• 한국빅데이터학회지
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• 제5권2호
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• pp.17-27
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• 2020

지역난방 시스템은 서비스 지역 내 열 수요처들을 네트워크로 연결하여 중앙의 저비용 고효율 열 생산설비를 통해 열을 공급하는 에너지 시스템이다. 효율적인 열 공급 시시스템 운영을 위하여 지역 내 열 수요를 정확하게 예측하고 이를 바탕으로 열 생산 계획을 최적화하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 지역 내 열수요처별 열 사용량 패턴에 대한 빅데이터 정보로 기계실별 실시간 열량계 정보를 반영한 열수요 예측모형을 제시하였다. 기존에도 열 수요예측에 활용되던 지역 전체 열수요 실적 합계와 함께 수요처별로 설치되어 있는 열량계로부터 실시간으로 수집한 개별 열수요 실적을 예측모형에 반영함으로써 열 수요처별로 상이한 열사용 패턴을 반영한 열 수요 예측이 가능할 것으로 기대된다. 지역난방 기업의 실제 열수요 실적을 바탕으로 열수요 예측 정확도를 측정한 결과 계절에 상관없이 기본 모형 대비 열량계 빅데이터를 반영할 경우 정확도가 올라가는 것으로 분석되었으며, 향후 열수요처별 다양한 형태의 데이터를 추가로 반영함으로써 열 수요 예측 정확도 향상이 가능할 것으로 예측된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.307-313
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• 2010

본 논문에서는 지역난방에 사용되는 이형관인 벤드(bend)의 형상설계에 대한 연구를 수행하였다. 지역난방관은 강관(내부)과 폴리우레탄 보온재(중앙부) 그리고 고밀도폴리에틸렌 외관(외부)의 3개의 중공관으로 구성되며 일반적으로 $10{\sim}120^{\circ}C$ 온도범위의 물이 $16kgf/cm^2$의 내압을 가지면서 수송된다. 이에 따라 작동 중 발생하는 반복적인 열적-기계적 하중을 지탱할 수 있어야 한다. 보통 지역난방관의 벤드부에는 폼패드라고 부르는 신축흡수재가 덧씌워지는데 이 폼패드의 노후에 따른 문제가 종종 발생한다. 본 논문에서는 벤드부에서의 폼패드 노후 문제를 경감시키기 위한 대안으로 폼패드를 없앤 이중보온관의 형상 설계를 제안하였다. 제안된 설계는 벤드부 강관에 전단고리(shear ring)를 적용하는 방법으로 이때 전단고리의 최적치수는 다구찌 방법과 유한요소법을 적용하여 접근하였다. 그 결과로 전단고리의 두께와 높이, 개수 순으로 최적화 효과가 있음을 확언하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.64-76
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• 2009

최근 무선 통신 기술이 발달함에 따라 유비쿼터스 환경과 그와 관련된 실용화 기술에 대한 관심이 크게 고조되고 있다. 그리고 유비쿼터스의 개념이 기존 IT 분야에 접목되면서 유비쿼터스 환경을 근간으로 한 자동화 시스템의 필요성이 부각되고 있다. 또한, 환율 상승과 고유가로 인해 대형 건물과 공공 기관에서의 에너지 절약 방안 수립에 대한 필요성이 강력히 대두되고 있다. 본 논문에서는 RFID/USN 기술을 이용하여 에너지 절약을 위해 전등, 난방기 그리고 에어컨과 같은 건물 내 전자기기의 전력 소비를 효율적으로 관리하는 절전관리 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 USN을 이용하여 전자기기에 대한 중앙 관리 및 상태 정보를 감시하고, USN을 이용하여 주변 환경 및 전력 소비에 대한 실시간 정보를 수집한다. 특히, 제안하는 시스템은 실시간 수집 된 정보를 분석하여 최상의 절전 효과를 가지는 지능형 스케줄러를 제공한다. 마지막으로, 본 논문은 제안하는 시스템을 다양한 환경에서 실험해 보고 기존 시스템과의 차별성과 현실성을 보인다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.56-61
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• 2009

Paradigm depending only on fossil fuel for building heat source is rapidly changing. Accelerating the change, as it has been known, is obligation for reducing green house gas coming from use of fossil fuel, i.e. reaction to United Nations Framework Convention on Climate Change. In addition, factors such as high oil price, unstable supply, weapon of petroleum and oil peak, by replacing fossil fuel, contributes to advance of environmental friendly renewable energy which can be continuously reusable. Therefore, current new energy policies, beyond enhancing effectiveness of heat using equipments, are to make best efforts for national competitiveness. Our country supports 11 areas for new renewable energy including sun light, solar heat and wind power. Among those areas, ocean thermal energy specifies tidal power generation using tide of sea, wave and temperature differences, wave power generation and thermal power generation. But heat use of heat source from sea water itself has been excluded as non-utilized energy. In the future, sea water heat source which has not been used so far will be required to be specified as new renewable energy. This research is to survey local heating system in Europe using sea water, central solar heating plants, seasonal thermal energy store and to analyze large scale central solar heating plants in German. Seasonal thermal energy store necessarily need to be equipped with large scale thermal energy store. Currently operating central solar heating system is a effective method which significantly enhances sharing rate of solar heat in a way that stores excessive heat generating in summer and then replenish insufficient heat for winter. Construction cost for this system is primarily dependent on large scale seasonal heat store and this high priced heat store merely plays its role once per year. Since our country is faced with 3 directional sea, active research and development for using sea water heat as cooling and heating heat source is required for seashore villages and building units. This research suggests how to utilize new energy in a way that stores cooling heat of sea water into seasonal thermal energy store when temperature of sea water is its lowest temperature in February based on West Sea and then uses it as cooling heat source when cooling is necessary. Since this method utilizes seasonal thermal energy store from existing central solar heating plant for heating and cooling purpose respectively twice per year maximizing energy efficiency by achieving 2 seasonal thermal energy store, active research and development is necessarily required for the future.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권1호
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• pp.94-104
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• 2009

본 연구는 폐바이오매스로서 활엽수(hardwood, HW)톱밥, 침엽수(softwood, SW)톱밥, 산야초류(grass) 등 3종의 발효재료를 이용, 3종의 나선형 열교환기와 1종의 평판형 열교환기를 제작하여 발효과정에서 생산되는 발효열을 가장 효율적으로 회수할 수 있는 발효열 교환장치 개발을 위하여 실시하였다. 본 연구에서는 다양한 바이오매스재료의 적절한 원료 배합을 통한 발열 및 열교환 특성을 조사하고 실제 농가에 설치 및 해체가 용이한 열교환기를 개발하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 나선형 열교환기를 사용한 발효열 실험에서 활엽수톱밥 및 침엽수 : 활엽수톱밥(50 : 50) 처리보다는 활엽수톱밥 : 산야초(90 : 10)의 발효가 약 3개월간의 긴 발열기간을 나타냈으며, 발효상을 통과한 물의 온도를 100일간 측정한 결과, 중앙부가 $64.5{\sim}76.5^{\circ}C$로 매우 높았고, 물탱크 온도는 $33{\sim}48^{\circ}C$ 범위였으며, 출구의 수온은 $33{\sim}44^{\circ}C$로서 4~5인 기준의 가정용 온수공급이 가능함이 확인되었다. 수행한 4종의 열교환기 실험 결과, 나선형 열교환기 HX-H1은 수온이 $35{\sim}36^{\circ}C$범위로서 더 이상의 온도상승이 없었고, HX-H2는 수온이 $40{\sim}45^{\circ}C$로서 실험기간 중 일정한 온도분포를 보였다. 한편 HX-H3는 최고온도 $68{\sim}70^{\circ}C$, 최저온도 $30^{\circ}C$, 평균온도 $50^{\circ}C$였고, 출구의 온수온도는 $33{\sim}44^{\circ}C$ 범위로서 45일간 공급 가능하였다. 평판형 열교환기 HX-P는 수온이 $42{\sim}58^{\circ}C$로서 3개월 이상 온수공급이 가능하였으므로 4~5인 기준의 가정용 난방 및 온수공급에 문제가 없는 것으로 확인되었다. 그러므로 평판형 열교환기 HX-P는 나선형 열교환기 HX-H에 비해 발효상 내부에 열교환용 파이프가 빈틈없이 배치되어 발효상 전면적을 통해 발효열을 최대로 회수할 수 있었으며, $42{\sim}58^{\circ}C$의 발효열을 최대 3개월정도 이용 가능하였고, 장시간 운용에도 온도가 급강하 하는 등의 문제가 발생되지 않았다. 따라서 발효열교환기는 나선형 시스템보다는 발효열의 회수 효율이 매우 높으면서도, 열교환장치의 제작, 설치, 해체가 용이한 평판형 시스템이 유리한 것으로 나타났다.