• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.2
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• pp.145-153
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• 1984

In the present work, a computer simulation is performed employing Hottel-Whillier-Bliss model for thermal performance of solar collectors. The major collector parameters examined in the computer simulation are: number of transparent glass covers(N), thermal emissivity of the absorbing plate surface (.epsilon.$_{P}$), absorptivity of absorber plate (.alpha.$_{p}$), flow rate per unit area of collector (G), $L_{b}$ / $k_{b}$ of insulation material, tilt angle of collector (S), and solar insolation(I). By varying numerical values of the major collector parameters around their typical values, the corresponding variations in thermal efficiency curves are examined. In addition, an experimental investigation has been carried out with a slightly modified KAIST collector test loop under a real sun condition in order to compare with the simulation results, examine the applicability of the mathematical model of the collector thermal performance, and study the effect of variation of flow rate (G) on thermal efficiency and the range of optimum flow rate.e.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.373-380
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• 2005

알루미늄 재질의 찬넬을 흡열판으로 이용하는 평판형 태양열 집열기를 개발하였다. 이러한 흡열판은 찬넬 내부 전체로 전열매체가 흐르기 때문에 집열기의 열적성능을 향상시킬 것으로 예상되며, 모듈화되어 있어 제작 및 설치가 기존 흡열판보다 용이하다는 장점이 있다. 제작된 찬넬형 평판형 태양열 집열기에 대한 집열효율 시험을 수차례 수행하면서 성능을 개선시키고 있으며, 그 결과 기존 상용화된 집열기 수준의 우수한 열적성능을 갖는 것으로 나타났다. 알루미늄 재질 흡열판 외에 플라스틱 재질의 찬넬형 흡열판도 적용하였으며, 기타 실용화 및 성능 향상에 필요한 요소들에 대해 연구하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.48-53
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• 1985

농산물 건조를 위하여 평판형 태양열 집열기를 이용할 경우 가열된 출구공기는 각종 농산물건조적온보다 일반적으로 고온이므로 이의 조절을 위한 출구공기 온도의 예측이 중요시 된다. 본 연구에서는 차원해석법(dimensional analysis)을 이용하여 평판형 집열기의 출구에서 나오는 가열된 공기의 온도를 예측하는 방법이 제시되었으며, 이 방법을 이용하여 집열기의 출구공기온도 예측방정식들이 유량별로 유도되었다. 이 방정식들로부터 구한 출구온도들은 실측한 값들과 잘 일치하였으며($R^2$=0.917~0.957) 또한 집열기의 효율을 나타내는 이론식이 출구공기온도 예측방정식으로 부터 직접 유도되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.5
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• pp.579-589
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• 1985

The storage tank of the natural-circulation-solar-hot-water system equipped with flat-plate solar collectors is located at higher elevation than the solar collectors. Therefore, the heat loss from the system due to a reversed flow during the night-time is an important factor as well as the day-time thermal performance of the system. The thermal performance of the natural-circulation-solar-hot-water system with flat-plate solar collectors during the day-time depends mainly on the heat collecting efficiency of the solar collectors, whereas its thermal performance during the night-time depends on the system configuration , such as the elevation of the water storage tank with respect to the solar collectors and the piping connections between the storage tank and the solar collectors, as well as thermo-physical properties of the circulating fluid. In the present work, a computer program has been developed to simulate a typical natural-circulation-solar-hot-water-system, and a series of simulation tests have been carried out with the computer program to examine the thermal performance of the system during the day-time as well as the hight-time. In addition , a series of experiment have been conducted under a real sun condition using a natural-circulation-solar-hot-water-system constructed and installed at the KAIST building to compare with the results obtained from computer simulations.

• Solar Energy
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• v.18 no.3
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• pp.15-24
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• 1998

There are mainly 3 heat losses from solar collector; top, bottom, and edge heat loss. Usually edge heat loss is small so that could be neglected. Of the total thermal losses occurring in a flat plate solar collector, top loss heat losses are dominant. Therefore it is necessary to calculate the top loss coefficient accurately in order to find out performance of solar collector. The flat plate solar collector(regenerator in summer) used in this study was made for year-round all conditioning. In order to find out collector efficiency for heating in winter without a system change, outdoor experiment was done. The top loss coefficient of this collector was about 3 to $4.5W/m^2^{\circ}C$. Futhermore use of selective coating in trickling surface can improve a performance of flat plate solar collector.

• Journal of the KSME
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• v.17 no.1
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• pp.23-27
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• 1977

태양열을 냉방에 이용하기 위한 시스템은 집열기,열교환기,냉동기 등으로 구성된다. 집열기는 난 방시와 마찬가지로 볼 때 냉난방을 병용하는 집열기를 사용하면 유리하다. 열교환기는 집열기에 서 수집한 열을 냉방기에 전달시키는 기능을 가지는데 용도에 따라 이것을 사용하지 않는 경우도 있다. 냉동기로는 보통 흡수식 냉동기를 사요하나 그외 개방식, 분사식 등의 냉동기도 사용된다. 그러나 분방식 냉동기는 취급은 용이하나 흡수제의 재생조건이 까다로워 높은 습기를 갖는 경우 재생온도가 역시 높아져야 하므로 우리나라의 경우에는 여름철의 습도가 높기 때문에 재생온도가 높아져야 하므로 태양열 냉방에는 부적당하다. 또 분사식 냉동기의 경우 성적계수(Coefficient of Performance) 가 다른 냉동기에 비해 낮고 증기압력이 낮으면 이것이 극히 낮아지기 때문에 태양 열 냉방에 많이 사용하지 않는다. 그래서 태양열 냉방에 있어서 냉동기는 거의 흡수식을 사용하 고 있으며, 여기에서도 주로 흡수식 냉동기를 사용한 냉방에 대하여 논하고져 한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2007.11a
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• pp.181-186
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• 2007

본 논문은 현재 국내 외적으로 널리 공급되고 있는 유리식(glass) 진공관형 태양열 집열기를 대체할 수 있는 비유리식(non-glass) 진공관형 태양열 집열기의 설계 및 제작에 관한 실험적 내용을 소개하고 있다. 비유리식 진공관형 태양열 집열기는 유리식에 비해 그 내구성이 탁월할 뿐 아니라 적용성도 뛰어나지만 비유리식 집열기는 유리식 집열기와 달리 외부공기 입자의 진공관 내부로의 확산을 억제하거나 그 내부의 진공도 유지를 위해 특수 설계를 하여야 하며 아울러 소재의 특성을 최대한 살릴 수 있는 응용 기술의 개발을 필요로 한다. 이를 위하여 진공관 내부의 일정한 진공도 유지를 위해 집열기와 별도로 설치된 Vacuum Chamber를 진공관과 튜브(vacuum connector)로 연결하여 진공관 내의 outgasing이 가능하도록 할 수도 있으며, 진공관 외피에 공기의 침투를 억제하기 위한 gas barrier coating을 고려할 수도 있다. 본 논문에서 소개하는 비유리식(non-glass) 진공관형 태양열 집열기는 기계, 화공, 재료 등 다양한 분야의 원천 기술을 복합적으로 적용한 것으로 기존의 유리식에 비해 설계 및 제작에 있어서 다소 복잡한 양상을 띠고 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.9
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• pp.799-805
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• 2013

An analytical study is conducted to assess the efficiency of a flat-plate solar collector using nanofluids. The nondimensionalized 2D heat diffusion equation is solved by assuming a wavelength-independent extinction coefficient and intensity to obtain the analytical solution of the temperature distribution in the flat-plate solar collector. The dimensionless temperature distribution is investigated as functions of the volume fraction of the nanofluids, magnitude of heat loss, and collector's depth based on the analytical solution when using water-based single-walled carbon nanohorn (SWCNH) nanofluids as a working fluid. Finally, the efficiency of the flat-plate solar collector using the nanofluids is predicted and compared with that of the conventional solar collector. The results indicate that the efficiency of the nanofluid solar collector is better than that of the conventional solar collector under specific geometrical conditions.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.7 no.1
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• pp.110-121
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• 1983

ASHRAE 표준을 참고로 하여 한국과학기술원(KAIST)에서 수정한 집열기 시험 장치의 주요부품 의 설계도면 및 Specification 등을 제시하였다. 또한 ASHRAE 표준 시험 절차를 재분석하고 KAIST에서 수정한 Test Loop를 시험하기 위한 실험절차의 개요도 설명하였다. ASHRAE 표준 상의 가장 중요한 실험인 (1) 집열기 시간 상수 실험과 (2) 수직에 가까운 입사각에 대한 효율 실 험 및 (3) 입사각 수정 계수 실험 등을 실제 태양 아래에서 실험하여 그 결과도 그림으로 제시하 였다. 본 연구를 통해서 얻은 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 한국 과학 기술원 에서 설계한 집열기 시험 장치는 ASHRAE의 표준 절차에 따라 액체 가열식 집열기의 열효율을 측정하기 위한 실용적 장치임을 알 수 있다. 일반적으로 ASHRAE 표준 93-77은 합리적인 절차 라고 할 수 있다. 그러나, 최소일사량 규정(즉 630W/m$^{2}$ 미만이 되어서는 안된다고 하는 ASHRAE 규정) 같은 것은 일사량이 적은 기후 조건하에서는 다소 하향 조정하여도 정확한 효율 곡선을 얻을 수 있다고 하겠다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.198-202
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• 2014

In the solar heat collection system, we can determine how the collector will perform under specific conditions from the efficiency curve. By understanding the basic principles which govern the operation, designers can maximize the output from the collector. Absorptance, transmission and the total heat transfer coefficient were introduced to induce this efficiency curve. Designers who can make use of the implicit information on the curve in this report will generate systems which obtain the best return from their client's investment.