• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 1999.11a
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• pp.109-113
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• 1999

겨울철 난방에너지와 여름철 냉방에너지 절감을 위한 자갈축열 태양열 온실의 설계자료를 얻고자 모형 자갈축열층과 이론적 해석을 통하여 축열층의 공기유동성 및 자갈축열층의 축열성능을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 압출식으로 공기를 유동시켰을 경우 축열층내 풍속은 0.09-l.50㎧(평균 0.60㎧)범위였으며, 흡인식으로 공기를 유동시켰을 경우 축열층내 풍속은 0.15-0.90㎧(평균 0.46㎧)범위로 평균풍속은 압출식이 높게 나타났으나 축열층 가운데에서는 흠인식이 약 0.06㎧정도 높게 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 자갈축열층내 공기순환을 위한 별도의 파이프 매설은 불필요한 것으로 판단된다. 2. 자갈축열층의 공극율이 증가할수록 축열량은 감소하였으며 순환팬 용량과 공극율에 따라 평균 2,133㎉/h-3,243㎉/h 정도 축열량 차이가 있는 것으로 나타났다. 3. 공극율이 0.45인 경우 축열층의 높이가 높을수록 자갈축열층의 온도는 서서히 증가하였으며, 축열층 높이 60cm이하에서는 축열 7시간이후부터는 축열량 변화를 거의 없는 것으로 나타났다. 4. 이러한 결과를 모형축열층에 있어 실험적으로 구해지는 축열 자갈층의 온도 및 축열량과의 비교 검증단계를 거쳐 온실규모에 필요한 적정 축열시스템을 산정할 수 있는 시뮬레이션 프로그램의 기초자료로 활용하고자 한다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.8
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• pp.15-18
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• 2002

축열 공조방식 중 현재 가장 많이 보급되고 있는 방식은 빙축열 방식과 수축열 방식이다. 본래 축열식 공조는 열원 용량을 감소하고, 값싼 심야전력을 통해서 운전비용(running cost)의 절감을 목적으로 하지만, 열을 저장하기 위한 "축열조"가 필요하므로, 필연적으로 초기투자비(intial cost)의 증가를 동반하며, 기존의 건물에는 쉽게 적용할 수 없는 등의 문제점이 있다. 따라서 축열을 위한 초기비용을 증가시키지 않는 축열식 공조방식으로서 건축물 자체가 가지는 높은 열용량에 착안하여 구조체 축열에 관한 연구가 최근 활성화되고 있다. 구조체 축열은 건축물 그 자체를 축열 매체로 이용하기 때문에 별도의 축열조가 필요 없고, 구조체 로부터의 "복사"형태로 거주영역에 직접적으로 작용하여 실내의 온열환경을 향상시킬 수 있다. 이 때문에 2차측 공조기의 용량을 절감시킬 수 있고, 축열 부위에서의 열반송이 필요없는 등, 구조체 축열 시스템은 기존의 빙축열과 수축열 방식에서는 없는 여러가지 장점을 가지고 있다. 구조체 축열 공조시스템은 기존의 공조시스템 중에서 급기구 부위만을 변경하여 주간에서 종래의 공조시스템과 같이 실내로 공조 공기를 급기하고, 야간에는 급기구에 설치된 댐퍼를 조절하여 천정면으로 공조 공기를 급기함으로써 구조체에 열을 축열시키는 방안이다. 본 시스템은 기존의 설비시스템을 이용하여 건축물의 구조체를 축열, 공조개시전 및 주간의 부하를 대폭 줄임으로써 에너지를 절감시킬 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서 구조체 축열 공조시스템은 "지구환경 유지.전력부하 평준화.안전성.에너지 절약.비용절감.쾌적성"의 모든 조건을 만족시키는 유력한 차세대 공조 방식이 될 것으로 판단되며, 본 보에서는 공기순환형 구조체 축열시스템을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 2003.04a
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• pp.195-198
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• 2003

자갈축열 태양열온실은 주간에 일사로 데워진 온실 내부공기를 온실하부에 설치된 자갈축열층사이로 강제순환시켜 자갈에 에너지를 축열한다. 이러한 축열과 방열과정을 통하여 겨울철 야간에 난방시스템으로 이용하고, 여름철에는 냉방효과를 꾀하게 된다. 온실내 공기가 축열층을 통과하는 동안의 열전달은 강제대류열전달이며, 이 경우 축열층내의 열이동은 축열층내 공기와 자갈표면온도가 초기에는 열적으로 평형상태로 존재하다가 순환공기의 온도상승에 따라 열전달이 일어나게 된다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 2001.04b
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• pp.86-87
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• 2001

자갈축열 태양열온실의 기본원리는 주간에 일사로 데워진 온실내부공기를 자갈축열층사이로 순환시켜 이때 자갈층에 축열된 에너지를 난방에 이용하는 것이므로 축열층 사이로 충분한 공기순환이 이루어져야 한다. 따라서, 자갈축열층내로 순환되는 공기의 풍량이 축열성능과 밀접한 관계가 있으며 효과적인 공기 순환방식을 분석하고자 자갈축열성능실험을 수행하였다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 2000.10b
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• pp.128-131
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• 2000

자갈축열 태양열 온실에 있어 여름철 냉방에너지의 효과적인 절감 방안을 모색하고자 축열 및 배기시스템의 작동방식을 다르게 하여 주ㆍ야간 축열과 방열시 자갈축열층의 온습도환경을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간에 외기온이 28.5$^{\circ}C$-35.3$^{\circ}C$범위에서 변화할 때 자갈축열층내로 유입되는 공기의 온도는 30.5$^{\circ}C$-36.2$^{\circ}C$, 자갈축열층에서 온실내부로 유출되는 공기의 온도는 28.2$^{\circ}C$-30.1$^{\circ}C$, 축열층 내부온도는 27.4$^{\circ}C$-35.9$^{\circ}C$ 범위였다. 또한, 10시간 축열시 자갈축열층 내부온도는 측점에 따라 1.7$^{\circ}C$-7.$0^{\circ}C$의 온도상승이 있었으며 유입구에서 멀어질수록 축열층 온도는 낮게 나타났으며 온도상승 속도 또한 감소하는 경향으로 나타났다. 그리고, 야간에 축열시스템을 작동하지 않고 배기팬만을 작동하였을 경우, 외기온이 27.4$^{\circ}C$-34.4$^{\circ}C$범위일 때 자갈축열층 내부온도는 29.7$^{\circ}C$-34.9$^{\circ}C$(평균 31.4$^{\circ}C$)범위였으며 온실외부에 설치되어 있는 배기구와 배기팬의 영향으로 축열층 내부온도는 시간이 경과함에 따라 감소하는 경향으로 나타났으며 측점에 따라 2.2$^{\circ}C$-5.1$^{\circ}C$(평균 2.8$^{\circ}C$)의 온도하강 효과가 있는 것으로 나타났다. 2. 여름철 주간에 10시간 축열시 자갈축열층 내부습도는 측점에 따라 8.1%-26.3%의 감소현상이 있었다. 또한, 유입구에서 멀어질수록 축열층 습도는 높게 나타났으며 습도하강속도 또한 감소하는 경향으로 나타나 유입구에서 멀어질수록 외부습도의 영향을 적게 받는 것으로 분석되었다. 하지만, 야간에는 배기시스템의 영향으로 자갈축열층의 습도는 외기의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.366-371
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• 2000

본 연구는 동적형 빙축열시스템에 있어서 증발판이 축열조 상부에 설치되어 생성된 얼음을 주기적으로 분리, 이탈시켜 하부에 설치된 축열조에 저장하는 기존의 하베스트형 빙축열시스템과는 반대로 축열조 내에 증발판을 설치하여 수중에서 얼음을 생성시키고 분리시켜 부럭에 의해 얼음을 띄워 저장하는 새로운 방식의 수중 하베스트형 빙축열시스템 개발에 관한 연구이다. 본 방식은 축열조 내에 증발판이 설치되어 제빙과 탈빙이 이루어짐으로서 기존 시스템에 설치되는 순환펌프나 순환수 분배기 및 배관 등의 설비가 불필요하고, 또한 조내 물과 증발판이 직접접촉에 의해 열교환이 이루어지므로 기존 공기 중에서의 열교환 방식보다 전열효율이 우수한 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 상기의 수중 빙제조 방식에있어 빙 제조시와 방냉시 축열조의 열특성을 실험적으로 밝혀 시스템 최적화 및 성능 향상에 대한 기초 자료를 제공하고자 하였다.

• Journal of the KSME
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• v.18 no.4
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• pp.27-34
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• 1978

열에너지의 저장시스템은 축열채조, 열전달기기와 용기 및 보온재의 3개 주요부로 이루어진다. 축열재료는 현열계의 경우 온도가 상승하거나 잠열이용의 경우 상변화가 생기는 재료를 말한다. 열전달기기는 열에너지를 열원으로부터 축열재로 건열시키거나 축열재로부터 열부하측으로 열에 너지를 전달시키는 역할을 한다. 보온이 된 용기는 축열재를 외부로부터 열차단이 되도록 하여 외부로의 에너지 손실이 없도록한다. 열에너지저장시스템의 주성능득성은 용량, 에너지전달원, 저장온도에 의하여 주어진다. 여기서 용량은 축열재가 저장할 수 있는 에너지의 양을 뜻하고 열 전달율은 에너지원으로부터 축열재료로 또는 반대로 축열재료로부터 에너지부하측으로 전달시킬 수 있는율을 의미한다. 축열온도는 현열계에서는 축열재의 온도가 된다. 이 해설에서는 최근 발간 된 수 개의 자료를 발췌하여 간략히 그 내용을 알리고자 한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2004.05a
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• pp.171-176
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• 2004

Heat regenerator attached in small-scale regenerative radiant tube burner was designed using the theoretical computation code and was confirmed the performance of waste heat recovery ratio. From the computation, when ceramic ball of 4-5kg was used, temperature efficiency and available waste heat recovery ratio were predicted 80% and 70%, respectively. Similar efficiencies were obtained from the experiments using LPG. However, since exhaust gas temperature entered into regenerator was below 85$0^{\circ}C$ which was much lower than that we expected, preheat air temperature was lowered below 80$0^{\circ}C$.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.24-32
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• 2001

본 축열탱크 열전달에 관한 실험적 연구는 국내에서 개발하고 있는 태양열 온수기용으로 현재 널리 이용되고 있는 탱크-코일 방식의 문제점을 해결하면서 열전달 효율이 높은 2중 축열탱크를 개발하기 위한 것이다. 2중 축열탱크의 용량은 100리터로서 수평 및 수직형으로 설치하여 실험이 가능하도록 설계.제작하였고 탱크내부의 온도는 길이방향 및 반지름 방향으로 각각 등간격으로 설치하여 측정하였고 집열매체의 입.출구온도를 동시에 측정하였다. 실험결과는 (1) 축열탱크의 형태에 관계없이 축열탱크와 열교환을 하는 열매체의 유량이 증가할수록 열전달량은 증가한다. (2) 축열탱크의 형태에 따른 탱크내부 물의 온도 상승속도는 수직형(b)인 경우가 가장 크고, 그 다음 수직형(a), 수평형의 순으로 나타났다. 따라서 이중탱크형의 축열탱크는 수평형 보다 수직형이 동일한 용량의 축열매체 온도를 신속히 상승시킬 수 있다. 아울러 열성층화에 의하여 고온의 축열매체를 이용할 경우 수직형 축열탱크가 더욱 우수한 결과를 나타낸다. (3) 축열탱크 열전달계수(UA) 값은 ( $T_{in}$ - $T_{out}$)/$\Delta$ $T_{m}$ 의 크기에 좌우되며, 열전달계수를 설치방법에 따라 비교하면 수직형(b)>수직형(a)>수평형의 순서로 나타났다.다.

• Solar Energy
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• v.18 no.1
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• pp.45-55
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• 1998

태양열이나 심야전력과 같이 에너지의 공급과 수요가 시차적으로 다를 경우 축열저장이 필수적이다. 축열조는 부하에 따라 그 부피가 커지게 되고 부피는 곧 경제성과 밀접한 관계를 갖고 있다. 따라서 이 연구는 축열조의 소형화에 관한 연구로 이번 실험에서 수행된 Nodule S-64(PCM-NaOH)인 구형 볼타잎을 사용하였고, 260Lit 용량의 축열조를 설계 제작하여 수학적 모델링과 실험을 병행하였다. 실험에 사용한 S-64는 이번 실험을 위해 제작한 것으로 축열 결과 현열인 물의 경우보다 축열량이 두배로 증가하였다. 따라서 기존 축열조 부피를 절반정도 축소가 가능하며, 운전조건에 따라 더이상 줄일 수도 있어 태양열이나 심야전력용 축열조로 매우 적합함을 알 수 있었다.