• 대한기계학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.127-134
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• 1985

본 연구에서는 축열식 열교환기에 대한 이론해석에 2개의 변수를 적용하여 주 기가 긴 경우에 적용되는 축열체의 열전도계수가 큰 열교환기인 경우 ｆ(t)함수형, 주 기가 긴 경우 또는 짧은 경우에 적용될 수 있는 열전도계수가 작은 경우 ｆ(x,t)함수 형으로 각각 구분하여 이에대한 정확해를 구하였다. 특히 ｆ(x,t)함수형에서 2차원 Laplace 변환기법에 의한 Bessel 함수가 포함된 식을 얻고, Laplace 1차 변환온도에서 얻는 식을 급수편개하여 정리한 식으로 부터 가열주기에 있어서 주기가 짧은 축열체에 적용되어질 수도 있는 근이식인 간단한 온도분포식과 이로부터 대류열전달계수식을 얻 었다.그러나 천 양태랑, 등은 주기가 긴 경우 즉 일반 축열체에 대한 이론해석 결 과와 주기가 짧은 경우 즉 8분 주기로 실험하여 비교한 결과가 일치함을 발표하였다. 이들 연구결과를 참작할때 주기가 짧은 경우에서의 실험결과와도 비교적 일치할 것으 로 기대할 수 있어서 중도상정의 스터얼링 기관 실험에 사용된 축열기의 제원을 이용 하여 계산한 결과, 위에서 구한 온도분포식은 일치하였고 대류열전달계수식에 대하여 는 다른 실험치 보다 접근함을 확인하였다. 또한 위 기관실험치를 대류열전달계수식 에 대입하여 위 기관의 전교환 열량을 계산한 결과, 스터얼링 기관용 축열기에서 축열 비의 최적치 430%와 거의 일치하였다. 따라서 이론해석으로부터 구한 온도분포식과 대류열전달계수식의 유용성을 입증할 수 있었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.125-125
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• 2017

본 연구에서 원추형 태양열 집광기의 흡수관 표면의 흑색 도색 여부에 따른 효율분석을 수행하였다. 원추형 집광기 시스템은 열 손실 최소화 및 집광비가 우수한 $45^{\circ}$의 원추각을 갖는 원추형 집광기를 설계 및 제작하였다. 원추형 태양열 집광시스템은 열매체 축열을 위한 온도센서가 내장된 축열조와 태양에너지를 집열시키는 원추형 집광기, 유량측정을 위한 유량계, 열매체의 강제순환을 위한 펌프로 구성되어있다. 또한 지속적인 태양추적을 위해 2축 태양 추적 장치를 설치하였다. 흡수관은 원추형 집광기의 중심부에 설비되었으며, 열매체의 순환을 위해 이중 열교환기 구조로 제작되었다. 흡수관의 길이는 열 손실을 최소화하기 위하여 집광기의 높이와 동일하게 설계하였다. 원추형 집광시스템의 작동유체인 물은 펌프에 의해 흡수관과 축열조를 강제순환 하게되고, 용량이 70L인 축열조에 흡수관으로부터 흡수된 태양 복사열이 저장된다. 원추형 집광시스템의 성능실험은 청명한 날 유량 2L/min, 4L/min, 6L/min에 대해 수행되었으며, 집열효율을 계산하여 비교 및 분석하였다. 흑색으로 도색된 흡수기를 부착한 원추형 집광시스템의 집열효율은 82.25%로 나타났으며, 무 도색 흡수관을 갖는 원추형 집광시스템은 73.26%의 집열효율을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 흡수관 표면의 흑색 도색이 원추형 집광시스템의 집열효율에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.153-161
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• 1993

본 연구에서는 각 운전모드별 열특성을 전체적으로 고려하여 양질의 MHD발전 용 작동플라즈마를 얻기 위하여 필요한 효과적인 방책에 관하여 집중적으로 고찰하고 자 한다.

• 태양에너지
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• 제16권2호
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• pp.65-77
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• 1996

동적형 빙축열 시스템의 빙축열조에서 세가지 얼음충진율에 대해 분산유체의 유온, 유량을 변화시켜 용융실험을 행하였다. 빙축열조에 분산되는 분산유체의 온도가 높고 유량이 많을수록 빙축열조 내의 온도성층화 현상도 뚜렸하였고 온도성층화에 돌입하는 시간이 단축되었다. 분산유체의 유량이 많을 때는 잠열이 방출되는 시기에 걸쳐서 빙축열조 내의 온도안정화 현상이 나타나고 온도안정화에 소요되는 시간도 단축되었다. 그러나 얼음의 용융이 끝난 후는 유량이 적을 때가 온도성층화 현상이 뚜렸하였다. 빙축열조 얼음충진율이 높을 때 온도성층화에 소요되는 시간이 길었으며 빙축열조 내 온도분포는 안정되었고 빙축열조의 벽면 영향으로 인해 빙축열조 상부의 온도가 높게 나왔다. 실험초기온도를 유지하는 기간은 빙축열조 내의 얼음이 존재하는 기간과 일치하였다. 빙축열조 내의 평균온도 상승은 분산유체의 유량이 많고 온도가 높을수록 일찍 상승하였다. 총방열에너지에 대한 잠열에너지($E/E_{ot}$)의 시간에 대한 변화비는 분산유체의 온도가 동일한 조건에서 유량이 많을수록, 분산유체의 온도가 높을수록 큰 값으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2010

무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.

• 에너지공학
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• 제20권1호
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• pp.30-35
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• 2011

2중관형과 판형 열교환기에 에틸렌 클리콜-물 수용액으로 만들어진 아이스슬러리를 적용하는 경우의 유동 및 열적 특성을 규명하기 위하여 실험을 수행하였다. 아이스슬러리의 질량유속과 얼음 분율은 각각 800에서 3500 kg/$m^2s$과 0에서 25%이었다. 실험을 통해, 압력강하와 열전달율은 질량유속과 얼음 분율에 따라 증가하였다. 그러나 얼음 분율의 효과는 높은 질량유속 영역에서는 크지 않은 것으로 나타났다. 낮은 질량유속에서는 압력강하와 열전달율의 급속한 증가가 질량 유속에 관계되는 것으로 나타났다.

• 설비공학논문집
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• 제17권4호
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• pp.341-346
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• 2005

The simplification of solar thermal systems reduces the possibility of operating trouble and lowers the cost of the initial investment and maintenance. This also leads to increased competitiveness in the energy market. We proposed a spiral-jacketed storage tank that functions both as a heat exchanger and expansion tank, which removes the secondary piping and markedly simplifies the entire system. The new storage tank was designed and manufactured to maintain the same performance as the conventional system and the exiting system was remodelled by adopting the newly proposed storage tank. This experiment was conducted under real conditions over a period of several months. The retrofitted system with the spiral-jacketed storage tank showed good performance that is on a similar level as the previous system having a typical storage tank and heat exchanger.

• 설비공학논문집
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• 제1권1호
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• pp.1-8
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• 1989

This paper treats the temperature effectiveness of the two-fluid counterflow regenerator in a rotary type. To avoid continual interpolation and to obtain the simple result in calculating that, it obtained the particular solution for the direct-transfer-type counterflow heat exchanger by the graphical procedures. Also, it introduced the empirical formula for the influence of the ratio of rotor matrix to minimum working fluid heat capacity rate with the particular solution induced. Particularly, substituting the published results of temperature effectiveness into the program, it obtained the simple and convenient equation which can applicate in the counterflow regenerator in a rotary type. To compare and discuss the results induced, selecting the regenerative air preheater and applying the their running datum and specifications to the related results, it shows that the above results are agree with the published results within absolute relative error, 3.0%.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.111-115
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• 2006

To clarify the hydraulic and thermal characteristics of ice slurry which made from 6.5% ethylene glycol-water solution flow in the double tube and plate type heat exchanger, experimental studies were performed. The mass flux and Ice fraction of ice slurry were varied from 800 to $3,500 kg/m^2s$(or 7 to 17 kg/min) and from 0 to 25%, respectively. During the experiment, it was found that the measured pressure drop and heat transfer rate increase with the mass flux and ice fraction; however the effect of ice fraction appears not to be significant at high mass flux region. At the region of low mass flux, a sharp increase in the pressure drop and heat transfer rate were observed depends on mass flux.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.616-622
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• 2016

하절기 줄어드는 온수부하는 태양열 집열기 과열의 주된 원인이다. 과열방지목적으로 공냉 또는 차단막이 사용되는데 이는 추가적인 기계적요소를 필요하게 되고 장기 운용 시 파손 등의 우려에 따라 그 신뢰도도 크게 저하된다. 지중열교환기는 지열을 열원으로 방열 또는 흡열을 진행하는데, 지열을 고 열원으로 하여 흡열을 목적으로 하는 연구가 대다수이며 지열원이 저열원으로 이용하는 방열에 대한 연구는 부족한 편이다. 그리하여 본 연구에서는 태양열집열판의 과열방지를 목적으로 하는 지중열교환기의 가능성 및 그 성능에 대한 연구를 진행하였다. 여름철 최대 $150^{\circ}C$이상의 고온을 유지하는 태양열집열판의 열을 방출하기 위하여 1.2m의 하부 깊이를 갖는 50m 나선형 지중열교환기를 설치하였고 이를 통해 순간 냉각이 가능한 것으로 확인되었으며, 태양열집열판의 여름철 과열에 의한 파손을 방지할 수 있었다. 그리고 다양한 변수에 대한 이론적인 계산을 통하여 0.33kg/s의 최저 순환유량만 유지해주면 지열 열교환기의 길이에 따른 방열효과에 큰 영향을 미치지 않음을 판단할 수 있다. 또한 축열조와의 공동 사용시 냉각효과는 여름철 과열시 충분한 과열방지 제어가 가능한 것으로 조사되었다.