• 에너지공학
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• 제19권4호
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• pp.228-233
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• 2010

기존의 열풍건조기의 효율은 약 30% ~ 50%인 반면, 최적 설계된 열풍-열펌프 건조기 효율은 약 60% ~ 80% 수준이므로 에너지 효율향상과 에너지 절약을 이룰 수 있다. 외국의 여러 사례에서는 기존 대비 약 60% ~ 80%의 에너지를 절약할 수 있으며, 밀폐형 순환방법을 사용하여 건조공기에 포함될 수 있는 환경오염물질의 외부로의 유출을 최소화 할 수 있어 기존의 건조기에 비해서 환경문제에 적극적으로 대응할 수 있을 것을 판단된다. 본 논문에서는 이와 같은 특성을 가진 건조기에 적용하기 위한 고온 생산이 가능한 열펌프를 얻기 위하여 시스템의 사이클을 설계하고 시스템을 구축하여 목표 성능을 만족하는지 여부를 확인하였다. 본 연구에서는 열펌프 복합건조기 적용을 위한 고온용 열펌프 시스템을 설계하고 제작한 후, 성능평가를 수행하여 다음의 결론을 얻었다. (1) 고온생산을 위한 시스템 설계는 2사이클이 가장 우수한 것으로 나타났다. (2) 2사이클 시스템은 저단이 R134a를, 고단이 R124를 냉매로 사용할 경우 가장 적합한 것으로 나타났다. (3) 사이클 운전을 통하여 상용압력으로 간주되는 범위에서 R134a시스템은 $75^{\circ}C$, R124시스템은 $95^{\circ}C$ 생산이 가능한 것으로 나타났다. (4) 수냉식 2사이클 시스템의 성능 시험을 수행한 결과 목표성능을 상회하는 결과를 얻어 고온 생산이 가능한 열펌프 시스템의 설계 및 제작이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.73-77
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• 2019

본 논문에서는 냉매의 흡열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 공기열원 히트 시스템을 설계 제작하였다. 히트펌프는 냉동 사이클에서 응축기 및 증발기를 기능이 전환가능한 밸브를 이용하며 따라서 난방시에 응축기 기능을 하는 열교환기가 냉방시에는 증발기 기능을 하도록 함으로써 냉난방을 구현할 수 있도록 하였다. 이를 위하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하기 위한 체계가 개발되었다. 실험을 위하여 냉각 사이클에서 콘덴서와 증발기를 전환하는 기능으로 밸브를 사용하기 위한 히트펌프를 제작하였다. 그 결과 히트펌프시스템은 공기열원방법으로 개발되어졌으며 하나의 시스템으로 냉난방을 동시에 해결할 수 있는 에너지 절약 시스템을 설계하였다.

• 에너지공학
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• 제10권2호
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• pp.105-113
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• 2001

지구환경문제와 에너지문제를 해소하는 한 방법으로서 Vuilleumier 사이클 기관(VM)을 이용한 공조기형 열구동형 히트펌프시스템(VMHP)이 각광을 받고 있다. VMHP의 제작에 있어서는 VM의 각 부분의 이론적 검토 및 최적설계를 위한 해석프로그램의 개발이 필수적이고 최적설계를 위한 설계 기본서의 도출 및 설계자료의 확보가 필요하다. VMHP의 상세한 성능해석이나 설계에 활용 가능한 성능해석프로그램을 개발하였다. 해석은 VM의 시스템의 각 부분을 11개 부분으로 나누어 단열모델해석으로 수행하였다. 열교환기에서의 열전달 성능과 재생기손실, 열전도손실, 셔틀손실, 유동에 의한 압력손실과 열압축측과 열펌프측 사이의 마찰손실, 피스턴실 및 로드실의 마찰손실을 고려한 해석을 수행하였다. 해석에 의한 계산치의 정확성을 본 해석결과를 이용하여 제작한 시험기에 의해 비교하였다. 계산치와 시험기에 의한 전체성능을 비교하였고 또한 각각의 손실에서 고유한 파라미터를 추출하여 그 파라미터의 변화에 따른 열손실 전체의 변화 정도를 파악하여 실험치와 계산치의 정상적인 비교로부터 성능해석의 정도를 비교하였다. 비교결과에 의해 난방능력은 8%, 냉방능력은 19%의 최대오차로서 본 해석결과가 VMHP의 설계를 위해 유용한 수단으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.676-678
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• 2011

히트펌프 사이클을 이용한 건조 공정은 최종 제품의 생산을 위하여 많은 산업 분야에 요구되는 필수 공정으로 본 논문에서는 대형 히트펌프 건조기의 상부 분리대의 가이드 베인의 형상 및 수량을 최적화 하였다. 이를 위해 팬은 성능곡선 모델을 사용하였고, 증발기와 응축기는 다공성 매질로 가정하였다. 이는 팬을 통과하여 가이드 베인을 따라 건조기 입구로 들어가는 바람의 균일도를 예측할 수 있어 설계 정확도 향상에 기여할 수 있다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.363-369
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• 2008

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.373-378
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• 2011

해수 히트펌프를 이용한 냉동법 담수화시스템의 개발을 위한 시스템 설계 및 성능 해석을 수행하였다. 해수 히트펌프시스템의 열역학적 모델은 냉동사이클을 이용하였고, 이를 해수 담수화시스템에 적용하였다. 응축기의 유입 해수온도 및 증발기의 얼음 생성 비율에 따른 해수 히트펌프 시스템의 성능을 분석하고, 이에 따른 담수 생산량 및 담수 1kg 생산에 대한 소요 에너지 등 냉동법 담수화 시스템의 성능을 비교 분석하였다. 압축기 소요동력 및 응축기 용량은 응축기로 유입되는 해수온도가 감소함에 따라 감소하였다. 담수 1kg 생산에 따른 소요 에너지는 응축기 유입 해수온도가 $8^{\circ}C$일 때가 $20^{\circ}C$일 때에 비해 약28.9% 감소하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.1-7
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• 1992

수소압축기를 조합한 금속수소화물 히트펌프를 설계하여 이의 성능을 평가할 수 있는 새로운 모델을 제시하고 이를 실험결과와 비교 평가 하였다. 또한 본 모델에서는 카르노사이클에 단열압축과정을 도입하여 여러 조업관수가 성능계수에 미치는 영향을 검토하고 아울러 열역학 제 2법칙에 의한 비가역과정을 도입하므로써 보다 정확한 조업특성을 파악하도록 했다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.265-273
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• 2000

Basic simulation program for Vuilleumier cycle heat pump was developed that can use precise VMHP design and analysis. VMHP system was divided 11 sections in simulation. Simulation was used adiabatic model analysis and that considered with heat transfer performance for heat exchanger, regenerator loss, conduction loss, shuttle loss, pumping loss and pressure loss by flow friction. Specially, friction loss of connection pipe between heat compression side and heat pump side, leakage of rod seal and piston seal was considered in the analysis.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.301-306
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• 2011

저온 해수에너지를 이용한 난방사이클 및 이와 연계할 수 있는 적정 담수화사이클에 대하여 제안 및 해석을 수행하였다. 난방사이클은 기본 증기압축식 사이클을 이용하여 1단 및 2단압축사이클에 대해 해석을 수행하였고, 담수화사이클은 난방사이클과 연계할 수 있도록 설계하여 해석을 수행하였다. 난방사이클의 증발기 열원으로 5이하의 저온 해수열을 이용하였고, 난방수 온도는 60 이상 공급될 수 있도록 해석하였으며, 사이클 작동유체는 R-134a, R-1234 yf, R-600a를 적용하였다. 사이클 해석 결과, 2단압축사이클을 적용할 경우 1단압축사이클에 비해 모든 냉매에서 압축기 소요동력은 약 15.6% 감소하였고, 성능계수는 약 17.6% 향상되었다. 냉동법 담수화 사이클의 경우 R-134a에 대해서 난방수 60 조건일 때, 1단압축 사이클에 비해 2단압축사이클을 적용할 경우 담수 1kg 생산당 에너지가 약 19.8% 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.229-235
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• 2011

본 연구는 암모니아/물 혼합냉매를 이용한 압축/흡수식하이브리드 히트펌프 개발에 관한 연구이다. 히트펌프 사이클은 증기압축식과흡수식을 혼합한 개념으로 이단압축기, 흡수기, 재생기, 과열냉각기, 용액열교환기(SHX), 용액펌프, 정류기, 기액분리기 등으로 구성되어 있다. 압축/흡수식 히트펌프는 상변화 열교환과정에서 높은 온도구배를 이용하여 $90^{\circ}C$ 이상의 고온을 제조하기 위한 목적으로 고안되었다. 특히 흡수기에서의 응축과정은 비열변화로 인하여 온도변화에 비선형성이 뚜렷한데, 시스템 성능 최적화를 위하여는 흡수기의 설계가 중요하다. 본 연구에서는 다수의 판형열교환기로 흡수기를 구성하였는데 열교환기의 용량, 형태, 배치에 따른 성능특성을 실험적으로 관찰하였다.