• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.99-104
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• 2017

본 연구는 태양일사에 의하여 가열되는 온실상단에 고온의 태양잉여열을 축열조에 축열한 후 이를 이용하여 온실을 난방하는 히트펌프시스템의 실증연구에 관한 것으로 히트펌프시스템은 축열조를 구비하고, 각종 열교환을 위한 판형열교환기, 팬코일유닛 그리고 부가적인 에너지원으로 태양일사를 직접 집열할 수 있는 태양집열기로 구성되어 있다. 히트펌프시스템은 R410a냉매를 사용하며 일반적인 히트펌프시스템과 마찬가지로 외기열원만으로도 운전될 수 있으며, 온실내부의 설정온도에 따른 제어로직에 따라 외부조작없이 온실상단열의 축열운전, 외기공기에 의한 외기열원 및 축열조의 온수를 히트펌프의 작동 없이 난방하는 다수의 운전방식이 자동적으로 운전되도록 하였다. 개발된 축열식 히트펌프의 현장평가 성능실험을 위하여 제주시 조천리에 있는 $100m^2$ 크기의 온실에 설치하고 10월부터 12월까지 운전하였다. 실증연구 실험을 수행한 결과로써 외기열원을 이용하여 난방 할 경우 난방열량은 19.9 kW의 용량을 얻을 수 있었으며, 온실상단의 잉여열에 의하여 축열조의 온수로 히트펌프운전 없이 직접 난방 할 경우에 난방열량은 21.4 kW로 외기난방과 비슷한 난방용량을 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2005년도 하계학술발표대회
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• pp.64-64
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• 2005

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2005년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.155-160
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• 2005

To purpose of this research is to develop the numerical model for simulating performance of ground heat exchanger with high prediction accuracy. This paper describes the development of a numerical model that simulates the heat transfer between ground and circulation water in ground heat exchanger. Furthermore, we propose the estimating technique of soil properties, such as thermal conductivity, heat capacity and hydraulic conductivity, based on ground investigation. Comparison between experiment and numerical analysis based on the model developed above was conducted under the condition of the experiment in 2004. The result of analysis agreed well with the experimental result.

• 신재생에너지
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• 제17권3호
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• pp.32-41
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• 2021

A groundwater source heat pump (GWHP) was developed in this study by adapting a borehole heat exchanger with closed-loop and open-loop systems in a new building. In the pilot test building, the air-conditioning on the second floor was designed to employ a closed-loop system and that on the third floor had an open-loop system. The GWHP design is based on the feasibility of groundwater resources at the installation site. For the hydrogeological survey of the study site, pumping and injection tests were conducted, and the feasibility of GWHP installation was evaluated based on the air-conditioning load demand of the building. The site was found to be satisfactory for the design capacity of the thermal load and water quality. In addition, the effect of groundwater movement on the performance of the closed-loop system was tested under three different operational scenarios of groundwater pumping. The performance of the system was sustainable with groundwater flow but declined without appropriate groundwater flow. From long-term observations of the operation, the aquifer temperature change was less than 2℃ at the observation well and 5℃ at the injection well with respect to the initial groundwater temperature. This pilot study is expected to be of guidance for developing GWHPs at fractured rock aquifers.

• 설비공학논문집
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• 제17권4호
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• pp.364-369
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• 2005

An experimental study was conducted on the thermal conductivity of various grouting materials for geothermal heat exchanger which is used as a heat sink or source in the heat pump system. The grouting of the vertical heat exchanger is important for environmental and heat transfer reasons and is generally accomplished by the placement of a low permeability material into the annular space between the borehole wall and the pipes suspended in the borehole. In this study, a lab scale test apparatus was made and measured the thermal conductivity of four grouting materials. As a result, the temperature rising tendency was similar among them, but the increasing rate was different. Thus the thermal conductivity showed a maximum difference of $27\%$ among grouting materials.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6053-6059
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• 2013

히트 펌프는 지열이나 태양열 등의 신재생 에너지를 이용하거나 기타 폐열을 재활용하여 기존의 전기 히팅 난방 시스템들보다 에너지 소비율을 낮출 수 있다는 장점으로 인해 그린 에너지 시스템으로써 주목을 받아 왔다. 고효율 히트펌프 시스템 설계를 위한 연구는 오랫동안 지속되어 왔지만, 각각의 구성요소가 유기적이며, 변화에 유연한 해석모델은 존재하지 않는다. 따라서 본 연구에서는 공기 열 원식 히트 펌프를 AMESim Software를 이용해 구성하였다. 독자적으로 개발한 스크롤 압축기 해석 모델을 히트펌프 시스템에 조합함으로써 효율 향상 방안을 모색하였으며, 실험 데이터를 이용하여 개발한 해석모델을 검증하였다. 실험 데이터와 개발한 해석 모델을 이용하여 예측된 데이터를 비교한 결과 최대 오차가 10% 이내로 두 데이터가 잘 일치하였다. 본 연구에서 개발한 히트펌프 해석모델은 향후 시제품을 개발하고 효율 향상을 위한 연구 등에 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• 설비공학논문집
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• 제23권8호
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• pp.562-570
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• 2011

In this research, an experimental study is performed to investigate the effects of system operating variables on the cooling and heating characteristics of heat pump system using geothermal heat source and carbon dioxide as a refrigerant. System variables analyzed include compressor frequency, electronic expansion valve opening, refrigerant charge, secondary fluid temperature and flow rate. Results show that optimum refrigerant charge and electronic expansion valve opening position exist at the maximum point of COP curve, and both cooling and heating capacity increase but COPs decrease with the increase of compressor frequency. The change of a secondary fluid temperature leads to variation of overheat area and enthalpy difference in the evaporator and gas cooler. which again results in considerable variations of cooling and heating capacity and COP. In the case of effects of secondary water fluid flow rate, both cooling capacity and COP increase with the increase of secondary flow in evaporator or gas cooler, whereas heating capacity and COP decrease with the increase of flow rate in gas cooler.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.629-634
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• 2007

The Alternative energy has lately attracted considerable attention due to the high oil price and environment problem. In this study, field test of facility for using the geothermal energy source from water-purifying device was constructed and monitoring devices are installed to estimate the efficiency of this system. Initial installation cost can be saved efficiently by connecting a heat pump system into the existing pumping well in site of water-purifying in Cheongju. One set of monitoring results during summer was presented and analyzed.

• 설비공학논문집
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• 제18권3호
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• pp.218-224
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• 2006

The performance of an air to water vapor compression heat pump has been investigated experimentally. The main purpose of this study was to study the possibilities of using hydrocarbon refrigerants as a working fluid to replace R-22 for vapor compression heat pumps. Pure R-22 and R-290, R-600a, R-1270 were considered as working fluids. The performance of the system was characterized by compression shaft work, refrigeration capacity, pressure ratio, discharge temperature and COP. The experimental apparatus has basic parts of cycle that uses the air as a heat source. The experimental results show that refrigeration capacity of HC refrigerants is same or higher than that of R-22. On the other hand, compression shaft work of HC refrigerants is lower than that of R-22. Compression shaft work is lower than that of R-22. Come to the conclusion that, it is possible that hydrocarbon refrigerants could be drop-in alternatives for R-22.

• 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.