• 제목/요약/키워드: Chemical heat pump

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소성 Dolomite 수화물 화학열펌프의 고체반응층 전열촉진 연구 (A Study on Expedite Heat Transfer in Packed Bed of Hydration Calcined Dolomite for Chemical Heat Pump)

  • 김종식;이한규;박영해
    • 공업화학
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    • 제16권3호
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    • pp.434-439
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    • 2005
  • 소성 Dolomite 입자 충전층 반응기내에 전열(구리)핀을 설치한 경우의 수화 반응시 수증기 도입과 동시에 수화 반응이 진행되었고, 반응열에 의한 온도 상승 후 반응기 아래쪽부터 온도 강하가 시작됨을 알 수 있었다. 반응은 관벽과 전열핀쪽에서 시작하여 핀과 핀 사이의 블록 중심으로 진행하는 것을 알 수 있었다. 소성 Dolomite 입자 충전층 반응기내에 전열핀을 설치하지 않은 경우보다 전열핀을 설치한 결과 입자 충전층 수화반응 시간이 1/2 정도 줄어드는 전열 촉진효과가 나타남을 알 수 있었다.

천연가스액 중 프로판, 부탄, 이소-부탄의 개선된 분리회수를 위한 분리벽형 증류탑을 이용한 복합 증류배열에 관한 연구 (A Study of Complex Distillation Arrangements Using Dividing Wall Columns for Improved Depropanizing, Debutanizing and Deisobutanizing Fractionation of NGL)

  • 구웬롱;장성근;이문용
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권2호
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    • pp.245-249
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    • 2013
  • 천연가스액 회수공정 중 프로판, 부탄, 이소 부탄의 분별증류 과정의 에너지 효율을 향상시키는 방안으로 일반 분리벽형 증류탑 이중배열(DDWC), 일반 분리벽형 증류탑(DWC)과 탑저 분리벽형 증류탑(BDWC)의 순차배열 및 일반 분리벽형 증류탑에 탑정증기 재압축 히트펌프가 탑저 분리벽형 증류탑에 조합된 복합배열을 제안하고 그 성능을 분석하였다. 그 결과 이러한 배열들이 일반 증류배열과 비교하여 재비기와 응축기에서의 에너지 소모를 상당량 줄여주는 효과를 가지는 것을 확인하였으며 소요되는 증류탑의 수와 직경이 줄어들게 되어 투자비용이 대폭 절감될 수 있음을 알 수 있었다. 또한 탑저 분리벽형 증류탑에 탑정증기 재압축 히트펌프를 조합하는 내부 및 외부 열통합 조합을 통하여 가장 많은 운전비용 절감을 달성할 수 있음을 확인하였다.

암모니아 흡수식 열펌프의 Falling Film Type 흡수기에 대한 수학적 모델링 및 수치모사에 관한 연구 (Mathematical modeling and numerical simulation studies for falling film type absorber in ammonia absorption heat pump)

  • 이찬호;김성현;현재천
    • 청정기술
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    • 제7권2호
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    • pp.151-159
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    • 2001
  • 암모니아 흡수식 열펌프의 falling film type 흡수기에 대한 수학적 모델링 및 수치모사 연구를 수행하였다. 기존의 수학적 모델에 열역학적 물성을 온도의 함수로 적용하여 수치모사를 수행하였고 이로부터 얻은 결과를 실험결과와 비교함으로써 모델의 성능이 향상되는 것을 확인하였다. 그리고 개발된 모델을 이용하여 냉각수의 유량과 온도가 흡수기내에서 일어나는 열 및 물질전달에 미치는 영향을 평가하였다. 수치모사 결과로부터 냉각수 온도가 낮을수록 유량이 증가할수록 열 및 물질전달 효율이 증가하는 것을 알 수 있었다.

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흡수열펌프에서 흡수기의 성능 개선 연구 (A Study on Improvement of Performance of Absorber in Absorption Heat Pump)

  • 민병훈
    • 공업화학
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    • 제19권3호
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    • pp.338-344
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    • 2008
  • 냉 난방 수요에서 일어나는 환경오염의 최소화와 화석연료 소비를 감소시키기 위해서 에너지보존을 개선시키는 것은 필수적이다. 이러한 점에서 흡수식 열펌프기술은 에너지 절약을 위해서 많은 가능성을 가지고 있다. 흡수식 열펌프는 에너지를 주입하지 않고 폐열의 이용을 높일 수 있는 방법이다. 흡수식 열펌프는 흡수기에서 흡수된 양의 증가가 매우 중요하기 때문에 흡수기 성능이 매우 중요하다. 본 연구에서는 흡수기의 성능을 개선시키기 위해서 메탄올과 글리세린을 작동유체로 하는 내벽에 나선형관을 설치하여 액상을 접선방향으로 공급하는 흡수기에 관한 연구를 수행하였다. 이 방법은 액상흐름에서 난류를 일으켜 물질 및 열전달을 증가시킨다. 흡수기의 각 위치에서 온도와 농도를 측정하여 열전달계수와 물질전달계수를 계산하였고 주입부분에서 열 및 물질전달이 향상되었음을 알 수 있었다.

소성Dolomite 수화물계의 축열시스템에 관한 연구 - 소성Dolomite 수화반응층의 전열해석 - (A Study on Heat Storage System Using Calcined Dolomite - Numerical Analysis of Heat Transfer in Calcined Dolomite Hydration Pocked Bed -)

  • 박영해;김종식
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.9-21
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    • 2002
  • To develope chemical heat pump using available energy sources, solar heat and other kinds of waste thermal energy, we have studied the heat transfer rate in cylindrical bed reactor packed with calcined Dolomite. Two dimensional (radial and circumferential) Partial differential equations, concerning heat and mass transfer in packed bed of calcined Dolomite, are solved numerically to describe the characteristics of the reaction of calcined Dolomite and heat transfer. The results obtained by numerical analysis about two dimensional profiles of temperature and conversion of reactant in the packed bed reactor and the amount of exothermic heat released from the reactor are follows. It was found that all of calcined Dolomite packed bed kept the reaction temperature of about 750K throughout the entire part of the bed, immediately after the steam was introduced exothermic reaction of hydration was proceeded from the packed bed inpu to output and from wall side to center. The rate of thermochemical reaction depends on the temperature and concentration and it is also governed by the boundary conditions and heat transfer rate in the particle packed bed.

열교환기의 흐름개선을 통한 고효율 지열 히트펌프 시스템에 관한 연구 (A Study on High Efficiency Geothermal Heat Pump System by Improving Flow of Heat Exchanger)

  • 안성환;최재상;김상범;안형환
    • 한국가스학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.42-46
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    • 2017
  • 화석연료의 무분별한 사용으로 인한 이산화탄소의 대기 중 방출은 지구의 연평균 기온을 상승시키는 원인으로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위한 대체에너지로써 지열은 연중 일정한 온도를 갖는 무한자원이다. 지열에너지를 널리 보급하기 위해서는 히트펌프의 성능과 지중열교환기의 열교환 효율이 매우 중요하다. 이에 본 연구는 히트펌프의 성능을 증가시키기 위해 팽창변을 이중으로 구성하고 지중열교환기의 열교환 효율을 높이기 위해 입출관과 유입관 사이에 간격유지부재를 사용하여 실험하였다. 실험한 결과 팽창변을 이중으로 구성하였을 때 냉난방 능력이 최대 11.4%가 증가됨을 얻을 수 있었고, 간격유지부재를 사용 시 열교환 효율이 17.5% 향상되었다. 이러한 결과를 토대로 지열시스템의 설치 시 히트펌프의 성능과 지중열교환기의 열교환 효율의 상승으로 인해 설치비용이 많이 절감될 것으로 판단된다.

열펌프의 정량적 특허기술 분석에 관한 연구 (An Analysis of the Patents for Heat Pumps)

  • 최종민;김용찬;천덕우;심윤희;이상혁;곽재수
    • 설비공학논문집
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    • 제17권9호
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    • pp.808-815
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    • 2005
  • A technical analysis was conducted to predict the development trends for heat pump system. This study was based on submitted patents from 1983 to 2002 in Korea, USA, and Japan. The total number of raw data from the registered database was 19,261 and the obtained data to be analyzed through the filtering process was 5,143. Japan's technical development for the heat pump system was more dominant than the other countries. Approximately $54\%$ of the total patents related with the heat pump system was registered by Japan. The number of patents for the heat pump system registered by Korea was very low in 1980's, but it increased rapidly in 1990's. As a result, the number of patents applied by Korea was $21\%$ of all patents. When the patent was categorized into compression, absorption/ad-sorption, and chemical type, the technology of compression type made up over $80\%$ in each country. Approximately $93\%$ of the patents surveyed in this study was developed for air or water source heat pumps because of easy applications compared with other heat sources. The $89\%$ of all patents was applied by companies when applicants were divided into three groups of company, individual, and the others (national institute, university, and so on).

소성Dolomite 수화물계의 축열시스템에 관한 연구 - 소성Dolomite 탈수반응층의 전열해석 - (A Study on Heat Storage System Using Calcined Dolomite - Numerical Analysis of Heat Transfer in Calcined Dolomite Dehydration Packed Bed -)

  • 박영해;김종식
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.29-38
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    • 2003
  • To develope chemical heat pump using available energy sources, solar heat and other kinds of waste thermal energy, we have studied the material and heat transfer rate in the cylindrical bed reactor packed with Calcined Dolomite. Our results from the studies are as follows ; 1 The time needed to complete dehydration reaction at the wall side of the cylindrical reactor(r/rL=0.5) was shorter than that of the center(r/rL=0.0) as much as 12%. 2. Two dimensional (radial and circumferential) partial differential equations, concerning heat and mass transfer rate in the packed bed of calcined Dolomite, are solved numerically to describe the characteristics of the reaction in the cylindrical reactor. The solution reads rate of reaction in the packed bed reactor depends on the temperature and concentration of reactants. These results read the supplied heat transfers from the wall side of the cylinder to the center, dehydration reaction begins at the inner side of the wall of the cylindrical reactor and the dehydration reaction proceeds from the wall side to center of cylinder.

열교환기망과 열시스템과의 최적 합성에 관한 연구 (A study on the optimal integration of heat exchanger network and heat system)

  • 안재성;이재효;김덕호
    • 설비공학논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.799-807
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    • 1999
  • Exergy analysis is widely used in energy system analysis for more efficient energy use. Pinch technology has focused on chemical plants, such as pure heat exchanger networks. In this study, the objective is to seek more effective means with integrating above two methods. In order to demonstrate effective result and to prove possibility for pinch analysis, the steam turbine is adopted to make heat recovery in the heat exchanger network. Three cases are introduced using the integration of exergy and pinch analysis. The standard steam turbine utility is the base case, and adding the heat pump to this system is the second case. The third case is the system with the heat pump and minimum utilities. The results show that the output power of steam turbine in the case(2) and case(3) are increased up to 42% and 46%, respectively, compared with that of base case.

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