• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.367-375
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• 2004

We have developed a highly efficient boiler system using the 2,600cc Diesel engine. In this system, the co-generation concept is utilized in that the electric power is produced by the generator connected to the engine, and waste heat is recovered from both the exhaust gases and the engine itself by the shell-and-tube heat exchangers. The heat exchanger connected to the engine outlet is specially designed such that it not only recovers waste heat effectively from the exhaust gases, but significantly reduces an engine noise. It is found that the total efficiency(thermal efficiency plus electric power generation efficiency) of this system reaches maximum 96.3％ which is about 15％ higher than the typical Diesel engine boiler system currently being used worldwide.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2013년도 특별논문집
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• pp.103-109
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• 2013

The Present work focuses on application of Organic Rankine Cycle - Waste heat Recovery System (ORC-WHRS) for marine diesel engine. ORC and its combined cycle with the engine were simulated and its performance was estimated theoretically under the various engine operation conditions and cooling water conditions. The working fluid, R245fa, was selected for the consideration of the heat source temperature, system efficiency and safety issues. According to the thermodynamic analysis, ~13.1% of system efficiency of the cycle was performed and it is about 4% of the mechanical power output of the considering Marine Diesel Engine. Also, addition of evaporator and pre-heater were studied to maximize output power of Organic Rankine Cycle as a waste heat recovery system of the marine diesel engine.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1022-1026
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• 2013

최근 엔진 효율 향상을 위하여 열전 소자를 이용한 자동차 엔진 폐열 회수 기술이 주목 받고 있다. 열전소자 해석 모델링은 많이 개발 되었으나, 특정한 시스템 해석 모델과 함께 적용된 사례는 찾아보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 열전소자를 이용하여 디젤 엔진의 배기 폐열 에너지 회수율을 평가할 수 있는 해석 모델을 1-D 상용 프로그램인 AMESim을 이용하여 개발하였다. 개발한 열전소자 해석 모델은 다양한 소자 종류에 따른 열전 발전 효율 및 폐열 회수율 평가가 가능한 모델이며, 디젤 엔진 해석 모델은 현재 상용화된 모든 디젤 엔진을 모사할 수 있는 모델이다. 여러 운전 조건에서 디젤 엔진의 폐열로부터 하나의 열전소자를 사용하여 회수 가능한 에너지는 약 544.75W이고, 전기로 변환될 수 있는 동력은 약 40.4W이었다. 본 연구에서 개발한 해석 모델은 같은 해석 프로그램에서 연동하여 해석을 용이하게 수행할 수 있기에 추후 열전소자를 이용한 디젤 엔진의 배기 폐열 회수 시스템 개발 시 회수율을 예상하고 시스템 최적화를 수행할 수 있는 방법을 제공할 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1061-1068
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• 2013

본 연구에서는 선행연구에서 제시된 태양열원식 해수 담수기 모델에 디젤 발전기 폐열을 적용하였을 때 설계변수에 따른 담수량을 수치해석을 통하여 예측하고, 최적설계를 위한 자료를 제시하고자 하였다. 선행연구를 기초로 수학적 모델을 설정하였고, 폐열 회수관으로부터의 열교환량을 고려하였다. 해석의 결과를 선행연구의 결과와 비교 분석하여 해석의 타당성을 확보하였고, 타당성이 검증된 해석모델을 적용하여 여러 가지 설계 변수에 따른 담수량을 예측하였다. 결과적으로 선행연구와 전반적으로 일치한 해석결과를 확인하였고, 디젤 발전기 폐열을 적용하였을 때 담수량 향상정도를 확인하였다. 또한 수치해석을 통하여 최적의 효용단 수, 유리덮개 경사각 등을 결정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4723-4728
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• 2014

본 연구에서는 1-D 해석 프로그램인 AMESim을 활용하여 열전소자와 디젤엔진을 모델링하여 이를 New European Driving Cycle (NEDC) 운전모드에서 구동시킨 자동차에서 나오는 폐열을 이용해 열전소자로 발전을 하고 이에 따른 결과를 분석해보는 연구를 수행하였다. 열전소자 모델링 시 배기폐열 회수율 및 전기 에너지 변환률 뿐만 아니라 재료적 특성을 고려하여 열전달부분에 초점을 맞추었다. 또한, 디젤 산화 촉매(DOC)를 설계하여 열전소자로 인한 폐열회수가 디젤 산화촉매 활성화에 미치는 영향과, 그 결과 배기가스의 성분별 증감을 조사하였다. 열전소자를 이용한 폐열회수는 자동차 연비개선에 도움이 되지만, 배기가스의 온도를 떨어뜨려 촉매 활성화에 영향을 미치게 되면, CO와 HC 배출이 최대 14% 증가하는 것을 관찰하였다. 따라서, 열전소자를 이용한 배기 폐열 회수 시스템 개발 시에 배기에 미치는 영향을 고려해야 한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제4권1호
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• pp.127-136
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• 2015

This paper is a study of a simple distillation process. Its objective is to compare fuel production from plastic waste, its data collecting is from the factory and simple data calculated a suitable evaluation on the simple distillation plant built before calculation. The experiment with a simple distillation process is separated into three sections. The first section is a simple distillation process of distillation producing diesel using heat source by biomass. The second section is distillation process which produces fuel using heat source by burner. The third section uses heat source by burner incorporate with biomass. The experiment reveals that the result of the second section is the most efficient. In comparison with the experiments and the simple calculation, the result on the efficiency of work has error less than 5% and it is sufficient for the next experimental process. Thus, the study and design on a simple distillation process produces fuel from plastic waste has to concern mainly on design heat exchangers, flow rate and optimized temperature. Further study on this plant can be developed throughout the county due to its low cost and efficiency.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.25-32
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• 2012

Cold start driving cycles exhibit an increases in friction losses due to the low temperatures of metal components and media compared to the normal operating engine conditions. These friction losses are adversely affected to fuel economy. Therefore, in recent years, various techniques for the improvement of fuel economy at cold start driving cycles have been introduced. The main techniques are the upward control of coolant temperature and the fast warm-up techniques. In particular, the fast warm-up techniques are implemented with the coolant flow-controlled water pump and the WHRS (waste heat recovery system). This paper deals with an effect of fast ATF (automatic transmission fluid) warm-up on fuel economy using a recovery system of EGR gas waste heat in a diesel engine. On a conventional diesel engine, two ATF coolers have been connected in series, i.e., an air-cooled ATF cooler is placed in front of the condenser of air conditioning system and a water-cooled one is embedded into the radiator header. However, the new system consists of only a water-cooled heat exchanger that has been changed into the integrated structure with an EGR cooler to have the engine coolant directly from the EGR cooler. The ATF cooler becomes the ATF warmer and cooler, i.e., it plays a role of an ATF warmer if the temperature of ATF is lower than that of coolant, and plays a role of an ATF cooler otherwise. Chassis dynamometer experiments demonstrated the fuel economy improvement of over 2.5% with rapid increase in the ATF temperature.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.381-386
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• 2015

최근에 환경오염 문제와 대체에너지 문제에 많은 관심을 가지고 있다. 디젤기관은 세계적으로 연료의 경제성 때문에 사용이 증가할 것이다. 그러므로 선박용기관의 대기오염 문제도 여러 분야에서 큰 관심사가 되고 있다. 화석연료로 부터 배출되는 유해 배기가스를 줄이기 위하여 대체연료기술이 개발되고 있다. 이러한 신재생에너지의 바이오디젤연료는 기존 디젤연료를 대체할 친환경 에너지로 각광을 받고 있으며, 일정한 비율로 디젤연료와 혼합하면 기존 디젤기관에 개조 없이 사용가능하다. 본 연구에서 바이오디젤연료가 선박디젤기관의 연소특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 폐식용유로부터 제조된 바이오디젤유를 엔진에 적용하여 실험을 수행하였다. 폐식용 성분에는 세탄가와 점도가 높은 성분이 있고, 탄소함유량이 적으면서 산소함유량이 잔존하고 있다. 연구 결과 연료소비율은 증가하고, 압력, 압력상승율 및 열발생율은 감소하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.711-719
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• 2012

유기 랜킨 사이클(ORC)을 이용한 선박 주기관 폐열 회수 시스템의 열역학적 분석을 수행하고 적용 가능성 및 효과를 검토하였다. 이론 해석에서는 ORC 와 ORC 에 열을 전달하기 위한 열전달 루프, 냉각수 공급 펌프를 모두 고려하여 전체 효율을 예측하였다. ORC 사이클의 성능은 증발기와 응축기의 특성과 열전달 루프의 온도 조건을 달리하여 평가되었으며 그 특성을 사이클 효율과 시스템 효율 관점에서 비교하였다. 수에즈막스 유조선에 대하여 ORC 사이클은 $250^{\circ}C$ 이하의 폐열 조건에 대하여 약 10%정도의 열효율을 보였다. ORC 이용하여 엔진 폐열로부터 주기관 출력의 3~4%에 해당하는 전력을 생산할 수 있으며 수에즈막스 유조선에 적용 시, 정상 운항시 필요한 전력의 59~69%를 ORC 생산 전력으로 대체하여 운항 중 연료 소모량을 절감시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.20-25
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• 2012

As a kind of distributed energy system, the co-generation system based Diesel engine using after-treatment device was devised for its environmental friendly and economic qualities. It is utilized in that the electric power is produced by the generator connected to the Diesel engine, and waste heat is recovered from both the exhaust gases and the engine itself by the finned tube and shell & tube heat exchangers. An after-treatment device composed ceramic heater and DOC(Diesel Oxidation Catalyst) is installed at the engine outlet in order to completely reignite the unburned fuel from the Diesel engine. In this study, mutual relation of each experimental condition was derived through minimum number of experiment using Taguchi Design and ANOVA recently used in the various fields. It is found that the total efficiency (thermal efficiency plus electric power generation efficiency) of this system reaches maximum 94.4% which is approximately higher than that of the typical diesel engine exhaust heat recovery system.