• 제목/요약/키워드: GHP

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지중 열교환기용 벤토나이트 그라우트의 시공성에 대한 화학적, 물리적 영향 요소에 관한 연구 (Chemical and Physical Influence Factors on Performance of Bentonite Grouts for Backfilling Ground Heat Exchanger)

  • 이철호;길후정;이강자;최항석;최효범
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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    • pp.1475-1486
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    • 2008
  • Bentonite-based grouting has been popularly used to seal a borehole installed for a closed-loop vertical ground heat exchanger in a geothermal heat pump system (GHP) because its high swelling potential. However, if the bentonite-based grouting is conducted in coastal areas, the salinity of groundwater changes in the mineral fabric of bentontie. In order words, an increase of cation concentration in groundwater leads to a reduction in the diffuse double-layer thickness in the bentonite mineral structure, and thus the volume of bentointe-based grouts will decrease proportional to the salinity of groundwater. In this paper, the effect of salinity (i.e., NaCl 0.5M, 0.25M, and 0.1M) on the change of swelling potential for bentonite-based grouts has been quantitatively evaluated for seven bentonite grouts from different product sources. In addition, in case of using addictives such as a silica sand to increase the thermal conductivity of bentonite-based grouts, the possibility of particle segregation has been studied considering the viscosity of grouts and salinity of groundwater.

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지중 열교환기의 순환수에 의한 열응력 및 열전달 거동 분석 (Analysis of thermal stress and heat transfer due to circulating fluid in ground heat exchanger)

  • 길후정;이강자;이철호;최항석;최효범
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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    • pp.385-395
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    • 2009
  • In this study, a series of numerical analysis has been accomplished on the thermal performance and sectional efficiency of a closed-loop vertical ground heat exchanger (U-loop) in a geothermal heat pump system (GHP) considering the circulating fluid, pipe, grout and soil formation. A finite element analysis program, ABAQUS, was employed to evaluate the temperature distribution on the cross section of the U-loop system involving HDPE pipe/grout/formation and to compare sectional efficiency between the conventional U-loop and a new latticed HDPE pipe system. Especially, the latticed pipe is equipped with a thermal insulation zone in order to reduce thermal interference between the inflow pipe and the outflow pipe. Also, a thermal stress analysis was performed with the aid of ABAQUS. 3-D finite volume analysis program, FLUENT, was adapted to analyze a coupled system between fluid circulation in the pipe and heat transfer and simulate an operating process of the closed-loop vertical ground heat exchanger. In this analysis, the effect of the thermal properties of grout, rate of circulation pump, distance between the inflow pipe and the outflow pipe, and the effectiveness of the latticed HDPE pipe system are taken into account.

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수치해석을 통한 수직 밀폐형 지중열 교환기의 열전달 거동 연구 (Thermal Behavior of Vertical Ground Heat Exchanger by Numerical Simulation)

  • 길후정;이철호;김주영;최항석
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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    • pp.1638-1646
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    • 2008
  • This paper presents a series of numerical simulations on the thermal performance and sectional efficiency of a closed-loop vertical ground heat exchanger (U-loop) equipped in a geothermal heat pump system (GHP). A 2-D finite element analysis, ANSYS, was employed to evaluate the temperature distribution on the borehole cross section involving HDPE pipe/grout/soil formation to compare the sectional efficiency between the conventional U-loop and a new latticed HDPE pipe system which is equipped with a thermally insulating latice in order to reduce thermal interference between the inflow and outflow pipes. In addition, a 3-D finite volume analysis (Fluent) was used to simulate the operating process of the closed-loop vertical ground heat exchanger by considering the effect of grout's thermal properties, rate of circulation pump, distance between the inflow and outflow pipes, and the effectiveness of the latticed HDPE pipe system. It was observed that the thermal interference between the two strands of U-loop is of importance in determining the efficiency of the ground heat exchanger, and thus it is highly recommendable to modify the cross section configuration of the conventional U-loop system by including a thermally insulating latice between the two strands.

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GNP 법을 이용한 저온형 SOFC용 (BaSr)$(CoFe)O_3$ 공기극의 제조 및 특성 평가 (Properties of Synthesis (BaSr)$(CoFe)O_3$ Cathode for IT-SOFC by GNP)

  • 이미재;문지웅;김세기;지미정;황해진;임용호;최병현
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.51-54
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    • 2006
  • Cathode material, $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})_{0.99}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$, for low temperature SOFC was prepared by the glycine-nitrate synthesis process (GNP). The characteristics of the synthesized powders were studied with controlling pH of a precursor. The synthesis BSCF powders with pH were agglomeration state and calcinations temperature has not influence on particles. Highly acidicprecursor solution increased a single phase forming the temperature. Also, synthesis BSCF powder was show result for thermal analysis and alteration of difference crystal with pH. It is considered that Ba and Sr cannot complex by carboxylic acid group of glycine, because under highly acidic condition the caboxylic group mainly combined with $H^+$ insead of alkali and alkaline earth cations. In case of using precursor solution with pH $2{\sim}3$, a single perovskite phase was obtained at $1000^{\circ}C$. Polarization resistance of $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})_{0.99}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ was measured by AC impedance spectroscopy from the two electrode symmetric cell. Area specific resistance of the $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})_{0.99}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ air electrode at $500^{\circ}C\;and\;600^{\circ}C$ were $0.96{\Omega}?cm^2$ and $0.16{\Omega}?cm^2$, respectively.

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동해 울릉분지와 후포분지 해양 퇴적물 코어의 광물학적 특성 (Mineralogical Characteristics of Marine Sediments Cores from Uleung Basin and Hupo Basin, East Sea)

  • 이수지;김창환;전창표;이성주;김영규
    • 한국광물학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.71-81
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    • 2015
  • 울릉분지와 후포분지의 퇴적물 코어 시료(각 분지에서 하나씩 03GHP-02와 HB13-2)를 대상으로 광물학적 연구를 수행하였다. 광물조성, 점토광물 성분, 그리고 총 인 성분 및 인의 연속추출법 연구 결과, 두 시료들은 각 값에 대하여 또한 깊이에 따라 어느 정도 차이가 있음을 보이고 있다. 두 시료 모두 광물 종에는 차이를 보이지 않았으며 주로 석영, 미사장성, 장석, 방해석, 오팔A, 황철석, 그리고 점토광물(일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트)로 구성되어 있었다. 후포분지의 경우 울릉분지에 비하여 오팔A 함량이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 두 시료 모두, 특히 후포분지 시료에서 기존에 동해에서 보고된 것보다 더 많은 스멕타이트가 동정되었는데 이는 고황하강의 영향과 한반도의 제3기 지층 암석에 영향을 받은 것으로 사료된다. 울릉분지 시료의 경우 약 0.7-3.5 m 깊이에 오팔A의 함량 감소 그리고 일라이트 결정도 지수도 낮게 나오며 이는 빙하시대의 추운 기후에 해당된다. 이 깊이의 시료에서는 인의 함량도 상대적으로 낮게 나오고 있다. 이는 이 기간 동안 동해는 해수면의 하강으로 외부 해역과 단절되었고 해협 및 하천을 통한 퇴적물의 유입도 적었기 때문으로 판단된다. 후포분지 시료의 경우 울릉분지에 비하여 깊이에 따른 점토광물 변화와 인의 성분 변화는 크게 관찰되지 않는다. 이러한 경향은 울릉분지에 비하여 비교적 짧은 기간에 퇴적되었거나 퇴적환경의 변화가 별로 없는 환경에서 퇴적되었기 때문으로 해석된다. 점토광물의 결정도 지수는 울릉분지에 비하여 약간 높아 퇴적되었을 당시 비교적 온난한 환경이었을 것으로 추측되며 인의 연구 결과로 미루어 볼 때 비록 어느 정도 변화는 있지만 또한 온난한 환경을 지시한다.

향신료 재배 토양과 주변 산림 토양으로부터 야생효모의 분리 및 국내 미기록 효모들의 특성 (Isolation and Characterization of Unrecorded Wild Yeasts Obtained from Soils of Spice Fields and Mountains)

  • 김지윤;한상민;박선정;장지은;이종수
    • 한국균학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.151-160
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    • 2020
  • 향신료 재배 토양 내에서 분리한 효모 중 이들의 분포와 국내 미기록 야생효모들의 특성을 조사한 결과, 충청남도 금산군 진산면의 향신료 재배토양에서 35종 58균주의 야생효모들을 분리, 동정하였고 Trichosporon moniliiforme균이 우점균으로 확인되었다. 또한, 대둔산 일대 산림토양에서 46균주의 야생효모들을 분리하였고 이들 향신료 토양들과 산림 토양 등에서 분리한 야생효모들 중 아직까지 국내에 보고되지 않은 Debaryomyces vindobonensis GHY31-3, Pseudozyma alboarmeniaca CD23-5, Filobasidium stepposum SFG1-4, Aureobasidium caulivorum HD17-5, Metschnikowia noctiluminum HD29-2, Papiliotrema anemochoreius NK2-12, Hannaella surugaensis DCH25-5, Microbotryozyma collariae DCH1-4, Rhodosporidiobolus lusitaniae DCH30-2, Wickerhamiella azyma DCH46-3등 10균주의 국내 미기록 효모들을 선별하였다. 이들 미기록 균주들은 구형-타원형으로 출아, 분열법으로 영양 증식하였다. Filobasidium stepposum SFG1-4균주를 포함하는 5균주들은 포자를 형성하였고 Pseudozyma alboarmeniaca CD 23-5등 3 균주들은 비타민을 첨가하지 않은 YPD 배지에서도 모두 생육하였다. Wickerhamiella azyma DCH 46-3는 20% 포도당을함유한 YPD 배지에서, Debaryomyces vindobonensis GHY31-3 균주는 5% NaCl을함유한 YPD 배지에서 잘 자라는 특성을 보였다. 또한, 이들의 무세포추출물들의 항산화 활성은 거의 없거나 10% 미만이었지만, 항통풍성 xanthine oxidase 저해활성은 Filobasidium magnum SFG1-3가 28.6%로 높게 나타났으며, 미백성 tyrosinase 저해활성은 Rhodotorula mucilaginosa GHP40-2 균주의 무세포추출물이 26%로 가장 높게 나타났다.

긴병꽃풀의 생리활성과 이를 첨가한 양갱의 품질특성 (Quality characteristics and biological activity of Yanggaeng with Glechoma hederacea var. longituba Nakai powder)

  • 임수빈;박기태;이은호;김병오;이선호;강인규;조영제
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.206-214
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    • 2017
  • 본 연구에서는 긴병꽃풀의 항산화 효과와 기능성을 활용한 양갱을 제조하여 기계적 특성을 측정하고, 관능적 기호도 평가를 실시하였다. 생리활성 물질의 양을 측정하기 위하여 페놀성 화합물 정량을 실시한 결과 긴병꽃풀 열수추출물에서 $12.99{\pm}0.30mg/g$, 70% ethanol 추출물에서 $3.14{\pm}0.07mg/g$으로 나타내었다. $50-200{\mu}g/mL$의 농도에서 항산화 효과를 측정한 결과, 전자공여능은 열수추출물과 70% ethanol 추출물에서 각각 77.16-78.24%, 73.04-77.00%로 나타내었으며, ABTS는 84.35-99.75%, 83.74-99.55%로 나타내었다. Antioxidant protection factor(PF)는 1.54-1.62, 1.62-2.09 PF를 나타내었으며, TBARs는 42.93-94.09%, 91.05-95.19%로 나타내었다. 긴병꽃풀 추출물의 열수추출물과 70% ethanol 추출물은 거의 비슷한 항산화 효과를 나타내었으나, PF와 TBARs에서는 70% ethanol 추출물에서 더 우수한 항산화 효과를 나타내었다. Tyrosinase 저해활성은 열수추출물에서는 효과가 나타나지 않았으며, 70% ethanol 추출물에서는 30.32-40.56%의 저해활성을 나타내었다. Hyaluronidase 저해활성은 14.23-40.93%, 57.45-72.88%로 70% ethanol 추출물이 더 우수한 저해활성을 나타내었으며, $50-100{\mu}g/mL$의 저농도에서는 positive control로 사용한 PDTC보다 우수한 저해활성을 나타내었다. 색도는 긴병꽃풀 분말의 첨가량이 증가할수록 L 값과 a 값은 감소하는 경향을 나타내었고 b 값은 일정하게 나타내었다. 기계적 조직감은 경도와 탄력성에서 긴병꽃풀 분말의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었고, 응집성은 첨가량과 관계없이 일정한 값을 나타내었다. 씹힘성은 2.0%에서 가장 높은 수치를 나타내었으나 대조군과 첨가군 간의 유의적 차이는 나타나지 않았고, 긴병꽃풀 분말이 양갱의 기계적 조직감에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다. 긴병꽃풀 분말 첨가 양갱의 관능적 기호도는 점도, 경도, 씹힘성, 탄력성, 맛, 향, 전반적인 기호도 항목에서 대조군을 제외하고 1.0% 이하 첨가군에서 기호도가 높게 나타내었으며 2.0% 첨가군은 모든 항목에서 가장 낮은 기호도를 나타내었다. 위 결과에 따라 긴병꽃풀 분말을 이용한 양갱 제조에는 1.0% 이하의 농도를 사용하여 제조하는 것이 가장 적합하다고 판단되었다.

공기조화, 냉동 분야의 최근 연구 동향 -2004년 및 2005년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰- (Recent Progress in Air Conditioning and Refrigeration Research - A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2004 and 2005 -)

  • 최영돈;강용태;김내현;김만회;박경근;박병윤;박진철;홍희기
    • 설비공학논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.94-131
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    • 2007
  • A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigerating Engineering in 2004 and 2005 has been done. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, air-conditioning, ventilation, sanitation and building environment. The conclusions are as follows. (1) Most of fundamental studies on fluid flow were related with heat transportation of facilities. Drop formation and rivulet flow on solid surfaces were interesting topics related with condensation augmentation. Research on micro environment considering flow, heat, humidity was also interesting for comfortable living environment. It can be extended considering biological aspects. Development of fans and blowers of high performance and low noise were continuing topics. Well developed CFD and flow visualization(PIV, PTV and LDV methods) technologies were widely applied for developing facilities and their systems. (2) The research trends of the previous two yews are surveyed as groups of natural convection, forced convection, electronic cooling, heat transfer enhancement, frosting and defrosting, thermal properties, etc. New research topics introduced include natural convection heat transfer enhancement using nanofluid, supercritical cooling performance or oil miscibility of $CO_2$, enthalpy heat exchanger for heat recovery, heat transfer enhancement in a plate heat exchanger using fluid resonance. (3) The literature for the last two years($2004{\sim}2005$) is reviewed in the areas of heat pump, ice and water storage, cycle analysis and reused energy including geothermal, solar and unused energy). The research on cycle analysis and experiments for $CO_2$ was extensively carried out to replace the Ozone depleting and global warming refrigerants such as HFC and HCFC refrigerants. From the year of 2005, the Gas Engine Heat Pump(GHP) has been paid attention from the viewpoint of the gas cooling application. The heat pipe was focused on the performance improvement by the parametric analysis and the heat recovery applications. The storage systems were studied on the performance enhancement of the storage tank and cost analysis for heating and cooling applications. In the area of unused energy, the hybrid systems were extensively introduced and the life cycle cost analysis(LCCA) for the unused energy systems was also intensively carried out. (4) Recent studies of various refrigeration and air-conditioning systems have focused on the system performance and efficiency enhancement. Heat transfer characteristics during evaporation and condensation are investigated for several tube shapes and of alternative refrigerants including carbon dioxide. Efficiency of various compressors and expansion devices are also dealt with for better modeling and, in particular, performance improvement. Thermoelectric module and cooling systems are analyzed theoretically and experimentally. (5) According to the review of recent studies on ventilation systems, an appropriate ventilation systems including machenical and natural are required to satisfied the level of IAQ. Also, an recent studies on air-conditioning and absorption refrigeration systems, it has mainly focused on distribution and dehumidification of indoor air to improve the performance were carried out. (6) Based on a review of recent studies on indoor environment and building service systems, it is noticed that research issues have mainly focused on optimal thermal comfort, improvement of indoor air Quality and many innovative systems such as air-barrier type perimeter-less system with UFAC, radiant floor heating and cooling system and etc. New approaches are highlighted for improving indoor environmental condition as well as minimizing energy consumption, various activities of building control and operation strategy and energy performance analysis for economic evaluation.

지중 열교환기용 멘토나이트 뒤채움재의 화학적, 물리적 영향 요소에 관한 연구 (Chemical and Physical Influence Factors on Performance of Bentonite Grouts for Backfilling Ground Heat Exchanger)

  • 이철호;위지혜;박문서;최항석;손병후
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권12호
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    • pp.19-30
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    • 2010
  • 벤토나이트는 팽윤성이 좋고 투수계수가 낮아 수직 밀폐형 지중 열교환기 시공 시 보어홀(borehole)의 뒤채움재로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 사용되는 3가지 벤토나이트를 선정하여 배합비에 따른 점도와 열전도도를 평가하였다. 시공 조건에 따라 다양한 벤토나이트 뒤채움재의 함수비를 고려하여 점도와 열전도도 특성을 규명하기 위해 벤토나이트를 배합비(벤토나이트 무게/(벤토나이트+물) 무게) 5%, 10%, 15%, 20%, 25%로 배합하고 시간에 따른 점도와 열전도도를 측정하였다. 그리고 벤토나이트 뒤채움재가 해안지역에서 시공될 경우 지하수의 염도에 의한 영향을 검토하기 위해 배합수의 NaCl 농도가 0.1M, 0.25M, 0.5M일 때 벤토나이트 뒤채움재의 침강 특성을 관찰하였다. 벤토나이트 뒤채움재의 낮은 점도로 인해 천연규사와 같은 첨가재가 지중 열교환기 바닥에 침전될 경우 발생할 수 있는 재료분리 현상을 저점도 벤토나이트 뒤채움재를 사용하여 실험을 통해 규명하였으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. (1) 벤토나이트 뒤채움재의 점도는 시간이 지남에 따라 또는 배합비가 증가함에 따라 상승하는 경향을 나타내며 벤토나이트 뒤채움재의 열전도도는 배합비가 증가하면 상승하지만 통일한 배합비에서는 시간에 따른 변화가 미미하다. (2) 벤토나이트 뒤채움재의 팽창지수가 높을수록 배합수의 NaCl 농도에 따른 침강율은 상대적으로 낮게 나타난다. (3) 저점도 벤토나이트 뒤채움재는 첨가재의 재료분리로 인해 보어홀 내의 깊이별 첨가재 분포를 비균질하게 하므로 보어홀 상부의 열전도도가 하부에 비해 작게 나타날 수 있는 가능성이 있다.