This study examines seasonal variability of the surface energy balance at the King Sejong Station, Antarctica, using measurements and estimates of the components related to the balance for the period of 1996 to 2004. Annual average of downward shortwave radiation at the surface is 81 $Wm^{-2}$ which is 37% of the extraterrestrial value, with the monthly maximum of 188 $Wm^{-2}$ in December and the minimum of 8 $Wm^{-2}$ in June. These values are relatively smaller than those at other stations in Antarctica, which can be attributed to higher cloudy weather conditions in Antarctic front zone. Surface albedo varies between ~0.3 in the austral summer season and ~0.6 in the winter season. As a result, the net shortwave radiation ranges from 117 $Wm^{-2}$ down to 3 $Wm^{-2}$ with annual averages of 43 $Wm^{-2}$. Annual average of the downward longwave radiation shows 278 $Wm^{-2}$, ranging from 263 $Wm^{-2}$ in August to 298 $Wm^{-2}$ in January. The downward longwave radiation is verified to be dependent strongly on the air temperature and specific humidity, accounting for 74% and 79% of the total variance in the longwave radiation, respectively. The net longwave radiation varies between 25 $Wm^{-2}$ and 40 $Wm^{-2}$ with the annual averages of 30 $Wm^{-2}$. Accordingly, the annual average energy balance is dominated by radiative warming of a positive net all-wave radiation from September to next March and radiative cooling of a negative net all-wave radiation from April to August. The net all-wave radiative energy gain and loss at the surface is mostly balanced by turbulent flux of sensible and latent heat. The soil heat flux is of negligible importance in the surface energy balance.
This paper discusses the methods for building up the empirical CHF correlation, Direct Substitution Method (DSM) and Heat Balance Method (HBM). It also includes consideration on the CHF manin, which ran be expressed differently depending on the correlation types in use. Some findings an presented with exemplary calculation.
We present a retrieval scheme for the remote sensing of evapotranspiration (ET) over rice paddy. To perform the retrieval, high-resolution airborne imagery of multi-spectral visible and thermal infrared data, and ground-based meteorological measurements are utilized. Our ET retrieval scheme is based on the basic principal of surface energy budget, which is a result of balance in longwave and shortwave radiation, latent heat, sensible heat, and energy flux into the ground. To partition the latent and sensible heat fluxes of interest from the energy balance equation, three basic parameters are of most concern, including albedo, surface temperature, and normalized difference vegetation index (NDVI). The NDVI and albedo can be easily derived from the visible and near infrared spectral data, while the surface tem-perature can be determined through the analysis of the infrared data with the Stefan Boltzmann law. From the airborne imagery taken on 28 April 2003, we observe very good dry and wet pixels that can be easily corre-sponded to the radiation and evaporation controlled crite-ria, respectively, and, hence, for the further use in defin-ing the evaporative fraction needed to partition sensible and latent heat fluxes from the net energy flux. The de-rived ET is compared with the in situ measurements.
지반의 열-수리 현상에 대한 수치해석에서 경계조건은 해석결과의 정확도에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 지반과 대기의 상호작용을 고려한 열-수리 경계조건을 제시하였다. 지면의 에너지 평형은 태양복사, 지구복사, 바람에 의한 대류, 수분 증발에 대한 잠열 그리고 지중으로의 열전도로 구성된다. 각각의 열흐름에 대한 방정식을 제시하고, 불포화 지반의 열-수리 현상에 대한 해석프로그램과 연계하여 수치해석을 수행하였다. 울산기상대에서 관측된 기상데이터를 이용한 수리-열적 해석에서 실측된 지표면 온도와 수치해석 결과가 매우 유사하였다. 낮시간의 수분 증발에 의한 잠재열은 비포장 지면의 온도를 낮추며, 야간시간에는 지면조건의 영향이 감소한 열적평형 상태에 도달하였다. 지면의 온도변화는 지중으로 깊어질수록 열확산으로 감소하였다. 지표면의 온도가 주요 관심사인 수치해석에서는 지반과 대기의 열-수리적 상호작용을 고려한 수치해석을 수행해야 한다.
The ground source heat pump (GSHP) system is a kind of the temperature differential energy system using relatively stable underground temperature as heat source of space heating and cooling. This system can achieve higher performance of system than it of conventional air source heat pump systems. However, its superiority of the system performance is different according to installation location or local climate, because the system performance depends on the underground condition which is decided by annual average air temperature. In this study, in order to estimate the feasibility of the ground source heat pump system according to the local climate, numerical simulation was conducted using the ground heat transfer model and the surface heat balance model. The case study was conducted in the condition of Seoul, Daejeon, and Busan, In the result, the heat exchange rate of Busan was 34.33 W/m as the largest in heating season and it of Seoul was 40.61 W/m as the largest in cooling.
지표 특성 차이에 따라 외부강제력에 대한 차별적인 반응을 보이는 지표 평형온도 분포를 실험하기 위해 에너지 균형 모형(Energy Balance Model, EBM)이 사용되었다. EBM은 입사되는 복사에너지가 각 위도별로 수송되는 에너지와 방출되는 복사에너지의 합과 균형을 이루었을 때의 온도를 산출한다. 지구의 에너지 원천인 태양복사에너지를 전지구 에너지 균형에 있어 중요하게 취급하기 위하여 위도별 알베도 변화뿐만 아니라 해륙의 분포 차이에 따른 에너지 균형을 고려한 지구 평형온도 분포에 관한 실험이 수행되었으며, 입사되는 태양복사에너지량을 강제력으로 하여 위도별 알베도의 선형적인 증감, 극지역 알베도의 5%, 10%, 15% 증감에 대한 반응, 극과 중위도 지역에서의 상반된 증감에 대한 반응을 실험하였다. 그리고 얼음-알베도 피드백의 유무에 대한 실험도 수행되었다. 극지역의 알베도를 증가시키면 입사되는 태양에너지를 차단시켜 위도별 열수송을 감소시키는데 이는 극지역을 저에너지 상태로 유지시킴으로써 저위도에서부터의 에너지 수송을 강화시킨다. 이러한 수송량의 차이로 인해 중위도 지역의 온도 변화는 극지역에 비해 크게 나타난다. 육지는 해양에 비해 열용량이 작기 때문에 평형온도에 도달하는 시간이 짧으며 알베도에 따른 온도변화에 민감하여 해양과의 온도차이를 유발시킨다. 따라서 평형온도는 지표가 가지는 특성인 알베도와 열용량의 차이에 따라 다르게 나타나며 알베도가 증가함에 따라 감소하고 열용량이 작을수록 변화율이 큰 특징이 있다. 얼음-알베도 피드백은 알베도의 선형적인 증가에 따른 지구 평형온도의 감소를 가속화시키지만 국지적으로는 비선형적인 감소를 보인다.
산업단지와 같은 공장이 많이 밀집되어 있는 곳에서 열은 많이 버려지고 있다. 본 연구는 폐열을 신속하게 이용하기 위하여 폐열을 발굴하여 실재 사업 실행에 이르기 전까지의 내용을 단계적으로 나타내었으며 사업에 직접 적용할 수 있는 폐열 이용방안을 제시하였다. 특히, 열공급처와 수요처의 열공급 및 수요조사를 통하여 상호간의 열 이용을 분석하였으며 열공급 수송의 기본설계를 하였고 열 수요처에 공급하는 열에 대하여 경제성 및 타당성을 검토하였다. 이에 따른 실증분석에 수요처 열사용 투자회수기간은 1,909년으로 비교적 짧은 것으로 나타났다.
Kim Kee Sung;Han Jin Hee;Kim Moon Ki;Nam Sang Woon
한국농공학회논문집
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제46권7호
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pp.35-44
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2004
In this study, a ventilation model was developed to determine a ventilation rate for the balance of heat, moisture and $CO_{2}$ in a mushroom house. Internal and external temperature, relative humidity and $CO_{2}$ concentration were measured and used to validate the ventilation model. The effects of various environmental factors on physiological responses of mushroom were also investigated. The verified model was simulated under the observed ventilation rates with a difference of$ 0.001{\~}0.065\;m^{3}{\cdot}S^{-1}$ (relative error of $0.3{\~}18.9\%$) when external temperature varied 22.5 to $24.8^{circ}C$ and average ventilation rates was $0.35m^{3}{\cdot}S^{-1}$. The optimal conditions for mushroom growth (internal temperature $22 ^{circ}C$, relative humidity $80\%$, $CO_{2}$ concentration 1,000 ppm) were used for the model application with external temperature, relative humidity and $CO_{2}$ concentration of $27.5{\~}33.5^{circ}C$, $60\%$, and 355 ppm, respectively. Thermal balance was a important factor for an optimum ventilation up to the external temperature of $32^{circ}C$, while $CO_{2}$ concentration balance was more important over $32^{circ}C$. This suggests that humidification for moisture balance is required to maintain temperature and $CO_{2}$ concentration at an optimal level by ventilation in a mushroom house.
고온 stress를 받고 있는 산란계의 사료에 소금을 초과 첨가하였을 때 혈액의 산-입기 평형과 음수량 및 난질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실험을 실시하였다. 44주령된 갈색 실용 산란계(Dekalb Warren) 18수를 소금 025% 및 0.75% 처리구에 처리당 9반복, 반복당 1수씩 완전임의 배치하였다. 우선 상은(13~$16^{\circ}C$)에서 3일간의 예비실험을 거친 후 3일간의 본 실험을 수행하였다. 그 후 실온을 고온(33~$35^{\circ}C$)으로 올린 후 3일간의 본 실험 기간을 둠으로써 $2\times2$ 요인실험이 되게 하였다. ANOVA 검정은 5% 수준에서 실시하였으며 처리평균간의 유의성 검정도 역시 5% 수준에서 실시하였다. 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 고온 stress에 의하여 사료 섭취량은 유의적으로 감소하였고 음수량과 배설물의 수분 함량은 증가하였으며, 소금의 추가 급여는 사료 섭취량과 음수량에는 영향을 주지 못하였으나 배설물의 수분 함량을 유의적으로 증가시켰다. 2. 고온 stress에 의하여 pH늘 유의적으로 증가하였고 $pCO_2$는 유의적으로 감소하였으며 ${HCO_3}^-$는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 또한 혈액의 산-염기변수는 소금의 추가 급여에 의하여 영향을 받지 않았다. 3. 고온 stress에 의하여 난중 및 난각의 질은 유의하게 감소하였고 Haugh unit는 유의하게 증가하였으며, 소금의 추가 급여는 난중, 난각 및 Haugh unit에 영향을 주지 못하였다. 결론적으로, 본 실험에서는 산란계에서 고온 stress 처리를 하였을 때 예상되는 호흡성 alkalosis와 난질 저하 현상 등을 관찰하였으며, 소금의 추가 급여는 고온 stress를 완화시키지 못하는 것으로 나타났다.
충전층을 이용한 열에너지저장 시스템은 자갈이나 콘크리트와 같은 열저장매질과 공기나 오일과 같은 열전달유체를 이용하여 현열에너지를 저장하는 방식으로서, 저장매질의 경제성과 화학적 안정성, 시스템 구축의 용이성 등 많은 장점이 갖는다. 본 연구에서는 충전층을 이용한 열에너지저장 기술에 대하여 개략적으로 소개하고, 이러한 열에너지저장소의 에너지 수지와 성능 효율을 분석하기 위한 수치 모델을 제시하였다. 유한차분법을 이용하여 저장소 내 1차원 비정상 열전달 해석을 수행하였으며, 반복적인 주입과 토출에 따른 충전층의 온도분포와 외부로의 손실 에너지를 계산하였다. 해석모델은 AA-CAES(advanced adiabatic compressed air energy storage)와 연계된 고온의 열에너지저장시스템으로 저장소가 지하암반 내에 위치하는 경우와 지상에 위치하는 경우를 모사하고, 성능효율 및 열손실률을 비교 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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