• 설비공학논문집
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• 제16권11호
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• pp.1044-1050
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• 2004

The present study has been conducted to develop a heat pipe heat exchanger for middle-high temperature ranged from 300 to $600^{\circ}C$. Heat transfer rate, overall heat transfer coefficient and temperature effectiveness were investigated using a heat pipe heat exchanger with Dowtherm A as working fluid. Theoretical analysis was also conducted, and the followings were obtained: (1) Heat exchange rate increased as waste gas temperature supplied to evaporator and frontal velocity in condenser increased, (2) Overall heat transfer coefficient increased by $3{\sim}7\%$ as frontal velocity in evaporator and condenser increased, (3) Temperature effectiveness was about $30\%$ in evaporator and was about $40\%$ in condenser, (4) Heat recovery rate was about $38\%$, (5) Pressure drop did not exceed $8\;mmH_{2}O$ under the running condition of $1{\sim}3Nm/s$, (6) Simulation results were corresponded with experimental results.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.1049-1061
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• 2013

본 연구에서는 현장타설 에너지파일의 열교환 파이프 배치 형태별 열교환율을 전산유체해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 평가하고, 이를 이용하여 에너지파일의 설계법을 제시하였다. 등가열교환율을 산정하기 위해 동일한 현장타설말뚝 제원에 대해 열교환파이프 배치 형태를 W-형(직렬), 복합 U-형(병렬 4쌍), 나선형의 3가지로 고려하였다. 건물측 부하조건은 여름철 냉방운용를 모사하기 위해 순환수의 에너지파일 유입온도, 즉 히트펌프 유출온도(Leaving water temperature, LWT)를 $35^{\circ}C$로 일정하게 유지하여 에너지파일 유출온도, 즉 히트펌프 유입온도(Entering water temperature, EWT) 변화를 관찰하였다. 지반에 최대 가상부하를 적용한 경우(100시간 연속 냉방부하 조건)에는 3가지 열교환기 형태가 유사한 열교환율을 보인 반면, 실제 히트펌프 가동에 의한 건물 냉방운용을 모사하기 위해 간헐적으로 일일 8시간 운용-16시간 정지를 7일간 반복 해석한 경우에는 W-형(직렬연결)과 복합 U-형(병렬 4쌍) 열교환기는 유사한 열교환율을 보이나, 나선형 열교환기는 파이프 루프 상호 간 열간섭으로 인해 복합 U-형 열교환기에 비해 약 86%의 열교환율을 갖는 것으로 평가되었다. 전산유체해석에 의해 계산된 열교환파이프 배치 형태별 에너지파일의 등가열교환율을 에너지파일 설계프로그램(PILESIM2)에 적용하여 다양한 형상의 현장타설 에너지파일에 대한 설계법과 대표적인 설계변수에 대한 설계도표를 제시하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.329-333
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• 1995

The usual methods for the temperature control of mass-concrete structures include the use of low-heat cement, pre-cooling, or pipe-cooling. In order to control the heat of hydration of mass-concrete structures such as massive pier or anchor block, and mat foundation, the pipe cooling method is widely acceptable for pratical use. In this paper, method of analysis using the Finite Element Method was applied to analyze the heat exchange on the field of three dimensional thermal conduction. The result of analysis Well agreed with experimentally measurement data by "KUMATANI". The method of this analysis will be used widely to control the heat of hydration by the pipe cooling in mass-concrete.-concrete.

• 설비공학논문집
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• 제26권12호
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• pp.553-558
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• 2014

Geothermal energy can be used with a geothermal heat pump or an earth-to-air heat exchange system (EAHES), which is referred to as a "cooling tube" in Korea. In this study, we suggest EAHES burial guidelines in terms of the parameters of buried pipe length and air velocity regarding the exit air temperature of EAHES. The exit air temperature for EAHES in three regions (Changwon, Busan and Seoul) was calculated with variation in buried pipe length and air velocity at ${\Phi}100mm$ and ${\Phi}200mm$. In conclusion, variation in the buried pipe length is more effective than that of air velocity to achieve the required exit air temperature.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권3호
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• pp.107-113
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• 2003

본 연구에서는 온실의 온풍식 난방시스템 연통에 장착할 수 있는 폐열 회수기의 성능 개선을 목적으로 기 설계된 세 가지 열교환 장치와 기존의 장치에서 열교환 면적과 파이프의 두께 및 공기흐름 방향을 개량한 새 열교환 장치에 대해 열회수 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. 그 결과 기존의 열 교환장치인 A형, B형 및 C형의 열회수 성능은 동일 송풍전입에서 각각 42.2%, 40.6% 및 54.4% 정도였으나 , 새로 개량된 D형은 69.2%로써 가장 현저히 높게 나타났다. 그러나 열회수용 공기의 흐름방향 변화에 따른 열회수 성능 개선효과 (A형 대비 B형)는 없는 것으로 나타나 적정 송풍기 용량이라면 직선형이 공기의 흐름방향 180${\circ}C$ 굴절시키는 헤어핀형보다 효과적인 것으로 판단된다. 결국 열회수 성능은 열회수 시스템의 열교환 면적과 열교환 파이프의 두께 및 풍속에 크게 좌우되는 것으로 나타났다. 따라서, 열교환 파이프의 내구성 등 을 고려하여 기능한 한 범위 내에서 열 교환면적을 증대시키거나 열교환 파이프의 두께를 앓게 하고 풍속을 증대시키는 것이 열회수 성능 개선효과와 직결됨을 알 수 있었다. 그리고 송풍기 용량이 필요이상으로 큰 경우, 소비전력이 많게 되는 등의 문제가 있기 때문에 적정용량 및 제품의 안정성을 고려하여 선택해야 할 것으로 판단되었다.

• KIEAE Journal
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• 제14권2호
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• pp.29-36
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• 2014

The ground source heat pump (GSHP) system has attracted much of attention, because of its stability of heat production and the high efficiency of the system. Performance of the heat exchanger is dependent on the soil temperature, the ground thermal conductivity, the operation schedule, the pipe placement and the design temperature. However, in spite of the many variables of these systems, there have been few research on the effect of the systems on system performance. In this study, analysis of the heat exchange rate according to soil temperature and grout material was conducted by numerical simulation. Furthermore, the heat distribution around the ground heat exchanger was presented on the different conditions of grout and underground temperature by the simulation.

• 오토저널
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• 제7권1호
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• pp.24-34
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• 1985

The study of unsteady gas exchange processes in the inlet and exhaust systems of the single-cylinder 4-stroke cycle spark ignition engine is presented in this paper. The generalized method of characteristics including friction, heat transfer, change of flow area and entropy gradients was used for solving the equations defining the gas exchange process. The path line calculation was also conducted to allow for calculation of the gas composition and entropy change along the path lines, and of the variable specific heat due to the change of temperature and composition. As the result of the simulation, the properties at each point in the inlet and exhaust pipe, pressure and temperature in the cylinder, and charging efficiency were obtained. Pumping loss and residual gas fraction were also computed. The effect of engine speed, exhaust and inlet pipe length on the pumping loss and charging efficiency were studied showing that the results were in agreement with what has been known from experiments.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.214-222
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• 2001

회전형 히트파이프는 다수의 히트파이프 요소를 원통형으로 열교환기를 구성하고 회전시키므로서 열전달 효과를 향상시키고 배가스에 포함되어 있는 분진대책을 용이하도록 하여 오염폐가스에 대해서도 연속적으로 운전을 가능하게 하기 위한 것이다. 이러한 회전형 히트파이프 요소는 작동유체의 귀환을 원심력을 이용하여야 하므로 중심회전측과 2$^{\circ}$내지 5$^{\circ}$경사각으로 조립하여 회전반경을 갖고 회전하는 것이다. 본 연구에서는 회전형 히트 파이프식 열교환기의 구성요소인 히트파이프요소에 대해서 회전반경, 경사각 및 회전속도에 따라 작동유체의 귀환력에 대한 이론해석을 수행하였다. 한열당 20개씩 총 60개의 히트파이프요소가 3열로 배열된 열교환기를 제작하여 성능실험을 수행하였고, 비회전형 히트파이프열교환기와 성능을 비교하여 16%정도의 성능향상이 있음을 알았다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.13-18
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• 2014

This paper proposes an optimum pipe material (PVC vs. PE) design & selection for open loop ground heat exchangers. Heat exchange efficiency and/or workability, and the need for trench insulation were investigated by comparing EWT (cooling mode) of each system. CFD simulations for the PVC and PE pipe with the same inner diameter show similar EWT. This is because the PVC pipe has a small thickness but a low thermal conductivity as compared to the PE pipe, and thus these two properties tend to offset each other. However, a hypothetically insulated pipe led to a meaningful drop of EWT. This means pipe insulation is of importance in performance of ground heat exchangers. From analyzing climate data and system operation, it is not advantageous to insulate trench pipes due to construction difficulties and ground temperature characteristics that are seasonally varied.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.361-375
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• 2015

에너지파일은 기존의 수직밀폐형 지중열교환기를 경제적으로 대체할 수 있는 새로운 형태의 지중열교환기이다. 즉, 에너지파일은 건물의 기초 구조물과 지중열교환기의 역할을 동시에 수행하는 에너지 구조체로서, 말뚝 기초 내부에 열교환 파이프를 삽입하고 파이프를 통해 유체를 순환시켜 지반과의 열교환을 유도한다. 본 연구에서는 병렬 U형(5쌍, 8쌍, 10쌍)의 열교환 파이프를 대구경 현장타설 에너지파일에 삽입하여, 3본의 에너지파일을 실규모로 시공하였다. 또한 현장 열응답 시험(In-situ thermal response tests, TRTs)을 수행하고 시공된 현장타설 에너지파일과의 열교환 효율을 비교하기 위하여 30m 깊이의 수직밀폐형 지중열교환기를 별도로 시공하였다. 병렬 U형 현장타설 에너지파일에 대해서는 냉난방 부하를 인공적으로 주입하는 열교환 성능 평가시험을 수행하여 열교환 성능(heat exchange rate)을 평가하였다. 마지막으로 현장타설 에너지파일의 적용성 평가를 위해 산정된 상대 열교환 효율(relative heat exchange efficiency) 및 열교환 성능을 선행 연구 결과와 비교하였으며, 본 연구에서 시공된 현장타설 에너지파일은 안정적이고 효율적인 열성능을 보이는 것으로 나타났다.