• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.118-118
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• 2017

지구 온난화에 따른 환경변화로 인하여 최근 10년('02~'11)간 여름의 일수는 4일, 겨울 일수는 16일 각각 증가하였다. 현재 육계사 내의 고밀도 밀집사육으로 인하여 고온스트레스로 하절기 육계의 폐사율이 증가하고 있는 실정이다. 2016년 폭염으로 닭 406.1천수, 오리 15.7천수, 메추리 70천수, 돼지 8천수가 폐사하였다. 이에 혹서기 가축이 약430만수가 폐사하였으며 피해 보상금액 128억원 소요되었다. 본 연구에서는 하절기 고온스트레스 경감과 폐사율 저감을 위해 계사 냉난방 공조와 냉온 음용수 급수를 병행할 수 있는 고효율 환경 개선 시스템을 개발하여 고온스트레스 저감 및 생산성 향상에 목적이 있다. 계사 냉난방 공조 및 냉온음용수 급수 병행 시스템 설계요인을 분석하고 냉난방 공조부하, 냉온수 생산 부하를 고려한 시스템 용량 산정하고 히트펌프, 축열조, 냉난방 및 냉온수 분배장치 등 구성요소로서 공조 및 냉온음용수 급수시스템을 설치하였다. 시스템 용량은 공기-물 히트펌프(10kW,1대), 축열조(10톤), 음용수조(2톤), 열교환기(열교환량,5만kcal/h), 물순환펌프(250W,2대) 및 팬코일유닛(1만kcal/h,4대)으로 시스템 모니터링 및 제어 시스템 개발하여 계사 내 환경, 시스템 성능에 대한 실시간 모니터링을 통하여 저장하였다. 조사항목으로 위치별 온습도, 체중, 사료섭취량, 페사율 등을 조사 분석하였다. 연구결과 계사의 내부온도는 시험구에서는 평균 $25.3^{\circ}C$를 나타내었고 대조구에서는 평균 $28.1^{\circ}C$로서 $2.8^{\circ}C$ 높게 나타났으나 상대습도는 시험구 76.2%, 대조구 75.0%로 큰 차이가 없었다. 냉수급여에 따른 계사 높이별 내부온도는 상하의 온도차가 $4.5^{\circ}C$로 크게 차이가 났다. 육계의 음수량은 혹서기 냉수를 급여한 시험구에서 일일 23.2L, 대조구에서는 21.5L를 섭취하였다. 일일 사료섭취량은 냉수를 급여한 시험구에서 937g, 대조구에서는 725g을 섭취하였다. 사료섭취량은 냉수를 급여한 시험구가 212g 많이 섭취하였으며 사료요구율은 시험구는 1.86, 대조구는 1.91로서 시험구가 낮게 나타났다. 체중은 냉수를 급여한 시험구가 359g 많았으며 증체량은 냉수를 급여한 시험구에서 495g, 대조구에서는 392g으로 나타났다. 폐사율은 냉수를 급여한 시험구에서 84%가 폐사율을 줄일 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.277-277
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, Fig. 1에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 증발온도는 감소하는 것을 알 수 있다. 그리고 증발온도에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스(flash gas)의 발생으로 인해 액상의 양보다 기상의 양이 많아지고 액상의 압력강하보다 기상의 압력강하가 휠씬 더 크기 때문이다. 또한 증발온도에 대한 실험값과 예측값은 6.5~9.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 2에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량은 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 모세관 길이가 증가할수록 냉매 압력강하가 더욱더 증가하기 때문이다. 그리고 냉매유량에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. 이는 전술한 증발온도와 동일한 이유로 실제 $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스의 발생량이 많아지기 때문이다. 또한 냉매유량에 대한 실험값과 예측값은 0.64~10.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 3에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉각압력은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 증발온도가 일정한 경우 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량이 감소하여 압축기 토출측 온도(압력)가 상승하기 때문이다. 그리고 냉각압력에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 낮게 나타났으며 실험값과 예측값은 1.04~3.7% 이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 수송기계용 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.41 no.3
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• pp.182-190
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• 2017

All liquids contain a small amount of gaseous components and the amount of gases dissolved in a liquid is in accordance with Henry's Law. In a multi-stage thermal-type seawater desalination plant, as the supplied seawater undergoes variations in temperature and pressure in each evaporator, the gases dissolved in the seawater are discharged from the liquid. The discharged gases are carbon dioxide, nitrogen, oxygen, and argon, and these emitted gases are non-condensable. From the viewpoint of convective heat transfer, the evaluation of non-condensable gas released during a vacuum evaporation process is a very important design factor because the non-condensable gases degrade the performance of the cooler. Furthermore, in a thermal-type seawater desalination plant, most evaporators operate under vacuum, which maintained through vacuum system such as a steam ejector or a vacuum pump. Therefore, for the proper design of a vacuum system, estimating the non-condensable gases released from seawater is highly crucial. In the study, non-condensable gases released in a thermal-type seawater desalination plant were calculated quantitatively. The calculation results showed that the NCG releasing rate decreased as the stage comes getting a downstream and it was proportional to the freshwater production rate.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.4
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• pp.1540-1547
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• 2013

The energy economic analysis of the standard rural house model with PV system was performed based on annual energy demand calculation using the EnergyPlus to contribute in reducing building energy which occupies 25% of national energy consumption and in developing a low-energy & eco-friendly house model. Two types of PV system installation was considered to cover electricity demand for cooling, electric, and heating devices. For the selected house model, heating energy demand is 7 times higher than cooling energy demand. For the Case1, it is favorable to use electricity from PV system for cooling and electric devices and to sell surplus electricity. For the Case2, it is favorable to use electricity from PV system for cooling, electricity and heating devices and to sell surplus electricity. Considering the installation cost of PV system and heat pump air conditioning system, the break-even point of Case1 and Case2 are about 13 and 11 years respectively. Although the installation cost of Case2 is more expensive, Case2 provides three times more profit than Case1 after the break-even point. Because the expected average life time of the selected PV system is 25 years, Case2 is more favorable option for the given standard rural house model.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.32 no.2A
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• pp.123-130
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• 2012

A cooling system is indispensable for the fossil and nuclear power plants which produce electricity by rotating the turbines with hot steam. A cycle of the typical cooling system includes pumping of seawater at the intake pump house, exchange of heat at the condenser, and discharge of hot water to the sea. The cooling type of the nuclear power plants in Korea recently evolves from the conventional surface intake/discharge systems to the submerged intake/discharge systems that minimize effectively an intake temperature rise of the existing plants and that are beneficial to the marine environment by reducing the high temperature region with an intensive dilution due to a high velocity jet and density differential at the mixing zone. It is highly anticipated that the future nuclear power plants in Korea will accommodate the submerged cooling system in credit of supplying the lower temperature water in the summer season. This study investigates the approach flow patterns at the velocity caps and discharge flow patterns from diffusers using the 3-D computational fluid dynamics code of $FLOW-3D^{(R)}$. The approach flow test has been conducted at the velocity caps with and without a cap. The discharge flow from the diffuser was simulated for the single-port diffuser and multi-ports diffuser. The flow characteristics to the velocity cap with a cap demonstrate that fish entrainment can significantly be minimized on account of the low vertical flow component around the cap. The flow pattern around the diffuser is well agreed with the schematic diagram by Jirka and Harleman.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.9
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• pp.721-729
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• 2014

A hybrid desiccant cooling system (HDCS) that uses a heat pump driven by district heating instead of a sensible rotor can provide an increased energy efficiency in summer. In this paper, the summer operation costs and initial costs of both the HDCS and traditional systems are analyzed using annual equal payments, and national benefits are found from using the HDCS instead of traditional systems. In the analysis results, the HDCS reduces the operation cost by 30 compared to the traditional systems, and each HDCS unit has 0.079 TOE per year of primary energy savings and 0.835 $TCO_2$ per year of $CO_2$ emission reduction more than the traditional systems. If HDCSs were to be installed in 680,000 households by 2020, this would produce a replacement power effect of 463 MW. Despite this savings effect, HDCSs require a government subsidy before they can be supplied because the initial cost is higher than that of traditional systems. Thus, this paper calculates suitable subsidies and suggests a supply method for HDCSs considering the national benefits.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.154-154
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• 2011

화석연료의 가격 및 공급의 불안정과 온실가스감축 국제 규제 강화 등에 대한 대안으로 여기는 신 재생에너지는 높은 초기 투자 부담으로 인하여 관련기술의 연구개발과 보급정책 등 전과정에 걸친 정책 지원체계가 필요하다. 본 연구에서는 지열에너지를 이용하는 지열냉난방기술에 중점을 두고 이에 대한 중장기 정책 포트폴리오 작성을 위한 기술 및 정책적 접근방안을 제시하고자한다. 지열에너지의 가장 큰 특징은 기후 등에 영향을 크게 부하가 변하는 태양광, 풍력 등과 달리 일정한 부하를 유지함으로써 안정적인 에너지공급이 가능하다는 것이다. 또, 품질 측면에서도 화석연료를 이용한 기존의 연료보다 쾌적한 환경을 조성하여 고급에너지로 평가받고 있다. 반면, 설비를 갖추기 위한 천공, 히트펌프 설치 등에 큰 비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 현재 히트펌프 제작기술은 국산화를 완료한 상태로 사실상 기술개발에 의한 큰 폭의 원가절감은 기대하기 힘든 상황이다. 하지만, 유사분야인 시스템 에어컨이 표준화 및 대량생산을 통한 시장 보급 확대로 보급단가가 하락한 것을 고려해 볼 때 이를 통한 가격하락은 어느 정도 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다. 에너지 외적인 측면에서 볼 때도 지열에너지의 공급은 상당한 의미를 갖는다. 건물 냉 난방용 이외에 다양한 용도의 개발을 통해 비닐하우스나 온실 등에 지열에너지를 이용할 경우 정부차원에서 농어촌에 대한 지원이 가능하다. 또, 기존의 에너지원을 조달하는데 어려움이 있는 산간, 도서지방에서는 도시지역보다 투자대비 큰 효과를 볼 수 있어 지역간 에너지 불균형 해도에도 도움이 될 수 있다. 이와같은 지열에너지의 특성에 따라 향후 발전방향을 정리해 보았다. 핵심기술인 지열 히트펌프의 산업구조와 시장 보급 확대를 통한 가격하락을 기대한다. 지역개발 및 고립지역에서 타 신 재생에너지와 함께 독립적인 전력, 냉난방 등의 완전 에너지 공급시스템을 갖출 수 있다. 또한 특수 작물 등의 고급 농수산물 생산등의 용도개발을 통해 지열에너지 공급역량을 성장시킬 수 있을 것이다. 이와 함께 중장기 비젼을 제시하기 위해 추진되어야 할 연구과제로는 시장 보급 확대에 따른 가격경쟁력 도달 가능성에 대한 연구를 통해 산업육성 방안 마련, 타 신 재생에너지기술과 복합 설치에 의한 시너지 효과 및 이에따른 초기 투자비 증가에 대한 대책, 보급 잠재량 조사, 지열시스템의 자금 조달 및 관련 정책 검토 등이 있을 수 있다.

• Journal of Environmental Health Sciences
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• v.41 no.4
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• pp.241-248
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• 2015

Objectives: This study was conducted to provide scientific and effective information on phytoncides, which are associated with forest healing, and to activate recreational forests. Methods: The target sites were natural recreation forests, a forest park and an arboretum, and the control sites were three urban parks. The samples were collected at a volume of 6.0 L and a flow rate of 0.1 L/min for one hour using a low volume pump and the solid adsorbent sampling method. The phytoncide compounds adsorbed in the Tenax TA tube were analyzed by a automatic heat desorption unit and GC-MS. Results: By type of recreational forest, the annual concentrations of phytoncide (monoterpene) for the forest park showed the highest concentration with $1.450{\mu}g/m^3$, while those for the arboretum showed the lowest concentration at $0.892{\mu}g/m^3$, and thus the concentration of the forest park was approximately 1.6 times higher than the arboretum. The season showing the highest concentration of phytoncides was summer (June) and the forest park was the highest among the recreational forests. The concentrations of major components for phytoncide showed in descending order: ${\alpha}-pinene$, ${\beta}-pinene$, camphene, 3-carene and limonene. The seasonal concentration of ${\alpha}-pinene$, camphene and ${\beta}-pinene$ by type of recreational forest increased in April, which is characterized by low temperature and humidity, and the seasonal concentration of camphene decreased with higher humidity. The meteorological factors which had the high correlation with the concentration of total terpene were temperature and humidity. $CO_2$ and $O_2$ showed an inverse correlation. Conclusion: The major components of phytoncide were ${\alpha}-pinene$, ${\beta}-pinene$, camphene, 3-carene and limonene in descending order of concentration. Further and systematic study on the chemical nature of individual phytoncides, and on the effect of phytoncides on humans needs to be performed.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.1
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• pp.17-24
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• 2012

There has been little study on the performance characteristics of the effective heat pump systems in the cooling mode using the two-stage compression cycles have hardly performed. In this study, the performance of the two-stage compression $CO_2$ cycle with an FI (flash intercooler) and the FGB (flash gas bypass) was investigated by using a theoretical method. The performance analysis was carried out with aby varyingiation (the indoor temperature, outdoor temperature, and 1st- and 2nd-stage EEV openings. As of a result, the coefficients of performance (COPs) of the Bbasic, FI, and FGB cycles were decreased by 28.5%, 22.1%, and 24.5%, respectively, for various outdoor temperature conditions. In addition to, the performance variation of the two-stage compression cycle was smaller than that of the single-stage compression cycle. The performance of the FI and FGB cycles was improved by 13.5%, and 6.9%, respectively, when the 1st-stage EEV opening was increased from 32% to 48%, and by 0.9%, and 2.6%, respectively, when the 1st- andthe 2nd-stage EEV opening was increased from 32% to 48%, andwas increased from 42% to 58%, respectively. The FI cycle showed anthe most improved performance for any given operating conditions.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.27 no.7
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• pp.369-374
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• 2015

This study analyzed analyzes the energy performance of six houses in Daejeon completed which were built in 2011. Observed The observed houses, which were all designed and constructed inof the same size and structure, are were highly insulated with triple Low-E coating windows; the insulation level of the walls is was $0.13W/m^2K$ and that of the roof is was $0.10W/m^2K$. As electric houses, all of the energy supplied to the houses, including for cooking, is was supplied by electricity. A and 3~4 kWp of photovoltaic system and a 3~5 kW of ground source heat pump (GSHP) were installed in each house tofor providing provide space heating/and cooling and hot water are installed. We constructed a Web-based remote monitoring system in order to understand energy consumption and the dynamic behavior of the energy system. T, and the results of our metering data analysis of 2013 are as follows. First, the annual residential energy consumption is was 4,400 kWh (${\sigma}=1,209$) and GSHP energy consumption is was 5,182 kWh (${\sigma}=1,164$). Second, residential energy consumption ranked highest in average energy usage, with at 45% of the total, followed by heating with at 30%, hot water supply with at 17% and cooling with at 6%. Third, the average energy independence rate is was 51.8%, the GFA (Gross gross floor area) criteria average energy consumption unit is was $48.7kWh/m^2yr$ (${\sigma}=10.1$), and the net energy consumption unit (except the energy yield of the PV systems) is was $24.7kWh/m^2yr$ (${\sigma}=8.8$).