• Title/Summary/Keyword: Heating and Cooling Energy

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수주지열정의 지하수 유동 및 지열 이동 예측을 위한 수치 모델링 기법 개발 (Development of a Numerical Modeling Technique for Predicting Groundwater flow and Heat Transport in a Standing Column Well)

  • 박성민;황기섭;문종필;김중휘
    • 지질공학
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    • 제26권4호
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    • pp.461-471
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    • 2016
  • 수주지열정의 지하수 유동 및 지열 이동 현상을 모사할 수 있는 수치 모델링 기법을 제시하기 위하여 열-수리학적 모델인 TOUGH2를 기반으로 한 모듈을 개발하였고 두 유형의 수주지열정에서의 냉방 및 난방 운영을 수치 모의하였다. 수치 모델링 결과들은 수주지열정의 냉난방 운영이 주변 지층 및 지하수와의 열교환 및 유체 혼합에 크게 영향을 받으며, 특히 PVC 또는 PE 파이프 내부와 수주지열정 내부에서 서로 반대방향으로 유동하는 유입수와 유출수 간의 열교환이 중요한 요소임을 보여준다. 또한 본 연구에서 개발 및 제안된 수치 모델링 기법이 수주지열정의 내부 구조 및 유체 유동과 열 이동 현상을 합리적으로 모사할 수 있음을 보여준다. 이러한 수치 모델링 기법은 수주지열정의 설계, 시공 및 운영 단계에서 열교환 성능을 정량적으로 분석할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Horizon Run Spin-off Simulations for Studying the Formation and Expansion history of Early Universe

  • Kim, Yonghwi;Park, Jaehong;Park, Changbom;Kim, Juhan;Singh, Ankit;Lee, Jaehyun;Shin, Jihye
    • 천문학회보
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    • 제46권2호
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    • pp.45.1-45.1
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    • 2021
  • Horizon Run 5 (HR5) is a cosmological hydrodynamical simulation which captures the properties of the Universe on aGpc scale while achieving a resolution of 1kpc. This enormous dynamic range allows us to simultaneously capture the physics of the cosmic web on very large scales and account for the formation and evolution of dwarf galaxies on much smaller scales. On the back of a remarkable achievement of this, we have finished to run follow-up simulations which have 2 times larger volume than before and are expected to complementary to some limitations of previous HR simulations both for the study on the large scale features and the expansion history in a distant Universe. For these simulations, we consider the sub-grid physics of radiative heating/cooling, reionization, star formation, SN/AGN feedbacks, chemical evolution and the growth of super-massive blackholes. In order to do this project, we implemented a hybrid MPI-OpenMP version of the RAMSES code, 'RAMSES-OMP', which is specifically designed for modern many-core many thread parallel systems. These simulation successfully reproduce various observation result and provide a large amount of statistical samples of Lyman-alpha emitters and protoclusters which are important to understand the formation and expansion history of early universe. These are invaluable assets for the interpretation of current ΛCDM cosmology and current/upcoming deep surveys of the Universe, such as the world largest narrow band imaging survey, ODIN (One-hundred-square-degree Dark energy camera Imaging in Narrow band).

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표준기상 데이터와 열해석을 이용한 태양광열 모듈의 필요 냉각수량 산출 (Calculation of Required Coolant Flow Rate for Photovoltaic-thermal Module Using Standard Meteorological Data and Thermal Analysis)

  • 이천규;정효재
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.18-22
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    • 2022
  • Photovoltaics (PV) power generation efficiency is affected by meteorological factors such as temperature and wind speed. In general, it is known that the power generation amount decreases because photovoltaics panel temperature rises and the power generation efficiency decreases in summer. Photovoltaics Thermal (PVT) power generation has the ad-vantage of being able to produce heat together with power, as well as preventing the reduction in power generation efficien-cy and output due to the temperature rise of the panel. In this study, the amount of heat collected by season and time was calculated for photovoltaics thermal modules using the International Weather for Energy Calculations (IWEC) data provided by the American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). Based on this, we propose a method of predicting the temperature of the photovoltaics panel using thermal analysis and then calculating the flow rate of coolant to improve power generation efficiency. As the results, the photovoltaics efficiencies versus time on January, April, July, and October in Jeju of the Republic of Korea were calculated to the range of 15.06% to 17.83%, and the maxi-mum cooling load and flow rate for the photovoltaics thermal module were calculated to 121.16 W and 45 cc/min, respec-tively. Though this study, it could be concluded that the photovoltaics thermal system can be composed of up to 53 modules with targeting the Jeju, since the maximum capacity of the coolant circulation pump of the photovoltaics thermal system applied in this study is 2,400 cc/min.

Effect of Heat Treatment on Corrosion Resistance of Zn-Mg-Al Alloy Coated Steel

  • Il Ryoung Sohn;Tae Chul Kim;Sung Ju Kim;Myung Soo Kim;Jong Sang Kim;Woo Jin Lim;Seong Mo Bae;Su Hee Shin;Doo Jin Paik
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제23권4호
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    • pp.283-288
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    • 2024
  • Hot-dip Zn-Mg-Al coatings have a complex microstructure consisting of Zn, Al, and MgZn2 phases. Its crystal structure depends on alloy content and cooling rates. Microstructure and corrosion resistance of these coatings might be affected by heat treatment. To investigate effect of heat treatment on microstructure and corrosion resistance of Zn-Mg-Al coatings, Zn-1.5%Mg-1.5%Al coated steel was heated up to 550 ℃ at a heating rate of 80 ℃/s and cooled down to room temperature. At above 500 ℃, the ternary phase of Zn-MgZn2-Al was melted down. Only Zn and MgZn2 phases remained in the coating. Heat- and non-heat-treated specimens showed similar corrosion resistance in Salt Spray Test (SST). When a Zn-3.0%Mg-2.5%Al coated steel was subjected to heat treatment at 100 ℃ or 300 ℃ for 200 h and compared with GA and GI coated steels, the microstructure of coatings was not significantly changed at 100 ℃. However, at 300 ℃, most Al in the coating reacted with Fe in the substrate, forming a Fe-Al compound layer in the lower part of the coating. MgZn2 was preferentially formed in the upper part of the coating. As a result of SST, Zn-Mg-Al coated steels showed excellent corrosion resistance, better than GA and GI.

부분 스위칭 PFC 모듈을 이용한 가정용 에어컨 전원장치 (The Power System for Home Appliance Air-Conditioner using Partial Switching Power Factor Correction Module)

  • 서기영;문상필
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.183-190
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    • 2004
  • 본 논문은 냉난방 인버터 에어컨용 전원시스템에 역률개선 회로인 부분 스위칭 PFC 모듈을 적용하여 입력의 역률 개선 및 전류의 고조파 성분을 최소화하여 IEC555-2규정을 만족하는 입력 전원부를 설계하여 인덕터부하에 적용되는 회로 설계시의 문제점들을 해결 할 수 있는 방안들을 제시하였다. 그리고 출력전압의 상승을 억제하면서 전류파형을 개선하는 방법 및 부분 스위칭 PFC회로를 제안하여 스위칭 횟수를 적게 함으로써 압축기의 모터에 인가 할 수 있는 전압을 상승시켜 모터 적정 운전 전압을 확립하였으며, 효율이나 경제성 및 전자 노이즈 등의 문제점들을 해결하였다. 그리고 에어컨의 소비 전력을 줄일 수 있다. 이상의 결과에서 시스템 총합 운전에너지 효율이 상승되는 것을 확인하는 모든 사항은 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 입증했다.

저온 외기조건에서 케스케이드 급탕열펌프의 성능특성에 관한 해석적 연구 (Numerical Study of the Performance Characteristics of a Cascade Heat Pump Water Heater at Low Ambient Temperatures)

  • 송재현;정해원;박재우;강훈;김용찬
    • 설비공학논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.225-232
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    • 2013
  • Heat pump systems have been widely adopted in buildings for cooling and heating, due to their higher energy efficiency. Recently, the demand for hot water supply from the heat pump system has been increasing. To increase the water supply temperature with higher system efficiency and reliability, a heat pump water heater adopting cascade cycle was investigated in this study. The cascade heat pump water heater consisted of a low-stage cycle using R410A, and a high-stage cycle using R134a. A simulation program for the cascade heat pump water heater was developed, and verified by comparison with experimental data. The performance of the cascade heat pump water heater was optimized, by varying the compressor rotating speeds of the low- and high-stage cycles. At low ambient temperatures, the performance of the cascade cycle was compared with that of the single-stage cycle. The system efficiency of the cascade cycle was higher than that of the single-stage cycle, showing a lower compression ratio and compressor discharge temperature.

강변여과수와 천부 지하수를 이용하는 지하수 열펌프시스템의 적정유량 (Optimum Pumping Rates of Ground-Water Heat Pump System Using Groundwater or Bank Infilterated Water)

  • 한정상;한혁상;한찬;전재수;김형수
    • 자원환경지질
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    • 제40권6호
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    • pp.833-841
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    • 2007
  • 지하수열펌프시스템(GWHP)은 지원열펌프시스템(GSHP)가운데 성능이 가장 우수하며 저온의 천부지하수열을 이용하는 시스템이다. GWHP시스템은 지중연결 열펌프시스템(GCHP)에 비해 최대 블록부하와 전 시스템 성능에 부합되는 지하수유량을 기준으로 하여 설계를 하며 최적 지하수유량은 해당지역의 지하수온도, 판형열교환기의 규격과 전체펌프와 배관류의 전 양정고에 따라 결정한다. 대체적으로 전형적인 빌딩루프순환수의 필요유량은 1RT당 $9.5{\sim}11.4lpm$ 정도인데 비해 GWHP시스템이 필요로 하는 최적 지하수유량은 이보다 꿜씬 적은 $3.8{\sim}9.5lpm$정도이다.

축열과 채광조절을 겸한 자연형 태양열 수벽시스템의 집열방식별 성능실험 (Experiment on measures of heat collection for passive solar water wall systems that provide heat storage and natural lighting control)

  • 오영훈;최지은;이철성;윤종호
    • KIEAE Journal
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    • 제16권4호
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    • pp.63-69
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    • 2016
  • Purpose: This preliminary study investigated a potential of the water wall systems that provide heat storage and natural lighting control simultaneously. Method: In order for transparency of the water wall to be controlled, the study first proposed two measures: to adjust transparency of the water wall; to control transparency of water wall surface. The performance of two measures then was verified and compared by experiments. In addition, a trade-off between heat collect and heat storage resulting from using additive for adjusting transparency was investigated. Result: The experiment showed that the two measures are similar in performance. The investigation of trade-off relation showed the additive should have the same heat storage as the water to prevent decrease in thermal performance of the water wall. As an economical measure to control transparency of the water wall, this study suggested a measure of secondary heat transfer systems using shading device that first absorbs solar radiation and then transfers heat to the water wall. The experiment show that performance of the proposed measure is similar to controlling transparency of water wall surface. In conclusion, it is expected that the performance of the water wall can be economically maximized by using the proposed mean in terms of heating, cooling and lighting energy saving.

폐열회수 환기시스템의 성능에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Performance of Energy Recovery Ventilation System)

  • 김영수;최관수;김일수
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권4호
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    • pp.445-450
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    • 2012
  • 가정과 같이 제한된 공간에서는 공조기의 온습도 조절이 어려워 질 수 있다. 최근에 들어서 사람들의 온습도에 대한 감성이 민감해 짐에 따라 실내 공기질에 대한 중요성이 부각되고 있다. 실내 공기질과 에너지 절약 사이의 모순을 해결 할 수 있는 방법으로 환기열회수장치를 제시하고 이러한 환기열회수 장치에 열전소자를 적용하여 온도 효율을 비교하고 시스템 능력을 검증해 보았다. 온도효율을 향상시키는데 전도성 가이드 베인과 단일 모터, 열전소자가 실험되었다. 단일 모터 사용시 23W를 절약 할 수 있었고 250 CMH의 능력을 가지는 개발된 시스템에서 통상적인 시스템과 비교해 냉방 주기 및 난방 주기에서 각각 4.01% 와 2.98%의 개선이 있었다.

PCM 함유된 축열석고보드의 열환경특성 (Thermal Environment Characteristic of the Heat Storage Gypsum Board Included with Phase Change Material)

  • 권오훈;윤희관;한성국;안대현;심명진;조성운;박종순;김재용
    • 공업화학
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    • 제21권5호
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    • pp.570-574
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    • 2010
  • 기존 단열재의 주된 기능은 단지 열전달을 차단하는 기능과 건물로부터 열손실을 줄여주는 기능만을 수행했다. 반면, 축열재는 특정온도 범위 내에서 열에너지를 저장 또는 방출함으로써 건물에너지 사용량을 절감할 수 있다. 축열 건자재는 실내 공기온도 변화주기를 효과적으로 조절하여 일정하게 온도를 유지시킬 수 있다. 결과적으로 냉난방시스템 기능을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 본 연구는 건축자재로 많이 이용되고 있는 석고보드에 상변화잠열물질을 축열재로 첨가하여 그 물성과 열환경 특성을 파악하였다. 또한 축열 건자재를 활용할 때 발생가능한 문제점을 확인하였다. 마지막으로 TVOC와 HCHO 함량 분석으로부터 오염물질의 배출가능성을 조사하여 축열 건자재의 환경 친화도를 검토하였다.