• 설비공학논문집
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• 제24권6호
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• pp.521-537
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• 2012

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2011. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) Research trends of thermal and fluid engineering have been surveyed as groups of fluid machinery and fluid flow, thermodynamic cycle, and new and renewable energy. Various topics were presented in the field of fluid machinery and fluid flow. Research issues mainly focused on the rankine cycle in the field of thermodynamic cycle. In the new and renewable energy area, researches were presented on geothermal energy, fuel cell, biogas, reformer, solar water heating system, and metane hydration. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer, nanofluids and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included heat transfer above liquid helium surface in a cryostat, methane hydrate formation, heat and mass transfer in a liquid desiccant dehumidifier, thermoelectric air-cooling system, heat transfer in multiple slot impinging jet, and heat transfer enhancement by protrusion-in-dimples. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on pool boiling of water in low-fin and turbo-B surfaces, pool boiling of R245a, convective boiling two-phase flow in trapezoidal microchannels, condensing of FC-72 on pin-finned surfaces, and natural circulation vertical evaporator were actively performed. In the area of nanofluids, thermal characteristics of heat pipes using water-based MWCNT nanofluids and the thermal conductivity and viscosity were measured. In the area of industrial heat exchangers, researches on fin-tube heat exchangers for waste gas heat recovery and Chevron type plate heat exchanger were implemented. (3) Refrigeration systems with alternative refrigerants such as $CO_2$, hydrocarbons, and mixed refrigerants were studied. Heating performance improvement of heat pump systems were tried applying supplementary components such as a refrigerant heater or a solar collector. The effects of frost growth were studied on the operation characteristic of refrigeration systems and the energy performance of various defrost methods were evaluated. The current situation of the domestic cold storage facilities was analyzed and the future demand was predicted. (4) In building mechanical system fields, a variety of studies were conducted to achieve effective consumption of heat and maximize efficiency of heat in buildings. Various researches were performed to maximize performance of mechanical devices and optimize the operation of HVAC systems. (5) In the fields of architectural environment and energy, diverse purposes of studies were conducted such as indoor environment, building energy, and renewable energy. In particular, renewable energy and building energy-related researches have mainly been studied as reflecting the global interests. In addition, various researches have been performed for reducing cooling load in a building using spot exhaust air, natural ventilation and energy efficiency systems.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권2호
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• pp.183-193
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• 2018

현재, 한국원자력연구원은 부산 기장에 연구용 원자로(Ki-Jang Research Reactor, KJRR)를 건설 계획하고 있다. 원자로를 운영하면 중 저준위 방사성폐기물이 발생하므로 방사성 폐기물을 안전하게 처리 하는 것이 중요하다. 현재, 다양한 형태의 방사성 폐기물을 처리 할 수 있는 시멘트 고화 방법을 일반적으로 사용하고 있으며, 방사성 폐기물 처분시설 인수 기준(압축 강도, 유리수, 침수 및 침출시험 등)을 만족해야 한다. 특히, 폐기물에 함유된 방사성 세슘이 유출 될 경우 범 국제적인 문제를 야기하므로, 고화체 인수 기준 중에서 침출시험이 가장 중요한 인자이다. 시멘트 고화 방법은 다른 고화 방법 보다 공정이 간단하며 비용이 적게 들지만, 침출 저항성이 낮다. 이에 본 연구는 시멘트 고화체 세슘 침출 저항성 증진을 위하여 기장 연구용 원자로(KJRR) 모사폐액과 대표적인 세슘 흡착제인 제올라이트와 황토를 혼합하여 기장로 모의폐액 시멘트를 제조하였다. 제올라이트와 황토가 시멘트 고화체와 결합되어 있는 것을 SEM-EDS를 통하여 정량적으로 확인하였다. 침출 시험은 ANS 16.1 방법에 의해 90일동안 진행하였다. 기장로 모의폐액 시멘트의 세슘(3000 ppm)을 첨가하여 90일간의 침출시험 후 침출수의 세슘 농도 분석 결과, 제올라이트와 황토가 포함된 모의폐액 시멘트는 제올라이트와 황토를 첨가하지 않은 대조군에 비해 최대 27.90%, 21.08%의 세슘 침출 저항성 정도를 나타내는 것을 확인하였다. 또한, 제올라이트와 황토가 포함된 기장로 모의폐액 시멘트는 인수 기준(압축강도, 유리수 유무, 침수 및 침출 지수)을 통과 하는 것을 확인하였다.

• 태양에너지
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• 제13권2_3호
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• pp.65-78
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• 1993

자연적인 기후조건하에서 농산물을 생산하는 재래식 농업으로부터 계절을 초월하는 시설 농업이 파생 발전함에 따라 태양에너지이외의 화석에너지 사용이 급증하고 있으며, 이로 인한 농산물 가격상승과 품질저 하는 물론이고, 농촌환경을 오염시키고 있다. 이와 같은 문제를 근원적으로 해결하기 위해서는 태양에너지 농업이용을 극대화 하여야 하며, 이를 실현하기 위해서는 동적이며, 순간적 공급의 특성을 갖는 태양에너지를 정적이며, 조절이용이 가능한 에너지로 전환하여야 한다. 이런 필요성에 부응하여 본 연구에서는 태양에너지를 저장할 수 있는 상변화 잠열재를 선택하였으며, 축열특성을 분석하므로서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 유기 잠열재, $C_{28}H_{58}$은 안정된 물성을 가지고 있기 때문에 400 사이클의 상변화 후에도 열특성 변화가 없었으나, 무기 잠열재($CH_3COONa{\cdot}3H_2O,\;Na_2SO_4{\cdot}10H_2O$)는 불안정한 물성을 가지고 있기 때문에 조핵제와 농화제를 사용하여 $400{\sim}600$ 사이클의 상변화 후에 나타나는 열특성 변화를 최소화 하였다. 잠열량이 최대가 되는 결정핵의 임계반경을 수식으로 정리하므로서 잠열량 감소현상을 억제할 수 있는 방법을 찾는데 도움을 줄 수 있었다. 유기 잠열재, $C_{28}H_{58}$의 상변화 온도는 $62^{\circ}C$였으며, 잠열량은 $50{\sim}52$ kcal/kg이었고, 고상비열, $C_{ps}$는 $0.572{\sim}0.750kcal/kg^{\circ}C$였으며, 액상비열, $C_{pL}$은 $0.540{\sim}0.690kcal/kg^{\circ}C$였다. 무기 잠열재, $CH_3COONa{\cdot}3H_2O$의 상변화 온도는 $61{\sim}62^{\circ}C$였으며, 잠열량은 $64.9{\sim}65.8$ kcal/kg이었고, 고상 비열, $C_{ps}$는 $0.510{\sim}0.520kcal/kg^{\circ}C$였으며, 액상비열, $C_{pL}$은 $0.83kcal/kg^{\circ}C$였다. 무기 잠열재, $Na_2SO_4{\cdot}10H_2O$는 물성안정제를 가한 상태의 시약수준에서는 상변화 온도가 $29.72^{\circ}C$였고, 잠열량은 53.0 kcal/kg이었으며, 고상비열, Cps는 $0.742kcal/kg^{\circ}C$이었고, 액상비열, $C_{pL}$은 $1.002kcal/kg^{\circ}C$였다. 공업용 수준에서는 상변화 온도가 시약수준의 경우보다 약간 높은 $30{\sim}30.9^{\circ}C$였으며, 비열은 고상에서 $0.50{\sim}0.7kcal/kg^{\circ}C$였고, 액상에서 $0.78{\sim}0.89kcal/kg^{\circ}C$였다. SSD($Na_2SO_4{\cdot}10H_2O$)에 urea를 첨가함으로서 상변화 온도와 잠열량이 변하였으며, urea 함량을 $0{\sim}7.5wt%$로 변화시킴에 따라 상변화 온도는 $29.72^{\circ}C$에서 $25.18^{\circ}C$로 낮아졌으며, 잠열량은 53.0 kcal/kg에서 38.5 kcal/kg으로 감소하였다. Greenhouse 보온용으로 urea를 21.85% 첨가하고, 상변화를 $0{\sim}600$ 사이클까지 반복한 경우 상변화 온도는 $16.7^{\circ}C$에서 $16.0^{\circ}C$로 낮아졌고, S.V를 첨가하지 않은 경우 잠열량은 46.22 kcal/kg에서 36.30 kcal/kg으로 감소하였으나, 비열은 큰 변화가 없었다. 상변화 사이클의 증가에 의한 열특성의 감쇠현상을 줄이기 위하여 S.V를 $0{\sim}1.5wt%$ 첨가한 결과 S.V 0.5wt% 이하에서는 약간의 효과가 있었으나, 그 이상에서는 효과적인 증후가 없었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1002-1007
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• 2012

에너지 수요의 지속적인 증가는 화석 연료의 사용을 통해 상당한 부분이 충족되고 있으며 이로 인한 이산화탄소의 배출은 지구온난화의 주요 원인으로 인식되고 있다. 대규모 발생원으로부터 이산화탄소를 포집하기 위한 방안의 하나로 흡수 공정이 적용되고 있으며, 흡수제의 흡수 및 재생으로 구성된 연속 순환 공정 특성상 흡수제의 특성뿐만 아니라 흡수 재생 운전 조건은 전체 공정 성능에 매우 중요한 부분을 차지한다. 이러한 최적의 운전 조건은 실제로 운전되고 있는 공정에서 찾아내는 것이 최선이라 할 수 있으나, 이를 위해 실제 상용 공정의 운전 변수를 임의로 변경하는 것은 공정 안정성 측면에서 현실적으로 불가능한 경우가 많다. 따라서 본 논문에서는 이러한 현실적인 제약을 극복하고자 흡수제의 기-액 상평형에 대한 이론적인 접근법을 적용하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 $CO_2$ 흡수 공정에서 최적 흡수 재생 조건 파악에 적용된 이론적인 접근법을 20 wt% Monoethanl amine (MEA) 수용액에 적용하여 흡수제의 최적 재생 조건을 예측하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 $CO_2$ 흡수 재생 공정에 사용할 경우, 재생 공정으로 공급하는 흡수액의 $CO_2$ 부하(loading)를 0.4 이하로 유지하는 것이 필요한 반면, 20 wt% MEA 수용액을 사용하는 경우에는 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 대한 제한이 필요 없음을 알 수 있었다. 최적 재생 온도는 이론적 접근법을 이용해서 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 따라 결정할 수 있으며, 재생된 흡수액의 $CO_2$ 부하는 흡수 공정에서 필요한 $CO_2$ 흡수량에 따라 결정되고 이를 기준으로 최적 재생 온도에 해당하는 열원의 공급량을 결정할 수 있게 된다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 실험실 규모의 연속 $CO_2$ 흡수 재생 실험에서 최적 재생 조건을 비교적 정확하게 예측할 수 있었던 이론적 접근법을 20 wt% MEA 수용액에 적용하여 최적 재생 조건 예측에 적용할 수 있음을 확인하였고, 실제 화학흡수제를 이용한 $CO_2$의 흡수 재생 공정의 설계 및 운전에 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국잡초학회지
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• 제30권4호
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• pp.340-360
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• 2010

이제 바야흐로 21세기 탈석유 시대에 대비하기 위해서는 범국가적 차원의 새로운 산업전략이 필요하게 되었다. "바이오리파이너리"란 원유로부터 각종 화학제품을 생산하는 기존의 기술과 달리 석유대신 나무나 볏짚 등과 같은 식물을 원료로 해서 바이오화학제품이나 바이오연료 등을 생산하는 기술을 총칭한다. 바이오리파이너리를 통한 바이오매스 기반의 화학산업은 석유로부터 생성되는 많은 역기능적인 문제점들을 해결할 수 있다. 바이오리파이너리 기술을 이용해서 생산할 수 있는 제품을 특성별로 분류하면, 바이오 연료, 대체원료, 특수 기능물질, 바이오폴리머 등이 있으며, 이러한 공정기술 개발이 미래지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이다. 바이오 연료에는 에탄올, 디젤, 수소 등이 있고, 대체원료(chemical feedstock)로서는 글리세롤, 젖산, 아세톤, 부탄올, 프로피온산, 부틸산, 부탄디올, 프로판디올, 구연산, 숙신산, 각종 아미노산 등이 해당된다. 특수기능물질 중에는 항생제, 다당류, 미생물농약, 생리활성물질 등과 각종 생촉매 전환반응 생산제품, 바이오 식품소재 등이 있고, 바이오 폴리머는 미생물 대사산물 유기산을 원료로 하는 고분자와 미생물이 직접 생산하는 바이오 폴리머 등이 있다. 이러한 공정기술 개발이 미래 지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이며, 공정기술 중에서 가장 핵심이 되는 것은 충분한 양의 바이오매스 확보 및 생화학적/열화학적 전환기술이다. 바이오매스 확보를 위하여 환경적응성이 큰 잡초의 이용이 기대된다. 바이오리파이너리는 농업으로 시작되며, 농업과 화학산업의 다리역할을 하는 기술이 바로 바이오리파이너리인 것이다.

• 설비공학논문집
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• 제21권12호
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• pp.715-732
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• 2009

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2008. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) Research trends in thermal and fluid engineering have been surveyed in the categories of general fluid flow, fluid machinery and piping, new and renewable energy, and fire. Well-developed CFD technologies were widely applied in developing facilities and their systems. New research topics include fire, fuel cell, and solar energy. Research was mainly focused on flow distribution and optimization in the fields of fluid machinery and piping. Topics related to the development of fans and compressors had been popular, but were no longer investigated widely. Research papers on micro heat exchangers using nanofluids and micro pumps were also not presented during this period. There were some studies on thermal reliability and performance in the fields of new and renewable energy. Numerical simulations of smoke ventilation and the spread of fire were the main topics in the field of fire. (2) Research works on heat transfer presented in 2008 have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, industrial heat exchangers, and ground heat exchangers. Research on heat transfer characteristics included thermal transport in cryogenic vessels, dish solar collectors, radiative thermal reflectors, variable conductance heat pipes, and flow condensation and evaporation of refrigerants. In the area of industrial heat exchangers, examined are research on micro-channel plate heat exchangers, liquid cooled cold plates, fin-tube heat exchangers, and frost behavior of heat exchanger fins. Measurements on ground thermal conductivity and on the thermal diffusion characteristics of ground heat exchangers were reported. (3) In the field of refrigeration, many studies were presented on simultaneous heating and cooling heat pump systems. Switching between various operation modes and optimizing the refrigerant charge were considered in this research. Studies of heat pump systems using unutilized energy sources such as sewage water and river water were reported. Evaporative cooling was studied both theoretically and experimentally as a potential alternative to the conventional methods. (4) Research papers on building facilities have been reviewed and divided into studies on heat and cold sources, air conditioning and air cleaning, ventilation, automatic control of heat sources with piping systems, and sound reduction in hydraulic turbine dynamo rooms. In particular, considered were efficient and effective uses of energy resulting in reduced environmental pollution and operating costs. (5) In the field of building environments, many studies focused on health and comfort. Ventilation. system performance was considered to be important in improving indoor air conditions. Due to high oil prices, various tests were planned to examine building energy consumption and to cut life cycle costs.