• 제목/요약/키워드: Low Temperature Waste Heat

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반탄화를 통한 음식물쓰레기의 연료화에서 온도에 대한 영향 비교 (Effect of temperature on torrefaction of food waste to produce solid fuel)

  • 김현숙;유재민;박대원
    • 에너지공학
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    • 제23권3호
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    • pp.235-240
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    • 2014
  • 본 연구에서는 음식물쓰레기를 반탄화 하여 생성된 생성물의 특성 및 온도에 대한 영향을 비교하여 연료화 가능성을 파악하고자 하였다. 반응온도를 $180^{\circ}C{\sim}270^{\circ}C$ 조절하고 열전달방식을 질소가스 열전달방식과 열매체유 열전달방식으로 나누어 실험한 결과 생성물의 생산 수율과 수분함량은 온도가 높아짐에 따라 감소하였고 특히 $240^{\circ}C$이상에서는 수분감소 뿐만 아니라 열적변화도 확인 할 수 있었다. 반응온도가 낮을수록 열매체유 열전달방식이 수분감소에 더 좋은 열전달 효율을 보였지만 온도가 높아질수록 그 차이는 미미한 것을 확인할 수 있었다. 발열량의 경우 초기 660 Kcal/kg 에서 질소가스 열전달방식 6,400 Kcal/kg 간접방식 6,890 Kcal/kg 으로 상승 되었고, 원소분석결과 반응온도가 상승할수록 반탄화 생성물의 탄소원소의 함량증가와 산소원소 함량 감소를 확인 하였으며 석탄밴드 분석결과 저급석탄에 가까운 H/C와 O/C의 범위를 나타내었다. 음식물쓰레기를 반탄화를 통하여 연료개질이 가능하다는 것을 확인 할 수 있었으며, 반응온도가 높아질수록 저급석탄에 더 가까워짐을 확인할 수 있었다.

산업폐수열원 이용 증기압축식/흡수식 하이브리드 히트펌프 시스템의 시뮬레이션 (Simulation of Compression/Absorption Hybrid Heat Pump System using Industrial Wastewater Heat Source)

  • 백영진;박성룡;장기창;라호상
    • 설비공학논문집
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    • 제16권12호
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    • pp.1117-1125
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    • 2004
  • In this study, in order to utilize the waste heat of industrial wastewater in the range of the relatively low temperature of 40~5$0^{\circ}C$ as a heat source, a hybrid heat pump system was considered by computer simulation method. In the simulation, an absorber, desorber and solution heat exchanger were modelled by UA values while a compressor and pump performance were specified by an isentropic efficiency. Simulation results show that the performance of hybrid heat pump can be up to 80% higher than that of conventional R134a heat pump when it makes a process hot water of 9$0^{\circ}C$ while the wastewater is cooled down to 2$0^{\circ}C$. As the absorber pressure increases, the system performance and deserter pressure increase with a favorable effect of a compressor discharge gas temperature drop.

대형 Community 건물의 연료전지 구동 복합열원 하이브리드 히트펌프 시스템 성능에 관한 해석적 연구 (Study on the Performance of Fuel Cell Driven Compound Source Heat Pump System to a Large Community Building)

  • 정동화;변재기;최영돈;조성환
    • 신재생에너지
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    • 제4권3호
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    • pp.23-35
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    • 2008
  • In the present study, performances of fuel cell driven compound source hybrid heat pump system applied to a large community building are simulated. Among several renewable energy sources, ground, river, sea, and waste water sources are chosen as available alternative energies. The performance and energy cost are varied with the hybrid heat pump sources. The system design and operation process appropriate for the surrounding circumstance guarantee the high benefit of the heat pump system applied to a large community building. Th system is driven by fuel cell system instead of the late-night electricity due to the advantages of the low energy cost and waste heat with high temperature.

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전분을 이용한 폐인조대리석의 재활용 기술에 관한 연구 (Study on Recycling Technology of Waste Artificial Marble using Starch)

  • 유건상
    • 대한화학회지
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    • 제62권6호
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    • pp.433-440
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    • 2018
  • 일반적으로 열분해가 폐인조대리석을 재활용하기 위해 적용되어 왔다. 그러나 기존의 열처리 장치는 폐인조대리석 내부로의 비교적 낮은 열전달 효율을 갖는다. 첨가하여 이 장치는 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA)의 부분적 탄화 과정에서 불필요한 가스를 과도하게 생성하고 극히 고온에서의 가열로 인해 인화 위험성이 높다. 본 연구는 위의 문제점을 극복 하고자 폐인조대리석에 전분 용액을 첨가한 후 성형 상태에서의 열처리 공정을 제시한다. 실험 결과, 이 방법은 폐인조대리석의 열분해가 비교적 $350^{\circ}C$의 낮은 온도에서도 상당히 향상 되었음을 보였다. 이외에도 메틸메타 크릴레이트(methyl methacrylate; MMA) 및 ${\alpha}$-알루미나(${\alpha}-Al_2O_3$) 회수에 필요한 안전성 확보 및 에너지를 절감하는 효과를 보였다.

Thermal-flow analysis of a simple LTD (Low-Temperature-Differential) heat engine

  • Kim, Yeongmin;Kim, Won Sik;Jung, Haejun;Chen, Kuan;Chun, Wongee
    • 에너지공학
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    • 제26권1호
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    • pp.9-22
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    • 2017
  • A combined thermal and flow analysis was carried out to study the behavior and performance of a small, commercial LTD (Low-Temperature-Differential) heat engine. Laminar-flow solutions for annulus and channel flows were employed to estimate the viscous drags on the piston and the displacer and the pressure difference across the displacer. Temperature correction factors were introduced to account for the departure from the ideal heat transfer processes. The analysis results indicate that the work required to overcome the viscous drags on engine moving parts and to move the displacer is much smaller than the moving-boundary work produced by the power piston for temperature differentials in the neighborhood of $20^{\circ}C$ and engine speeds below 10 RPS. A comparison with experimental data reveals large degradations from the ideal heat transfer processes. Thus, heat-transfer devices inside the displacer cylinder are recommended.

선박의 해수 온도차를 이용한 ORC 발전 시스템에 관한 연구 (A Study on the Ship's ORC Power System using Seawater Temperature Difference)

  • 오철;송영욱
    • 한국항해항만학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.349-355
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    • 2012
  • 본 논문에서는 선박에서 배출되는 $CO_2$ 배출을 최소화하기 위한 노력의 일환으로 선박에서 배출되는 열에너지를 회수하고 재활용하여 극대화 시킬 수 있는 방안들을 조사하고 버려지는 열에너지를 이용하여 ORC(Organic Rankine Cycle) 발전장치를 구동함으로써 선박의 에너지 효율을 높이고 온실가스 배출을 최소화할 수 있는 방안들을 연구하였다. 선박에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 하는 유기냉매 랭킨사이클을 구성하는 방안과 열에너지 비중은 높지만 상대적으로 낮은 온도인 해수냉각 시스템으로 배출되는 열에너지를 재활용하여 터빈 발전기를 구동하는 ORC 발전시스템을 설계하고 시뮬레이션 하였다. 시스템 해석 결과 배기가스에서는 1,000kW급, 해수 냉각 시스템에서는 650kW급 발전 출력을 얻을 수 있었고, 다양한 친환경 유기냉매를 이용하여 온도와 유량 조건에 따른 열 해석을 실시하여 시스템의 효율과 출력을 비교하였다.

Performance Analysis of WHR-ORC Using Hydrocarbon Mixtures for 20kW Gross Power at Low Temperature

  • Kwakye-Boateng, Patricia;Yoon, Jung-In;Son, Chang-Hyo;Hui, Kueh Lee;Kim, Hyeon-Uk
    • 동력기계공학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.140-145
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    • 2014
  • Exploitation of renewable energies is on the increase to mitigate the reliance on fossil fuels and other natural gases with rocketing prices currently due to the depletion of their reserves not to mention their diverse consequences on the environment. Divergently, there are lots of industries "throwing" heat at higher temperatures as by products into the environment. This waste heat can be recovered through organic Rankine systems and converted to electrical energy with a waste heat recovery organic Rankine cycle system (WHR-ORC). This study uses the annual average condenser effluent from Namhae power plant as heat source and surface seawater as cooling source to analyze a waste heat recovery organic Rankine cycle using the Aspen HYSYS simulation software package. Hydrocarbon mixtures are employed as working fluid and varied in a ratio of 9:1. Results indicate that Pentane/Isobutane (90/10) mixture is the favorable working fluid for optimizing the waste heat recovery organic Rankine cycle at the set simulation conditions.

TM발전변환기 개발을 위한 저온도차 스털링엔진(MM-7)의 성능실측 연구 (An Experimental Study on LTD Stirling Engine (MM-7) for the Development of TM Electric Conversion System)

  • 김영민;콴첸;천원기
    • 에너지공학
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    • 제25권1호
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    • pp.9-14
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    • 2016
  • 본 연구는 주위의 온도보다 약 $20{\sim}30^{\circ}C$ 밖에 높지 않은 저온폐열을 활용하기 위한 TM(Thermal to Mechanical) 발전변환기의 개발을 위하여 저온도차 스털링엔진의 하나인 MM-7에 대한 성능실측 연구를 수행하였다. 스털링엔진의 흡열부와 방열부의 온도차에 대한 토크 및 분당회전수를 측정하고 이를 바탕으로 MM-7 엔진의 출력을 산출하였으며, 이를 통하여 효율적인 TM발전변환기의 개발 방안을 모색하였다.

종이 혼합 콘크리트의 내화특성 실험연구 (Experimental Study on the Fire Resistant Capacity of Waste Paper-Mixed Concrete)

  • 조병헌;손기상
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.83-90
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    • 2007
  • This study is to find out if it can be recycled for making better concrete. Therefore, waste paper as of newspaper and newspaper are added into concrete to see if waste paper-mixing concrete can have any particular characteristic. The test result of paper concrete was compared and analyzed through four kinds of tests such as compressive strength as of a fundamental one of concrete resistant capacity against heat. $200^{\circ}C,\;400^{\circ}C\;and\;600^{\circ}C$ heated concrete were compressively tested in order to find out concrete strength resistant to high temperature. heat capacity was also tested, based on the expectancy of its low conductivity. finally flexural strength test using four reinforced concrete beams with size of $20cm{\times}30cm{\times}160cm$ was made. And concrete property exposed to the temperature showed that there are almost not effect for the strength up to $400^{\circ}C$, but it was decreased down to 50% of the original condition. volume of paper mixed with concrete without relation to paper kinds of new and waste one.

엔진 냉각수 폐열 회수를 위한 랭킨 스팀 사이클용 보일러의 성능 설계 (Performance Design of Boiler for Waste Heat Recovery of Engine Coolant by Rankine Steam Cycle)

  • 허형석;배석정;황재순;이헌균;이동혁;박정상;이홍열
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.58-66
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    • 2011
  • A 2-loop waste heat recovery system with Rankine steam cycles for the improvement of fuel efficiency of gasoline vehicles has been investigated. A high temperature loop(HT loop) is a system to recover the waste heat from the exhaust gas, a low temperature loop(LT loop) is for heat recovery from the engine coolant cold relatively. This paper has dealt with a layout of a LT loop system, the review of the working fluids, and the design of the cycle. The design point and the target heat recovery of the LT boiler, a core part of a LT loop, has been presented and analytically investigated. Considering the characteristics of the cycle, the basic concept of the LT boiler has been determined as a shell-and tube type counterflow heat exchanger, the performance characteristics for various design parameters were investigated.