• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.592-598
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• 2015

본 연구에서는 공랭식 VI(Vapour-Injection) 사이클을 적용한 R410A용 고성능 하절기 냉방 열펌프의 성능 특성을 실험적으로 규명하였다. 실험에 사용한 장치는 VI 압축기, 응축기, 유분리기, 판형열교환기, 에코노마이져(economizer), 증발기, 그리고 재냉기(re-cooler)로 구성하였다. 냉방 성능 실험 조건은 다음과 같이 3가지 사이클로 VI 사이클을 적용하고 증발기 출구 냉매와 VI사이클 흡입 냉매가 재냉기에서 서로 열교환 하지 않는 사이클(사이클 A)과 열교환을 하는 사이클(사이클 B), 그리고 VI 사이클도 적용하지 않고 증발기 출구 냉매와 VI 사이클 흡입 냉매와의 열교환도 없는 사이클(사이클 C)로 구분하였다. 분석 결과, 냉방 성능은 증발기 출구 냉매와 VI사이클 흡입 냉매가 서로 열교환하는 VI사이클(사이클 B)이 가장 높았으며 VI사이클을 적용하지 않은 사이클 C가 가장 낮음을 알 수 있었으며, 사이클B의 냉방성능계수($COP_C$)가 평균 3.5로 사이클A보다 8.6%, 사이클C보다 33% 높은 값을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.81.2-81.2
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• 2010

고체 산화물 연료전지(SOFC) 시스템은 스택과 기계적 주변 장치인 MBOP(Mechanical Balance of Plant), 그리고 전기적 주변장치인 EBOP(Electrical Balance of Plant)로 구성되어있다. SOFC는 일반적으로 $700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 작동되기 때문에 효율적인 열 이용 및 열 관리가 중요하다. SOFC 시스템의 MBOP에는 상온의 연료가스들을 고온으로 가열하여 스택에 유입 시기키 위한 열교환기 및 촉매연소기 등의 장치들이 필요하며, 효율적인 열관리를 위해서는 고온에서 작동하는 장치들을 한곳에 통합하여 구성하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 SOFC 시스템의 MBOP(Mechanical Balance of Pant) 중 고온부에 해당하는 촉매연소기, 열교환기 및 스택이 통합된 스택 모듈을 제작에 앞서 개념 검증을 위해 열교환기 및 촉매연소기로 이루어진 프로토타입(prototype)의 SOFC 모듈평가 장치를 제작하였다. 열교환기는 Plate형으로 총 6개로 구성되어 있으며, 연료극과 공기극 가스라인에 각각 3개씩 배치하여 스택에 유입되는 연료 및 공기가 촉매연소기에서 나오는 고온의 배가스와 열교환되어 가열되도록 구성하였다. 촉매연소기는 honeycomb 타입의 촉매를 사용하였고, 촉매연소기로 유입되는 연료극 배가스와 공기의 균일혼합과 hot spot을 방지하기 위한 장치를 삽입하여 제작하였다. 제작된 SOFC 모듈평가장치는 시운전을 통해 각 장치의 성능 확인 후 반응면적이 $20{\times}20cm^2$ 인 단전지를 적층하여 연계 운전을 수행하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.679-682
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• 2002

Energy dissipations in a general PHE flow are the compounded effects of the piled corrugate geometries and its wall pressure and temperature distributions. In addition, although the exchangers are substantial pieces of engineering equipment, they are composed of a very large number of nominally identical and small geometrical elements. In the present numerical study, the three-dimensionally complicated energy dissipation fields and those wall-shape-induced flow destabilization are investigated in the cross-corrugated passages, which result in high energy transports with comparatively low pressure drop. We revealed the critical conditions as $Re=157.3 for the wall-shape-induced flow destabilization in a general PHE element by initial value method, or shooting method, and compare its value to that of analytical solution of plane Poiseille flow, two-dimensional grooved flow and so on. We also observed the detailed variation of flow field and energy transportation with changes in time and flow variables such as Reynolds number. Lastly, we considered the flow natural frequency, or Strouhal number, with variation of hydrodynamic conditions for the best use of active control, such as forced mass flow rate pulsative flow, to enhance energy transportation.

• 한국재료학회지
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• 제17권3호
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• pp.179-183
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• 2007

A plate heat exchanger (PHE) normally uses vacuum brazing technology for connecting plates and fins. However, the reliability of high temperature brazing, especially with nickel-based filler metals containing boron the formation of brittle intermetallic compounds (IMCs) in brazed joints is of major concern. since they considerably degrade the mechanical properties. This research was examined the vacuum brazing of commercially SUS304 stainless steel with BNi-2 (Ni-Cr-B-Si) filler metal, and discussed to determine the influence of brazing temperatures on the microstructure and mechanical strength of brazed joints. In the metallographic analysis it is observed that considerable large area of Cr-B intermetallic compound phases at the brazing layer and the brazing tensile strength is related to removal of this brittle phase greatly. The mechanical properties of brazing layer could be stabilized through increasing the brazing temperature over $100^{\circ}C$ more than melting temperature of filler metals, and diffusing enough the brittle intermetallic compound formed in the brazing layer to the base metal.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(2)
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• pp.491-494
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• 2003

This paper presents a new conceptual electromagnetic induction eddy current-based stainless steel plate spiral type heater for heat exchanger or Dual Packs Heater in hot water producer, boiler steamer and super heated steamer, which is more suitable and acceptable for new generation consumer power applications. In addition, all active clamped edge resonant PWM high frequency inverter using trench gate IGBTs power module can operate under a principle oi zero voltage soft communication with PWM is developed and demonstrated for a high efficient Induction heated hot water producer and boiler in the consumer power applications. This consumer induction heater power appliance using active clamp soft switching PWM high frequency inverter is evaluated and discussed on the basis of the simulation and experimental results.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2064-2069
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• 2008

The Resonance Control Cooling System (RCCS) prototype installed in KAERI site has been designed to control the resonant frequency of the normal conducting drift tube linac (DTL) for the Proton Engineering Frontier Project (PEFP). The RCCS water pumping skid is composed of two channels as a by-passing the cooling water and a plate heat exchanger. The required temperature can be achieved by mixing both channels in order to control its the resonant frequency at 350 MHz. The temperature controlled water pumping skid operates in combination with the Low Level Radio Frequency (LLRF) system. We have discussed the design, modeling with each components, control scheme, fabrication and test results of the water pumping skid for resonant frequency control of the DTL cavity. In conclusion, the fabricated RCCS prototype through the optimization of modeling has corresponded with the design requirement and concept.

• 설비공학논문집
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• 제11권5호
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• pp.658-668
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• 1999

The objective of the present study is to investigate the effect of experimental parameters on the hydrodynamic characteristics in a horizontal tee-type evaporator using R-22. The experimental apparatus consisted of an unheated tee-type test section, a liquid-vapor separator, a preheated, mass flow meters, a plate heat exchanger, pump, and other measurement devices. The experimental parameters were mass flux(500 and 600kg/$m^2$s), inlet quality(0.1~0.3) and separation ratio(0.3~0.7). Absolute pressure at the inlet of the test section was 0.652 MPa. The branch-to-inlet inner diameter ratio was 0.61. Pressure gradient at the branch section was larger than that at the run section at the same separation ratio. Pressure drop per unit length increased at the run section and decreased at the branch section as the separation ratio increased. Pressure drop predicted by the separated flow model agreed with experimental data within -35 to +16%. Generally, predicted values showed similar trend with the data. Mass flow ratio of vapor refrigerant was affected by the inlet quality more than the mass flux.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.65-72
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• 2016

천연가스용으로 개조된 가스엔진에서 방출되는 폐열을 활용하기 위한 유기 랭킨사이클 (Organic Rankine Cycle: ORC) 발전시스템을 설계 및 제작하였다. 이 연구에서는 개조된 가스엔진의 폐열을 실험적으로 분석한 데이터를 바탕으로 구성한 ORC 시스템의 컴포넌트를 설계하고 제작하였다. ORC 시스템에는 2개의 판형 열교환기와 5kW급 팽창기, 다단 펌프가 사용되었으며, 전기 히터를 이용하여 ORC 시스템의 열역학적 성능을 분석하였다. 또한, 실제로 가스엔진과 연동하여 작동 특성을 파악하기 위한 실험을 수행하였다. ORC 시스템에 열량을 공급해주는 2대의 가스엔진을 사용하였다. 열원모사실험 결과, 열원온도 $110^{\circ}C$에서 축동력 5.22kW가 발생, 압력비 7.41, 열효율 9.09%가 계산되어졌으며, 엔진연동실험에서는 고온수 온도 $86^{\circ}C$에서 축동력 2kW가 발생, 이 때의 압력비는 3.75, 열효율 6.45%가 계산되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.924-930
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• 2018

본 연구의 목적은 수소연료전지 자동차의 난방부하 대응을 위한 스택 냉각수를 활용하여서, 전동식 히트펌프 시스템에 대한 난방성능 특성을 다양한 운전조건 변화에 대해서 고찰하는 것이다. 냉각수와 냉매(R-134a)와의 열교환을 위해서 판형열교환기를 적용하였고, 전동식 히트펌프 시스템에 적용되는 실내열교환기 입구의 공기온도와 압축기 회전수를 변화시키면서 난방 성능 특성을 분석하였다. 실내열교환기 입구 공기 온도 변화에 대해서 난방 성능은 거의 동일한 결과를 보이고 있는데, 이는 입출구 온도차와 공기 측 밀도의 변화가 균형을 이루었기 때문으로 판단된다. 반면, 히트펌프 시스템 효율(COP)의 경우, 난방 성능은 온도변화에 따라 동일하였지만, 유량 변화로 인하여서, 압축기 소모동력이 감소하였기 때문에, 실내열 교환기 입구 온도가 감소함에 따라서, 시스템 효율은 증가하는 경향을 보이고 있다. 추가적으로, EEV개도가 45%정도까지 열리는 구간에서는, 압축기 소모전력 감소하였기 때문에, 시스템 효율이 증가하였고, 그 이후에는 동일한 시스템 효율을 유지하는 것을 알 수 있었다. 압축기 회전수 변화 시에는 난방성능이 증가하면, 시스템 효율은 감소하는 경향을 보여주고 있다. 이러한 원인은 압축기 회전수 증가에 따른 유량의 증가로 판단된다. 향후, 열원으로 사용하는 냉각수에 대한 운전조건을 변화시켜가면서, 난방성능 특성을 분석하여, 전동식 히트펌프의 난방부하 대응을 위한 제어 방안을 연구하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.219-226
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• 2010

스탬핑 프로세서는 고생산성과 낮은 가격으로 인해 자동차 차제나 항공기 부품, 그리고 전자제품 등 다양한 장치에 널리 이용된다. 최근에 에너지 산업과 연관되어 연료전지 분리판, 열교환기 등에 사용되는 주름구조를 가지는 박판의 응용이 급속히 증가되고 있다. 그러나 복잡한 형상 때문에 주름구조물을 한번의 성형으로 만들기가 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 다단성형공정을 이용하여 성형성을 향상시키는 방법을 제안하였다. 1 차 박판성형 후 열처리를 통하여 가공경화 부분을 제거하고 다시 성형하는 방법으로 복잡하고 실용성이 높은 박판구조물 제작이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 제안한 방법을 검증하기 위하여 판형 열교환기에 응용이 가능한 두께 $100{\mu}m$를 가지는 박판주름구조를 제작하고 공정변수를 연구하였다.