• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권5호
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• pp.704-710
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• 2017

가스 하이드레이트 형성원리를 이용한 해수담수화는 이미 상용화된 역삼투 방식에 비하여 아직 실증화 단계이지만 그 공정이 비교적 단순하고 특히 냉매를 객체가스로 사용할 경우 아주 낮은 공정 온도가 필요하지 않아 에너지 소비량(thermal budget)이 향상될 가능성이 있기 때문에 여전히 많은 관심을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 수소불화탄소(HFC, hydrofluorocarbon) 및 수소염화불화탄소(HCFC, hydrochlorofluorocarbon) 계열의 냉매들을 객체가스로 한 가스 하이드레이트 형성 거동을 에너지적인 관점에서 해석하고자 하였고 이를 위해 밀도 범함수(DFT, density functional method) 이론을 기반으로 한 분자모델링을 도입하였다. 객체가스(guest gas)로 R-134a, R-227ea, R-236fa, R-141b를 선정하였으며 계산을 위하여 물 분자로 이루어진 $5^{12}$, $5^{12}6^2$, $5^{12}6^4$의 세가지 구조의 동공들(cavities)을 구성하였다. 동공, 객체가스, 그리고 객체가스가 삽입된 동공의 구조를 분자모델링을 이용하여 각각 최적화하였고 계산된 각 구조의 에너지로부터 동공과 객체가스의 결합에너지(binding energy)를 계산하였다. 마지막으로 결합에너지를 비교함으로써 어느 냉매가 가장 유리한 조건에서 가스하이드레이트를 형성할 지를 판단하였다. 결과적으로 R-236fa가 가장 자발적(spontaneous)으로 가스 하이드레이트를 형성할 것으로 예상되었고 사람에 대한 낮은 독성과 물에 대한 작은 용해도 측면에서도 가장 적절한 선택으로 평가되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.431-439
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• 2013

항공전자기기의 정상적인 동작을 위해서는 내부에서 발생되는 열부하를 적절히 처리해야 하기 때문에 냉각시스템의 장착이 요구된다. 본 연구에서는 항공용 냉각시스템으로의 대체냉매 적용 가능성을 분석하기 위하여 증기압축 사이클 방식의 밀폐 공기순환 냉각시스템을 설계 제작하였다. 대체냉매로 가장 유력한 R236fa를 냉각시스템에 적용하여 냉매 충전량, 팽창밸브 개도, 그리고 압축기 운전회전수 변화에 따른 성능특성을 실험적으로 고찰하였다. 또한, 실험결과를 기존 냉매인 R124의 실험결과와 비교 평가를 수행하여, R236fa가 대체냉매로서 적용 가능함을 확인하였다. 최종적으로 R236fa를 적용한 냉각시스템의 효율 향상을 위한 설계 개선안을 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.282-287
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• 2016

최근 조선사들은 선박이 운항되는 연안 환경의 개선과 보호를 위하여 $CO_2$를 절감할 수 있는 친환경 선박과 함께 선박 운항 중 소비하는 에너지의 절감을 위한 고효율화 선박 개발의 노력도 활발하게 수행하고 있다. 본 연구에서는 전기로 구동되는 선박의 증기압축식 냉동기 대신에 선박 엔진 자켓수의 폐열을 이용하여 냉방을 할 수 있는 흡수식 냉동기의 적용 가능성과 냉각시스템에 냉매를 적용하는 시스템의 성능을 분석하였다. 연구결과, 해수와 열교환하여 액화될 수 있는 냉매들 중 R236fa가 가장 적합한 냉매로 분석되었으며, 이를 적용한 흡수식 냉동기의 COP는 0.798로 육상의 냉각탑을 이용한 수랭식보다 15% 그리고 해수 열교환기식 수랭식보다 5% 향상되었다. 냉동능력 1RT를 얻기 위한 LiBr 흡수용액 순환량은 0.013 kg/s로 수랭식 보다 25% 이상 감소하며, 냉각 매체 순환량도 수랭식의 15.7%에 불과한 매우 효과적인 냉동기가 되었다. 해수온도가 $18^{\circ}C$ 이하로 낮으면 발생하게 되는 LiBr의 결정화는 재생기에서 배출되는 엔진 자켓수의 온도를 이용하여 해수 온도를 상승시킴으로써 방지할 수 있다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권6호
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• pp.120-125
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• 2014

In this paper, suitable working fluid of 1MW Organic Rankine Cycle(ORC) with liquid-vapor ejector using effluent from power plant is selected. The results of comparison performance of 5 refrigerants are as follows; R600a, R134a, R1270, R236fa, R235fa. The operating parameters considered in this study include the condensation capacity evaporation capacity and efficiency. As a result of comparison of basic ORC system and with liquid-vapor ejector, with ORC system presents the higher system efficiency since the ejector makes the turbine outlet pressure lower than condensation pressure through its pressure recovery. Also, this ejector ORC system is advantageous in miniaturizing the size of components owing to decrease of evaporation capacity and condensation capacity.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.5-12
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• 2015

Several working fluids for Organic Rankine Cycle(ORC) were recommended by many researchers. However, the recommended optimal working fluids were not exactly same because the operating conditions of ORC and application were different. The major parameter to select the working fluid for ORC was the temperature of available thermal energy. In this study, low-grade thermal energy was used for the heat source for ORC and the appropriate working fluids were searched among 26 candidate working fluids. The requirements to be a working fluid for ORC were reviewed and the cycle analysis for simple cycle was conducted with $75^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$ at the turbine inlet and exit, respectively. R600, R601, toluene were best candidates if the system could work without leaking the working fluid. Next, R236ea, R245ca, R245fa were recommended because they are not inflammable working fluids as well as better efficiency.