This study is the survey of a transition procedure of building services systems(heat source, HVAC, water supply) through the survey of existing office buildings, building design documents. The preference & major consideration of system selection is the engineer's opinions. The results of this survey can be used in selection of building services system design. In this survey, "Hot & cold water generator system" and "single duct CAV+FCU system", "Elevated water tank system" are selected. The most important consideration in system selection is the energy saving in heat source system, and comfort in HVAC system, and water pressure in water supply system. They prefer "steam boiler+absorption chiller system" for heat source system, "steam boiler+ice thermal storage system", "hot & cold water generator system", "district heating+absorption chiller system" : "single duct CAV+FCU system" and "single duct VAV+convector system" for HVAC system: and "booster pump system" for water supply system.
Solar thermochemical syngas and hydrogen production process bv redox system of metal oxide was performed under direct irradiation of the metal oxide on the SiC ceramic foam device using solar simulator. $CeO_2/ZrO_2$ nanotube has been synthesized by anodic oxidation method. Syngas and hydrogen production process is one of the promising chemical pathway for storage and transportation of solar heat by converting solar energy to chemical energy. The produced syngas had the $H_2/CO$ ratio of 2, which was suitable for methanol synthesis or Fischer-Tropsch synthesis process. After ten cycles of redox reaction, $CeO_2$ was analyzed using XRD pattern and SEM image in order to characterize the physical and chemical change of metal oxide at the high temperature.
본 연구에서는 주간동안 온실 내에서 발생되는 잉여 태양에너지를 분석하고, 또한 잉여 태양에너지의 적정 축열 시스템 설계에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 수행하였다. 분석에 이용된 기상자료는 표준기상년 데이터로서 이용하여 국내 주요 지역을 대상으로 온실 형태별로 잉여 태양에너지를 분석하였을 뿐만 아니라 소요 난방에너지 등도 분석 및 검토하였다. 이상의 결과를 요약하면 다음과 같다. 9개 지역을 대상으로 지역별 잉여 태양에너지를 대해 분석한 결과, 난방에너지 대비 잉여 태양에너지 비율은 온실 형태별로 각각 약 212.0~228.0%로서 제주가 가장 높게 나타났다. 그 다음으로 부산, 광주, 진주, 대구, 대전, 전주, 수원, 및 대관령 순으로 나타났다. 그리고 온실 형태에 관계없이 몇 몇 지역을 제외하면 잉여 태양에너지만으로 소요 난방에너지를 거의 대체할 수 있을 것으로 판단되었다.
It is desirable to collect the solar thermal energy at relatively high temperature in order to minimize the size of thermal storage system and to enlarge the scope of solar thermal energy utilization. So far the concentrating solar collector has been developed to collect solar thermal energy at relatively high temperature, but it has some difficulties in maintaining the volumetric body of solar collector for long term utilization. On the other hand, the flat-plate solar collector has been developed to collect the solar thermal energy at low temperature, and it has advantages in maintaining the system for long term utilization, since it's thickness is thin and not volumetric. In this study, to develop a solar collector that has both advantages of collecting solar thermal energy at high temperature and fixing conveniently the collector system for long term period, a cylindrical parabolic concentrating solar collector was designed, which has two rows of parabolic reflectors and thin thickness such as the flat-plate solar collector, maintaining the optical form of concentrating solar collector. The characteristics of the concentrating parabolic solar collector newly designed was analysed and the results are summarized as follows; 1. The temperature of the air enclosed in solar collector was all the same as $50^{\circ}C$ in both cases of the open and closed loop, and when the heat transfer fluid was not circulated in tubular absorber, the maximum surface temperature of the absorber was $118-120^{\circ}C$, this results suggested that the heat transfer fluid could be heated up to $118^{\circ}C$. 2. In case of longitudinal installation of the solar collector, the temperature difference of heat transfer fluid between inlet and outlet was $4^{\circ}-6^{\circ}C$ at the flow rate of $110-130{\ell}/hr$, and the collected solar energy per unit area of collector was $300-465W/m^2$. 3. The collected solar energy per unit area for 7 hours was 1960 Kcal/$m^2$ for the open loop and 220 Kcal/$m^2$ for the closed loop. Therefore it is necessary to combine the open and closed loop of solar collectors to improve the thermal efficiency of solar collector. 4. The thermal efficiency of the solar collector (C.P.C.S.C.) was proportional to the density of solar radiation, indicating the maximum thermal efficiency ${\eta}_{max}=58%$ with longitudinal installation and ${\eta}_{max}=45%$ with lateral installation. 5. The thermal efficiency of the solar collector (C.P.C.S.C.) was increased in accordance with the increase of flow rate of heat transfer fluid, presenting the flow rate of $110{\ell}/hr$ was the value of turning point of the increasing rate of the collector efficiency, therefore the flow rate of $110{\ell}/hr$ was considered as optimum value for the test of the solar collector (C.P.C.S.C.) performance when the heat transfer fluid is a liquid. 6. In both cases of longitudinal and lateral installation of the solar collector (C.P.C.S.C.), the thermal efficiency was decreased linearly with an increase in the value of the term ($T_m-T_a$)/Ic and the increasing rate of the thermal efficiency was not effected by the installation method of solar collector.
For efficient use of solar energy in plastic greenhouse, thermal storage system was developed. The system was constructed with the counter-flow type air-water heat exchanger using a thin polyethylene film as a medium of heat exchange parts. Experiments were carried out to investigate the heat exchange rate, optimum water flow rate, overall heat transfer coefficient, and the effectiveness of the counter-flow type air-water heat exchanger with polyethylene film bags. Mathematical model to predict air temperature leaving heat exchanger was developed. The results obtained in the present study are summarized as follows. 1. Heat exchange rate in the counter-flow type air-water heat exchanger with polyethylene film bags was compared to that of polyethylene film. Heat exchange rate was almost identical at air velocity of 0.5m/s on polyethylene film surface. But, heat exchange rate of heat exchanger with polyethylene film bag was $32{\sim}55KJ/m^2$ hr higher than that of polyethylene film at air velocity of 1.0m/s. 2. Considering the formation of uniform water film and the sufficient heat exchange rate of polyethylene film bags, optimum water flow rate in polyethylene film bags was $3.0{\sim}6.0{\ell}/m^2$ min. 3. The overall heat transfer coefficient of polyethylene film bags was found to be $35.0{\sim}130.0KJ/m^2\;hr\;^{\circ}C$ corresponding to the air velocity ranging 0.5 to 4.0 m/s on polyethylene film surface. And the overall heat transfer coefficient showed almost linearly increasing tendency to the variation of air velocity. 4. Mathematical model to predict air temperature leaving the heat exchanger was developed, resulting in a good agreement between the experimental and predicted values. But, the experimental results were a little lower than predicted. 5. Effectiveness of heat exchanger for the experiment was found to be 0.40~0.81 corresponding to the number of transfer units due to the variation of air velocity ranging 0.6 to 1.7 m/s.
This study was carry out evaluation of long-term performance for the decentralized desalination system with the solar thermal system and the photovoltaic power system. First operating demonstration system was set up in Cheju in 2006. These system comprises the desalination unit with designed daily fresh water capacity of $2m^3$ and is supplied by a $120m^2$ evacuated tubular solar collector, a $6m^3$ heat storage tank, and a 5kW photovoltaic power generation supply the electricity for hydraulic pumps to move the working fluids. In a clear day more than 400W/$m^2$, the daily fresh water showed to produce more than about 500liter, and from January, 2007 to October, 2008 for 2 years, solar irradiance daily averaged was measured 370W/$m^2$, the daily fresh water yield showed that can be produced about 330liter.
Syngas and hydrogen from the $CeO_2/ZrO_2$ coated foam devices were investigated under simulated solar radiation. The $CeO_2/ZrO_2$ coated SiC, Ni and Cu foam device were prepared using drop-coating method. Syngas production step was performed at $900^{\circ}C$, and hydrogen production process was performed for ten repeated cycles to compare the CeO2 conversion in syngas production step, $H_2$ yield in hydrogen production step and cycle reproducibility. The produced syngas had the $H_2$/CO ratio of 2, which was suitable for methanol synthesis or Fischer-Tropsch synthesis process. In addition, syngas and hydrogen production process is one of the promising chemical pathway for storage and transportation of solar heat by converting solar energy to chemical energy. After ten cycles of redox reaction, the $CeO_2/ZrO_2$ was analyzed using XRD pattern and SEM image in order to characterize the physical and chemical change of metal oxide at the high temperature.
This study was accomplished to get the foundation design data of VMD(Vacuum Membrane Distillation) system for Solar Thermal VMD plant. VMD experiment was designed to evaluate thermal performance of VMD using PVDF(polyvinylidene fluoride) hollow fiber hydrophobic membranes. The total membrane surface area in a VMD module is $5.3m^2$. Experimental equipments to evaluate VMD system consists of various parts such as VMD module, heat exchanger, heater, storage tank, pump, flow meter, micro filter. The experimental conditions to evaluate VMD module were salt concentration, temperature, flow rate of feed sea water. Salt concentration of feed water were used by aqueous NaCl solutions of 25g/l, 35g/l and 45g/l concentration. As a result, increase in permeate flux of VMD module is due to the increasing feed water temperature and feed water flow rate. Also, decrease in permeate flux of VMD module is due to increasing salinity of feed water. VMD module required about 590 kWh/day of heating energy to produce $1m^3/day$ of fresh water.
This study was carried out in order to reduce the amount of underground water which is used in the water curtain system for retaining heat. To proceed to the research, two plastic green houses of water curtain system were installed. One was equipped of internal small tunnel for keeping warm air in the interior of the house. Then the internal small tunnel for keeping warm air was fitted with PVC duct of 50cm in diameter filled with subsurface water. Storing surplus solar energy in the water filled in PVC duct was the method used to this house. Another was installed with FCU in the middle of the house, and was fitted a circulation motor in water tank for heat storage which was operated from 10 a.m. to 4 p.m. in order to interchange heat with FCU. The latter was installed with four FCUs which has a capacity of 8000kcal per hour. Consequently about 5 degrees celsius could be maintained in the interior of the internal small tunnel for keeping warm air with the external temperature of more than minus 5 degrees celsius. It appeared that the alteration of an internal temperature of the house was flexible depending on the sunlight during daytime. It happened that to prevent the water from freezing, mixing antifreezing liquid in the flowing water of FCU or changing the operating method of FCU was a suitable measure. Also, in order to use the surplus solar thermal energy on plastic green house of water curtain system efficiently, storing the surplus heat during daytime simultaneously finding a method of using water curtain systematic underground water happened to be important. As a result of this research, when the house's interior temperature is below zero the operation of FCU appeared to be impossible. Therefore when supposed that the amount of water used in the house is 150~200ton for stable operation of FCU, using the system mentioned in the above research happened to be appropriate of reducing the amount of subsurface water from 80% to 100% when maintaining the interior of internal small tunnel's temperature for keeping warm air of 5 degrees celsius at the extreme temperature of minus 5 degrees celsius.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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