• 한국축산시설환경학회지
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• 제16권3호
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• pp.205-215
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• 2010

지열히트펌프를 이용한 축사용 냉난방시스템을 개발하고 농장 적용성을 검토하기 위하여 330 $m^2$ 규모의 농장에 개발 시스템을 설치하여 돈사에서의 난방 이용효과를 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 지열 난방시 부하량은 24,104 kcal이었으며 농장시험 지열이용 냉난방시스템의 제원은 히트펌프 용량은 10 USRT 였으며, 상부 덕트형 30,000 kcal 홴코일유니트를 사용하였으며 FCU의 풍량은 90 $m^3$/분 이었다. 2. 지열 난방 1주령시 외부 최고기온 $14.2^{\circ}C$, 최저 영하 $9.3^{\circ}C$일때 시험구는 평균 $21.5^{\circ}C$로서 대조구 $19.8^{\circ}C$에 비하여 높았다. 3. 지열 난방 시험돈사의 먼지 농도는 PM10 185.3, PM2.5 40, PM1.0 $23.4{\mu}g/m^3$으로 대조구 PM10 481.4, PM2.5 47, PM1.0 $28.2{\mu}g/m^3$에 비하여 낮았다.4. 지열 난방 시험돈사의 유해가스농도는 $CO_2$ 1,470, $NH_3$ 10.6, $H_2S$ 0.05 ppm으로서 대조구 $CO_2$ 2,025, $NH_3$ 23.3, $H_2S$ 0.69 ppm에 비하여 유의적으로 (p<0.05) 낮았다. 5. 지열난방시 복당 이유두수는 10.5두로 대조구 10.4두에 비하여 높았으며 이유시체 중도 6.93 kg으로 대조구 6.86 kg에 비하여 컸으며 특히 온도가 낮은 대조구에서 모돈사료 섭취량이 99.6 kg으로 시험구 88.2 kg 보다 유의적으로 (p<0.05) 많았다. 6. 지열 난방시 외부기온과 지하수 순환량에 있어서 외부기온이 낮을 경우 1일간 8.4-12.9톤으로 지하수 순환량이 많았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.199-199
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• 2011

ATES(Aquifer Thermal Energy Storage) 열펌프 시스템은 기존의 다양한 열원 적용 시스템 대비 효율이 우수한 것으로 알려져 유럽과 미국에서 건물 냉난방 시스템으로 적용되고 있다. 특히, ATES 시스템은 기존의 냉난방 시스템 대비 경제성이 우수한 것으로 알려져 있으나 국내에서는 이에 대한 연구 결과는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 결과를 분석하였으며, LNG 보일러와 에어컨을 사용하는 기존의 냉난방 시스템을 비교시스템으로 ATES 열펌프 시스템의 경제성 평가를 수행하였다. ATES 시스템의 연간 실증 성능 실험결과 ATES 시스템은 외기온도와 무관하게 연중 안정적인 성능을 나타내었다. 경제성 평가시에 생애주기법(Life Cycle Cost)을 적용하여 ATES 열펌프 시스템의 설치 및 운전에 필요한 총 소요비용을 산정하고, 이 결과를 바탕으로 투자회수기간법을 통해 ATES 시스템의 투자회수 기간을 산정하였다. 생애주기법 적용 시에 현재가치법을 사용하였으며, 현재가치법은 수명주기에 발생하는 모든 투자비용과 절감액을 일정한 시점을 기준으로 등가환산하는 방법을 의미한다. 현재가치법에 사용되는 현재가치는 초기비용과 현재가치계수의 곱으로 나타나는데, 여기에서 현재가치계수는 임의의 이자율로 일정기간 동안 정기적인 할부금액이 적립될 때의 현재금액을 구하기 위해 사용하는 계수를 의미한다. 전기와 LNG는 각각 2009년 7월의 (주)한국전력공사와 (주)한국가스공사의 고시요금을 적용하였다. 본 시스템은 실증 설비용량인 20RT를 대상 건물로 가정하였고, 초기투자비는 크게 공사비와 냉난방 설비 구입비로 구성되어 있으며, 기본적인 물가지표는 (사)한국물가정보(KPI)의 고시 데이터를 참조하였다. 각 시스템의 초기투자비는 ATES 시스템이 비교대상 기존 냉난방 시스템 대비 5.7배 높게 나타났다. 일일 8시간 사용기준으로 계절별 전력요금을 고려한 연간운전 비용은 ATES 시스템이 기존 시스템 대비 냉난방 시에 각각 77%와 16%를 나타내어 운전비용이 연간 절감되었고, 난방 운전 시 절감 비율이 냉방시보다 크게 나타났다. 두 시스템에 대한 생애주기비용을 산정하기 위하여 에어컨과 보일러의 기존시스템과 ATES 시스템의 가용연수를 모두 20년으로 설정하였고, 유지보수 비용은 초기투자비용의 2%로 설정하고, 할인율은 은행 예금이자를 기준으로 5%로 설정하였다. 전기와 LNG의 요금 상승률은 (사)한국물가정보를 바탕으로 각각 2%와 8%로 가정하였다. 이러한 조건에서 생애주기법을 이용한 경제성평가는 ATES 시스템의 경우 생애운전비용이 초기투자비용보다 작게 나타났으며, 기존 냉난방 시스템은 생애운전비용이 초기투자비용에 비하여 높게 나타났다. 본 연구 대상 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 데이터와 기존 문헌으로부터 얻은 냉난방 시스템의 성능 결과를 이용하여 생애주기 비용을 적용한 결과 ATES 시스템의 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 6.62년으로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 ATES 시스템이 국내 최초로 적용됨에 따라 스크린 등의 부품을 다소 고가의 제품으로 시스템에 적용하였으므로 ATES 시스템의 신뢰성과 안정성이 확보되면 초기 투자비 감소가 가능할 것으로 예상되며, 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 더욱 감소될 수 있을 것으로 예상된다.

• 에너지공학
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• 제25권3호
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• pp.27-33
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• 2016

본 연구에서 적용한 열회복 방식은 적은 동력사용으로 최대의 냉각능력을 낼 수 있는 에너지 절약형이다. 항온항습기의 온습도를 보다 정밀 한 제어 기능을 갖도록 하기 위해 제어 알고리즘은 퍼지 PID 제어기를 설계하여 적용하였고, 외기보상장치(공냉식)를 갖추어 동절기에 $-20^{\circ}C$에서도 우수한 제습능력을 발휘하게 하였다. 고효율, 저소음형 시로코 팬을 채용하여 정숙운전이 되며 장비특성에 따라 상향식과 하향식에 맞도록 설계하였다. 실험한 결과 변환 효율은 95%이상, 정전복귀는 5sec 이내, 정지지연은 30sec 이내, 펌프다운은 10sec, 펌프지연은 5sec, 히팅지연은 5sec, 온도편차는 ${\pm}2^{\circ}C$(냉방편차: $2^{\circ}C$, 난방 편차: $2^{\circ}C$), 습도편차는 ${\pm}5%$(가습편차 3.0%, 제습편차 3.0%)을 갖게 하였다. 최근 유비쿼터스 기술이 중요시 되고 있기에 핸드폰을 통해 항온항습기를 원격 제어 할 수 있도록 하였고, MMI 소프트웨어와 자동 인터페이스를 지원하여 확장성이 뛰어나게 하였다. 또한 지능형 컨트롤러 고장진단에 의한 부품 및 장비의 수명이 연장 되도록 하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제36권5호
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• pp.31-50
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• 2016

To develope a greenhouse fog cooling system to control the temperature and relative humidity simultaneously to the target value, a theoretical analysis and experiments were done. The control process includes the measuring of environmental variables, setting and coding of the water and heat balance equations to maintain the target temperature and relative humidity in greenhouse, calculating of the open level of the greenhouse roof window that governs the natural ventilation and spray water quantity, and operating of the motor to open/close the roof window and pump to spray for water. The study results were shown to be very good because the average air temperature in the greenhouse was kept to be about $28.2^{\circ}C$ with the standard deviation of about $0.37^{\circ}C$ compared to the target temperature of $28^{\circ}C$ and the average relative humidity was about 75.2% compared to the target relative humidity was 75% during the experiments. The average outside relative humidity was about 41.0% and the average outside temperature was $27.2^{\circ}C$ with the standard deviation of about $0.54^{\circ}C$. The average solar intensity in the greenhouse was 712.9 W. The wind velocity of outside greenhouse was 0.558 m/s with the standard deviation of 0.46 m/s.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.343-350
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• 2012

본 연구에서는 외부 개질기에 열원을 공급하기 위한 시스템 내에 가용한 열에너지의 활용 및 확보에 대한 해석을 위해서 외부 개질기를 연계한 평판형 SOFC 시스템의 해석 모델을 구축하고자 한다. 이러한 해석을 위한 모델 구축을 위해 Matlab simulink$^{(R)}$ 기반의 ThermoLib module을 사용하였으며, 구축된 해석 모델을 통하여 시스템의 성능 향상을 위한 구성 기법에 대해서 연구를 하였다. 시스템 구성 방법은 기존 시스템의 layout을 바꾸기 위해 공기극 출구가스 재순환 및 외부개질기와 촉매연소기를 통합한 개질반응시스템 적용, 개질기에 공급되는 혼합연료의 예열, 연료극 출구가스의 응축을 통한 연료 농도 향상 등을 고려하였다. 시뮬레이션의 해석 결과에서는 SOFC 시스템에 있어서 일반 연소기를 적용한 기준 시스템에 비하여 촉매 연소기를 사용한 시스템의 전기 효율이 12.13% 향상되었으며, 연료극 출구 가스를 응축시켜 버너로 연소시킨 시스템에서는 열효율이 76.12%로 가장 높았다.

• 자원리싸이클링
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• 제9권4호
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• pp.28-36
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• 2000

본 연구는 입자가 혼합된 용제를 이중판형 열교환기 내에서 가열 및 증발과정을 통해 건조이자와 용제로 분리하여 회수하기 위한 연속식 순간 진공건조 시스템 해석에관한 것이다. 진공건조시스템은 용제 공급펌프, 이중관형 열교환기, 진공 스프레이 챔버 및 응축기로 구성된다. 연속적으로 공급되는 용제는 이중관형 열교환기 내에서 가열, 팽창 및 증발되며 관 출구부에서 팽창된 증기가 진공 스프레이 챔버 내로 분사되고 증기는 응축기로 수송되어 용제로 회수되고 입자는 관성력에 의해 증기로부터 분리되어 건조된다ㅣ. 안료입자가 함유된 벤젠 및 알킬벤젠의 분리 및 회수성능 실험을 수행한 결과, 습분양 1.1%로 건조된 안료입자를 94% 회수하였고, 99.9 wt%의 고순도 벤젠을 88% 회수하였다. 평균직경이 $6.5\mu\textrm{m}$인 안료입자를 진공건조시스템의 이중관형 열교환기에서 관출구부의 고속 분사에 의한 폭발적 분산력에 의해 입경이 14%감소된 $5.6\mu\textrm{m}$ 크기의 건조 안료입자를 회수하였다. 따라서 진공건조시스템은 용제에 함유된 입자를 건조 및 분리하여 미분제 제품으로 히수하는데 효율적이며 폐용제 정제용으로 적용이 가능하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.128.2-128.2
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• 2010

For stationary 1kW-class fuel cell systems to be used widely, it is essential to achieve dramatic improvements in system durability as well as cost reduction. In order to address this engineering challenge, it is important to develop innovative technologies associated with BOP components. According to this background, in 2009, the Korean Government and "Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning(KETEP)" launched into the strategic development project of BOP technology for practical applications and commercializations of stationary fuel cell systems, named "Technology Development on Cost Reduction of BOP Components for 1kW Stationary Fuel Cell Systems to Promote Green-Home Dissemination Project". The objectives of this project are to develop fundamental technologies to meet these requirements, and to improve the performance and functionality of BOP components with reasonable price. The project consortium consists of Korea's leading fuel cell system manufacturers, BOP component manufacturers which technologically specialized, and several research institutions. This paper is to provide a summary of the project, as well as the achievements made through the 1st period of the project(2009~2010). Several prototypes of BOPs - Cathode air blowers, burner air blowers, preferential oxidation air blowers, fuel blowers, cooling water pumps, reformer water pumps, heat recovery pumps, mass flow meters, valves and power conditioning systems - had been developed through this project in 2010. As results of this project, it is expected that a technological breakthrough of these BOP components will result in a substantial system cost reduction.

• 설비공학논문집
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• 제17권11호
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• pp.1072-1078
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• 2005

The present study has been conducted to tune a PID controller for large thermal systems such as a thermal environment chamber. In spite of large thermal mass of the thermal chamber under test, its response delay time was found to be negligible mainly due to high air recirculation rate. In general, heating and cooling capacities tend to be small compared the size of a thermal environment chamber, which leads to long transient periods of one hour or so. In the study, a PI tuning method is suggested which makes system responses faster while reducing overshoots and hunting by utilizing efficiently proportional band of actuators.

• 설비공학논문집
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• 제27권1호
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• pp.50-56
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• 2015

Korea district heating systems have mainly used setting temperature control and outdoor reset control. Different from such conventional normal methods, a thermal-load control proposed in Sweden can decrease the return temperature and reduce pump power consumptions because the control is able to provide the appropriate amount of required heat. In this study, further improved predictive optimal control in addition to the conventional controls were simulated in order to verify its effect in district heating system using TRNSYS 17. $200m^2$ apartment housing which accounts for 25% in Korea and is used as a calculation model;. the number of households in the simulation was 9. As a result, a higher temperature difference and decreasing flow rate at primary loop were shown when using thermal-load control.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1491-1496
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• 2009

Fluid flow and structural analyses of an electronic expansion valve (EEV) using CO2 as a working refrigerant are carried out to estimate the mass flow rate and maximum stress. An engineering sample EEV that the orifice diameter is 1.8 mm was fabricated. The mass flow rates were measured at various EEV inlet temperatures and pressures for several EEV openings using experimental heat pump system. The sample EEV has over 35 MPa burst pressure and the maximum mass flow rate of CO2 through the EEV increased to 100 g/s at full opening condition.