• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권3호
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• pp.492-501
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• 2023

본 연구는 브라질산 커피생두를 디카페인 처리방법에 따라 구분하여 디카페인 무처리(RC), SWP 디카페인(SWDC), 초임계 CO₂ 디카페인(SCDC)에 대한 로스팅 이후 원두의 향기성분변화를 전자코와 HS-SPME-GC-MS를 이용해 분석하였다. 로스팅 후 Agtron(#)은 SWDC와 SCDC가 RC보다 더 낮은 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 전자코를 이용해 분석한 세 가지 시료의 주요 향기성분은 propanol-2-one, 3-methylbutanoic acid, 1-methyl-4-isopropenyl-1-cyclohexene으로 확인되었으며, 특히 propanol-2-one은 fruity, glue의 향에 관련한 것으로 디카페인 공정 유무와 상관없이 가장 높은 강도로 분석되었다. 한편, SCDC의 향기성분 중 propanol-2-one, methyl formate의 함량이 RC와 비하여 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 전자코를 이용한 향기성분 패턴의 PCA 분석결과 디카페인 무처리구인 RC와 처리구인 SWDC 및 SCDC의 향기성분의 차이를 확인하였고, 이와 같은 영향은 SCDC에서 더 크게 분석되었다. RC, SWDC와 SCDC의 주요 향기성분들이 propan-2-one과 hexan-2-one은 ketone, hexanal과 (E)-2-pentenal은 aldehyde, 3-methyl-1-butanol, 4-methylhexan-1-ol, 2-octanol은 alcohol에 해당하였으며, 로스팅 후 원두에서 주로 나타나는 향기성분의 구성은 유사하였으나 상대적 강도에서 차별성이 확인되었다. HS-SPME-GC-MS를 사용한 RC, SWDC와 SCDC의 휘발성 향기성분은 모두 28종으로 확인되었으며, 세 가지 시료에서 공통으로 높은 함량을 보이는 상위 향기성분은 furfural, 2,5-dimethylpyrazine, 2-furanmethanol, 2-formyl-5-methylfuran, furfuryl acetate, 2-ethyl-3-methylpyrazine 등 총 10종으로 분석되었다. RC에서 분석된 휘발성 향기성분 20여 종은 SWDC와 SCDC에서는 낮은 함량을 보이며 디카페인 처리에 따른 영향으로 차별화되었다. 본 연구를 통해 디카페인 처리에 따른 로스팅 후 커피 원두의 향기성분 분석에 전자코와 HS-SPME-GC-MS를 이용함에 따라 향기성분의 조성 및 상대적 강도, 함량에 대한 패턴분석이 가능하였으며, 이와 같은 결과로 디카페인 커피에 대한 향미 특성 연구에 도움이 될 것이라 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제47권4호
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• pp.421-430
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• 2014

본 연구에서는 지중 유입된 이산화탄소가 심부 지질구조 내 지하 환경에 미치는 지화학적 및 광물학적 영향을 규명하기 위한 일련의 고압셀 실험이 수행되었다. 실험을 통하여 이산화탄소 지중저장 조건에 해당하는 $50^{\circ}C$와 100 bar의 고온 고압조건을 고압셀 내에서 구현하고, 초임계 $CO_2$-지하수-광물 시스템 내에서의 반응 실험을 실시하였다. 반응 실험은 최근 국내 이산화탄소 지중저장의 후보지로서 많은 연구가 진행되고 있는 포항분지에 널리 분포하는 광물 중 하나인 제올라이트와 지하 800 m에서 채취된 심지층의 지하수를 대상으로 수행되었다. 상온 상압 및 고온 고압 환경에서 30일간 진행된 $CO_2$-지하수-제올라이트 반응으로 야기된 광물과 지하수 시료의 지화학적 및 광물학적 변화는 XRD, XRF, ICP-OES 등의 분석을 통해 정량적으로 규명하였다. 실험의 결과는 초임계 이산화탄소의 용해로 조성된 산성 환경에서 제올라이트 시료의 용해 반응이 촉진되었음을 보여 주었다. 제올라이트 시료로부터 용출된 양이온 농도가 증가함에 따라 지하수 내 $H^+$가 소모되고, 반응 10일 이후에는 지하수의 pH가 10.35 까지 증가하였다. 또한 제올라이트 시료의 용해 반응으로 인해 지하수 내 용존 양이온의 농도는 전반적으로 증가하는 경향을 보였으나, Si는 산성조건에서 비정질 규산염으로 재침전되고, Ca는 양이온 교환과 방해석으로의 재침전으로 농도가 감소한 것으로 나타났다. 실험 과정을 통하여 초임계 이산화탄소의 유입이 대수층 내 구성 광물의 용해 특성, 지하수의 화학적 조성과 물성, 대수층의 광물학적 조성 등에 변화를 발생시킬 수 있음을 보여주었다. 또한 광물상의 용해/침전과 양이온 교환 등 지화학적 반응들이 지중저장 관련 지층의 암석과 지하수의 물리적 또는 화학적 변화에 중요한 역할을 담당하고 있음을 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제49권6호
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• pp.469-477
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• 2016

국내 이산화탄소 지중저장 저장암의 저장성능을 평가하기 위하여, 이산화탄소 주입 시 저장암 내 공극수와 대체되는 초임계이산화탄소($scCO_2$)량을 실험실에서 측정하는 기술을 개발하였다. 국내 $CO_2$ 육상 지중저장 후보지로 판단되는 장기분지 사암과 역암에 대하여, 지중 저장 조건에서 $scCO_2$를 저장암 내부로 주입하는 경우, 공극 내 존재하는 지하수를 대체하여 저장되는 $scCO_2$ 대체저장효율(displacement efficiency)을 측정하였다. 국내 육상 지중저장 후보지인 장기분지 주변 대심도 시추공에서 채취한 사암과 역암 코어를 훼손하지 않고 그대로 사용하여 대체저장효율을 측정할 수 있는 '이중벽 고압셀'을 제작하였다. 시추한 암석 코아를 원형 그대로 고압셀 내부에 밀착시켜 $scCO_2$를 암석 공극 내 충분히 주입 한 후, 공극에 포화되어 있던 지하수와 대체된 $scCO_2$ 대체저장효율을 측정한 결과, 장기분지 역암과 사암의 평균 $scCO_2$ 대체저장효율은 각각 31.2%와 14.4%이었다. 장기분지 역암과 사암의 $scCO_2$ 저장량을 계산하기 위하여 대심도 시추 자료, 시추 부지 주변 지질조사 및 물리탐사 자료로부터 주입 후보지 하부에 존재하는 장기분지 역암과 사암층의 평균 두께를 각각 50 m, 두 지층의 연장 면적을 주입공 주변으로 반경 250 m로 가정하였다. 실험으로부터 얻어진 $scCO_2$ 대체저장효율, 평균 유효 공극률, 지중저장 조건에서 $scCO_2$의 밀도값 등을 이용하여 계산된 시추공 주변 하부 장기분지 역암과 사암층의 $scCO_2$ 저장량은 264,592 t (metric ton)으로 계산되었다. 본 실험결과로부터 대심도 시추공 주변 장기분지의 역암과 사암층은 수 만톤 규모의 $CO_2$ 주입과 저장 실증 시험을 위해 충분한 저장성능을 보유하고 있는 국내 육상 $CO_2$ 지중저장 후보지임을 입증하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권6호
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• pp.863-870
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• 2016

본 논문의 목적은 소듐냉각고속로(sodium cooled fast reactor, SFR)와 초임계 $CO_2$ Brayton cycle의 연계 시, 원자로 열수송 계통과 동력변환 계통의 압력 경계를 형성하는 회로인쇄형 열교환기의 경계면에 균열이 발생해 고압(약 200 bar)의 $CO_2$가 상압 수준의 액체소듐유로 측에 유입되었을 때의 물리/화학적 현상을 파악하여 열교환기 설계에 활용 가능한 실험 자료를 생산하는 것이다. 열교환기의 소듐-$CO_2$ 경계면 균열 현상은 경계면의 균열 크기에 따라 미세 균열에 의한 소듐유로막힘(plugging) 현상과 상대적으로 큰 균열에 의한 열교환기 재료손상(wastage) 현상으로 나뉜다. Plugging 실험결과, 소듐유로 직경이 3mm일 때 $CO_2$ 주입 즉시 소듐 흐름이 정지한 반면 소듐유로 직경이 5 mm일 때는 유량이 감소되기 시작하는 시점은 3 mm의 경우와 유사하게 $CO_2$ 주입 즉시 나타났지만 소듐의 흐름이 완전히 정지할 때까지는 상대적으로 오랜 시간이 소요되었다. 이러한 실험결과는 실제 열교환기의 소듐-$CO_2$ 경계면에서 미세균열이 발생했을 때, 소듐유로 직경이 3 mm로 좁을 경우 균열 발생과 동시에 해당 소듐유로가 반응생성물에 의해 막혀 해당 유로 외의 유로들로 지속적인 열교환기 운전이 가능하지만, 소듐유로의 직경이 5 mm로 넓어질 경우 소듐유로가 고체생성물에 의해 즉시 막히지 않고 생성물이 소듐유로를 따라 계통 내부를 이동하다 일정 농도 이상이 되어야 소듐유로를 막게 할 것으로 예상할 수 있는 결과이다. Wastage 실험결과, 열교환의 재질(STS316, Inconel600, G91 합금강), 운전온도($400{\sim}500^{\circ}C$), 노즐직경(0.2~0.8 mm), 시편-노즐 거리(2~6 mm)와 무관하게 고압(약 200~250 bar)의 $CO_2$ 분사에 의한 시편의 물리적 손상(erosion) 현상은 발생하지 않았다. 노즐에서의 분사되는 $CO_2$의 분사속도는 마하 0.4~0.7인 것으로 확인되었다. 본 연구의 실험결과는 열교환기 파손 대처 설계에 배경 실험 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.33-43
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• 2020

CO₂ 지중저장은 현재 온실가스 감축을 위한 CCS(Carbon Capture & Storage) 저장기술 중 가장 안정적이고 효과적인 기술로 평가되고 있다. 지중저장 대상 염대수층은 일반적으로 CO₂가 초임계상태로 저장될 수 있는 지하 800 m 이상의 심도에 위치하고, 그 상부에 지표로의 CO₂ 누출을 막는 광역적인 불투수성 덮개암층이 분포해야 한다. 본 연구에서는 남해 대륙붕 탄성파 및 시추공 자료를 해석하여 덮개암으로 활용할 수 있는 현무암층과, 하부 염대수층이 발달하고 있는 현무암 대지 구조를 CO₂ 지중저장 유망구조로 제시하였다. 연구지역 주입대상 염대수층의 지중저장용량을 평가하기 위해 총 공극률은 시추공 감마 및 음파검층 자료를 이용하여 산출하였으며, 염대수층 구간의 온도/압력 조건을 고려하여 CO₂ 밀도를 계산하였다. 정확한 주입대상 염대수층의 체적을 산정하기 위해 x, y, z 축 방향으로 일정한 크기를 가지는 3차원 지질 격자 모델을 구성하였고, 염대수층 3차원 공간의 물성 분포를 지구통계학적 기법으로 예측하는 물성 모델링을 수행하여 총 공극률 값을 지질 격자에 할당하였다. U.S. DOE 방법을 이용하여 남해 대륙붕 현무암 대지 구조의 CO₂ 지중저장용량 평가 결과 평균 약 8,417만 CO₂톤(최소 4,207만 ~ 최대 1억 4,379만 CO₂톤)이 주입대상 염대수층 구간에 저장 가능한 것으로 예측되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권3호
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• pp.439-445
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• 2014

본 연구에서는 추출방법에 따른 인삼씨유(ginseng seed oil)의 이화학적 품질특성과 저장 중 산화안정성을 살펴보았다. 인삼씨유를 용매추출, 초임계유체추출, 압착추출 방법으로 추출한 결과 초임계추출 한 인삼씨유의 수율이 가장 높았다. 인삼씨유의 L값은 8.70~11.38의 범위였고, a값은 초임계유체추출 오일 처리구에서, b값은 압착추출 오일에서 유의적으로 크게 나타났다. 지방산 조성은 불포화지방산이 대부분을 차지했으며, oleic acid(C18:1)의 함량이 80.13~81.16%로 가장 많았고 linoleic acid(C18:2)는 14.98~15.69%를 차지했다. 인삼씨유의 포화지방산으로는 유일하게 palmitic acid(16:0)만 검출되었다. 총 폴리페놀 함량은 압착추출 오일이 $56.32{\pm}1.47$ mg GAE/100g oil로 가장 높게 나타났다. 인삼씨유에서는 ${\gamma}$-토코페롤만 검출되었으며, 압착추출 오일의 ${\gamma}$-토코페롤 함량이 $56.32{\pm}1.47$ mg GAE/100g oil로 가장 높았다. 인삼씨유의 토코페롤 산화 유도시간은 압착추출 오일이 16.58시간으로 가장 길게 나타났다. 인삼씨유의 산가와 과산화물가는 저장기간에 따라 모두 증가하는 경향을 나타냈다. 결과적으로 압착추출 오일의 산화안정성이 가장 우수하게 나타났으며, 이는 항산화 활성을 지닌 총 페놀함량과 ${\gamma}$-토코페롤 함량이 초임계유체추출 오일과 용매추출 오일에서보다 압착추출 오일에서 가장 높게 나타났기 때문이라 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.257-266
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• 2017

본 연구에서는 초임계 $CO_2$($scCO_2$)를 이용하여 폐콘크리트 순환골재와 반응한 용출수의 pH를 9.8 이하로 유지시켜(중성화) 재활용할 수 있는 기술을 개발하기 위한 실내 배치실험을 수행하였다. 실험재료로는 건설폐기물중간처리업체에서 제공받은 세 종류의 순환골재를 사용하였으며, 각 종류별로 골재 입자크기 별로 선별하여 총 7개의 시료를 사용하였다. 먼저 $scCO_2$-물-순환골재 반응에 의해 순환골재의 pH가 지속적으로 낮게 유지되는지를 확인하는 반응실험을 수행하였다. 스테인레스강철로 만들어진 고압셀(150 mL 용량)에 테플론 비이커를 고정시킨 후, 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼한한 후 고압용 오븐과 고압시린지 펌프 및 압력조절 장치를 이용하여 10 MPa(100 bar), $50^{\circ}C$ 조건에서 50일간 반응시켰다. 반응시간(1, 5, 10, 15, 30, 50일)에 따른 증류수의 pH, 용존 양이온과 음이온 농도를 측정하였다. $scCO_2$ 반응에 의한 순환골재의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위하여 반응 전/후 XRD, SEM-EDS 등의 분석을 실시하였다. 마지막으로 $scCO_2$ 반응 후 순환골재의 용출수 pH 변화를 용출실험을 통하여 규명하였다. $scCO_2$-물-순환골재 반응 결과, 반응 전 순환골재의 pH는 평균 12보다 높은 값을 나타내었으나, $scCO_2$와 반응한 지 1시간 경과 후 증류수의 pH는 7이하로 낮아졌고 반응 50일 까지 pH가 8 이하로 안정되게 유지되었다. 순환골재 종류와 관계없이 $scCO_2$와의 용해 반응에 의해 수용액 내 $Ca^{2+}$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$ 이온들의 농도가 증가하였으며, $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, SEM-EDS 분석 결과, 다량의 방해석과 일부 무정형의 규산염과 수산화물이 침전되었다. $scCO_2$로 처리하지 않은 순환골재의 용출수 pH는 용출 시간에 관계없이 12-13을 유지하였으나, $scCO_2$로 50일 처리한 경우와 1일 처리한 순환골재의 경우 모두, 입자크기와 관계없이 용출수의 pH가 9이하를 유지하여 건설현장에서 순환골재의 재활용이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권2호
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• pp.67-75
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• 2012

이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon Capture and Storage, CCS)은 발전소, 제철소 등의 대량의 배출원으로부터 포집된 이산화탄소를 압축공정, 정제공정, 수송공정을 거친 후, 지중의 안전한 지질구조 내에 수백, 수천년 이상 안정적으로 저장하는 기술이다. CCS 공정 중 이산화탄소에는 이산화탄소를 발생시키는 연소공정이나 포집 경제되는 공정에서 유입되는 불순물이 섞임으로서 혼합물을 이루게 된다. 혼합물의 성분으로는 대표적으로 $SO_2$, $H_2O$, CO, $N_2$, Ar, $O_2$, $H_2$ 등이 있으며 위 공정들에서 이산화탄소 혼합물에 포함된 불순물들은 전 공정에 영향을 미치게 된다. 본연구에서는 이산화탄소 혼합물 내 다양한 불순물이 수송공정에 미치는 영향을 실험적으로 평가할 수 있도록 혼합물이송공정 모의실험장치를 설계 제작하였으며 이산화탄소 혼합물의 이송공정에 질소불순물이 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 각 실험조건 마다 증가율의 차이는 있으나 $N_2$비율이 증가할수록 $CO_2-N_2$ 혼합물의 질량유량당 압력강하량 및 비체적이 증가하는 경향을 보였다. 120 bar 및 100 bar 실험조건에서는 혼합물의 상태가 단상 초임계상태이었으며 $N_2$ 조성비 증가에 따른 비체적 및 질량유량당 압력강하 기울기가 크게 변하지 않음을 확인하였다. 70 bar 실험조건에서는 액상, 이상, 기상으로 혼합물의 상이 바뀌었으며 각 상에 따라 질량유량당 압력강하 및 비체적의 기울기가 달라짐을 확인하였다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제18권5호
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• pp.812-821
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• 2008

냉 압착 참기름과 볶음 압착 참기름 및 상업용 참기름(볶음 가열 압착 및 볶음 초임계 추출 참기름)의 색도 및 갈변도, 총 페놀 함량, 리그난 함량, 산화 유도 기간, 과산화물가, 전자 공여능을 측정하여 각 참기름의 특성을 비교하였다. 냉압착 참기름의 명도는 89.18로서 볶음 압착 참기름의 32.10에 비하여 2배 이상 높게 나타났으며, 갈색도의 경우에도 각각 0.063과 0.700을 나타내어 냉 압착유의 갈색화 정도가 낮은 것으로 나타났다. 총 페놀 함량의 경우 볶음 압착 참기름이 68.33 mg/100 g으로 냉 압착 참기름에 비하여 2.18배 이상인 것으로 나타났으며, 세사몰, 세사민, 세사몰린 함량도 볶음 압착 참기름이 냉 압착 참기름에 비하여 높게 나타내었다. 냉 압착 참기름의 산화 유도 기간은 4.53시간으로 볶음압착 참기름의 19.90시간에 비하여 4.39배 짧게 나타났으며, 상업용 참기름(볶음 가열 압착 및 볶음 초임계 추출 참기름)의 산화 유도 기간은 각각 16.50 및 12.23시간이었다. 저장 12일 후 과산화물가를 비교해 보면 냉 압착 참기름이 28.95 meq/kg oil, 볶음 압착 참기름이 12.92 meq/kg oil, 상업용 참기름(볶음 가열 압착 및 볶음 초임계 추출 참기름)이 각각 12.09 및 9.86 meq/kg oil인 것으로 나타났다. 또한, 전자 공여능은 볶음 압착 참기름이 1,000 mg% 이상의 농도에서 급격히 증가하여 10,000 mg%에서 77.76%의 효능을 보였으나, 냉압착 참기름의 전자 공여능은 6%를 넘지 못하였다. 지방산 함량의 경우, 냉 압착 참기름이 oleic acid와 linoleic acid 함량이 가장 높았으며, 포화 지방산에 대한 불포화 지방산의 비율 또한 5.33으로 가장 높게 나타났다. 상기의 실험 결과를 통하여, 냉 압착 참기름은 일반적인 볶음 가열 압착 참기름에 비하여 산화 안정성은 낮으나 색상, 영양성 및 위생성을 높일 수 있다는 결론을 얻게 되었다. 이러한 결론은 볶음 및 가열공정에 의한 갈변 반응의 산물이 참기름의 색상을 짙게 할 뿐만 아니라 리그난등의 물질의 유출을 기속화시켜 산화 안정성을 높이나, 가열 변성에 의한 불포화 지방산/포화 지방산 비율의 감소와 trans-지방산 생성 등의 위생성과 영양성을 감소시키는 것으로 나타났다. 따라서 비열공정을 통하여 생산되는 냉 압착 참기름은 기존 참기름 시장에 신선한 추출방법으로 제시될 수 있을 것으로 보이며, 이와 아울러, 볶음 및 가열 공정이 없는 냉 압착 참기름의 신화 안정성을 높여 유망한 유통식품으로 자리 잡을 수 있는 방법에 대한 다양한 연구의 필요성이 요구된다.

• 설비공학논문집
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• 제19권1호
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• pp.94-131
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• 2007

A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigerating Engineering in 2004 and 2005 has been done. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, air-conditioning, ventilation, sanitation and building environment. The conclusions are as follows. (1) Most of fundamental studies on fluid flow were related with heat transportation of facilities. Drop formation and rivulet flow on solid surfaces were interesting topics related with condensation augmentation. Research on micro environment considering flow, heat, humidity was also interesting for comfortable living environment. It can be extended considering biological aspects. Development of fans and blowers of high performance and low noise were continuing topics. Well developed CFD and flow visualization(PIV, PTV and LDV methods) technologies were widely applied for developing facilities and their systems. (2) The research trends of the previous two yews are surveyed as groups of natural convection, forced convection, electronic cooling, heat transfer enhancement, frosting and defrosting, thermal properties, etc. New research topics introduced include natural convection heat transfer enhancement using nanofluid, supercritical cooling performance or oil miscibility of $CO_2$, enthalpy heat exchanger for heat recovery, heat transfer enhancement in a plate heat exchanger using fluid resonance. (3) The literature for the last two years($2004{\sim}2005$) is reviewed in the areas of heat pump, ice and water storage, cycle analysis and reused energy including geothermal, solar and unused energy). The research on cycle analysis and experiments for $CO_2$ was extensively carried out to replace the Ozone depleting and global warming refrigerants such as HFC and HCFC refrigerants. From the year of 2005, the Gas Engine Heat Pump(GHP) has been paid attention from the viewpoint of the gas cooling application. The heat pipe was focused on the performance improvement by the parametric analysis and the heat recovery applications. The storage systems were studied on the performance enhancement of the storage tank and cost analysis for heating and cooling applications. In the area of unused energy, the hybrid systems were extensively introduced and the life cycle cost analysis(LCCA) for the unused energy systems was also intensively carried out. (4) Recent studies of various refrigeration and air-conditioning systems have focused on the system performance and efficiency enhancement. Heat transfer characteristics during evaporation and condensation are investigated for several tube shapes and of alternative refrigerants including carbon dioxide. Efficiency of various compressors and expansion devices are also dealt with for better modeling and, in particular, performance improvement. Thermoelectric module and cooling systems are analyzed theoretically and experimentally. (5) According to the review of recent studies on ventilation systems, an appropriate ventilation systems including machenical and natural are required to satisfied the level of IAQ. Also, an recent studies on air-conditioning and absorption refrigeration systems, it has mainly focused on distribution and dehumidification of indoor air to improve the performance were carried out. (6) Based on a review of recent studies on indoor environment and building service systems, it is noticed that research issues have mainly focused on optimal thermal comfort, improvement of indoor air Quality and many innovative systems such as air-barrier type perimeter-less system with UFAC, radiant floor heating and cooling system and etc. New approaches are highlighted for improving indoor environmental condition as well as minimizing energy consumption, various activities of building control and operation strategy and energy performance analysis for economic evaluation.