• Journal of Bio-Environment Control
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• v.25 no.3
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• pp.218-223
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• 2016

The calculation method of ground heat exchange in greenhouses has different ideas in each design standard, so there is a big difference in each method according to the size of greenhouses, it is necessary to establish a more accurate method that can be applied to the domestic. In order to provide basic data for the formulation of the calculation method of greenhouse heating load, we measured the soil temperature distribution and the soil heat flux in three plastic greenhouses of different size and location during the heating period. And then the calculation methods of ground heat exchange in greenhouses were reviewed. The soil temperature distributions measured in the heating greenhouse were compared with the indoor air temperature, the results showed that soil temperatures were higher than room temperature in the central part of greenhouse, and soil temperatures were lower than room temperature in the side edge of greenhouse. Therefore, it is determined that the ground heat gain in the central part of greenhouse and the perimeter heat loss in the side edge of greenhouse are occurred, there is a difference depending on the size of greenhouse. Introducing the concept of heat loss through the perimeter of building and modified to reflect the size of greenhouse, the calculation method of ground heat exchange in greenhouses is considered appropriate. It was confirmed that the floor heat loss measured by using soil heat flux sensors increased linearly in proportion to the temperature difference between indoor and outdoor. We derived the reference temperature difference which change the direction of ground heat flow and the perimeter heat loss factor from the measured heat flux results. In the heating design of domestic greenhouses, reference temperature differences are proposed to apply $12.5{\sim}15^{\circ}C$ in small greenhouses and around $10^{\circ}C$ in large greenhouses. Perimeter heat loss factors are proposed to apply $2.5{\sim}5.0W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$ in small greenhouses and $7.5{\sim}10W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$ in large greenhouses as design standard data.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.29 no.1
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• pp.57-67
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• 2000

최근 국민소득수준의 향상을 따라 여름철 전력 수요가 폭증하므로 전력안정 공급을 위한 특별 대책이 필요한 실정이고 환경적인 측면이나 수용가 입장에서 만족스러운 새로운 냉·난방, 전기 공급시스템의 개발·적용이 필요하다. 선진국의 경우, 소규모의 집단에너지 공급이 주류를 이루고 있으며 특히 소규모 열병합 발전시 생산되는 전기, 지역난방열 이외에 냉방에 필요한 냉수를 중앙열원에서 동빌딩을 중심으로하는 구역형 집단에너지 시스템(Community Energy Supply System)등 소규모지역 난냉방 공급방식이 활성화되어 있으므로, 우리나라에서도 냉방/난방/전기부하 패턴 및 하절기 피크부하 경감에 대한 기여도 등을 고려한 경제성있는 최적시스템 구성이 가능한지 검토할 필요가 있다. 소규모 집단에너지사업은 대규모 사업과는 달리 적정 수요예측이 가능하므로 효율적인 초기 투자가 이루어질 수 있으며, 상업용 및 사업용 빌딩 등을 중심으로 부하밀도가 높은 구역을 대상으로 하명서 해당 부하패턴에 적합한 효율적인 시스템의 구성을 통해 수익성이 확보된다면 국가 에너지절약 및 한전의 여름철 전력 피크부하 경감, 대기 환경공해 감소, 도심 도시미관 향상 등의 사업효과가 기대된다. 본문에서는 이러한 소규모 집단에너지시스템 개요 및 국내외 공급 현황, 국내 적용환경, 적용 가능에너지 검토 열원시스템의 기본방향 등에 대하여 언급하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.193-193
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• 2011

현재까지 대부분의 지열원 열펌프 시스템에 관한 연구는 열펌프 유닛과 지중열교환기에 대해 개별적으로 수행되었으며, 열펌프 유닛과 지중열교환기 설계 및 최적화의 공통변수인 지중순환수 유량에 따른 시스템 전체에 대한 연구성과는 매우 미미한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 인증되어 보급되고 있는 물매물 지열원 열펌프 유닛의 성능 자료를 분석하고, 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 열펌프 유닛의 성능 실험 및 지중열교환기 형상에 관한 설계 및 분석을 수행하여 지열원 열펌프 시스템 최적화에 관한 기반 기술 확보하고자 하였다. 현재 국내의 물대물 지열원 열펌프 유닛의 냉방 및 난방 조건에서의 최소 인증 COP는 각각 4.1과 3.45이다. 다양한 용량 및 성능을 갖는 국내 인증 물대물 지열원 열펌프 유닛에 대한 정량적 성능 분석을 위하여 3.5kW(1RT) 용량당의 지중순환수 유량과 COP를 고찰하였다. 냉방운전시 3.5kW 단위 용량당 열펌프 유닛의 지중순환수 유량은 10.73에서 18.52LPM을 나타냈으며, 난방운전에는 10.41에서 18.16LPM을 나타냈다. 이때, 냉방 COP는 4.1에서 5.4의 값을 나타냈으며, 난방 COP는 각각 3.5에서 4.2를 나타냈다. 인증 열펌프 유닛에서 지중순환수 유량과 열펌프 유닛의 냉난방 성능은 일정한 경향성을 나타내지 않았다. 지중순환수 유량에 따른 지열원 열펌프 유닛과 시스템의 성능을 정량적으로 분석하고자 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 지열원 열펌프 유닛 성능 실험을 수행하고 이를 기반으로 지중열교환기를 설계 및 분석하였다. 냉난방 각 운전모드에서 ISO 13256-2 규격과 NRGT 101 규격을 기준으로 지중순환수와 부하측 유량 6LPM 에서 36LPM 사이에서 변화시키며 성능 실험을 수행하였다. 냉방 및 난방모드 모두 유량이 증가함에 따라 열펌프 유닛 COP가 증가하였으나, 유량 증가에 따른 열펌프 유닛 COP 증가율은 감소하였다. 지중순환수 유량이 18LPM 이상에서는 COP 상승폭은 미소하였다. 기존문헌의 부하 산정자료와 열펌프 유닛 실험 성능 데이터를 이용하여 지식경제부 고시 2009-332호에 준하여 수직밀폐형 지중열교환기를 설계하고 순환펌프 소요동력을 이용하여 시스템 COP를 분석하였다. 지중열교환기 설계 시 국내에서 가장 많이 사용되고 있는 상용지중열교환기 설계프로그램인 GLD 프로그램을 사용하였다. 지중순환수와 부하측 2차 유체 유량 증가 시에 열펌프 유닛 COP 증가율 대비 시스템 COP 증가율은 감소하였으며, 난방모드에서는 일정 유량 이상에서는 열펌프 유닛 COP는 증가하였으나, 시스템 COP는 감소하였다. 또한, 지중순환수 유량 증가에 따라 지중열교환기 길이가 증가하였으며, 냉난방시의 지중열교환기 길이차이가 증가하였다. 지열원 열펌프 시스템의 고효율화 및 시공비 절감을 통한 경제성 확보를 위해서는 지열원 열펌프 유닛 성능과 지중열교환기 형상 공통 변수인 지중순환수 유량을 함께 고려하여 시스템을 설계하여야한다.

• 월간 기계설비
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• s.46
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• pp.74-89
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• 1994

현재 범국가적 차원에서 지속적인 국가 경제 발전과 국제수지 개선을 위하여 추진되고 있는 정부의 에너지 절약사업에서 건물부문이 차지하는 에너지절약 효과는 막중하다. 특히 전체주택에서 공동주택이 차지하는 비율은 1990년에 32.1$\%$, 서울시의 경우 51.3$\%$로 전체 주택의 과반수를 넘어섰으며, 수도권의 대단위 아파트단지의 개발과 함께 공동주택의 증가추세는 당분간 지속될 전망이다. 본 연구는 공동주택의 최적난방 운전기법 개발을 위한 1차년도의 연구로서 현행 공동주택의 난방운전 실태를 조사, 분석하고 각 난방법에 따른 문제점 및 최적제어 알고리즘의 개발을 위한 자료 도출을 주 목적으로 진행되었다. 1차년도에 수행된 연구의 주요 내용을 살펴보면 다음과 같다. 공동주택의 난방에너지 소비현상은 단지에 따라 최대 3배이상의 열사용량에 차이가 있는 것으로 나타났다. 열사용량의 차이는 건축의 기본 열성능, 설비시설의 수준 및 노후화정도에 영향을 받으나 동일 연대의 단지들에서도 최대 80$\%$이상의 열사용량이 차이를 보이고 있었으며 이는 기계실 및 각 세대의 난방운전방법 및 제어수준에 따른 것으로 평가되었다. 세대의 층별, 위치별 열사용량 분석에 의하면 층별 열사용량차이가 큰 것으로 분석되었으며, 특히 최상층부와 최하층부의 열사용량이 뚜렷이 많이 나타나 단열성능의 강화가 요구되는 것으로 나타났다. 한편 샘플단지에 대한 측정 데이터를 통해 적정 열량공급시간대의 설정과 외기온의 변화에 따른 적정 온수공급온도의 설정조건 및 유량제어 효과등에 대한 분석 및 검토를 하였으며, 이를 통해 2차년도의 개발목표인 최적운전제어 방안의 제시를 위한 자료를 구축하였다. 또한 각 세대의 기밀성능이 공동주택의 열성능에 미치는 영향을 도출하기 위하여 샘플단지에 대해 트레스가스 측정법과 Blower Door법에 의하여 환기 및 기밀상태를 평가 하였으며 측정주호에 대한 환기를 예측할 수 있는 환기예측평가식을 제시하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.664-665
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• 2011

최근 겨울철과 여름철에 다양한 냉난방기기의 보급이 급증하여 최대전력에 대한 기온의 영향이 상당히 커지고 있다. 이에 따라 기온의 영향으로 인한 계절성이 급등하여 전력수요 예측결과의 불확실성을 증폭시키고 있다. 그러나 아직까지는 이러한 냉방 및 난방부하의 급증에 따른 계절성 변화에 대한 체계적인 분석 방법이 정형화되어 있지 못하다. 따라서 본 연구에서는 누적기온반응함수, 기온분포함수, 공적분 및 오차수정모형 등을 바탕으로 엄격한 통계적 검증을 거쳐 냉난방부하 추정 방법을 연구하였고, 아울러 관련 결과를 제시함으로써 향후의 전력수급에 안정적 기반을 제공코자 한다.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2007.11a
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• pp.167-175
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• 2007

A predictive pulse control strategy as a means of improving the energy efficiency of radiant floor heating systems is explored. Experiments at the apartment with floor heating system are conducted to assess and compare the energy performance of the predictive pulse control strategy with an existing conventional control strategy. The Results showed that new suggested PPCM( Predictive Pulse Control Method) was available to decrease the gap of $1{\sim}1.5^{\circ}C$ between maximum and minimum indoor temperature of each rooms. Therefore PPCM method was favor to radiant floor heating system which have a delay time of 10-20 minutes for heat transfer by floor layers.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.17 no.3
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• pp.91-134
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• 2008

Korean district heating companies levy comprehensive construction fee on consumers in the beginning of construction period and the consumers' burden is much higher than those in any other network industries in Korea. It has also many problems such as inappropriate fee calculation method, cross subsidization, property right dispute, etc.. I show that the cut of construction fee by 30% and at the same time, the upward adjustment of tariff rates by 4~6% for 20 years on average will maintain current profitability based on the standard model simulation, I also suggest that fixed charge part of double tariff should be increased to 25% of total tariff and the cut of construction fee should be levied on fixed charge, directly to improve efficiency.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.8
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• pp.703-711
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• 2015

In large-scale factories, there are usually openings in the building to increase the efficiency of workers. However, if the factory is heated during winter, openings significantly increase the heating load. Therefore, there is a need for air curtains to be installed at the top of openings in factories to reduce the heating load due to the cold air entering from outside. The main design variables of these air curtains are the discharge angle, speed, and temperature, etc. While there have already been many studies focusing on these design variables, the distance from the opening and the width of the discharge have not been studied even though they also affect the sealing performance. As a result, when the distance from the opening decreases and the width of the discharge increases, we realize an optimum air curtain performance. However, if the distance from the opening is about 1.5 m, by adjusting the discharge angle and the distance from the opening, the sealing performance of the air curtain is improved by 13.7％.

• Horticultural Science & Technology
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• v.33 no.5
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• pp.647-657
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• 2015

To investigate a method for calculation of the heating load for environmental designs of horticultural facilities, measurements of total heating load, infiltration rate, and floor heat flux in a large-scale plastic greenhouse were analyzed comparatively with the calculation results. Effects of ground heat exchange and infiltration loss on the greenhouse heating load were examined. The ranges of the indoor and outdoor temperatures were $13.3{\pm}1.2^{\circ}C$ and $-9.4{\sim}+7.2^{\circ}C$ respectively during the experimental period. It was confirmed that the outdoor temperatures were valid in the range of the design temperatures for the greenhouse heating design in Korea. Average infiltration rate of the experimental greenhouse measured by a gas tracer method was $0.245h^{-1}$. Applying a constant ventilation heat transfer coefficient to the covering area of the greenhouse was found to have a methodological problem in the case of various sizes of greenhouses. Thus, it was considered that the method of using the volume and the infiltration rate of greenhouses was reasonable for the infiltration loss. Floor heat flux measured in the center of the greenhouse tended to increase toward negative slightly according to the differences between indoor and outdoor temperature. By contrast, floor heat flux measured at the side of the greenhouse tended to increase greatly into plus according to the temperature differences. Based on the measured results, a new calculation method for ground heat exchange was developed by adopting the concept of heat loss through the perimeter of greenhouses. The developed method coincided closely with the experimental result. Average transmission heat loss was shown to be directly proportional to the differences between indoor and outdoor temperature, but the average overall heat transfer coefficient tended to decrease. Thus, in calculating the transmission heat loss, the overall heat transfer coefficient must be selected based on design conditions. The overall heat transfer coefficient of the experimental greenhouse averaged $2.73W{\cdot}m^{-2}{\cdot}C^{-1}$, which represents a 60% heat savings rate compared with plastic greenhouses with a single covering. The total heating load included, transmission heat loss of 84.7~95.4%, infiltration loss of 4.4~9.5%, and ground heat exchange of -0.2~+6.3%. The transmission heat loss accounted for larger proportions in groups with low differences between indoor and outdoor temperature, whereas infiltration heat loss played the larger role in groups with high temperature differences. Ground heat exchange could either heighten or lessen the heating load, depending on the difference between indoor and outdoor temperature. Therefore, the selection of a reference temperature difference is important. Since infiltration loss takes on greater importance than ground heat exchange, measures for lessening the infiltration loss are required to conserve energy.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.12
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• pp.924-930
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• 2018

The objective of this study was to investigate heating performance characteristics of electric heat pump system in a fuel cell electric vehicle (FCEV). In order to analyze heating performance characteristics of electric heat pump system with plate-type heat exchanger using stack coolant to evaporate the refrigerant, R-134a, each component was installed and tested under various operating conditions, such as air inlet temperature of inner condenser and compressor speed. When the air inlet temperature of inner condenser was varied from $0.0^{\circ}C$ to $-20.0^{\circ}C$, heating capacity was not quite different due to similar temperature gap between inlet and outlet of inner condenser with electric-driven expansion valve (EEV). However, COP increased until certain EEV opening, especially under 45.0%, because of decreasing power consumption. According to the compressor speed variation from 2,000 to 4,000 RPM, heating capacity and COP were found to have opposite trend. In the future works, stack coolant conditions as the heat source for tested heat pump system were analyzed with respect to heating performance, such as heating capacity and COP.