• Journal of Energy Engineering
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• v.27 no.4
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• pp.70-79
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• 2018

A heat pump system using the thermal effluent from the Jeju thermal power plant of KOMIPO was constructed with the capacity of 300 RT to supply cool or hot water to greenhouse facilities located 3 km from the power station. The way of transporting heat from the thermal effluent to greenhouses at a long distance was optimized, and a monitoring system to measure the water temperature and detect a leakage in a pipe conduit was also installed. This paper presents the system configuration of the constructed heat pump system for air conditioning and heating of greenhouse facilities in Jeju, and the characteristics of major components deployed in the system. The preoperational tests of the heat pump system were conducted during the summer season in 2018 for evaluation of its cooling performance. The operational stability and cooling performance of the heat pump system were confirmed by investigating the measured fluid temperature and flow rate, and COP of the heat pump in a cooling mode.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.31 no.5
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• pp.67-76
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• 2011

생활공간 냉난방용 열펌프의 성능향상을 위해 R22의 대체 냉매로서 새로운 혼합냉매R22/R23/R152a(RM-1)을 개발하고 U. S. A.의 NIST사의 REFPRO Pprogram을 이용해 이 혼합냉매의 P-h diagram을 구성하여 실용화에 이용할 수 있도록 하였다. 본 연구는 실험을 통해 R22와 RM-1의 열펌프 성능효과를 분석하였다. 입 출구 물의 온도와 제2의 전열매체로서 물의 질량유량, 압축기의 소요 에너지 그리고 열펌프의 기타 열적 특성을 다양한 조건하에서 측정하였다. 이 실험 데이터를 통해 공기-물 열펌프 시스템에서의 RM-1과 R22의 성능계수(COP)를 비교하였다. 이를 통해, 혼합냉매 RM-1을 사용하는 열펌프 시스템은 외기온 $-17^{\circ}C$에서도 2.2의 성능계수로 작동하는 결과를 본 연구에서 보여주었다.

• Journal of the KSME
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• v.25 no.4
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• pp.282-288
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• 1985

에너지 절약 장치로서 Heat pump 기술은 선진 각국에서 70년대 이후 관심 깊게 연구개발을 계속하고 있으며 지금도 보일러-열펌프 닥킹시스템(boiler-heat pump docking system), 과 성능 열펌프시스템(super efficient heat pump system)등 더욱 성능이 우수한 장치 연구를 위하여 박 차를 가하고 있다. 외국의 경우 현재 공조용으로 사용되고 있는 열펌프는 원래 냉동기 기술을 기초로 하여 개발하였기 때문에 낮은 온도의 열원에서부터 60.deg. C 정도까지의 온수를 제조 하는 것은 기술적으로 충분하다. 이를 일반 산업용으로 하기 위하여 보다 더 높은 온도의 열을 공급하기 위해서는 새로운 연구가 활발하게 전개되어 왔다. 그 결과 저온배열을 100.deg. C 내 외로 올리는 기술이 개발되고 이의 응용 예가 많으며 구미 각국에서는 정부의 지원을 얻어 실 습플렌트(demonstration plant)가 다수 설립되고 있다. 이하 각장에서는 열펌프 기술의 국제적인 동향과 우리나라의 현실, 보급장애요인 그리고 장래전망을 기술하고 또 열펌프의 보급확대 방 안을 논술하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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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.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.5 no.1
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• pp.43-50
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• 1996

2-propanol/acetone/hydrogen 반응계로 구성된 화학적 열펌프 시스템은 낮은 온도(82.5~$90^{\circ}C$)에서의 2-propanol의 탈수소화 반응과 높은 온도(약 $200^{\circ}C$ 부근)에서의 acetone의 수소화반응을 이용하여 열을 고품위화 시키는 장치이다. 본 연구에서는 이 시스템의 해석 및 설계를 목적으로 이 시스템에 대한 수치적인 모델들을 세우고 Sequential modular approach를 이용하여 시스템의 모사를 수행하였다. 또한 에너지 효율을 최대화하기 위하여 열펌프 시스템에서의 환류비의 영향을 규명하였다. 모사결과 이 시스템의 scale up을 위한 정량적인 정상상태 운전조건들을 구할수 있었으며 두 반응의 반응 전화율이 다르더라도 반응물의 유량의 차이를 통하여 두 반응열이 거의 같아지는 것을 알수 있었다. 아울러 주어진 운전조건에서 증류의 환류비는 최소환류비 근처의 최적값이 존재함을 알수 있었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.11a
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• pp.43-47
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• 1994

화학 열펌프 시스템의 반응기 설계를 위하여 정적 설계의 결과를 이용하여 시간에 따른 전화율, 온도, 압력, 출력 등의 변화에 대한 모사를 시도하였다. 정적 모사를 통한 설계결과는 동적 거동 모사의 결과와 유사하였으며, 이로부터 정적모사가 동적모사를 위한 적절한 초기치와 기초 설계 정보를 제공함을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 확립된 설계절차와 해석방법에 따른 사례연구를 통하여 향후 실용화될 화학 열펌프 시스템의 개략적인 사양과 바람직한 설계방향을 제시 할 수 있었으며, 반응기의 조작에 따른 제어변수의 영향을 평가하는 기준을 마련할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.198.1-198.1
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• 2010

The goal of this study is to measure and compare the performance of solar heat pump for room and hot water heating. To accomplish the goal, solar heat pump with alumium roll bond type evaporator and indoor heat exchanger(condenser) was built and fully instrumented with thermocouples and pressure transducers etc. The test results showed that the COP(coefficient of performance) of HFC-134a($CF_3CH_2F$) were higher than those of CFC-12($CF_2Cl_2$). One "stratospherically safe" new refrigerant is 1,1,1,2-tetrafluoroethane(HFC-134a), which is thermodynamically similar to CFC-12 and considered to be a potential direct replacement for CFC-12 in air-conditioning and refrigeration applications. The solar heat pump system for room heating was designed to show the best efficiency that the room temperature make $18{\sim}20^{\circ}C$ and $23{\sim}25^{\circ}C$ in the southern part of South Korea during November, December, and January.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.161-165
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• 2002

인류가 직면한 환경 및 에너지 문제를 타개하기 위한 많은 연구 중 흡수식 열펌프는 환경친화적인 자연냉매를 사용하는 열구동 시스템으로 다시 주목을 받고 있다. 흡수식 열펌프의 구성요소 중 흡수기는 암모니아의 흡수에 의한 열 및 물질전달 현상이 동시에 일어나는 곳으로 암모니아-물 열펌프 시스템의 성능 향상을 위해 가장 중요한 부분이다.(중략)

• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.4
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• pp.228-233
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• 2010

About 55% of total energy is consumed in the industrial division. The industrial heat pump application will show magnificent energy saving effect as well as higher cost efficiency because of larger energy consuming volume of each facility and longer operation hour and higher stability against seasonal temperature change. Over 90% of dryer for industrial usage has hot wind heat source and hot wind dryer is the representative type covering 68.7% while its 30 ~ 50% lower heat efficiency causes lots of energy loss by exhaust air. Re-usage of exhaust air can improve energy efficiency of dryer because 68% heat energy or 78% of hot air lose in exhaust air. Therefore, high temperature heat pump dryer can be the best alternative. Comparing to the existing dryer with 30% ~ 50% energy efficiency, newly developing high temperature heat pump dryer will enhance energy efficiency up to 60% ~ 80% efficiency. In this paper, heat pump system for high temperature was designed, constructed and tested. The results have shown that system COPh is estimated as 3.3.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.41 no.9
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• pp.56-62
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• 2012