• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.35 no.2
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• pp.361-375
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• 2015

An energy pile is one of the novel ground heat exchangers (GHEX's) that is a economical alternative to the conventional closed-loop vertical GHEX. The combined system of both a structural foundation and a GHEX contains a heat exchange pipe inside the pile foundation and allows a working fluid circulating through the pipe, inducing heat exchange with the ground formation. In this paper, a group of energy piles equipped with parallel U-type (5, 8 and 10 pairs) heat exchange pipes was constructed in a test-bed by fabricating in large-diameter cast-in-place concrete piles. In addition, a closed-loop vertical GHEX with 30m depth was constructed nearby to conduct in-situ thermal response tests (TRTs) and to compare with the thermal performance of the cast-in-place energy piles. A series of thermal performance tests was carried out with application of an artificial cooling and heating load to evaluate the heat exchange rate of energy piles. The applicability of cast-in-place energy piles was evaluated by comparing the relative heat exchange efficiency and heat exchange rate with preceding studies. Finally, it is concluded that the cast-in-place energy piles constructed in the test-bed demonstrate effective and stable thermal performance compared with the other types of GHEX.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.139-144
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• 2002

본 연구에서 열발생탱크, 모타, 로타와 스탯, 순환펌프, 열교환기로 구성된 풍력-열변환시스템을 제작하여 열교환에 미치는 몇 가지 요인에 대하여 시험하였다. 주요결과는 다음과 같다. 가. 풍력열교환시스템은 발열부, 구동부, 열교환부로 구성하였다. 나. 열교환성능시험에서 열교환에 미치는 요인은 유체주입량 3수준, 점성유체의 종류 2수준, 로타의 졸류 3수준, 로타와 스텟의 간격 3수준으로 정하여 열교환시험을 하였다. 다. SAS GLM procedure를 사용하여 열교환량에 대한 각 처리의 효과에 대해 조사해본바 유체주입량이 열 교환량에 가장 큰 영향을 미친다는 것을 발견했다. 라. 최고열교환량은 처리조건 R3 로타, 유체주입량 110 L, 로타와 스텟의 간격 17mm, A 오일에서 발생했으며 7,800 kcal/h 가 되었다. 마. 열 변환효율을 극대화하려면 열발생탱크의 직경보다는 높이를 크게 하고 유체를 최대 높이까지 주입하는 것이 바람직하리라 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.103-103
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• 2017

증발기의 형태에 따라 수치적 해석을 진행하면서 최적의 효율을 나타낼 수 있는 증발기를 설계하는 것이 중요하다. 증발기의 수치적 해석은 EES 프로그램을 이용하여 진행되었으며, 계산의 검증은 자사의 제품의 성능과 비교하면서 검증하였다. 증발기의 수치적 해석의 구성은 지배방정식과 연속방정식을 이용하여, 냉매의 총괄열전달계수, 관내외벽의 열전도율, 공기의 총괄열전달계수를 이용하여 총괄열전달계수를 계산하였으며, 총괄열전달계수를 이용하여 증발기의 열량을 계산하였다. 증발기의 수치적 해석과 자사 제품 5개의 제품과 비교하였고, 평균적으로 약 10%의 오차율을 보였다. 신뢰성이 확보된 계산식을 이용하여 Fin의 간격, 단위 질량유량, 열 교환 코일 길이, 풍량의 조건을 각각 변동시켜 증발기 열량 비교를 하며 경향성을 고찰하였다. Fin의 간격을 1mm에서 20mm으로 0.5mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 핀 간격이 좁으면 공기 유속이 빨라져 열 교환 효율이 낮아지며, 반대로 넓어지면 냉매 유량에 비해 공기 유량이 많기 때문에 열 교환 효율이 낮아진다. 열 교환 코일 길이를 500mm에서 2400mm으로 50mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 열 교환 코일 길이가 길어질수록 배관의 마찰력과 냉매의 온도 상승으로 인하여 공기 온도와의 온도 차이가 줄어들어 열 교환 효율은 낮아진다. 풍량을 20cmm에서 400cmm으로 10cmm 간격으로 변화 시켰을 경우, 일정 풍량 이상 올라가면 공기 유속이 빨라져서 열량이 낮아지는 경향을 보인다. 질량유량을 3g/sec에서 174g/sec으로 4.5g/sec 간격으로 변화 시켰을 경우, 질량 유량에 따라 비례적으로 열량이 높아지는 경향을 보이다가 일정 질량 유량 이상에서는 공기 풍량에 비해 냉매 유량이 많기 때문에 반비례적으로 열량이 낮아진다. 이처럼 증발기의 설계는 Fin 간격, 열 교환 코일 길이, 풍량, 질량유량 등을 복합적으로 고려하여 증발기 설계를 해야 하며, 저장고의 크기, 부하, 사용목적에 따라 최적화된 증발기를 설계하여야 한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1996.04a
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• pp.136-143
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• 1996

본 연구에서는 정유공정의 한 부부인 demethanizer의 core exchanger 주위 열교환기들에 대해 핀치설계법(pinch desgin method)을 이용하여 새로운 열교환망 합성을 수행하였다. 이로부터 초기에 설정했던 최소접근온도차가 총비용, 즉, 장치비와 에너지 비용에 결정적인 역할을 하는 것으로 확인되었다. 따라서, 본 연구에서는 이 총비용의 목표값이 최소가 되는 최적 최소접근온도차가 존재하고, 이로부터 열교환망 합성이 수행되어져야 최적의 열교환망 합성이 이루어져야 한다는 결론을 얻었다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.25 no.1
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• pp.131-148
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• 2015

The purpose of this study is to analyze and compare the heat transfer efficiency of using copper pipe, stainless pipe and traditional PE pipe commonly used for geothermal heat exchanger, with aims at seeking improved methods. In addition, the varying efficiency of heat transfer from ground heat and groundwater heat was assessed and its applicability was discussed. Design parameters for empirical field study were derived by controlling flow rate, velocity and caliber of pipes of the heat exchanger after the thermal efficiency of the heat exchanger material was evaluated. The heat exchange efficiency and effective thermal conductivity were measured with changing pattern through field thermal efficiency and thermal response test. Experimental results show that the metal material showed higher heat transfer efficiency than the PE pipe. Although the heat transfer efficiency was not high with the increase of the pipe diameter in the flow rate, it was high with the increase of the pipe diameter in the velocity.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.21 no.4
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• pp.42-46
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• 2017

As $CO_2$ emission with imprudent using fossil fuel, annual mean temperature of earth is increased in every year. Geothermal energy is inexhaustible energy resource to solve this problem. Heat pump performance and heat exchange efficiency of ground loop are important to distribute widely. Thus, this study are performed to increase heat pump performance and heat exchange efficiency of ground loop with dual expansion valves and spacer. As a results, COP of cooling & heating is obtained improvement up to 11.4% using dual expansion valves, and heat exchange efficiency is increased up to 17.5% using spacer. It will be reduced initial installation cost due to increasing heat pump performance and heat exchange efficiency of ground loop.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.2
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• pp.149-156
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• 2021

A kraft recovery boiler produces steam for power generation by the combustion of black liquor from the kraft pulping process. Since saturated steam became superheated in a superheater above the furnace, it is important to increase the heat exchange efficiency for the superheated steam production and power generation. A nose arch at the bottom of the superheater is important for blocking radiation from the furnace which causes corrosion of the superheater. But the nose arch is the main reason for creating a recirculation region and then decreasing the heat exchange efficiency by holding cold flue gas after the heat transfer to saturated steam. In this study, the size of recirculation region and the temperature of flue gas at the outlet were analyzed by the nose arch structure using computational fluid dynamics (CFD). As a result, when the nose arch angle changed from 106.5° (case 1) to 150° (case4), the recirculation region of flue gas decreased and the heat exchange efficiency between the flue gas and the steam increased by 10.3%.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.10
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• pp.4302-4307
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• 2011

Recently, various technologies for the fuel efficiency improvement are being developed. The purpose of this study is to evaluate the heat exchanging performance of a exhaust heat recirculation device and to propose a model with optimized performance. The device has been designed to warm up engine coolant as quickly as possible using wasted exhaust heat. To achieve these goals, heat transfer characteristics has been analyzed using CFD for the flow direction effect and in/out location effect of coolant. A method improving the effectiveness of heat exchange has been proposed. As a result, the highest efficiency in heat exchange was observed on condition that exhaust heat affects the coolant directly with a separate flow path between exhaust gas and coolant and that coolant flow rate is relatively low.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.167.2-167.2
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• 2010

본 연구에서는 지열 에너지원으로써 터널 내부 벽면의 항온성을 이용하여 터널 외벽에 텍스타일 형태의 열교환기를 설치하고 열적 거동을 평가하였다. 터널의 라이닝 부분에서는 여러 가지 요인에 의해 지하수가 터널 내부로 유입하게 되므로 지하수의 유무에 대한 열적 거동 및 유동액의 순환 속도에 따른 영향, 열교환 파이프 배열 형태에 따른 영향을 현장 시험 시공과 현장 열응답시험을 통하여 평가하고자 하였다. 또한 3-D 유한체적해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 숏크리트와 라이닝의 열전도도를 고려한 열교환기의 성능을 분석하였다. 수치해석 결과 열교환 파이프 주변에 지하수의 흐름이 존재할 경우 열전달이 상대적으로 더 원활히 이루어졌으며 순환속도가 빠를 때 보다 느릴수록 효율이 높게 나타났다. 또한, 파이프의 간격이 넓을수록, 파이프의 길이가 길수록 효율이 높게 나타났다. 라이닝 및 숏크리트의 열전도도가 증가함에 따라 에너지 텍스타일의 열전달 효율이 높게 나타났다. 현장 시험을 통해 비슷한 길이의 파이프가 사용된 경우, 파이프 배열 형태에 따라 수평형보다는 수직형 배열의 효율이 높게 측정되었다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.11 no.4
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• pp.258-263
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• 1979

A cylindrical focusing solar food dryer made with aluminum-laminated acryl film was demonstrated for the dehydration of agricultural product and its perfomance was analyzed with respect to the solar energy utilization and its scale-up technology. With one square meter reflector and a 74 cm copper pipe absorber, the heat exchange efficiency between air stream and absorber was 1.39 %. The installation of circular segment-baffle increased 33 % of the efficiency. In dehydration of radish-cut with this drier, 58 % of fuel consumption was saved. The relationship between reflector area and heat energy utilization was established for the scale-up purpose.