• 에너지공학
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• 제8권1호
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• pp.181-188
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• 1999

재료의 표면을 pulsed laser로 가열할 때, 유한한 두께를 가지는 반무한 평판의 온도분포를 해석하여 열확산계수, 재료의 두께, 열원의 주기, 그리고 열원의 반경이 온도분포에 미치는 영향을 알아보았다. Pulsed laser에 의하여 가열되는 불투명 고체의 시간에 따른 온도는 전체적으로 증가하지만 열원의 주기와 동일한 주기를 가지고 일정한 온도차를 가지는 전체온도와 평균온도의 차, Tac가 존재한다. 열확산계수가 증가하면 재료 내부로 에너지의 확산이 활발하기 때문에 Tac는 커진다. 재료의 두께가 열확산길이보다 얇은 경우에는 두께변화에 따라서 온도가 민감하게 변하지만, 열확산길이보다 재료의 두께가 두꺼울 때는 두께의 변화에 관계없이 거의 일정한 온도가 나타난다. 열원의 단속주파수가 증가하면 한 주기당 에너지가 작아지므로 Tac의 크기는 작아진다. 열원의 반경이 커지면 단위면적당 에너지가 감소하므로 Tac의 크기는 삼각파, 싸인파, 사각파 순으로 크게 나타난다. 따라서 열원의 파형을 측정하여 이를 적용하는 것이 바람직하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.194.1-194.1
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• 2011

본 연구에서는 지열히트펌프 시스템의 열원으로써 지열이외에 건축물의 미활용 에너지라고 할 수 있는 상수도의 에너지를 활용하여 지중열교환기의 천공길이를 줄이는 것이 주요 목적이며, 또한 건물의 미활용에너지를 냉난방에너지원으로써 이용 가능한 것을 보여주는 것에 있다. 실험은 4인 가족기준으로 3RT 용량의 히트펌프를 설치하고 인당 평균 177 liter/day 기준으로 하루에 약 710 liter/day의 물을 사용하는 것으로 가정하였다(환경부 2007년 상수도 통계값). 시간당 가정내에서 사용하는 물량은 일정하지 않아 일일 8시간 사용하는 것으로 하여 약 1.5 LPM 으로 실험하였다. 저수조의 크기 및 지열 히트펌프의 열원으로써 사용가능한 열량을 계산하기 위해 CFD 시물레이션을 수행하였다. CFD의 결과 상수도를 급수하기 위한 저수조의 크기는 $2m^3$로 결정하였으며 이때 열원으로써 사용가능한 열량은 약 0.7RT였다. 48시간의 실험기간 동안 저수조를 통해 얻은 열원은 0.6RT 였으며 100m의 지중열교환기를 통해 얻은 열원은 2RT 였다. 히트펌프 자체의 난방 COP는 평균 4.2를 나타내었으며 펌프등의 소비전력을 포함한 System COP는 4.0 나타내었다. 이번 연구를 통해 건물의 미활용에너지인 저수조의 물을 이용하여 지열히트펌프의 열원으로써 이용 가능하며 기존의 지열히트펌프 시스템대비 천공길이 단축, 시공비 저감이 가능한 것을 볼 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제3권3호
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• pp.197-205
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• 1991

A numerical study has been performed to investigate two dimensional natural convection heat transfer in a rectangular enclosure with heat sources of constant temperature at the bottom. Calculations were made for various dimensionless heat source lengths, W/L=0.1-0.5, and positions of heat sources at $Gr=2.57{\times}10^6$, Pr=0.71 and Ks/Kf=28.98. For various positions of heat sources, the maximum local Nusselt numbers generally show X=0.81-0.85 at the bottom and X=0.23 at the top. For various dimensionless heat source lengths, the maximum local Nusselt numbers at the bottom show W/L=0.4 for one heat source, W/L=0.2 for two heat sources with fixed centers, W/L=0.5 for two heat sources with moved centers. Finally the maximum heat transfer at the bottom exhibits in condition of W/L=0.4 for two heat sources with moved centers.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.25-34
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• 2018

본 논문은 세탁물 건조기의 고효율과 건조성능 향상을 위한 탄소나노섬유의 열원(히팅모듈)을 설명하였고, 이 열원의 적용 가능성을 평가하는데 집중하였다. 제안된 히팅모듈의 설계를 위해, 탄소나노섬유램프의 표면온도와 표면온도분포특성에 관한 실험이 수행되었다. 그 램프의 표면온도는 램프에 흐르는 전류의 증가와 함께 선형적으로 증가하였고, 그 램프의 길이가 짧을수록 증가하는 패턴을 보였다. 제안된 히팅모듈은 건조효율, 세탁물의 수분증발률, 건조동작 중 드럼의 내부온도를 기반으로 평가되었다. 건조효율은 KS C 9319의 기준인 45%를 충족하였고, 수분증발률과 드럼의 내부온도는 각각 98.88%와 평균 $61.1^{\circ}C$로 S사의 제품과 대등한 건조성능을 보였다. 그 평가와 실제 건조실험 결과로부터, 제안된 탄소나노섬유램프 히팅모듈은 건조효율과 건조성능의 측면에서 세탁물 건조기의 열원으로 적용 가능할 것으로 판단되며, 높은 온도의 열원, 우수한 발열량, 원적외선 방출에 의한 건조성능의 향상과 세탁물의 살균효과를 얻을 수 있다. 추가적으로, 그 건조기들 사이에 건조효율 성능차이가 열원의 소비전력을 기반으로 상세히 분석되었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.20-27
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• 2009

The effect of borehole thermal resistance on the borehole length is studied. In performing this work a new concept BLRR(borehole length reduction rate) is developed based on the line source model. The solution of line source model is shown to be valid through the comparison with the data of thermal response test. It is shown that BLRR is a function of soil thermal conductivity(k) and borehole thermal resistance($R_b$). The value of BLRR increases with increasing k, which means reducing $R_b$ is more effective when k is high. The reduction of borehole length with change of $R_b$ is easily estimated with BLRR. The validity of BLRR is also examined with EED analysis.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.218-218
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• 2016

실린더 형태의 유전체 관에 나선형으로 도전체 안테나를 설치하는 타입의 유도 결합 플라즈마원은 간단한 구조로 화학 조성 분석용부터 나노 분말 제조, 반도체용 식각/증착, 표면 처리, 자동차 및 일반 산업 부품용 증착 보조원등으로 널리 사용되고 있다. 고밀도 라디칼/이온의 공급을 위해서 투입 전력을 증가시키는 경우 높은 전력 밀도로 인해서 유전체 관에 인가되는 열응력이 대기압 및 관 고정용 구조물에 의한 구조 응력에 더해져서 파손에 이르는 경우가 발생될 수 있다. 실제 실린더 길이 전체를 안테나 코일로 감는 경우에도 플라즈마 발생 밀도가 높은 지역은 중심 일부 영역에 국한 되는 공정 영역도 있어서 이에 대한 분석이 필요하다. CFD-ACE+를 이용하여 플라즈마의 생성, 냉각수의 열전도, 외부 공냉식 팬의 역할등에 대해서 수치 모델을 작성하여 검토하였다. 나선형 냉각코일의 경우 냉각수량을 일정값 이상으로 증가시키는 경우 유속이 지나치게 빨라져서 열원이 있는 내경쪽 표면에서 열전도가 유속에 비례해서 증가하지 못하는 단점이 발생할 수 있으며 냉각팬의 경우 일반적으로 장치 내부에 대해서만 모델링을 하는 데 실제로 전체 시스템의 주변에서 공기의 흐름을 넓게 해석해야 실제 냉각 효과를 파악할 수 있다. 심한 경우 냉각용 공기 흡입구와 토출구의 간격이 좁아서 열원에 의해서 가열된 공기의 상당량이 다시 냉각용 공기 흡입구로 재순환 되는 경우도 발생하기 쉽다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.793-799
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• 2016

폐열을 열원으로 사용하는 저온형 개질기는 하이브리드 연료전지 시스템의 효율향상을 위해 사용되고 있다. 저온형 개질기의 경우 저온의 열적상태에서 높은 열전달 효율을 내는 것이 중요하며, 이를 위한 형상 최적화의 과정이 필요하다. 본 연구에서는 제한된 열공급 상황에서 개질기의 형상인자 변화에 따른 온도 및 반응특성을 전산해석을 통하여 알아보고자 하였다. 해석결과 저온형 개질기의 반응이 활발히 일어나는 영역은 온도가 높은 후단에 제한되는 현상을 보여 고온형 개질기와의 차이를 나타내었다. 또한 개질기의 기체공간속도(Gas hourly space velocity, GHSV)를 감소시키거나 열전달 면적을 증대시킴으로써 효율을 향상 시킬 수 있음을 확인하였고 종횡비에 따른 해석을 실시한 결과 저온형 개질기의 경우 길이방향보다는 반경방향의 열전달을 증대시키는 방법이 효과적임을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제26권6호
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• pp.263-268
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• 2014

Eskilson's g-function, a well-known geothermal heat response factor, is widely used for sizing of the ground heat exchangers. Unlike the Eskilson's original model that uses common temperature boundaries for all boreholes and along the borehole height, an analytical-solution-based g-function uses a uniform heat transfer rate over the height with variable heat transfer rates for respective boreholes. To evaluate the impact of such a boundary difference on g-function and the design length, a simple case study was carried out on the cooling-dominant commercial buildings. The results show that the design lengths given by the boundary of uniform heat transfer rates are longer than those given by Eskilson's boundary for all cases tested. The difference in length is more important when the bore field is composed of more boreholes with shorter length of each borehole.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제31권1호
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• pp.9-14
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• 2002

산업의 발전에 따른 도시화의 영향으로 대도시에서는 가용공간을 확보하기 위하여 건물의 고층화와 지하공간의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 최근 증가추세에 있는 초고층주상복합건물, 초고층아파트는 건물의 높이가 증가함으로 인하여 건축공사비의 증가는 물론 설비적인 측면에서는 저층부의 수압이 상승 하여 높은 수압과 수격작용(water hammer)에 대한 배관 및 기기의 내압강도와 안전대책이 요구된다. 또한 건물의 초고층화로 인하여 열원에서 공조기까지, 공조기에서 실내기기까지의 수직거리 (vertical distance)가 길어지게 되어 연장된 공조덕트 및 배관 의 길이로 인해 반송동력비의 상승에도 큰 영향을 미치게된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기기 및 재료의 선정시 내압을 고려하거나 기기의 적정배치와 조닝(zoning)을 통해 상기의 문제점을 해결하는 방법을 적극 채용하고 있다. 하지만 보다 근본적인 문제해결 방법으로 건물의 층고저감에 의한 건축공사비 및 연 간운전비의 절감을 통한 건물에서의 소비에너지량 감소로 부존자원이 부족한 우리나라의 에너지수급정책에 기여하여야 할 것이다. 본 고에서는 건축물의 층고저감 효과를 얻을 수 있는 공조시스템에 대해 전반적으로 기술하고자 한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.235-238
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• 1998

파이프의 양 끝단에 심한 온도구배가 형성될 때 음향이 발생한다는 사실은 이미 알려진 사실이다. 본 연구는 열구동식 열음향냉동기를 구현하기 위해서 1단계로 열원에 의한 음향발생을 달성하고자 했다. 이를 위해 1/4 파장의 열음향 발생장치를 설계 및 제작하여 실험에 사용하였다. 열음향 발생기는 직경 3cm, 길이 16cm의 공명관에 가열부, 박판집적체, 고온부 및 저온부의 열교환기로 구성되며 발생음의 기본주파수는 520Hz로 설계하였다. 고온부를 38$0^{\circ}C$로 가열한 결과 열음향발생기의 개구부로부터 1m 떨어진 곳에서 최초 음압측정값이 약 112dB, 음향출력으로 약 1와트에 해당하는 값을 얻었다. 박판집적체에 급격한 온도구배가 형성되면서 주변의 기체가 자발적인 진동을 하여 형성된 음향동력중 일부는 공명관 벽에 흡수되고 일부는 열교환기에서 점성에 의해 소산된다. 따라서 실제로 음향으로 변하는 부분은 이들을 감한 부분인데 실험결과 약 53%의 음향 생성효율을 달성했으며 이는 스위프트 등이 얻었던 결과보다 우수하다.