• 설비공학논문집
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• 제16권1호
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• pp.62-69
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• 2004

Thermoelectric module is a device that can produce cooling in a direct manner using the electrical energy. The purpose of this study is to investigate the performance of thermoelectric module and cooling system equipped with the thermoelectric module. The performance of a thermoelectric module is estimated using two methods; theoretical analysis based on one-dimensional energy equations and experimental tests using heat source, heat sink and brass conduction extenders. For the thermoelectric cooling system, the temperatures in the chamber are recorded and then compared with those of lumped system analysis. The results show that the cooling capacity and COP of the thermoelectric module increases as the temperature difference between hot and cold surface decreases, and there is particular current at which cooling capacity reaches its maximum value. The experimental results for the thermoelectric cooling system are similar to those of lumped system analysis.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.114-121
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• 1997

회전 열파이프의 열전달 성능은 액막 두께 및 증발부로 귀환되는 응축 액막 유동율에 의해 결정된다. 그 동안 응축액 유동율을 촉진시키기 위하여 용기 내벽에 groove, 테이퍼 및 나선형 코일을 삽입하여 유동율을 높이는 방법들이 연구되었다. 본 연구도 회전 열파이프의 내부 관벽 구조에 관한 것으로써 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프의 열전달 특성을 파악하고자 하였다. 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프는 고속 회전 영역에서 모서리 부분으로 액막이 집중되어 관 내벽에 형성되는 액막 두께를 줄일 수 있으나 증발부에서 국부적인 과열이 발생되어 불안정한 작동 상태를 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 개선방안으로 증발부에 부분적으로 원형관을 접합하였으며, 그 결과 dry-out의 억제와 함께 삼각 유동 단면에 의한 액막 두께 감소 효과를 볼 수 있었다. 회전체 발열부 냉각에 적용시키기 위해서는 앞으로 최적의 기하학적 형상에 따른 충전율 및 액막에서의 열전달에 대한 정량적인 해석 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.966-975
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• 1986

유한한 열전도율과 두께를 갖는 수평동심원관 내의 층류자연대류 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 동심원관 내에는 전도-대류가 복합되어, 전체-유체 경계면에서의 온도분포는 미리 알려져 있지 않다. Prandtl수를 0.7, L/D$_{i}$ = 0.8로 고정하고 각각의 Rayleigh수와 열전도계수의 비, 기하학적변수에 대하여 계산을 수행하였으며, 그 결과를 등온 수평동심원관의 경우와 비교하였다. Rayleigh수와 t/D$_{i}$가 클수록, 열전도계수의 비 K가 작을수록 열저도 효과는 강하게 나타났으며, 국소등가전도계수와 온도분포에 비하여 속도분포는 영향을 덜 받는다는 것이 밝혀졌다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.854-855
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• 2013

최근 국내 전력공급 문제에 따라 다양한 에너지절감형 기술과 제품이 연구되고 있다. 특히 국내 기준 전체 전력 소비량의 약 20%를 차지하는 조명분야에서는 기존 조명을 대체할 친환경, 고효율 LED 조명에 대한 기술이 대두되고 있다. LED 조명은 원리의 특성상 광효율과 비례하여 LED 접합부 온도가 상승하며 이는 광효율과 수명을 저하시킨다. 이에 다양한 방열기술이 LED 조명기술의 핵심이라 할 수 있다. 본 논문에서는 LED 모듈 접합부의 발열을 열전소자를 활용하여 열전발전 함으로써 에너지를 절감하고, 열회수를 통한 방열효과를 제공 하는 LED 조명을 제안한다.

• 태양에너지
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• 제13권2_3호
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• pp.91-106
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• 1993

유동층을 열교환기에 응용하기 위한 시도로 알루미나 입자를 유동입자로 하는 수직 이중관식 유동층형 열교환기에서 내관으로 평활관과 핀관(종형핀)을 사용하는 경우에 각각의 열전달효과를 비교, 검토하였다. 본 실험에서는 평균직경이 $0.41{\sim}0.77mm$ 범위의 4종의 알루미나 입자를 사용하였으며, 초기충진높이는 50mm($H_o/H=0.083$)에서 250mm($H_o/H=0.417$)의 범위로 하였다. 입자의 크기와 초기 충진높이 및 유동화속도가 열전달계수에 미치는 영향을 검토하고, 단상강제대류형 열교환기와 열전달효과를 비교한 결과, 평활관을 사용하는 경우에는 7.8배, 핀관을 사용하는 경우에는 12.9배의 전열증진효과가 있었다. 또 유동층에서는 유동화속도가 증가함에 따라 열전달계수는 최대값을 보인후 다시 감소하는데, 이때의 Nu수 및 Re수와 Ar수의 무차원 관계식을 구하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2846-2851
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• 2012

미세하게 분쇄된 폐타이어 분말(GTR)과 미발포 $Expancel^{(R)}$ 분말이 경질 폴리우레탄 발포체(PUF)의 열전도 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 마이크론 크기로 분쇄된 GTR과 $100^{\circ}C$ 이상의 온도 영역에서 약 40배 부피로 팽창 가능한 $Expancel^{(R)}$ 미세분말을 사용하였고 이들이 경질 PUF 생성 시의 발포 기핵제 역할에 의한 기포크기 감소효과 및 이로 인한 PUF의 열전도특성 개선 효과를 집중적으로 살펴보았다. 연구의 결과로서, GTR이 충전된 PUF 샘플들의 열전도도는 GTR 함량이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 현상을 나타내는 반면, $Expancel^{(R)}$이 도입된 샘플들은 농도에 따라 약간 감소하는 특성을 보여 주었다. 이러한 결과로부터 GTR은 PUF 생성에서 증량제의 역할이 상대적으로 우세하여 단열 특성에 기여하지 못하는 반면, $Expancel^{(R)}$은 분말의 표면극성으로 인한 발포 기핵 작용에 의하여 셀 크기를 감소시킴으로서 단열효과에 기여할 수 있는 것으로 생각되었다.

• 에너지공학
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• 제1권1호
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• pp.66-75
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• 1992

이중창의 열전달 성능을 수치해석과 실험적 방법을 통하여 조사하였다. 이중창 사이의 간격이 0.5cm에서 10cm사이의 실제적인 범위에서 이중창 사이의 간격이 작을 때에는 전도에 의한 열전달이 두드러졌으며 이중창 사이의 간격이 넓어지고 Rayleigh 수가 높은 영역에서는 대류에 의한 열전달이 크게 나타나 이중창 간격이 넓어진 이점을 크게 상쇄시켰다. 이와 같은 이중창 단열문제에 대한 보완책으로 이중창 중앙에 하나의 유리창을 더 설치한 3중창 경우에 대해 대류열전달 감소효과와 복사열차폐(radiation shield) 효과를 검토하였으며 또한 이중창 중간 높이에 스페이서(spacer)를 설치하여 대류유동 강도를 줄이는 방안 등에 대한 분석이 이루어졌다. 3중창을 사용한 경우에는 이중창에 비해 30-50%, 이중창에 스페이서를 설치한 경우에는 l0% 정도의 에너지 절약 효과를 기대할 수 있다.

• 한국진공학회지
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• 제14권3호
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• pp.153-158
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• 2005

순간 증착법으로 제조한 n형 $Bi_2Te_{2.4}Se_{0.6}$ 박막에 대하여 유효 평균 자유 행로 모델을 적용하여 박막의 두께가 열전 특성에 영향을 미치지 않는 임계 두께를 구하였다. 또한 열처리 전후 전자 농도 및 이동도의 변화를 조사하여 열처리에 의한 열전 특성의 변화를 역구조 결함과 관련하여 설명하였다. Seebeck 계수와 전기 비저항 모두 두레의 역수와 직선적인 관계를 보였으며, 이로부터 구한 평균 자유 행로는 $5120\AA$이었다. 열처리에 의해 전자의 이동도가 증가하였지만, 역구조 결함의 감소로 인해 운반자의 전자 농도가 현저히 감소하여, 결국 전기전도도가 감소하고 Seebeck 계수가 증가하였다 473k에서 1시간 동안 열처리한 Seebeck 계수와 전기전도도는 각각 $-200\;\mu V/k$와 $510\omega^{-1}cm^{-1}$이었다 또한, 열처리에 의해 열전 성능 인자가 상당히 향상되어 $20\times10^{-4}\;W/(mK^2)$를 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권2호
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• pp.17-21
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• 2017

본 연구에서는 수평형 열전 냉각 소자의 열전 냉각 성능 극대화를 위해 모사 해석을 수행하였다. ANSYS Workbench의 Thermal-Electric 프로그램을 활용한 모사 해석을 진행하였으며 해당 프로그램은 열전 효과에 초점이 맞춰 있어 보다 정확하고 효과적인 모사 해석이 가능하다. 수평형 열전 냉각 소자는 n-type의 $Bi_2Te_3$와 p-type의 $Sb_2Te_3$ 및 Au 금속 전극으로 가정하였으며, Joule 발열이 소자 중앙 하부에서 발생되는 것으로 가정하였다. 모사 해석을 통해 최대 $13^{\circ}C$의 냉각 효과를 확인하였으며, 이런 기하학적인 변수들로부터 냉각 성능을 최적화 할 수 있는 디자인을 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권1호
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• pp.72-79
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• 2017

극한지 천연가스 배관의 운전온도 범위는 가스 공급을 최적화하고 운전동안 극한지 환경에 대한 충격을 최소화하기 위해 기본적으로 제어되어야 한다. 배관에 흐르는 가스의 온도는 Joule-Thomson 효과와 배관과 토양의 열전달에 의존한다. 따라서 본 연구에서는 매설 천연가스 배관의 열전달과 Joule-Thomson 효과를 상세히 고려하였다. 토양온도는 $0{\sim}-20^{\circ}C$, 총괄열전달계수는 $0{\sim}5.5W/m^2K$로 가정하였다. 토양온도와 총괄열전달계수 변화에 따른 배관 길이방향의 가스온도 변화와 압력손실을 동시에 계산하였다. 또한, 본 연구에서는 HYSYS 프로그램을 사용하여 토양온도와 총괄열전달계수에 따른 상변화와 하이드레이트 생성을 예측하였다.