• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.105-113
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• 2001

지구환경문제와 에너지문제를 해소하는 한 방법으로서 Vuilleumier 사이클 기관(VM)을 이용한 공조기형 열구동형 히트펌프시스템(VMHP)이 각광을 받고 있다. VMHP의 제작에 있어서는 VM의 각 부분의 이론적 검토 및 최적설계를 위한 해석프로그램의 개발이 필수적이고 최적설계를 위한 설계 기본서의 도출 및 설계자료의 확보가 필요하다. VMHP의 상세한 성능해석이나 설계에 활용 가능한 성능해석프로그램을 개발하였다. 해석은 VM의 시스템의 각 부분을 11개 부분으로 나누어 단열모델해석으로 수행하였다. 열교환기에서의 열전달 성능과 재생기손실, 열전도손실, 셔틀손실, 유동에 의한 압력손실과 열압축측과 열펌프측 사이의 마찰손실, 피스턴실 및 로드실의 마찰손실을 고려한 해석을 수행하였다. 해석에 의한 계산치의 정확성을 본 해석결과를 이용하여 제작한 시험기에 의해 비교하였다. 계산치와 시험기에 의한 전체성능을 비교하였고 또한 각각의 손실에서 고유한 파라미터를 추출하여 그 파라미터의 변화에 따른 열손실 전체의 변화 정도를 파악하여 실험치와 계산치의 정상적인 비교로부터 성능해석의 정도를 비교하였다. 비교결과에 의해 난방능력은 8%, 냉방능력은 19%의 최대오차로서 본 해석결과가 VMHP의 설계를 위해 유용한 수단으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.4 s.48
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• pp.235-242
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• 2006

This study experimentally investigates the performance improvement of the heat pump by adopting the hot gas bypass method and using the internal heat exchanger according to the automatic defrost test conditions of ISO 5151 This study compares the hot gas bypass method with the time step method, and investigates effect on outdoor coil fan speed when the hot gas of compressor outlet enter outdoor coil inlet after the frost formation. The tests were made for the fan speeds of the outdoor coil controlled at 90, 60 and 30% of the normal speed together with the case of the stationary fan. The performance of the heat pump is evaluated by variables such as COP, heat capacity, and the average COP during the 210 minutes heating mode. Results show that average COP of the hot gas bypass mettled is $2.2{\sim}6%$ higher than that of the time step method. When the outdoor coil fan speed is 60% (780 rpm) of the normal speed, it shows the best COP and heating capacity.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.32 no.2A
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• pp.109-116
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• 2012

The dynamic properties of lead rubber bearings, which are used as isolator, are dependent on the main rubber's dynamic behaviors and nonlinear qualities. Rubber materials tend to undergo an aging process under the influence of mechanical or environmental factors, so they can end up inevitably facing damage. A main cause of such aging is known to be oxidization, which occurs through the heat of reaction at high temperatures. Accordingly, in this study an accelerated thermal aging test was carried out in order to compare the characteristic values of the bearings with each other before and after thermal aging occurs. As a result of this experiment, it was found that a thermal aging phenomenon could have an effect on shear stiffness, energy absorption, and equivalent damping coefficients. Furthermore, a decline in the dynamic properties of the lead rubber bearings by means of the thermal aging process was applied to an actual bridge and the effects of such thermal aging on the seismic performance of the bridge were also compared and analyzed based on numerical analysis. As a result of this analysis, it was found that the changes in the basic properties of the lead rubber bearings have a minor effect on the seismic performance of bridges.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.9
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• pp.4197-4203
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• 2013

In order to investigate the heating performance of multi-heat pump applying an inverter compressor, the experiment on heat pump with 3 indoor units was performed under the heating standard and heating low-temperature conditions. The performance data of heat pump with 3 indoor units were measured by the multi-psychrometric calorimeter. The operation characteristics and the behavior of the refrigerant cycle of the heat pump with 3 indoor units were understood from the heating capacity, heating COP, and P-h diagram by indoor-unit combination. The present experimental results show that the operating load and performance of the multi-heat pump depends on the indoor-unit combination. The heating capacity and heating COP of the low temperature condition were smaller than those of the standard one. Also the refrigerant cycles on indoor-unit combination were analyzed by using P-h diagram.

• 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.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2006.06a
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• pp.1238-1243
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• 2006

최근 열펌프 시스템 설치가 해마다 평균 10-30% 정도 꾸준히 증가하고 있다. IEA HP Annex 28, 29('열펌프 성능평가 기술', '열펌프 시장 현황 현안')등 국제공동연구를 통한 꾸준한 지열원 열펌프 시스템 응용분야의 발전은 기존의 지열원 시스템에 비해 비용과 더불어 보다 많은 에너지 절감효과를 가져왔다. 지열기술의 성공적 사용여부는 기술의 견실함, 설계기술의 개발, 기반시설설치, 히트펌프와 부품제조업자의 반응에 기인한다. 최근 주요 연구동향은 토양열전도 측정, 지열히트펌프 시스템 전주기 성능평가, 하이브리드 시스템의 초기비용 절감과 이러한 열펌프 시스템 설계방법분야 개발에 대해 초점이 맞춰지고 있다. 본 기술현안 보고서는 최근 국내외 연구동향을 정리하여 본다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1644_1645
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• 2009

본 논문은 비정상 시계열 예측을 위한 다중모델 퍼지 시스템과, 제안된 시스템의 최적화를 위한 유전 알고리즘의 응용을 다룬다. 일반적으로, 퍼지 예측시스템의 성능은 비선형 데이터가 가지고 있는 다양한 패턴이나 법칙성, 경향 등을 잘 분석하고 시스템에 반영함으로써 개선될 수 있다. 따라서, 본 논문은 원형 시계열의 특성을 보다 잘 반영할 수 있는 그들의 차분데이터를 시스템에 적용하며, 생성 가능한 차분 데이터들 중 원형 시계열의 특징에 가까운 일부를 추출하여 다중모델 퍼지 예측 시스템을 구현함으로써 다양한 원형시계열의 패턴이나 법칙성 등이 고려될 수 있도록 하였다. 다중 모델 퍼지 시스템의 각각의 예측기에는 구조가 간단한 k-means 클러스터링 기법을 적용하여 구현의 용이성을 꽤하였으며, 성능평가를 통해 선택된 최종 예측기는 RCGKA(real-coded genetic k-means clustering algorithms)를 통해 더욱 최적화된 규칙기반을 가지게 함으로써 예측성능이 개선될 수 있도록 하였다. 본 논문에 사용된 최적화 기법인 RCGKA에는 또한 성능이 우수한 다양한 유전연산자를 도입하여 더욱 예측기 성능이 강화될 수 있도록 하였으며, 시뮬레이션을 통해 제안된 예측시스템의 효용성을 증명하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.24-25
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• 2000

실제 추진기관에서 비추력 성능에 미치는 열/유동현상은 이상 유동(ideal flow)과는 달리, 추진기관의 특성에 따라 다양한 열/유동손실이 나타나며, 연소시험 시에는 이러한 성능 손실 인자들이 복합적으로 작용하여 나타나는 추력이 측정된다. 따라서 임의의 추진기관을 새롭게 성능 설계할 때에 부딪히는 문제중의 하나는 추력 손실 양을 정량화 시키는 일이다. 그런데 고체 추진기관은 복잡한 물리적인 현상들이 복합되어 작동되기 때문에 lump parameter로 간단히 추력 손실을 예측하는 것은 매우 어려운 일이다.(중략)

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2002.04b
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• pp.1317-1320
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• 2002

네트워크에서 실시간으로 통신 트래픽의 변화량을 감시하고 시계열 분석을 이용해 변화량의 추이를 모형화한다. 트래픽의 변화량을 모형화하게 되면 트래픽에 대한 예측이 가능하게 되므로 트래픽 예측을 이용하여 성능관리를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 실시간 트래픽을 이용한 성능관리 시스템에 대해 다룬다. 기존의 성능관리 시스템은 SNMP를 이용한 MIB-II 정보를 바탕으로 하는 분석 방법으로 이는 누적 데이터를 기본으로 하는 관리 방법으로 이상 징후의 판단이 즉각적이지 않았고 또한 모니터링을 수행하기 위해서는 통신 트래픽의 증가를 가져왔다. 대부분의 성능관리 시스템은 단순히 망에서의 트래픽이나 에러율 등을 관리자에게 보고하는 데 그치고 있어 능동적인 성능관리가 이루어지지 않는다. 따라서, 본 논문에서는 실시간 트래픽 감시를 위해 네트워크에 들어오거나 나가는 트래픽의 양을 측정하여 분석하고, 이 정보를 바탕으로 특정 시점 이후의 트래픽 추이를 모형화하여 미래의 트래픽 양을 예측하고, 예측된 정보를 바탕으로 하는 성능관리 시스템에 대해 연구한다. 예측 알고리즘으로는 시계열 분석을 통해 시계열 자료의 예측을 가능하게 하는 알고리즘으로 설계한다. 이 성능관리시스템을 바탕으로 망 관리자가 전체 통신 네트워크의 부하 상태를 예측하여 신속하게 대응을 할 수 있다.