• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.238-243
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• 2011

인버터형 가변속 압축기를 사용한 냉각기를 최적으로 제어하기 위한 선행 연구이며, 외기온도를 변화 시켰을 경우 압축기의 회전수 변화와 전자팽창밸브의 개도 변화가 전체 시스템에 미치는 영향에 대해 실험적으로 규명하였다. 외기온도 $35^{\circ}C$와 외기온도 $30^{\circ}C$의 30Hz에서는 제어 시 피해야할 영역으로 판단됨을 확인할 수 있었으며, 압축기 회전수 제어로 인한 용량 제어범위는 외기온도 $35^{\circ}C$에서의 약 43~100%, 외기온도 $25^{\circ}C$에서는 46~100%, 외기온도 $10^{\circ}C$에서는 48~100%로 외기온도가 낮아질수록 용량제어범위는 작아짐을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.688-696
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• 2016

본 연구에서는 하절기 서중 온도조건이 80MPa 고강도콘크리트의 특성에 미치는 영향을 검토한 것으로 외기온도조건 $20^{\circ}C$, $30^{\circ}C$, $40^{\circ}C$에서 슬럼프플로, 충전성, 응결시간, 수화열 및 압축강도 발현 등의 특성을 평가하였다. 실험결과 온도 조건별 고강도콘크리트의 슬럼프 플로와 500mm도달 속도 및 경시변화는 외기온도 $20^{\circ}C$기준으로 온도가 $10^{\circ}C$ 상승시마다 외기온도 상승의 영향으로 급격한 슬럼프로스발생 시점을 약 30분 정도 앞당기는 것으로 나타났다. 응결시간은 외기온도 $20^{\circ}C$의 경우 초결 7시간, 종결 12시간으로 나타났으며, $30^{\circ}C$에서는 초결 1시간, 종결 3시간, $40^{\circ}C$에서는 초결 2시간, 종결 5시간정도 단축시키는 것으로 나타났다. 또한 외기온도 조건에 따른 고강도콘크리트의 수화발열 특성은 외기온도 $20^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$에서는 최고온도 발현시간과 타설 깊이별 최고온도 등이 유사하게 나타났으나 외기온도 $40^{\circ}C$에서는 최고온도 발현시간이 약 4시간 빠르게 나타났으며, 타설 깊이별 최고온도는 평균 약 $12^{\circ}C$정도 높게 나타났다. 이와 같이 서중환경에서 제조, 시공되는 고강도콘크리트는 외기온도 조건에 따라 굳지 않은 콘크리트의 유동성, 충전성 및 경시변화 등의 특성이 상이하므로 외기온도의 영향을 고려한 작업성, 수화열에 의한 온도균열, 강도발현 특성 등의 검토를 통한 품질관리가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4253-4259
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• 2015

본 연구에서는 자연외기를 활용하여 건물의 에너지절약을 위한 외기냉방제어 시스템에 대하여 다양한 제어방법에 따른 제어특성 및 에너지 소비량에 미치는 영향에 관해 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 연구 방법으로는 TRNSYS 프로그램을 활용하여 시스템 해석 모델링을 수행하였으며, 외기 냉방을 하지 않은 경우와 기존의 외기냉방 제어방법들을 적용하였을 경우에 대해 제어성능에 대한 비교 분석이 이루어졌다. 연구 결과로 외기온도 변화에 따라 적절한 외기도입 온도조건을 선정하는 것이 에너지 절감에 효과적이며, 외기와 환기온도를 비교하여 온도제어하는 방법이 에너지 절감효과가 가장 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제8권1호
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• pp.159-165
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• 1999

복합화력 발전플랜트의 운전에서 특히 하절기의 첨두부하시에 외기온도의 상승으로 인한 가스터빈의 출력 감소를 해결하기 위한 방법으로 LNG 연료가 보유하고 있는 냉열을 이용하여 압축기로 유입되는 공기 온도를 감소시키는 냉각시스템의 개념을 개발하고자 복합화력 발전플랜트에 대한 설계점 및 외기온도 변화에 대한 탈설계점 모델링 연구를 수행하였다. 대상 프랜트는 940 MW 서인천 복합 발전플랜트 모듈의 단위 블록을 선택하였으며 발전플랜트 전용 해석코드인 GateCycle을 이용하여 가스터빈과 증기사이클의 주요 기기 들에 대한 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 결과를 대상플랜트의 시운전결과와 비교하여 모델의 적정성을 검증하였다. 출력, 효율, 온도 및 유량 등 주요 설계인자들이 최대 ~1.3%의 상대오차 범위 안에서 만족할 만한 신뢰도를 갖는 것을 확인하였다. 탈설계점 성능해석은 본 논문과 관련한 연구의 주목적인 LNG 냉열에 의한 유입공기 냉각시스템 설계시의 경계변수인 외기온도 증가에 대한 각 사이클의 특성변화를 대상으로 하였다. 종합적으로 외기온도가 증가하면 압축기로 유입되는 공기의 양과 이에 대응하는 소요 연료량이 동시에 감소하므로 연소에 따른 가스터빈의 팽창비가 감소한다. 이로 인하여 외기온도 증가시에 가스터빈 출력감소율은 0.5%/$^{\circ}C$로서 배기가스를 이용하는 증기사이클의 출력감소율 0.2%/$^{\circ}C$에 비해 민감하므로 가스터빈 유입공기의 냉각시스템의 설계는 복합화력발전 플랜트의 효율 향상에 크게 기여할 것으로 예상된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1027-1031
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• 2014

외기냉수냉방 시스템은 공조나 산업공정에 사용되는 냉수를 저온의 외기를 이용하여 냉각하는 시스템으로 에너지를 절감하기위해 사용되며, 냉각시스템과 외기와 냉수가 열교환을 하는 드라이쿨러로 구성되어있다. 외기냉수냉방 시스템은 지속적인 냉방이 필요한 곳에 에너지절감효과가 뛰어나나 국내의 경우, 외기냉수냉방 시스템에 설계 기준과 자료가 미비하다. 따라서 본 연구에서는 상용프로그램 HYSYS를 이용하여, 드라이쿨러를 이용한 외기냉수냉방 시스템의 요소변화에 따른 성능을 비교 분석했으며 그 결과는 다음과 같다. 드라이쿨러의 냉각능력은 외기온도, 요구냉수온도, 열교환기의 LMTD (Logarithmic Mean Temperature Difference, 대수평균온도차)에 따라 변한다. 드라이쿨러는 외기온도가 낮을 수록 그 냉각능력이 증가하며, LMTD가 낮은 드라이쿨러가 LMTD가 높은 것에 비하여 고온의 외기온도에서 사용이 가능하였다. 외기온도가 극히 낮은 지역에서는 글리콜이 함유된 부동액을 사용해야하며 국내의 외기온도를 고려하였을 때, 글리콜농도 34%의 부동액이 적절한 것으로 판단된다. 냉동기에 적용될 작동유체의 경우, R22, R134a, R407C의 압축일을 비교했으며, R134a가 환경관련 규제와 에너지 사용측면에서 우수한 냉매로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권12호
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• pp.881-889
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• 2019

가스터빈 이차 유로의 프리스월 시스템은 터빈의 효율을 높이고 소재의 수명을 연장하기 위해 설치되는 냉각 장치이다. 본 연구에서는 프리스월 시스템의 설계점을 기준으로 가스터빈 외기 온도와 터빈 부하 변화에 따른 탈설계점 분석을 수행하였다. 탈설계점에서 내부 유동의 특성을 분석하기 위하여 유량계수와 단열계수를 비교하였다. 터빈 부하 증가에 따라 시스템 내부 냉각 공기의 체적 유량이 증가하였고, 단열계수 또한 20% 터빈 부하와 비교하여 100% 터빈 부하에서 30.46% 상승하였다. 외기 온도가 증가할수록 질량 유량과 냉각 공기의 밀도는 감소하였지만 체적 유량은 상승하였으며, 결과적으로 프리스월 시스템 내부의 냉각 성능은 향상되었다. 프리스월 시스템 출구에서 -20℃ 외기 온도와 비교하여 55℃ 외기 온도의 단열계수는 14.82% 향상되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5877-5884
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• 2014

최근 기후변화와 기상이변 등으로 동절기에 더욱 가혹한 기상 조건이 자주 보고되고 있다. 그러나, 철도차량의 난방용량은 이렇게 극도로 추운 기후환경에서는 객실을 난방하기에 충분하지 않은 경우가 많으며, 이는 난방에 대한 승객의 민원을 야기하는 주요 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 외기 온도와 난방 출력이 객실 온도에 미치는 영향을 알아봄으로써 차량의 난방용량에 따른 운행 가능한 외기온도를 실험적으로 도출하고자 하였다. 실험방법으로는 우선 시험용 철도차량을 대형 기후환경 챔버에 넣고, 다양한 외기온도조건을 모사하였다. 난방 장치 출력의 영향은 난방 장치의 출력을 변화시키면서 객실의 온도를 측정하여 조사하였다. 외기온도가 $-10^{\circ}C$인 조건에서는 난방기의 출력을 최대로 한 경우에도 객실의 평균 온도는 $14.0^{\circ}C$에 불과하여, 동절기의 객실온도 최소 요구조건인 $18^{\circ}C$보다 훨씬 낮았으나, 외기 온도가 $0^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$인 경우의 객실온도는 각각 $26.1^{\circ}C$와 $34.0^{\circ}C$였다. 내삽법으로 계산한 결과 객실 내부 온도를 $18^{\circ}C$ 이상으로 유지할 수 있는 최저 외기온도는 $-6.7^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 객실 내부에서의 수직 온도 차이는 난방기 출력이 높을수록, 외기온도가 높을수록 커서 10 K 이상 차이가 나는 경우도 있었다. 그러나, 수평 온도 차이는 난방기 출력이나 외기온도에 무관하게 최대 2 K 이하로 매우 낮게 나타났다. 따라서, 우수한 난방성능을 확보하기 위해서는 수직 온도 차이를 줄이는 것이 중요함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권1호
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• pp.35-41
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• 2016

지열 히트펌프 시스템에서 히트펌프 등 시스템 구성 요소의 에너지 소비량을 효율적으로 관리하면, 냉난방 성능을 더 높일 수 있다. 본 논문은 외기온도 제어 방식이 지열 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 분석 결과를 현재 국내에서 주로 적용하는 제어 방식(Control-A)과 비교하였다. 이를 위해 상용 소프트웨어(TRNSYS 17)를 이용하여 가상 지열 시스템의 모델을 구축한 후, 시뮬레이션을 수행하였다. 외기 온도 제어 방식(Control-B)은 버퍼 탱크의 온도를 외기 온도에 따라 제어하기 때문에, 간절기 때 효과적이었다. 기존 제어 방식과 비교했을 때, 외기 온도 제어 방식은 히트펌프 전력 소비량을 7.7%(147 kWh 절감) 그리고 순환펌프 전력 소비량을 7.5%(28.1 kWh 절감) 줄일 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1123-1126
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• 2010

본 연구에서는 외기온습도에 따른 히트펌프 칠러의 난방성능을 조사하고자 하였다. 난방표준 온도조건에서 건구온도 및 습구온도 변화에 따른 히트펌프 칠러의 난방능력과 COP를 획득하기 위하여 항온항습 챔버와 항온수조를 사용하였다. 실험은 건구온도 $7^{\circ}C{\sim}17^{\circ}C$, 상대습도 67%~87%에서 수행하였다. 외기온도가 증가함에 따라 난방능력은 약 27%, COP는 약 28% 증가하였지만, 상대습도 증가에 따른 난방능력과 COP의 변화는 거의 없었다. 따라서 난방운전 시 건구온도의 영향은 크고, 상대습도의 영향은 미미함을 알 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1996년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.77-80
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• 1996

우리나라에서 피크부하용으로 사용하는 복합발전이 하계시에서 외기온도가 상승함에 따라 실제로는 정격출력을 내지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 연료(LNG)의 냉열을 이용하여 가스터빈의 연소용공기를 냉각시킬 경우, 복합발전 시스템의 성능변화를 분석하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 LNG의 냉열을 이용하여 연소용공기를 원하는 온도까지 냉각시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 연소기로 연료를 투입하기전에 설계온도까지 예열시키는 열교환기를 통해 배기가스에 함유된 현열을 더욱 많이 회수하면서, 가스터빈 투입연료의 온도를 상승시킬 수 있어, 시스템효율이 더욱 상승함을 알 수 있었다. 결론적으로 외기온도가 변하는 경우에, 본 시스템의 도입을 위해서는 경제성분석과 더불어 열교환기 시스템의 최적합성이 추후 진행되어야 할 것이며, 이를 통해 최적의 발전시스템을 구성할 수 있으리라 생각된다.