• 토지주택연구
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• 제12권1호
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• pp.129-137
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• 2021

외부 차양장치는 대표적인 여름철 일사조절 장치이다. 특히 냉방부하가 높은 업무용 건물에 적합한 기술로 인식되어왔다. 그러나 본 연구에서는 차양장치의 냉방부하 저감뿐만 아니라 난방부하 저감 효과를 검증하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 겨울철 야간 천공복사냉각에 따른 영향을 중심으로 일반 창호, 롤 블라인드, 외부 차양장치를 대상으로 실험을 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 외부 차양장치가 적용된 경우 유리 내·외표면 온도차는 평균 11.8℃로 차양장치가 없는 경우의 14.6℃ 보다 평균 2.8℃ 낮은 온도차를 나타냈으며, 이는 천공복사에 의한 열교환으로 차양 표면온도가 외기온도보다 낮은 시간때에 발생한다. 한편, 롤 블라인드는 내부 중공층의 평균온도보다 0.8℃ 낮은 온도를 나타냈으며 이 또한 투과체를 통과한 천공복사가 롤 블라인드 표면과 열교환이 이뤄졌기 때문이다. 유리 외부 표면온도만을 고려하면 약 3℃ 이상의 온도 상승이 예상된다. 그리고 차양장치가 없는 경우 일반적인 온도구배를 나타내고 있었다. 한편 남동향과 남서향에 외부 차양장치가 설치되었을 때 남서향의 외측 유리 표면온도가 더 낮게 나타나는 특징이 있다. 이 결과는 천공복사에 의한 냉방 저감 효과를 정량화할 수는 없지만 적어도 타당성은 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 천공복사 냉각과 에너지 소비 사이의 상관관계를 조사하고 외부 차양장치의 난방에너지 절감 효과에 대한 독립 챔버 실험을 진행할 계획이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권2호
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• pp.175-182
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• 2018

본 연구는 기온에 따른 봄배추 '춘광'의 재배 적기를 밝혀 농가에 적정 재배시기를 제공하기 위해서 수행되었다. 기온이 외기보다 $6^{\circ}C$까지 단계적으로 상승하도록 설계된 온도구배 터널을 3개의 구역(외기+$2^{\circ}C$, A; 외기+$4^{\circ}C$, B; 외기+$6^{\circ}C$, C)으로 나눈 후 작기(2017.3.6., 1차; 3.20., 2차; 4.3., 3차)에 걸쳐 정식하였다. 재배기간 동안의 생육도일(growing degree days, GDDs)은 1차 A, 1차 B, 2차 A, 1차 C, 2차 B, 3차 A, 2차 C, 3차 B, 3차 C 순으로 높았다. 구중은 1차 B, 1차 C, 2차 A 처리구에서 높게 나타나 처리간 높은 유의적 차이를 보였으나 생태적인 특성(엽수, 엽면적, 최대엽의 엽장 및 엽폭 등)은 차이가 없었다. 다만, 생육초기 $13^{\circ}C$ 이하의 저온에 감응하였던 결과로 1차 A 처리구에서 5.5%의 추대현상이 발생하였다. 또한 2차 C, 3차 A, B, 및 C 처리구에서 기온이 높아짐에 따라 각각 11.0, 5.5, 33.3, 및 44.4%의 속썩음 현상이 발생하였다. GDDs에 따른 배추 구중은 587 GDDs까지 증가하다 729 GDDs 이후에는 오히려 감소하였다. GDDs에 따른 배추 수량과 적정 재배시기 예측식에서 최대 기대수량은 정식 후 64일 기준 GDDs가 601일 때 16.3MT/10a이었다. 최대 수량의 95%(약 15.5MT/10a) 이상을 재배 적기로 설정할 때 적정 범위는 478~724 GDDs로 산출되었다. 재배적기 예측식의 검증 결과, 봄배추 주산지인 진도, 해남, 나주, 서산, 평택의 GDDs는 각각 634, 619, 666, 652, 및 719이었고, 예측식에서 산출된 범위(478~724 GDDs)에 포함되었다. 결과적으로 봄배추의 재배 최적기는 예측식의 최대값인 수확기준 601 GDDs이며 적정 범위는 호냉성인 온도 특성을 감안하여 478~724 GDDs인 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제35권6호
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• pp.543-547
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• 1990

터널식 보온절충못자리 육묘에서 고온장해를 막기 위한 바람트기는 묘의 광합성과 관련하여 상내 $CO_2$ 공급 또한 중요하므로 바람트기 방법에 따른 상내 온도와 $CO_2$ 농도의 낮 동안의 변화를 알아보고자 본 실험을 수행하였다. 1. 맑은 날(5월 20일)에 조사한 바람트기 방법별 상내 $CO_2$ 농도는 바람트기 방법에 따라 뚜렷한 차이를 보였는데, 무통풍이 가장 낮았고, 관행이 가장 높았으며, 가로일자찢기는 중간 정도였다. 상내 $CO_2$ 농도가 가장 낮아진 시각은 무통풍에서는 10:30시에 58ppm, 가로일자찢기에서는 15:30시에 155ppm, 관행은 17: 30시에 272ppm 이었다. 광합성이 이루어지는 낮 동안의 상내 $CO_2$의 평균 농도는 외기 15.74m ㏖/㎥에 비하여 무통풍은 3.27m ㏖/㎥, 가로일자찢기는 12.81m ㏖/㎥이었다. 2. 외기온도에 대한 상내 기온울 보면 무통풍에서 외기가 22$^{\circ}C$일 때 46$^{\circ}C$까지 높아졌으며, 이때 가로일자찢기는 37$^{\circ}C$였고, 관행은 32$^{\circ}C$였다. 상내 기온이 15$^{\circ}C$ 이하에서는 가로일자찢기가 관행보다 더 큰 보온효과를 보였다. 3. 해돋이 전 상내 기온이 1$0^{\circ}C$-15$^{\circ}C$로 비교적 낮은 때 $CO_2$ 농도는 높은 편이었지만, 해독이후 상내 기온이 2$0^{\circ}C$까지 높아지고 동시에 광합성이 이루어지게 되면 급격히 감소하다가 2$0^{\circ}C$ 이상으로 높아짐에 따라 $CO_2$ 농도는 서서히 감소하는 경향이었다. 4. 40일묘의 묘소질은 건물중, 충실도 모두 가로일자찢기에 의한 바람트기가 가장 높았고, 관행이 그 다음이었으며, 무통풍이 가장 낮았다. 5. 보온 못자리의 바람트기는 튼튼한 모기르기를 위한 보온, 고온장해 방지 , $CO_2$ 공급 등의 중요성을 동등하게 인정하고 관리하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제23권6호
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• pp.61-66
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• 2019

액화석유가스는 배관을 통해 공급되는 도시가스와 달리 용기 또는 소형저장탱크와 같이 독립된 저장방식이 사용되며 이러한 사용특성에 의해 사고 발생률이 높다. LP가스 사고가 주로 발생하는 주택 및 업소는 인구밀집도가 높기 때문에 사고 발생 시 대규모 인명피해로 이어질 수 있는 우려가 있다. 이로 인해 액화석유가스는 타 가스에 비해 인명피해율이 높아 안전관리 강화에 대한 필요성이 꾸준히 제기되어왔다. 이에 따라 1996년 한국가스안전공사에서는 LP가스 누출시험을 진행한 바 있다. 본 연구는 1996년 실험을 바탕으로 외기온도, 배관 상태 등의 추가 조건을 설정하여 LP가스 용기의 가스 누출량 측정실험을 진행하였다. 이를 통해 LP가스 누출의 여러 시나리오에 대한 누출경향을 확인하였다. 가스누출에 있어서 조정기 등 감압에 영향을 줄 수 있는 용품이 연결되지 않은 누출의 경우 외기 온도에 의해 누출량의 변화가 크게 나타나고, 조정기와 같은 용품이 체결될 경우 출구압에 의한 영향이 큰 것으로 나타났다. 본 실험의 결과를 통해 추후 발생할 수 있는 LP가스 누출 사고에 대한 누출량 판단에 기초자료로 활용되어 가스안전관리 방안에 효과가 있기를 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.353-362
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• 2019

그간 캐스케이드 냉동 시스템에 대해서 열역학적 해석은 다수 수행되었으나 증발기, 응축기, 인터쿨러 등 부품 해석을 통한 시스템 평가는 미진한 상태이다. 본 연구에서는 냉방 및 냉동 열교환기가 별도로 장착되어 있고 하부 사이클에 공랭식 응축기와 인터쿨러가 직렬로 연결되어 있는 캐스케이드 냉동 사이클에 대해 성능 해석을 수행하였다. 우선 증발기, 응축기, 인터쿨러 등 요소부품에 대해 모델링을 수행하고 R-410A를 사용하는 냉방 능력 8 kW, 냉동 능력 15 kW의 캐스케이드 냉동 사이클의 요소 부품의 - 상부 응축기, 하부 응축기, 냉방 증발기, 냉동 증발기, 인터쿨러, 압축기, 전자팽창변 - 설계를 수행하였다. 설계 사양에 대하여 외기 온도를 $26^{\circ}C$에서 $38^{\circ}C$로 변화시키며 해석을 수행한 결과 냉각 열량은 하부 증발기에서는 거의 일정하고 상부 증발기에서는 9% 감소, 인터쿨러에서는 63% 증가하였다. 한편 COP는 외기 온도의 증가에 따라 감소하였다. 인터쿨러가 작동하지 않는 사이클 대비 인터쿨러 사이클이 COP 측면에서 우위를 보였다. 또한 상부 응축기의 크기를 당초 설계치의 2배 증가시키면 하부 증발기 열량은 변함이 없는 반면 상부 증발기 열량은 4% 증가하였다. 한편 상부 응축기의 크기 증가에 따라 상부 사이클의 COP는 증가하는 반면 하부 사이클의 COP는 큰 변화가 없다. 또한 하부 응축기 크기를 2.8배 증가시키면 상하부 증발기의 열량 변화는 거의 없고 인터쿨러의 열량만이 8% 감소하였다. 아울러 하부 사이클의 COP는 응축기의 크기가 증가함에 따라 다소 증가하였으나 상부 사이클의 경우는 그 변화가 미미하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2010

무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권3호
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• pp.152-163
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• 1999

온수난방시스템 온실의 디지털 온도제어 수식모형을 수립하고, 이 수식모형을 이용하여 제어시뮬레이션을 실시하여 최적의 온도제어 방법을 구명하였다. 이용된 제어기법은 종래의 온수온도 일정 공급ON-OFF 제어, 비례제어, PI 제어, PID 제어기법이었으며, 시뮬레이션을 이용해 제어기법별 제어성능을 비교 분석하였다. 대상유리온실의 실내온도( T$_{i}$ )에 관한 디지털 제어수식모형은 공급온수온도( T$_{w}$ )와 외기온도( T$_{o}$ )가 관련된 T$_{i}$($textsc{k}$＋1)＝ 0.851.T$_{i}$($textsc{k}$)＋0.055.T$_{w}$($textsc{k}$)＋0.094.T$_{o}$ ($textsc{k}$)로 나타났다. 온실의 실내온도제어 시뮬레이션을 실시한 결과 종래의 온수온도 일정공급 ON-OFF 제어, P 제어, PI 제어,PID 제어의 정정시간, 오버슛트, 정상오차는 각각 무한, 3.5$0^{\circ}C$, 3.5$0^{\circ}C$ / 30분, 2.37$^{\circ}C$, 0.51$^{\circ}C$ / 21분, 0.0$0^{\circ}C$, 0.23$^{\circ}C$ / 18분, 0.0$0^{\circ}C$, 0.23$^{\circ}C$로 나타났으며, 온수난방시스템 온실의 온도제어에 가장 적합한 제어기법은 PI와 PID제어인 것으로 나타났다 또한 미분이득은 온실의 난방계에 거의 영향을 미치지 않지만 적분이득은 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제3권1호
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• pp.58-65
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• 1994

본 시험은 하절기 경제성을 고려한 효율적인 온도하강방법을 구명하고자 차광재료, fog system, 송풍등 복합적 온도하강처리에 따른 비닐하우스의 기상환경변화를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 중형하우스에서 온도하강방법에 따른 환경특성은 처리에 따라 하우스의 고온화를 상당히 효율적으로 억제하였다. 7월31일 하우스냉방처리에 따른 기온의 일중변화를 경시적으로 보면 수분의 증발잠력능력을 이용한 fog system과 은색차광 및 송풍을 혼합하여 처리할 경우 기온과 지온은 외기온에 비하여 최고 각각 1$0^{\circ}C$, 4$^{\circ}C$정도 온도하강효과가 있었으며 그 다음은 은색차광＋fog system, 은색차광＋송풍, 흑색차광＋송풍구 순이였다. 2. 하절기 가장 온도가 높은 시기인 7월20일부터 8월21일까지 하우스냉방처리에 따른 온도하강 효과를 보면 최고기온은 시험처리에 따라 온도차가 인정되며 은색차광＋fog system＋송풍구의 지상, 지표면기온은 외기온에 비하여 각각 약 8$^{\circ}C$, 7$^{\circ}C$정도 온도하강 효과가 있었다. 3. 은색차광＋송풍구와 흑색차광＋송풍구의 일사량은 청명한날 외기일사량에 비하여 각각 약 29.3%, 32.5%이였으며 흐린 날은 각각 약 27.4%, 31.8%이였다.

• 산업식품공학
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• 제13권4호
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• pp.308-313
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• 2009

국내 벼 건조기간의 기상조건에 적합한 열펌프를 설계, 제작하여 기본 성능을 측정하고, 건조온도 20-50${^{\circ}C}$ 범위에서 벼 건조실험을 통하여 건조특성 및 소요에너지를 분석하였다. 열펌프는 건압축 냉동 사이클에서 냉동효과는 173.8 kJ/kg이었으며, 냉매순환량은 49.6 kg/hr이었다. 따라서, 성능계수는 5.5로 표준냉동사이클에서 냉매 R-22의 성능계수 4.0에 비해 높은 값을 나타내었으며, 목표 건조공기의 온도 30${^{\circ}C}$ 및 상대습도 40%에 도달하는 시간은 6분 및 7분으로 만족할 만한 수준이었다. 건조온도와 곡온과의 온도차이는 건조온도 21.9${^{\circ}C}$에서는 약 1.5${^{\circ}C}$, 건조온도 48.7${^{\circ}C}$에서는 약 8.5${^{\circ}C}$로서, 건조실에서 상승한 곡온은 템퍼링실에서 충분한 냉각이 이루어지는 것으로 판단되었다. 건조온도 21.9, 30.7 38.8 및 48.7${^{\circ}C}$에서 건조속도는 0.29, 0.61, 0.85 및 1.25%/hr로 나타나 상용건조기와 유사한 수준이었다. 건조온도 21.9${^{\circ}C}$에서 소요에너지는 325 kJ/kg, 건조온도 30.7, 38.8 및 48.7${^{\circ}C}$에서는 667, 692 및 776 kJ/kg로 나타나 외기조건에 따라 건조소요에너지의 차이가 발생했지만, 화석연료를 사용하는 상용 화력건조기의 벼 건조소요에너지 4,000-5,000 kJ/kg에 비해 평균 86% 절감되는 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.685-691
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• 2022

본 연구의 대상구조물은 지하철 본선 직상부에 시공된 초고층 빌딩 하중을 지지하기 위해 설치한 전이구조체인 강합성 콘크리트 박스구조물(트랜스퍼 거더)로서 연구의 목적은 대상구조물에 발생된 균열의 원인을 분석하는 것이다. 본 연구에서는 강합성 콘크리트 구조물에 발생된 균열조사결과와 수치해석결과를 비교, 분석하여 강합성 콘크리트 구조물에 발생된 균열의 원인이 건조수축균열임을 해석적으로 입증하였다. 연구결과, 콘크리트 내부에 매립된 철골의 형상 및 수직보강재의 위치와 폐합 단면의 면적에 따라 외기온도에 따른 콘크리트와 강재간의 내부 온도차가 발생하는 것으로 나타났다. 수직보강재의 간격이 좁은 경우 넓은 단면에 비해 상대적으로 내부 온도의 집중도가 상승하여 외기와의 온도차가 크게 발생되는 것으로 나타났다. 또한 온도 및 온도에 따른 변형율이 크게 발생되는 위치와 현장균열조사 결과와 일치하는 것으로 분석되었다. 따라서 구조물 중앙부의 점검통로와 철골에 형성된 수직보강재 유무 및 간격에 따라 내부 온도 집중부가 형성되고 해당위치에서 강재에 의한 콘크리트의 온도신축거동이 구속되어 건조수축균열이 발생될 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 바탕으로 향후 강합성 콘크리트 구조물에 대한 유지관리 및 점검 시 건조수축에 의한 비구조적인 균열과 구조적인 균열을 구분하여 관리하는 것이 중요할 것으로 판단된다.