• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.325-325
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• 2008

스크린 프린팅에 의한 압전 후막은 MEMS 공정을 이용하여 마이크로 펌프, 마이크로 벨브, 마이크로 센서, 마이크로 로봇 등 여러 초소형 기계부품에 응용되고 있으며, Sol-Gel, PLD를 이용해 증착된 막 등에 비해 수십${\mu}m$의 비교적 두꺼운 막을 형성시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 실리콘 기판을 사용하여 스크린 프린팅으로 형성된 압전 후막의 경우, 공정상 바인더를 연소시키는 과정을 거치게 되므로, 밀집된(Dense) 구조를 가지는 막을 만들기가 어렵다. 이로 인해 스크린 프린팅에 의한 후막은 전기적 특성 및 기계적 특성이 떨어지는 경향이 있다. 본 연구에서는 스크린 프린팅에 의한 압전 후막의 밀집된 구조 및 특성을 향상시키기 위해 0.01Pb$(Mg_{1/2}W_{1/2})$O3-0.41Pb$(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.35PbTiO_3-0.23PbZrO_3$의 powder와 Attrition 밀링 처리된 powder를 비율별로 혼합하여 입자의 크기를 변화시켜 막의 충진 밀도를 향상시켰으며, 열처리 효과를 극대화시키기 위해 RTA(Rapidly Thermal Annealing)를 통해 열처리 하였다. Attrition 밀링에 의한 파우더를 각각 비율별로 100%, 50%, 25%로 혼합하여 만든 압전 세라믹 페이스트는 P-type(100)Si Wafer sample 위에 $1{\mu}m$의 하부전극용($1100^{\circ}C$) Ag 전극을 screen print하여 소결했다. 그리고 다시 전극이 형성된 Si wafer 위에 스크린 프린팅하고, 건조 한 후 RTA로 300초 동안 열처리 한 결과 밀집된 구조를 가지는 압전 후막을 제작 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.396-396
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• 2022

생물전기화학적 혐기성소화(Bioelectrochemical anaerobic digestion; BEAD)는 소량의 전압공급을 통해 고농도 하·폐수의 효과적인 처리 및 에너지 회수가 가능한 처리방법으로, 기존 하·폐수처리공정(활성슬러지 및 그 변법)에서 벗어나기 위한 방법 중 하나로 연구되고 있지만, 내부저항 및 전극구조에 따른 물질전달저해로 인해 소규모 연구 위주로 진행되었다. 하지만 stainless steel(SS) 등 내부저항을 완화할 수 있는 전극재료 및 전극구조 개선 연구가 진행됨에 따라 BEAD 적용규모가 증가하는 추세이며, 본 연구에서는 100 L의 용량에서 전극재질 및 구조에 따른 적용적합성을 에너지효율 비교를 통해 평가하였다. 반응조는 비교를 위한 AD, 반응조 내부에 전극을 설치한 BEAD, 반응조 외부에 전극이 포함된 반응조를 추가한 ABEAD로 구성하였으며, AD 및 BEAD는 기계적 교반, ABEAD는 기계적 교반 및 펌프를 통한 bulk 용액 순환으로 물질전달이 이뤄졌다. 또한 BEAD는 탄소계 전극, ABEAD는 SS계 전극을 사용하였으며 두 반응조 모두 0.4 V의 전압을 공급하였다. 실험조건은 유효용량 100 L, 유기물부하율 3 kg/m³/d, HRT 20 days 및 중온소화(35℃)으로 운전하였다. 실험결과 AD, BEAD 및 ABEAD의 유기물제거율은 각각 평균 68.1 %, 68.9 %, 74.9 %로 전극 및 반응조의 분리를 통해 물질전달을 개선한 ABEAD에서 증가하였다. 에너지 생성량의 경우 AD에 비해 BEAD는 평균 229 kJ/d, ABEAD는 309 kJ/d가 추가 생성되었으며 유기물제거율이 높은 ABEAD에서 더 높은 에너지생산이 이뤄졌다. 마지막으로 전압공급으로 인한 에너지소비량은 BEAD는 평균 3.4 kJ/d, ABEAD는 평균 0.9 kJ/d로 전극의 낮은 생물적합성으로 인해 전극에서의 생화학반응이 적은 ABEAD가 에너지소비량이 낮았다. 따라서 본 연구에서는 SS 전극의 사용가능성 및 전극구조 개선에 따른 에너지효율성 향상을 확인할 수 있었으며, 추후 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.397-397
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• 2022

오늘날 급격한 인구증가 및 도시화로 인해 음식물류 폐기물 발생량이 크게 증가하였으며, 음식물류 폐기물에서 발생되는 음폐수의 적절한 처리방안에 대한 관심이 증가하였다. 혐기성 소화(Anaerobic digestion; AD)는 음폐수의 바람직한 처리방법으로 알려졌지만, 긴 처리기간 및 공정 불안정 등의 문제로 개선이 필요하며, 그 중 기존 AD에 보조 반응조를 추가한 보조 미생물전기화학적 혐기성소화(Auxiliary bioelectrochemical anaerobic digestion; ABEAD)가 적절한 개선방안으로 제시되었다. 하지만 아직 20 L 이상 용량에서의 연구는 이뤄지지 않았으며, 따라서 본 연구에서는 100 L의 용량에서 ABEAD의 성능향상을 평가하고 규모증가에 따른 성능변화를 비교하였다. 반응조는 AD와 ABEAD로 구성되었다. 유효용량 100 L, 유기물부하율 4 kg/m³/d, HRT 20 days 및 중온소화(35℃) 조건으로 운전하였으며, AD는 기계적 교반, ABEAD는 기계적 교반 및 펌프를 통한 bulk 용액 순환이 이뤄졌다. ABEAD의 전극재질은 SUS304를 사용하였고, 0.4V의 전압을 공급하였다. 성능비교는 pH, 휘발성지방산(Volatile fatty acids; VFAs), 유기물제거율 및 메탄 생성량을 비교해 수행하였다. 실험결과 AD는 pH 및 VFAs가 각각 평균 7.37 및 3,880 mg/L, ABEAD는 각각 평균 7.5 및 2,870 mg/L로 VFAs의 빠른 처리를 통해 공정안전성 향상되었고, 유기물제거율 및 메탄생성량의 경우 AD는 각각 평균 65.8 % 및 85.1 L/d, ABEAD는 각각 평균 76.1 % 및 108.1 L/d로 유기물의 빠른 처리 및 메탄전환이 이루어져 비교적 큰 규모에서도 ABEAD의 성능향상이 나타남을 확인하였다. 또한 이전 소규모 연구들과 비교를 통해 규모에 따른 성능향상폭을 비교했을 때에도 큰 차이가 나지 않는 것으로 판단되며, 따라서 ABEAD는 BEAD 기술의 상용화 및 적용에 적합한 것으로 사료된다.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.26 no.4
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• pp.353-360
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• 2017

In this study, the design and performance test of the air to water heat pump capable of producing hot water for greenhouse heating by using the surplus solar heat inside the greenhouse and the air heat outside greenhouse as the selective heat source were conducted. The heat storage operations using the surplus solar heat and the outside air heat were designed to be switched according to the setting temperature of the greenhouse in consideration of the optimum temperature range of the crop. In the developed system, it was possible to automatically control the switching of heat storage operation, heating and ventilation by setting 12 reference temperatures on the control panel. In the selective heat storage operation with the surplus solar heat and outside air heat, the temperature of thermal storage tank was controlled variably from $35^{\circ}C$ to $52^{\circ}C$ according to the heat storage rate and heating load. The heat storage operation times using the surplus solar heat and outside air heat were 23.1% and 30.7% of the experimental time respectively and the heat pump pause time was 46.2%. COP(coefficient of performance) of the heat pump of the heat storage operation using the surplus solar heat and outside air heat were 3.83 and 2.77 respectively and was 3.24 for whole selective heat storage operation. For the comparative experiment, the heat storage operation using the outside air heat only was performed under the condition that the temperature of the thermal storage tank was controlled constantly from 50 to $52^{\circ}C$, and COP was analyzed to be 2.33. As a result, it was confirmed that the COP of the heat storage operation using the surplus solar heat and outside air heat as selective heat source and the variable temperature control of the thermal storage tank was 39% higher than that of the general heat storage operation using the outside air heat only and the constant temperature control of the thermal storage tank.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.36 no.1
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• pp.35-41
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• 2012

In this paper, we analyze the current submarine cooling system and study control algorithms for cooling system. Cooling system are installed in the submarine propulsion motor to protect the motor from high-temperature by iron loss and copper loss. The cooling system control the sea water and fresh water pump RPM to keep the motor temperature stable by external environment and motor RPM holding time. The cooling system simulation program is made for checking the cooling performance, and simulation is performed with various control strategy. The results with proposed cooling algorithm is shown to improve the thermal stability and efficiency of cooling system.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.3
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• pp.622-629
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• 1988

In order to improve the sensitivity of the wafer type heat flux sensor, some heat flux sensors were manufactured and examined by using thermoelectric semiconductor material (bismuth telluride) whose Seebck coefficient is much larger than those of metallic thermocouple materials. Because the thermoelectric element cannot be bended or welded, a peculiar sensor structure and manufacturing process were designed. As a result, it is revealed that the characteristic sensitivity of the manufactured sensor is about 10 times larger than that of marketed sensor even though there are some troubles in stiffness for reciprocal use. If we make this kind of sensors smaller and thinner, it will be a useful method to measure the local heat flux from the surface of complex configuration.

• Journal of Drive and Control
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• v.12 no.2
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• pp.21-26
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• 2015

In order to design a swash plate type pump for electro-hydrostatic actuators the performance of the hydrostatic piston shoe bearings in the low speed range needs to be examined, since the pump operates frequently at low speeds, compensating for position control errors as a control element. As a common practice, piston shoes are equipped with inner rings as an auxiliary element to enhance their tribological performance. In this paper, the effects of the inner rings of the piston shoes on the frictional loss and leakage flow rate were investigated, where three piston shoe models, with different inner ring shapes and different inlet orifice sizes, were integrated. The test results showed that a large inner ring and small inlet orifice were advantageous for reducing both the frictional loss and leakage flow rate; this could also be confirmed by computational analyses.

• Journal of Energy Engineering
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• v.6 no.1
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• pp.87-95
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• 1997

A chemical heat pump based on the reversible reactions between metal chlorides and ammonia gas is attractive alternative to compression system and liquid absorption systems in cooling and refrigerating fields. The advantages of chemical heat pump are no regulatory constants due to CFC refrigerants, utilization of gas, industrial waste heat, electricity, fuel oil etc. as heat sources and wide applications to energy storage system, large-scale energy managements for industrial process. The scale-up of chemical heat pump from laboratory prototype to pilot plants necessitates the interpretation of system performance and evaluation of dynamic behavior in the chemical reactor. This study contains the prediction of performance of chemical refrigerator according to operating condition, the dynamic simulations through reactor modelling, which is used for the calculation of reactive medium temperature and the conversion variation with reactor cooling temperature, and the effect survey of block parameters on the power of refrigerator.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.05a
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• pp.64-77
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• 1994

현재 건설중인 3톤/일 규모의 석탄가스화기 운전제어를 위한 콘트롤시스템은 각종 하드웨어와 소프트웨어로 구성된다. 하드웨어는 운전자가 접하게되는 컴퓨터 화면(Operator Console), 운전 제어용 판넬(Hardwired Console), 본 시스템의 핵심인 콘트롤러(PLC; Programmable Logic Controller), 폭발성가스와 분진이 있는 환경하에서의 안전운전을 위한 본질안전 장벽(Intrinsic Safety Barrier) 및 운전정보 수집과 운전 제어를 위한 각종 전/계장품(Field Instrument) 등으로 구성된다. 본 시스템에 포함되는 소프트웨어에는 운전자와 콘트롤러간의 통신을 위한 운전제어화면(GUI;Graphical User Interface), 전체적인 제어를 위한 콘트롤로직(Control Logic)등이있다. 한편 각종 펌프 및 보일러 등 보조설비로의 전기공급을 위한 MCC(Motor Control Center)도 하나의 구성원이 된다. 본 논문은 석탄가스화 반응기의 운전에 관한 전반적인 검토와 콘트롤시스템을 구성하는 각 요소와 각각의 특징 및 그 개발 현황에 대한 검토를 그 내용으로 한다. 본 연구과제를 통해 제작, 설치될 석탄가스화기는 차세대 발전 시스템으로 주목을 받고있는 석탄가스화 복합발전시스템의 핵심부분으로, 본 반응장치의 제어에 관한 경험은 상용 규모의 석탄가스화 반응기에도 유사하게 적용될 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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• v.8 no.3
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• pp.12-18
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• 2012

The purpose of this study is to make an economic analysis(Life cycle cost) of selecting optimal air conditioning system for a research building which is 8 stories with a total floor area of $32,010m^2$. Energy consumptions of three proposed air-conditioning systems(Alt-1,2,3) that reflect the government green-growth policy are calculated and compared. The results show that life cycle cost of Alt-3(Ventilation DX AHU+EHP) is less than Alt-1(EHP+ventilation DX AHU) by 5.1%, and Alt-2(Absorption chiller/heater+EHP) by 34.3%. Annual energy consumption of Alt-3 is less than Alt-1 by 9.9%, and Alt-2 by 37.4%. Annual $CO_2$ emission of Alt-3 is less than Alt-1 by 9.9%, and Alt-2 by 0.2%.