• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.328-333
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• 2000

이 연구의 목적은 액정법을 이용하여 주름형상 판형 열 교환기에서의 내부유동과 열 전달 성능의 특성을 파악하는데 있으며 공기를 작동유체로 사용하였다. 과거에는 실험이 주로 판형 열 교환기의 입·출구에서의 열 전달 성능에만 관심이 집중되었다. 그러나 이 실험에서는 액정법을 이용하여 판형열교환기 셀 표면 위에서의 국소 누셀트수의 분포를 연구하였다. 레이놀즈수가 증가할수록 열 전달 성능은 증가하였으나 마찰계수는 감소하였다. 주름각이 증가할수록 열 전달 성능과 마찰계수는 모두 증가하였다. 국소 누셀트수 분포로부터 열 전달이 잘 일어나는 부분은 주름을 타고 넘어 들어온 두 유동이 만나는 곳이며 또한, 셀의 가운데 부분은 셀의 수직단면적이 커서 셀 표면과 유동의 접촉이 약하므로 작은 누셀트수를 가지는 것을 알 수 있다.

• 설비공학논문집
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• 제29권1호
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• pp.1-6
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• 2017

In order to better save energy, many buildings have been constructed with high levels of insulation and airtightness in recent years. Additionally, having high quality indoor air has become more relevant, necessitating a ventilating system. This study is aimed at evaluating the performance of a humidity exchanger through computational fluid dynamics (CFD) analysis of elements for the purpose of providing comfortable indoor air and reduced energy consumption. The simulation was conducted with three different shapes (triangle, rectangular, and curve) of heat exchanger elements, in order to find the most effective element. A follow-up simulation then proved the efficiency of the chosen humidity exchanger, which was selected by analyzing the results of the preceding simulation, comparing study data with measurement data from the Korea Testing Laboratory (KTL). The resulting analysis revealed that the rectangular element showed the lowest level of efficiency in both heating and cooling, while the curved element showed the highest level of efficiency in both heating and cooling.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제7권3호
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• pp.63-68
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• 2021

국내의 전기히터 제조업체에서는 기존 제품의 효율을 향상시키는 기술 개발에 집중하고 있다. 선박 연료용 전기히터는 그 크기가 크고 소형화/고효율화에 대한 난이도가 높아 아직까지 기술개발을 시도하는 기업은 많지 않은 실정이다. 기존의 전기히터는 선박 엔진 연료의 유동경로가 단조롭기 때문에 가열매체의 열교환 튜브와의 접촉시간이 매우 짧아 가열 효율이 낮은 구조이며, 관형으로 제작되어 있기 때문에 가열효율과 무관하게 부피가 매우 크게 제작되므로 가열장치의 설치공간을 확보해야 한다. 이로인해 해외 선진사에서 적용하고 있는 관형 전기히터 장치는 내부의 특정부분이 손상되었을때 관형 가열기를 모두 분해하여야 하고, 열교환 튜브가 손상된 경우에는 열교환 튜브를 모두 분해해야 하므로 유지와 보수에 어려움이 있다. 본 연구에서는 250kW 용량급 판형 전기히터 가열기를 통해 시간당 10ton의 선박 엔진 연료를 가열할 수 있고, 최대온도를 150℃까지 설정할 수 있는 판형 전기히터에 대한 기초연구를 수행하였다.

• 설비공학논문집
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• 제22권3호
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• pp.149-155
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• 2010

In the present study, the characteristics on the internal flow and heat transfer of the dimple-type plate heat exchanger were numerically investigated. For the numerical analysis, the conjugate heat transfer analysis between hot fluid-separating plate-cold fluid was performed using the periodic boundary condition at the center area of the plate and appropriate inlet and outlet conditions for the two streams. The numerical results were validated by the comparison with the experimental data. From these results, the correlations of the Colburn j-factor for the heat transfer and the Fanning f-factor for the flow friction were obtained. The present results could be applicable for the optimal design of dimple-type plate heat exchanger.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.592-598
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• 2015

본 연구에서는 공랭식 VI(Vapour-Injection) 사이클을 적용한 R410A용 고성능 하절기 냉방 열펌프의 성능 특성을 실험적으로 규명하였다. 실험에 사용한 장치는 VI 압축기, 응축기, 유분리기, 판형열교환기, 에코노마이져(economizer), 증발기, 그리고 재냉기(re-cooler)로 구성하였다. 냉방 성능 실험 조건은 다음과 같이 3가지 사이클로 VI 사이클을 적용하고 증발기 출구 냉매와 VI사이클 흡입 냉매가 재냉기에서 서로 열교환 하지 않는 사이클(사이클 A)과 열교환을 하는 사이클(사이클 B), 그리고 VI 사이클도 적용하지 않고 증발기 출구 냉매와 VI 사이클 흡입 냉매와의 열교환도 없는 사이클(사이클 C)로 구분하였다. 분석 결과, 냉방 성능은 증발기 출구 냉매와 VI사이클 흡입 냉매가 서로 열교환하는 VI사이클(사이클 B)이 가장 높았으며 VI사이클을 적용하지 않은 사이클 C가 가장 낮음을 알 수 있었으며, 사이클B의 냉방성능계수($COP_C$)가 평균 3.5로 사이클A보다 8.6%, 사이클C보다 33% 높은 값을 나타내었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권7호
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• pp.563-568
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• 2016

본 연구는 연료전지 자동차용 공기조화기의 난방성능평가를 위하여 기존의 전반적인 히트펌프 시스템 중 공기열원 히트펌프 시스템의 증발기를 판형열교환기로 교체하여 시스템에 흐르는 냉매와 연료전지 스택 폐열을 직접 열교환이 가능한 수열원 이용이 가능한 난방시스템의 성능실험을 수행하였다. 실험결과에서 압축기의 회전수가 높을수록 소비동력이 증가하였다. 공기열원 이용방식의 경우 압축기 회전수가 1,200rpm이고 EEV개도가 25%인 경우 $COP_h$가 2.03으로 가장 높게 나타났고, 같은 압축기의 회전수에서 수열원 시스템은 EEV개도가 75% 및 스택 폐열의 온도가 $50^{\circ}C$인 경우 $COP_h$가 9.42로 가장 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.924-930
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• 2018

본 연구의 목적은 수소연료전지 자동차의 난방부하 대응을 위한 스택 냉각수를 활용하여서, 전동식 히트펌프 시스템에 대한 난방성능 특성을 다양한 운전조건 변화에 대해서 고찰하는 것이다. 냉각수와 냉매(R-134a)와의 열교환을 위해서 판형열교환기를 적용하였고, 전동식 히트펌프 시스템에 적용되는 실내열교환기 입구의 공기온도와 압축기 회전수를 변화시키면서 난방 성능 특성을 분석하였다. 실내열교환기 입구 공기 온도 변화에 대해서 난방 성능은 거의 동일한 결과를 보이고 있는데, 이는 입출구 온도차와 공기 측 밀도의 변화가 균형을 이루었기 때문으로 판단된다. 반면, 히트펌프 시스템 효율(COP)의 경우, 난방 성능은 온도변화에 따라 동일하였지만, 유량 변화로 인하여서, 압축기 소모동력이 감소하였기 때문에, 실내열 교환기 입구 온도가 감소함에 따라서, 시스템 효율은 증가하는 경향을 보이고 있다. 추가적으로, EEV개도가 45%정도까지 열리는 구간에서는, 압축기 소모전력 감소하였기 때문에, 시스템 효율이 증가하였고, 그 이후에는 동일한 시스템 효율을 유지하는 것을 알 수 있었다. 압축기 회전수 변화 시에는 난방성능이 증가하면, 시스템 효율은 감소하는 경향을 보여주고 있다. 이러한 원인은 압축기 회전수 증가에 따른 유량의 증가로 판단된다. 향후, 열원으로 사용하는 냉각수에 대한 운전조건을 변화시켜가면서, 난방성능 특성을 분석하여, 전동식 히트펌프의 난방부하 대응을 위한 제어 방안을 연구하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권3호
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• pp.199-205
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• 2016

A thin sheet of metal with corrugated structures has been utilized in various devices: heat exchangers, separators in fuel cells, and many others. However, it is not easy to fabricate thin corrugated structures using a single-step stamping process due to their geometrical complexity. To solve this problem, firstly, a plate type heat exchanger was redesigned to attain the optimal value of aspect ratio and the optimal shape of corrugated structures for the actual loading conditions. A forming analysis of the corrugated plate was then carried out to determine the process parameters. From this work, the optimal value of aspect ratio was found to be 4.6. In addition, the process parameters of heat exchanger forming were optimized using the optimal value of aspect ratio, and the analytical results were evaluated through experiments. The results obtained indicated good agreements between them.

• 자원리싸이클링
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• 제24권2호
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• pp.3-12
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• 2015

본 연구에서는 급수예열기 및 공기예열기 등의 열교환장치의 구조 및 재질에 따른 열회수율 및 파울링 발생량 특성에 대해 조사하였다. 열교환기는 석탄화력발전소에서 일반적으로 구성된 급수예열기와 공기예열기를 대상으로 하였고, 소형소각로를 제작하여 모사실험을 수행하였다. 24시간동안 미분탄을 연소하면서 파울링 발생 및 열회수율의 변화를 관찰하였는데, 급수예열기의 구조에 따른 파울링 발생량은 핀(FIN) 튜브형 > 튜브 연결형 > 파이프형 > 자동세정형의 순서로 발생량이 많았으며, 그에 따른 열회수율은 핀튜브형 > 자동세정형 > 파이프형 > 튜브연결형 순으로 높게 나타났다. 공기예열기의 경우에는 구조에 따라 핀(FIN)튜브형 > 핀(FIN)판형 > 파이프형 > 테프론 파이프형 > 세라믹 파이프형 순으로 파울링 발생량이 많았으며, 열회수율도 같은 순서로 높게 나타났다. 재질의 내구성, 내산성, 내열성 등을 고려하여 세라믹이나 테플론 코팅을 할 경우에는 파울링량을 감소시킬 수는 있으나, 열회수율이 낮게 나타나 비효율적이었다.