• 동력기계공학회지
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• 제10권4호
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• pp.31-37
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• 2006

In this study, the ability for the function of double pipe inserted liquid pipe with small diameter in the gas pipe with large diameter for the circulating of liquid of high temperature and high pressure and low temperature and low pressure at the same time is presented. And in this double pipe, liquid pipe of high temperature and pressure is used to connect condenser and expansion valve and gas pipe of low temperature is used to connect evaporator and compressor. Also, when liquid refrigerant of high temperature and gas refrigerant of low temperature is circulated by reversed flow in the double pipe. The contribution of liquid gas heat exchange pipe is studied by comparison of the effect of heat transfer by temperature difference when liquid pipe and gas pipe is installed separately.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제30권3호
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• pp.185-191
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• 2005

Importance of alternative energy has been increasing due to environmental issues and lack of fossil fuels. In addition, heating cost that occupies from 30 to $40\%$ of the total production cost in the protected cultivation sector in Korea needs to be reduced for profitability and global competition. But, study on geothermal energy to solve these problems has not been activated for Korean protected cultivation. This study was conducted to develop an optimized geothermal exchange system through fundamental test of heat transfer characteristics in soil such as thermal diffusivity, changes in soil temperature during heating and cooling operations, and restorations of soil temperature after the heater was fumed off, These issues were investigated using computer simulation for different depths. The simulated characteristics were evaluated through controlled tests. Simulated characteristics of heat transfer in the soil at different depths showed a reasonable agreement with the results of the controlled tests. All of computer simulation and controlled tests, soil temperatures changed at 10cm and 20cm distance from pipe. but don't change at more than 30cm distance. It means that distances of heat transfer of the soil ranged from 20 to 30cm a day. Based on these results, the optimum spacing between adjacent heat exchange pipes and the pitch were selected as 50 and 40cm, respectively.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권10호
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• pp.49-56
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• 2013

최근 들어 경제적이고 친환경적인 에너지 활용을 위하여 지열에너지 필요성이 증대되고 있다. 지반의 열전도도(ground thermal conductivity)와 보어홀 열저항(borehole thermal resistance)은 지열 히트펌프 시스템(geothermal heat pump system)의 설계 과정에서 매우 중요한 변수이다. 본 논문에서는 일반 수직밀폐형에서의 U, W 타입의 지중 열교환기(ground heat exchanger)를 매립지 지반에 설치한 후 100시간 연속 운전 조건으로 현장 열성능 실험(thermal performance test)을 수행하였다. 또한 보어홀 열저항 산정 모델들을 이용하여 열효율을 산정한 후 이를 실험값과 비교하였다. 실험 결과 기존에 주로 적용되고 있는 shape factor(SF) 모델보다 multi-pole과 equivalent diameter(EQD) 모델이 계측값과 잘 일치하였다.

• 설비공학논문집
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• 제22권9호
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• pp.620-627
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• 2010

This paper presents a feasibility study of a fresh air load reduction system by using an underground double floor space. The fresh air is introduced into the double slab space and passes through the opening bored into the footing beam. The air is cooled by the heat exchange with the inside surface of the double slab space in summer, and heated in winter. This system not only reduces sensible heat load of the fresh air by heat exchange with earth but also reduces latent heat load of the fresh air by ad/de-sorption of underground double slab concrete. In this paper, we investigated the correlation between outdoor air temperature and outlet air temperature in the system. In conclusion, from the results of the high correlation we proposed a equation of regression for the outlet air temperature in the system by using linear regression analysis.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.7-11
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• 2015

Recently, as the demand for sustainable energy sources is increasing, ground-source heat pump (GSHP) systems are receiving growing attention. However, the initial cost of GSHP system is higher than it of the conventional systems, especially, in small-size buildings. Therefore, for the application to the small-size building, it is necessary to develop small-size ground heat exchanger with small-size buildings. In this study, analysis of unit-type heat exchanger due to grouting materials. As a result, 1492.14 W of heat exchange rate was acquired in the condition of cement-silica sand-graphite materials.

• 지질공학
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• 제28권3호
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• pp.475-488
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• 2018

본 연구에서는 지하수 관정을 활용하고 밀폐형-개방형이 결합된 복합지열시스템(CWG 시스템)을 시설재배지에 적용하여 열원측 및 부하측의 열교환량과 투입된 전력량 대비 효율을 평가하였다. 또한, 운전 과정에서의 외기온도 및 시설재배지 온도를 평가하여 복합지열시스템 적용시의 냉난방 효과를 분석하였다. 냉방운전시 열원측 열교환량 평가결과, 약 235 L/min의 지하수가 유입되는 개방형에서 평균 90.0 kW/h, 약 85 L/min의 순환수가 유동하는 밀폐형에서 40.1 kW/h의 열교환량이 발생하였으며, 전체 열교환량은평균 130.1 kW/h로 분석되었다. 부하측에서 실질적으로 전달되는 열교환량은 평균 110.4kW/h로 평가되었다. 복합지열시스템의 냉방효율을 분석한 결과, 평균 EER는 5.63으로 분석되었다. 난방운전 시 열원측 열교환량 평가결과, 약 266 L/min의 지하수가 유입되는 개방형에서 평균 60.4 kW/h, 약 86 L/min의 순환수가 유동하는 밀폐형에서 22.4 kW/h의 열교환량이 발생하였으며, 전체 열교환량은 평균 82.9 kW/h로 분석되었다. 부하측에서 실질적으로 전달되는 열교환량은 평균 112.0 kW/h로 평가되었다. 복합지열시스템의 난방효율을 분석한 결과, 평균 COP는 3.92로 분석되었다. 외기온도와 CWG 시스템을 적용한 시설하우스 및 비교 시설하우스 내부온도와의 상관관계를 분석한 결과 30RT 용량의 CWG 시스템 하우스가 비교 하우스에 비해 외기온도 $20^{\circ}C$인 경우 $3.4^{\circ}C$, 외기온도 $25^{\circ}C$인 경우 $6.8^{\circ}C$, 외기온도 $30^{\circ}C$인 경우 $10.1^{\circ}C$, 외기온도 $35^{\circ}C$인 경우 $13.4^{\circ}C$의 온도가 저감되는 것으로 평가되었다. 이러한 결과를 볼 때, 본 시스템을 적용할 경우 일반적으로 외기온도가 $30^{\circ}C$ 이상을 보이는 여름철에 CWG 시스템을 적용하지 않은 시설재배지에 비해 약 $10^{\circ}C$ 이상의 냉방효과가 나타낼 수 있을 것으로 판단된다. 이와 같은 결과는 시설재배지의 복합지열시스템 설계에 활용될 수 있고, 다양한 조건에서의 시험성과와 종합하여 복합지열시스템의 냉난방 효과에 대한 보다 명확한 규명이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2000년도 THE THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURAL MACHINERY ENGINEERING. V.III
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• pp.639-646
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• 2000

Hot air heater with light oil combustion is the most common heater for greenhouse heating in the winter season in Korea. However, since the heat efficiency of the heater is about 80%, considerable unused heat in the form of exhaust gas heat discharges to atmosphere. In order to capture this exhaust gas heat a heat recovery system for plant bed heating in the greenhouse was built and tested in the hot air heating system of greenhouse. The system consists of a heat exchanger made of copper pipes, ${\phi}\;12.7{\times}0.7t$ located inside the rectangular column of $330{\times}330{\times}900mm$, a water circulation pump, circulation plastic pipe and a water tame The total heat exchanger area is $1.5m^2$, calculated considering the heat exchange amount between flue gas and water circulated in the copper pipes. The system was attached to the exhaust gas path. The heat recovery system was designed as to even recapture the latent heat of flue gas when exposing to low temperature water in the heat exchanger. According to performance test it can recover 45,200 to 51,000kJ/hr depending on the water circulation rates of 330 to $690{\ell}$/hr from the waste heat discharged. The exhaust gas temperature left from the heat exchanger dropped to $100^{circ}C$ from $270^{circ}C$ by the heat exchange between the water and the flue gas, while water gained the difference and temperature increased to $38^{circ}C$ from $21^{circ}C$ at the water flow rate of $690{\ell}$/hr. And, the condensed water amount varies from 16 to $43m{\ell}$ at the same water circulation rates. This condensing heat recovery system can reduce boiler fuel consumption amount in a day by 34% according to the feasibility study of the actual mimitomato greenhouse. No combustion load was observed in the hot air heater.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.169-181
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• 2010

This paper presents a feasibility study of a fresh air load reduction system by using an underground double floor space. The fresh air is introduced into the double slab space and passes through the opening bored into the footing beam. The air is cooled by the heat exchange with the inside surface of the double slab space in summer, and heated in winter. This system not only reduces sensible heat load of the fresh air by heat exchange with earth but also reduces latent heat load of the fresh air by ad/de-sorption of underground double slab concrete. In this paper, we proposed a simplified presumption method for the prediction of cooling and heating performance in the system. In conclusion the proposed method has been verified by comparing with the calculated value of the numerical analysis model by using nonlinear two-dimension hygroscopic question.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.361-375
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• 2015

에너지파일은 기존의 수직밀폐형 지중열교환기를 경제적으로 대체할 수 있는 새로운 형태의 지중열교환기이다. 즉, 에너지파일은 건물의 기초 구조물과 지중열교환기의 역할을 동시에 수행하는 에너지 구조체로서, 말뚝 기초 내부에 열교환 파이프를 삽입하고 파이프를 통해 유체를 순환시켜 지반과의 열교환을 유도한다. 본 연구에서는 병렬 U형(5쌍, 8쌍, 10쌍)의 열교환 파이프를 대구경 현장타설 에너지파일에 삽입하여, 3본의 에너지파일을 실규모로 시공하였다. 또한 현장 열응답 시험(In-situ thermal response tests, TRTs)을 수행하고 시공된 현장타설 에너지파일과의 열교환 효율을 비교하기 위하여 30m 깊이의 수직밀폐형 지중열교환기를 별도로 시공하였다. 병렬 U형 현장타설 에너지파일에 대해서는 냉난방 부하를 인공적으로 주입하는 열교환 성능 평가시험을 수행하여 열교환 성능(heat exchange rate)을 평가하였다. 마지막으로 현장타설 에너지파일의 적용성 평가를 위해 산정된 상대 열교환 효율(relative heat exchange efficiency) 및 열교환 성능을 선행 연구 결과와 비교하였으며, 본 연구에서 시공된 현장타설 에너지파일은 안정적이고 효율적인 열성능을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제2권4호
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• pp.25-33
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• 1998

본 연구는 LNG냉열활용을 위해 초저온 열교환시스템을 제작하고 액화질소와 에틸렌-글리콜 수용액을 작동유체로 사용하여 증발 열전달 특성실험을 수행하였다. 초저온 열교환기는 2중관식 열교환기이며, 내부관 지름이 8, 15 mm이며 길이는 6m이다. wire-coil inserts를 사용하여 열전달촉진 성능평가를 수행하였다. 액화질소와 에틸렌-글리콜 수용액의 출입구 온도, 벽면온도, 유량, 압력을 측정하였고, 이를 증발 열전달계수와 누셀트수를 계산하는데 사용하였다. 열전달상관식을 누셀트수, 프란틀수와 등가레이놀즈수의 멱법칙관계로 제안하였고, 그 결과 열전달촉진관이 평활관보다 2.5 ${\~}$ 5.5배정도 열전달이 증가되었다. 이 상관식을 이용하여 LNG냉열이용을 위한 초저온 2중관 열교환기를 설계하였고, 그 결과로 제시하였다.