• 한국대기환경학회지
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• 제33권5호
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• pp.521-528
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• 2017

In the combustion treatment of explosive gases with a high heating value such as $H_2$ and $NH_3$ used in semiconductor and chemical processes, the heat recovery modeling and exergy analysis of the process using the Aspen Plus simulator and its thermodynamic data were performed to examine the recovery of high temperature thermal energy. The heat recovery process was analyzed through this process modeling while the exergy results clearly confirmed that the rigorous reaction mainly occurs in the condenser and the chamber. In addition, the process modeling demonstrated that approximately 95% of the exergy is destructed on the basis of the exergies injected and the exergy being exhausted. Using the exergy technique, which can quantitatively analyze the energy, we could understand the energy flow in the process and confirm that our heat recovery process was efficiently designed.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권1호
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• pp.44-55
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• 2017

Background: Heat recovery is one of the prominent ways to save a considerable amount of conventional fossil fuel and minimize its adverse effects on the environment. The rotary heat exchanger is one of the most effective and efficient devices for heat recovery or heat exchanging purposes. It is a regenerative type of heat exchanger, which has been studied and used for many heat recovery purposes. However, regenerative thermal wheels have been mostly used as heat recovery systems in buildings. For modeling a rotary regenerator, it is very important to numerically consider all the factors involved, such as effectiveness, rotational speed, geometrical size and shape, and pressure drop (${\Delta}p$). In recent times, several researchers have actively studied the rotary heat exchangers, both theoretically and experimentally. Reviews: In this paper different advances in the numerical modeling of regenerative rotary heat exchangers in relation to fluid flow and heat transfer have been discussed. Researchers have indicated that the effectiveness of the regenerative rotary heat exchanger depends on various factors including, among many others, rotational speed, rotational period and combustion power. It is reported that with the increase of periodic rotation the deviation of theoretical results from the experimental result increases. The available literature indicates that regenerative heat exchangers are having relatively more effectiveness (60-80%), compared to other heat exchangers. It is also observed that the finite difference method and finite volume methods are mostly used for discretizing the heat transfer governing equations, under some assumptions. Research also indicates that for the effectiveness calculation the ${\varepsilon}-NTU$ method is the most popular and convenient.

• 청정기술
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• 제5권2호
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• pp.53-61
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• 1999

대형 산업용 환경폐기물 처리 및 열병합 플랜트의 연소 및 소각 공정 후 발생하는 배기가스의 폐열회수장치 설계 방법을 제시하였다. 본 연구는 폐열회수장치의 기본 설계 개념을 폐열회수를 위한 보일러와 폐열을 이용한 증기 동력 사이클로 구성되는 것으로 가정하였고, 폐열회수장치에 필요한 각 구성요소들에 대한 모델링 기법과 그에 따른 설계 기준 및 설계 개념을 기술하였다. 또한 본 설계방법을 이용하여, 동일한 배기가스 조건에 대해, 폐열회수 보일러의 작동 압력 및 폐열회수 열교환기 설계에 따라 폐열회수장치의 열성능이 어떻게 변화되는지를 검토하였다.

• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.103-109
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• 2015

배열회수 보일러는 입구 확관 덕트와 전열관군으로 이루어져 있는데 전열관군에서 열전달 효율을 향상하기 위해서는 전열관군 전에서 배기가스 유동이 균일하게 되어야 한다. 본 연구에서는 전열관군 전의 배열회수 보일러 입구 덕트에서 유동 특성을 살펴보았고 전열관군의 열전달 메커니즘을 지금까지 다른 연구들에서 적용하였던 일정한 열전달 량으로 한 경우와 전열관군 배관의 내부와 외부의 대류열전달을 고려한 열전달 메커니즘을 적용한 경우의 해석에서 온도 분포를 비교하여 배열회수 보일러의 전열관군에서 실제 현상에 보다 적합한 열전달 메커니즘을 정립하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 통하여 전열관군 배관의 내부와 외부의 대류열전달을 고려한 열전달 메커니즘을 적용한 해석이 일정한 열전달 량을 적용한 경우보다 온도 분포가 타당한 결과를 도출하였고 이렇게 적용한 경우는 배열회수 보일러 탈질설비 전단에서 온도 분포가 설계 기준 ${\pm}10^{\circ}C$에 만족함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4723-4728
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• 2014

본 연구에서는 1-D 해석 프로그램인 AMESim을 활용하여 열전소자와 디젤엔진을 모델링하여 이를 New European Driving Cycle (NEDC) 운전모드에서 구동시킨 자동차에서 나오는 폐열을 이용해 열전소자로 발전을 하고 이에 따른 결과를 분석해보는 연구를 수행하였다. 열전소자 모델링 시 배기폐열 회수율 및 전기 에너지 변환률 뿐만 아니라 재료적 특성을 고려하여 열전달부분에 초점을 맞추었다. 또한, 디젤 산화 촉매(DOC)를 설계하여 열전소자로 인한 폐열회수가 디젤 산화촉매 활성화에 미치는 영향과, 그 결과 배기가스의 성분별 증감을 조사하였다. 열전소자를 이용한 폐열회수는 자동차 연비개선에 도움이 되지만, 배기가스의 온도를 떨어뜨려 촉매 활성화에 영향을 미치게 되면, CO와 HC 배출이 최대 14% 증가하는 것을 관찰하였다. 따라서, 열전소자를 이용한 배기 폐열 회수 시스템 개발 시에 배기에 미치는 영향을 고려해야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1022-1026
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• 2013

최근 엔진 효율 향상을 위하여 열전 소자를 이용한 자동차 엔진 폐열 회수 기술이 주목 받고 있다. 열전소자 해석 모델링은 많이 개발 되었으나, 특정한 시스템 해석 모델과 함께 적용된 사례는 찾아보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 열전소자를 이용하여 디젤 엔진의 배기 폐열 에너지 회수율을 평가할 수 있는 해석 모델을 1-D 상용 프로그램인 AMESim을 이용하여 개발하였다. 개발한 열전소자 해석 모델은 다양한 소자 종류에 따른 열전 발전 효율 및 폐열 회수율 평가가 가능한 모델이며, 디젤 엔진 해석 모델은 현재 상용화된 모든 디젤 엔진을 모사할 수 있는 모델이다. 여러 운전 조건에서 디젤 엔진의 폐열로부터 하나의 열전소자를 사용하여 회수 가능한 에너지는 약 544.75W이고, 전기로 변환될 수 있는 동력은 약 40.4W이었다. 본 연구에서 개발한 해석 모델은 같은 해석 프로그램에서 연동하여 해석을 용이하게 수행할 수 있기에 추후 열전소자를 이용한 디젤 엔진의 배기 폐열 회수 시스템 개발 시 회수율을 예상하고 시스템 최적화를 수행할 수 있는 방법을 제공할 것으로 기대된다.

• 동력기계공학회지
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• 제20권2호
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• pp.73-78
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• 2016

In this study, the performance characteristics of a high temperature heat pump dryer that is able to raise the air temperature up to $80^{\circ}C$ by using waste heat as heat source were investigated numerically. The main components of the heat pump dryer were modeling as a compressor, condenser, evaporator and expansion device, and R245fa was selected as refrigerant. Experiments were also conducted to validate the numerical data. As a result, when the evaporator air inlet temperature increased from $50^{\circ}C$ to $65^{\circ}C$, the numerical results of the hot air temperature at outlet and heat pump COP were about 8~11% and 5~8% higher than that of experimental ones, respectively.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.488-491
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• 1997

The PMGS(Plant Model Generating System) was developed based on modular modeling method and fluid network calculation concept. Fluid network calculation is used as a method of real-time computation of fluid network, and the module which has a topology with node and branch is defined to take advantages of modular modeling. Also, the database which have a shared memory as an instance is designed to manage simulation data in real-time. The applicability of the PMGS was examined implementing the HRSG(Heat Recovery Steam Generator) control logic on DCS.

• 설비공학논문집
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• 제23권2호
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• pp.120-125
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• 2011

As an effort to secure economically viable heat recovery units, innovative fin shapes for industrial boilers are studied for better performance. In the present study a numerical modeling for the analysis of heat exchanger performance is conducted using a commercial software, ANSYS CFX and the results are compared with the experimental data. Out of several candidate fin shapes curved wavy fin is selected for the present study. Both numerical and experimental data are directly compared for heat transfer rate and pressure drop with the assumed constant surface temperature of $60^{\circ}C$. Exhaust gas is obtained from a test apparatus which supplies variable flow rates. The numerical results show reasonable agreements with the experimental data within 10% in terms of both total heat transfer and pressure loss.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.32-35
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• 2006

The validation of a groundwater source heat pump system installation site is estimated by bydrogeothermic model ing. The hydraulic characteristics of the aquifer system is evaluated from pumping and recovery tests. In addition, the temperature distribution by the pumping and the injection of groundwater, and water level fluctuations are simulated by numerical modeling. The total cooling and heating load for the building is designed as 120RT(refrigeration ton) and the ground water source heat pump system covers 50RT as a subsidiary system The scenario of heat pump operation is organized as pumping and inject ion of groundwater that is performed for 8 hours per day in cooling mode for 90 days during the summer season The heat transfer by the injected warm water is limited near the inject ion wells in the simulated temperature distribution. The reason is that the given operation time is too short to expect broad thermal diffusion in large volume of the aquifer in the simulation time The simulated groundwater level and temperature distribution can be used as important data to develope an energy effective pumping and injection well system. Also it will be very useful to evaluate the hydraulic capacity of a target groundwater reservoir.