• 생물환경조절학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-7
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• 2006

This study was conducted to develop a system and an control algorithm for control the environment of a plant factory. The greenhouse control system for environmental control was largely composed of a computer and a PLC. The screen of control program was composed of a greenhouse figure which was included machinery and equipments for greenhouse, the graph of environmental factors of inside greenhouse and the image of greenhouse. In order to reduce temperature change, the operation time of ventilation window was changed by 3 stage according to difference between a target and present temperature. When is heating, a temperature variation was shown to be $16.7{\pm}0.8^{\circ}C$. When is cooling, a temperature variation was shown to be $23.1{\pm}0.6^{\circ}C$. When is humidifing, a humidity variation was shown to be $39.3{\pm}1.6^{\circ}C$ %RH. An environmental control system and a control algorithm were proved that it was shown a good performance in a control accuracy. So a computer control system should be adapted to a control system of a greenhouse and a plant factory.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.184-189
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• 2009

In order to improve the operation of energy systems, it is necessary for the urban communities to have reliable optimization routines, both computerized and manual, implemented in their organizations. However, before a production plan for the energy system units can be constructed, a prediction of the energy systems first needs to be determined. So, several methodologies have been proposed for energy demand prediction, but due to uncertainties in urban community, many of them will fail in practice. The main topic of this paper has been the development of a method for energy demand prediction at urban community. Energy demand prediction is important input parameters to plan for the energy planing. This paper presents a energy demand prediction method which estimates heat and electricity for various building categories. The method has been based on artificial neural networks(ANN). The advantage of ANN with respect to the other method is their ability of modeling a multivariable problem given by the complex relationships between the variables. Also, the ANN can extract the relationships among these variables by means of learning with training data. In this paper, the ANN have been applied in oder to correlate weather conditions, calendar data, schedules, etc. Space heating, cooling, hot water and HVAC electricity can be predicted using this method. This method can produce 10% of errors hourly load profile from individual building to urban community.

• 설비공학논문집
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• 제14권12호
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• pp.1102-1139
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• 2002

A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigerating Engineering in 2000 and 2001 has been done. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, ventilation, sanitation and building environment. The conclusions are as follows. (1) Most of fundamental studies on fluid flow were related with heat transportation of facilities. Drop formation and rivulet flow on solid surfaces were interesting topics related with condensation augmentation. Research on micro environment considering flow, heat, humidity was also interesting for comfortable living environment. It can be extended considering biological aspects. Development of fans and blowers of high performance and low noise were continuing topics. Well developed CFD technologies were widely applied for developing facilities and their systems. (2) Most of papers related with heat transfer analysis and heat exchanger shows dealt with convection, evaporation, and channel flow for the design application of heat exchanger. The numerical heat transfer simulation studies have been peformed and reported to show heat transfer characteristics. Experimental as well as numerical studies on heat exchanger were reported, while not many papers are available for the system analysis including heat exchanger. (3) A review of the recent studies on heat pump system shows that performance analysis and control of heat pump have been peformed by various simulations and experiments. The research papers on multi-type heat pump system increased significantly. The studies on heat pipe have been examined experimently for change of working characteristics and strut lure. Research on the phase change has been carried out steadily and operation strategies of encapsulated ice storage tank are reported experimentally in several papers. (4) A review of recent studies on refrigeration/air conditioning system have focused on the system performance and efficiency for new alternative refrigerants. Evaporation and condensation heat transfer characteristics are investigated for tube shapes and new alternative refrigerants. Studies on components of refrigeration/air conditioning system are carried to examine efficiency for various compressors and performance of new expansion devices. In addition to thermophysical properties of refrigerant mixtures, studies on new refrigerants are also carried out, however research works on two-phase flow seemed to be insufficient. (5) A review of the recent studies on absorption cooling system indicates that heat and mass transfer phenomena have been investigated to improve absorber performance. Various experimental data have been presented and several simulation models have been proposed. A review of the recent studies on duct and ventilation shows that ventilation indices have been proposed to quantify the ventilation performance in buildings and tunnels. Main efforts have been focused on the applications of ventilation effectiveness in practice, either numerically using computational fluid dynamics or experimentally using tracer gas techniques. (6) Based on a review of recent studies on indoor thermal environment and building service systems, research issues have mainly focused on many innovative ideas such as underfloor air-conditioning system, personal environmental modules, radiant floor cooling and etc. Also, the new approaches for minimizing energy consumption as well as improving indoor environmental conditions through predictive control of HVAC systems, various activities of building energy management and cost-benefit analysis for economic evaluation were highlighted.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권6호
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• pp.50-56
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• 2007

본 연구에서는 각종 병해충 감염목의 열처리 조건으로 목재 중심부 온도를 $56^{\circ}C$에서 30분 이상 처리해야 한다는 FAO 열처리 기준(International standards for phytosanitary measures (ISPM) No. 15)을 적용하여 소나무 재선충 감염의 확산을 막고 감염목을 용재로서 사용할 수 있게 하기 위하여 국산 소나무의 열처리특성을 분석하였다. 온도와 습도 및 함수율별 열처리속도 측정을 통하여 목표온도 도달시간을 분석하고 소비에너지를 평가하여, 열처리 공정 적용 기술개발의 기초 자료를 확보하고자 하였다. 열처리 시 함수율이 높을수록, 직경이 클수록 열처리 소요시간과 소요에너지가 증가하였고, 고온 고습 조건이 열처리 소요시간을 단축시켰다. 열처리기 현장투입 시 적절한 열처리공정 제어를 위해서는 열악한 주위환경 조건, 처리기 가동성능의 변화, 고습적용이 불가능한 상황 등을 고려한 다양한 온도 습도 조건에서의 가열과 냉각 시 소비되는 에너지 평가와 소요시간 예측이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.616-622
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• 2016

하절기 줄어드는 온수부하는 태양열 집열기 과열의 주된 원인이다. 과열방지목적으로 공냉 또는 차단막이 사용되는데 이는 추가적인 기계적요소를 필요하게 되고 장기 운용 시 파손 등의 우려에 따라 그 신뢰도도 크게 저하된다. 지중열교환기는 지열을 열원으로 방열 또는 흡열을 진행하는데, 지열을 고 열원으로 하여 흡열을 목적으로 하는 연구가 대다수이며 지열원이 저열원으로 이용하는 방열에 대한 연구는 부족한 편이다. 그리하여 본 연구에서는 태양열집열판의 과열방지를 목적으로 하는 지중열교환기의 가능성 및 그 성능에 대한 연구를 진행하였다. 여름철 최대 $150^{\circ}C$이상의 고온을 유지하는 태양열집열판의 열을 방출하기 위하여 1.2m의 하부 깊이를 갖는 50m 나선형 지중열교환기를 설치하였고 이를 통해 순간 냉각이 가능한 것으로 확인되었으며, 태양열집열판의 여름철 과열에 의한 파손을 방지할 수 있었다. 그리고 다양한 변수에 대한 이론적인 계산을 통하여 0.33kg/s의 최저 순환유량만 유지해주면 지열 열교환기의 길이에 따른 방열효과에 큰 영향을 미치지 않음을 판단할 수 있다. 또한 축열조와의 공동 사용시 냉각효과는 여름철 과열시 충분한 과열방지 제어가 가능한 것으로 조사되었다.

• 감성과학
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• 제21권2호
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• pp.137-144
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• 2018

본 연구에서는 가변 통기성 스마트 의류의 제작을 위해 필요한 형상기억합금 액추에이터의 작동 조건을 파악하였다. 의복의 개방, 폐쇄와 같은 양방향 작동 시 형태 변형 시에만 전력을 소모하는 저전력 소모 액추에이터 개발을 위해 복수 채널의 일방향 형상기억합금을 이용하여 스위치로 작동되는 액추에이터를 설계하였으며 가장 효율적으로 작동할 수 있는 와이어의 직경과 전압인가 단위시간을 도출하였다. 선행연구 결과 도출된 양방향 작동이 가능한 일방향 형상기억합금의 직경 범위 내에서 Arduino 스위치를 제작하여 3.7V 전압인가 시 변화량을 분석한 결과 $0.4{\Phi}$의 액추에이터가 가장 적합한 것으로 나타났다. $0.4{\Phi}$ 형상기억합금와이어를 사용한 양방향작동 액추에이터의 개방, 폐쇄에 필요한 최적전압인가 시간을 도출하기 위해 액추에이터의 최대개방, 최소폐쇄 도달 전압인가 시간으로부터 50ms씩 감소, 증가 시키며 냉각 후 액추에이터의 내경을 비교하는 방식으로 측정한 결과 개방 동작에 필요한 최적 전압인가 단위시간은 4,100ms로 나타났다. 각 채널간의 발열에 의한 간섭을 최소화하기 위한 양방향간 작동 시 필요 딜레이 분석을 위해 상온에서 형상기억합금에 최적 전압입가 시간인 4.1초 동안 전원을 공급하고 가열 후 냉각까지의 과정을 열화상카메라로 촬영하여 형상기억합금 와이의 온도가 냉각시의 상변태온 이하로 하강하는 시점을 파악한 결과, 액추에이터의 양방향간 작동 딜레이는 1.8초 이상이 확보되어야 함을 파악할 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권4호
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• pp.194-203
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• 2021

최근에 상하수관로, 지역난방 열공급관로 등의 유지보수가 증가하면서, 도로절단기에 의한 도로절단 작업도 급증하고 있다. 이러한 도로절단 작업은 소음과 함께 분진(절단슬러지)을 많이 발생시키므로, 저소음, 분진회수 등 친환경적인 기술이 적용될 필요가 있다. 기존에 이러한 문제점을 해결하고자 분진을 회수하는 장비가 개발된 사례가 있으나, 친환경성이 정량화되지 않았다는 한계가 있었다. 이에 본 연구에서는 소음 및 분진과 같은 환경위해요인의 발생원인을 근본적으로 제거할 수 있는 저소음·분진회수형 도로절단기를 개발하고, 이 절단기로 수행하는 도로절단작업 과정에 대한 친환경성을 평가하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 진공장치와 슬러지흡입부로 구성된 수냉-슬러지회수 통합시스템을 개발하고, 개발된 시스템을 도로절단기에 적용하였다. 그리고 개발된 장비를 테스트 베드에 적용하고, 친환경성 관련 데이터를 수집하여, 친환경성을 평가하였다. 평가 결과, 개발된 장비의 절단슬러지 회수율은 83% 이상이었으며, 소음도는 82~83 dB, 음향파워레벨은 115 dB 수준이었다. 본 연구의 결과는 향후 도로절단기를 개선하는 과정에서 절단슬러지 회수성능과 저소음 성능을 향상시키는 데에 기초자료로 활용될 예정이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.273-281
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• 2019

국가 총에너지 소비량 중 건축물에서 소비하는 에너지는 전체의 10% 이상을 차지고 있다. 이러한 이유로 우리나라는 2025년부터 제로에너지 건물 의무화 정책을 채택하였고, 결국 건축물 에너지 절감 기술에 대한 연구가 요구되고 있다. 건축물 중 빌딩의 에너지 소비 형태를 분석해보면 조명 및 냉난방 에너지가 전체 에너지 소비량의 60% 이상을 차지하고 있는데, 이는 태양광 취득률 및 창문의 개폐 운용과 직접적인 연관이 있다. 본 논문에서는 건축물에너지 관리시스템에 취득 정보를 전송하기 위한 창호용 저전력 IoT 센서 모듈을 개발하기 위해 연구를 진행하였다. 이 모듈은 외부 환경 및 창문 개폐 상태 정보를 실시간으로 빌딩 에너지 관리 시스템에 전송하여 능동적으로 에너지 절감 조치를 취할 수 있게 네트워크를 구성하였다. 모듈에 사용되는 전력은 하베스트 에너지 중 태양광 발전을 이용한 독립적인 전원으로 설계하였다. 전원은 Buck 컨버터를 적용하여 MPPT 제어를 통해 리튬이온 배터리에 4V로 충전하는 방식으로 효율은 약 85.87%이다. 통신은 WiFi 방식을 적용하여 실시간으로 전송할 수 있도록 구성하였다. 모듈의 소비전력 저감을 위해 하드웨어 및 소프트웨어 측면에서 분석하여 저전력 IoT 센서 모듈을 구현에 대한 연구를 진행하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.246-254
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• 2022

본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태양 에너지의 40-75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제36권1호
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• pp.73-85
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• 2009

충남지역 토마토 재배온실의 구조적 안정성 확보와 체계적 환경관리를 위한 기초자료를 제공할 목적으로 구조 및 환경조절설비 실태를 조사 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사대상 충남지역의 토마토 재배온실은 호당 평균면적 0.45ha, 플라스틱 단동온실의 형태가 대부분이며 10년 이상 시설을 사용하고 있는 농가가 많고, 설치방향은 단 연동 구분 없이 대부분 남북동으로 설치되어 있으며 토양재배가 수경재배에 비해 훨씬 많다. 온실의 폭은 7~8m(평균 7.6m), 길이는 80~100m(평균 89.7m)인 농가가 대부분이었으며, 단동온실의 평균 높이는 측고 1.6m, 동고 3.2m, 연동온실의 평균높이는 측고 2.9m, 동고 4.8m로 농촌진흥청의 보급형 온실에 비하여는 약간 높게 나타나고 있지만 토마토 재배에 적합한 환경관리를 위해서는 온실의 측고를 좀 더 높여야 할 것으로 사료된다. 단동온실의 서까래 규격은 양호하나 설치간격이 대체로 넓고, 도리의 설치 개수가 부족한 것으로 나타났다. 연동온실의 경우 서까래, 도리, 중방의 규격과 설치간격은 대체로 양호하나 기둥의 설치간격이 대체로 넓은 편이어서 구조적인 안전성 검토가 필요할 것으로 사료된다. 단동 서까래 매설부위 및 연동 기둥의 기초부위는 침하나 인발에 충분히 저항 할 수 있을 것으로 판단된다. 피복재는 대부분 PE필름을 사용하고 에너지 절감을 위해 내부에 고정터널을 설치하는 농가가 많으며 내피도 대부분 PE필름을 사용하고 있다. 단동온실에서는 보온커튼을 사용하는 농가가 많지 않고, 연동에서는 대부분 부직포 또는 알루미늄스크린 등의 다층 보온커튼을 사용하고 있다. 관수장치는 점적호스를 가장 많이 사용하고 다음으로 분수호스를 사용하고 있으며, 관수제어는 수동이 가장 많고 다음으로 타이머를 이용하고 있다. 토양수분 계측에 의한 자동제어는 7.5%에 불과해 관수자동화의 필요성이 높은 것으로 판단된다. 난방은 대부분 온풍 난방기를 이용하고 있으며 적정 난방기 용량을 확보하고 있지 못한 농가도 많아 저온기 생육적온 유지에 어려움이 있을 것으로 판단된다. 난방비는 10a당 평균 6백만 원 정도가 연간 소요되는 것으로 조사되어 난방비 절감 대책이 절실한 것으로 사료된다. 대부분 권취식 천측창을 설치하고 있으나 단동의 경우 천창을 설치한 온실은 17.5%에 불과하며, 환기창 개폐장치는 대부분 자동으로 이루어져 있다. 강제 환기팬이나 공기 유동팬을 설치한 온실은 25.8%에 불과하며 설치대수가 매우 부족하고 정확한 설치기준이 마련되어 있지 못하다. 별도의 구조물에 토마토 유인줄을 설치하지 않고 중방이나 서까래에 설치하는 농가가 많아 구조물에 미치는 작물하중의 영향을 검토할 필요가 있는 것으로 판단된다. 기타 탄산가스 시비, 광환경 제어, 지중가온이나 방충망설치, 하절기 온실 냉방 등 고도의 환경조절을 실시하는 농가는 거의 없는 것으로 나타났다.