• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.64-70
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• 2015

Organic Rankine cycle (ORC) is an useful cycle for power generation system with low temperature heat sources ($80{\sim}400^{\circ}C$). Since the boiling point of operating fluid is low, the system is used to recover the low temperature heat source of waste heat energy. In this study, a ORC with R134a is applied to recover the waste energy of condenser of coal fired power plant. A system model is developed via Thermolib$^{(R)}$ under Simulink/MATLAB environment. The model is composed of a refrigerant heat exchanger for heat recovery from coal fired condenser, a drum, turbine, heat exchanger for ORC heat rejection, storage tank, water recirculation pump and water drip pump. System analysis parameters were heat recovery capacity, type of refrigerants, and types of turbines. The simulation model is used to analyze the heat recovery capacity of ORC power system. As a result, increasing the overall heat transfer coefficient to become the largest of turbine power is the most economical.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1343-1349
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• 2011

본 연구에서는 $100^{\circ}C$의 저온 열원을 이용하여 구동되는 랭킨 동력 사이클에 대하여, HFC-134a를 이용한 아임계 운전을 할 경우의 출력과 HFC-125 를 이용한 초월임계 운전을 할 경우의 출력을 서로 비교함으로써, 초월임계 운전에 의한 출력 향상 가능성을 연구하였다. 서로 다른 두 사이클들의 출력을 공정하게 비교하기 위하여, 각 사이클들을 3 개의 설계인자를 이용하여 최적화 하였다. 이 때, 보다 현실적인 결과를 위하여 기존의 연구와는 달리, 열교환 과정에서 작동유체의 열전달 및 압력강하 특성을 고려하였다. 시뮬레이션 결과, HFC-125 초월임계 사이클의 출력이 HFC-134a 아임계 사이클의 출력에 비해 본 연구의 시뮬레이션 조건 하에서 9.4% 향상 될 수 있음을 보였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.699-705
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• 2011

A combined heat and power cogeneration system driven by low-temperature sources is investigated by the first and second laws of thermodynamics. The system consists of Organic Rankine Cycle (ORC) and an additional process heater as a series circuit. Seven working fluids of R152a, propane, isobutane, butane, R11, R123, isopentane and n-pentane are considered in this work. Maximum mass flow rate of a working fluid relative to that of the source fluid is considered to extract maximum power from the source. Results indicate that the second-law efficiency can be significantly increased due to the combined heat and power generation. Furthermore, higher source temperature and lower turbine inlet pressure lead to lower second-law efficiency of ORC system but higher that of combined system. Results also show that the optimum working fluid varies with the source temperature.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권2호
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• pp.25-32
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• 1994

The characteristics of the R-22 two-stage compression refrigeration systems were investigated. The apparatus consisted of 0.5HP and 1HP hermetic reciprocating compressors for the high and low stage sides respectively, a condenser, an evaporator, a heat exchanger, four expansion valves, and two intercoolers. The experiments covered a range of refrigerant flow rates from 24 to 84kg/h, and the inlet temperature of cooling water in the condenser and heat source water in the evaporator ranged from 20 to 30$^.\circ}C$The results Showed that the refrigerant flow rate had greater effect on the refrigerating capacities, the compression efficiency and the coefficient of performance of two-stage compression systems than the inlet temperature of heat source water. And all these values were decreased with increasing inlet temperatures of the cooling water. The pressure drops in the evaporator of two-stage compression systems were decreased in proportion to the increase in the inlet temperature of the heat source and cooling water, but it was increased by the refrigerant flow rate.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권6호
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• pp.49-56
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• 2011

In this study a novel cogeneration system driven by low-temperature sources at a temperature level below $190^{\circ}C$ is investigated by first and second laws of thermodynamics. The system consists of Organic Rankine Cycle(ORC) and an additional heat generation as a parallel circuit. Seven working fluids of R143a, R22, R134a, R152a, $iC_4H_{10}$(isobutane), $C_4H_{10}$(butane), and R123a are considered in this work. Maximum mass flow rate of a working fluid relative to that of the source fluid and optimum turbine inlet pressure are considered to extract maximum power from the source. Results show that due to a combined heat and power generation, both the efficiencies by first and second laws can be significantly increased in comparison to a power generation, however, the second law efficiency is more resonable in the investigation of cogeneration systems. Results also show that the working fluid for the maximum system efficiency depends on the source temperature.

• 한국지구과학회지
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• 제26권6호
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• pp.560-572
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• 2005

이 연구에서는 1979년부터 1999년까지 21년 동안에 한반도 겨울철 한파와 관련된 대기 순환 및 열원$(Q_1)$의 분포 특성을 조사하였다. 한파 발생 빈도는 1년간 약 1개로 나타났으며, 1989년을 중심으로 전반기에 전체의 $60\%$가 발생하였다. 한파 발생 동안 하층의 대기 순환 패턴은 평년에 비해 서고동저형의 기압 패턴이 더 뚜렷하며, 상층에서도 한반도에 기압골의 영향이 더 강하게 나타난다. 한파가 발생하는 동안에 한반도 부근의 기온 하강 패턴은 바이칼호 부근의 기온 패턴과 반대로 나타나며, 기온의 연직 구조에서도 400 hPa을 기준으로 하층과 상층의 기온 편차는 반대로 나타난다. 열원에 대한 분석은 한파 발생 시 한랭 이류에 의한 냉각은 하강 운동에 의한 단열 승온에 의해 균형을 이룬다는 것을 보여주는데, 이것은 한랭 핵의 이동이 열흡수원의 이동 경로와 연관되어 있음을 나타낸다. 따라서 한파의 유지 기작을 이해하고 한파를 예측하기 위해서는 열원 그리고 열흡수원의 이동 기작이 밝혀져야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.53-60
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• 2011

본 연구에서는 지열발전 등과 같은 저온 열원을 에너지원으로 하는 발전에 응용될 수 있는 HFC-134a 유기랭킨사이클의 출력 극대화를 수행하였다. 기존의 연구와는 달리, 본 연구에서는 열교환기해석에 유한체적법을 적용함으로써 작동유체의 열전달 및 압력강하 특성을 고려하였다. 또한, 열원과 냉각수의 입구온도 및 유량, 그리고 사이클을 구성하는 열교환기들의 총 전열면적을 구속 조건으로 함으로써, 기존 연구들에 비해 보다 현실적인 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 사이클의 출력은 3 개의 설계인자를 이용하여 최적화 하였다. 시뮬레이션 결과, 출력을 극대화 시킬 수 있는 설계인자들의 최적조합이 존재함을 보였다. 또한, 출력 향상을 위해서는 증발과정의 개선이 우선적으로 필요함을 보였다.

• 설비공학논문집
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• 제13권6호
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• pp.505-513
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• 2001

A revised VX cycle using ammonia/water as the working fluid is a cycle which is suitable to produce cooling utilizing low temperature hat sources. The cycle was analyzed numerically to investigate the effects of the design and operating conditions on the performance. It was shown that both COP and cooling capacity were significantly influenced by the performance of he rectifier. Insufficient UA of the rectifier reduced both ammonia mass fraction and mass flow rate of the vapor entering the condenser, which produced cooling effect in the evaporator. As the temperature and the mass flow rate of the heat source increased, both COP and exergetic efficiency decreased due to the irreversibilities produced in heat exchangers, but cooling capacity did not vary much. Cooling capacity increased significantly as the coolant temperature decreased, although COP and exergetic efficiency remained nearly constant.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.776-781
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• 2001

To enhance thermal efficiency of thermal facility through recovery of low and medium temperature waste heat, 1MW organic Rankine cycle system was designed and developed. The exhaust gases of $175^{\circ}C$ at two 100MW power plants in pohang steel works were selected as the representative of low and medium temperature waste heat in industrial process for the heat source of the organic Rankine cycle system. HCFC-123, a kind of harmless refrigerant, was chosen as the working fluid for Rankine cycle. The organic Rankine cycle system with selected exhaust gases and working fluid was designed and constructed. From the operation, it was confirmed that the organic Rankine cycle system is available for low and medium temperature waste heat recovery in industrial process. The optimum operating manuals, such as heat-up of hot water, turbine start-up, and the process of electric power generation, were derived. However, electric power generated was not 1MW as designed but only 670kW. It is due to deficiency of pump capacity for supply of HCFC-123. So it is necessary to increase the pump capacity or to decrease the pressure loss in pipe for more improved HCFC-123 supply.

• 태양에너지
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• 제17권3호
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• pp.43-49
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• 1997

본 연구는 저온재생기에서 용액 재생 열원으로 저온열을 보조열원으로 이용가능한 2열원 2중효용 흡수 사이클특성을 규명하기 위한 방법으로 병렬 용액 순환형 2중 효용 흡수 사이클 해석을 수행한다. 본 해석은 저온 재생기에서 필요한 재생열의 일부를 태양열 또는 배열 등과 같은 저온 보조 가열원을 이용하여 열의 유용성 검증을 위한 기초 수단으로 가열원 입구 온도, 용액 순환량을 변화시켜 2중효용 parallel flow cycle 의 특성을 규명한다.