• 대한전기학회논문지
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• 제37권11호
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• pp.720-726
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• 1988

본 논문에서는 적응 알고리즘을 마이크로컴퓨터에 의하여 실현하고 그것을 열교환기에 응용하였으며 실험결과 검토하엿다. 실험을 위하여 제작된 열교환기는 비최소위상 시스템으로 판정되었으며 직접 수확적으로 모형화하는 데에는 많은 어려움이 있었다. 따라서 PID제어방법 등 다른 고전적인 제어 방법들을 사용하려면 실험을 통한 많은 시행착오를 거쳐 시스템의 파라미터 값들을 결정해야하고 시스템의 파라미터 값들이 변화할 경우 좋은 성능을 보장하지 못한다. 이런 어려움을 극복하고 제어기의 성능을 향상시키기 위해 비최소상위 시스템에 적용할 수 있는 두 가지 적응제어 방식을 선택하여 열교환기에 응용하여 보았다. 아울러 적응제어 방식의 성능을 종래의 PID제어기에 의한 결과와 비교하여 보았다.이러한 연구의 최종적인 목적은 산업플랜트에 손쉽게 적용될 수 있는 제어기를 마이크로프로세서를 사용하여 구성하는 것이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2091-2096
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• 2007

This paper presents a mathematical model for predicting the frost behavior formed on heat exchanger fins, considering fin heat conduction under frosting condition. The model is composed of air-side, the frost layer, and fin region, and they are coupled to the frost layer. The frost behavior is more accurately predicted with fin heat conduction considered (Case A) than with a constant fin surface temperature assumed (Case B). The results indicate that the frost thickness and heat transfer rate for Case B are over-predicted in most regions of the fin, as compared to those for Case A. Also, for Case A, the maximum frost thickness varies little with the fin length variations, and the extension of the fin length over 30 mm contributes insignificantly to heat transfer.

• 설비공학논문집
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• 제21권12호
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• pp.649-655
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• 2009

The purpose of the present study is to investigate the flow resistances and heat transfer characteristics of V-shaped circular fin-tube heat exchangers. Four types of V-shaped fins in which the fin areas are identical but the areas of the V-shaped portion are different have been tested numerically. The results obtained for heat transfer, pressure drop, and fin temperature are discussed in this paper. With increase in the area of the V-shaped portion, the pressure drop and heat transfer increase up to 40% and 24%, respectively, in the present test range.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.1-7
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• 2017

The energy slab is a ground coupled heat exchanger equipped in building slab structures, which represents a layout similar to the horizontal ground heat exchanger (GHEX). The energy slab is installed as one component of the floor slab layers in order to utilize the underground structure as a hybrid energy structure. However, as the energy slab is horizontally arranged, its thermal performance is inevitably less than the conventional vertical GHEXs. Therefore, stainless steel (STS) pipes are alternatively considered as a heat exchanger instead of high density polyethylene (HDPE) pipes in order to enhance thermal performance of GHEXs. Moreover, not only a floor slab but also a wall slab can be utilized as a heat-exchangeable energy slab in order to maximize the use of underground space effectively. In this paper, four field-scale energy slabs were constructed in a test bed, which consist of the STS and HDPE pipe, and a series of thermal response tests (TRTs) was conducted to evaluate relative heat exchange efficiency per unit pipe length according to the pipe material and the configuration of energy slabs. The energy slab equipped with the STS pipe shows higher thermal performance than the energy slab with the HDPE pipe. In addition, thermal performance of the wall-type energy slab is almost equivalent to the floor-type energy slab.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1123-1128
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• 2009

이 논문은 천연냉매를 사용하는 내부 열교환기 부착 캐스케이드 냉동시스템의 작동변수에 대한 기초 설계자료를 제공하기 위해서 본 사이클 성능 특성을 파악하고자 한다. 이 사이클은 R290, R1270, R600a 그리고 에탄과 같은 냉매를 사용하는 저온사이클과 이산화탄소를 사용하는 고온사이클로 구성된다. 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 고온측 사이클에는 R744 냉매를, 저온측 사이클에는 R600a를 적용할 경우 가장 높은 성적계수를 나타내었고, 내부 열교환기의 설치 위치에 대한 부분에 대해서는 고온측 사이클에만 내부 열교환기를 설치할 경우 캐스케이드 냉동시스템의 성적계수가 가장 높게 나타났다.

• 에너지공학
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• 제16권3호
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• pp.149-154
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• 2007

본 연구에서는 슬릿 휜-관 열교환기의 공기측 압력강하 특성을 실험적으로 고찰하였다. 물을 작동유체로 사용한 기존의 실험은 공기측 압력강하에 대해 일관된 방법을 제시하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 R22를 적용하여 휜-관 열교환기의 전표면과 습표면에 공기측의 압력강하 특성을 나타내는 표준 방법을 제시하고자 하였다. 기존의 실험 상관식과 본 연구에서 제시한 실험 데이터를 증발기와 응축기의 설계조건에서 레이놀즈수와 f-factor의 관계식으로 나타내었다. 본 실험은 공기의 속도가 $0.38{\sim}1.6\;m/s$ 일 때 냉매의 질량 유속 범위를 $150{\sim}250\;kg/m^2s$하여 수행하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권1호
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• pp.94-104
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• 2009

본 연구는 폐바이오매스로서 활엽수(hardwood, HW)톱밥, 침엽수(softwood, SW)톱밥, 산야초류(grass) 등 3종의 발효재료를 이용, 3종의 나선형 열교환기와 1종의 평판형 열교환기를 제작하여 발효과정에서 생산되는 발효열을 가장 효율적으로 회수할 수 있는 발효열 교환장치 개발을 위하여 실시하였다. 본 연구에서는 다양한 바이오매스재료의 적절한 원료 배합을 통한 발열 및 열교환 특성을 조사하고 실제 농가에 설치 및 해체가 용이한 열교환기를 개발하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 나선형 열교환기를 사용한 발효열 실험에서 활엽수톱밥 및 침엽수 : 활엽수톱밥(50 : 50) 처리보다는 활엽수톱밥 : 산야초(90 : 10)의 발효가 약 3개월간의 긴 발열기간을 나타냈으며, 발효상을 통과한 물의 온도를 100일간 측정한 결과, 중앙부가 $64.5{\sim}76.5^{\circ}C$로 매우 높았고, 물탱크 온도는 $33{\sim}48^{\circ}C$ 범위였으며, 출구의 수온은 $33{\sim}44^{\circ}C$로서 4~5인 기준의 가정용 온수공급이 가능함이 확인되었다. 수행한 4종의 열교환기 실험 결과, 나선형 열교환기 HX-H1은 수온이 $35{\sim}36^{\circ}C$범위로서 더 이상의 온도상승이 없었고, HX-H2는 수온이 $40{\sim}45^{\circ}C$로서 실험기간 중 일정한 온도분포를 보였다. 한편 HX-H3는 최고온도 $68{\sim}70^{\circ}C$, 최저온도 $30^{\circ}C$, 평균온도 $50^{\circ}C$였고, 출구의 온수온도는 $33{\sim}44^{\circ}C$ 범위로서 45일간 공급 가능하였다. 평판형 열교환기 HX-P는 수온이 $42{\sim}58^{\circ}C$로서 3개월 이상 온수공급이 가능하였으므로 4~5인 기준의 가정용 난방 및 온수공급에 문제가 없는 것으로 확인되었다. 그러므로 평판형 열교환기 HX-P는 나선형 열교환기 HX-H에 비해 발효상 내부에 열교환용 파이프가 빈틈없이 배치되어 발효상 전면적을 통해 발효열을 최대로 회수할 수 있었으며, $42{\sim}58^{\circ}C$의 발효열을 최대 3개월정도 이용 가능하였고, 장시간 운용에도 온도가 급강하 하는 등의 문제가 발생되지 않았다. 따라서 발효열교환기는 나선형 시스템보다는 발효열의 회수 효율이 매우 높으면서도, 열교환장치의 제작, 설치, 해체가 용이한 평판형 시스템이 유리한 것으로 나타났다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.32-40
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• 2012

Geothermal heat pump(GHP) systems use vertical borehole heat exchangers to transfer heat to and from the surrounding ground via a heat carrier fluid that circulates between the borehole and the heat pump. An Important feature associated with design parameters and system performance is the local thermal resistances between the heat carrier flow channels in the borehole and the surrounding ground. This paper deals with the in-situ experimental determination of the effective thermal properties of the ground. The recorded thermal responses together with the line-source theory are used to determine the thermal conductivity and thermal diffusivity, and the steady-state borehole thermal resistance. In addition, this paper compares the experimental borehole resistance with the results from the different empirical and theoretical relations to evaluate this resistance. Further, the performance simulation of a GHP system with vertical borehole heat exchangers was conducted to analyze the effect of the borehole thermal resistance on the system performance.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2005년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.155-160
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• 2005

To purpose of this research is to develop the numerical model for simulating performance of ground heat exchanger with high prediction accuracy. This paper describes the development of a numerical model that simulates the heat transfer between ground and circulation water in ground heat exchanger. Furthermore, we propose the estimating technique of soil properties, such as thermal conductivity, heat capacity and hydraulic conductivity, based on ground investigation. Comparison between experiment and numerical analysis based on the model developed above was conducted under the condition of the experiment in 2004. The result of analysis agreed well with the experimental result.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.543-550
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• 2014

In many industrial processes and operations, such as power plants, petrochemical industries and ships, shell and tube heat exchangers are widely used and probably applicable for a wide range of operating temperatures. The main purpose of a heat exchanger is to transfer heat between two or more medium with temperature differences. Heat exchangers are highly nonlinear, time-varying and show time lag behavior during operation. The temperature control of such processes has been challenging for control engineers and a variety of forms of PID controllers have been proposed to guarantee better performance. In this paper, a scheme to control the outlet temperature of a shell and tube heat exchanger system that combines the PID controller with feedforward control and anti-windup techniques is presented. A genetic algorithm is used to tune the parameters of the PID controller with anti-windup and the feedforward controller by minimizing the IAE (Integral of Absolute Error). Simulation works are performed to study the performance of the proposed method when applied to the process.