• 대한기계학회논문집B
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• 제38권9호
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• pp.721-729
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• 2014

지역난방에 연계한 하이브리드 제습냉방 시스템은 하절기 에너지 이용효율을 높일 수 있다. 실증실험을 통해 우리나라에 성공적으로 운전될 수 있다는 것을 확인한 하이브리드 제습냉방 시스템의 보급활성화를 위하여 경제성 분석을 실시하였다. 기존의 전기 에어컨과 냉방을 하면서 생기는 비용을 비교하는 것과 전기 에어컨을 제습냉방으로 대체하였을 때 발생하는 국가 편익을 계산하는 두 가지 관점에서 수행하였다. 분석결과 제습냉방은 30% 이상의 운전비용 절감효과가 있으며, 1기당 연간 0.079 TOE의 1차 에너지, 0.835 $TCO_2$ 절감효과가 있는 것으로 분석되었다. 2020년까지 68만세대에 제습냉방이 보급된다고 예상하면 463 MW의 전력대체 효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 이러한 운전비용절감효과, 1차 에너지 절감 및 온실가스 배출 감소효과를 가지고 있는 제습냉방 시스템은 전기 에어컨에 비하여 초기 투자비용이 높기에 보급활성화를 위하여 적절한 정부의 보조금이 필요하다. 본 논문에서는 국가적 편익을 고려한 적절한 보조금을 산정하여 제습냉방 시스템의 보급방안을 제시하고자 한다.

• 태양에너지
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• 제11권2호
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• pp.51-62
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• 1991

본 연구에서는 용융된 파라핀을 채운 수평 원관의 관벽을 냉각할 때에 관내에서 일어나는 열전달현상을 다루었다. 관내의 파라핀을 고상과 액상으로 구분하여 고상층에 대해서는 열전도 모델을, 그리고 액상층에 대해서는 자연대류를 고려한 열전달모델을 세워 수치해석하였고 이 과정에 대한 실험을 행하여 얻은 응고형태로부터 방열량을 계산하였다. 아울러 초기의 용융파라핀의 온도와 관벽의 냉각온도가 응고에 미치는 영향을 고찰하였다. 방열과정에서 액상파라핀의 응고속도를 결정하는 요인은 관벽의 냉각온도와 초기액상온도이나 대부분의 액상현열이 응고 초기에 급속히 방출되기 때문에 관벽의 냉각온도가 지배적인 요인으로 작용하였다. 따라서 방열과정에서의 열전달은 고상층 내의 열전도에 의해서 이루어지게 된다. 실험에서 관찰한 응고형태에서는 상부에 빈 공간이 발견되었다. 이는 초기 액상온도가 응고초기에 급속히 떨어짐으로써 온도에 따른 액상의 밀도차로 인해 생긴 것이다. 고 액간의 밀도차로 인한 수축현상은 응고과정의 전반에 걸쳐서 고르게 일어나므로 그 영향을 응고형태에서 구별하여 파악하기는 어려웠다. Fourier수와 고상의 Stefan수를 종속변수로 사용하면 관벽의 냉각온도와 초기액상온도에 무관하게 응고량을 단일곡선으로 표현할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.383-389
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• 2014

이산화탄소 흡수공정은 대규모의 이산화탄소를 처리하는데 유리하지만, 다량의 흡수액을 재생하는데 필요한 현열과 증발열로 인한 에너지 비용 상승이 단점으로 지적되고 있다. 이를 극복하기 위해 이산화탄소를 흡수한 탄산칼륨 흡수액을 냉각 결정화시켜, 다량의 물로부터 이산화탄소가 많이 포함된 중탄산칼륨 결정을 선택적으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 이산화탄소 분리효율을 높이기 위해 입체 장애 알카놀아민 첨가제를 도입하여, 이들이 중탄산칼륨 연속식 결정화에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 결정의 석출량은 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol, AMP), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, AMPD), 2-아미노-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, AHPD)의 순서로 증가하였으며, 반용매로 작용하는 첨가제들의 히드록실기 개수와 관계가 있는 것으로 나타났다. 탄소 핵자기공명분광 분석 결과, 첨가제들은 입체 장애 효과에 의해 중탄산 이온의 생성을 유도하고 과포화도를 상승시킨 것으로 나타났다. 또한, 첨가제들은 과포화도 상승을 통해 평균 입도와 결정 성장 속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 입체 장애 알카놀아민 첨가제는 중탄산칼륨 결정화를 촉진함으로써, 물로부터 이산화탄소의 분리효율을 향상시키고 재생에너지를 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 대기
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• 제16권2호
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• pp.111-124
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• 2006

This study examines seasonal variability of the surface energy balance at the King Sejong Station, Antarctica, using measurements and estimates of the components related to the balance for the period of 1996 to 2004. Annual average of downward shortwave radiation at the surface is 81 $Wm^{-2}$ which is 37% of the extraterrestrial value, with the monthly maximum of 188 $Wm^{-2}$ in December and the minimum of 8 $Wm^{-2}$ in June. These values are relatively smaller than those at other stations in Antarctica, which can be attributed to higher cloudy weather conditions in Antarctic front zone. Surface albedo varies between ~0.3 in the austral summer season and ~0.6 in the winter season. As a result, the net shortwave radiation ranges from 117 $Wm^{-2}$ down to 3 $Wm^{-2}$ with annual averages of 43 $Wm^{-2}$. Annual average of the downward longwave radiation shows 278 $Wm^{-2}$, ranging from 263 $Wm^{-2}$ in August to 298 $Wm^{-2}$ in January. The downward longwave radiation is verified to be dependent strongly on the air temperature and specific humidity, accounting for 74% and 79% of the total variance in the longwave radiation, respectively. The net longwave radiation varies between 25 $Wm^{-2}$ and 40 $Wm^{-2}$ with the annual averages of 30 $Wm^{-2}$. Accordingly, the annual average energy balance is dominated by radiative warming of a positive net all-wave radiation from September to next March and radiative cooling of a negative net all-wave radiation from April to August. The net all-wave radiative energy gain and loss at the surface is mostly balanced by turbulent flux of sensible and latent heat. The soil heat flux is of negligible importance in the surface energy balance.

• 한국환경과학회지
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• 제16권3호
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• pp.261-267
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• 2007

In this study, the Slab Ocean Model (SOM) is coupled with an Atmospheric General Circulation Model (AGCM) which developed in University of Kangnung based on the land surface model of Biosphere-Atmosphere Transfer Scheme (BATS). The purposes of this study are to understand radiative role of clouds considering of the atmospheric feedback, and to compare the Clouds Radiative Forcing (CRF) come from the analyses using the clear-cloud sky method and CGCM. The new CGCM was integrated by using two sets of the clouds with radiative role (EXP-A) and without radiative role (EXP-B). Clouds in this two cases show the negative effect $-26.0\;Wm^{-2}$ of difference of radiation budget at top of atmosphere (TOA). The annual global means radiation budget of this simulation at TOA is larger than the estimations ($-17.0 Wm^{-2}$) came from Earth Radiation Budget Experiment (ERBE). The work showed the surface negative effect with $-18.6 Wm^{-2}$ in the two different simulations of CRF. Otherwise, sensible heat flux in the simulation shows a great contribution with positive forcing of $+24.4 Wm^{-2}$. It is found that cooling effect to the surface temperature due to radiative role of clouds is about $7.5^{\circ}C$. From this study it could make an accurate of the different CRF estimation considering either feedback of EXP-B or not EXP-A under clear-sky and cloud-sky conditions respectively at TOA. This result clearly shows its difference of CRF $-11.1 Wm^{-2}$.

• KIEAE Journal
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• 제16권4호
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• pp.63-69
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• 2016

Purpose: This preliminary study investigated a potential of the water wall systems that provide heat storage and natural lighting control simultaneously. Method: In order for transparency of the water wall to be controlled, the study first proposed two measures: to adjust transparency of the water wall; to control transparency of water wall surface. The performance of two measures then was verified and compared by experiments. In addition, a trade-off between heat collect and heat storage resulting from using additive for adjusting transparency was investigated. Result: The experiment showed that the two measures are similar in performance. The investigation of trade-off relation showed the additive should have the same heat storage as the water to prevent decrease in thermal performance of the water wall. As an economical measure to control transparency of the water wall, this study suggested a measure of secondary heat transfer systems using shading device that first absorbs solar radiation and then transfers heat to the water wall. The experiment show that performance of the proposed measure is similar to controlling transparency of water wall surface. In conclusion, it is expected that the performance of the water wall can be economically maximized by using the proposed mean in terms of heating, cooling and lighting energy saving.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.282-288
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• 2019

When liquefied natural gas (LNG) is vaporized to form natural gas for industrial and household consumption, a tremendous amount of cold energy is transferred from LNG to seawater as a part of the phase-change process. This heat exchange loop is not only a waste of cold energy, but causes thermal pollution to coastal fishery areas by dumping the cold energy into the sea. This project describes an innovative new design for reclaiming cold energy for use by cold storage warehouses (operating in the 35 to $62^{\circ}C$ range). Conventionally, warehouse cooling is done by mechanical refrigeration systems that consume large amounts of electricity for the maintenance of low temperatures. Here, a closed loop LNG heat exchange system was designed (by simulator) to replace mechanical or vapor-compression refrigeration systems. The software PRO II with PROVISION V9.4 was used to simulate LNG cold energy, gas re-liquefaction, and the vaporized process under various conditions. The effects on sensible and latent heats from changes to the array type of heat exchangers have been investigated, as well as an examination of the optimum.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.456-463
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• 2019

가축 사육 시설 내부의 온도, 습도 등과 같은 미기상 요소는 환기, 냉방, 난방, 단열, 가축의 현열 및 잠열과 같은 에너지 발생 등 다양한 요소의 복합적인 영향을 받는다. 본 연구에서는 위와 같은 다양한 변수에 따른 시설 내부의 에너지 흐름 및 기작을 구현하기 위하여 BES 수치해석 기법을 활용하였다. BES 수치해석 모델 및 THI 지수 개념을 이용하여 국내 주요 지역별 가금 사육 시설 내부의 고온 스트레스 발생 정도를 정량적으로 산정하고자 하였다. 또한, 최근 동물복지 사육이슈에 따라, 현행 기준 및 동물복지를 고려한 사육 밀도 적용 시, 시설 내부의 THI 지수를 비교 분석하였으며, 그 결과, 환절기 시기의 경우 사육밀도 감소에 따른 유의한 고온 스트레스 감소 효과가 도출되었으나(p<0.05), 하절기의 경우 큰 차이를 보이지 않아(p>0.05) 지역별 적정 냉방시설의 설비 마련이 시급한 것으로 나타났다. 전라북도 익산시의 경우, 사육밀도 감소에 따라 고온 스트레스 발생 시간 기준, 총 252시간의 이득이 있는 것으로 산출되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.131.1-131.1
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• 2010

This study was conducted for engineering optimization for the gasification process which is the key factor for success of Taean IGCC gasification plant which has been driven forward under the government support in order to expand to supply new and renewable energy and diminish the burden of the responsibility for the reduction of the green house gas emission. The gasification process consists of coal milling and drying, pressurization and feeding, gasification, quenching and HP syngas cooling, slag removal system, dry flyash removal system, wet scrubbing system, and primary water treatment system. The configuration optimization is essential for the high efficiency and the cost saving. For this purpose, it was designed to have syngas cooler to recover the sensible heat as much as possible from the hot syngas produced from the gasifier which is the dry-feeding and entrained bed slagging type and also applied with the oxygen combustion and the first stage cylindrical upward gas flow. The pressure condition inside of the gasifier is around 40~45Mpg and the temperature condition is up to $1500{\sim}1700^{\circ}C$. It was designed for about 70% out of fly ash to be drained out throughout the quenching water in the bottom part of the gasifier as a type of molten slag flowing down on the membrane wall and finally become a byproduct over the slag removal system. The flyash removal system to capture solid particulates is applied with HPHT ceramic candle filter to stand up against the high pressure and temperature. When it comes to the residual tiny particles after the flyash removal system, wet scurbbing system is applied to finally clean up the solids. The washed-up syngas through the wet scrubber will keep around $130{\sim}135^{\circ}C$, 40~42Mpg and 250 ppmv of hydrochloric acid(HCl) and hydrofluoric acid(HF) at maximum and it is turned over to the gas treatment system for removing toxic gases out of the syngas to comply with the conditions requested from the gas turbine. The result of this study will be utilized to the detailed engineering, procurement and manufacturing of equipments, and construction for the Taean IGCC plant and furthermore it is the baseline technology applicable for the poly-generation such as coal gasification(SNG) and liquefaction(CTL) to reinforce national energy security and create new business models.

• 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.