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설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2013년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2013)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제26권12호
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    • pp.605-619
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    • 2014
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2013. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and relative parts including orifices, dampers and ducts, fuel cells and power plants, cooling and air-conditioning, heat and mass transfer, two phase flow, and the flow around buildings and structures. Research issues dealing with home appliances, flows around buildings, nuclear power plant, and manufacturing processes are newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for general analytical model for desiccant wheels, the effects of water absorption on the thermal conductivity of insulation materials, thermal properties of Octadecane/xGnP shape-stabilized phase change materials and $CO_2$ and $CO_2$-Hydrate mixture, effect of ground source heat pump system, the heat flux meter location for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel, a parallel flow evaporator for a heat pump dryer, the condensation risk assessment of vacuum multi-layer glass and triple glass, optimization of a forced convection type PCM refrigeration module, surface temperature sensor using fluorescent nanoporous thin film. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on ammonia inside horizontal smooth small tube, R1234yf on various enhanced surfaces, HFC32/HFC152a on a plain surface, spray cooling up to critical heat flux on a low-fin enhanced surface were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a fin tube type adsorber, the mass-transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed, fin-and-tube heat exchangers having sine wave fins and oval tubes, louvered fin heat exchanger were performed. (3) In the field of refrigeration, studies are categorized into three groups namely refrigeration cycle, refrigerant and modeling and control. In the category of refrigeration cycle, studies were focused on the enhancement or optimization of experimental or commercial systems including a R410a VRF(Various Refrigerant Flow) heat pump, a R134a 2-stage screw heat pump and a R134a double-heat source automotive air-conditioner system. In the category of refrigerant, studies were carried out for the application of alternative refrigerants or refrigeration technologies including $CO_2$ water heaters, a R1234yf automotive air-conditioner, a R436b water cooler and a thermoelectric refrigerator. In the category of modeling and control, theoretical and experimental studies were carried out to predict the performance of various thermal and control systems including the long-term energy analysis of a geo-thermal heat pump system coupled to cast-in-place energy piles, the dynamic simulation of a water heater-coupled hybrid heat pump and the numerical simulation of an integral optimum regulating controller for a system heat pump. (4) In building mechanical system research fields, twenty one studies were conducted to achieve effective design of the mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, and renewable energies in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment is mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment are related to infiltration, ventilation, leak flow and airtightness performance in residential building. The subjects of building energy are worked on energy saving, operation method and optimum operation of building energy systems. The remained studies are related to the special facility such as cleanroom, internet data center and biosafety laboratory. water supply and drain system, defining standard input variables of BIM (Building Information Modeling) for facility management system, estimating capability and providing operation guidelines of subway station as shelter for refuge and evaluation of pollutant emissions from furniture-like products.

관측 강우와 침수모의를 이용한 부산 에코델타시티 수해저감에 관한 연구 (A Study on the Flood Reduction in Eco-Delta City in Busan using Observation Rainfall and Flood Modelling)

  • 김윤구;김성률;전해성;추연문
    • 한국습지학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.187-193
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    • 2020
  • 최근 찾아지는 이상기후와 급격한 도시화에 따른 불투수 면적의 증가는 저류량 감소로 이어져 지표유출량의 증가를 가져오게 되었다. 증가한 지표유출량은 도시하천의 범람으로 인한 침식, 수중 생태계 파괴, 도심지 내 인적 및 재산상의 피해를 유발하는 원인이 되고 있다. 최근 국내에서는 국지성 호우, 태풍, 홍수로 인해 이러한 피해가 증가하고 있다. 이에 대한 대책으로 부산광역시는 2012년부터 2023년까지 미래지향적인 수변도시 조성을 목표로 부산 에코델타시티 친수구역 조성을 진행하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 미환경보호국에서 개발한 SWMM(Storm Water Management Model)을 활용하여, 현 도시하천 상태와 강수량 자료를 분석수집하고 홍수 피해를 모의하기 위한 목표 유역을 선정하였다. 모의된 자료를 사용하여 다양한 경우에 대한 수해저감 대책을 제시하였다. 수해저감 대책 방안에 대한 시나리오를 구축하여 각 케이스 별로 재해방지방안을 구축하는 방법이다. 30년 빈도 80분의 강우사상으로 침수모의 해석을 실시하여 구조적 방안과 비구조적 방안을 고려하였을 때, 배수문 증설보다 배수펌프장의 증설 효과가 큰 것으로 판단되며 비구조적 재해방지방안인 사전배제 방법과 결합하여 8개의 시나리오와 그에 대응하는 대안을 계획하였다. 각 대안에 대한 평가를 실시한 결과, 6안의 펌프장 증설 100㎥/s와 사전배제 EL.(-)1.5m가 최적대안이라고 판단되었다.

농어촌용수 및 농업생산기반시설의 실태조사에 따른 기후변화 영향 분석 (Analysis on the Impact of Climate Change on the Survey of Rural Water District and Agricultural Production Infrastructure)

  • 김수진;배승종;최진용;김성필;은상규;유승환;장태일;고남영;황세운;김성준;박태선;정경훈;송석호
    • 한국농공학회논문집
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    • 제60권5호
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    • pp.1-15
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    • 2018
  • This study aims to effective survey on actual condition for impact and vulnerability assessment on climate change in agriculture and rural community (limited to rural water and agricultural infrastructure, Paragraph 3, Article 2 of the Rearrangement of Agricultural and Fishing Villages Act) entrusted to Korea Rural Community Corporation based on the Law (Paragraph 2, Article 47 of the Framework Act on Agriculture, Rural community and Food industry). The results are summarized as follows. The rural water was divided into three categories (abnormal climate, water use, and flood control), and 31 indicators were selected. The reservoirs were divided into four categories, and 20 indicators were selected. The pumping stations were divided into two categories, 7 indicators, and the drainage pump stations were divided into two categories, 5 indicators were chosen. A survey on actual condition of each indicator was conducted and the result of the impact assessment was calculated. The 65 rural water showed values ranged from 0.855 to 1.308. The reservoir ranged from 0.966 to 23.338 as a result of the impact assessment on the 16 indicators. The pumping station was able to calculate the results of the safety inspection and the thorough safety inspection, and the drainage pump station was able to calculate only the result of the safety inspection. It is judged that it will be necessary to secure and analyze data on indicators with no data in the future. The results of this research can be utilized as baseline data that can deal with climate change preemptively.

소방펌프차의 고압방수를 위한 중계방수방식에 관한 실증적 연구 (An Empirical Study on the Relay Pumping Method for the High Pressure of Fire Engine Pump)

  • 민세홍;권용준;박종덕
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.52-59
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    • 2013
  • 본 연구에서는 초고층 건물 화재 등 고압방수가 필요한 상황에서 방수압력을 유지하기 위하여 소방펌프차의 중계방수방법과 활용방안을 정립하고자 시험을 실시하였다. 중계 방수압력의 변화에 대하여 시험결과 소방펌프차의 방수구를 개방하고 측정하였을 경우 방수구를 폐쇄한 상태에서 측정한 결과보다 약 20 %가 감소한 것으로 나타났다. 소방활동 현장에서 보다 더 효율적으로 활용하기 위하여 소방펌프차 2대의 압력을 각각 변화시키면서 시험한 결과에서도 비슷한 효율이 나타나는 것으로 확인되었다. 현재 고압 방수능력이 있는 소방펌프차가 소방서에 배치되어 있지 않고 소방펌프의 형식승인 및 검정기술기준에서도 고압 소방펌프에 대한 규정이 없기 때문에 현재 보유하고 있는 소방차를 활용하여 초고층 화재 등 고압방수의 필요성이 있는 화재현장에 효과적으로 대응하고자 본 연구 결과를 토대로 소방차량 운영 및 활용방안을 제안한다.

염수계 철산화균 및 황환원균에 의한 금속 부식 및 최적 제어 방안 (Metal Corrosion Mechanism by Sulfate-reducing and Iron-oxidizing Bacteria in Saline System and its Optimal Inactivation)

  • 성은혜;한지선;김창균
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.798-807
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    • 2008
  • 연안지역 주위에 설치된 각종 관망시설의 금속부식으로 인한 경제적 손실 때문에 실제적인 부식 거동을 이해하고 그것을 적절하게 조절하기 위한 부식과 관련된 원인-결과에 대한 정보를 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 미생물 제어에 따라 금속 부식에 영향을 미치는지를 조사하기 위하여 실험실 규모로 연구를 수행하였다. 먼저 관망의 막힘 현상이 발생하는 곳(즉, I Gas Station)의 지하수를 채취한 후 16S rDNA방법으로 시료 속의 미생물 다양성을 조사하였다. 이로부터 금속을 부식시키는 거동이 관측된 미생물이 Leptothrix sp.(철산화)와 Desulfovibrio sp.(황환원)임을 알 수 있었다. 실험 결과, 철 시편의 경우 철산화 미생물에 의해 부식속도가 가장 크게 증가하였고, 반면 황환원 미생물에 의해 철침전물이 빠르게 형성되었다. 함석 시편과 스테인리스 스틸의 경우 주로 철산화 미생물이 부식뿐만 아니라 침전물 형성 속도를 증가시키는 데에도 매우 관련이 높았다. 아연 시편의 경우, 황환원 미생물이 철산화 미생물보다 더 부식에 대한 영향이 컸다. 또한 미생물 성장 제어실험에서는 염소주입이나 UV 처리는 효과적으로 미생물의 성장을 조절할 수 있었다. 그러나 미생물 제어 강도가 경계치보다 증가한다면 화학적 반응을 증가시키기 때문에 부식속도는 점차 증가하는 현상이 나타났다. 본 연구에서는 미생물 금속 부식은 미생물 종류나 금속재료에 따라 다르게 발생하며, 관련 미생물(Leptothrix sp.와 Desulfovibrio sp.)과 금속 부식 또는 침전물 생성에 높은 연관성을 가지고 있었다. 그리고 효과적인 미생물의 제어를 통해 부식 또는 침전 속도를 늦출 수 있음을 확인하였다.

주유소 내 부대시설 화재발생시 복사열에 따른 주유설비 안전거리에 관한 연구 (A Study on the Safety Distance of the Fuelling Facilities by the Radiation Heat in the Fire at the Gas Station)

  • 김기성;이상원;송동우
    • 한국가스학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.7-13
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    • 2021
  • 최근 주유취급소 내의 건축물에 편의점, 자동차 수리점 등의 부대시설이 증가하고 있다. 이에 따라 부대시설에서 화재 발생 시 고정주유기에 미치는 화재의 영향을 알아보고 현행 규정의 타당성을 검증할 필요성이 있다. 본 논문에서는 부대시설에서의 화재 시 고정주유기까지의 이격거리에 따라 미치는 복사열의 영향을 알아보는 연구를 진행하였다. FDS 5.5.3을 사용하여 화재모델링을 하였고, 화원의 크기는 실규모 화재평가 장치를 이용한 사무실의 연소실험을 통한 단위면적당 열방출율을 입력하였다. 화원과 고정주유기의 이격 거리는 '위험물안전관리법 시행규칙 별표13 주유취급소의 위치·구조 및 설비의 기준'에서 명시하는 2 m 부터 이격거리를 1 m 간격으로 늘여가며 10 m까지 화원의 크기를 Case A의 경우 512.41 kW/m2, Case B의 경우 250 kW/m2로 설정하여 총 13개의 시나리오를 구성하여 연구를 진행하였다. 시뮬레이션을 통해 2 m의 이격거리는 부대시설의 화재 시에 주유기의 안전성을 확보하지 못하는 것으로 나타났으며 최소 4m 이상의 이격거리에서 복사열이 피해를 미치지 않는 것으로 나타났다. 이에 따라 부대시설의 화재 발생시 복사열을 차단할 수 있는 설비가 필요하며 부대시설의 용도를 제한하거나 건축물과 고정주유기의 이격거리를 다시 제고하는 방안이 필요할 것이다.

심층 강화학습을 이용한 지능형 빗물펌프장 운영 시스템 개발 (A Development of Intelligent Pumping Station Operation System Using Deep Reinforcement Learning)

  • 강승호;박정현;주진걸
    • 융합보안논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.33-40
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    • 2020
  • 하천 인근에 위치한 빗물펌프장은 유수지를 대상으로 적절한 규칙에 따라 펌프를 가동함으로써 도심지 및 농경지 침수 피해를 예방하는 기능을 수행한다. 현재 대부분의 빗물펌프장은 유수지의 수위를 기준으로 단순한 규칙 기반의 펌프운영 정책을 사용하고 있다. 최근 지구온난화로 인한 기후 변화가 예측하기 어려운 강우량의 변화를 발생시키고 있다. 따라서 단순한 펌프정책으로는 지구온난화로 인한 갑작스러운 유수지 변화에 적절하게 대처하기 어렵다. 본 논문은 강우량과 저수량, 유수지 수위 등의 정보를 이용해 시스템이 적정 유수지 수위을 유지할 수 있도록 펌프 가동을 선택할 수 있는 심층 강화학습 기반의 자동 빗물펌프 운용 방법을 제시한다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위해 강우-유출 모의 모델인 Storm Water Management Model(SWMM)을 이용해 모의실험을 수행하고 현장에서 사용되고 있는 기존 펌프 정책과 성능을 비교하였다.

공유 전동킥보드 이용 특성 및 영향요인에 관한 연구 (Study on Shared E-scooter Usage Characteristics and Influencing Factors)

  • 김수재;이경재;추상호;김상훈
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.40-53
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    • 2021
  • 공유 전동킥보드는 기존 'station 기반의 공유 교통서비스에 비해 편리한 dockless 방식으로 제공되어 이용이 급격하게 증가하고 있다. 이에 따라 교통사고, 보행환경 저해 등 새로운 도시문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 서울시를 대상으로 최근 급격하게 성장하고 있는 공유전동킥보드의 이용 특성을 분석하고, 음이항 회귀모형을 통해 서울시 집계구 단위의 공유 전동킥보드 이용수요에 영향을 미치는 요인에 대하여 규명하였다. 이용특성 분석결과 평균 이용거리는 1.5km, 이용시간은 9.4분, 이동속도는 10.3km/h로 나타났다. 공유 전동킥보드의 이용수요에 대한 영향요인을 살펴보면, 인구지표, 교통시설지표, 토지이용지표, 기상지표가 통계적으로 유의하게 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 향후 공유 전동킥보드의 이용수요가 많은 지역에 대한 효율적인 운영 및 이용 활성화를 위한 교통정책 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Heat transfer performance of a helical heat exchanger depending on coil distance and flow guide for supercritical cryo-compressed hydrogen

  • Cha, Hojun;Choi, Youngjun;Kim, Seokho
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.62-67
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    • 2022
  • Liquid hydrogen (LH2) has a higher density than gaseous hydrogen, so it has high transport efficiency and can be stored at relatively low pressure. In order to use efficient bulk hydrogen in the industry, research for the LH2 supply system is needed. In the high-pressure hydrogen station based on LH2 currently being developed in Korea, a heat exchanger is used to heat up supercritical hydrogen at 700 bar and 60 K, which is pressurized by a cryogenic high-pressure pump, to gas hydrogen at 700 bar and 300 K. Accordingly, the heat exchanger used in the hydrogen station should consider the design of high-pressure tubes, miniaturization, and freezing prevention. A helical heat exchanger generates secondary flow due to the curvature characteristics of a curved tube and can be miniaturized compared to a straight one on the same heat transfer length. This paper evaluates the heat transfer performance through parametric study on the distance between coils, guide effect, and anti-icing design of helical heat exchanger. The helical heat exchanger has better heat transfer performance than the straight tube exchanger due to the influence of the secondary flow. When the distance between the coils is uniform, the heat transfer is enhanced. The guide between coils increases the heat transfer performance by increasing the heat transfer length of the shell side fluid. The freezing is observed around the inlet of distribution tube wall, and to solve this problem, an anti-icing structure and a modified operating condition are suggested.

경제성분석 프로그램을 이용한 도심형 마이크로그리드 최적 설계 (Optimal Design of Urban MICROGRID using Economical Analysis Program)

  • 유승덕;임성우;임유석;황성욱;이학주
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제8권2호
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    • pp.69-72
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    • 2022
  • This paper actually investigates the load on major large-scale buildings in the downtown area, examines the economic feasibility of installing PV and ESS in a microgrid target building, and evaluates whether an electric vehicle capable of V2G through two buildings is effective as an economical analysis program (HOMER) was analyzed using. It is economical to install a mixture of ESS rather than using the whole PV, and it is shown that if there is an electric vehicle using the V2G function of EV, there is an economic effect to replace the PV. So that Incentives and policies are needed to replace a large area of PV and utilize the existing parking lot to lead EV as a resource of the microgrid. Currently, P2X technology that stores power as ESS or converts it to other energy to control when surplus renewable energy occurs in large-capacity solar power plants and wind farms, etc. This is being applied, and efforts are being made to maintain the stability of the system through the management of surplus power, such as replacing thermal energy through a heat pump. Due to the increase in electric vehicles, which were recognized only as a means of transportation, technologies for using electric vehicles are developing. Accordingly, existing gas stations do not only supply traditional chemical fuels, but electricity, and super stations that also produce electricity have appeared. Super Station is a new concept power plant that can produce and store electricity using solar power, ESS, V2G, and P2G. To take advantage of this, research on an urban microgrid that forms an independent system by tying a large building and several buildings together and supplies power through a super station around the microgrid is in full swing.