본 연구에서는 육계사에 차열 페인트와 히트펌프의 적용에 따른 내부 온도 변화를 분석 하였다. 이를 위하여 환기율, 환기 방법, 시간별 환기 변화에 따른 실험 조건을 설정하였으며 육 계사 외부 및 내부 기온을 측정하였다. 그 결과, 차열 페인트를 도포한 육계사에서는 최대 1－2°C 실내 기온 상승을 억제하 는 효과가 나타났으며 히트펌프를 가동한 육계사에서는 외기 온도의 영향을 제일 적게 받는 환기율 0%일 때 내부 기온 감소 가 제일 크게 나타났다. 계사 내부의 온도가 외기 온도보다 높 을 경우에는 환기율을 높게 설정하여 환기팬을 이용한 냉방이 더욱 효과적이나 계사 내부 온도가 외기 온도와 유사하거나 낮을 경우에는 히트펌프를 이용하는 것이 가장 효과적일 것으 로 판단된다. 히트펌프 가동 시 외기 온도의 영향이 적은 환기 율을 0%로 설정하였을 때 내부 기온이 가장 큰 폭으로 감소하 였으나 실제 육계사에서는 분진, 이물질, 암모니아 등을 고려 하여 최소환기율 정도로 환기율을 설정한 후 히트펌프를 가동 하는 것이 가장 효율적일 것으로 판단된다. 본 연구는 실험 기 간이 짧아 데이터가 많지 않으며 실제 육계가 사육되고 있는 환경에서 실험을 진행한 것이 아니라는 한계가 있다. 향후 후 속 연구로 실제 닭이 사육되고 있는 환경에서의 히트펌프 효 과 분석과 히트펌프의 전력사용량, 냉방부하, 환기팬 가동시 간 등 다양한 환경인자를 포함한 연구가 진행되어야 할 것으 로 판단된다.

This study deals with the maximum thermal load analysis and optimal capacity determination method of tank culture system for applying seawater source heat pump to save energy and realize zero energy. The location of the fish farm was divided into four sea areas, and the heat load in summer and winter was analyzed, respectively. In addition, two representative methods, the flow-through aquaculture system and the recirculation aquaculture system were reviewed as water treatment methods for fish farms. In addition, the concept of the exchange rate was introduced to obtain the maximum heat load of the fish farms. Finally, power consumption for heat pumps was analyzed in the view point of sea areas, tank capacity, and exchange rate based on the calculated maximum thermal load.

하이브리드 감압 열펌프 건조기의 효과를 파악하기 위하여 건조된 굴 제품을 8주간 저장하면서 일반 성분의 변화와 글리코겐 함량의 변화 등을 조사하였다. 일반세균의 변화는 18~19×103 CFU/g으로 기존제품의 27~30×103 CFU/g 보다 안전하였다. 주요 지방산의 함유량은 건조기에서 건조한 시료의 DHA 및 EPA 함량은 L1-1, L1-3 및 R2-2에서 각각 17.87% 및 14.80%, 17.46% 및 14.38%, 17.89% 및 14.99%이었고, 반면 CD-1은 각각 15.41% 및 13.20%로 약간의 차이를 보였다. 각 시료의 유리아미노산 함량에는 큰 차이를 보이지 않아 1325.2~1360.4 mg/100 g으로 나타났다. 그리고 선도를 나타내는 K 값에서는 하이브리드 건조기에서 건조한 시료가 저장기간 동안 매우 우수한 신선도를 나타낸 반면, 시판 굴의 시료에서는 34.0~42.1%로 나타났다.

In the present study, the thermal conductivity of a silicon nitride(Si3N4) thin-film is evaluated using the dualwavelength pump-probe technique. A 100-nm thick Si3N4 film is deposited on a silicon (100) wafer using the radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition technique and film structural characteristics are observed using the X-ray reflectivity technique. The film’s thermal conductivity is measured using a pump-probe setup powered by a femtosecond laser system of which pump-beam wavelength is frequency-doubled using a beta barium borate crystal. A multilayer transient heat conduction equation is numerically solved to quantify the film property. A finite difference method based on the Crank-Nicolson scheme is employed for the computation so that the experimental data can be curve-fitted. Results show that the thermal conductivity value of the film is lower than that of its bulk status by an order of magnitude. This investigation offers an effective way to evaluate thermophysical properties of nanoscale ceramic and dielectric materials with high temporal and spatial resolutions.

In this study, the cooling and heating amount, temperature, flow rate of turbine type heat meter for water source heat-pump system were experimentally investigated at the standard operating conditions. The obtained cooling and heating capacity from the heat meter were deviated within 5.0%, 3.8% comparing with the precise values calculated from an accredited test facility. Even though the accumulated cooling and heating amount values of the heat meter had a small difference comparing with the precise values, the temperatures of heat meter showed greatly different values comparing with the precise temperature. Therefore, it is highly recommended to develop the heat meter which is appropriate for the water source heat pump systems.

본 연구에서는 장미 재배온실을 대상으로 온실 내부의 태양잉여열과 외부의 공기열을 선택적 열원으로 이용하여 온실난방용 온수를 생산할 수 있는 공기 대물 히트 펌프의 설계와 성능시험을 수행하였다. 태양잉여열 이용 축열운전과 외기열 이용 축열운전은 작물의 생육적온을 고려한 온실내부의 설정온도에 따라 자동전환 되도록 설계하였다. 제어반에 12개의 기준온도를 설정함으로써 축열운전 전환, 난방, 환기를 자동제어하며, 태양잉여열-외 기열 선택적 축열운전에서 축열조의 온도는 축열능력과 난방부하에 대응하여 35~52oC로 3단계 변온제어 하였다. 태양잉여열-외기열 선택적 축열에서 태양잉여열 이용 축 열은 전체 시간의 23.1%, 외기열 이용 축열은 30.7%, 히트펌프 휴지시간은 46.2%를 차지하였으며, 난방성능계수는 태양잉여열 이용 축열 시 3.83, 외기열 이용 축열 시 2.77, 전체 3.24로 평가되었다. 비교시험을 위해 축열 조 온도를 50~52oC로 항온제어 하는 조건에서 외기열 단독 이용 축열 시험을 수행하였으며 이때의 난방성능계 수는 2.33으로 분석되었다. 결과적으로 공기 대물 히트 펌프의 열원으로 온실내부 태양잉여열과 외부 공기열을 병용하고, 축열조 온도를 변온제어한 결과 일반적인 외기열 이용 축열운전과 축열조 항온제어에 비해 난방성능 계수가 39% 향상됨을 확인하였다.

본 연구는 공기열원 히트펌프 온실에서 환기에 의해 배출되는 에너지 즉 잉여 태양에너지 및 태양열 집열기를 이용하여 축열량 및 이들 에너지를 이용한 온실의 난방효과를 실험적으로 검토하였다. 태양열 집열기의 경우, 실험기간동안 누계 수평면 일사량의 최대, 평균 및 최솟값은 각각 52.2, 22.9 및 3.2 MJ․m-2이었고, 총 일사량은 869.8 MJ․m-2 정도였다. 그리고 집열량의 최대, 평균 및 최솟값은 각각 38,118.2, 22,545.9 및 2,622.1 kcal 정도였고, 총 집열량은 856,742.6 kcal 정도인 것으로 나타났다. 잉여 태양에너지의 경우, 여러 가지 요인에 의해서 온실로부터 회수되는 열량은 다르지만, 온실로부터 회수된 총 잉여 태양에너지는 375,946.7 kcal 정도인 것으로 나타났다. 히트펌프의 경우, 설정온도를 고려하지 않고 축열된 총 축열량은 17,519,085.3 kcal이고, 이 때 소비된 소비전력량은 7,169.6 kWh정도이었고, 시스템의 성능계수는 2.84정도이었다. 그리고 온실로 공급된 난방에너지는 최저 외기온과 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 실험기간동안 총 난방에너지는 9,554,541.9 kcal로서 시간당으로 환산하면 평균 6,653.1 kcal․h-1정도인 것으로 나타났다. 특히 실제 히트펌프에 의해 축열된 량의 54.5%정도만 이용하는 것으로 나타나 난방시스템의 개선이 필요할 것으로 판단되었다. 실험기간동안 태양열 집열기, 잉여 태양에너지 및 히트펌프에 의한 축열량을 난방에너지로 100.0% 이용할 경우, 탄소배출량은 각각 259.7, 116.9 및 5,403.5 kgCO2정도 절감시킬 수 있을 것으로 나타났다.

This paper shows scheduling methods to utilize heat pump systems as demand response resources in the smart grid environment. The heat pump system has a partial thermal storage tank which could be used at any time according to the consumer behavior based on the real time electricity tariff system. Some scheduling methods are proposed and an optimization basis is established considering areas, insulation conditions, heating set temperature, minimum heating maintaining period of thermal storage, maximum size of tank, etc.

에너지 생성에 따른 탄소배출문제로 국제 에너지 기구는 세계 주요국의 에너지 효율을 15~30[%]이상 향상시키도록 권고하고 있으며, 국내 에너지 정책 동향도 에너지 절감 및 탄소 배출에 대해 정부에서 인센티브 및 페널티 프로그램을 제고하는 방향으로 가고 있다. 각국의 산업 현장에서 유체 이송용 펌프가 전기에너지의 20[%]를 소비하고 있는 실정으로, 주요 에너지 낭비 요인으로는 장시간 운전에 따른 효율 저하, 부적절한 설계 및 설비 등이 있다. 이러한 낭비를 줄이기 위해 펌프의 효율을 측정하여 펌프의 운전 상태를 진단하고자, 본 논문에서는 열역학적 방법으로 온도와 압력센서만을 활용하여 펌프의 최고 효율점을 측정할 수 있는 방법을 제시하고 실제 펌프의 효율을 계산하여 펌프제조사에서 제공한 성능곡선과 비교한 결과 유사한 성능곡선을 얻어 그 유효성을 확인하였다.

에너지 생성에 따른 탄소배출문제로 국제 에너지 기구는 세계 주요국의 에너지 효율을 15~30%이상 향상시키도록 권고하고 있으며, 국내 에너지 정책 동향도 에너지 절감 및 탄소 배출에 대해 정부에서 인센티브 및 페널티 프로그램을 제고하는 방향으로 가고 있다. 국내 산업 현장에서 유체 이송용 펌프가 전기에너지의 20%를 소비하고 있는 실정으로, 주요 에너지 낭비 요인으로 장시간 운전에 따른 효율 저하, 부적절한 설계 및 설비 등으로 에너지를 낭비

원자력을 이용한 황-요오드 수소생산 공정 중 황산용액을 이송하는 기존의 시스템과 달리 새로운 황산 이송장치는 벨로우즈 박스 내에서 벨로우즈 외측으로 고온 부식성 액체인 황산이 흐르고, 벨로우즈 내측으로는 냉각수가 흐르는 상태에서 주기 운동을 통해 황산용액이 펌핑 되도록 구성된다. 200 ℃ 이상의 고온 부식성 액체인 황산용액을 정량으로 이송할 수 있도록 장치의 주요부품인 벨로우즈 주변의 열해석을 통해 온도분포를 확인하여, 테프론 재질의 벨로우즈의 내식성 및 내열성을 파악하고, 장치의 안전하고 효율적인 운용을 위한 기초자료를 취득하고자 하였으며, 냉각수 입구직경 3 ㎝, 질량유량이 3.9199 ㎏/s로 고정한 경우 벨로우즈의 길이에 관계없이 테프론 변형온도 이하임을 알 수 있었다.

In this study, the economic efficiency of ground source heat pump systems were analyzed by comparing with the performance of a conventional system which applied to an air-conditioner for cooling and a boiler for heating. The economic assessment was carried out by the method of life cycle cost and payback period. As a result, the operation cost of the ground source heat pump system was reduced by 18% for cooling and 50% for heating throughout the year. The ratio of life operation cost to life cycle cost increased with the increase of the system capacity. In addition, the payback period was analyzed less than 5 years when the capacity of the ground source heat pump system was more than 10 RT.

The performance of a heat pump using river water as a heat source was compared with that of a conventional air-conditioner for cooling and a boiler system for heating. The heat pump system using river water considered the 1-stage cycle for cooling and the 2-stage cycle for heating. The COPs of the river water source heat pump were 0.5-1.1 higher than those of the conventional system in the cooling season. The LCC of the river water source heat pump system was lower 13.5% and 32.4% than that of the conventional system Ⅰand Ⅱ. In addition, when the initial cost ratios of the river water source heat pump system to the conventional system Ⅰand Ⅱ were less then 1.2 and 1.4, respectively, An acceptable payback was found to be less than 5 years.

국내 벼 건조기간의 기상조건에 적합한 열펌프를 설계, 제작하여 기본 성능을 측정하고, 건조온도 20-50oC 범위에서 벼 건조실험을 통하여 건조특성 및 소요에너지를 분석하였다. 열펌프는 건압축 냉동 사이클에서 냉동효과는 173.8 kJ/kg이었으며, 냉매순환량은 49.6 kg/hr이었다. 따라서, 성능계수는 5.5로 표준냉동사이클에서 냉매 R-22의 성능계수 4.0에 비해 높은 값을 나타내었으며, 목표 건조공기의 온도 30oC 및 상대습도 40%에 도달하는 시간은 6분 및 7분으로 만족할 만한 수준이었다. 건조온도와 곡온과의 온도차이는 건조온도 21.9oC에서는 약 1.5oC, 건조온도 48.7oC에서는 약 8.5oC로서, 건조실에서 상승한 곡온은 템퍼링실에서 충분한 냉각이 이루어지는 것으로 판단되었다. 건조온도 21.9, 30.7 38.8 및 48.7oC에서 건조속도는 0.29, 0.61, 0.85 및 1.25%/hr로 나타나 상용건조기와 유사한 수준이었다. 건조온도 21.9oC에서 소요에너지는 325 kJ/kg, 건조온도 30.7, 38.8 및 48.7oC에서는 667, 692 및 776 kJ/kg로 나타나 외기조건에 따라 건조소요에너지의 차이가 발생했지만, 화석연료를 사용하는 상용 화력건조기의 벼 건조 소요에너지 4,000-5,000 kJ/kg에 비해 평균 86% 절감되는 것으로 나타났다.

지열을 이용한 열펌프 시스템이 온실의 냉방과 과채류의 묘소질에 미치는 영향을 구명하였다. 온실 내 기온은 주간에는 차광구에 비해서 포그+차광구가 3~4℃ 낮았고, 야간에는 지열-펌프+차광구가 차광 및 포그+차광구에 비해 5~7℃ 낮았다. 오이, 고추 및 토마토 묘의 초장은 차광이나 차광+포그구에 비해 지열-열펌프+차광구가 가장 짧았고, 엽면적과 건물중은 지열-열펌프+차광구가 다른 처리에 비해 약간 작았다. 결과적으로 건묘지수는 지열을 이용하여 냉방을 한 지열+차광구는 포그+차광구 및 차광구에 비해 모두 높게 나타났다.