본 연구는 축산시설 내 설치된 무창기공형 집열기의 배기 방향 및 유량 변화를 통해 벽체에 전달되는 일사를 차단, 이를 통한 냉방효과를 검증하려는 목적의 기초 연구로서 무창기공형 집열기 시험장치를 제작, 배기 유량 변화에 따른 위치별 온도 변화 및 이를 통한 열성능 평가를 수행하였다. 실험 결과, 무창기공형 집열기의 유량조건별 집열판 표면온도는 최고 27.7℃, 배기온도는 최고 약 10.9℃ 온도 차이를 확인하였다. 무창기공형 집열기의 유량조건별 열교환 유효도는 0.48∼0.62, 효율은 30%∼90%의 분포로 나타났다. 집열판 에너지는 유량이 증가함에 따라 감소, 집열기 내부 에너지는 유량이 증가함에 따라 증가하였다. 이를 통해 농업시설 외벽에 설치된 무창기공형 집열기의 여름철 미운용으로 인한 집열판 및 내부 온도상승과 이로 인한 벽체로의 열전달 등 무창기공형 집열기로 인한 역효과를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 집열기 외부로의 강제 배기를 통해 벽체로 직접 투입되는 일사 차단을 통한 냉방효과 또한 구현할 수 있을 것으로 판단된다.

The hydride reorientation (HR) of the post-irradiated nuclear fuel cladding after use affects the integrity of the spent nuclear fuel. During the dry storage process, which is an intermediate storage method, it was found that the hydride in the circumferential direction is rearranged into radial hydride, and this is believed to be due to factors such as hoop stress, peak temperature, accumulated hydrogen concentration, and cooling rate during the storage period. f(HR) = f(Tmax) + f(σH) + f(CH) + f(△T) + f(10Cy) + f(cooling rate) + ...... To simulate long-term dry storage of spent nuclear fuel, the hydride reorientation behavior was evaluated using unirradiated Zircaloy-4 (CWSRA) cladding with hydrogen charged under various hoop stresses (70, 80, 90, and 110 MPa) at long-term cooling periods (3, 6, and 12 months). Test results showed that as the cooling time increased, the sample with 90 MPa hoop stress at a maximum temperature of 400°C approached the ductility recommendation limit of 2%. In a 90 MPa hoop stress specimen with 3 months cooling period at peak temperature of 400°C, the offset strain was 4.24% at room temperature RCT, while it showed the result of 2.86% for the cooling period of 12 months. On the other hand, the specimen with hoop stress of 110 MPa and cooling period of 12 months showed result of 1.4%. The test results need to take into account errors in hydrogen charging and hydrogen analysis, and it is necessary to consider reproducibility through repeated tests. These results indicate the need for continued attention to the evaluation of the effects of hydride reorientation due to long-term cooling in the context of the integrity of spent fuel.

본 연구는 근권부 냉방이 토마토 육묘 시 묘 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 생장상 하부 파이프 냉방을 이용하여 근권부 온도를 20°C와 25°C로 설정하여 실험을 수 행하였다. 전 생육기간동안 초장, 근장, 엽수는 두 온도 처리구 간 차이를 보이지 않았다. 엽면적, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중, 엽록소 함량은 파종 28일 경과 시 25°C 처리구가 더 높았으며, 실험 종료 시 두 처리구 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과로 근권부 온도 20°C와 25°C에서 토마토 생육 차이를 확인하지 못했다. 따라서, 본 연구는 고온기 토마 토 묘 생산 시 온실 냉방 효율을 높이기 위한 국부 냉방 기술 확 립에 도움을 줄 수 있을 것이다.

본 연구는 권취식 측창을 갖는 아치형 단동 플라스틱 온실 내 강제환기장치 설치 및 운용, 환기 성능 개선방안 등을 제안 하기 위해 온실 내부에 유동팬과 배기팬을 설치하여 강제환기 장치 사용에 따른 온실 내부기온 강하 특성을 정량적으로 조 사하였다. 시험은 3가지 환기 조건(측창, 측창+순환팬, 측창+ 순환팬+배기팬)에서 수행되었다. 각 조건 데이터로거를 이용 하여 환기 시작과 동시에 온실 내외부 기온 및 외부환경 변화 를 측정·기록하였고, 환기 방식별 기온차 변화의 평균값으로 부터 정규기온차를 계산하여 기온 강하 효과를 비교하였다. 오전(11:00－12:00)에는 환기 방식에 상관없이 환기 초반 정 규기온차가 일시적으로 증가했다가 감소하는 것으로 나타났 다. 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 최대 정규기온차는 1.158에서 1.037로 감소하였고 최대 정규기온차에 도달하는 시간도 340초에서 110초로 단축되었다. 강제환기장치의 사 용은 정규기온차가 0.8까지 감소하는데 소요된 시간을 1,030 초에서 550초로, 0.6까지는 1,610초에서 915초로, 0.4까지는 2,315초에서 1,360초로, 자연환기의 약 60% 수준으로 감소 시켰다. 오후(14:00－15:00)에는 정규기온차의 증가가 관측되지 않았지만, 환기 시작과 동시에 기온차가 감소하기 시작 했다. 또한 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 정규기온차 가 0.8까지 내려가는 시간을 560초에서 345초로, 0.6까지는 825초에서 540초로, 0.4까지는 560초에서 345초로, 약 70% 수준으로 감소시켰다. 따라서, 보다 효과적이고 경제적인 환 기를 위해 강제환기장치는 오전과 같이 열부하가 높은 환경에 서 적극적으로 사용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

Laboratory testing to simulate the drying of spent fuel is most often done using a cooling rate of approximately 5°C per hour because there are so many restricted test conditions like R&D project duration limit, budget and temporary electronic supply blackout at laboratory building. However, in a real dry cask storage system, the fuel cools much slower. Early data from KAERI on unirradiated, pre-hydrided cladding has shown that slower cooling may result in more brittle behavior than is currently observed based on these short-term tests. Given the potential safety and future handling implications of failed fuel, it is important to determine if the material properties of spent fuel cladding measured in these laboratory tests are the same as would be observed on fuel that has undergone a much longer, slower cooling, which may provide more time for hydrides to precipitate in the radial direction. KAERI and PNNL have started a collaborative I-NERI R&D project on this topic and each organization will perform tests on unirradiated & irradiated cladding under various hoop stress and cooling rate combinations. Scope of collaborative work is to evaluate long-term cooling (slow cooling rate) on hydride reorientation and subsequent material properties of cladding to determine if past and current research activities on spent nuclear fuel are bounding. The results will be used to direct future testing and help predict cladding performance over a wide range of burnups during extended storage and transportation.

A long-term cooling effect on hydride reorientation of a cladding tube can affect the integrity of spent nuclear fuel transportation and long-term storage. In this study, experimental setup for investigating the degree of radial reorientation of hydrides in the circumferential direction during the long-term cooling was established. The experimental setup was designed to be simplified since the long-term evaluation requires a long term period such as 12, 18 and 24 months when the cladding tube specimen is gradually cooled down from 400°C to 100°C. For the test, hydrogen-charged specimens of 100 ppm, 200 ppm, and 500 ppm were prepared. The specimen was sealed with fixtures and check valve, and was pressurized up to 90 Mpa. To heat the specimen, a box-type furnace was used while the temperature of the specimen was measured from thermocouples attached to the specimen. After the heat treatment, the long-term cooling was performed by developing temperature control program to investigate several cooling rate conditions of the specimen. As a reference case, microstructure and brittle property of the hydrogen-charged specimens of 100 ppm, 200 ppm, and 500 ppm without the long-term cooling was observed. In the case of the hydrogen content, it was uniformly distributed in circumferential direction although it was non-uniform in the axial direction. In the case of the brittle property, a compression test was performed. For the future work, the microstructure and brittle property of the hydrogencharged specimens after the several long-cooling conditions were investigated. Then, the degree of radial reorientation of hydrides in the circumferential direction during the long-term cooling was studied.

본 연구는 냉방이 가능한 반밀폐형온실과 일반 플라스틱온 실에서의 정식 후 고온 스트레스가 파프리카에 미치는 영향 구명을 위해 수행하였다. 지열과 팬앤패드를 활용하여 냉방이 가능한 반밀폐형온실의 파프리카는 냉방이 되지 않는 3중 플라스틱 하우스의 파프리카보다 유의적으로 높은 광합성 속도를 보여 주었다. 플라스틱 하우스의 파프리카가 고온 스트레스에 의해 광합성 속도가 느려지는 것을 제시하고 있다. 초장은 반밀폐형온실이 13cm 더 높게 증가하였으며, 엽면적은 이식 후 2주차까지 생장 속도가 비슷하였으나 3주차 경과 시 반밀폐형온실이 플라스틱온실보다 47% 높은 차이를 보였다. 착과 수는 반밀폐형 온실 10.6개/주, 플라스틱온실 4.6개/주가 착과하여 플라스틱 온실 대비 반밀폐형온실이 130% 높게 착과하였다. 과중 또한 반밀폐형온실과 플라스틱온실이 각각 566.7g/plant와 387g/plant으로 46% 차이를 나타냈다. 이상의 결과로 냉방이 가능한 반밀폐형온실에서 파프리카를 재배할 경우 일반 플라스틱온실보다 광합성과 생육이 양호하였음을 확인할 수 있었다. 따라서, 반밀폐형온실의 냉방 효율을 위한 요소기술을 일반 플리스틱온실에 적용하여 여름철 고온기를 극복한다면 수확량 및 품질 향상을 통한 농가소득 증대가 가능해질 것으로 기대된다.

본 연구에서는 하절기 토마토 재배 시 주간 포그 냉방, 야간 히트펌프 냉방을 처리를 하여 냉방 처리가 온실 내 온습도, 작물의 생육 및 수확량에 미치는 영향을 분석하였다. 하절기 주간에 차광 처리한 대조구 온실의 평균 온습도는 32.1°C, 59.4%였고, 포그 처리한 시험구 온실의 평균 온도는 30.0°C, 74.3%로 나타났다. 이 때 외부의 평균 온습도는 31.4°C, 57.7%로 대조구 온실의 온도는 외기보다 0.7°C 높았으나 시험구 온실의 온도는 외기보다 1.4°C, 대조구보다 2.1°C 낮게 나타났다. 평균 습도는 시험구 온실 74.3%, 대조구 온실 59.4%로 포그 처리를 한 시험구에서 높게 나타났다. 야간 대조구 온실의 평균 온습도는 25.2°C, 85.1%였고, 히트펌프로 냉방을 한 시험구 온실의 평균 온습도는 23.4°C, 82.4%, 로 나타났다. 야간 외부의 평균 온습도는 24.4°C, 88.2%로 대조구 온실의 온도는 외기보다 0.8°C 높았으나 시험구 온실의 온도는 외기보다 1.0°C, 대조구보다 1.8°C 낮게 나타났다. 평균 습도는 시험구 온실 82.4%, 대조구 온실 85.1%로 나타나 시험구 온실의 습도가 더 낮게 나타났다. 작물 생육은 정식하고 8주 후에는 두 온실 간의 큰 차이는 없는 것으로 나타났으나 냉방 처리 후에는 시험구 온실의 작물이 대조구에 비해 경경, 초장, SPAD 값이 높게 나타났다. 토마토의 수확량은 냉방을 시작하고 2주 후까지 총 생산량의 차이는 1.2%로 큰 차이 없었으나 3주 후와 4주 후의 일 생산량이 시험구에서 대조구보다 많게 나타났다. 최종적으로는 시험구의 수확량이 81.3kg, 대조구의 수확량이 73.8kg으로 시험구가 대조구에 비해 10.2% 많게 나타남으로써 하절기 주간 포그 냉방, 야간 히트펌프 냉방이 작물 성장에 적합한 환경을 조성해 줌으로써 생육 및 생산성에 영향을 미친 것으로 판단된다. 냉방 처리에 따른 경제성을 비교해보면 대조구 온실에서는 142,166원의 수익이 있었던 반면 시험구 온실에서는 28,727원의 손해가 발생하여 냉방 처리는 경제성이 떨어지는 것으로 나타났다. 그러나 재식 밀도, 히트펌프 운용 시간 및 기간을 조절하여 에너지 사용은 줄이면서 생산성을 증가시킨다면 경제성도 확보할 수 있을 것으로 기대되며 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단 된다.

본 연구는 얼음결정체의 형성을 막고자 step-cooling 알고리즘을 적용하여 갈치를 과냉각 저장하였다. 저장의 신선도 유지효과를 확인하기 위해 냉장 및 냉동 저장된 갈치와의 신선도 비교평가를 실시하였다. 과냉각 저장은 냉장 저장과 비교하였을 때, 일반세균수와 단백질 부패로 인해 그 함량이 증가되는 VBN, TMA 값에서 비교적 작은 값을 보여 품질 유지에 효과를 나타내었다. 또한, 냉동 저장과 비교하였을 때, pH, VBN 및 TMA에서는 저장이 종료된 12일을 기준으로 차이를 크게 나타내지 않았다. 일반 세균수에서는 9일차까지 비슷한 값을 유지하였으며, 12일 차에서는 과냉각 시료가 높은 값을 보였다. 이를 통해, 과 냉각 저장이 미생물 생장을 최소화하고 단백질 부패를 지연시키는데 효과가 있다고 사료된다. 장기저장에서는 크게 영향을 미치지는 않았으나, 단기저장 관점에서는 냉장 저장보다 과냉각 저장이 갈치의 품질을 유지하는데 많은 장점을 가질 것으로 판단된다.

The longest process in the injection molding process is the cooling process of the molded product. Therefore, shortening the cooling time is key to reducing the injection molding cycle time. For fast cooling time, the production of conformal cooling channels using metal 3D printing instead of the conventional linear cooling channels is continuously increasing. In this study, the cooling effect of the conventional linear cooling channel application and the conformal cooling channel application using metal 3D printing was compared in the design of the back cover molding mold of the circulator that has been widely used recently. The comparison of the cooling effect was based on the mold temperature and the molded product temperature for a certain period of time after completion of molding. It was confirmed that the time required to eject from the mold with the conformal cooling channel to the ejecting temperature of the molded product was reduced by 28.7%, and the maximum temperature of the mold was also reduced by 40%.

The effect of flow direction on heat transfer in water cooling channel of lithium-ion battery is numerically investigated. Battery Design StudioⓇ software is used for modeling electro-chemical heat generation in the battery and the conjugated heat transfer is analyzed with the commercial package STAR-CCM+. The result shows that the maximum temperature and temperature difference of battery with Type 1 are the lowest because the heat transfer in the entrance region near the electrode is enhanced. As the inlet velocity is increased, the maximum temperature and temperature difference of battery decreases but the pressure loss increases. The pressure loss in Type 2 channel is the lowest due to the shortest channel length, while the pressure loss with Type 3 or 4 channel is the highest because of the longest channel length. Considering heat transfer performance and pressure loss, Type 1 is the best cooling channel.

Experiments were conducted to evaluate the performance factors such as type of working fluid, flow direction, arrangement and stage of loop thermosyphon heat exchanger for ESS battery container cooling. Pentane showed slightly better performance of the heat exchanger than R-134a as a working fluid. Driving the fan in the suction direction showed improved performance compared to the blowing direction. The two-stage heat exchanger increased the heat transfer rate by more than 30% at the same temperature difference compared to the single-stage heat exchanger. Also, the counterflow flow showed better performance than the parallel flow in the two-stage heat exchanger.

This study was conducted to provide a basis for raising farm income by increasing the yield and extending the cultivation period by creating an environment where crops can be cultivated normally during high temperatures in summer. The maximum cooling load of the multi-span greenhouse with a floor area of 504 m2 was found to be 462,609 W, and keeping the greenhouse under 32°C without shading the greenhouse at a high temperature, it was necessary to fog spray 471.6 L of water per hour. The automatic fog cooling control device was developed to effectively control the fog device, the flow fan, and the light blocking device constituting the fog cooling system. The fog cooling system showed that the temperature of the greenhouse could be lowered by 6°C than the outside temperature. The relative humidity of the fog-cooled greenhouse was 40-80% during the day, about 20% higher than that of the control greenhouse, and this increase in relative humidity contributed to the growth of cucumbers. The relative humidity of the fog cooling greenhouse during the day was 40-80%, which was about 20% higher than that of the control greenhouse, and this increase in relative humidity contributed to the growth of cucumbers. The yield of cucumbers in the fog-cooled greenhouse was 1.8 times higher in the single-span greenhouse and two times higher in the multi-span greenhouse compared to the control greenhouse.

In this study, the effect of carbon equivalent and cooling rate on microstructure and hardness of A516 steels for pressure vessel is investigated. Six kinds of specimens are fabricated by varying carbon equivalent and cooling rate, and their microstructures and hardness levels are analyzed. Specimens with low carbon equivalent consist of ferrite and pearlite. As the cooling rate increases, the size of pearlite decreases slightly. The specimens with high carbon equivalent and rapid cooling rates of 10 and 20 oC/s consist of not only ferrite and pearlite but also bainite structure, such as granular bainite, acicular ferrite, and bainite ferrite. As the cooling rate increases, the volume fractions of bainite structure increase and the effective grain size decreases. The effective grain sizes of granular bainite, acicular ferrite, and bainitic ferrite are ~20, ~5, and ~10 μm, respectively. In the specimens with bainite structure, the volume fractions of acicular ferrite and bainitic ferrite, with small effective grains, increase as cooling rate increases, and so the hardness increases significantly.