최근 지구온난화로 인해 발생하는 폭우 및 강설과 같은 비정상적인 기상 패턴으로 인해 도로 표면 결빙(블랙 아이스)으로 인 한 사고와 인명 피해가 증가하고 있으며, 이는 주요 문제로 대두되고 있습니다. 이러한 문제를 완화하기 위해 본 연구에서는 열저장 능력을 갖춘 상변화 물질(PCM)을 시멘트 복합재료에 포함시켰습니다. PCM은 상변화 과정에서 열에너지를 흡수, 저장 및 방출할 수 있어 온도 변동으로 인한 결빙을 최소화할 수 있습니다. PCM은 먼저 미세 캡슐화된 후 시멘트 복합재료에 강화되어 기계적 및 열적 성능 검증 연구가 수행되었습니다. 또한, 열전달 효율과 기계적 특성을 향상시키기 위해 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 실리카 퓸이 추 가되었습니다. 미세 캡슐화된 PCM의 열 성능은 열 거동을 측정하기 위한 재료 실험을 통해 검증되었습니다. 이후, 제조된 시멘트 복 합재의 기계적 및 열적 성능 테스트가 그 효과를 평가하기 위해 수행되었습니다. 이러한 테스트 동안 일정 온도와 습도 챔버를 사용한 열 주기 테스트가 열 성능을 검증하기 위해 수행되었습니다. 기계적 성능 실험에서는 CNT와 실리카 퓸의 포함이 미세 캡슐화된 PCM 의 포함으로 인한 강도 저하를 완화하는 것을 확인하였습니다. 더욱이, 열 주기 테스트를 통해 고효율 열저장 시멘트 복합재가 결빙 조건에서도 영하의 온도를 유지할 수 있음을 보여주었으며, 이는 효율적인 열저장 성능을 입증하였습니다.

In this research, a detailed analysis of the decay heat contributions of both actinides and non-actinides (fission fragments) from spent nuclear fuel (SNF) was made after 50 GWd·tHM−1 burnup of fresh uranium fuel with 4.5% enrichment lasted for 1,350 days. The calculations were made for a long storage period of 300 years divided into four sections 1, 10, 100, and 300 years so that we could study the decay heat and physical disposal ratios of radioactive waste in medium- and long-term storage periods. Fresh fuel burnup calculations were made using the code MCNP, while isotopic content and then decay heat were calculated using the built-in stiff equation solver in the MATLAB code. It is noted that only around 12 isotopes contribute more than 90% of the decay heat at all times. It is also noted that the contribution of actinides persists and is the dominant ether despite decreasing decay heat, while the effect of fission products decreases at a very rapid rate after about 40 years of storage.

This study sought to investigate the effects of heat-moisture treatment (HMT) and ethanol treatment (EOH) for improving the quality and storage stability of Tteokbokki Tteok. The quality characteristics were evaluated by moisture, pH, color, texture profile analysis, and observing the microbial properties after the heat-moisture treatment or ethanol treatment. As the storage period increased, the moisture content of Tteokbokki Tteok tended to decrease except for the HMT group (p<0.05) while the pH did not show significant variation except for the EOH group (p<0.05). While measuring the color, the L-value tended to increase in all groups during the storage period. The a-value and the b-value showed the highest values in the HMT group and the control (CON) group, respectively. In the texture profile analysis, all groups showed a significant tendency to increase levels of hardness and chewiness as the storage period increased (p<0.05). The HMT group showed an increase in hardness and adhesiveness, which are characteristics of the HMT treatment. The results of examining the microbial properties of Tteokbokki Tteok showed that the total microbial count in the HMT group was 4.52 on the 8th day of storage, which was lower than the level in the CON group and the EOH group on the 4th day of storage. Yeast and mold were not measured during the storage period. Thus the results of this study showed that when manufacturing Tteokbokki Tteok, the heat-moisture treatment of rice powder increased the storage stability by delaying microbial growth and also had positive effects on quality.

In order to effectively utilize thermal energy, we analyzed the performance of the high efficiency latent heat storage system which can be used for greenhouse heating by using the developed phase change material. The system consists of hot water boiler, heat storage material, heat storage box, heat storage tank, circulation pump, control panel, and storage material. As a result, the latent heat and latent heat temperature of sodium acetate hydrate as latent heat storage material are 231.6 ~ 264.8kJ/kg, 54.95 ~ 55.48℃. As the number of cooling and heating increased, the latent heat temperature showed a slight change, but the latent heat decreased 33.1kJ/kg as the number of repetition increased. In the case of sodium acetate hydrate, large supercooling phenomenon was observed, and it was found that mixing of additives such as nucleating agent, thickener and supercooling agent can control the supercooling more effectively. The consumption of kerosene decreased until the temperature of the heat storage tank was raised to the set temperature by the closed circuit for 4 hours in the initial stage of the boiler operation. The heat exchange rate according to the change of the flow rate was maintained at the set temperature inside the heat storage tank after 4 hours of operation, Consumption was high. As the flow rate increased, the inlet and outlet temperature difference decreased, the heat exchange rate increased, and the heat exchange efficiency was in the range of 57.4 ~ 60.5%.

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.

Clothing comfort indicates the comfortableness of the in varying environmental situations while wearing specific clothing. Various factors affect clothing comfort such as skin moisture perception and heat transmission characteristics via clothing; however, cool and warm touch are the most important factors (Kwon, Yi, & Sung,1999; Hong & Kim, 2007; Manshahia & Das, 2014). The thermal comfort of clothing is perceived through sensory receptors on the skin surface and is highly related to a cool and warm touch. An infrared thermography camera detects infrared-ray-form energy, a type of electromagnetic wave radiated from the subject's surface that assesses the intensity of radiant heat. The changing intensity then presents a real-time infrared thermal distribution using various colors. The advantages of an infrared thermography camera are the ability to use a non-contacting method to measure temperature distribution and analyze temperatures. Therefore, an infrared thermography camera is widely used in material characteristic assessment, boiler heat distribution analysis, process control, and building insulation assessments that indicate system deficiencies. This technique has also recently been used in human-body-related temperature measurements with potential for application to medical fields that include breast cancer examinations, joint muscle disorders, and body reactions under specific conditions. The most significant advantage of infrared thermography cameras to evaluate heat conductivity according to wearing conditions are its inexpensive price, ease-of-use and visual representation of surface heat dispersion on clothing that maintains body temperature and helps dissipate sweat(B. Lee, Hong, & Y. Lee, 2010; Lee, K. Hong, & S. A. Hong, 2007). This technique is also used in a quantitative analysis of thermal sensation when wearing clothes (Choi & Lee, 2008). This study helps develop a method to evaluate the warm feeling of fabrics using an infrared thermal image of a small test specimen. An infrared thermal image helped develop5 types of fabrics for heat storage fabric; consequently, the average temperature difference of the human palm when the fabric is on or off was used for the scale of the fabrics’ warm feeling. The relationshipbetween this average temperature difference on the palm surface Qmax, and warmth keep-ability rate was examined. Fabric had a significant average temperature difference in the infrared thermal image with alow Qmax value and was evaluated with high values in the warmth keep-ability rate. Infrared thermography camera was shown to be effective in the fabric's warm feeling evaluation.

The study on ice thermal storage system is to improve total system performance in actual air-conditioning facilities. This paper deals with experimental research to observe the characteristics of heat flow and the effect of ice thermal storage in case of three sizes of ice ball, which are included identification of ice thermal extraction. Diameters of three ice ball was 103mm, 96mm, and 76mm is equivalent to 0.45, 0.50 and 0.55 in porosity respectively. Also inlet geometric parameters are the perforator and distributor. Flow rate of brine were 2LPM, 4LPM and 6LPM and the temperature difference in dynamic parameter are 8℃, 10℃ and 12℃. Flow rate of brine used the liter per minute(LPM) for liquid measurement applications. The effect of brine flow rate on efficiency increased as the temperature difference and porosity increased. An adaption of a long-term storage in case of smaller porosity(ɛ=0.45) was available through experiments of outlet temperature responses.

본 연구는 감성의류용 탄화지르코늄 함유 축열 니트의 원적외선 특성을 연구하였다. 탄화지르코늄 함유 축열 PET 원사가 이성분 방사법에 의해 방사되었다. 이 원사의 core부에는 고점도 PET와 탄화지르코늄을 혼합한 용액을, sheath부에는 저점도 PET 용액을 사용하여 콘쥬게이트 방사를 실시하였다. 이들 방사된 원사의 원소분석과 원적외선 특성 분석이 EDS와 FT-IR 계측기기에 의해 분석되었으며 두 가지 조직의 니트 소재를 편직하여 이들의 열적특성을 분석하였다. EDS 분석에서 Zr 피크를 확인하였으며 원사내에 Zr 원소가 19.29% 함유되어 있음을 확인하였다. 또한 원적외선 분석에서 5~20㎛ 파장 영역에서 원적외선 방사에너지가 3.65 x 102 W/m2, 방사율이 0.906 임을 확인하였다. KES-F7 측정기 분석에서 ZrC 함유 편성물의 Qmax 값이 일반 PET 편성물의 값보다 낮은 값을 보였고 보온율 값은 ZrC 함유 편성물이 일반 PET보다 더 높은 값을 보이므로서 ZrC의 축열성을 확인하였다. 열전도도는 Zr의 높은 열전도도 때문에 일반 PET 편물보다 더 높은 값을 보였다. ZrC의 함유가 편물의 촉감에 미치는 영향을 없었으며 편성 조직이 더 큰 영향을 주는 것을 확인하였다.

The performance of cascade cycle air-source heat pump has been investigated experimentally. The cascade heat pump cycle consists of high temperature of R134a and low temperature of R410a. We have complementary primary air source heat pump. As a result, we produce the products with the best performance. The rated capacity of heat pump is 25kW and the cold capacity of heat pump is 25kW. The KSCOP_C of colder condition is 2.61 and KSCOP_A of average condition is 2.74 and KSCOP_W of warmer is 2.74.

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.

본 연구에서는 온실 내부의 태양 잉여열과 외부의 공기열을 선택적으로 열원으로 이용함으로써 히트펌프의 성능을 향상시키고, 온실의 환기 지연을 통해 이산화탄소 시용비용을 절감할 수 있는 온실 공조시스템을 개발 하고자 하였다. 본 시스템의 축열 과정은 태양 잉여열을 이용하는 내부순환모드와 외기열을 이용하는 외부순환모드가 온실 내부온도에 따라 자동으로 절환되도록 구성하였으며, 히트펌프가동, 축열모드 절환, 난방 가동을 위한 6개의 온도값을 입력함으로써 축열과 난방이 자동으로 수행되도록 설계하였다. 단동온실을 대상으로 무환기 조건에서 기초시험을 수행한 결과, 태양 잉여열을 이용한 축열은 약 11시부터 시작되어 평균 3시간 30분 정도 유지되었으며, 주간의 온실 내부온도는 환기를 수행하지 않음에도 대부분 약 20~28oC 범위를 유지하였다. 주간 내부순환모드에서 시스템의 난방성능계수는 약 3.35로 야간 외부순환모드의 2.46 및 주간 외부순환모드의 2.67 에 비해 각각 36% 및 25% 향상됨을 확인하였다. 본 시스템의 개선사항으로 태양 잉여열의 효율적 이용을 위해 축열조 관리온도를 상승시킬 수 있는 고효율 히트펌프의 적용이 필요하며, 온실의 무환기 운용에 따른 과습환경의 조성을 방지하고 태양 잉여열 수준이 높은 시기에 온실의 온도상승을 방지하기 위해 강제환기를 운전모드에 추가할 필요가 있는 것으로 판단되었다.

환경친화적인 농산물 살균소독 세척방법으로 소성칼슘 및 열처리에 의한 신선편이 브로콜리 저장 중 품질 및 미생물적인 안전성 향상 효과를 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 브로콜리를 절단한 뒤 수돗물, 50μL·L-1 염소수 및 1.5g·L-1 소성칼슘 용액과 45℃의 수돗물 열처리, 열처리와 살균소독제를 혼합한 45℃의 1.5g·L-1 소성칼슘 용액에서 각각 2분 세척하였다. 그리고 신선편이 브로콜리를 50μm PE 필름에 포장하여 5℃에서 9일 저장하면서 기체조성, 전기전도도, 미생물수, 색 및 관능적인 품질을 조사하였다. 포장내부의 기체조성은 열처리에서 O2 농도가 낮고, CO2 농도는 높았으나 비열처리구에서는 살균소독 방법 간에 차이가 없었다. 소성칼슘 및 염소수 살균소독처리는 수돗물 처리보다 신선편이 브로콜리의 미생물 감소에 효과적이었고 열처리는 저장 3일까지는 효과가 있었으나 6일 이후에는 나타나지 않았다. 전기전도도는 소성칼슘 + 열처리에서 높게 나타났고, 색은 저장기간이 지나면서 명도가 낮아지고 황색도는 증가하였으나 살균소독 처리간에는 차이가 나타나지 않았다. 신선편이 브로콜리 저장 중 미생물수는 소성칼슘 단독처리가 염소수와 비슷한 수준으로 저장 9일 동안 일반세균수 제어효과를 나타냈고, 대장균군도 수돗물 처리보다 저장기간 내내 적게 나타났다. 또한 브로콜리 절단면의 변색 억제에는 열처리가 효과적이었으나 이취는 높게 나타났으며, 비열처리구에서 소성칼슘 용액처리는 염소수와 같이 수돗물보다 외관이 우수하고, 이취가 적게 나타났다. 따라서 소성칼슘 처리는 환경친화적인 방법으로서 신선편이 브로콜리의 염소 살균소독 세척을 대체할 수 있는 방법으로 판단되었다.

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.

후쿠시마 사고 이후 사용후핵연료 저장시설 안전성 재검증 필요성이 증대되고 있는 가운데, 재검증 결 과의 신뢰성 향상을 위해 열부하 평가결과의 정확도 향상이 요구되고 있다. 이를 위한 기초연구로 본 연 구에서는 상대적으로 중요성이 저평가되었던, 저장시나리오, 연소조건 관련 인자와 같이 붕괴열 및 열부 하 평가 영향인자를 도출하고, 고리 4호기를 대상으로 ORIGEN2 코드를 이용해 그 효과를 평가하였다. 대표 저장시나리오에 대한 열부하 평가 결과, 최후 방출 핵연료의 붕괴열은 시나리오에 따라 전체 열부하의 최대 80.42%를 차지해 저장시설 열부하에 지배적인 영향을 미침이 확인되었다. 또한 연소조건 인자로 선택된 축 방향 연소 효과, 연소이력, 비출력 효과에 대한 민감도 분석 수행 결과, 냉각기간이 짧을수록 각 인자의 붕괴열에 대한 영향이 커지는 것으로 확인되었다. 각 인자별로는 비출력, 연소이력, 축 방향 연 소 효과의 순으로 붕괴열에 대한 영향력이 컸으며, 특히 비출력의 경우 방출 직후 평균값의 0.34에서 1.66배, 방출 1년 후에는 평균 대비 0.55에서 1.37배까지 붕괴열 변화를 초래함이 확인되었다. 즉, 저장시 설의 열부하 평가와 같이 냉각기간이 짧은 핵연료에 대한 해석 시 비출력, 연소이력과 같은 연소조건인자 가 해석결과에 매우 큰 차이를 초래할 수 있으므로, 해석결과의 정확도 향상을 위해 기존 해석자의 공학 적 판단에 의거한 임의 인자 대표성 핵연료 선택방식 대신 실제 운전 데이터의 적용 등이 필요할 것으로 보인다. 본 연구 결과는 향후 열부하 해석 결과의 정확도 향상 및 불확실도 평가를 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

최근 화석에너지의 남용으로 인한 지구온난화문제가 인류가 해결해야 할 지상과제로 대두되고 있으며, 본 연구는 이러한 에너지문제의 해결에 도움이 될 수 있는 고온축열탱크의 개발과 그 성능특성에 관한 내용이다. 지금까지 이에 관한 연구는 그다지 활발하지 않았으며, 특히 고온축열탱크에 관한 연구는 매우 드문 실정이다. 본 연구의 목적은 비교적 열물성이 양호하며 가격이 저렴한 물질인 MgO를 현열축열재로 사용하는 고온축열탱크의 개발이다. 이를 위하여 분말 상태의 MgO를 이용하여 축열벽돌을 제작하고, 실험적 방법을 통하여 MgO를 축열재로 사용하는 고온축열탱크의 성능특성에 관하여 연구하였다. 본 연구를 통하여 현열축열재인 MgO의 고온축열 및 방열성능을 확인하였다.

Electric night storage heater was introduced and disseminated for power grid balancing and efficient management of power generation facility. But fuel cost for heating has been increased rapidly while the cost of electricity increased slightly. This abnormal rate system caused peak load in winter at last. To solve this problem, application of an air source heat pump was suggested. In the study, the effect of replacing night heater by heat pump and the economics were analysed. In addition the expectation of prospect of heat pump penetration was simulated based on surveyed and investigated data. As a result, fund supporting as well as institutional backing was needed for effective propagation and return of investment.

To analyze and verify the effect of replacing thermal storage heater by a cascade cycle heat pump using midnight electricity was installed and tested at a customer's house in Wonju, Korea. The electric night storage heater is consist of 30kW electric heater and 2,700 liters of thermal storage water tank to supply hot water for warming house floor. The power for electric heater was cut off and hot water was only generated by cascade cycle heat pump. Current thermal storage water tank was not eliminated and electric heater wiring was modified. Some operation logic of the heat pump was also modified for proper operation. The required capacity of the heat pump and hot water temperature for given warming condition were estimated. The estimated capacity of heat pump was about 19kW and estimated hot water temperature for proper heating was at least 75℃.