In this paper, a heat exchange system using cooling dehumidification and mixing process was proposed as an experimental study for a white smoke reduction heat exchanger system under winter condition. The white smoke reduction heat exchange system is divided into an EA part, SA part, W part and mixing zone. For the operating conditions, three types (Cases 1, 2, and 3) were selected depending on whether EA fan, SA fan, and A-W heat exchanger were operated. In addition, in order to visualize the white smoke exhausted from the mixing zone, it was photographed using CCTV. In order to investigate the performance of the white smoke reduction heat exchange system, the temperature reduction rate and absolute humidity reduction rate of EA and the heat recovery rate of W were calculated. The temperature change of EA and SA according to operating conditions was most effective in Case 3, and the temperature and absolute humidity at the outlet of the mixing zone were greatly reduced. From the results of the white smoke visualization, it was confirmed that the white smoke generation mechanism was different depending on the operating conditions, and the amount of white smoke generation was greatly reduced.

This study presents a numerical modeling and a transient simulation of a desiccant coated heat exchanger (DCHE) that is employed for dehumidification in buildings. DCHE is fabricated by coating type RD silica gel on the fin surfaces of a fin tube heat exchanger. The latent cooling load, which is 25 to 45% of the total cooling load in most weather conditions is removed by adsorption of vapor using DCHE. The saturated adsorbent is then regenerated by using either low-temperature waste heat from industry and/or renewable energy such as solar energy and geothermal energy. A mathematical model is established and a transient simulation has been carried out so as to analyze its performance in terms of average humidity difference (AHD), moisture removal capacity (MRC), latent cooling capacity(QL), and COP. Comparison between the simulation results and the experimental data was carried out and showed good agreement and a similar trend with a maximum discrepancy of 5%. Key results revealed that MRC, AHD, QL, and COP are largely affected by both air dry-bulb temperate and air wet-bulb temperature while they are less affected by the frontal air velocity. Furthermore AHD, MRC and QL are largely improved by hot-water temperature while COP decreases as hot-water temperature increases due to high regeneration energy consumption.

본 연구는 냉각코일과 리튬브로마이드 수용액을 활용 하여 유리 chamber 내 냉각 및 제습 실험을 수행하였다. 냉각수 온도별 냉각 효과와 리튬브로마이드 수용액의 제습량을 확인하였으며, 이를 동시에 적용하여 실험을 수행하였다. 냉각수 온도별 냉각 실험은 279K, 286K, 293K에서 각각 19K, 13K, 10K 가량 감소되는 경향을 보였다. 냉각수 온도가 낮을수록 높은 냉각 성능을 보였으며, 여름철 상하수도 온도인 293K의 물로도 충분히 작물이 생육하기 좋은 온실 내부온도를 유지할 수 있다고 판단되었다. 또한 리튬브로마이드 수용액을 활용한 제습 실험에서는 약 80%의 외부 습도가 리튬브로마이드 수용액과 결합하여 약 50%로 감소되어 약 30%의 제습량을 보였으며, 이는 시설 내 제습 시스템의 적용에 적합한 물질로 판단된다. 냉각코일과 리튬브로마이드 수용액을 동시에 적용한 실험에서 약 9K의 온도 강하, 15%의 제습량을 나타냈으며, 리튬브로마이드 수용액이 수증기를 흡수하는 과정에서 반응열이 발생하는 것을 확인하였다. 또한, 시뮬레이션을 통해 냉각 실험 결과와 대비 비교 한 결과 약 299.7K의 내부 온도를 보여 일치하는 것을 확인하였다. 수분의 제습과정을 거치면서 농도가 낮아진 리튬브로 마이드 수용액(희용액)은 수집탱크로 모아 재생부로 이송되어 가열, 수분을 증발시켜 농용액으로 전환된 후 열 교환을 거쳐 냉각되어 다시 제습시스템으로 공급되는 시스템을 적용하면 일정량의 리튬브로마이드 수용액만으로 온실 제습을 할 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험을 통해 냉각 및 제습이 동시에 가능하다는 것을 확인하였으며, 리튬브로마이드 수용액을 활용하여 실제 온실에 적용된다면 기존 온실에서 사용하고 있는 냉방 및 제습 방법에 비해 에너지 절감을 통한 경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 향후, 제습 부분은 시뮬레이션을 통한 분석 및 실험결과와 대비 검증이 요구되고, Lab scale의 제습 시스템에 서 Farm scale의 온실 규모로 확장하여, 추가 변수에 대한 제습 및 냉각 연구가 수행되어야 할 것이다.

극심한 고온으로 인해 정상적인 작물의 재배가 어려운 여름철의 온실 내 기온을 억제시키기 위한 방법 중 가장 효율을 인정받고 있는 증발냉각법은 실내 습도의 증가로 인해 그 사용에 제한을 받게 된다. 본 연구에서는 온실에서 증발냉각법의 냉방효율을 높이기 위한 방법으로 냉수파이프를 설치하여, 그 열적 특성을 분석하고, 제습효과를 조사하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 동파이프와 아연도금스틸파이프의 총열전달량을 비교한 결과, 동파이프가 다소 크게 나타났으나, 유의성이 없었으며, 두 가지 파이프 모두 이론값 보다 실측값이 더 작게 나타났다. 냉수파이프 표면에 응축되어 제거된 수증기의 양은 동파이프와 아연도금스틸파이프 사이에서 큰 차이를 보이지 않았으나, 두 가지 파이프 모두에서 제습효과는 충분히 큰 것으로 나타났다. 냉수파이프를 설치함으로써 증발냉각시스템의 냉방효율을 평균 48%만큼 높일수 있으며, 평균 1.3℃만큼의 실내기온을 추가로 냉각시킬 수 있는 것으로 예측되었다. 또한, 냉수파이프를 이용해 증발냉각시스템의 가동으로 인한 실내의 과습문제를 해결하기 위해서는 파이프표면의 응축된 수분을 효과적으로 제거할 수 있는 장치나 방법에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

For suspension bridges, the super-structure is supported by main cables and hangers which carry the dead and live loads to the pylons and anchorages. Due to the fact that the difficultly of repair and strengthening for damaged cables, it is very important to find an efficient way of maintenance methods for cables. The corrosion is one of main causes for cable damages. The use of dehumidification system can be an alternative for this issue. Therefore, the authors have been evaluated for efficiency of the cable dehumidification system for main cables of suspension bridge. This study was initiated to develop an efficient and economical management strategy to operate the cable dehumidification system for suspension bridges built in South Korea.

본 연구는 현수교에 설치된 주케이블 제습시스템의 효율성에 대한 검증을 수행한 것으로서, 송기 시스템 본체, 주케이블 내부, 대기중에서 온도 및 습도 등의 데이터를 측정하여, 교량에 설치된 제습시 스템의 작동 유·무를 고려한 습도변화량 등을 분석하였다.