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김성일(Sungeyl Kim),우성용(Seongyong Woo),김영득(Young-Deuk Kim) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12
Seawater desalination by an adsorption desalination (AD) system shows merits of its environmentally-friendly and energy-efficient technology. Moreover, using a single low-grade heat input, the AD cycle produces two useful effects, namely the high-grade fresh water and the cooling capacity suitable for air-conditioning. In this paper, in order to evaluate the performance characteristics of AD system, theoretical model is developed based on the mass and energy balance equations and adsorbent characteristics. The model developed in this study is validated in comparison with previously published experimental data. The performance of AD system is assessed in terms of performance ratio (PR), specific daily water production (SDWP) and specific cooling capacity (SCP).
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흡착식 담수화 공정의 성능에 실리카겔 흡착제의 물리적 특성이 미치는 영향에 대한 고찰
김성일(Sungeyl Kim),우성용(Seong-Yong Woo),이호생(Ho-Saeng Lee),지호(Ho Ji),김영득(Young-Deuk Kim) 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集B Vol.43 No.10
본 연구에서는 실리카겔 기반 상용 흡착제(A++, RD2560, NS10)의 물리적 특성이 AD 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해, 질소와 수증기에 대한 흡착제의 흡착등온선 측정을 통해 흡착제의 물리적 특성과 증기에 대한 흡착제의 흡착 성능을 각각 분석 및 비교하였다. 그리고 흡착질인 수증기에 대한 흡착제의 흡착등온선을 기반으로 수정된 흡착등온선 모델과 AD 시스템의 성능에 흡착제의 물리적 특성이 미치는 영향을 평가하기 위해 수학 및 수치적 해석 모델을 개발하였다. 수치해석 모델의 타당성은 실험 결과와 비교를 통해 검증하였다. AD 시스템의 성능은 주요 작동변수인 온수, 냉수, 그리고 사이클 시간에 대하여 평가하였으며, 이때 사용한 성능지수는 흡착제의 단위 톤당 1일 담수생산량 (SDWP), 흡착제의 단위 톤당 냉방용량(SCC) 그리고 성능비(PR)이다. 본 연구에서 고려한 작동 조건하에서 A++를 적용한 AD 시스템의 최대 SDWP는 약 7.68이었으며, 이는 RD2560(약 7.29)과 NS10(약 6.42)에 비해 각각 5%, 20% 높았다. In this study, the effect of the physical properties of adsorbents (A++, RD2560, NS10) on the performance of an adsorption desalination (AD) system was investigated. The physical properties of the adsorbents and adsorption characteristics of the adsorbents on water vapor were analyzed and compared with adsorption isotherms of nitrogen and water vapor on the adsorbents, respectively. A modified empirical isotherm model was developed based on adsorption isotherms of water vapor on the adsorbent. Mathematical and numerical models were then developed to evaluate the performance of the AD system for different adsorbents, and were validated by comparison with experimental results. The AD performance was evaluated for different types of adsorbents over a wide range of operating conditions such as cycle time, hot- and chilled-water temperatures. The performance was assessed in terms of specific daily water production (SDWP), specific cooling capacity, and performance ratio. Under the given operating conditions, the maximum SDWP of the AD system using A++ was approximately 7.68, which is 5 % and 20 % higher, respectively, than that of RD2560 (approximately 7.29) and NS10 (approximately 6.42).
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냉방효과와 음용수의 생산을 위한 흡착식 담수화 시스템에 관한 실험적 연구
우성용(Seongyong Woo),김성일(Sungeyl Kim),김영득(Young-Deuk Kim) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12
The availability of both potable water and air conditioning is becoming increasingly important to sustain an improved quality of life. In this regard, adsorption desalination (AD) cycle is an environmentally-friendly and yet low-cost desalination system that (i) utilizes a single low-temperature heat source, which is available in abundance from renewable energy sources or exhaust of industrial processes, and (ii) produces two useful effects, such as high-grade fresh water and cooling capacity for air conditioning. This paper presents the performances of the AD pilot plant employing silica gel and water vapor as an adsorbent–adsorbate pair, housed in the laboratory of Hanyang University. The performances of the AD cycle are extensively evaluated in terms of specific daily water production (SDWP) and specific cooling capacity (SCC) for assorted operation conditions.
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