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차우호,최송,정백영,김병순,전시문,Cha, Woo Ho,Choi, Song,Chung, Baik Young,Kim, Byung Soon,Jeon, Si Moon 대한기계학회 2015 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.3 No.1
가스 엔진 히트 펌프는 가스 엔진의 축동력으로 압축기를 구동하는 시스템으로 전력을 거의 사용하지 않고, 엔진 폐열을 활용하기 때문에 하절기와 동절기에 전력 Peak 를 억제하는 공조기로 주목을 받고 있는 제품이다. 제품 개발 시 시스템 성능 예측이 중요하므로 이를 위해 초기 설정한 운전점에서 열교환기 및 압축기의 특성을 반영하여 반복 계산을 수행하면 최종적인 운전점을 도출할 수 있고, 가스 엔진의 성능 데이터를 활용하면 가스 엔진 히트 펌프의 정확한 효율을 예측할 수 있다. 난방 성능을 예측할 때에는 엔진 폐열이 시스템에 공급되기 때문에 외부 열을 흡입하는 구간과 엔진 폐열을 흡입하는 구간을 동시에 고려해야 예측의 정확도를 높일 수 있다. 25 마력 가스 엔진 히트 펌프의 성능을 예측한 값은 실제 측정한 값과 비교하였을 경우 5% 정도의 오차가 발생하며 향후 성능 예측 모델을 구성되는 부품 특성을 반영하면 오차의 폭이 감소될 것으로 예상된다. In this paper a prediction method of GHP performance is proposed for increasing design accuracy. Two compressors with different capacity and 2311cc gas engine are used for prediction and the target capacity of GHP is 25HP. For predicting GHP performance at first the operation points are randomly selected and then as compared with compressor performance date and heat exchanger characteristic, more accurate operating points are decided through recursive calculation. Lastly engine performance date is used for calculating gas consumption volume. Predicting heating mode performance of GHP, evaporator is separated to the two section of absorbing heat in outdoor air and in engine. From the experimental results, it was found that the simulation model is good for the predicting GHP efficiency and the difference of predicted and measured efficiency is less than 5%.
착상 및 제상을 포함한 VRF 히트펌프의 동적 수치해석 모델
박노마,신정섭,정백영,김병순,Park, Noma,Shin, Jeong Seob,Chung, Baik Young,Kim, Byung Soon 대한기계학회 2015 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.3 No.1
실외 열교환기의 착상 및 제상조건 하에서 VRF 멀티형 히트펌프의 동적 거동의 해석을 위한 시뮬레이션 기법이 제안되었다. 이를 위해 열전달-물질전달 완벽 상사 가정에 기반한 간단한 착상모델과 제상 모델이 제안되었다. 제안된 착제상 모델은 용량가변 압축기 모델과, 미소면적에 대한 열 및 모멘텀 평형에 근거한 열교환기 모델을 채택한 동적 사이클 해석모델에 적용되었다. 따라서, 제안된 모델은 공간에 대해 비균질 착상을 자연스럽게 예측할 수 있다. 개발된 동적 사이클 해석 모델은 실험결과와 비교하여 능력 및 효율을 10% 이내에서 잘 예측함을 확인하였다. 최종적으로, 개발된 모델은 표준적인 건물의 난방시즌 운전 해석에 적용되었으며, 착상 및 제상으로 인하여 동절기의 계절 성능계수를 7% 가량 하락 시킴을 보일 수 있었다. In this study, a new dynamic VRF-type heat pump simulation model is proposed which incorporates frosting and defrosting models. Toward this end, a simple frosting model based on the perfect analogy, and lumped system based defrost model, are proposed. Then, frosting and defrosting models are incorporated into a dynamic heat pump model which adopts segment-by-segment local heat exchanger model and map-based variable speed compressor model. Thus, the model can naturally represent locally uneven frosting and defrosting on the heat exchanger surface. Developed simulation model is validated against available experimental data to show good agreement within 10% error for capacity and COP. Finally, developed dynamic heat pump model is applied to annual heating season simulation to show that seasonal COP of heat pump is degraded by 7% due to frosting and defrosting.
GHP 배열회수용 이중 쉘-튜브형 배기가스 열교환기의 설계 최적화
이진우,신광호,최송,정백영,김병순,Lee, Jin Woo,Shin, Kwang Ho,Choi, Song,Chung, Baik Young,Kim, Byung Soon 대한기계학회 2015 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.3 No.1
본 논문은 GHP 에 사용되고 있는 이중 쉘-튜브형 배기가스 열교환기의 설계 변수의 변화에 따라 열전달 및 마찰특성 변화를 알아보기 위해 CFD 와 RSM 을 이용하여 최적화를 수행하였다. CFD 해석은 복잡한 형상의 열교환기 해석에 유용한 도구이나, 해석결과를 얻기까지 많은 시간이 소요된다. 이러한 해석시간을 줄이고, 유용한 결과를 얻기 위해 RSM 과 병행하여 최적화 설계를 진행하였다. 시뮬레이션 결과를 이용한 RSM 해석결과, 배플 6 개, 튜브 25 개에서 최적화되었으며, 기존 보다 차압 및 열전달 성능이 약 12.2% 개선되었다. 이러한 CFD 와 RSM 을 이용한 최적화 기법은 다양하고 복잡한 형상의 열교환기 해석에 유용함을 확인하였다. In this paper, we performed the design optimization dual-shell and tube heat exchanger on exhaust waste heat recovery for gas heat pump using CFD and RSM. CFD analysis is useful to design the complex structure such as double shell and tube heat exchanger. By computer simulation, engineers can assess the feasibility of the given design factors and change them to get a better design. But if one wishes to perform complex analysis on the simulation, such dual-shell and tube heat exchanger for GHP, the computational time can become overwhelming. CFD is powerful but it takes a lot of time for complex structure. Therefore, the CFD analysis is minimized by the optimization using the RSM method. As a result, the number of baffle and tube are optimized by 6 baffles and 25 tubes for heat transfer and flow friction. And then pressure drop and heat transfer is improved about 12.2%. We confirm the design optimization using CFD and RSM is useful on complex structure of heat exchanger.
Fuzzy Clustering 기법을 이용한 Multi-Evaporator Vapor Compression Cycle의 적정 냉매량 판정에 관한 연구
김성환(Sunghwan Kim),최창민(Chang Min Choi),권기백(Kibaik Kwon),정백영(Baik-Young Chung) 대한설비공학회 2009 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2009 No.-
This study has been conducted on how to determine the multi-evaporator vapor compression cycle system is charged correctly by using sensor readings which are used to control system. In this paper, the characteristics of the multi-evaporator were presented and sensor values were classified using fuzzy clustering. finally classification logic and it's performance were discussed by applying commercial VRF system.
Investigation of Human Body Sensitivity to Local Cooling
Ju-Youn Lee(이주연),Cheol-O Ahn(안철오),Baik-Young Chung(정백영),Kwan-Shik Cho(조관식) 한국생활환경학회 2002 한국생활환경학회지 Vol.9 No.3
서열(暑熱)환경에 있어서 인체가 가장 빨리 쾌적감을 느끼기 위해서는 국부적으로 냉 온열자극을 주는 것이다. 그 중에서 대류, 복사, 전도에 의한 국부 냉방을 들 수 있지만, 기류에 의한 냉방이 가장 효과적 이라고 할 수 있다. 본 연구는 고온 고습의 서열환경에서 피험자(대학생 남녀6명)를 대상으로 인체 생리실험을 실험하였다 . 실험조건은, 실온 2조건(Ta = 30℃, 33℃), 기류 토출온도 2조건 (Tdc = 15℃, 20℃) 상대습도 2조건 (RH = 50%,80%) 으로 하였다. 전실조건은 기온 33℃, 상대습도 50% 정온기류로, 착의량은 0.5 clo였다. 피부온은 피부표면 7부위를 측정하였고, 혈압,맥박은 실험전후에 측정하였다. 평균피부온은 Hardy & DuBois의 7점법으로 측정하였고, 본 연구에서는 두부(頭部)에 기류를 주었기 때문에 두부에서의 생리적인 반응을 다른 부위와 비교하여 평가하였다. 그 결과, 생리적인 반응에서 토출온도 15℃의 조건에서는 다른 부위에서는 피부온의 영향은 그다지 나타나지 않았으나, 기류노출 부위인 두부에서 기류를 노출시킨 후 급격히 피부온이 하강하면서 두부가30℃ 이하로 냉각되었다. 토출온도 20℃의 경우에는 15℃의 조건과 같이 신체 각 부위 의 피부온은 두부 이외 에는33℃~35℃의 안정된 피부온을 나타내었으나, 실온30℃의 환경에서는 팔, 손, 대퇴부에서 낮은 피부온을 나타내었다. 평균 피부온은 33.8℃~34.5℃의 범위였고, 두부의 피부온이 31.5℃~33.3℃의 범위로(일반적 34℃~35℃) 고습한 환경에서는 땀이 기류로 인해 냉각됨으로 인해, 초기에 급격한 피부온의 저하를 가져오고, 점차로 건조되면서 피부온이 상승하는 현상을 나타내었다[Fig. 2참조]. 신체 각 부위 온열감 평가에서는 전체적으로 [-1: 약간 서늘하다~+1: 약간 따뜻하다]의 쾌적측 의 온열감 평가를 나타내었다. 부위 가운데 두부에서 [-2:서늘하다~-1:약간 서늘하다]의 가장 낮은 온열감 평가를 나타내었고, 머리부위가 다른 부위에 비해 냉각됨을 알 수 있다. 또, 낮은 피부온에 비해 높은 온열감 평가를 나타낸 것은 다른 부위에서 느끼는 따뜻함을 두부를 냉각시킴으로 인해 온열감 평가가 약간 완화되었음을 알 수 있었다. 위 결과로 평균 피부온이 35℃ 정도까지는 Spot기류를 인체에 가함으로 인해 서열(暑熱) 환경을 완화가능하고, 어느 정도 쾌적감을 향상 시킬 수 있다는 결과를 얻었다. The purpose of this study was to clarify the effects of localized cool airflow on thermal comfort in muggy condition. The experiment was conducted in summer. The subjects (6 young females & males) were exposed to the following conditions: combinations of air temperatures (Ta = 30℃, 33℃), discharge temperature (Tdc = 15℃, 20℃) and relative humidity (RR = 50%, 80%) The following results were obtained: For the whole parts of the body thermal sensation were voted [-1: slightly cool]~[+l: slightly warm]. The skin temperature of the head in contact with the airflow was affected by the low discharge temperature (15℃). The skin temperature mentioned was from 3 1. 5℃ to 33.3℃. The mean skin temperature ranged from 33.8℃ to 34.5℃. We prove that localized airflow could relieve muggy conditions even to 35℃ of mean skin temperature.