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STED 플랫폼 히트펌프 Level 2 설계 모듈 개발
오봉성(Bong Seong Oh),이길봉(Gilbong Lee),최봉수(Bongsu Choi),신형기(Hyung-ki Shin),백영진(Young-Jin Baik),이범준(Beomjoon Lee),조종재(Jongjae Cho),노철우(Chulwoo Roh),허균철(Gyunchul Hur),나선익,나호상(Ho-Sang Ra),왕은석(Eunseok Wang) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.11
Smart Thermal Energy Design platform (STED platform) has been developed for designing efficient thermal energy-intense industrial facilities. STED platform has Level 1 and 2 design schemes. Level 1 design scheme can approximately assess the performance of industrial processes, which consist of various thermal-related machines by modeling them with simple equations or correlations. Level 2 design scheme can design individual machines based on the calculated thermodynamic states from Level 1 design scheme with detailed equations and iterative calculations. Among Level 2 design modules in STED platform, the heat pump design algorithm will be discussed in this paper. The heat pump design module can treat 12 types of layouts. To validate the results from the heat pump design module, a heat pump simulator was manufactured, and a preliminary operation test of the simulator was completed.
STED 플랫폼 히트펌프 Level 2 설계 모듈 개발
오봉성(Bong Seong Oh),이길봉(Gilbong Lee),최봉수(Bongsu Choi),신형기(Hyung-ki Shin),백영진(Young-Jin Baik),이범준(Beomjoon Lee),조종재(Jongjae Cho),노철우(Chulwoo Roh),허균철(Gyunchul Hur),나선익,나호상(Ho-Sang Ra),왕은석(Eunseok Wang) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.11
Smart Thermal Energy Design platform (STED platform) has been developed for designing efficient thermal energy-intense industrial facilities. STED platform has Level 1 and 2 design schemes. Level 1 design scheme can approximately assess the performance of industrial processes, which consist of various thermal-related machines by modeling them with simple equations or correlations. Level 2 design scheme can design individual machines based on the calculated thermodynamic states from Level 1 design scheme with detailed equations and iterative calculations. Among Level 2 design modules in STED platform, the heat pump design algorithm will be discussed in this paper. The heat pump design module can treat 12 types of layouts. To validate the results from the heat pump design module, a heat pump simulator was manufactured, and a preliminary operation test of the simulator was completed.
역카르노 사이클 성능계수를 활용한 STED 플랫폼 Level 1 압축식 히트펌프 공정 설계 방법론
오봉성(Bong Seong Oh),이길봉(Gilbong Lee),최봉수(Bong Su Choi),신형기(Hyung-ki Shin),백영진(Young-Jion Baik),이범준(Beomjoon Lee),조종재(Jongjae Cho),노철우(Chulwoo Roh),허균철(Gyunchul Hur),나호상(Ho-Sang Ra),왕은석(Eunseok Wang),조준 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6
연소기, 공업로, 건조기, 히트펌프 및 열교환기와 같은 공정 산업 기기들을 기술 수요자가 자유롭게 구성하고, 그에 따른 공정해석 결과를 바탕으로 에너지효율 향상을 위한 스마트 설계 플랫폼이 현재 한국에너지기술연구원에서 개발하고 있다. 스마트 플랫폼의 계산 단계는 크게 Level 1과 Level 2로 나뉘며, Level 1은 다양한 설비들이 연계돼있는 공정을 신속하고 강건하게 해석하는 단계이고, Level 2는 Level 1에서 계산된 공정 정보에 기반하여 각각의 설비들을 상세히 설계하는 단계이다. 일반적으로 히트펌프를 설계할 때에는 냉매, 과열도, 과냉도 등을 포함하여 다양한 설계 변수가 있으며 설계 알고리즘 또한 많은 반복계산이 포함돼있기 때문에 기존의 설계 방법론을 스마트 플랫폼 Level 1에 적용하는 것은 적절치 않다. 따라서 이번 연구에서는 수백 개의 히트펌프 Level 2 설계 결과를 역카르노 COP식으로 곡선 맞춤하여 냉매의 선택, 과열도, 과냉도와 같은 히트펌프 설계변수 없이 공정 입력온도만으로 합리적인 COP를 도출할 수 있는 Level 1 히트펌프 설계 방법론을 제시하고자 한다.
열에너지 다소비 산업설비 스마트 설계 플랫폼 내 히트펌프 공정 설계 알고리즘 개발
오봉성(Bong Seong Oh),이길봉(Gilbong Lee),최봉수(Bong Su Choi),백영진(Young-Jin Baik),조종재(Jongjae Cho),이범준(Beomjoon Lee),나호상(Ho-Sang Ra),조준현(Junhyun Cho) 대한설비공학회 2021 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2021 No.6
To improve accessibility of designing key energy components such as burners, furnaces, dryers, heat exchangers and heat pumps to the energy consumers or vendors, a smart platform is being developed, which provides preliminary design results of the thermal energy equipment with an intuitive interface. In heat pump design module, the platform calculates COP, heats of evaporator or condenser, and compressor works with p-h and t-s diagrams when the information of secondary process fluids like feedwater for steam generation, or exhausted gas from a burner is given. The heat pump algorithm in the platform obtains an converged results by adjusting the saturation pressure in condenser and evaporator with given boundary conditions. The design results of the platform was compared to other published heat pump experimental results to check whether the algorithm is appropriately constructed, and the mean deviation is estimated for 2%.