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산업공정용 스팀생산 고온히트펌프 시스템 개발 및 실증사이트 구축에 관한 연구
이길봉(Gilbong Lee),이범준(Beomjoon Lee),왕은석(Eunseok Wang),나호상(Ho-Sang Ra),조준현(Junhyun Cho),백영진(Young-Jin Baik),신형기(Hyung-Ki Shin),이영수(Young-Soo Lee) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.5
Researches to reutilize waste heat from industrial processes have gained a lot of interest, recently. Steam is the most preferred heat source in industrial processes. Therefore the heat pump which reproduce waste heat as process steam, can give a high energy saving effect. To produce steam, the heat pumps should have operating points of 100℃ or higher. To meet this operation range, R245fa refrigerant-based cycle was developed to reduce condensation pressure. In addition, by implementing flashing steam production technology, the average temperature difference in high pressure heat exchanger was reduced resulting system efficiency improvement. In 2017, prototype products that produce 0.5 tons of steam per hour was developed and it achieved world-class performance. To implement the system into the industrial processes, control logic that reflects the characteristics of the flashing process, in which the condensate circulation flow rate and the steam production flow rate are inconsistent, has been developed. Demonstration site was constructed in one domestic chemical plant.
지하철 역사 내 실내 공기질 개선을 위한 정전분무 공기청정기의 성능평가
이강산(Kang-San LEE),박준수(Junsu PARK),이길봉(Gilbong LEE),이계중(Kye Jung LEE),조민정(Minjeong CHO),이미혜(Meehye LEE),최종원(Jongwon CHOI) 대한설비공학회 2021 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2021 No.6
지하철 역사 내부에서 발생하는 대표적인 실내공기 오염물질로는 미세먼지, 부유세균, 그리고 휘발성 유기화합물이 있다. 각각의 오염물질을 처리하기 위해서는 필터를 이용한 여과시스템, UV-C를 이용한 살균시스템, 광촉매를 이용한 산화시스템 등 별도의 독립적인 시스템을 도입해야하므로, 높은 설치비용 및 유지 보수비용에 소비자는 부담을 느낄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 미세먼지, 부유세균, 휘발성 유기화합물을 동시에 저감시킬 수 있는 물을 이용한 정전분무 기술을 제안한다. 정전분무 시 생산되는 높은 하전을 띈 미세 물 액적은 미세먼지와 직접 충돌 및 전기적 인력에 의한 간접 충돌로 인해 높은 효율로 미세먼지를 집진할 수 있다. 한편, 물을 이용한 정전분무 시 생성되는 수산화 이온은 높은 전기장 환경에서 에너지를 받아 수산화 라디컬로 변함과 동시에 2개의 수산화 라디컬이 반응을 일으켜 과산화수소가 된다. 이렇게 생산된 과산화수소수와 공기 내 산소가 오존으로 변한 이후 물에 흡수된 오존수는 부유세균의 살균과 휘발성 유기화합물의 산화를 유도한다. 본 연구에서는 이러한 가설을 검증하기 위해 정전분무 공기청정기 시작품을 제작하여 서울 지하철역 플랫폼에 적용하여 성능을 평가하였다. 연구 결과 공기청정기 입출구 사이의 PM10, PM2.5, PM1.0의 집진효율은 각각 99.1, 98.7, 93.5%로 측정되었으며, 장시간 운전 결과 지하철 역사 내 미세먼지는 약 40% 가량 저감되는 것을 확인하였다. 또한, 공기청정기 입출구 사이의 총 부유세균은 99.9% 이상, 총 휘발성 유기화합물은 95% 이상 저감시키는 것을 확인하였다.