블로워 도어 테스트 결과를 이용한 아파트의 자연상태 침기량(ACH natural) 산출에 관한 연구

문정현(Mun, Jung-Hyon),이종익(Lee, Jong-Ik),김민성(Kim, Min-Sung) 한국건축친환경설비학회 2020 한국건축친환경설비학회 논문집 Vol.14 No.6

One of primary factor to generate heating and cooling load in apartment houses is infiltration. However, it has not been established well how to evaluate infiltration rates in apartment houses yet in Korea. The existing method is to measure air change per hour at 50 Pa (ACH50) of a house and divide it by the leakage-infiltration ratio, N which has usually been used as 20 in Korea. In this study, another analysis method to evaluate infiltration paths and rate of na apartment house is adopted to find infiltration rate of apartment houses. A series of blower door test were performed in two apartment houses to investigate infiltration paths and to measure an infiltration rate through the paths. Using the blower door test data, the flow coefficient and pressure exponent of each infiltration path were extracted. The values were used as input data of a building energy simulation program, EnergyPlus to calculated natural air change per hour value (ACHn) of two houses. The calculated ACHn values were significantly different from those calculated using the existing method. It is necessary to investigate a proper leakage-infiltration ratio, N for Korea. The method suggested in this study can be used to find it.

CFD를 이용한 소형 2단 터보블로워의 공력해석

서승재(Seungjae Seo),류민형(Minhyoung Ryu),조이상(Leesang Cho),조진수(Jinsoo Cho) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.4

터보블로워는 상대적으로 적은 체적유량에서 높은 압력이 요구되는 곳에 사용되는 대표적인 유체기계로서 다양한 산업에 응용되어 사용된다. 본 연구에서는 고속으로 회전하는 소형 2단 터보블로워의 정압상승 메커니즘을 이해하기위해, 1단 임펠러 영역과 터보블로워 전체영역에 대해서 상용툴인 ANSYS 14.5를 이용하여 CFD해석을 수행하였다. CFD 해석과정에는 역압력 구배에 의한 유동박리 예측에 적합한 k-ω SST 난류 모델을 적용하였다. 터보블로워의 전산해석 결과는 KS B 6311 및 KS A 0612에 따른 성능시험방법을 통하여 해석기법이 타당함을 검증하였다. CFD 해석결과 터보블로워의 압력상승은 선형적으로 나타나지 않으며, 안내깃에서의 손실과 케이싱과 임펠러 간극에서 손실이 발생하는 것으로 분석되었다. 소형 2단 터보블로워를 공력성능을 예측하기 위해서는 전체 유동영역에 대한 전산 해석이 필요하며, 실험과 전산해석의 오차에 대해 고려된 전산해석 결과가 선정되어야 한다. Aerodynamic characteristics of the small two-stage turbo blower were investigated using commercial CFD tool(ANSYS CFX Ver. 14.5) in this paper. Turbo blower, which is a centrifugal type of turbomachinery, is used in various industries. It is used for application that required high static pressure rising at relatively small volumetric flow rate. In order to understand the mechanism of static pressure rising, the aerodynamic characteristics of the small two-stage turbo blower are analyzed at high rotating speed in this study. The k-ω SST turbulence model, which is good at prediction of adverse pressure gradient flows, was applied. The CFD results of the turbo blower are validated by performance test. The static pressure rising of the turbo blower is nonlinearly increased over the first stage and the second stage. The secondary flow occurred at guide vanes, between the casing and the first impeller shroud, and the bottom of the impeller disk. As a result, It is required that whole fluid area is analyzed to predict aerodynamic characteristics of small two-stage turbo blower. and the result should be selected with considering for error from experiment and CFD.

1kW급 건물용 연료전지시스템 블로워의 안전성능 평가

이정운(Lee, Jungwoon),김영규(Kim, Younggyu) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05

세계 각 국에서는 선진국을 중심으로 기후변화와 치솟는 유가에 대응하기 위하여 다양한 에너지원의 확보를 위해 부단히 노력하고 있다. 특히, 신재생에너지원 중 에너지 지속성이 가장 우수한 연료전지의 경우 1kW급 건물용 연료전지시스템이 도시가스 인프라가 가장 우수한 한국 및 일본을 중심으로 상용화에 가장 근접해 있는 실정이다. 일본의 경우 가정용 연료전지시스템 '에너팜'의 일부 제품이 올해부터 200만엔대로 가격을 내려 보급되어질 예정이고, 아직은 경제성이 떨어지지만 연료전지 조기 상용화를 위해 시스템 가격저감을 통한 기술개발이 한창이다. 또한 700W급 고체산화물형 연료전지시스템을 세계에서 처음 시판 계획을 가지고 있다. 국내의 경우 2009년도부터 시작된 '그린홈 보급확대를 위한 건물용 연료전지 보조기기 가격저감 기술개발'연구를 통해 블로워, 밸브, 유량계 및 펌프 등의 보조기기의 단가를 낮추고자 기술개발에 박차를 가하고 있다. 이에 따른 연료전지 부품 가격저감 기술이 국내 건물용 연료전지 시장보급의 활력소가 되기를 기대한다. 본 연구에서는 건물용 연료전지의 보조기기인 블로워의 가격저감을 위한 연구의 일환으로 블로워의 안전성능 평가를 통한 보조기기의 가격저감 및 안전성을 확보하고자 한다. 1kW급 건물용 연료전지시스템의 여러 블로워 중 도시가스용 연료승압 블로워, 선택산화 공기 블로워, 버너 공기 블로워 및 캐소드 공기 블로워의 안전성능 평가를 수행하였고, 평가결과의 공유를 통하여 국내 블로워 제조사의 설계방향을 제시하고 연료전지시스템의 안전성을 확인하고자 한다. 특히, 내구성, 기밀, 가혹조건시험 및 소음, 진동, 습도, 온도와 같은 내주위환경시험 등의 평가결과 비교를 통하여, 연료전지 부품 인증기준을 재정립하여 연료전지 부품산업의 조기 활성화를 도모하고자 한다.

1kW급 건물용 연료전지시스템 블로워의 안전성능 평가방법에 관한 연구

이정운(Lee, Jungwoon),서원석(Seo, Wonseok),김영규(Kim, Younggyu) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.06

우리나라는 기후변화 대응을 준비하기위해 2008년도에 수립한'국가에너지기본계획(2008-2030)'에 따라 2030년까지 신재생에너지 비중을 2.4%에서 11%까지 달성을 목표로 정하고 신재생에너지 분야를 성장시키기 위해 국가기술개발 및 산업화 전략을 수립해 추진하고 있다. 이에 발맞추어 건물용 연료전지시스템의 경우, 2006년도부터 1kW급 가정용 연료전지시스템 모니터링 사업의 일환으로 3년간 210대가 도시가스사 및 지자체 등을 중심으로 설치되어 운전되어지고 있다. 특히, 2010년부터 시범보급사업이 추진되어 올해 200대를 시작으로 2011년에 300대, 2012년에 500대가 일반가정에 보급되어질 예정이다. 하지만 현재 6천만원인 연료전지시스템 가격을 실제 보급가능한 가격인 5백만원 이하로 저감시키는 것이 현 시점에서 가장 시급한 문제로 대두되어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 그린홈 보급확대를 위한 건물용 연료전지의 보조기기인 블로워의 가격저감을 위한 연구의 일환으로 블로워의 안전성능 평가방법을 개발하여 보조기기의 가격저감 및 안전성을 확보하고자 한다. 1kW급 건물용 연료전지시스템의 여러 블로워 중 도시가스용 연료승압 블로워, 선택산화 공기 블로워, 버너 공기 블로워 및 캐소드 공기 블로워의 안전성능 평가방법을 제시함으로서, 국내 블로워 제조사의 설계방향을 제시하고 연료전지시스템의 안전성을 확인하고자 한다. 특히, 내구성, 기밀, 가혹조건시험 및 소음, 진동, 습도, 온도와 같은 내주위환경시험 등의 평가결과를 제조사에 feedback하여 안전성능 개선에 이바지하고자 한다.

사이드채널형 재생블로워의 성능평가

이경용(Kyoung-Yong Lee),최영석(Young-Seok Choi) 한국유체기계학회 2005 유체기계 연구개발 발표회 논문집 Vol.- No.-

The performances of side channel type regenerative blowers were evaluated by the blower performance test, 1-D performance prediction and CFD. The performance prediction method was modified using the results of the performance test and CFD and applied to the design of the new regenerative blowers. The major geometric parameters such as channel height, channel area and expansion angle were decided from the performance prediction method for the improved models and the predicted results were compared with CFD and experimental data. Both of the modified models showed improved efficiency at the operating condition. Especially, model3 could be possible to reduce operating rotating speed, that is benefit to noise performance, because of the high head performance at the design point. The CFD results showed that the performance of the regenerative blower was influenced by the secondary circulatory flow in the channel.

열진공 챔버용 폐회로 열제어시스템 설계 및 성능평가

서희준(Heejun Seo),조혁진(Hyokjin Cho),박성욱(Sungwook Park),문귀원(Gueewon Moon),정상헌(Sanghun Jung),허환일(Hwanil Huh) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.1

폐회로 열제어 시스템은 열진공 챔버의 온도를 –150℃ ∼ 120℃와 같은 온도 조건으로 모사하기 위한 시스템으로, 극저온 블로워, 슈라우드, 히터, 극저온 밸브 등으로 구성된다. 본 연구는 우주 열환경 모사를 위한 폐회로 열제어 시스템의 설계 요소 정의 및 제어 변수별 실험 결과 등을 포함하고 있다. 폐회로 열제어 시스템 설계를 위해 설계 요소인 블로워 용량, 슈라우드 재질, 형태에 따른 특성 등의 분석을 수행 하였다. 폐회로 열제어 시스템의 극저온 블로워 필요 유량은 에너지 평형 방정식에 의해 결정되며, 제어는 작동 유체의 밀도 제어를 통해 제어된다. 밀도, 회전수와 같은 제어 변수별 실험을 통해 슈라우드 온도 분포 균질도 및 균일도를 측정하여 요구된 폐회로 열제어 시스템의 성능을 확인 하였다. A closed loop thermal control system simulates space thermal environment to verify the satellites functionality in extremely cold/hot temperature. It is composed of a cryogenic blower, thermal shroud, heater, cryogenic valves. This paper presents an overview of closed loop thermal control system’s design parameter and test results for control parameter. A capacity of blower is calculated through energy balance equation and an advantage/disadvantage for a shroud material and a type was analysed. The thermal control system is controlled by a constant density of fluid in the system. A requested performance of closed loop thermal control system was verified by measuring a homogeneity and stability of shroud through control parameter such as density and RPM of blower.

5kW급 연료승압 블로워 시작품 성능 개선을 위한 안전성능 평가

이정운,백재훈,남태호,이승국,이연재 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1

2013년 연료전지 보정 계수가 고분자 전해질 연료전지의 경우 6.35로 확정되어 건축물 설치에 적용되면서 국내 건물용 연료전지 시장이 성장할 수 있는 발판이 마련 되었다. 하지만 건물용 연료전지 시스템의 높은 가격은 연료전지의 보급 활성화에 걸림돌로 작용하고 있다. 이에 시스템 가격 저감을 위해 연료전지 시스템의 각 부품을 모듈화를 통한 공용화를 가능한 빨리 달성하여 건물용 연료전지 보급 활성화의 디딤돌을 놓는 것이 필요한 상황이다. 특히 기존 제품 가격의 40%를 차지하는 공기 공급계, 연료 공급계 및 열 회수계의 개발을 통한 가격 저감을 이루는 것이 가장 큰 효과를 보일 것으로 판단된다. 본 연구에서는 5kW급 건물용 연료전지 시스템에 적용될 국산 연료승압 블로워의 시작품에 대한 안전성능을 평가하여 핵심 부품의 국산화 달성에 이바지하고자 한다. 특히, 블로워 단품 평가에 그치지 않고 시스템에 적용되는 후단 부하 환경 하에서 블로워의 안전성능을 평가하여 시스템의 안정성을 높이고자 한다. ^**본 연구는 산업통상자원부의 재원으로 에너지기술평가원이 주관하는 에너지기술개발사업(20153010031950)의 일환입니다.

연료전지 자동차용 공기블로워의 소음 저감 연구

양현섭(Hyun Sup Yang),권대복(Dae Bok Kwon),조경석(Kyung Seok Cho),이창하(Lee Chang Ha) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2012 No.11

This paper presents noise reduction FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) turbo type Air Blower. Noise of centrifugal air blower consists of the aerodynamic noise , resonance of the rotor, electromagnetic noise of a motor, bearing failure noise. Conducted test and analysis in order to improve the noise of the initial sample was measured. Through the test, rotor resonant mode, rotor unbalance, case resonance, and bearing problems as the cause of the noise was classified. Have found ways to resolve the problem, improved designs were considered and through the test, verify improved design.

임펠러 블레이드 두께가 터보블로워 성능에 미치는 영향

박준영(JunYoung Park),박무룡(MooRyong Park),황순찬(SoonChan Hwang),안국영(KookYoung Ahn) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.5

This turbo blower is developed as an air supply system in 250 ㎾ MCFC system. The turbo blower consists of an impeller, two vaneless diffusers, a vaned diffuser and a volute. The three dimensional, steady state numerical analysis is simultaneously conducted for the impeller, diffuser and volute to investigate the performance of total system. To consider the non-uniform condition in volute inlet due to volute tongue, full diffuser passages are included in the calculation The results of numerical analysis is validated with experimental results of thin blade thickness. Total pressure ratio, efficiency, slip factor and blade loading are compared in two cases. The slip factor is different in two cases and the comparison of two cases shows a good performance in thin blade thickness in all aspects.

유동해석에 의한 연료전지용 수소 재순환 블로워 개발

심창열(Chang-Yeul Shim),홍창욱(Chang-Oug Hong),김영수(Young-Soo Kim) 한국유체기계학회 2005 유체기계 연구개발 발표회 논문집 Vol.- No.-

Parametric calculation were conducted to estimate performance of variable geometry of hydrogen recirculation blower for fuel cell vehicle. The pressure rise and efficiency are effected by change of the geometric parameter of impeller and casing, and stripper clearance under various mass flow. Hydrodynamic performance were evaluated, and also the inner flow fields were investigated by CFD. Calculated results show good coincidence with experimental test results of total pressure performance. Performance of model designed by parametric calculations satisfied experimental data of verification model.