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[국내논문] PHP를 이용한 도로융설 시스템에 관한 기초연구
A Basic Study of the Snow Melting System for the Anti-Freezing Road using the Pulsating Heat Pipe 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.14 no.3, 2010년, pp.19 - 24  

김종수 (부경대학교 기계공학부) ,  하수정 (부경대학교 대학원) ,  손길재 (부경대학교 대학원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to develop a snow melting system using the pulsating heat pipe(PHP). The experimental apparatus is consisted of a PHP, a concrete structure, a constant water thermostatic bath and a flowmeter. The experiment was performed at the outdoor air temperature of $-8^{\circ...

Keyword

#진동형 히트파이프   #융설 시스템  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 예로 들면 일본의 히트파이프 협회의 "실용 히트파이프 제 2판에 따르면 일본 나고야 지역의 도로 비교 실험을 통해 히트파이프를 노면으로부터 5cm이하에 매설하여 융설을 실시한 경우 동절기 적설 기간중 2/3이상 노면에 눈이 적설되지 않는 반면에, 히트파이프를 매설하지 않은 도로의 경우동절기부터 그 다음해 3월까지도 눈이 계속해서 적설되는 것으로 보고되고 있다A" 이와 같은 자연에너지를 활용 할 경우 온수를 높이기 위하여 Heat Pump시스템을 사용할 수밖에 없다.m 따라서, 경제적으로 효과적인 융설과 해빙을 위하여 진동형 히트파이프(이하 PH라 함)를 이용한 융설 시스템을 개발하고자 한다. 즉, 적설 및 결빙이 예상되는 노면 아래에 일정한 간격과 깊이로 PHP와 열 공급 배관을 매설하여, 겨울철 눈이 내리거나 기온 강하에 의하여 노면의 결빙이 발생하였을 때 자동 적으로 온도를 감지하여 온수를 공급함으로서 융설 및 해빙이 이루어지는 시스템이다.
  • 즉, 적설 및 결빙이 예상되는 노면 아래에 일정한 간격과 깊이로 PHP와 열 공급 배관을 매설하여, 겨울철 눈이 내리거나 기온 강하에 의하여 노면의 결빙이 발생하였을 때 자동 적으로 온도를 감지하여 온수를 공급함으로서 융설 및 해빙이 이루어지는 시스템이다. 따라서 본 연구에서는융설 및 해빙을 할 수 있는 최적의 조건을 찾기 위해 설치 지역의 겨울철 기후 데이터를 바탕으로 콘크리트 구조물 표면의 결빙유무에 따른 실험을 통하여 겨울철 도로 결빙 방지와 융설에 이용할 수 있는 효율적인 시스템 개발을 통해 그 적용 가능성을 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 콘크리트 구조물(lm X lm X 0.25m) 내부에 PHW를 매설하여 도로 융설 시스템으로서 PHP의 적용가능성을 알아보았다.

가설 설정

  • 위의 식 CL)~(5)를 이용하여 눈에 대한 단열 효과를 고려한 자유면적 비율은 설계목적상 최대치인로 가정하였으며, 강설강도 2.0 cm/hr, 대기온도 -8℃, 풍속 1 m/s일 경우, 설계 출력 열 유속(q。)은 다음과 같다,
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참고문헌 (14)

  1. W. P. Chapman, 1952, "Design of Snow Melting System, Heating and Ventilating", p. 92, p. 88. 

  2. W. P. Chapman, S. Katunich, 1956, "Heat requirements of Snow Melting System", ASHRAE Transactions, pp. 62-359. 

  3. J. P. Frier, 1964, "Design Requirements fior Infrared Snow Meting System", Illuminating Engineering, p. 686. 

  4. C. H. Witsken, 1965, "Snow Melting with Electric Wire", Plant Engineering, p. 129. 

  5. R, J. Lawrie, 1965, "Electric Snow Melting Systems", Electrical Construction and Maintenance, p. 129. 

  6. J. E. Nydahl., K. Pell and R. Lee, 1987, "Bridge Deck Heating with Ground-Coupled Heat Pipes", ASHRAE Transaction, Vol. 93. 

  7. L. R. Ingersoll, D. J. Zobel, 1948, "Heat Conduction with Engeneering and Geological Application", McGraw-Hill, p. 7. 

  8. 일본 히트파이프 협회, 2001, "실용히트파이프 제 2판", pp. 215-220. 

  9. 日本土木學會誌, 1991, Vol. 76, No. 5. 

  10. 日本土木技術, 1991, Vol. 46, No. 9. 

  11. Chiasson, A. D. et al,, 1999, "A model for Simulating the performance of a Pavement Heating System as a supplemental Heat Rejecter With Closed-loop Ground-Source Heat Pump Systems", ASME journal of solar Energy. 

  12. "ASHRAE HAND BOOK", 1995, pp. 46-47 

  13. 임석진, 2007, "경량전철 시스템 선로 결빙방지에 관한 실험적 연구", 부경대학교 대학원 석사학위논문, p. 46. 

  14. 최진국, 1996, "융설시설의 설계와 시공 기준에 관한 연구", 한국건설기술연구원, p. 28. 

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