KR19990047048A - Refrigerator with STIRLING CYCLE - Google Patents

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KR19990047048A
KR19990047048A KR1019970065268A KR19970065268A KR19990047048A KR 19990047048 A KR19990047048 A KR 19990047048A KR 1019970065268 A KR1019970065268 A KR 1019970065268A KR 19970065268 A KR19970065268 A KR 19970065268A KR 19990047048 A KR19990047048 A KR 19990047048A
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refrigerator
refrigerant
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sterling
modular
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KR1019970065268A
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Inventor
김경식
Original Assignee
구자홍
엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 스터링 사이클을 이용한 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉장고의 소비전력량을 저하시킴은 물론 냉매를 물(Water)로 대체함으로써 A/S시 냉매교체를 용이하게 할 수 있고 송풍팬이 온도에 따라 가감동작되므로 실내온도 제어에 효율성을 기할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a refrigerator using a stirling cycle, and more particularly, to lower the power consumption of the refrigerator, and to replace the refrigerant with water to facilitate the replacement of the refrigerant during A / S, and the blower fan has a temperature. It is possible to give efficiency to room temperature control because it is operated according to.

이를 위한 본 발명은 냉동실용 냉각기(10)와, 상기 냉동실용 냉각기와 냉매관에 의해 직렬로 연결된 냉장실용 냉각기(20)와, 상기 각 냉각기(10)(20)로부터 발산되는 냉기를 실내로 순환시켜주기 위한 송풍팬(7)과, 상기 냉동실용 냉각기(10)와 냉장실용 냉각기(20)의 사이에 설치되어 등온압축과 등온팽창을 반복하여 압축부에서는 방열하고 팽창부(42)에서는 흡열하는 스터링 묘듈러(40)와, 상기 스터링 모듈러의 흡열부 표면에 설치되어 냉매관내를 흐르는 냉매를 냉각시켜주는 열교환기(8)와, 상기 스터링 모듈러(40)와 냉동실용 냉각기(10) 사이에 설치되어 냉매를 강제순환시켜 주기 위한 순환펌프(9)로 구성된 것이다.To this end, the present invention provides a freezer compartment cooler 10, a refrigerator compartment cooler 20 connected in series by the freezer compartment cooler and a refrigerant pipe, and cold air emitted from each of the coolers 10 and 20 to circulate into the room. It is installed between the blower fan 7 and the freezing chamber cooler 10 and the refrigerating chamber cooler 20 to repeat the isothermal compression and isothermal expansion to radiate heat in the compression unit and absorb heat in the expansion unit 42. Sterling modular module 40, a heat exchanger (8) installed on the surface of the heat absorbing portion of the sterling modular to cool the refrigerant flowing in the refrigerant pipe, and installed between the sterling modular 40 and the freezer compartment cooler (10) It consists of a circulation pump (9) for forcibly circulating the refrigerant.

Description

스터링 사이클(Stirling Cycle)을 이용한 냉장고Refrigerator using Stirling cycle (ス tirling yy ll)

본 발명은 냉장고 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스터링 사이클을 이용한 냉장고에 관한 것이다.The present invention relates to the field of refrigerators and, more particularly, to a refrigerator using a stiring cycle.

일반적으로 냉장고는 냉매를 압축 ― 응축 ― 팽창 ― 증발시키는 냉동사이클을 반복함에 따라 고내를 저온화시켜 음식물을 장기간동안 신선하게 보관할 수 있도록 한 냉동 냉장장치로서, 요식업소뿐만아니라 일반가정에서도 거의 필수적으로 사용되고 있는 일반화된 가전제품이다.In general, a refrigerator is a refrigeration refrigerating device that allows food to be kept fresh for a long period of time by reducing the temperature in the refrigerator by repeating a refrigeration cycle of compressing, condensing, expanding and evaporating refrigerant. It is a generalized home appliance used.

상기 냉장고의 기본적인 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.The basic configuration of the refrigerator will be described below.

다만, 설명과정에서 포함되는 구성요소들은 일반적으로 공지된 사항이므로 도시는 생략하기로 한다.However, components included in the description process are generally known, and thus the illustration is omitted.

냉장고는 저온 저압상태의 가스냉매를 고온 고압상태로 승온 승압시키는 압축기(Compressor)와, 상기 압축기로부터 유입되는 고온 고압가스상태의 냉매를 냉각 응축하여 온도 40℃, 압력 9atm의 액체냉매로 변환시키는 응축기(Condenser)와, 다른 부분의 냉매관 직경에 비해 축관되어 유입되는 냉매를 감압시키는 모세관(Capillary tube)과, 상기 모세관을 통한 냉매를 저온 저압상태로 증발하면서 이에 비해 상대적으로 고온인 고내의 공기와 열교환됨에 따라 고내를 저온화시키는 증발기(Evaporator)등으로 구성되어 있다.The refrigerator includes a compressor for raising and lowering the gas refrigerant of low temperature and low pressure to a high temperature and high pressure state, and a condenser for cooling and condensing the refrigerant of the high temperature and high pressure gas flowing from the compressor into a liquid refrigerant having a temperature of 40 ° C. and a pressure of 9 atm. (Condenser), a capillary tube for depressurizing the refrigerant introduced through the condenser compared to the diameter of the refrigerant tube of the other part, and the air in the refrigerator at a relatively high temperature while evaporating the refrigerant through the capillary at a low temperature and low pressure. It is composed of an evaporator which lowers the inside of the furnace as it is heat exchanged.

상기의 냉동 및 냉장시스템에 의해 운영되는 통상적인 냉장고의 구조는 냉동식품을 보관하기 위한 냉동실과, 냉장식품을 보관하기 위한 냉장실로 구분되어 있으며, 상기 각 실을 냉동 및 냉장시키기 위한 냉각기(또는 열교환기)는 통상적으로 냉동실 뒤쪽에 하나만이 설치되어 있다.The structure of a conventional refrigerator operated by the freezing and refrigerating system is divided into a freezer compartment for storing frozen food and a refrigerating compartment for storing refrigerated food, and a cooler (or heat exchanger) for freezing and refrigerating each chamber. There is usually only one unit behind the freezer compartment.

상기와 같이 단독의 냉각기가 설치되어 있는 냉장고의 경우에는 냉동실공기와 냉장실공기가 냉각기를 거침에 따라 저온으로 열교환되는데, 이렇게 저온으로 열교환된 냉기는 대부분 냉동실로 유입되고 일부냉기는 냉장실로 유입되는 순환과정을 반복하게 된다.As described above, in the case of a refrigerator equipped with a single cooler, the freezer air and the refrigerating room air are heat-exchanged at low temperatures as the cooler passes through the cooler. The process is repeated.

그러나 상기의 냉장고는 하나의 냉각기에 의해 냉동실과 냉장실을 동시에 냉각함으로써 냉동 및 냉장효율이 떨어질 수밖에 없었다.However, the refrigerator has no choice but to reduce the freezing and refrigerating efficiency by simultaneously cooling the freezer compartment and the refrigerating compartment by a single cooler.

또한, 냉장실측 냉기가 냉동실냉기와 혼합되어 냉동실로 유입됨에 따라 냉장실의 음식냄새가 냉동실로 전이되어 냉동실내에 보관된 음식물에 배어들게 되므로 음식물의 고유한 맛을 저하시키는 문제점이 있었다.In addition, as the cold compartment-side cold air is mixed with the freezer compartment cold and introduced into the freezer compartment, the food smell of the refrigerating compartment is transferred to the freezer compartment and soaked in the food stored in the freezer compartment.

이에 따라, 냉동 및 냉장효율을 배가시킴과 아울러 냉장실내의 냄새가 냉동실로 전이되지 않도록 냉동실과 냉장실을 독립적으로 냉각시키는 냉장고가 개발되어 있는데, 이러한 독립냉각식 냉장고는 냉매의 순환방식에 따라 직렬식과 병렬식으로 대별된다.Accordingly, refrigerators that double the freezing and refrigerating efficiency and independently cool the freezer compartment and the refrigerating compartment so that the odor in the refrigerating compartment do not transfer to the freezer compartment have been developed. It is roughly classified in parallel.

먼저, 병렬식은 냉동실과 냉장실에 각각 냉각기를 설치하고, 상기 냉동실용 냉각기로 냉매가 공급되도록 하는 냉매관과 냉장실용 냉각기로 냉매가 공급되도록 하는 냉매관을 별도록 구성하며, 상기 냉매관에는 냉매의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브를 각각 설치하여 냉동실을 냉각할때에는 냉장실측 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 냉매가 냉장실로 공급되는 것을 차단함과 아울러 냉동실측 솔레노이드 밸브는 개방하여 냉매가 냉동실로만 공급되도록 하고, 반면 냉장실을 냉각할때에는 냉동실측 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 냉매가 냉동실로 공급되는 것을 차단함과 아울러 냉장실측 솔레노이드 밸브는 개방하여 냉매가 냉장실로만 공급되도록 함으로써 각 실을 별개로 운영하는 방식이다.First, the parallel type is provided with coolers in the freezer compartment and the refrigerating compartment, respectively, and separates the refrigerant tube allowing the refrigerant to be supplied to the freezer compartment cooler and the refrigerant tube for allowing the refrigerant to be supplied to the refrigerator compartment cooler. When cooling the freezer by installing solenoid valves to control the flow, the solenoid valve on the refrigerating compartment is closed to prevent the refrigerant from being supplied to the refrigerating compartment, and the solenoid valve on the refrigerating compartment is opened to allow the refrigerant to be supplied only to the freezer compartment When the cooling system is closed, the solenoid valve on the freezer compartment is closed to block the refrigerant from being supplied to the freezer compartment, and the refrigerator side solenoid valve is opened to allow the refrigerant to be supplied only to the refrigerating compartment.

한편, 도 1은 직렬식 냉장고의 일예를 도시한 것으로서, 그 구성은 냉동실(1)과 냉장실(2)에 각각의 냉각기(10)(20)를 설치하고, 냉매관(3)은 압축기(4), 응축기(5), 모세관(6), 냉동실용 냉각기(10), 냉장실용 냉각기(20)를 순차적으로 경유할 수 있도록 단일관으로 연결한 것이다.On the other hand, Figure 1 shows an example of a tandem refrigerator, the configuration of each of the cooler (10), 20 is provided in the freezer compartment (1) and the refrigerating chamber (2), the refrigerant pipe (3) is a compressor (4) ), Condenser (5), capillary tube (6), the freezer compartment cooler (10), the refrigerating compartment cooler (20) to be connected via a single pipe in order.

상기 직렬식에는 병렬식에 설치되는 솔레노이드밸브가 없으므로 밸브소음을 줄일 수 있으며, 냉매관이 단선으로 되어 있으므로 구성을 단순화할 수 있는 장점이 있다.Since there is no solenoid valve installed in parallel in series, the valve noise can be reduced, and since the refrigerant pipe is disconnected, the configuration can be simplified.

그러나 상기와 같은 직렬식 냉장고는 냉각기 하나에 의해 운영되는 냉장고에 비해 효율은 월등하지만 소비전력량은 동등수준을 유지하므로 소비전력을 저하시킬 수 있는 냉장고의 개발이 시급한 과제였다.However, the above-described series refrigerators have a higher efficiency than the refrigerators operated by one cooler, but the power consumption is maintained at the same level, and therefore, the development of a refrigerator that can reduce the power consumption is an urgent task.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 냉장고의 효율은 종래와 동일 또는 그 이상을 유지하면서 소비전력량은 줄이기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object is to reduce the power consumption while maintaining the efficiency of the refrigerator the same or more than the conventional.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 냉동실용 냉각기와, 상기 냉동실용 냉각기와 냉매관에 의해 직렬로 연결된 냉장실용 냉각기와, 상기 각 냉각기로부터 발산되는 냉기를 실내로 순환시켜주기 위한 송풍팬과, 상기 냉동실용 냉각기와 냉장실용 냉각기의 사이에 설치되어 등온압축과 등온팽창을 반복하여 압축부에서는 방열하고 팽창부에서는 흡열하는 스터링 묘듈러와, 상기 스터링 모듈러의 흡열부 표면에 설치되어 냉매관내를 흐르는 냉매를 냉각시켜주는 열교환기와, 상기 스터링 모듈러와 냉동실용 냉각기 사이에 설치되어 냉매를 강제순환시켜 주기 위한 순환펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 스터링 사이클을 이용한 냉장고를 제공함에 있다.The present invention for achieving the above object is a freezer compartment cooler, a refrigerator compartment cooler connected in series by the freezer compartment cooler and a refrigerant pipe, a blower fan for circulating the cold air emitted from each of the coolers to the room, Is between the freezer compartment cooler and the refrigerating compartment cooler isothermal compression and isothermal expansion repeated repeated heat dissipation in the compression section and the heat absorbing portion in the expansion section, and installed on the surface of the heat absorbing section of the sterling modular flows inside the refrigerant pipe The present invention provides a refrigerator using a sterling cycle, comprising a heat exchanger for cooling a refrigerant, and a circulation pump installed between the sterling modular and a freezer compartment for forced circulation of the refrigerant.

도 1은 냉동실용 냉각기와 냉장실용 냉각기가 직렬로 연결된 냉장고의 개략적인 구성도1 is a schematic configuration diagram of a refrigerator in which a freezer cooler and a refrigerator cooler are connected in series

도 2는 스터링 사이클을 이용한 본 발명 냉장고의 개략적인 구성도2 is a schematic diagram of a refrigerator of the present invention using a stirling cycle

도 3은 스터링 사이클을 이루기 위한 스터링 모듈의 단면도3 is a cross-sectional view of a sterling module for achieving a sterling cycle

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

3 : 냉매관 7 : 송풍팬3: refrigerant pipe 7: blower fan

8 : 열교환기 9 : 순환펌프8 heat exchanger 9 circulation pump

10 : 냉동실용 냉각기 20 : 냉장실용 냉각기10: freezer cooler 20: refrigerator cooler

40 : 스터링 모듈러 41 : 압축부40: Stirling Modular 41: Compression part

42 : 팽창부42: inflation

이하, 첨부된 도 2를 참조하여 스터링 사이클(Stirling Cycle)을 이용한 냉장고에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the refrigerator using a Stirling Cycle will be described in detail with reference to the accompanying FIG. 2.

상기한 냉장고는 냉동실에 설치되는 냉동실용 냉각기(10)와, 상기 냉동실용 냉각기와 냉매관(3)에 의해 직렬로 연결된 냉장실용 냉각기(20)와, 상기 각 냉각기로부터 발산되는 냉기를 실내로 순환시켜주기 위한 송풍팬(7)(7a)과, 상기 냉동실용 냉각기와 냉장실용 냉각기의 사이에 설치되어 등온압축과 등온팽창을 반복하여 압축부에서는 방열하고 팽창부에서는 흡열하는 프리 피스톤 스터링 쿨러(Free Piston Stirling Cooler)(이하 “스터링 모듈러”이라 함)(40)와, 상기 스터링 모듈러의 흡열부 표면에 설치되어 냉매관(3)내를 흐르는 냉매를 냉각시켜주는 열교환기(8)와, 상기 스터링 모듈러(40)와 냉동실용 냉각기(10) 사이에 설치되어 냉매를 강제순환시켜 주기 위한 순환펌프(9)로 구성되어 있다.The refrigerator includes a freezer compartment cooler 10 installed in a freezer compartment, a refrigerator compartment cooler 20 connected in series by the freezer compartment cooler and a refrigerant pipe 3, and cold air emitted from each of the coolers to the room. A free piston sterling cooler installed between the blower fan 7 and 7a and the freezer compartment cooler and the refrigerating compartment cooler to repeat isothermal compression and isothermal expansion to radiate heat in the compression section and endothermic in the expansion section. Piston Stirling Cooler (hereinafter referred to as “sterling modular”) 40, a heat exchanger 8 installed on the heat absorbing part surface of the Stirling modular to cool the refrigerant flowing in the refrigerant pipe 3, and the Stirling. It is provided between the modular 40 and the freezer compartment cooler 10 is composed of a circulation pump (9) for forced circulation of the refrigerant.

기존의 압축기(4)를 대신하는 상기 스터링 모듈러(40)는 도 3에서와 같이 작용에 따라 압축부(41)와 팽창부(42)로 나뉘어져 있다.The Stirling modular 40, which replaces the conventional compressor 4, is divided into a compression unit 41 and an expansion unit 42 according to the action as shown in FIG.

압축부(41)는 커버(410)와, 상기 커버에 내장된 모터(411)와, 상기 모터에 의해 도면상 좌,우 왕복운동을 하는 피스톤(412)으로 구성되어 있으며, 팽창부(42)는 외형을 구성하는 프레임(420)과, 상기 프레임에 내장되며 피스톤의 압축력과 팽창력에 의해 좌,우왕복운동하는 디스플레이서(Didplacer)(421)와, 상기 디스플레이서의 외주면에 설치되어 열을 축적하기 위한 축열기(422)로 구성되어 있다.Compression unit 41 is composed of a cover 410, a motor 411 embedded in the cover, and a piston 412 for reciprocating left and right in the drawing by the motor, the expansion unit 42 The frame 420 constituting the outer appearance, the placer (421) reciprocating left and right reciprocating motion by the compression force and the expansion force of the piston, and is installed on the outer peripheral surface of the displacer accumulates heat It consists of a heat accumulator 422 for this.

또한, 상기 피스톤(410)과 디스플레이서(421)의 사이에는 압축공간(43)이 형성되어 있으며, 디스플레이서(421)과 프레임(420)의 사이에는 팽창공간(44)이 형성되어 있다.In addition, a compression space 43 is formed between the piston 410 and the displacer 421, and an expansion space 44 is formed between the displacer 421 and the frame 420.

따라서, 모터(411)에 교류(AC)전원의 (+)전압이 가해지면 피스톤(410)이 도면상 왼쪽으로 이동되면서 압축공간(43)의 용적이 줄어듦에 따라 내재된 기체가 압축되는데, 이때 이상기체 방정식 PV=nRT(P:압력, V:체적, R:상수, T:온도)에 의해 공간의 축소에 따라 압력이 상승하면 이에 비례하여 압축공간(43)의 온도는 상승하게 된다.Therefore, when a positive voltage of an AC power is applied to the motor 411, the piston 410 is moved to the left in the drawing, and the internal gas is compressed as the volume of the compression space 43 decreases. When the pressure rises as the space is reduced by the ideal gas equation PV = nRT (P: pressure, V: volume, R: constant, T: temperature), the temperature of the compression space 43 increases in proportion to this.

상기 압축과정에서 기체의 일부는 축열기(422)를 거쳐 팽창공간(44)으로 이동되어 압축공간(43)의 압력이 일정한도를 넘으면 디스플레이서(Displacer)(421)가 도면상 왼쪽으로 이동되면서 팽창공간(44)의 용적을 축소시킴에 따라 팽창공간내에 있던 기체가 일시적으로 압축된다.In the compression process, a part of the gas is moved to the expansion space 44 through the heat storage 422, and when the pressure of the compression space 43 exceeds a certain degree, the displacer 421 is moved to the left in the drawing. As the volume of the expansion space 44 is reduced, the gas in the expansion space is temporarily compressed.

이때, 모터(411)가 (­)전압으로 전환되면 피스톤(410)이 도면상 오른쪽으로 이동되면서 팽창공간(44)이 급격하게 팽창하면서 차가워지게 된다.At this time, when the motor 411 is switched to the voltage (­), the piston 410 is moved to the right in the drawing while the expansion space 44 rapidly expands and becomes cold.

상기의 팽창작용 역시 이상기체 방정식 PV=nRT에 의해 압력(P)과 온도(T)는 반비례하므로 압력이 커지면서 온도는 급격히 내려가게 된다.Since the expansion action is also inversely proportional to the pressure (P) and the temperature (T) by the ideal gas equation PV = nRT, the temperature increases rapidly as the pressure increases.

이에 따라 상기 팽창부(42)의 주위에 설치된 열교환기(8)에는 팽창부(42)의 찬기운이 전이되어 차가운 상태를 유지하게 되며, 이를 통과하는 냉매는 저온으로 열교환되어 냉동실용 냉각기(10)로 유입된다.Accordingly, the cold air of the expansion part 42 is transferred to the heat exchanger 8 installed around the expansion part 42 to maintain a cold state, and the refrigerant passing therethrough is heat-exchanged to a low temperature so as to cool the cooler 10 for the freezer compartment. Flows into.

이렇게 냉동실용 냉각기(10)로 유입된 냉매는 실내의 열을 흡수하여 실내의 온도를 저하시키고 냉매는 냉동실용 냉각기(10)의 유입전보다 약간 높은 온도로 냉장실용 냉각기(20)로 유입되며, 이렇게 냉장실 냉각기(20)로 유입된 냉매는 냉장실내의 열을 흡수하여 실내온도를 저하시킴과 동시에 냉매는 흡열되어 그 자체의 온도는 더욱 높아지게 된다.The refrigerant introduced into the freezer compartment cooler 10 absorbs heat from the room to lower the temperature of the room, and the coolant is introduced into the refrigerator compartment cooler 20 at a temperature slightly higher than that of the freezer compartment cooler 10. The refrigerant introduced into the refrigerating compartment cooler 20 absorbs heat in the refrigerating compartment to lower the room temperature, and at the same time, the refrigerant is absorbed to increase its own temperature.

이렇게 냉동실(1)과 냉장실(2)을 저온화시키고 흡열된 냉매는 다시 스터링 모듈러(40)로 유입되어 저온으로 열교환되는 순환과정을 반복하면서 냉동실(1)과 냉장실(2)을 설정온도가 될 때 까지 냉각시키게 되는데, 이때 냉매를 강제로 순환시키기 위한 동력은 냉동실용 냉각기(10)와 스터링 모듈러(40)의 사이에 위치한 순환펌프(9)에 의해 이루어진다.Thus, the freezing chamber 1 and the refrigerating chamber 2 are cooled down, and the endothermic refrigerant flows back into the Stirling Modular 40 and repeats the circulation process of heat exchange at low temperature. It is cooled until, the power for forcibly circulating the refrigerant is made by a circulation pump (9) located between the freezer compartment cooler (10) and the Stirling modular (40).

한편, 상기 냉기를 송풍하기 위한 각 실내로 송풍하기 위한 냉동실측 송풍팬(7)과 냉장실측 송풍팬(7a)에는 각 실의 부하(온도)에 따라 회전수가 가감될 수 있도록 가변속모터(70)를 적용하여 각 실의 온도를 효율적으로 제어하도록 하였다.On the other hand, the variable speed motor 70 so that the number of revolutions can be added or reduced in accordance with the load (temperature) of each chamber in the freezer compartment side blowing fan 7 and the refrigerating compartment side blower fan 7a for blowing to the indoors for blowing the cold air. Was applied to efficiently control the temperature of each chamber.

즉, 온도감지센서(도시는 생략함)에 의해 실내의 설정온도와 현재온도의 차이가 클 경우에는 각 송풍팬(7)(7a)의 회전속도를 빨리하여 풍량을 많게 함으로써 실내의 온도를 급격하게 하강시키고, 온도감지센서에 의해 실내의 설정온도와 현재온도의 차이가 작을 경우에는 각 송풍팬(7)(7a)의 회전속도를 느리게하여 실내온도의 하강속도를 늦출수 있게 된다.That is, when the difference between the indoor set temperature and the current temperature is large due to the temperature sensor (not shown), the rotation speed of each blower fan 7 and 7a is increased to increase the amount of air, thereby rapidly increasing the indoor temperature. If the difference between the set temperature of the room and the current temperature is small by the temperature sensor, the rotation speed of each blower fan (7) (7a) is slowed down to slow down the speed of the room temperature.

이상과 같이 스터링 사이클에 의해 운영되는 냉장고의 효율을 수치화하면, 530ℓ의 용량을 가진 냉장고의 경우, 압축부(41)의 온도가 45℃이고 팽창부(42)의 온도가 -25℃로 고정되어 있다고 가정하면 입력이 45W이고 냉동능력은 80W가 되는데, 이때의 효율은 냉동능력/입력이므로 상기의 수치를 대입하면 80/45=1.77이 된다.As described above, when the efficiency of the refrigerator operated by the Stirring cycle is quantified, in the case of a refrigerator having a capacity of 530 L, the temperature of the compression part 41 is 45 ° C. and the temperature of the expansion part 42 is fixed at −25 ° C. If it is assumed that the input is 45W and the freezing capacity is 80W. At this time, the efficiency is the freezing capacity / input, so when the above value is substituted, 80/45 = 1.77.

반면, 기존 증기 압축식 냉장고의 효율은 1.2에 불과하므로 효율이 월등함을 알 수 있다.On the other hand, the efficiency of the existing steam compression refrigerator is only 1.2, it can be seen that the efficiency is superior.

이에 따라 소비전력량이 약 15%정도 감소되므로 냉장고의 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, power consumption is reduced by about 15%, thereby improving the efficiency of the refrigerator.

한편, 스터링 모듈러(40)를 동작시키기 위한 작동매체(1차매체)는 비열이 크고 끓는점이 비교적 낮은 헬륨(He)을 사용하는 것이 가장 바람직 하지만 이와 동등 또는 그 이상의 효과가 있으면 어느 기체에 한정함이 없이 적용이 가능하다.On the other hand, the working medium (primary medium) for operating the sterling modular 40 is most preferably to use helium (He) having a high specific heat and relatively low boiling point, but if there is an equivalent or more effect is limited to any gas It can be applied without this.

또한, 냉매관(3)을 흐르는 냉매(2차매체)는 가격이 저렴하고, 구입이 용이한 물이 가장 적절하며, 이외에도 이를 대체할 수 있는 액체이면 어느 물질에 관계없이 적용이 가능하다.In addition, the coolant (secondary medium) flowing through the coolant tube 3 is the most inexpensive, easy to purchase water is suitable, and can be applied regardless of any material as long as the liquid can be replaced.

이때, 상기 물을 그대로 사용할 경우에는 0℃에서 결빙되므로 이를 방지하기 위해 부동액이 혼합된 물을 사용하는 것이 바람직하다.In this case, when the water is used as it is, it is preferable to use water mixed with an antifreeze in order to prevent the freezing at 0 ℃.

이상과 같은 스터링 사이클을 이용한 냉장고는 효율을 배가시킴은 물론 기존 냉장고에 비해 약 15% 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The refrigerator using the stirling cycle as described above can double the efficiency and reduce the power consumption by about 15% compared to the conventional refrigerator.

또한, 냉매를 물(Water)로 대체함으로써 A/S시 냉매교체를 용이하게 할 수 있음은 물론 송풍팬이 온도에 따라 가감동작되므로 실내온도 제어에 효율성을 기할 수 있는 효과가 있다.In addition, by replacing the refrigerant with water (A), it is possible to facilitate the replacement of the refrigerant during the A / S, as well as the blower fan is added or subtracted according to the temperature it is effective to control the room temperature.

Claims (4)

냉동실용 냉각기와,Freezer cooler, 상기 냉동실용 냉각기와 냉매관에 의해 직렬로 연결된 냉장실용 냉각기와,A refrigerator compartment cooler connected in series by the refrigerator compartment cooler and a refrigerant pipe; 상기 각 냉각기로부터 발산되는 냉기를 실내로 순환시켜주기 위한 송풍팬과,A blowing fan for circulating cold air emitted from each of the coolers into the room, 상기 냉동실용 냉각기와 냉장실용 냉각기의 사이에 설치되어 등온압축과 등온팽창을 반복하여 압축부에서는 방열하고 팽창부에서는 흡열하는 스터링 묘듈러와,A sterling modulator installed between the freezer compartment cooler and the refrigerator compartment cooler to repeat isothermal compression and isothermal expansion to radiate heat in the compression unit and endothermic at the expansion unit; 상기 스터링 모듈러의 흡열부 표면에 설치되어 냉매관내를 흐르는 냉매를 냉각시켜주는 열교환기와,A heat exchanger installed on a surface of the heat absorbing portion of the sterling modular to cool the refrigerant flowing in the refrigerant pipe; 상기 스터링 모듈러와 냉동실용 냉각기 사이에 설치되어 냉매를 강제순환시켜 주기 위한 순환펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 스터링 사이클을 이용한 냉장고.A refrigerator using a sterling cycle, which is installed between the sterling modular and the freezer compartment cooler and configured with a circulation pump for forced circulation of the refrigerant. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 스터링 모듈러의 작동매체는 헬륨인 것을 특징으로 하는 스터링 사이클을 이용한 냉장고.The working medium of the sterling modular is a refrigerator using a sterling cycle, characterized in that helium. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 냉매관에 내장된 냉매는 부동액이 포함된 물인 것을 특징으로 하는 스터링 사이클을 이용한 냉장고.Refrigerator using a Stirling cycle, characterized in that the refrigerant contained in the refrigerant pipe is water containing the antifreeze. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 송풍팬에 회전력을 제공하는 팬모터는 냉동실 또는 냉장실내의 설정온도와 현재온도와의 차이가 작을때에는 회전속도를 느리게 하여실내온도를 천천히 낮추고, 냉동실과 냉장실내의 온도가 설정온도와 현재온도와의 차이가 클때에는 회전속도를 빠르게하여 실내온도를 신속히 낮추도록 한 것을 특징으로 하는 스터링 사이클을 이용한 냉장고.The fan motor that provides the blowing power to the blower fan slows down the rotation speed when the difference between the set temperature in the freezer or refrigerator compartment and the current temperature is small, and slowly decreases the room temperature. When the difference is large, the refrigerator using a sterling cycle, characterized in that to quickly lower the room temperature by increasing the rotation speed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100759655B1 (en) * 2003-12-10 2007-09-17 샤프 가부시키가이샤 Cooling box

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