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표제지 1

목차 5

제1장 서론 10

1.1. 연구 배경 10

1.2. 선행 연구 16

1.3. 연구목적 및 방법 17

제2장 가스켓 부위 기초실험 19

2.1. 가스켓 부위에서의 압력측정 19

2.1.1. 압력측정 목적 및 방법 19

2.1.2. 압력측정 결과 23

2.2. 가스켓 부위에서의 온도측정 26

2.2.1. 온도측정 목적 및 방법 26

2.2.2. 온도측정 결과 32

제3장 가스켓 부위 전산해석 35

3.1. 전산해석 방법 및 경계조건 35

3.1.1. 전산해석 방법 35

3.1.2. 경계조건 39

3.2. 전산해석 결과 42

3.3. 단열성능 개선방안 45

3.3.1. 열전도도 변경 45

3.3.2. Hot line 변경 47

3.3.3. 차단벽 설치 49

3.3.4. 단열성능 개선방안 제시 51

제4장 단열성능 개선방안 적용실험 53

4.1. 실험 장치 및 방법 53

4.2. 개선방안 적용실험 결과 및 고찰 57

제5장 결론 62

참고문헌 64

Abstract 66

초록 68

표목차 7

표 1. 시간에 따른 소비전력과 압력 측정결과 25

표 2. 냉장고 내부 재질의 열전도도 42

표 3. 가스켓 부위에서의 열손실량 44

표 4. 가스켓과 마그네트의 열전도도 변화에 따른 열손실량 46

표 5. Hot line 개선에 따른 열손실량 48

표 6. 냉기차단벽 설치에 따른 열손실량 50

표 7. 각 개선방안의 열손실량 비교 52

표 8. 냉기차단벽의 설치 유무에 따른 평균소비전력 비교 60

그림목차 8

그림 1. 가정용 양문형 냉장고 12

그림 2. 가스켓 13

그림 3. 가정용 양문형 냉장고 내부 모습 14

그림 4. 가스켓 부위 냉장고의 절단면 모습 15

그림 5. 압력과 소비전력 측정 모습 21

그림 6. 가스켓 부위 압력 측정 모습 22

그림 7. 설치된 열전대의 모습 22

그림 8. 설치된 열전대에서의 시간에 따른 온도 측정결과 24

그림 9. 항온항습기에 설치된 냉장고의 모습 28

그림 10. 문 옆면에 설치된 열전대 모습 29

그림 11. 가스켓 부위에 설치된 열전대 모습 29

그림 12. 온도데이터 수집 장치 30

그림 13. 전력량계 30

그림 14. 가변전압가변주파수 장치 31

그림 15. 측정시스템의 개요도 31

그림 16. 온도측정 지점에서 평균온도 결과 33

그림 17. 온도측정 지점에서 시간에 따른 온도 측정결과 34

그림 18. 전산해석 격자구조 38

그림 19. 가스켓 부위 개요도 41

그림 20. 가스켓 부위 온도분포 43

그림 21. 실험과 전산해석의 측정된 지점에서 평균온도 결과 비교 44

그림 22. 가스켓과 마그네트의 열전도도 변화에 따른 온도분포 46

그림 23. Hot line 개선에 따른 온도분포 48

그림 24. 냉기차단벽 설치에 따른 온도분포 50

그림 25. 가스켓 부위 벽에 설치된 냉기차단벽 모습 55

그림 26. 냉장고 내부에 설치된 냉기차단벽 모습 55

그림 27. 옆면에서의 냉기차단벽 모습 56

그림 28. 측정시스템의 개요도 56

그림 29. 냉기차단벽을 설치하지 않은 냉장고의 시간에 따른 소비전력 59

그림 30. 냉기차단벽을 설치한 냉장고의 시간에 따른 소비전력 59

그림 31. 냉기 차단벽 유무에 따른 평균소비전력 비교 61

초록보기

 냉장고의 열손실 발생원은 단열부하와 냉동시스템 부하로 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 그 중 단열부하는 냉장고 몸체의 벽면과 문의 벽면에서 발생하는 열전달에 의한 열손실과 냉장고 몸체와 문을 밀착시키는 가스켓을 통한 열손실이 있다. 선행연구 결과에 의하면 이 가스켓을 통한 단열손실은 전체 단열손실의 약 30%를 차지한다고 한다. 따라서 본 연구는 단열손실의 큰 비중을 차지하는 가스켓에서의 단열특성을 파악하고 단열성능을 높일 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

가스켓에서의 압력측정과 온도측정을 통해 열손실의 원인을 파악하였다. 그 원인은 외부에서의 열침투가 열손실의 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

CFD 상용코드 FLUENT를 이용하여 가스켓에서의 2차원 전산해석을 수행하였다. 해석을 통해서 먼저 열흐름을 파악할 수 있었고, 이를 바탕으로 열손실을 줄이기 위한 방안을 모색하였다. 여러 가지 열손실 저감 방안 중에서 차단벽을 설치하는 방법이 가장 좋은 결과를 보였다.

차단벽을 임의로 만들어 실제 냉장고에 부착하여 열손실 저감 효과가 있는지 검증하였다. 그 결과 기존의 냉장고 소비전력보다 약 2.9% 저감되었다.

결론적으로 본 연구는 가스켓에서의 단열특성을 파악하였고, 그 특성을 바탕으로 열손실 저감 방안을 제시할 수 있었다.

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