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소리를 이용한 냉각 방법

전문가 제언: ○ 지구 오존층 보호를 위한 오존층 파괴 물질의 사용을 규제한 국제환경협약인 몬트리올 의정서가 1987년 9월 채택되면서 각종 냉동기에 사용되고 있는 프레온 가스(CFC, Chloro Fluoro Carbon)는 2010년에는 전면 사용이 금지된다. 따라서 프레온 가스를 대신할 친환경적인 신냉매의 개발이나 새로운 냉동 기술의 개발이 시급한 실정이다.

○ 이에 대한 대안의 한 가지로서 열 음향 냉동기술이 최근에 선진국을 중심으로 그 실용화를 위하여 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 그 응용 범위는 가정용 냉장고, 열 음향 공조장치, 전자 칩 냉각 등 다양한데 열 음향 엔진과 열 음향 냉동기를 조합한 우주선용 냉각기는 실용화되어 있다. 국내에서도 산학연을 통하여 이에 대한 연구가 진행되고 있으며 특히 일부 대학에서는 열 음향 냉동기에 대한 이론과 성능향상을 위한 연구를 진행하고 있으나 선진국에 비하여는 미흡한 실정이다.

○ 열 음향 냉동기술은 음향발생기술, 공명관 설계기술 및 열교환기술 등인데 이 중 음향발생기술이 가장 핵심 기술이다. 열 음향 냉동기의 장점은 가동부가 없고 구조가 간단하여 신뢰성과 유지관리가 용이한 점, He, Ar 및 Xenon 등 친환경적인 불활성 기체를 사용하는 것 등이다. 한편 대용량의 냉동기 및 열 음향 엔진의 효율 향상 등이 문제점이다. 그러나 위에 설명한 장점에도 불구하고 실제 상용화에는 앞으로 많은 시간이 필요할 것으로 사료된다.

저자: Taichi Yazaki, Yuki Ueda
자료유형: 학술정보