• 제목/요약/키워드: refrigerator

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A review on a 4 K cryogenic refrigeration system for quantum computing

  • Park, Jiho;Kim, Bokeum;Jeong, Sangkwon
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.1-6
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    • 2022
  • This paper reviews the literature that has been published since 1980s related to cryogenic refrigeration systems for quantum computing. The reason why such a temperature level of 10-20 mK is necessary for quantum computing is that the superconducting qubit is sensitive to even very small thermal disturbances. The entanglement of the qubits may not be sustained due to thermal fluctuations and mechanical vibrations beyond their thresholds. This phenomenon is referred to as decoherence, and it causes an computation error in operation. For the stable operation of the quantum computer, a low-vibration cryogenic refrigeration system is imperative as an enabling technology. Conventional dilution refrigerators (DR), so called 'wet' DR, are precooled by liquid helium, but a more convenient and economical precooling method can be achieved by using a mechanical refrigerator instead of liquid cryogen. These 'dry' DRs typically equip pulse-tube refrigerators (PTR) for precooling the DRs around 4 K because of its particular advantage of low vibration characteristic. In this review paper, we have focused on the development status of 4 K PTRs and further potential development issues will be also discussed. A quiet 4 K refrigerator not only serves as an indispensable precooler of DR but also immediately enhances the characteristics of low noise amplifiers (LNA) or other cryo-electronics of various type quantum computers.

Experimental Study on a GM-type Two-Stage Pulse Tube Refrigerator for Cryopump Applications

  • Lee, S.J.;Hong, Y.J.;Park, S.J.;Kim, H.B.;Kwon, S.B.
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.35-38
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    • 2007
  • A single-stage and two-stage pulse tube refrigerators have been designed for cryopump application. The different diameters of pulse tube and regenerator have been investigated at single-stage pulse tube refrigerator(PTR). Experiments have been performed on single-stage PTR to reach minimum temperature with optimum valve opening at a few frequencies. And the two-stage pulse tube refrigerators have been assembled with tested single-stage pulse tube and tested. When orifice turn is opened to 9 and double inlet is opened to 3 at a single-stage, the lowest temperature of 33.7 K is achieved. The cooling capacity at single-stage is 38 W at temperature of 80 K. A two-stage pulse tube refrigerator has 16.3K at the second stage and 59.7K at the first stage. The cooling capacity achieved is 16.5 W at 80 K, the first stage and 0.6 W at 20 K, the second stage. Some details on the design of pulse tube refrigerator and the experimental apparatus are given.

IoT 기반 스마트 냉장고 시스템 (A Smart Refrigerator System based on Internet of Things)

  • 김한진;이승기;김원태
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.156-161
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    • 2018
  • 최근 인구가 급격히 증가하면서 음식물의 부족 및 낭비의 심각성이 대두되고 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 국가 및 기업에서는 소비자의 식재료 구매 패턴 연구 및 IoT 기술이 적용된 스마트 냉장고 제품개발 등의 시도를 진행 중에 있다. 그러나, 현재 판매되고 있는 스마트 냉장고들은 기존에 비해 상당한 가격대를 형성하고 있으며, 복잡한 구성으로 인한 오작동 및 파손으로 또 다른 낭비를 초래한다. 본 논문에서는 음식물 부족 및 낭비 해결과 가정 내 원활한 식재료 관리를 위한 저비용의 IoT 기반 스마트 냉장고 시스템을 제안한다. 본 시스템은 QR코드, 이미지 인식, 음성 인식을 통해 식재료를 인식하여 등록하고 이를 바탕으로 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 이미지 인식의 정확도를 높이기 위해 우리는 딥 러닝 알고리즘을 사용한 모델을 활용하였으며 정확한 식재료 등록이 가능함을 검증하였다.

ATP Bioluminescence와 간이미생물배지를 이용한 고등학교 급식시설의 위생상태 조사연구 (Evauation of Hygienic Status of High School Foodservice using ATP Bioluminescence Assay & Microorganism Test Strips)

  • 장재선;황성희
    • 한국식품영양학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.918-925
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    • 2015
  • An investigation was conducted to evaluate the hygienic status of 33 high school foodservice systems in Yongin city by using hygiene management guide checklist, ATP bioluminescence assay and microbe inspection petrifilm (APC, coliform group, Staphylococcus aureus) of food utensils during use. The 22 hygiene management guide checklist items about facilities, personal hygiene, food control, distribution, washing and disinfection had good grade but there were some inadequate behaviors on observation. The inspection results showed their sanitary condition met the level B of the recommendation of Korea method, it means sanitary management system get settled but more practical CCP system was needed. ATP bioluminescence assay was conducted on surface of food facilities, ATP ranged 425~2,552 RLU on gloves, 541~70,251 RLU on apron, 1,596~88,490 RLU on working desk, 1,177~263,813 RLU on sterilizer grip, 715~32,814 RLU on sterilizer shelf, 114~619,725 RLU on refrigerator grip, 677~319,007 RLU on refrigerator shelf, 71~196,725 RLU on freezer grip, 1,535~233,375 RLU on freezer shelf. APC ranged $66.7{\pm}29.0CFU$ on freezer grip, $102.1{\pm}35.9CFU$ on refrigerator grip, $45.4{\pm}28.2CFU$ on heating cabinet grip, $58.8{\pm}40.4CFU$ on sterilizer grip, the number of coliform group ranged $5.6{\pm}4.9CFU$ on freezer grip, $9.1{\pm}8.7CFU$ on refrigerator grip, $1.2{\pm}1.1CFU$ on heating cabinet grip, $4.5{\pm}4.4CFU$ on sterilizer grip. S. aureus ranged $8.0{\pm}5.6CFU$ on freezer grip, $12.2{\pm}9.6CFU$ on refrigerator grip, $2.1{\pm}1.6CFU$ on heating cabinet grip, $11.6{\pm}6.4CFU$ on sterilizer grip.

냉장고 가스켓 주위의 복사열전달 효과에 관한 연구 (A Study on the Radiation Heat Transfer Effect near a Refrigerator Gasket)

  • 하지수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.1605-1610
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    • 2015
  • 본 논문은 냉장고의 열손실의 약 30%를 차지하고 있는 가스켓 주위의 열전달 해석시 복사열전달을 고려하지 않은 경우와 고려한 경우가 많은 차이가 있어서 가스켓 주위의 열전달 해석시 복사열전달 고려 여부에 따른 열손실 효과를 살펴보는 연구이다. 이를 위해 가스켓 주위를 단순화한 형상으로 모델링하여 열전달 전산해석을 수행하였다. 본 연구를 통해서 가스켓 내부의 공기층을 단순히 전도열전달만 고려한 경우 열손실이 $25.6W/m^2$이고 복사열전달을 함께 고려한 경우 $55.0W/m^2$로 약 2.2배 크게 나타남을 알 수 있었다. 가스켓 내부에 복사열전달 차단판을 0에서 7개로 변화하면서 복사열전달 저감 효과를 살펴본 결과 차단판 개수가 증가하여 7개 인 경우는 설치하지 않은 경우에 비하여 열손실이 $55.0W/m^2$에서 $36.7W/m^2$로 33% 감소함을 알 수 있었다. 또한 같은 개수의 복사 차단판일 경우는 냉장고 내부와 외부에 치우치는 쪽으로 설치하는 것이 가스켓의 가운데에 설치하는 것 보다 효과적임을 알 수 있었다.

구조해석을 통한 하부냉동실형 빌트인 냉장고 도어의 처짐량 평가 (Evaluation of Vertical Displacement of Door of Built-in Bottom-Freezer Type Refrigerator by Structural Analysis)

  • 이부윤
    • 한국기계가공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.89-96
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    • 2020
  • In this study, we developed a finite element model for the built-in bottom-freezer type refrigerator and then used the structural analysis method to analyze and evaluate the deflection of the doors. We tested the validity of the developed analytical model by measuring the deflection of the hinge when loads were applied to the upper and lower hinges of the refrigerating compartment and compared these with the analysis results. The comparison of the vertical displacement of the measured result and the analysis result showed an error ratio of up to 12.8%, which indicates that the analytical model is consistent. Using the analytical model composed of the cabinet, hinges and doors, we performed analyses for two cases: both doors closed, and the refrigerating door open. Since the maximum vertical displacement of the refrigerating compartment door (R-door) with the food load is smaller than the gap between the lower surface of the R-door and the upper surface of the freezer compartment door (F-door), it is judged that the R-door and the F-door do not contact when the doors are opened or closed. In addition, the analysis result showed that the difference between the vertical displacement at the hinge on the opposite side and the hinge side of the R-door is favorably smaller than the management criterion of the refrigerator manufacturer.

냉장고 가스켓 주위 고무자석 재질 및 형상 변경에 따른 열손실 개선 연구 (A Study on the Heat Loss Reduction of a Refrigerator by Thermal Conductivity Change and Partial Removal of Rubber Magnet)

  • 하지수;안원술
    • 에너지공학
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    • 제23권4호
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    • pp.240-246
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    • 2014
  • 본 연구는 냉장고의 본체와 냉장고 문 사이에 있는 가스켓 주위에 냉장고 본체와 문의 밀착을 위해 설치하는 고무자석의 재질과 형상을 변경하여 냉장고 열손실을 개선하는 것을 목적으로 하였다. 냉동실과 냉장실을 포함한 냉장고 수평 단면에 대하여 가스켓 주위에 대한 열전달 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 가스켓 내부와 Hotline 옆의 고무자석의 열전도율을 기존 10W/mK에서 1W/mK로 변화하면 냉장고 열손실이 약 7% 저감되고 Hotline 옆의 고무자석을 제거하고 대신에 철판을 설치하면 냉장고의 열손실을 약 17% 저감 되는 것을 알 수 있었으며 Hotline 옆의 고무자석을 제거하고 대신에 철판을 설치하는 것이 냉장고 열손실에 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.

다중재질 접합구조의 등가물성을 이용한 효과적 냉장고 구조 변형 분석에 관한 연구 (Effective Analysis on the Mechanical Behavior of a Refrigerator using Equivalent Material Properties of Multi-layers)

  • 박정현;이동규;박상후;박기홍;하병국;김형식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.1228-1235
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    • 2012
  • A refrigerator has many components which are made from diverse materials such as metal, polymer, plastic, and rubber. So, it generally requires much time and efforts to build up an analysis model in finite element analysis. In this work, to reduce the computational time and efforts a simplified modeling method was proposed for the analysis of a refrigerator. Occasionally, a stick-slip noise occurs in a refrigerator due to relative slip between shelf and inner-case. When we solve the problem by a FE analysis, we should model the structures with detail for considering the contact conditions; by this reason, too many efforts are consumed in the conventional analysis method. Through this work, we shows the concept of simplifying approach and a good agreement with the results of a real model analysis. And also, the evaluation of the proposed method and the application of contact analysis using the simplified model are discussed.

가정용 냉장고의 얼음 완전 취출 메커니즘의 설계 (Design of Ice Dispenser Mechanism of Household Refrigerator for Full Discharging)

  • 우민수;정융호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.65-72
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    • 2020
  • 얼음을 제공하는 기능이 구비된 냉장고는 대부분 냉장고 내부의 얼음 저장소에 미리 얼음을 채워 두고 사용자가 필요할 때 많은 양의 얼음을 취출할 수 있도록 하고 있다. 그러나 냉장고의 얼음 저장소에 얼음이 채워진 상태로 냉장고가 장기간 사용되지 않거나 정상적인 동작 중에도 시간이 경과하면 얼음이 서로 엉기는 현상이 발생한다. 이렇게 엉긴 얼음 덩어리를 분리시키는 메커니즘이 구비되어 있으나 얼음 엉김 현상이 심할 경우 얼음이 완전히 취출되지 못하는 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 얼음이 엉기는 과정과 얼음의 분리력에 관한 기존의 연구를 조사하였고, 인위적으로 얼음을 엉기게 하여 다양한 조건에서 얼음의 취출 정도를 실험하였다. 이 과정에서 얼음의 취출을 방해하는 기존 얼음 저장소 형상의 문제점에 착안하여 이를 개선하기 위한 형상과, 완전 취출을 위해 얼음 분쇄 메커니즘의 작동 반경을 넓히는 새로운 메커니즘을 제안하였다. 제안된 메커니즘의 시제품을 제작하고 실제 냉장고에 적용하여 얼음이 완전 취출됨을 검증하였다. 그 결과 기존 얼음 저장소의 형상과 분쇄 메커니즘에서 얼음 취출률이 65%정도이었으나, 제안된 형상과 메커니즘에서는 완전히 추출되었다.

사용행태 분석에 의한 냉장고 사용편의성 개선 (Improvement of usability of the refrigerator through behavioral analysis)

  • 변재형
    • 디자인학연구
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    • 제14권2호
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    • pp.245-252
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    • 2001
  • 본 연구에서는 현재 국내에서 사용되고 있는 냉장고의 레이아웃(layout)이 우리의 식생활문화와 차이가 있다는 가정 하에, 국내의 사용자들을 대상으로 비디오 에쓰노그래피(Video Ethnography : 비디오를 이용한 문화기술학, 흑은 민족지학)를 활용하여 사용자의 냉장고 사용행태를 관찰하고 분석하여 우리의 식생활문화에 적합한 새로운 냉장고 레이아웃을 제안하여 사용편의성을 개선하는 것을 중심으로 논의 하였다. 분석결과에 의하면, 현재 국내에서 사용되고 있는 대부분의 냉장고는 고내 선반의 레이아웃(layout)이 국내 사용자들의 식생활 문화에 따른 사용행태와는 맞지 않는 점을 가지고 있으며, 이를 개선하기 위한 방법으로는 현재의 냉장실 세번째 단과 제일 하단인 야채실의 위치를 맞바꾸는 방법을 제안할 수 있다. 이런 방법을 통해 냉장고 각 부위에 적합한 용도를 지정함으로써 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다. 냉장고와 같이 생활 문화와 밀접한 관련이 있는 제품의 내재하는 문제 요소를 추출하기 위해서는 이와 같이 그 제품과 관련된 생활 문화에 대한 이해가 우선되어야 하며, 이를 위한 방법으로는 본 연구에서 사용된 비디오 촬영를 통한 사용행태 분석 방법이, 미리 예상하지 못한 문제 요소를 발견할 수 있다 는 점에서 유효함을 알 수 있었다.

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