This thesis describes a development effort of a micro adsorption refrigerator. For a small scale micro refrigeration system, it is attractive to use a thermal compressor instead of a mechanical compressor despite its low efficiency. A micro adsorption compressor in a planar structure is designed and fabricated to produce a required pressure swing in the refrigeration cycle. In this experiment, a silica gel-water pair is selected for the best combination of compact size. A 1.2 mm thick flat adsorber with a micro heater layer is fabricated by chemical etching. Compression characteristics of the individual adsorber in the preliminary experiment show that the fabricated adsorber can be used as an adsorption compressor in the micro refrigerator. When connected with an expansion device and a buffer tank, the temperature drop after expansion is measured as 14℃. The whole refrigeration system consists of two adsorbers, a pair of heat exchangers and an expansion valve. Periodic experiment shows that the temperature after expansion reaches approximately 8℃ when the ambient temperature is 17℃. It is very important to minimize all dead volumes of the connection lines, the heat exchangers, and the valves in the micro refrigerator. Further improvement issues in the micro refrigerator design are discussed in this thesis.
2004년 현재 증기 압축식 냉동 사이클을 이용한 가정용 및 산업용 공조기의 세계 시장 규모는 5000만 대를 넘어 지속적으로 성장하고 있다. 세계시장 규모가 말해주듯이 증기 압축 방식의 공조기는 사용이 편리하고 저렴한 가격으로 인하여 인류에게 가장 보편적인 냉난방 방식으로 인식되어 왔다. 그러나 지속적인 생산기술의 발달과 고효율, 저소음화 등으로 인하여 멀지 않은 장래에 국가나 기업간의 기술 차별점이 존재하지 않는 기술 포화상태에 도달할 것으로 생각된다. 이와 더불어 오존층 파괴와 지구 온난화 문제로 인한 대체 냉매 개발의 필요성 그리고 에너지 절약적이고 환경친화적 제품 개발의 요구 등에 맞추어 국제적인 경쟁력을 가진 기술을 확보하기 위해서는 증기 압축식 냉동 사이클을 대체하거나 복합적인 방식을 이용하여 냉난방 기술 경쟁력을 갖출 수 있는 제품 개발에 대한 연구가 절실히 요구된다. 이러한 상황에서 근래에는 증기 압축식 냉동기를 대체할 만한 새로운 기술들이 소개되고 있다. 흡착식 냉동기, 열전소자, 자기 냉동기 등은 현재 상용화 제품이 나오고 있으며 앞으로도 발전 가능성이 크다고 할 수 있다. 물론 이 밖에도 많은 대체 기술이 알려져 있지만 본 연구에서는 이 중에서 흡착식 냉동기 개발에 초점을 맞추려 한다. 흡착식 냉동기는 열구동 방식d의 압축기를 함으로써 폐열의 에너지 회수 차원에서도 유리하며 소음과 진동이 없어 기계적인 고장이나 윤활의 필요가 없다. 그리고 소요 전력이 매우 작고 물과 같은 환경친화적인 냉매를 사용할 수 있으므로 자연 냉매 이용 차원에서도 매우 적합하다고 할 수 있다. 물론 흡착식 냉동기는 증기 압축식 냉동기에 비해 성적 계수가 낮으므로 지금까지는 주로 대형 시스템에 국한되어 연구가 진행되어 왔다. 그러나 흡착식 냉동기는 움직이는 부분이 없는 간단한 구조로 제작이 가능하며 특히 기계식 압축기가 지닌 소형화의 어려움을 극복할 수 있는 장점을 가지고 있다.
