[논문]가정용 냉장고에서 방사되는 소음의 패턴 분석

공경수; 정의봉; 김태훈; 신대식; 안세진

doi:10.5050/ksnve.2016.26.2.121

Abstract ▼ AI-Helper

The noise pattern of a household refrigerator is dependent on the characteristics of its operating cycle which is repeated with a specific pattern depending on various parameters, such as room temperature and performance of its mechanical parts. Analysis of noise pattern is essential prior to evalua...

The noise pattern of a household refrigerator is dependent on the characteristics of its operating cycle which is repeated with a specific pattern depending on various parameters, such as room temperature and performance of its mechanical parts. Analysis of noise pattern is essential prior to evaluation of sound quality of a refrigerator. In this study, 14 units of refrigerator were classified into 4 types according to noise pattern and sort of mechanical part, which helps to analyze characteristics of refrigerator noise. Sound quality metrics(loudness, sharpness, roughness, and fluctuation strength) were calculated to compare noise pattern of the 4 types of refrigerator. The results of this study can be useful to decide noise performance of refrigerator.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이를 위하여 냉장고 작동 사이클을 고려하여 적합한 계측 절차를 설정하였으며, 14대의 가정용 냉장고 소음을 계측하여 냉장고 타입에 따른 소음 패턴을 분석하였다. 이 연구의 목적은 다양한 냉장고 타입과 작동 사이클에 따라 분류된 다양한 소음 패턴을 분석 및 분류하는 것이다. 이는 다양한 패턴의 냉장고 소음을 사전에 이해함으로써 냉장고 소음 연구를 위한 종합적이고 일관된 분석방법을 계획하는 데 있어서 효과적인 정보로 활용될 것으로 기대된다.

제안 방법

이 연구는 가정용 냉장고에서 발생하는 소음 패턴을 분류하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이를 위하여 다양한 모델의 냉장고에 대하여 소음의 계측 및 분석을 통하여 내장된 홴의 종류에 따라 냉장고 타입을 4가지로 분류하였고 타입별로 다양한 작동 사이클을 나타내었다. 냉장고 타입에 따라 작동 사이클이 지속되는 시간이 차이가 있으며 특정한 사이클 동안에 작동하는 각종 부품들의 특성에 따라 다양한 패턴의 소음을 발생시켰다.
이 연구에서는 가정용 냉장고의 구조와 내장된 각종 부품의 종류에 따라 구분되는 다양한 소음을 직접 청음하고 계측 및 분석을 통하여 냉장고의 특성과 작동 사이클에 따른 소음 패턴을 분류하였다. 이를 위하여 냉장고 작동 사이클을 고려하여 적합한 계측 절차를 설정하였으며, 14대의 가정용 냉장고 소음을 계측하여 냉장고 타입에 따른 소음 패턴을 분석하였다.
냉장고의 음질을 분석하기 위하여 소음을 측정할 때 냉장고 주위의 조건과 수음점을 결정하는 것은 매우 중요하다. 이 연구에서는 무향실에 설치된 냉장고의 후면에 목재 판재의 설치 유무를 달리하며 소음 특성이 변화하는 것을 사전시험(pilot test)을 통하여 분석하였다.
그러므로 냉장고의 작동 사이클은 냉장고 모델의 목적과 특성뿐만 아니라 주위 온도 환경에 따라 다양한 형태를 가진다. 이 연구에서는 최근에 출시되고 있는 냉장고에 적용되는 압축기와 고내홴의 종류에 따라 작동 사이클을 Table 1과 같이 냉장고에 장착된 부품에 의한 소음원의 개수에 따라 4가지 타입으로 분류했고 각각의 타입에 대한 작동 사이클의 특성은 Table 2와 같다.
이 연구에서는 가정용 냉장고의 구조와 내장된 각종 부품의 종류에 따라 구분되는 다양한 소음을 직접 청음하고 계측 및 분석을 통하여 냉장고의 특성과 작동 사이클에 따른 소음 패턴을 분류하였다. 이를 위하여 냉장고 작동 사이클을 고려하여 적합한 계측 절차를 설정하였으며, 14대의 가정용 냉장고 소음을 계측하여 냉장고 타입에 따른 소음 패턴을 분석하였다. 이 연구의 목적은 다양한 냉장고 타입과 작동 사이클에 따라 분류된 다양한 소음 패턴을 분석 및 분류하는 것이다.

대상 데이터

이 시험에 사용된 냉장고는 최근 생산하여 시판되고 있는 14대의 가정용 냉장고이다. 14대의 냉장고는 각각 서로 다른 모델로 선정하였으며 Type A는 6대, Type B는 3대, Type C는 3대, Type D는 2대로 구성하였다.
제상 사이클에서 발생하는 충격성 소음은 이 연구의 대상에서 제외하였으며, 제상 사이클 직후의 냉장고 사이클은 정상상태의 사이클과 다소 차이가 있으므로 제상 직후의 측정은 제외하였다. 이 시험에 사용된 냉장고는 최근 생산하여 시판되고 있는 14대의 가정용 냉장고이다. 14대의 냉장고는 각각 서로 다른 모델로 선정하였으며 Type A는 6대, Type B는 3대, Type C는 3대, Type D는 2대로 구성하였다.

성능/효과

이를 통해 연구 결과가 개선되는데 유의한 도움이 될 것이라 기대된다. 그리고 작동 사이클 동안에 발생하는 소음에 대한 음질 4대 인덱스 분석결과, loudness는 SPL과 유사하게 변화하였으며 roughness는 압축기의 작동과 연관된 지표로 냉장고와 상관성이 있었다. 반면, sharpness는 냉장고 소음의 주요 주파수 범위를 고려하면 전혀 무용한 지표이며 fluctuation strength 또한 냉장고가 방사하는 소음과는 연관이 없었다.
이 연구는 가정용 냉장고에서 발생하는 소음 패턴을 분류하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이를 위하여 다양한 모델의 냉장고에 대하여 소음의 계측 및 분석을 통하여 내장된 홴의 종류에 따라 냉장고 타입을 4가지로 분류하였고 타입별로 다양한 작동 사이클을 나타내었다. 냉장고 타입에 따라 작동 사이클이 지속되는 시간이 차이가 있으며 특정한 사이클 동안에 작동하는 각종 부품들의 특성에 따라 다양한 패턴의 소음을 발생시켰다. 이 결과를 통해 냉장고 소음 저감 연구를 계획하거나 수행함에 있어서 냉장고 타입 또는 소음 패턴을 고려해 개선이 필요한 목표를 명확하게 할 수 있다.
그리고 작동 사이클 동안에 발생하는 소음에 대한 음질 4대 인덱스 분석결과, loudness는 SPL과 유사하게 변화하였으며 roughness는 압축기의 작동과 연관된 지표로 냉장고와 상관성이 있었다. 반면, sharpness는 냉장고 소음의 주요 주파수 범위를 고려하면 전혀 무용한 지표이며 fluctuation strength 또한 냉장고가 방사하는 소음과는 연관이 없었다. 이 결과는 냉장고 소음의 심리음향학적 연구의 초석으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
냉장고 타입에 따라 작동 사이클이 지속되는 시간이 차이가 있으며 특정한 사이클 동안에 작동하는 각종 부품들의 특성에 따라 다양한 패턴의 소음을 발생시켰다. 이 결과를 통해 냉장고 소음 저감 연구를 계획하거나 수행함에 있어서 냉장고 타입 또는 소음 패턴을 고려해 개선이 필요한 목표를 명확하게 할 수 있다. 이를 통해 연구 결과가 개선되는데 유의한 도움이 될 것이라 기대된다.
최근에 시판되고 있는 다양한 모델의 냉장고를 무향실에 설치하여 냉장고 소음을 청음하고 측정 및 분석한 결과 냉장고 소음은 해당 냉장고 적용된 각종 홴들의 종류와 작동상태에 따라 소음 패턴이 정해지는 것을 확인하였다.

후속연구

반면, sharpness는 냉장고 소음의 주요 주파수 범위를 고려하면 전혀 무용한 지표이며 fluctuation strength 또한 냉장고가 방사하는 소음과는 연관이 없었다. 이 결과는 냉장고 소음의 심리음향학적 연구의 초석으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
이 연구의 목적은 다양한 냉장고 타입과 작동 사이클에 따라 분류된 다양한 소음 패턴을 분석 및 분류하는 것이다. 이는 다양한 패턴의 냉장고 소음을 사전에 이해함으로써 냉장고 소음 연구를 위한 종합적이고 일관된 분석방법을 계획하는 데 있어서 효과적인 정보로 활용될 것으로 기대된다.
이 결과를 통해 냉장고 소음 저감 연구를 계획하거나 수행함에 있어서 냉장고 타입 또는 소음 패턴을 고려해 개선이 필요한 목표를 명확하게 할 수 있다. 이를 통해 연구 결과가 개선되는데 유의한 도움이 될 것이라 기대된다. 그리고 작동 사이클 동안에 발생하는 소음에 대한 음질 4대 인덱스 분석결과, loudness는 SPL과 유사하게 변화하였으며 roughness는 압축기의 작동과 연관된 지표로 냉장고와 상관성이 있었다.
하지만 실제 청음 시에는 음질(sound quality)은 확연히 변화하는 것을 느끼는 경우가 있었다. 즉, 음압 레벨의 차이는 미미한데 불구하고 음질에서 유의미한 차이를 나타내는 경우이므로 음질에 대한 연구의 필요성이 있음을 알 수 있다.

참고문헌 (10)

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Jeon, J. Y., You, J. and Chang, H. Y., 2007, Sound Radiation and Sound Quality Characteristics of Refrigerator Noise in Real Living Environments, Transactions of Applied Acoustics, Vol. 68, No. 10, pp. 1118~1134.

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Hartmann, D. and Melo, C., 2013, Popping Noise in household refrigerators: Fundamentals and practical solutions, Transactions of Applied Thermal Engineering, Vol. 51, No. 1-2, pp. 40~47.

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Heo, S. J., Kim, M. S., Han, H. S. and Jeong, E. B., 2011, Prediction of Two-phase Flow Patterns and Noise Evaluation for Evaporator Pipe in a Refrigerator, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 21, No. 10, pp. 916~923.

원문보기 상세보기
Jeon, J. Y., You, J., Chang, H. Y., Lee, C. H. and Jeong, J. H., 2006, Sound Quality Characteristics of Refrigerator Noise in Real Living Environments, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 16, No. 8, pp. 797~805.

원문보기 상세보기
Zwicker, E. and Fastl, H., 1999, Psychoacoustics Facts and Modles, 2nd Edition, Springer-Verlag, Germany, pp. 61-261.

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