스털링 엔진의 응용

Applications of the Stirling engine
데스크톱 감마 스털링 엔진. 이 엔진의 작동 유체는 공기다. 열교환기는 우측의 유리 실린더로, 냉열교환기는 상단의 핀 실린더로 한다. 이 엔진은 소형 알코올 버너(오른쪽 아래)를 열원으로 사용한다.

스털링 엔진의 적용 범위는 기계적 추진에서부터 난방 및 냉방, 발전 시스템에 이르기까지 다양하다. 스털링 엔진은 열에서 기계적 작업으로 순변환되는 등 온도 수준이 다른 "작동유체"인 공기 또는 기타 가스의 순환 압축 및 팽창에 의해 작동하는 열 엔진이다.[1][2] 스털링 사이클 열 엔진은 역방향으로 열전달을 구동하기 위해 기계적 에너지 입력(즉, 열펌프 또는 냉장고)을 사용하여 구동될 수도 있다.[3]

스털링 엔진에는 마찰 손실과 냉매 누출 사이에 어려운 절충을 초래할 수 있는 여러 가지 설계 구성(로터리 또는 슬라이딩 씰이 많이 필요함)이 있다. 스털링 엔진의 프리피스톤 변종을 제작할 수 있어 완전 밀폐가 가능해 마찰 손실을 줄이고 냉매 누출을 완전히 제거할 수 있다. 예를 들어, 자유 피스톤 스털링 쿨러(FPSC)는 전기 에너지 입력을 고효율 휴대용 냉장고와 냉동기에 사용되는 실제 열펌프 효과로 변환할 수 있다. 반대로, 프리피스톤 전기 발전기를 건설하여 열 흐름을 기계 에너지로 변환한 다음 전기로 변환할 수 있다. 두 경우 모두 에너지는 보통 밀폐를 손상시키지 않는 방식으로 자기장을 사용하여 전기 에너지에서/전기 에너지로 변환된다.[3][4]

기계적 출력 및 추진

자동차 엔진

흔히 스털링 엔진은 동력/중량 비율이 너무 낮고, 비용이 너무 많이 들고, 자동차 애플리케이션의 시동 시간이 너무 길다고 주장한다. 그들은 또한 복잡하고 값비싼 열 교환기를 가지고 있다. 스털링 쿨러는 오토 엔진 또는 디젤 엔진 라디에이터보다 두 배 많은 열을 제거해야 한다. 히터는 반드시 스테인리스강, 이국 합금 또는 세라믹으로 만들어 고출력 밀도에 필요한 고온을 지원하고, 동력 극대화를 위해 자동차 스털링에서 자주 사용되는 수소 가스를 함유해야 한다. 자동차 애플리케이션에서 스털링 엔진을 사용하는 데 수반되는 주요 어려움은 시동 시간, 가속 응답, 정지 시간 및 중량이며, 이 모든 것이 준비된 해결책이 있는 것은 아니다.

그러나, 부족한 전력 밀도와 특정 전력 문제를 극복할 것을 약속하는 sidewall 연소실(미국 특허 7,387,093)과 특허받은 내연기관 엔진에서 가져간 개념은 물론, 모든 Strling 엔진에 내재된 느린 가속 응답 문제를 이용하는 변형된 Strling 엔진이 도입되었다.[5] 이를 기존의 피스톤이나 가스 터빈 엔진의 배기가스에서 나오는 폐열을 사용하는 공동 발전 시스템에서 사용할 수 있으며 이를 사용하여 보조 장치(예: 교류 발전기)를 구동하거나 크랭크축에 동력과 토크를 추가하는 터보 컴파운드 시스템으로도 사용할 수 있다.

스털링 엔진 전용 자동차는 NASA의 시험 프로젝트와 필립스가 제공한 엔진을 사용한 포드 자동차 회사의 초기 프로젝트,[6] 필립스로부터 면허를 받아 스웨덴의 유나이티드 스털링의 유닛을 장착한 여러 대의 자동차가 필립스로부터 개발되었다. NASA 차량 시험 프로젝트는 계약자들에 의해 설계되었고 MOD I과 MOD II로 지정되었다.

1979년 스털링 엔진이 장착된 DOE NASA AMC 스피릿 DL

NASA의 스털링 MOD 1 동력 공학 차량은 미국 에너지부(DOE) 및 NASA와 제휴하여 AMC의 AM General이 표준 엔진에 대한 실질적인 대안을 개발하고 시연하기 위해 제작되었다.[7] 유나이티드 스털링 AB의 P-40 동력 AMC 스피릿은 5만 마일(80,467km) 이상에 걸쳐 광범위하게 테스트되었으며, 최대 28.5mpg‑US(8.3 L/100km, 34.2mpg‑imp)의 평균 연비를 달성했다.[8] 1980년 4도어 리프트백 VAM 레르마도 유나이티드 스털링 P-40 전력으로 전환되어 스털링 엔진을 대중에게 시연하고 미국 정부의 대체 엔진 프로그램을 홍보하였다.[9]

1979년 AMC 스피릿과 함께 1977년형 오펠과 1980년형 AMC 콩코드로 실시된 테스트에서 스털링 엔진은 "승용차용 자동차 파워트레인으로 개발될 수 있고, 좋은 결과를 낼 수 있다"[10]고 밝혔다. 그러나 1977년 이후 동력의 스파크 점화엔진으로 진전을 이루었고, 미국에서 판매되는 자동차가 달성하기로 했던 기업평균연비(CAFE) 요건이 증가하고 있었다.[11] efficiency[11]소비자들이 스털링 엔진:먼저 있었기 때문에, 대부분의 운전자들은 운전 시작할 때까지 기다리는 것을 좋아하지 않는다 –을 데우는 데 필요한 사용에 그리고 두개의 심각한 단점 있지 않은가, 스털링 엔진 설계 연료가 부족한 실정을 보여 주기, 따라서 driv 제한 엔진 속도 –을 바꾸는 데 두번째기 어렵다는 문제가 계속했다.ing 도로와 교통의 [12]유연성 완전히 새로운 설계와 유형의 발전소를 대량 생산하기 위해 자동차 제조업체가 기존 설비와 공구를 전환한 과정도 문제 삼았다.[11]

1980년 MOD II 프로젝트는 지금까지 만들어진 가장 효율적인 자동차 엔진 중 하나를 생산했다. 엔진은 최고 열효율 38.5%에 달해 최고 효율이 20~25%인 현대식 스파크 점화(가솔린) 엔진과 비교된다. Mod II 프로젝트는 1985년 4도어 쉐보레 셀럽 노치백에서 일반적인 점화 엔진을 대체했다. 1986년 MOD II 설계 보고서(부록 A)에서는 고속도로 가스 주행거리가 40 mpg에서 58 mpg‑US(5.9~4.1 L/100 km, 48 ~ 70‑imp mpg)로 증가하였으며, 도시 범위 26~33 mpg‑US(9.0–7.1 L/100 km, 31–40 mpg‑imp)의 차량총중량 변화가 없는 것으로 나타났다. NASA 차량의 시동 시간은 최대 30초였고, 포드의 연구 차량은 내부 전기 히터를 이용해 엔진을 빠르게 시동시켜 시동 시간을 몇 초밖에 주지 않았다. 저속 스털링 엔진의 높은 토크 출력은 변속기의 토크 컨버터를 필요로 하지 않게 하여 중량 감소와 변속기 드라이브트레인 손실로 인해 스털링의 자동 사용 시 중량 단점이 어느 정도 사라지게 되었다. 이는 시험 결과에서 효율성 증대를 언급하는 결과를 낳았다.[13][14]

실험 결과 스털링 엔진은 스털링을 직접 동력 수요에서 이상적으로 분리하여 대부분의 현재 차량에서 사용되는 직접적인 기계적 연계를 제거함으로써 차량 작동 효율을 개선할 수 있었다. 확장형 직렬 전기 하이브리드 차량에 사용되는 그것의 주요 기능은 전기 자동차 견인 모터를 구동하기 위한 전기를 제공하고 완충 배터리 세트를 충전하는 발전기일 것이다. 유체-유체 혼합물에서 스털링은 수압 완충 탱크를 충전하는 펌프를 돌리는 페트로-전기-하이브리드에서의 기능과 유사한 기능을 수행한다. 비록 실험의 MOD 1과 MOD 2 단계에서는 성공적이었지만, 추가 연구비 절감과 자동차 회사의 관심 부족은 자동차 스털링 엔진 프로그램의 상용화를 막을 수 있었다.[7]

전기자동차

하이브리드 전기 구동 시스템의 일부로서 스털링 엔진은 비 하이브리드 스털링 자동차의 설계 문제나 단점을 우회할 수 있을 것이다.

2007년 11월 스웨덴의 프레서 프로젝트에서 고체 바이오 연료와 스털링 엔진을 사용한 시제품 하이브리드 자동차가 발표되었다.[15]

뉴햄프셔 유니온 리더는 딘 카멘이 포드 씽크를 이용해 시리즈 플러그인 하이브리드 자동차를 개발했다고 보도했다.[16] DEKA 레벌루션이라고 불리는 이 자동차는 리튬 배터리를 한 번 충전하면 약 97km에 이를 수 있다.[16]

항공기 엔진

로버트 맥코나기는 1986년 8월에 최초의 비행 스털링 엔진 동력 항공기를 만들었다.[17] 베타형 엔진의 무게는 360g으로, 20와트의 전력만을 생산했다.[18] 엔진은 총 이륙 중량이 1kg인 수정된 슈퍼 말리부 무선 제어 글라이더 전면에 부착됐다. 가장 잘 출판된 시험 비행은 6분 동안 지속되었고 "가끔 순하게 돌고 고도를 유지할 수 있을 정도로 충분한 전력"을 보여주었다.[18]

해양엔진

스털링 엔진은 간헐적 또는 연속적인 수준에서 전기 작업이나 기계 전원이 필요한 수중 전원 시스템에 적합할 수 있다. 제너럴 모터스는 수중 용도를 위한 열 저장이 포함된 첨단 스털링 사이클 엔진에 대한 작업을 착수했다. 스웨덴 말뫼에 있는 유나이티드 스털링은 과산화수소를 수중 전력 시스템에 산화제로 사용하는 실험용 4기통 엔진을 개발하고 있다. SAGA(잠수함 지원 대자율) 잠수함은 1990년대에 가동을 시작했으며 디젤 연료와 액체 산소를 공급받은 스털링 엔진 2개에 의해 구동된다. 이 시스템은 또한 엔진의 크기가 덜 걱정되기 때문에 표면-선 추진의 잠재력을 가지고 있으며, (육상 기반 엔진처럼) 라디에이터 부분을 야외가 아닌 바닷물에 두는 것이 더 작을 수 있다.

스웨덴의 조선업체 코쿰스는 1980년대 후반 이후 스털링 동력 잠수함을 8척이나 성공적으로 건조했다.[19][20] 압축 산소를 운반하여 연료 연소가 물에 잠길 수 있도록 하며 스털링 엔진에 열을 공급한다. 이들은 현재 고틀란드와 쇠데르만란드급 잠수함에 사용되고 있다. 이들은 수중 내구성을 며칠에서 몇 주까지 연장하는 스털링 항공자주 추진(AIP)을 탑재한 세계 최초의 잠수함이다.[20]

이 능력은 이전에는 핵추진 잠수함에서만 사용할 수 있었다.

코쿰스 엔진도 일본 소류급 잠수함에 동력을 공급한다.[21]

펌프 엔진

스털링 엔진은 물, 공기, 가스 같은 유체를 이동시키기 위해 펌프에 동력을 공급할 수 있다. 예를 들어 스털링 테크놀로지의 ST-5는 3kW 발전기나 원심수 펌프를 구동할 수 있는 5마력(3.7kW)의 출력이다.[22]

발전

자유 피스톤 스털링 엔진 시스템의 구조도

열과 전력 결합

복합열 및 전력(CHP) 시스템에서는 통상적인 방법으로 기계적 또는 전력이 발생하지만, 엔진에 의해 방출되는 폐열을 사용하여 2차 난방 용도를 공급한다. 이것은 사실상 저온 열을 사용하는 모든 것이 될 수 있다. 상업적 공간 난방, 주거용 수온난방 또는 산업 프로세스와 같은 기존의 에너지 사용인 경우가 많다.

전기 그리드의 화력발전소는 연료를 사용하여 전기를 생산한다. 그러나 종종 사용되지 않는 폐열이 대량으로 발생한다. 다른 상황에서는 저온 적용을 위해 고온의 연료가 고온에서 연소된다. 열역학 제2법칙에 따르면 열엔진은 이 온도차에서 동력을 발생시킬 수 있다. CHP 시스템에서는 고온의 일차 열이 스털링 엔진 히터에 유입되고, 그 후 에너지의 일부가 엔진의 기계 전원으로 변환되며, 나머지는 냉각기로 통과하여 낮은 온도에서 빠져나간다. "쓰레기" 열은 실제로 엔진의 메인 쿨러에서 발생하며, 버너의 배기와 같은 다른 원천에서 발생할 수 있다.

엔진에서 생산되는 동력은 산업 또는 농업 공정을 운영하는 데 사용될 수 있으며, 이 과정에서 엔진의 무료 연료로 사용될 수 있는 바이오매스 폐기물 쓰레기가 생성되어 폐기물 제거 비용이 절감된다. 전체 프로세스는 효율적이고 비용 효율적일 수 있다.

영국에 본사를 둔 Inspirit Energy는 2016년에 판매되고 있는 Inspirit Charger라는 가스 화재 CHP 유닛을 가지고 있다. 바닥 스탠딩 유닛은 전기 3kW와 열 에너지 15kW를 발생시킨다.[23][24]

크라이스트처치에 사무소를 두고 있는 뉴질랜드 회사인 위스퍼젠은 "AC 마이크로 결합 열과 전력" 스털링 사이클 엔진을 개발했다. 이 마이크로 CHP 장치는 사용하지 않는 전력을 전기 그리드에 다시 판매하는 가스 연소 중앙 난방 보일러다. WhisperGen은 2004년에 그들이 영국 주택 시장을 위해 8만대를 생산하고 있다고 발표했다. 2006년 독일에서 20개 부대 재판이 진행되었다.[25]

태양열 발전

SES의 디시 스털링
주요 기사: 태양열 스털링 엔진

포물선 거울의 초점에 놓인 스털링 엔진은 비집중형 태양광 전지보다 효율이 좋고, 집중형 태양광에 버금가는 효율로 태양 에너지를 전기로 변환할 수 있다. 2005년 8월 11일, Southern California Edison은 850 MW의 전기를 발생시키기에 충분한 20년 동안 3만 개 이상의 태양열 스털링 엔진을 사용하여 만들어진 전기를 구입하기로 Stuling Energy Systems(SES)와 계약을 발표했다. 19km에2 달하는 8,000에이커의 태양열 농장에 있는 이 시스템들은 미러를 사용하여 햇빛을 엔진에 유도하고 집중시켜 구동 발전기를 만들 것이다. "스털링 에너지 파트너사인 테사라 솔라사는 착공 4개월 만인 2010년 1월 피닉스 바로 외곽 애리조나주 피오리아에 1.5MW 마리코파 태양광 발전소를 준공했다. 발전소는 60개의 SES 썬캐쳐로 구성되어 있다."[26] 선캐쳐는 "최대 태양열에서 25킬로와트(kW)의 전기를 생산하는 대형 추적 집광형 태양열 발전기(CSP) 식기 수집기"로 묘사된다. 직경 38피트의 각 수집기에는 전력 변환 장치에 햇빛을 집중시키는 300개가 넘는 곡선 거울(헬리오스타트)이 들어 있으며, 스털링 엔진이 들어 있다. 이 요리는 이중축 추적을 이용해 하늘을 가로지르며 태양을 정확하게 따라다닌다고 말했다.[26] 현장에 사는 동물들에게 환경에 미치는 영향을 우려해 이 사업을[27] 둘러싼 논란이 있어왔다. 마리코파 태양열 발전소는 폐쇄되었다.[28]

원자력

발전소에서 원자력 발전 스털링 엔진의 가능성이 있다. 원자력 발전소의 증기 터빈을 스털링 엔진으로 교체하면 발전소가 단순화되고 효율이 높아지며 방사능 부산물이 감소할 수 있다. 다수의 브리더 원자로 설계에서는 액체 나트륨을 냉각제로 사용한다. 증기설비에 열을 이용하려면 물/소듐 열교환기가 필요하기 때문에 나트륨이 물과 격렬하게 반응해 누수가 발생할 경우 우려가 제기된다. 스털링 엔진은 사이클의 어느 곳에서도 물을 필요로 하지 않는다. 이것은 건조한 지역의 핵 시설에 이점이 있을 것이다.

미국 정부 연구소는 스털링 방사성 동위원소 발전기로 알려진 현대적인 스털링 엔진 설계를 우주 탐사에 사용하기 위해 개발했다. 그것은 수십 년 동안 지속되는 임무에 대한 심층 우주 탐사를 위한 전기를 발생시키기 위해 고안되었다. 이 엔진은 움직이는 부품을 줄이기 위해 단일 디스플레이서를 사용하고 에너지를 전달하기 위해 고에너지 음향장치를 사용한다. 열원은 건조한 고체 핵연료 슬러그(slug)이며, 열제거원은 자유 공간에 방사선을 방출하는 것이다.

냉난방

기계적 동력이 공급될 경우 스털링 엔진은 난방 또는 냉각을 위한 열펌프로서 역기능을 할 수 있다. 1930년대 후반 네덜란드의 필립스 사는 극저온 애플리케이션에 스털링 사이클을 성공적으로 활용했다.[29] 우주왕복선 프로그램 동안 NASA는 스털링 사이클 쿨러를 "대학 기숙사에서 자주 사용하는 작은 국내 장치와 크기와 모양이 유사하다"는 형태로 착복하는 데 성공했다.[30] 이 유닛을 가정용으로 추가 연구한 결과, Carnot 성능 계수가 3배 증가했고, 무게는 1kg 감소했다.[31] 가정용 난방 및 공기 조절을 위해 스털링 사이클 열 펌프를 구동하는 풍력을 이용한 실험이 수행되었다.[citation needed]

스털링 크라이오쿨러

어떤 스털링 엔진도 열펌프로서 역작용을 할 것이다: 샤프트에 기계적 에너지를 가하면, 저수지 사이에 온도차가 나타난다. 스털링 크라이오쿨러의 필수 기계 부품은 스털링 엔진과 동일하다. 엔진과 열펌프 모두 열은 팽창공간에서 압축공간으로 흐르지만, 특히 압축공간이 팽창공간보다 뜨거울 때 열경사로에 대해 열이 "업힐"로 흐르려면 입력작업이 필요하다. 팽창 공간 열 교환기의 외부 측면은 진공 플라스크와 같은 열 절연 구획 내부에 배치할 수 있다. 열은 이 구획에서 극저온기의 작동 가스를 통해 압축 공간으로 펌핑된다. 압축 공간은 주변 온도 이상일 것이고, 따라서 열은 환경으로 흘러갈 것이다.

그들이 현대적으로 사용하는 것 중 하나는 극저온학이고, 더 적은 정도는 냉장이다. 일반적인 냉장 온도에서 스털링 냉각기는 에너지 효율이 낮기 때문에 일반적으로 가격이 저렴한 메인스트림 랭킨 냉각 시스템과 경제적으로 경쟁력이 없다. 하지만 아래는 -40 정도...-30 °C, 랭킨 냉각은 이렇게 낮은 비등점을 가진 적당한 냉매가 없기 때문에 효과가 없다. 저온 냉각기는 공기를 액화하기에 충분한 -200 °C(73 K)까지 열을 "상승"할 수 있다(특히 1차 구성 기체 산소, 질소, 아르곤). 그들은 특정 설계에 따라 단일 단계 기계에 대해 40–60 K까지 낮출 수 있다. 2단 스털링 극저온기는 수소와 네온을 액화하기에 충분한 20K의 온도에 도달할 수 있다.[32] 이러한 목적을 위한 극저온 냉각기는 다른 극저온 냉각기 기술과 다소 경쟁력이 있다. 극저온에서 성능 계수는 일반적으로 0.04–0.05이다(효율 4–5%에 해당). 경험적으로 이 장치는 일반적으로 COP = 0.0015 Tc - 0.065로 선형 추세를 보이며, 여기서 T는c 극저온이다. 이러한 온도에서 고체 재료는 특정 열 값이 낮으므로 재생기는 면과 같은 예기치 않은 재료로 만들어야 한다.[citation needed]

스털링 사이클 크라이오쿨러는 1950년대에 필립스에서 개발되어 액체 공기 생산 공장 같은 곳에서 상용화되었다. 필립스 크라이오제닉스 사업은 1990년에 분리되어 네덜란드 스털링 크라이오제닉스 BV가 형성될 때까지 발전하였다. 이 회사는 스털링 냉동기와 극저온 냉각 시스템의 개발과 제조에 여전히 적극적이다.

전자 센서와 때로는 마이크로프로세서의 냉각과 같은 작업을 위해 다양한 종류의 소형 스털링 크라이오쿨러가 상업적으로 이용 가능하다. 이 애플리케이션에서 스털링 크라이오쿨러는 매우 낮은 온도에서 열을 효율적으로 들어올릴 수 있기 때문에 가능한 최고 성능의 기술이다. 무음, 무진동, 소형으로 확장할 수 있으며 신뢰성이 매우 높고 유지관리가 낮다. 2009년 현재, 극저온기는 상업적으로 성공한 스털링 장치 중 유일하게 널리 배치된 것으로 간주되었다.[citation needed]

열펌프

스털링 열 펌프는 스털링 크라이오쿨러와 매우 유사하며, 주된 차이점은 보통 상온에서 작동한다는 것이다. 현재는 건물 외부에서 내부로 열을 펌핑하여 낮은 에너지 비용으로 가열하는 것이 주된 응용이다.

다른 스털링 장치와 마찬가지로 열 흐름은 팽창 공간에서 압축 공간까지입니다. 그러나 스털링 엔진과는 대조적으로 팽창 공간은 압축 공간보다 온도가 낮기 때문에 작업을 생산하는 대신 (열역학 제2법칙 충족을 위해) 시스템에 의한 기계 작업의 투입이 필요하다. 예를 들어 기계 에너지 입력은 전기 모터 또는 내연기관에서 공급될 수 있다. 두 번째 스털링 엔진에 의해 열 펌프의 기계적 작업이 제공되면 전체 시스템을 "열 구동식 히트펌프"라고 부른다.

열펌프의 팽창면은 열원과 열적으로 결합되는데, 이는 종종 외부 환경이다. 스털링 장치의 압축면은 예를 들어 건물과 같이 가열될 환경에 배치되고 열은 그 안에 "펌프"된다. 전형적으로 양측 사이에 단열재가 있기 때문에 절연 공간 내부에 온도 상승이 있을 것이다.

열 펌프는 입력 에너지를 열로 변환하는 것이 아니라 환경으로부터 열을 "수집"하기 때문에 단연코 가장 에너지 효율적인 유형의 난방 시스템이다. 열역학 제2법칙에 따라 열펌프는 수집된 열을 온도차에 "펌프"하기 위해 항상 외부 에너지의 추가 투입을 요구한다.

스털링 열펌프는 기존 열펌프에 비해 성능계수가[citation needed] 높은 경우가 많다. 스털링 시스템은 상업적 사용이 제한되어 왔지만, 에너지 절약에 대한 시장 수요와 함께 사용이 증가할 것으로 예상되며, 기술 개선으로 채택이 가속화될 것으로 보인다.

휴대용냉장고

FPSC(Free Piston Stirling Cooler)는 완전히 밀폐된 열전달 시스템으로 움직이는 부품(피스톤과 디스플레이서)이 2개뿐이며 헬륨을 작동 유체로 사용할 수 있다. 피스톤은 일반적으로 냉각 사이클을 구동하는 데 필요한 힘의 원천인 진동 자기장에 의해 구동된다. 마그네틱 구동은 밀폐된 시스템에 씰, 개스킷, O-링 또는 기타 절충 없이 피스톤을 구동할 수 있다.[33] 시스템에 대해 주장하는 이점은 효율성과 냉각 용량의 개선, 가벼운 무게, 작은 크기 및 더 나은 제어 가능성을 포함한다.[34]

FPSC는 1964년 오하이오주 아테네 오하이오대 기계공학과 윌리엄 베일 교수(1928~2016년)에 의해 발명됐다. 그는 군사, 항공우주, 산업, 상업적 응용을 위한 FPSC 시스템을 연구하고 개발하는 [35]Sunpower Inc.를 설립했다. Sunpower가 만든 FPSC 쿨러는 NASA가 인공위성의 계측기를 냉각시키기 위해 사용했다.[36] 이 회사는 2015년 베일 가문이 매각해 아메텍 계열사가 됐다.[37]

FPSC 기술의 다른 공급 업체로는 일본의[34] 트윈버드 주식회사와 네덜란드의 글로벌 쿨링이 있는데, 이 회사는 (선파워와 마찬가지로) 오하이오 주 아테네에 연구소를 두고 있다.[38]

콜맨컴퍼니는 2004년경부터 몇 년간 트윈버드 'SC-C925 휴대용 냉동고 쿨러 25L' 버전을 자체 브랜드 이름으로 판매했으나 이후 제품 제공을 중단했다.[39][40] 휴대용 쿨러는 하루 이상 작동할 수 있어 자동차 배터리에 의해 구동되는 동안 언도가 낮은 온도를 유지할 수 있다.[41] 이 냉각기는 현재 북미와 유럽으로의 분배를 조정하는 글로벌 냉각기로 여전히 제조되고 있다.[42] 트윈버드가 제공하는 다른 변형으로는 휴대용 딥 냉동고(-80℃까지), 접을 수 있는 쿨러, 혈액 및 백신 운반 모델 등이 있다.[43]

저온차엔진

저온 차이의 스털링 엔진, 여기 따뜻한 손의 열로 작동하고 있는 모습

저온 차이(LTD 또는 저온 델타 T(Low Delta T) 스털링 엔진은 예를 들어 손바닥과 실온의 차이 또는 실온과 얼음 입방체 간의 차이 등 모든 저온 차이에 대해 작동한다. 1990년에 겨우 0.5 °C 온도 차이의 기록이 달성되었다.[44] 일반적으로 그것들은 단순성을 위해 감마 구성으로[45] 설계되며, 재생기가 없는 경우도 있지만, 일부는 부분 재생을 위해 일반적으로 폼으로 만들어진 디스플레이서에 슬릿이 있다. 일반적으로 1기압에 가까운 압력으로 작동하며 압력을 가하지 않는다. 생산된 전력은 1W 미만이며, 이는 시연용이다. 그것들은 장난감이나 교육모델로 판매된다.

그러나, 최소 또는 무배율의 직사광선을 이용하여 물을 펌핑할 수 있도록 더 큰(일반적으로 1m 제곱) 저온 엔진이 제작되었다.[46]

기타 응용 프로그램

어쿠스틱 스털링 히트 엔진

참고 항목: 열음향 열기관

로스 알라모스 국립 연구소는 움직이는 부품이 없는 "음향 스털링 히트 엔진"[47]을 개발했다. "음향 냉장고나 맥동관 냉장고에 직접 사용할 수 있는 강렬한 음향 전력으로 열을 변환시켜 움직이는 부품이 없는 열 구동식 냉장고를 제공하거나 선형 교류발전기 또는 기타 전기음향 동력 변환기를 통해 전기를 발생시킬 수 있다."

마이크로CHP

뉴질랜드에 본사를 둔 WhisperGen, (파손 2012[48])이 천연가스나 디젤로 구동할 수 있는 스털링 엔진을 개발했다. 스페인 기업 몬드래곤 코퍼아티바와 위스너젠의 마이크로CHP(Combined Heat and Power)를 제작해 유럽 국내 시장에 출시하는 계약이 체결됐다. 얼마 전 E.ON UK는 영국을 위한 유사한 계획을 발표했다. 가정용 스털링 엔진은 고객에게 온수, 우주 난방, 그리고 전기 그리드에 다시 공급될 수 있는 잉여 전력을 공급할 것이다.

업체들의 발표 성능 규격에 따르면, 이 오프 그리드 디젤 연료 장치는 시간당 0.75리터의 자동차용 디젤 연료를 공급받는 장치에서 열(5.5kW의 열)과 전기(800W의 전기) 출력을 조합하여 생산한다. Whispergen 유닛은 최대 80%의 작동 효율에 이르는 조합형 공동 발전 유닛으로 작동한다고 한다.

그러나 WhisperGen 마이크로CHP 장치의 성능에 대한 에너지 절약 신뢰 검토의 예비 결과는 그들의 장점이 기껏해야 대부분의 가정에서 미미했음을 시사했다.[49] 그러나 또 다른 저자는 스털링 엔진 마이크로세대가 CO를2 줄이는 측면에서 다양한 마이크로세대 기술 중 가장 비용 효율적이라는 것을 보여준다.[25]

칩 냉각

MSI(대만)는 칩의 폐열을 이용해 선풍기를 구동하는 개인용 컴퓨터 칩용 소형 스털링 엔진 냉각 시스템을 개발했다.[50]

담수화

모든 화력발전소에는 폐열의 배기가스가 있어야 한다. 그러나 열을 추가로 사용하면 화력발전소의 유효 열제거원 온도가 상승하여 에너지 변환 효율이 다소 저하된다는 점을 제외하고는 폐열이 역삼투성 어셈블리를 통해 엔진을 가동하여 바닷물을 펌핑하기 위해 전환될 수 없는 이유는 없다. 전형적인 원전에서는 원자로가 생산하는 열 에너지의 3분의 2가 폐열이다. 스털링 조립체에서는 폐열이 추가적인 전기 공급원으로 사용될 가능성이 있다.[citation needed]

참조

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