2. 냉동공학 #3 (압축기 종류, 암모니아냉매, 프레온냉매)

압축기 종류

 

왕복동 압축기

 

1. 개방형 압축기

• 회전수 조절 용이
• 분해조립 용이
• 냉매충전 용이
• 누설우려, 공기침입

2. 밀폐형 압축기

• 과부하 운전 가능
• 소음이 적음
• 누설이 없음
• 회전수 변경 불가능
• 냉매교환이 어려움

*체적 효율 감소 원인

• 극간비 증가
• 단열압축지수(비열비) 감소
• 압축비 증가

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냉매

 

1차냉매(직접): 장치내 순환(잠열)

2차냉매(간접): 브라인 냉매(현열)

 

냉매의 조건

• 비등점 낮을 것(주변 공기도 낮춤)
• 임계온도가 상온보다 놓을 것(습증기 구역 증가, 상변화 잘됨)
• 응고점 낮을 것
• 증기의 비열은 크고 액체의 비열은 작을 것
• 비열비 작을 것

* 잠열교환은 비열이 작고 현열교환은 비열이 클수록 좋다.

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냉매의 종류

 

NH3 (R-717)

• 증발잠열 327kcal/kg
• 독성, 가연성, 무색
• 전열효율이 높음(NH3>H2O>Freon>Air)
• 응고점이 높아 초저온에 부적합
• 비열비가 높아 토출가스 온도가 높음, 냉각위해 워터재킷 설치
• 경제적(대형, 공업용)
• Fe를 침식시키지 않으므로 강관(SPPS)사용, 동은 부식됨
• 물에 잘 용해, 윤활유에는 거의 용해되지 않음
• 수분 침입 시 유탁액 현상 초래
• 천연고무 사용, 환경오염 없음

누설 시

• CO2로 중화
• 환기
• 물로 씻는다.

누설 검사

• 악취
• 적색 리트머스가 청색으로 변한다.
• 페놀프탈렌이 적색으로 변한다.
• 황산, 염산에서 연기가 발생

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Freon

• 무독성, 비가연성, 무색, 무취 (누설 시 발견이 어렵다)
• 800도씨 고온 시 포스겐(CoCl2) 발생, 독성이 강함
• 절연이 낮아 핀튜브 설치, 밀폐형 압축기에 적합
• 물에 용해 되지 않는다, 윤활유와 용해 된다.
• 동관 사용
• 인조고무 사용, 천연고무는 부식된다.
• 오일포밍 현상 발생: 압축기 윤활유에 녹아있던 냉매가 증발하면서 거품 발생 -> 오일히터 가동
• 구리도금 현상: 수분이 침입하여 산 생성, 수소원자 많을수록 잘 발생

누설검사

• 할로겐 누설검사기

Freon 호칭법

C: 100의자리 +1

H: 10의자리 -1

F: 1의 자리 그대로

Cl: 그대로

 

ex) R-12는 R-012 

     C1(백의 자리 0+1)

     H0(십의 자리 1-1)

     F2(일의 자리 2그대로)

     Cl2(C의 4족중 두개에 F결합하므로 남는 두자리에 Cl이 결합)

따라서 R-12는 CCl2F2이다.

 

공비혼합 냉매(500번대)            *비공비 혼합냉매는 400번대이다.

R-500: 152 + 12

R-501: 12 + 22

R-502: 22 + 115

R-503: 23 + 13

 

 

* 이중 입상관 설치: 오일회수 용이, 무부하 시에는 2중 수직상승관 설치

* 공기칩입 시 고압압력은 공기 분압만큼 낮아짐 -> 토출가스 압력상승, 냉동능력 감소, 소요동력 증가

 

*CFC 대체 냉매: R-123, R-134a

 

*R-744(이산화탄소): GWP가 가장 낮다.