고온가스 제상

왜 배우는가: 고온가스 제상은 증발기 착상을 기계 열로 녹이는 대표적 방식이어서 냉동·공조 현장과 시험에서 장치 구성과 냉매 경로를 묻는 문제로 반복해 나온다. 제상 원리와 액분리·액처리 방식을 이해해야 장치흐름도 문제에 답할 수 있다.

출제 이력: 제125회 3교시 5번, 제111회 3교시 3번, 제102회 3교시 6번, 제92회 4교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 고온가스 제상은 압축기 토출의 고온 냉매가스를 증발기에 직접 보내 그 응축열로 착상을 녹이는 제상 방식이다.

• 고온가스 제상(Hot Gas Defrost)
• 압축기 토출가스
• 응축잠열 제상
• 액분리기
• 수액기
• 재증발 코일
• 써모뱅크(Thermo bank, 축열조)
• 액압축 방지

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 얼음을 녹이기 위해 전기 히터를 쓰지 않고 냉동기가 이미 만든 뜨거운 냉매가스를 증발기 안으로 돌려 보내는 것이다. 증발기는 평소에는 냉매가 액체에서 기체로 변하며 열을 빼앗는 곳인데, 제상 때는 반대로 뜨거운 가스가 응축하며 열을 내놓아 코일 표면의 서리를 녹인다.

정식 정의는 다음과 같다. 고온가스 제상은 압축기에서 토출된 고온·고압의 냉매가스를 제상 시 증발기 코일로 직접 공급하여, 가스의 응축잠열(대형 장치)과 현열(소형 장치)로 코일과 착상을 가열하는 방식이다. 제상에 쓰는 열이 냉동 사이클 안에서 나오므로 외부 열원이 필요 없다.

핵심 용어 풀이는 다음과 같다. 응축잠열은 가스가 액으로 상변화하면서 내놓는 열이며 열량이 크다. 현열은 상변화 없이 온도만 떨어지며 내놓는 열로 상대적으로 작다. 액분리기는 증발기 출구에서 기체와 액체 냉매를 나누는 장치로, 액이 압축기로 들어가 생기는 액압축을 막는다. 재증발은 제상 중 응축된 액냉매를 다시 기화시키는 과정이다.

제상 중에는 증발기 입구 쪽으로 고온가스가 들어가 코일 안에서 응축하고, 생긴 액은 수액기나 축열조 쪽으로 빠진다. 이 액을 어떻게 처리하느냐에 따라 장치 구성이 달라진다.

3. 등장 배경과 필요성

공기를 냉각하는 증발기 표면에는 공기 중 수분이 응축·동결하여 서리가 붙는다. 서리가 두꺼워지면 통풍량이 줄고 전열관의 열통과율(K값)이 낮아져 고내 온도를 유지하지 못한다. 따라서 주기적으로 서리를 제거하는 제상이 필요하다.

제상 방식에는 고온가스 제상, 물 제상, 전기 히터 제상, 축열조 방식 등이 있다. 고온가스 제상은 전기 히터나 물 배관이 필요 없고 장치가 비교적 간단하다는 장점이 있다. 그래서 암모니아·프레온 냉동장치와 초저온 냉동설비에서 널리 쓰인다.