펌프다운·펌프아웃

왜 배우는가: 펌프다운은 냉매를 응축기나 수액기 쪽으로 모아 저압측 수리·정비와 냉매 회수를 가능하게 하는 기본 운전 절차다. 실무에서 누설 점검과 정비 작업의 안전을 좌우하고, 시험에서는 운전 원리와 소형 장치의 실제 방법을 묻는 형태로 반복해 나온다.

출제 이력: 제119회 1교시 4번, 제118회 1교시 8번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

펌프다운은 액관 측 전자밸브를 닫고 압축기를 운전하여 증발기·흡입관의 냉매를 고압측 수액기나 응축기 쪽으로 회수·저장하는 조작이다.

핵심 키워드

• 펌프다운(Pump Down)
• 펌프아웃(Pump Out)
• 액관 전자밸브(Liquid Line Solenoid Valve)
• 저압 차단(Low Pressure Cut-out)
• 수액기(Receiver)
• 냉매 회수(Refrigerant Recovery)
• 저압측 정비(Low Side Service)

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 펌프다운은 냉매를 한쪽에 몰아 넣고 나머지 쪽을 비운 뒤 작업하는 것이다. 냉동장치는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기가 배관으로 이어져 있어 냉매가 여러 곳에 흩어져 있다. 저압측 부품을 열어야 할 때 냉매가 그대로 있으면 대기로 새어 나온다. 그래서 액 냉매를 고압측으로 밀어 넣고 저압측을 저압 상태로 만드는 것이 펌프다운이다.

정식 정의는 다음과 같다. 펌프다운(Pump Down)은 액관 측 밸브를 차단한 뒤 압축기를 운전하여 증발기 쪽 냉매를 응축기 또는 수액기(Receiver)에 모아 저압측을 감압하는 운전 방법이다. 이때 저압측에 남는 압력은 대기압보다 낮은 진공 상태에 가까워야 한다.

핵심 용어는 다음과 같다. 액관 전자밸브는 펌프다운 시 냉매 흐름을 끊는 밸브다. 저압 차단은 흡입압력이 설정값 이하로 내려가면 압축기를 멈추는 보호 장치다. 수액기는 고압 액냉매를 저장하는 용기다.

펌프다운은 운전 중 정상 제어에도 쓰인다. 설정 온도에 도달하면 액관 밸브를 닫고 압축기가 저압측 냉매를 계속 흡입해 고압측으로 보낸다. 증발기에 액이 남지 않으므로 압축기 기동 시 액백 현상(Liquid Back)을 막는 효과도 있다.

펌프아웃(Pump Out)은 펌프다운과 목적이 다르다. 펌프아웃은 압축기 내부의 냉매를 빼내거나, 장치 전체에서 냉매를 회수기로 옮기는 작업을 가리키는 경우가 많다. 두 용어를 혼동하면 감점되므로 구분해서 적는다.

3. 등장 배경과 필요성

초기 냉동장치는 냉매를 배관 전체에 채운 채로 정비했다. 이 방식은 냉매 손실과 작업자 안전 사고로 이어졌다. 냉매 누설은 환경 문제가 되고, 가연성·독성 냉매는 직접 노출이 위험하다. 그래서 정비 전에 냉매를 한쪽에 모으는 절차가 표준이 되었다.

소형 냉동장치는 배관이 짧고 냉매량이 적다. 그러나 가정용 냉장고나 소형 쇼케이스는 서비스 포트가 제한적이다. 이 때문에 현장에서 장치를 개방하지 않고 냉매를 고압측에 가두는 펌프다운 방법이 자주 쓰인다. 대형 장치에서는 수액기와 회수 장치를 갖추고 펌프아웃 방식으로 냉매를 옮긴다.

또 냉매 회수 관련 제도는 기술인력 교육과 회수 절차를 규정한다. 「대기환경보전법」 관련 규정은 냉매회수업자가 등록된 기술인력에게 교육을 받도록 정한다. 이처럼 냉매를 안전하게 다루는 절차가 제도로도 요구된다.

4. 구성요소·원리·절차

펌프다운(Pump Down)은 증발기·액관 쪽 냉매를 수액기(또는 응축기) 쪽으로 몰아 넣고 저압측을 저압 상태로 만드는 조작이다. 펌프아웃(Pump Out)은 장치 내부 냉매를 회수 용기로 빼내는 작업이다. 둘 다 밀폐 수리 전에 냉매를 한곳에 모아 두는 목적이다.

펌프다운의 원리는 다음과 같다. 액관에 설치한 액관 솔레노이드 밸브를 닫으면 증발기로 공급되던 액냉매가 차단된다. 압축기는 계속 운전하므로 저압측 냉매를 흡입해 응축기나 수액기로 밀어 넣는다. 증발기와 흡입관의 압력이 떨어지고, 냉매는 고압측 용기에 모인다. 이때 저압 차단 스위치(LPS)가 설정 압력에 도달하면 압축기가 정지한다.

구성요소는 다음 표와 같다.

표 해설: 액관 밸브는 펌프다운의 핵심 부품이다. 저압 차단 스위치는 압축기가 진공 상태에서 공회전하는 것을 막는다. 수액기는 회수 냉매를 받는 용기다.

펌프다운 절차는 다음과 같다.

• 증발기 출구 측 온도가 설정 온도에 도달하면 액관 솔레노이드 밸브를 닫는다.
• 압축기가 저압측 냉매를 흡입해 수액기로 보낸다.
• 흡입 압력이 저압 차단 스위치 설정값에 도달하면 압축기를 정지한다.
• 흡입 밸브와 토출 밸브를 닫아 저압측을 격리한다.
• 작업 후 밸브를 열고 냉매를 다시 충전하거나 시운전한다.

펌프아웃 절차는 다음과 같다.

• 회수기기 호스를 수액기 또는 장치의 서비스 밸브에 연결한다.
• 회수기기로 냉매를 빼내 회수 용기에 저장한다.
• 장치 내부 압력을 대기압 이하로 낮춘 뒤 점검 작업을 한다.

원리 설명: 펌프다운은 장치 내부에서 냉매를 이동시키는 작업이고, 펌프아웃은 장치 밖으로 냉매를 빼내는 작업이다. 두 작업의 차이는 냉매가 장치 밖으로 나가는지에 있다.

펌프다운은 압축기로 저압측 냉매를 고압측 수액기에 모아 두는 작업이다.

5. 관련 법령·기준·표준

다만 냉매 회수 작업은 「대기환경보전법」에 따른 냉매회수업 등록과 냉매회수 기술인력 교육 체계 안에서 이루어진다. 냉매회수 기술인력 교육은 「냉매회수 기술인력의 교육 등에 관한 규정」에 따라 신규교육과 보수교육으로 나뉜다. 교육 실시 주체는 기후에너지환경부장관이 지정한 교육기관이다.

표 해설: 교육과 등록 체계는 냉매 회수 작업의 자격 조건을 규정한다. 펌프다운 작업 자체의 절차 기준은 이 규정에 없다.

냉매회수기기의 표시 기준은 「냉매회수기기 구조 및 성능기준에 관한 규정」 제2장에 있다. 회수기기 본체에는 「고압가스 취급장치」 경계표지와 제조자, 모델명, 세부규격을 각인해야 한다. 펌프아웃에 쓰는 회수기기는 이 표시 기준을 따라야 한다.

재검토기한은 2019년 1월 1일 기준 3년마다로 정해져 있다.

관련 기준 수치: 저압 차단 스위치의 설정 압력과 펌프다운 정지 조건은 장치 설계 값에 따른다. 펌프다운 정지 압력으로 대기압 이하 설정 을 두는 것이 일반적이다.

6. 유형과 비교

펌프다운과 펌프아웃은 같은 목적(냉매를 한쪽에 모으는 것)을 가지지만 대상 장치, 운전 방식, 냉매의 이동 방향이 다르다. 두 운전을 구분하지 못하면 정비 절차를 잘못 적게 된다.