냉동장치 운전이상

운전이상의 정의

냉동장치 운전이상은 냉매의 상태·압력·온도가 정상 범위를 벗어나는 현상이다.

압력과 온도가 조금만 어긋나도 냉동능력과 효율이 떨어지고 압축기가 손상된다.

시험에서 자주 묻는 핵심어는 플래시가스, 불응축가스, 액봉, 과열도, 과냉각도다.

냉동 사이클과 4대 구성요소

냉동장치는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기가 이어진 폐회로다.

압축기가 저압 가스를 고압으로 압축하면 응축기에서 열을 버리고 액이 된다.

팽창밸브에서 압력이 떨어지고, 증발기에서 열을 빼앗아 냉매가 기화한다.

이 순환의 어느 한 곳에서 상태나 압력이 어긋나면 장치 전체로 영향이 번진다.

플래시가스·불응축가스·액봉

운전이상 현상은 플래시가스, 불응축가스, 액봉을 구분해 외워야 한다.

플래시가스는 팽창 전 액관에서 냉매가 일부 기화한 가스이고, 불응축가스는 공기 같은 기체다.

플래시가스는 팽창밸브 유량을 줄이고, 불응축가스는 응축압력을 올린다.

액봉은 압축기 내부에 액냉매가 갇혀 압축 불능이나 파손을 일으키는 현상이다.

과열도와 과냉각도

과열도는 증발기 출구 흡입가스 온도와 증발 포화온도의 차이다.

과냉각도는 응축 포화온도에서 팽창밸브 입구 액온을 뺀 값이다.

과열도가 지나치게 크면 증발기 일부가 놀고, 과냉각도가 없으면 플래시가스가 생긴다.

일반 운전에서 과열도는 5~10K, 과냉각도는 3~5K 범위이며 설계 조건에 따라 달라진다.

계산 예제

응축압력의 포화온도는 40℃, 응축기 출구 액온은 38℃라고 하자.

과냉각도는 응축 포화온도에서 액온을 뺀 값이므로 40에서 38을 뺀다.

계산하면 과냉각도는 2℃다. 수 ℃ 이상인 일반 설계값보다 작다.

과냉각도가 작으면 액관에서 플래시가스가 생길 수 있다.

정답은 2℃다. 응축 포화온도에서 액온을 빼면 구할 수 있다.

정리

운전이상 현상은 플래시가스, 불응축가스, 액봉으로 나눠 정리한다.

플래시가스는 액관에서 기화한 가스로 팽창밸브 유량을 떨어뜨린다.

불응축가스는 공기 등 비응축성 기체로 응축압력을 올린다.

액봉은 압축기 내부에 액냉매가 갇혀 압축 불능이나 파손을 일으킨다.

압력 이상은 응축 조건과 불응축가스로 나눠 원인을 쓰고, 압력과 온도를 함께 읽는다.