토출압력 상승

토출압력 상승의 정의

토출압력 상승은 압축기 토출측 압력이 응축온도의 포화압력보다 과도하게 높아지는 현상이다.

응축 불량과 냉매 계통 이상이 원인이며, 고압 게이지 값으로 실무에서 확인한다.

냉매 종류마다 같은 응축온도의 포화압력이 달라 적정 범위도 따로 판단한다.

왜 문제가 되는가

응축온도가 오르면 압축비가 커져 같은 냉동 능력에도 더 많은 동력이 든다.

그 결과 성적계수 COP가 낮아지고 압축기 모터에 과부하가 걸린다.

토출 온도도 올라 압축기 과열과 윤활유 열화가 생기고, 안전밸브가 작동하기도 한다.

응축 원리

응축기에서 열을 외부로 버려야 냉매가 액화한다. 방열량은 U·A·ΔT_m으로 나타낸다.

방열량이 일정할 때 전열면적 A가 줄면 평균 온도차 ΔT_m이 커져야 한다.

온도차가 커지면 응축온도가 오르고, 응축온도에 대응하는 포화압력도 함께 오른다.

결국 토출압력 상승은 응축온도 상승과 고압측 냉매 적체의 결과다.

계산 예제

방열량 100 kW, 총괄 열전달계수 0.5 kW/(㎡·K), 전열면적 20 ㎡인 경우를 보자.

온도차는 100을 0.5 × 20으로 나눈 10 K다.

전열면적이 10 ㎡로 줄면 온도차는 20 K가 되어 응축온도가 10 K 더 높아진다.

전열면적이 줄면 응축온도가 오르고, 토출압력도 그만큼 상승한다.

원인 구분

토출압력 상승의 원인은 응축부 측과 계통 측으로 나누면 빠짐없이 정리된다.

응축부 원인은 응축온도가 올라가는 것이고, 계통 측은 불응축가스와 과충전이 대표적이다.

흡입압력까지 함께 보면 원인을 구별하기 쉽다.

흡입압력이 매우 낮으면 액관 막힘을 먼저 의심하고, 흡입압력도 높으면 응축 계통을 본다.

대책과 점검

대책은 나열하지 말고 원인과 짝지어 쓴다.

응축기 청소, 불응축가스 퍼지, 냉각수 관리, 냉매 충전량 조정이 대표적이다.

냉각수 온도가 올라가면 냉각탑 성능을 회복하고, 냉각수량을 늘린다.

불응축가스는 응축 면적을 줄이므로 퍼지로 제거한다.

정리

토출압력 상승은 응축압력 상승이며, 응축온도 상승과 포화관계로 함께 움직인다.

원인은 응축기 열교환 저하와 냉매 측 이상으로 나눠 쓴다.

결과는 동력 증가와 COP 저하다. 대책은 원인과 짝지어 쓴다.

토출압력, 흡입압력, 토출온도를 함께 감시하면 이상을 조기에 찾는다.