흡수식 냉동기 냉매·흡수제

냉매와 흡수제의 정의

흡수식 냉동기의 냉매와 흡수제부터 정리한다.

냉매는 증발과 응축으로 열을 나르는 물질이다. 흡수제는 냉매 증기를 흡수해 농도차를 만드는 액체다.

이 둘의 조합을 냉매·흡수제 쌍이라 부른다.

흡수식 사이클의 원리

흡수식 냉동기는 압축기 대신 흡수기와 발생기를 둔다.

증발기에서 냉매가 증발하며 냉열을 얻고, 흡수기에서 흡수제가 그 증기를 흡수한다.

용액펌프가 희용액을 승압해 발생기로 보낸다. 발생기에서 가열하면 냉매만 증기로 분리된다.

분리된 냉매 증기는 응축기에서 액화되고, 팽창밸브를 거쳐 증발기로 돌아간다.

용액열교환기는 농용액과 희용액 사이의 열을 회수해 효율을 높인다.

냉매와 흡수제의 구비조건

냉매와 흡수제에는 각각 지켜야 할 구비조건이 있다.

냉매는 잠열이 크고 임계압력이 높아야 한다. 부식성이 없고 열안정성이 있으며 가격이 저렴해야 한다.

흡수제는 냉매와 비등점 차가 커야 하고, 냉매 증기를 잘 흡수하며 열용량이 작아야 한다.

흡수제의 동결점이 실온보다 낮아야 운전이 멈추지 않는다.

대표 작동 쌍 비교

대표 작동 쌍은 물-리튬브로마이드와 암모니아-물 두 가지다.

물-LiBr계는 6~7mmHg 진공에서 증발하며 약 5℃ 이상의 냉수 생산에 적합하다.

암모니아-물계는 0℃ 이하 냉각이 가능하지만 독성과 가연성이 있고 고압 용기가 필요하다.

두 계는 작동 원리가 같고, 용도와 운전 조건에 따라 고른다.

헷갈리는 점과 채점 포인트

정답은 물이 낮은 온도에서 증발하도록 하는 것이다. 증발기는 6~7mmHg 진공이다.

채점에서 자주 틀리는 실수는 셋이다. 첫째, 냉매와 흡수제의 역할을 뒤바꾸는 것이다.

둘째, 물 냉매의 빙점 문제를 빠뜨리는 것이다. 셋째, 암모니아-물의 독성과 가연성을 말하지 않는 것이다.

기출에서는 구비조건을 나열하고 설명하는 문제가 반복 출제되었다.

정리

흡수식 냉동기의 핵심은 냉매와 흡수제의 조합이다.

냉매는 잠열과 열안정성, 흡수제는 비등점 차와 동결점이 핵심 조건이다.

시험에서는 냉매의 구비조건 다섯 가지를 빠짐없이 쓰는 것이 채점 핵심이다.