냉동장치 내를 순환하는 냉매에는 다양한 종류가 있으며 독성이나 가연성, 비점, 무게 등 각가 다른 성질을 가지고 있다. 증발온도나 용도 등에 따라서 적합한 냉매를 선택하기 위해서 냉매의 성질을 이해하는 것이 필요하다. 또 압축기용으로 사용하는 냉동기유나 냉각의 중간 매체로 사용하는 브라인에 대해서도 소개한다. (편집자 주)

 

냉매의 성질

●냉매의 압력과 온도… 압력이 높아지면 온도도 높아진다. 이 반대도 있다.

포화압력(종축)과 포화온도(횡축)는 냉매의 종류에 따라 어떤 일정한 관계가 있다. 모든 냉매는 상승 곡선상에서 변화한다. 압력 또는 온도가 높아지면 온도 또는 압력이 높아진다.(<그림 1>참조)여기서 포화압력, 포화온도의 「포화」란 냉매액과 냉매증기가 공존하고 있는 상태를 말한다. 예를 들면 증발기 내, 응축기 내, 수액기 내, 저압수액기 내, 냉매봄베 내 등 대부분의 냉동장치 내의 상태가 포화상태로 되어 있다.

 

●체적능력… 체적능력이 큰 냉매만 우위가 된다.

체적능력이란 압축기의 단위흡입체적(1㎥) 당 냉동능력〔kJ/㎥〕 을 말한다.

이 체적능력은 냉매의 종류와 운전상태(증발온도 등)에 따라 바뀐다. 어떤 같은 운전상태에서의 비교표를 나타낸다.

체적능력이 큰 냉매일수록 적은 흡입량으로 큰 냉동능력을 낼 수 있기 때문에 압축기의 크기를 작게 할 수 있어 성능(능력)이 좋은 냉매라고 말할 수 있다.

 

●압축기의 토출가스 온도… 토출가스 온도가 규정 이상 높으면 트러블이 발생

압축기의 토출가스 온도는 냉매의 종류와 운전상태(응축온도, 증발온도 등)에 따라 변한다. 어떤 같은 운전상태에서의 비교표를 나타낸다.

토출가스 온도가 약 130℃ 이상이 되면 냉동기유도 같이 고온이 되어 패킹재의 손상, 열화 등의 트러블이 발생하기 쉽기 때문에 취급상 주의가 필요해진다. 또 플루오로카본 냉매는 약 300℃ 이하에서는 분해하지 않는다.

비교표의 수치는 과열도 제로라고 가정했을 때의 토출가스온도이며 실용상은 과열도≒3~8K로 하므로 표의 온도보다 더욱 높아지므로 주의해야 한다.

또 밀폐식 압축기에서는 흡입증기 또는 압축가스에서 내부 모터를 냉각하기 때문에 토출가스온도는 모터 열로 표의 온도보다 더욱 높아진다.

 

●냉매의 표준비점… 많은 냉매는 저온에서 증발하기 쉽다.

냉매의 비점(표준비점이라고도 한다)이란 대기압 하(약 101kPa abs)에서 증발(지등)할 때의 온도를 말한다.

저비점(비점이 낮다) 냉매일수록 증발하기 쉬운 냉매이며 증기압축식(용적식 압축기) 냉동장치의 냉매로서 비점이 약 -20~-50℃의 것이 많이 실용화되어 있다.

압축기의 능력에 영향하는 냉매의 성질

체적능력

중략

2019년 2월 참조

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