저온 증기 압축 냉동시스템에 사용되는 압축기 고장의 대부분이 과열이 원인이라는 것은 익히 알려진 사실이다.

​일반적인 압축기 용량 등급 데이터는 산업표준인 반환 증기 온도 65°F를 기준으로 하고 있다. 반환 증기 온도가 65°F이면 고온에서는 압축기가 잘 작동하고 중간 정도 온도에서도 대체로 잘 작동하겠지만 저온에서는 배기온도가 너무 높다. 냉매의 열역학적 성질 때문에 이런 현상이 나타난다.

오일의 화학적 분해가 일어나는 온도를 높이기 위해 냉각 오일을 고도로 정제한다. 경험상 봤을 때, 압축기 내부 온도가 350°F가 되면 광물성유가 분해되기 시작한다.

​압축기 제조사에 따르면 압축기 내부에 있는 배기 밸브의 배기 온도가 서비스 밸브에서 6~8인치 떨어진 배출라인보다 50°~75°F 더 높다고 한다.

​따라서 배출 라인 온도가 350°F 이하일 때 압축기 내부는 이미 위험할 정도의 고온에 도달한 상태가 된다.

​계통안에 잔류 오염물이 있으면 이런 윤활유 분해작용에 가속도가 붙는다. 온도가 18°F 상승할 때마다 화학 반응속도는 두 배가 된다는 연구 결과가 나왔다. 예를 들면 100°F에서는 10년 걸릴 화학반응이 118°F에서는 5년밖에 걸리지 않는다.

이렇게 보면 136°F에서는 2년 반이면 끝난다.

그러나 무기질유는 분해가 시작되는 온도가 되기 전에 베어링과 굴대 목, 피스톤 링과 실린더 사이 금속 간 접촉을 막아주는 윤활막이 소실될 위험이 있다.

​지금까지 거의 모든 계통에서 광범위하게 사용해 온 무기질유는 약 310°F~330°F에서 이런 현상이 일어난다. 압축기 내부 온도가 이 온도가 되면 피스톤과 링이 마모될 가능성이 매우 높다.

흔히 냉매라 부르는 증기 압축 냉동장치용 열전달액은 냉장산업의 역사와 함께 발전했다.

초기 증기 압축 냉장 설비 설계에는 탄화수소와 “소위” 천연냉매라 하는 냉매를 사용했다. 이런 냉매는 상당수가 가연성이나 독성이 매우 높거나 심지어 둘 다 높은 경우도 있다.

1920년대 후반부터 1930년대 초반 사이에 클로로플루오로카본 (CFC)과 하이드로클로로플루오로카본(HCFC)이라는 유기화합물이 개발되어 냉매로 사용됐다. 이런 화합물은 냉매로는...

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월간 냉동공조저널 2017년 10월 특별기고 참조