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공조냉동자료실 스크랩 산업기사이론 냉동 공학 마무리
美세상(최승일) 추천 0 조회 45 15.05.03 15:40 댓글 0
게시글 본문내용

펠티어 효과 (Peltier's Effect) :

종류가 다른 금속을 링(ring)모양으로 접속하여 전류를 흐르게 하면 한쪽의 접합은 고온이 되고 다른 한 쪽의 접합점은 저온이 된다.

흡수식냉동기

<발생기-응축기-팽창밸브-증발기-흡수기>

㉠흡수기 : 냉매를 흡수제에 흡수시켜 희용액(흡수제+냉매) 으로 만들어 용액펌프로 발생기(재생기)에 보낸다.

㉡발생기 : 희용액을 열원에 의하여 가열하여 냉매와 흡수제를 분리시켜 교환기를 거쳐 흡수기에 보내진다.

㉢응축기 : 냉각수와 열교환하여 응축,액화된다.

㉣증발기 : 냉수로부터 열을 빼앗아 증발하여 흡수기의 흡수제에 흡수되며 냉각되어진 냉수를 냉동목적에 이용한다.

흡수제와 냉매

냉 매 흡수제

NH3 H2O

H2O LiBr(리튬브로마이드)

* 열교환기 : 흡수기에서 희석된 용액은 펌프에 의해 열교환기에 보내지고 여기서는 발생기에서 돌아오는 고온의 농흡수액을 열 교환시켜 발생기로 보냄으로써 열효율을 향상 시킨다.

* 압축기의 역할을 하는 것 → 발생기, 흡수기, 흡수용액펌프

* 흡수식 냉동기는 압축기 대신 흡수기와 발생기를 사용하기 때문에 소음이 적으며 구조가 복잡하다.

* 터보 냉동기는 고속회전에 비교적 안정적이며 중.대용량 냉동기에 적합하다.

흡수식 냉동기의 특징

*장점 ①소음, 진동이 적다.

②전력수요가 적다.

③운전경비가 절감

④사고발생 우려가 적다.

*단점 ①설비비가 많이든다.

②부속설비가 압축식의 2배정도로 커진다.

③급랭으로 결정사고가 발생하기 쉽다.

④예냉시간 길다.

<p749> ? ※압축기는 등엔트로피 과정이다.

구성기기

역할

상태변화

온도

압력

엔탈피

엔트로피

압축기

압력증대 장치

단열

상승

상승

증가

일정

응축기

열제거 장치

등온

일정

일정

저하

감소

팽창밸브

압력감소 및 유량조절

단열

저하

저하

불변

상승(小)

증발기

열흡수장치

등온

일정

일정

상승

증가

냉매의 구비조건

물리적 조건

①저온에서도 높은 포화압력

②임계온도가 높을 것 (상온이상)

③응고온도가 낮을 것

④증발잠열이 크고 액체비열이 작을 것

⑤윤활유 수분등과 작용하여 냉동작용에 영향을 미치는 일이 없을 것

⑥전열양호 ⑦점도와 표면장력이 작을 것

⑧비열비가 작을 것 ⑨전기적 절연내력이 작을 것

⑩터보냉동기용 냉매는 가스 비중이 클 것

용량에 따른 사용냉매

소형: R-11, R-113

중형: R-11, R-114

대형: R-12, R-500

유압상승원인

①유압계불량

②유압 조절밸브를 너무 잠그었을 때

③유온이 낮을 때

④유배관이 막힘

수분 오일과의 관계

(가)물과 NH3는 대단히 잘 용해된다. (약 900배 용적)

(나)냉동장치에 수분이 1%혼입하게 되면 증발온도는 0.5℃씩 상승

(다)수분혼입시 유탁액현상 장치내로 넘어가 유막을 형성 전열불량 초래

(라)윤활유와는 잘 용해하지 않는다.

▣ 증발식 응축기는 외기습구온도가 낮을수록 응축능력이

증가한다

▣ 응축기는 ①과열제거 ②응축액화 ③과냉각

의 3대 작용을 한다.

냉매누설검사

1. NH3

①냄새 ②붉은 리트머스종이⇒청색

③유화초나 유황걸레에 불을 붙여 누설개소에 대면

흰 연기가 발생한다.

④페놀프탈레인 시험지를 물에 적시면⇒홍색

⑤브라인 또는 물에 누설시 네슬러시약을 브라인에

떨어뜨리면 소량 황색 다량 자색

⑥염산을 탈지면에 적셔 누설개소에 대면 흰연기가 발생

2. Freon

①비눗물

②헤라이드 토치 <불꽃반응>

정상:청색 소량:녹색 다량:자색 과량:꺼짐

브라인의 부식방지처리

①공기와 접촉하지 않은 순환방식을 채택

②브라인의 PH7.5~8.2

③방청제를 첨가

(가)CaCl2 : 브라인 1ℓ당 중크롬산소다 1.6g첨가 중크롬 산소다 100g당 가성소다 27g첨가

(나)NaCl : 브라인 1ℓ당 중크롬산소다 3.2g첨가 중크롬 산소다 100g당 가성소다 27g첨가

▣브라인의 구비조건

①비열이 클 것 ②열전도율이 클 것 ③점도가 작을 것 ④ 응고점이 낮을 것 ⑤불연성이면 독성이 없을 것

▣브라인의 종류

①무기질 브라인 부식 → CaCl2 < MgCl2 < NaCl

공정점→ -55 ℃ -33.6℃ -21℃

②유기질 브라인:부식성이 거의 없어 거의 모든 금속에 안심하고 사용이 가능

가. 에틸렌글리콜 나. 프로필렌글리콜 다. 에틸알콜

용량제어

가. 용량제어의 목적

①부하변동에 대응한 용량제어로 경제적인 운전

②경부하 가동으로 가동이 용이하다.

③고내온도를 일정하게 유지할 수 있다.

④압축기를 보호하여 수명을 연장

나. 용량제어 방법

1) 왕복동 압축기의 용량제어

ⓐ회전수가감법

ⓑ클리어런스 증대법

ⓒ바이패스법

ⓓ일부 실린더를 놀리는 법(언로드방식)

2) 원심 압축기Turbo의 용량제어

ⓐ회전수 가감법

ⓑ흡입 가이드 베인 조절법

ⓒ바이패스 법

ⓓ흡입 댐퍼 조절법

ⓔ냉각수량 조절법

윤활

가. 윤활의 목적

나. 강제 급유식

ⓐ압축기 종류에 따른 정상유압

. 입형저속 = 정상저압 + 0.5 ~ 1.5㎏/㎠

. 고속다기통 = 정상저압 + 1.5 ~ 3㎏/㎠

. 터보 =정상저압 + 6㎏/㎠

ⓑ유압계 지시압력 = 정상저압 + 유압

ⓒ비말급유식 + 강제급유식

ⓓ강제급유식 + 유보조펌프식

증발기(Evaporator)

1) 냉매상태에 따른 분류

건식 : 액(25%), 가스(75%), 소형프레온 냉동장치

(위에서 아래로 공급)

반만액식 : 액(50%), 가스(50%)

(아래에서 위로 공급)

만액식 : 액(75%), 가스(25%), 전열이 양호하며

액체 냉각용 증발기에서 사용된다.

(아래에서 위로 공급)

액순환식 : 액펌프에 의해 강제 순환시키므로

급속동결 냉각장치에 사용된다.

소용량에서는 비경제적이다.

2) 용도에 의한 분류

①액체 냉각용

㉠만액식 셸 엔드 튜브식 증발기

㉡건식 셸 엔드 튜브식 증발기

㉢셸엔드 코일형 증발기 ㉣보데러형 증발기

②공기 냉각용

㉠나관 코일식 ㉡판형

㉢캐스케이드형 ㉣멀티피드 멀티석션형

응축기(Condenser)의 종류

가. 수냉식

① 입형 셸 & 튜브식 ② 횡형 셜 & 튜브식

③ 2중관식 ④ 7통로식

⑤ 셸 & 코일식 ⑥ 대기식

⑦ 증발식

나. 공냉식

①자연 대류형 응축기

②강제 대류형 응축기

다. 냉각탑 (Cooling Tower)

①냉각톤 : 냉각탑의 냉각능력을 3900㎉/h를 1냉각톤

②쿨링레인지 (Cooling Range)

: 냉각탑 입구수온 - 냉각탑 출구수온

③쿨링 어프로치 (Cooling Approach)

: 냉각탑 출구수온 - 입구공기의 습구온도

♣쿨링 레인지가 클수록, 쿨링 어프로치가 작을수록 성능이 좋은 냉각탑이다.

제상(Defrost)

가. 적상의 영향

①증발압력 저하 ②냉동능력 감소 ③압축비 감소

④고내온도 상승 ⑤RT당 소요동력 증가

⑥리퀴드백의 우려

나. 제상 방법

①압축기 정지제상 : 1일 6~8시간 정도 냉동기를

정지시키는 제상

②온수브라인 제상 : 순환중인 차가운 브라인을 주기적으 로 따뜻한 브라인으로 바꾸어 순환시켜 제상

③브라인 분무 제상 : 냉각관 표면에 부동액 또는 브라인 을 살포한다.

④살수식 제상 : 10~25℃의 물을 살포하는 방법 고압가 스 제상과 병행 한다.

⑤고압가스 제상 : 압축기에서 토출된 고온의 냉매증기를 증발기에 유입시켜 응축열에 의해 제상한다, 제상 시간 이 짧고 용이하게 설비할 수 있어 일반적으로 가장 많이 채택하는 방법이다.

수액기

① 용량 : NH3용 - 계통내 냉매량의 50%

Freon - 계통내 냉매량의 100%

② 직경이 다른 2개의 수액기를 설치할 때는 상단을 일 치 시킨다.

③ 내용적의 90%이상 충전금지

④ NH3용 - 안전밸브, Freon용 가용전설치

유분리기

-설치 위치

NH3 냉동기는 압축기와 응축기 사이 3/4 지점이 적합하며,

프레온 냉동기는 1/4 지점이 적합하다.

-설치 경우

①NH3용 : 필수

②Freon용 : ㉮저온장치 .만액식 증발기 사용시

㉯토출가스 배관이 길어질 때

㉰토출가스에 다량의 오일이 섞여 나간 다고 생각될 경우

▣액분리기

①역할

리퀴드백방지 ⓑ압축기 보호

ⓒ기동시 증발기내 액 교란방지

②설치위치

ⓐ증발기와 압축기 사이의 흡입배관

ⓑ증발기보다 높은 위치에 설치한다.

ⓒ증발기 내용적의 20~25% 정도의 용적을 가질 것

▣여과망

ⓐ액관여과기 : 80~100#(MESH)

ⓑ흡입관여과기 : 40#

▣투시경

ⓐSight glass : 냉매량 확인(기포가 없거나 움직이지 않거나, 간헐적일 때는 냉매량이 정상이다.)

응축기-수액기-sight glass-드라이어-전자밸브-팽창밸브

ⓑdry eye : 수분확인 (녹색 : 건조 황록 : 요주의

황 : 다량)

저온장치

가. 2단 압축

①채용

압축비 6이상 : NH3용 : -35℃이하

freon용 : -50℃이하

중간 냉각기

ⓐ역할

- 저단 압축기 토출가스의 과열제거

- 고압액 냉매를 과냉하여 냉동효과를 증대시킨다.

- 액분리기의 역할(고단측 흡입가스의 리퀴드백을

방지한다.)

나.2원 냉동 사이클 - 극저온을 얻기 위한 냉동방식

1) 채용 → 초저온 (-70℃이하)

2) 냉매

ⓐ저온측 : R-13, R-14, 에틸렌, 메탄, 프로판 등 비등 점이 낮은 냉매

ⓑ고온측 : R-12, R-22 등 비등점이 높고 응축압력이 낮은 냉매

3) 캐스케이드 콘덴서

: 저온측 응축기와 고온측 증발기를 결합한 것

4) 팽창 탱크

: 냉동기 정지시 저온냉매의 팽창으로 인한 장치파열 을 방지한다

5) 특징

ⓐ저온, 고온측의 냉매가 다르다.

ⓑ저온, 취성에 강한 재료를 사용해야 한다.

ⓒ사용 윤활유를 저온용으로 한다.

R-00

① 일의 자리 : F의 수

② 십의 자리 : H+1

▣터보냉동기에 쓰이는 냉매는?

R-11, R-123

▣기체냉동기의 이상적 사이클의 상태변화는?

단열압축 - 정압방열 - 단열팽창 - 정압수열

압축기 - 응축기 - 팽창밸브 - 증발기

▣입형 쉘 엔 튜브식 (응축기)

①설비면적이 적으며 응축용량이 커 설비비가 적게든다.

②운전 중 청소가 용이하다.

③전열이 양호하며 옥내.외 설치가 가능하다.

▣공랭식 응축기 - 현열

증발식 응축기 - 감열과 잠열

▣냉동장치의 운전 중 장치 내에 공기가 침입하면?

냉동능력저하, 토출가스 온도 상승

고압가스 제상

: 압축기에서의 고온고압의 냉매 가스를 증발기에 공급하여 가스의 응축열로 제상하는 방법

고압가스 제상방식에서 필요 있는 것은?

압축기, 제상타이머, 전자밸브

안전밸브의 점검사항

①분출전개압력 ②분출정지압력 ③안전밸브의 누설

▣응축기 방열량 Qc = Qe×C (방열계수 C=1.2~1.3)

→압축식 냉동기의 냉각탑 용량은 냉동열량의 1.2~1.3배

압축기 과열원인

①오일부족

②냉매부족(흡입가스 온도가 높아진다)

③고압부 압력이 높을 때(냉각수 부족, 냉각관오염, 불응축 가스)

▣온도상승률이 가장 큰 것부터 나열하시오.

비열비값이 큰 가스일수록 온도상승률이 크다.

<공기:1.4, NH:1.31, 메틸클로라이드:1.2, R-12:1.13>

: 공기 - NH - 메틸클로라이드 - R-12

저압측이 낮아지는 원인 <p452>

①냉매관이 막혀있다.

②냉매량이 부족하다.

③냉동 사이클 내에 윤활유가 많다.

④수냉각기에 스케일이 부착되어 있다.

⑤팽창밸브의 열림정도가 적다.

⑥스트레이너가 막혀 있다.

▣흡착식 : 실리카겔, 활성 알루미나등 다공성 물질을 이용하는 방식으로 가열에 의해 재생이 가능하다.

▣응축기 방열량은

증발기의 흡수열량 + 압축기에서의 발생열량

원심식(터보)냉동기는 안전장치로 저압측에 파열판을 설치한다. 안전밸브를 설치할 필요가 없다.

▣온도식 자동 팽창밸브를 작동시키는 압력? <p578>

①증발기의 압력

②스프링의 압력

③감온통의 압력

※증발기 출구에 감온통이 설치되어 흡입가스 과열도에 의해 작동된다.

▣대기 중의 오존층을 가장 많이 파괴시키는 물질은?

염소

▣증발온도가 낮아지면 (그림으로 이해할 것) <p576>

①압축일의 열당량 증가

②압축기 토출가스 온도 상승

③성적계수 감소

④냉매순환량 감소

증발식 응축기압력강하가 크다 <p577>

쉘앤드튜브식의 압력강하는 증발식보다 적다.

압축기 틈새(클리어런스)증가하면?

①토출가스온도 상승

②체적효율 감소

③냉동능력, 냉매순환량 감소

체적효율이 감소하는 원인

클리어런스, 압축비, 비열비가 클수록

윤활방법에서 ①비말급유식 : 소형냉동기

②강제급유식 : 중.대형냉동기

▣수증기를 열원으로하여 냉방에 적용시킬 수 있는 냉동기? 흡수식 냉동기

1) 에멀션현상(=유탁액현상)

: 냉매 중에 수분이 혼입될 경우<암모니아 냉동장치>

2) 코퍼플레이팅(=동부착현상)

: 냉매 중에 수분이 혼일될 경우<프레온 냉동장치>

HF,HCl등이 생성되어 동이 녹아 고열이 발생하는 압축

기의 실린더 및 밸브등에 융착되는 현상

3) 오일포밍

: 유면에 거품이 생성 <방지- 오일히터설치>

4) 오일해머현상

: 이상음 발생

증발압력증발잠열비례

비체적반비례하다.

▣고속다기통 압축기의 장점 <p215>

진동이 적다

소형, 설치면적이 적다

부품이 호환성이 있어 수리가 용이

자동제어 - 경제적 운전

▣포핏밸브

: 중량이 가벼워 밸브개폐가 확실하고 회전수가 높아지면

밸브의 관성 때문에 개폐가 자유롭지 못하므로 고속 다기통에는 사용이 불가능 (암모니아 입형 저속 압축기에 많이

사용된다.)

▣응축기 - 고온측 접합부

증발기 - 저온측 접합부

냉각탑

응축기에서 열을 흡수하여 높아진 냉각수를 물의 증발잠열을 이용하여 냉각 후 다시 사용할 수 있도록 재생하는 기능

①굴링레인지 =

냉각수 입구온도 - 냉각수 출구온도

②굴링 어프로치 =

냉각수 출구온도 - 입구공기의 습구온도

③엘리미네이터 : 냉각탑 상부에 위치하며 냉각수가 대기로 비산되는 것을 방지한다

④보급수량 결정

(1)냉각을 위해 소비되는 증발 수량

(2)엘리미네이터로부터 비산되어 손실되는 손실수량

(3)물 탱크네 불순물의 농도를 한계치 이하로 유지하기 위한 블로우수량

팽창 밸브

수동식 팽창 밸브

정압식 팽창 밸브

모세관식

온도식 자동 팽창 밸브

감온통

감온통내 충전 냉매방식 :

가스충전식 / 액 충전식 / 크로스 충전식

파일럿 온도식 자동 팽창 밸브

저압측 플로트 밸브

고압측 플로트 밸브

증발기

①냉매상태에 따른 분류

건식증발기 / 반만액식 증발기

/ 만액식 증발기 / 액순환식 증발기

②액냉각용 증발기

만액식 쉘엔 튜브식 증발기

/ 건식 쉘엔 튜브식 증발기

/ 쉘엔 코일식 증발기

/ 탱크형 증발기

/ 보데로 증발기

③공기냉각용증발기

핀튜브식 증발기 / 판형 증발기 /

관코일 증발기 / 카스 케이드 증발기 /

멜티 피드 멀티 석션 증발기

부속기기

1> 유분리기

설치하는 경우 : 암모니아 냉동장치

프레온 냉동장치는 조건부

- 조건 -

①만액식(반만액식)증발기를 설치한 경우

②증발온도가 낮은 저온장치인 경우

③토출배관이 길어지는 경우

④토출가스에 다량의 오일이 장치내로 유입 되는 경우

2> 수액기 (임시저장하는 고압용기)

응축기와 팽창밸브 사이에 있음

응축기 하부에 설치,

응축기 상부와 수액기 상부에 균압관 설치

3> 투시경

①수분혼입확인 ②냉매량 확인

4> 여과기

5> 드라이어

제습제의 종류

①실리카겔 : 소형냉동장치

②활성알루미나 : 대형냉동장치

6> 액분리기

증발기와 압축기 사이에 설치

증발기보다 높은 위치에 설치

7> 열교환기

고온고압의 냉매액을 과냉각시킨다

저온저압의 흡입가스를 과열한다.

8>자동제어기기

①증발압력 조절밸브

②흡입압력 조절밸브

③전자밸브

④절수밸브

⑤온도조절기

9>안전장치

①고압차단압력스위치

②저압차단압력스위치

③유압 보호 스위치

▣ 줄 톰슨 효과와 관계가 가장 큰 것은? <p647>

: 액체 공기

▣ 임계온도가 가장 낮은 냉매는? <p646>

NH

R-134a

R-22

R-13

임계온도

133

101.15

96

28.8

▣ 냉매가 윤활유에 용해되는 순위가 큰 것부터? <p602>

R12 - R502 - R13 - R22 (저온)

▣ 온도식 팽창밸브(TEV) <p602>

: 증발기 압력, 스프링의 압력, 감온통의 압력에 의해 작동된다.

▣ 건조도() <p602>

: 전체량 중에 기체가 차지하는 비율을 의미하며 0<<1

의 값을 갖는다.

▣ 암모니아 냉동장치에서 토출압력이 올라가지 않는 이유? : 습증기를 흡입했기 때문이다. <p603>

압축일량의 크기: 정적압축일 > 단열압축일 >

<p603> 폴리트로프압축일 > 등온압축일

▣ 불응축가스 퍼지밸브응축기 상부, 수액기 상부에 설치하며 응축기 상부와 수액기 상부에 균압관을 설치하며 냉매의 흐름을 원활하게 한다. <p603>

터보 압축기에서 속도에너지를 압력으로 변화시키는

장치는? 디퓨져

▣ 2중 효용 흡수식 냉동기의 냉매 흐름도 <p600>

증발기 흡수기 용액펌프 고온,저온 열교환기

냉매펌프

응축기 저온재생기 고온재생기

리퀴드 백 현상의 원인?

- 냉동부하가 급격한 변동이 있을 때

- 액분리기, 열교환기의 기능이 불량일 때

- 증발기, 냉각관에 과대한 서리가 있을 때

응축기 압력 상승 원인 <p749>

①불응축 가스 혼입시

②냉가수 온도가 높거나 냉각수량 부족시

냉각관에 oil 이나 scale 부착시

④냉매 과충전

▣전유출 냉매의 유량구하기 <p749>

냉동기유의 역할? <p748>

윤활작용, 냉각작용, 밀봉작용

컴파운드 냉동 방식 <p748>

: 동일 냉매를 점차적으로 높은 압력으로 압축시킬 수 있

는 방식, 1대의 압축기 기통을 저단측과 고단측의 두

그룹으로 나누어 2단 압축을 가능하게 한다.

EPR: 증발기가 2개 이상 있어서 필요에 따라 다른 온도

에서 냉매를 증발시킬 수 있는 방식

다원 냉동 시스템

: 냉매를 한가지만 쓰지 않고 두가지 이상을 써서 낮은

온도를 얻을 수 있게 하는 방식

▣압축기의 토출변이 누설한 경우 일어나는 사항? <p748>

실린더가 과열된다.

토출가스 온도가 상승한다.

냉동능력이 감소한다.

터보압축기에서 속도에너지를 압력으로 변환 <p749>

: 디퓨져

▣냉동장치의 압축기에서 일어나는 이상적은 압축과정?

: 등엔트로피 변화 <p749>

▣열원설비인 빙축열시스템의 장점? <p750>

: 심야전력에 따른 전력비 대폭절감

전 부하 연속운전에 의한 고효율적 정격운전가능

수전설비 및 계약전력 감소에 의한 기본전력비 절감

밀폐형 압축기의 장점? <p750>

소형이며 경량이다. 누설의 염려가 없다.

과부하 운전이 가능하다.

밀폐형 압축기의 단점? <p750>

회전수 감량이 불가능하고 수리/보수가 불편하다.

온도식 팽창밸브(TEV) 를 작동시키는 압력

증발기압력, 스프링의 압력, 감온통의 압력

▣역류방지를 위해 흡입측과 토출측에 역류방지밸브를 설치해야 하는 압축기는? <p751> : 스크류식 압축기

감온통의 설치 위치 (그림 그려 넣을 것) <p751>

20A 이하인 경우: 흡입관 상부

이상인 경우: 흡입관 수평에서 45°아래

왕복동식 압축기

▣<p236>

▣<p449> 중량이 나온 상태에서 냉동능력 구하기

<p236> 냉동능력이 나온 상태에서 무게 구하기(꼭 볼 것)

안전 밸브 구경구하기<p237>

감소효율(열손실) 구하기 <p276>

두께구하기 <p255>

이론소요동력

실제소요동력

▣<p296>

▣<p276>

▣<p277> 냉동부하 구하기

하루사용시간 3시간 0.1KW인 전등 10개

하루사용시간 20시간 2KW인 팬 2개 (=0.85)

가 설치되어 있는 냉장고의 냉동부하는?

▣<p277> 압축기 소요일량

(식 써놓을 것)

▣<p233> 포핏밸브

: 중량이 가벼워 밸브개폐가 확실하고 회전수가 높아지면

밸브의 관성 때문에 개폐가 자유롭지 못하므로 고속다기

통에는 사용이 불가능(암모니아 입형 저속 압축기에

많이 사용됨)

 
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