냉매, 냉동기유 및 브라인

[朴 鉉 求]

냉매, 냉동기유 및 브라인

2-1 냉매

2-2 냉동기유

2-3 브라인 냉매, 냉동기유 및 브라인

2-1 냉매

1) 냉매의 연혁

냉매는 저온부의 열을 고온부로 옮기는 역할을 하는 매체이며, 저온부에서는 액으로부터 가스로, 고온부에서는 가스로부터 액으로 상태변화를 하는 것이다. 이러한 역할을 하는 냉매로서 현재 여러 가지가 사용되고 있으나, 기계식 냉동방식의 초기에 있어서는 사용할 수 있는 냉매의 종류가 대단히 적었고 기술수준도 낮았기 때문에 냉동장치는 냉매의 성질에 따라서 제약을 받게 되었다. 즉, 냉동의 초기단계에서는 냉매로서 탄산가스(CO2)나 암모니아(NH3)를 사용하였으므로, 장치가 대단히 컸으며 저속이었고 숙련된 기술자가 운전하여야 했다. 그러나 산업이 발달함에 따라 냉동이 여러분야에 응용되게 되었고, 이에 상응하는 기술이 개발됨에 따라 보다 우수한 냉매의 개발이 필요하게 되었다. 예를 들면 가정용 냉장고와 같은 소형 냉장고는 기기가 소형이고, 가볍고, 보다 저렴해야 하므로 이에 알맞는 냉매가 필요하게 되었다. 이러한 요구를 만족하는 냉매로서 1930년 Midgley와 Henne의 연구에 의해 메탄계(CH4) 및 에탄계(C2H6)의 탄화수소중 수소원자의 일부를 염소(Cl) 혹은 불소(F)로 치환함으로서 여러 가지 사용목적에서 사용할 수 이TSms 우수한 특성을 가진 다수의 냉매군을 합성하게 되었다. 이것이 소위 할로겐화 탄화수소(Halogenated Hydro-Carbon)로, 1930년경에 미국 Du-Pont사가 Freon이라는 상품명으로 발표한 이래 CFC계 냉매가 미국을 중심으로 현재까지 50종 이상 개발되어TRh, 이들 냉매의 발명이 냉동기 공업의 획기적인 발전을 가져오게 되었다.

특히 운전을 위한 전문기술자를 둘 수 없는 소형의 자동제어 냉동기기에서는 열효율보다 냉매의 불연성, 무취, 무독 등 냉매의 안전성을 더욱 중요시하게 되는 반면에 기술자에 의해서 운전되는 대용량의 냉동기기에 있어서는 냉매의 안정성도 물론 중요하지만 열효율도 무시할 수 없다. 그리고 극도로 높은 온도에서 작동되는 공냉식 공조기나 초저온 장치 등은 특수한 용도에 사용될 수 있는 냉매는 그 목적에 상응하는 물리적 성질을 가져야 한다. 또한 지금까지 사용되어 오던 R-11, 12, 113등 cfcrP 냉매가 지구의 오존층을 파괴한다는 사실이 알려진 후 이들 냉매으 ltodtks 및 사용을 제한함과 동시에 그 대체냉매를 개발하는 등 세계 각국에서 새로운 냉매를 끊임없이 개발하기 위해 연구하고 있으나, 아직 필요한 모든 영역에다 사용할 수 있느 ssodao는 개발되어 있지 않아 냉동의 목적에 따라서, 그 조건에 맞는 특성을 가진 냉매를 선정하는 것이 현명하다.

2) 냉매의 특성

여러 가지 액체가 냉매로 사용될 수 있으나, 냉매로서 가장 필요한 특성은 그다지 높지 않은 압력에서 쉽게 응축, 즉, 액으로 되어야 한다. 암모니아는 액의 온도가 30℃ 정도만 되면 응축되는데 그 압력이 11.9kg/cm2abs로서 별로 높은 압력이 아니므로 압축기나 응축기 등의 제작에 특수한 재료를 사용하지 않아도 되어 기기의 가격도 비교적 싸다. 그러나 암모니아에 비해 탄산가스는 73.3kg/cm2abs정도인고압이 되어야 응축하므로 모든 기기는 이 압력에 견딜 수 있어야 하기 때문에, 장치의 제작에는 특수 제작이 필요하고 가격도 비싸게 된다.

※냉매의 구비조건

1) 비점이 적당히 낮을 것

일반적으로 비점이 너무 높은 냉매를 저온용으로 사용하면 압축기의 흡입압력이 극도의 진공이 되어 효율이 나쁘게 된다. 그리고 주위와의 압력차가 너무 크게 되어 불응축가스가 혼입하거나 냉매가 누설하기 쉽다.

2) 냉매의 증발잠열이 클 것

증발잠열이 크게 되면 적은 양의 냉매를 증발시켜도 냉동작용이 크게된다. 암모니아는 비교적 증 발잠열이 크므로, 냉매유량이 적어도 냉동능력은 크게 되어 대형 냉장고나 제빙장치에 적합하다.

3) 응축압력이 적당히 낮을 것

자연계의 공기나 물로서 냉각할 때 대기압 이상의 적당한 압력에서 응축되는 것이 좋다. 압력이 너무 낮으면 장치내로의 불응축가스 유입, 너무높으면 장치의 파열이 일어날 수 있다.

4) 증기의 비체적이 적을 것

압축기 흡입증기의 비체적이 적을수록 피스톤 토출량은 적어도 되므로 장치를 소형화할 수 있다.

5) 압축기 토출가스의 온도가 낮을 것

압축기 토출가스 온도가 높으면 체적효율이 저하도리 뿐만 아니라, 기통내에서 윤활유의 탄화나 열화 혹은 분해가 일어나기 쉽고, 윤활작용의 저해도 일어날 수 있기 때문에 낮을수록 좋다.

6) 임계온도가 충분히 높을 것

임계온도가 낮은 증기는 임계온도 이상에서 압력을 아무리 높여도 응축되지 않으므로 다시 냉매 로 사용할 수가 없다.

7) 부식성이 적을 것

비록 냉매에 기름, 공기, 수분 등이 혼입되었을 때라도 냉동장치에 사용되는 재료를 부식시키거나 번성시키지 않아야 한다.

8) 안전성이 높을 것

냉동장치의 각 온도에서 그 자신이 분해되어 불응축가스를 생성한다거나 그 자신의 성질이 변하 지 않아야 한다.

9) 전기 절연성이 좋을 것

전기 절연 재료를 침식하지 않고 유전율이 적으며 전기 저항값이 커야한다.

10) 누설검지가 쉬울 것

물리적 방법이나 화학적 방법으로 쉽고 확실하게 검지할 수 있어야 한다.

11) 누설하였을 때 공해를 유발하지 않을 것

그 외 가격이 저렴할 것, 인화성, 폭발성이 적고, 인체에 해가 없고 악취가 없을 것, 그리고 점도가 적고(점도가 높으면 비점이 높아진다.), 열전도율이 좋을 것 등의 조건이지만 이들 조건을 완전히 만족하는 냉매는 아직 발견되지 않았으나, 현재 사용되고 있는 암모니아, CFC계, HCFC계 및 HFC계 냉매(할로겐화 탄화수소 : 소위 프레온계, 이하 CFC계 등이라 함)는 대부분 조건을 만족하고 있다. 그러나 암모니아는 동, 동합금을 침식하기 때문에 동관을 사용하는 전동기를 내장한 밀폐형 압축기의 냉매로서는 사용할 수가 없다.

3) 냉매의 호칭

무기냉매는 그 화학명으로 부르고 있으나(예, 암모니아 : NHl3), 일반적으로 세계 각국에서는 냉매기호를 사용하고 있다. CFC계 냉매가스의 분자식을 CaHbClcFd로 나타낸다면 a, b, c, d의 사이에는 2a+2=b+c+d의 관계에 있다. 메탄계에서는 a=1이므로 b+c+d=4, 에탄계에서는 a=2이므로 b+c+d=6이다. 냉매기호는 R-000으로 3행이 되어 있는데, 제 1행을 a-1로 나타내고, 제 2행은 b+1을, 제 3행은 d를 나타낸다. 예를들면 분자식이 CCl3F2인 냉매에서는 a=1이므로 제 1행은 a-1=0, 따라서 제 1행은 없다 .또 b=0이므로 제 2행은 b+1=1, 제 3행은 d=2이다. 그러므로 이 냉매의 기호는 냉매의 의미인 R(refrigerant)을 사용하여 R-12가 된다.

또 CFC계냉매 등에는 공비혼합냉매가 있다. 공비혼합냉매라고 하는 것은 2개의 서로 다른 냉매의 혼합물이면서 일정한 비점을 가지기 때문에 단일물질과 마찬가지로 증발, 액화를 반복할 수 있는 냉매를 말하는 것으로서 여기에는 R-500, R-502등이 있다. R-500은 R-12와 R-152를 각각 73.8%, 26.2%의 중량비로 혼합한 것으로, 비점은 -33.3℃이다. 이것은 R-12에 비해 냉동능력이 약 20%향상된다. R-502는 R-22와 R-115를 각각 49%, 51%의 중량비로 혼합한 것으로 비점은 -45.6℃이며, R-22보다 약 10% 냉동능력이 크고 토출온도도 낮기 때문에, 쇼케이스 등의 소형 냉장고에 많이 사용되고 있다.

4). 냉매의 누설검지법

(1)암모니아

① 냄새로서 판별 : 암모니아는 심한 자극성의 냄새가 있기 때문에, 냄새로서 누설 여부를 판단할 수 있다.

② 유황으로 판별 : 유황을 묻힌 심지에 불을 붙여 누설부위에 가까이 가면, 백색 연기가 발생한다.

③ 적색리트머스 시험지로 판별: 리트머스 시험지에 물을 적셔 누설 부위에 가까이 하면, 청색으로 변한다.

④ 백색 페놀프탈레인 시험지로 판별 : 페놀프탈레인 용지에 물을 적셔 누설 부위에 가까이 하면, 청색으로 변한다.

⑤ 네슬러 용액으로 판별 : 주로 브라인 등에 잠겨 있는 배관에서의 누설을 검사할 때 사용하는 방 법으로, 약간의 브라인을 떠서 그 속에 적당량의 네슬러용액을 떨어뜨 리면, 소량 누출시에는 황색으로, 다량 누설시에는 자색(갈색)으로 변 한다.

(2) CFC계(할로겐화 탄화수소계) 냉매

① 비눗물로 판별 : 가스 누설의 의심이 있는 배관의 접합부 등에 비눗물이나 네카로를 바르면, 누설부위에서는 거품이 발생한다.

② 헤아이드 토치로 판별 : 폭발의 위험이 없을 때 사용, 헤라이드 토치는 시료로서 아세틸렌이나 알코올, 프로판 등을 사용하는 램프로서, 그 심지에 불을 붙이면 정상시에는 청색인 불꽃이, 냉매가 소량 누설시에는 녹색불꽃으로, 다량 누설시에는 자색불꽃으로 변하다가, 더욱 다량 누설시에는 꺼지게 된다.

③ 할로겐 누설탐지기로 판별 : 미량의 누설 검지에 사용한다. 누설 부위에 대면 점등과 경보음이 울린다.

5) CFC계 냉매의 문제점과 그 대책

CFC계 냉매는 냉매의 구비요건을 아주 잘 만족하고 화학적으로 아주 안전할 뿐 아니라 인체에 무해하지만 대기 중에 방출되면 대부분이 분해되지 않은 채 성층권에 도달하고, 그 곳에서 자외선에 의해 분해된 염소원자가 오존층을 파괴한다. 그 결과 지표면에 달하는 자외선량이 많아져 피부암의 발생률이 상승할 가능성이 크고 생태계에도 막대한 악영향을 끼칠 우려가 있다. 이러한 이유로 1987년 이 냉매를 개발하고 이미 그들의 손으로 엄청난 냉매를 방출한 국가들이 중심이 되어 『몬트리올 의정서』를 채택하여, 에어졸용, 냉매용, 발포제용으로서의 R-11, R-12, R-114, R-115, 세척제용, 용제용으로서의 R-113 및 소화제용으로서의 할론 1211, 1301을 규제하는 것을 결정하였고 1990년 그 규제가 더욱 강화되었다.

실제 성층권에서는 자연적으로 오존의 생성소멸이 이루어지지만 CFC계 냉매의 염소분자에 의한 파괴는 자연적 생성으로 보충되기 어렵다. 자외선을 걸러주던 오존이 얇아지면서 인간피부에 유독한 3050∼3100Å의 단파장이 들어와 피부암증가는 물론이고 곡물의 수확도 감소하게 될 것이란 지적이다.

뿐만 아니라 CFC계 냉매는 이산화탄소와 같이 빛은 통과하여도 지표면 열방사가 차단되어 지구온난화에 영향을 미쳐 온실효과를 가져온다. 온실효과로 해수온도상승, 극지방 빙하가 녹아 해수면 상승, 열대성 저기압의 증가로 가뭄, 장마등의 발달로 지구 전체의 기후 상태, 생태계가 파괴된다는 지적이다.

그 대책으로 다음과 같은 방안들이 고려될 수 있을 것이다.

(1) 기존 CFC계 냉매와 동등한 특성을 가지면서 오존층파괴, 온실효과 등을 조장하지 않는 냉매 개발

(2) 사용공정을 개선하거나 재설계 함으로서, 누설이나 증발에 의한 손실량을 감소할 수 있도록 도모

(3) 제품 폐기시 냉매 회수하여 재생처리 하여 재이용

(4) CFC계 냉매가스를 사용하지 않는 공정이나 제품으로 교체

(5) 규제대상 냉매를 위험성이 적은 HCHC계나 HFC계 냉매로 교체사용

대체냉매 개발을 위해 많은 연구가 이루어지고 있고 그중 R-134a는 R-12의 대체품으로, R-123은 R-11의 대체품으로 그리고 R-22/R-142b의 비공비 혼합냉매는 R-12의 대체품으로 기대되고있다.

2-2 냉동기유(refrigerating machine oil)

냉동용 압축기에 사용되는 윤활유를 대개 냉동기유라고 한다. 냉동기유는 압축기의 베어링이나 실린더와 피스톤 사이에서의 마모를 감소시키는 윤활작용을 하는 역할 외에 마찰에 의해서 발생하는 열을 흡수하는 냉각작용, 축봉장치나 피스톤링 등의 밀봉작용, 녹의 발생을 막는 작용 등을 함으로서 압축기가 원활히 작동하게 하는 역할을 한다. 냉동기유의 경우는 냉매의 상태 변화에 따라 그 온도가 크게 변하게 되는데(냉동유는 냉매에 용해된 체로 전 사이클을 냉매와 함께 순환한다), 이 때 화학적으로 분해되지 않아야 되며, 특히 밀폐형 압축기에 사용하는 냉동기유는 전기가 전도되지 안아야 되는 등 특별한 성질이 요구된다. 또 저온으로 운전되는 증발기내에서는 냉동기유도 저온이 되므로, 이 때 냉동기유 속에 포함되어 있던 왁스가 석출되어 증발기내에서 유동하기 어렵게 될 수도 있으므로, 사용하는 냉매나 장치 등에 따라 적절한 냉동기유를 선정하여야 하는데, 가능한한 압축기의 제조회사가 지정하는 냉동기유를 사용하는 것이 가장 무난할 것이다. 냉매가 암모니아인 경우 냉동기유는 냉매에 대하여 거의 용해하거나 반응하지 않는다 .따라서 CFC계 냉매와 같이 용해에 의한 유의 점도가 저하하는 일이 없다. 그러나 CFC계 냉매는 냉매의 종류에 따라서 그 용해도는 다르지만 일반적으로 냉동기유와 잘 용해한다. 그 중 R-11이나 R-12는 온도 조건에 관계없이 유와 혼합되나, R-22나 R-500은 온도에 따라서 그 용해성이 변한다.

특히 일반적으로 많이 사용되는 R-22는 온도에 따라서 2액상 혼합물을 내기도 한다. 좌측 그림은 그 한 예로서 R-22를 사용하는 냉동 사이클의 저온부에서 나타날 수 있는 각 온도에 대한 어떤 한 종류의 냉동기유(3Gs)와 R-22와의 용해도 관계를 나타낸 것이다. 그림에서 예를 들면 20%의 냉동기유를 함유한 R-22는 약 -20℃인 a점의 상태에서 2개의 액상이 존재한다는 것을 나타낸다. 그리고 점 b는 약 6%의 유와 94%의 냉매를 포함한 액상을 나타내고 곡선의 좌측 부분은 52%의냉매와 48%의 유가 혼합된 제2의 액상 조정을 나타낸다. 이는 냉동장치에서 낮은 온도구역인 팽창밸브와 증발

기에서 유와 액이 2상으로 분리되어 유가 응고될 경우 유는 증발기 관 내벽에 응고하게 되고 열전달 효율이 떨어지게 하므로 압축기에서 냉매-유 혼합물이 토출될 때 유분리기 등을 이용해서 냉매에서 어느정도 유를 분리해야 함을 의미한다. 특히 CFC계 냉매에 있어서, 냉매가 냉동기유에 다량으로 용해되면 냉동기유의 점도가 낮아져서 윤활불량을 일으키거나 또는 압축기를 기동시킬 때에 크랭크케이스내의 압력이 급격하게 낮아져서 냉동기유 속에 남아있던 냉매가 냉동기유 속에서 기포를 발생하는 오일포밍 현상이 일어나 윤활불량을 일으킬 수도 있다.

냉매와 냉동기유의 용해도

 

용해도
잘 용해하는 것	중간의 것	용해하기 어려운 것
R-11	R-22	NH3
R-12	R-114	R-13
R-13B1		R-14

2-3 브라인(brine)

냉매로서 직접 피냉각물을 냉각시키지 않고 일단 브라인이라고 하는 부동액을 냉각하여 이것으로 하여금 목적물을 냉각하는 경우가 많다. 이와 같은 브라인은 증발하는 냉매의 냉동력을 냉각시키는 물체에 운반하는 중간매개체 역할을 하는 소위 2차적 냉매이며, 상태변화는 하지 않는다. 일반적으로 브라인에는 무기질브라인과 유기질 브라인이 있다.

이중에서 무기질 브라인이 주로 쓰이며 가장 일반적으로 쓰이는 것은 염화칼슘(CaCl2)인데 -50℃정도가 되어도 동결하지 않는다. 아래 그림은 염화칼슘 용액이 동결하는 온도와 농도의 관계를 나타낸 것이다. 그리고 직접 식품에 닿아야 할 때는 식염수나 프로필렌글리콜용액을 사용한다.

일반적으로 제빙장치에서 사용되는 염화칼슘의 농도는 15℃에서 비중이 1.18정도가 적당하다.

         3-1 냉동사이클

          3-2 냉매선도

 3-1 냉동사이클(Cycle)

사이클은 과정중에 어떤 변화화를 거쳐 최초의 상태로 되돌아 오는 주기적 과정을 말한다. 냉동사이클은 최초의 상태로 돌아오는 과정중에 냉동작용을 하는 사이클을 말한다. 아래 그림과 같이 냉동장치에 있어서 냉매는 팽창밸브를 통하면서 저압으로 된 후 증발기에 들어가고, 증발기에서는 액체냉매가 증발잠열을 취하여 증발하게 된다. 그리고 증발된 냉매증기는 외부로부터의 일, 즉, 압축기에서 외부로부터 일을 받아 냉매증기를 압축하여 고온, 고압으로 된다. 압축된 고압의 증기가 응축기로 보내어 지며 여기서 응축열을 방출하고 응축하게된다. 응축액은 다시 팽창밸브로 들어가는 사이클을 형성하게 된다. 냉매는 냉동장치에서 연속적으로 액으로 되기도 하고 증기로 되기도 하면서 끊임없이 순환한다.

1) 카르노 사이클(Carnot cycle)

우주상의 모든 자연현상은 시간이 흐름에 따라 무질서의 정도가 증가하는 방향으로 움직인다. 가만히 있는 돌도 시간이 지나면 풍화되고 바닷물에 부었던 한컵의 설탕물을 다시 받아낼 수없다. 시간의 흐름과 함께 자연은 무질서, 혼동(chaos)의 증가로 움직인다. 이러한 무질서의 증가는 빅뱅이후 계속되고 있다. 이것은 엔트로피의 증가를 의미하며 한번 발생한 무질서의 증가는 되돌이킬 수 없음을 의미한다. 이런 현상을 비가역현상이라 부르며 반대 현상을 가역현상이라고 한다. 프랑스 물리학자인 카르노는 이러한 가역현상이 가능한 가역사이클을 제안한다. 이 사이클은 아래 그림과 같이 고온열원(Ⅰ), 단열체, 저온열원(Ⅱ)을 순서대로 실린더에 접촉시킴에 따라서 이론적으로는 실현가능한 사이클인데 오른쪽 그림의 압력-체적(P-V)선도에 나타낸 것과 같이 2개의 등온선과 2개의 단열선으로 구성되는 가역사이클이다.

1-2 : 온도 T1에서 등온팽창한다.(열량 Q1을 외부로부터 받는 과정)

2-3 : 단열팽창하여 온도 T2로 된다.(열의 출입이 없는 과정)

3-4 : 온도 T2에서 등온압축한다.

4-1 : 단열압축하여 온도 T1으로 된다.(열의 출입이 없는 과정)

2) 이상적인 냉동사이클

카르노사이클은 어느 방향으로도 진행할 수 있는 가역사이클이다. 따라서 아래 오른쪽 그림의 순서와 방향으로 작동하는 사이클을 역카르노사이클이라고 하는데 이것은 냉동사이클의 이론사이클이다.

즉, 1-4-3-2-1의 방향으로 진행하며, 4-3으로 상태변화 할 때에 열량 Q2를 받아들여 등온팽창하고, 2-1의 상태변화 동안에 열량 Q1을 외부로 방출하게 된다.

4-3 : 온도 T2에서 등온팽창한다.(열량 Q2를 외부로부터 받는 과정)

3-2 : 단열압축하여 온도 T1이 된다.(열의 출입이 없는 과정)

2-1 : 온도 T1에서 등온압축한다.(열량 Q1을 외부로 배출하는 과정)

1-4 : 단열팽창하여 T2로 된다.(열의 출입이 없는 과정)

즉, 외부로부터 일 W를 받아 저온구역 T2의 물체로부터 열량 Q2를 취하여, 고온구역 T1으로 열량 Q1을 배출하게 되는 것이다. 결국 (Q1-Q2)에 상당하는 열량을 소비하게 되므로, 이론적 냉동사이클의 성적계수(cop)는

여기서 일량 W의 에너지는 열량 Q2를 제거하는데 필요한 것이지 W의 에너지 일부가 열량 Q2로 변환되는 것은 아니다. 따라서, 이와 같은 의미로부터 효율이라는 말을 사용하지 않고 일반적으로 성적계수 COP(coefficient of performance)라는 말을 사용하고 있다.

냉동기와 비교하면 고온 물체의 절대온도 T1은 응축기에서 응축된 냉매의 온도에 상당하게 되고, 저온물체의 절대온도 T2는 증발기에서 증발하는 냉매의 온도이다. 따라서 응축온도는 가능한 낮을수록, 증발온도는 가능하면 높게 할수록 성적계수는 좋게 된다.

절대온도 T1인 냉동기의 고온부에서 배출하는 열량 Q1을 이용하여 가열 혹은 난방을 행하는 방식을 heat pump라 하는데, 이 때의 성적계수는 다음과 같다.

3-2 냉매선도        

냉동장치내를 순환하고 있는 냉매는 끊임없이 그 상태가 변화하고 있다. 따라서 냉동기기 운전자는 장치의 어느 곳에서 냉매의 상태가 어떻게 되어 있는 가를 예측할 필요가 있고 효율이 좋은 운전조작을 한다거나 냉동능력이나 소요동력 등을 계산할 필요로 도 있다. 이때 선도를 이용하면 편리하다.

선도에는 ① 압력-체적선도(P-V선도) ② 온도-엔탈피선도(T-S 선도)

③ 엔탈피-엔트로피선도(H-S 선도) ④ 압력-엔탈피 선도(P-H 선도)

등이 있으나 거의 P-H 선도만을 사용하므로 이것에 관해서 살펴보겠다.

1) P-H 선도(모리엘 선도)

냉동공학을 공부하는 사람은 냉매의 P-H 선도가 여행자의지도와 같이 그 용법을 필수적으로 알고 있어야 하고, 어떠한 운전 상태라도 냉매선도(P-H선도)상에 표시할 수 있어야 한다. 이 P-H선도를 사용하면 냉동기의 크기, 냉동능력, 냉동기의 운전에 필요한 전동기의 크기 등을 쉽게 구할 수 있다. 아래 선도는 냉매 R-22의 모리엘선도를 나타낸 것이다.

①엔탈피 : 어느 압력하에서 1kg의 물체내에 들어있는 열량과 그 체적 만큼 주 위의 것을 밀어낸 일의 열당량을 합한 것을 말하는데 어떤 상태에서 가지고 있는 그 물질의 총열량이라고도 표현할 수 있다. 세로축의 등 엔탈피선 위의 냉매는 모두 같은 엔탈피(kcal/kg)를 가진다.

②등압선 : 선도에서 횡으로 그어진 선 위의 냉매 압력은 모두 같다. 등압선에 표시된 압력의 다누이는 절대압력(절대압력=게이지압+대기압)을 사용 하므로 냉동장치의 압력계(게이지압)과 비교할 때에는 주의하여야 한다.

압력의 단위는 kg/cm2abs 이다.

③포화액선 : 앞의 그림에서 알 수 있듯이 포화액선은 완전포화상태의 상태점들을 연결한 선이다. 이 상태에서 왼쪽부분으로 가면 과포화상태가 되고 오른쪽 부분으로 가면 증기가 포함된 상태가 된다.

④포화증기선 : 포화증기선은 냉매액이 엔탈피를 얻어 충분히 활성화 되어 그 압력에 서 액으로서의 냉매를 하나도 가지고 있지 않은 상태점들을 연결한 선이다. 포화증기선의 왼쪽 부분으로 가면 습증기상태이고 오른쪽 부 분으로 가면 과열증기가 된다. 포화증기선에 가까울수록 냉매의 건조 도가 증가하게 되고 포화액선을 0, 포화증기선을 1로 잡아 사이에서 의 건조한 정도를 그 냉매의 건도라고 한다.

⑤등비체적선 : 등비체적선은 냉매의 비체적, 즉, 냉매 1kg당의 체적이 같은 점을 연 결한 곡선이다. v=0.1m3/kg이라고 표시된 등비체적선은 냉매 1kg당 체적이 0.1m3인 냉매를 나타내고 있는 것이다.

⑥등엔트로피선 : 엔트로피란 물체가 어느 열량을 잃어버리거나 얻을 때, 그 열량을 물 체의 절대온도로 나눈 값으로서 엔트로피의 감소 또는 증가로 나타난 다고 생각할 수 있다. 바꾸어 말하면 물체에 열의 출입이 없으면 그 물체의 엔트로피는 변화하지 않게된다. 냉동장치의 압축기에서 냉매 가스를 압축할 때 일어나는 과정을 단열압축이라 가정하고 이 때 엔 트로피는 변화하지 않는다. 실제 압축기에서의 냉매변화는 등엔트로피선을 따라 움직인다.