냉동장치 및 캐스케이드에 관해

목차

용접의 종류 및 특징

제상의 종류 및 장·단점

냉동장치 부속기기
작용, 원리 및 설치 위치

내부 열교환기 부착
CO2-C3H8
캐스케이드 냉동시스템
성능 및 특성

본문내용

서리는 생성 즉시 부동액에 흡수되어 전열면은 항상 착상이 없는 상태를 유지.
- 농도가 저하된 부동액을 가열하여 재생.
*장점
- 고내온도가 제상 때문에 상승하는 일이 없다.
(제상으로 인한 운전정지가 없음)
- 냉각관의 열통과율이 무착상 및 전열면의 젖은면 효과 때문에 크다.
따라서 전열면은 작게 할 수 있음.
*단점
- 설비비가 비싸다(재생기 내식성 재료 사용 등으로)
- 고내 보관품의 위생을 고려하여, 부동액 선정하여야 함(냉장품 손상방지)
- 저온에서 습도가 높아지는 부동액 사용은 곤란.
냉동장치
부속기기
작용, 원리
및
설치 위치
표준 냉동 사이클
구성
압축기-응축기-필터드라이어-싸이트그라스-팽창밸브-증발기-압축기
압축기 및 모터I(Motor Compressor)는 냉동교육장치의 증발기에서 피냉각 물체로부터 열을 흡수하여 증발한 저온, 저압의 기체, 냉매를 흡입 압축하여 압력을 상승시켜 분자간의 거리를 가깝게 하고, 온도를 상승시켜 상온의 응축기에서 쉽게 액화할 수 있도록 한다.
다시 말하면 저열원(증발기)에서 냉매가 증발하면서 얻은 열을 고온, 고압으로 하여
고열원(응축기)으로 보내는 역할을 한다.
응축기(Condenser)는 냉동교육장치의 압축기에서 토출 된 고온, 고압가스의 냉매가스 열을 상온의 공기 중에 방출하여 응축 액화시키는 일을 한다
냉동장치
부속기기
작용, 원리
및
설치 위치
필터 드라이버(Filter drier)는 냉동교육장치의 냉매계통 중에 수분과 이 물질이 존재하게 되면 냉동 장치에 여러 가지 악영향을 미치게 되므로 이를 해소하기 위해 팽창밸브와 수액기사이의 액 관에 설치 계통중의 수분과 이 물질을 제거한다.
액면계(Sight glass)는 냉동교육장치의 액관 중 응축기(수액기)쪽에 설치 적정 냉매 량이 충전되었는지의 여부와 냉매의 건조 상태를 색변으로 확인한다. 적정 냉매 량이 충전되고 응축상태가 양호해지면 거품상태가 없어지고 맑은 액 냉매 상태로 지나가게 된다. 거품이 보여도 움직이지 않을 때와 입구 측에만 기포가 있고 출구 측에는 안보이거나 기포가 연속적이 아니고 때때로 보일 때는 적정 냉매 량이 충전된 것으로 본다.
전자 밸브는 전원 투입 여부에 개, 폐되어 냉매의 흐름을 통제한다.펌프다운 운전시 온도 스위치와 직렬로 연결되어, 온도 스위치 접점의 닫힘, 열림에 따라 배관 전자밸브가 개,폐되어 펌프다운 운전한다.
팽창 밸브는 고온, 고압의 액체 냉매를 증발기에서 증발되기 쉽도록 저온, 저압의 액체 냉매로 단열 팽창시킨다.
증발기(Evaporator)는 냉동장치의 팽창밸브에서 온도와 압력이 떨어진 저온 저압의 액체냉매가 증발잠열을 흡수하여 냉각작용을 함으로써 냉동목적을 직접 달성하는 열교환이다
압력계는 고, 저압 압력계가 있으며 고압측 압력계는 보통 1 - 30 kg/㎠ 눈금까지 표시되며 저압측 압력계는 30inHg.v. - 8kg/㎠까지 표시된다.
냉매충전리플은 냉동장치의 고, 저압 배관에 부착하여 냉동장치의 기밀시험, 진공시험, 냉매충전, 냉매이송시에 메니폴드게이지 사용을 위해서 반드시 필요하다.
액분리기(Accumulator)는 냉동교육장치의 증발기와 압축기 사이의 흡입배관에 설치하여 흡입 가스 중의 액 냉매를 분리시켜 압축기로의 리퀴드백(Liquid back)을 방지하므로서 압축기를 보호하는 역할을 한다. 2차적인 기능으로 기동시 증발기내의 액이 교란되는 것을 방지한다.
내부
열교환기
부착
CO2-C3H8
캐스케이드
냉동시스템
성능
및
특성
고온 사이클에는 R744 냉매를, 저온 사이클에는 R290 냉매를 적용하고, 고온과 저온 사이클에 내부 열교환기를 부착한 캐스케이드 냉동시스템의 성능 분석을 위해 다음과 같이 가정하였다.
저온과 고온 사이클의 압축기내 냉매는 단열압축과정이고, 압축효율과 기계효율은 각각 0.8과 1이다.
저온과 고온 사이클 내 열교환기(증발기, 응축기, 캐스케이드 열교환기)내의 냉매 압력강하와 열손실은 무시한다.
저온과 고온 사이클 내 배관의 압력강하와 열손실은 무시한다.
저온과 고온 사이클의 팽창밸브 내 냉매는 단열팽창인 등엔탈피과정이다.
운동에너지와 위치에너지의 변화는 없는 것으로 가정한다.
저온과 고온 사이클의 내부 열교환기의 효율은 0.8이다.
냉동 장치 상세도
전열량 및 성능계수

)

내부
열교환기
부착
CO2-C3H8
캐스케이드
냉동시스템
성능
및
특성
과열도의 영향
과냉도의 영향
가스냉각압력의 영향
증발온도의 영향
압출효율의 영향
-50℃정도의 저온을 얻는데 사용되는 R744와 R290용 캐스케이드 냉동사이클의 성능에 영향을 미치는 과열도, 과냉각도, 압축효율, 증발온도, 가스 냉각 압력등의 인자들에 대해서 살펴본 결과를 요약하면 다음과 같다
1) R744용 고온 사이클과 R290용 저온 사이클에만 0～20℃까지 과열도를 주었을때 캐스케이드 냉동사이클의 COP가 가장높게 나타났다.
R744용 고온 사이클의 과열도가 증가할수록 캐스케이드 냉동사이클의 COP는 감소하는 것을 알 수 있다.
2) R744와 R290용 캐스케이드 냉동시스템의 고온과 저온 사이클 모두에 대해 0～20℃까지 과냉각도를 주었을 때, 캐스케이드 냉동사이클의 COP가 가장 높게 나타났다. 고온과 저온 사이클의 과냉각도가 증가할수록 캐스케이드 냉동사이클의 COP가 증가함을 알 수 있었다.
3) R744와 R290용 캐스케이드 냉동시스템의 냉각 압력이 증가할수록 캐스케이드 냉동사이클의 COP는 감소하지만, 증발온도는 감소할수록 COP가 감소함을 확인할 수 있었다.
4) R744와 R290용 캐스케이드 냉동시스템의 증발온도가 증가할수록 캐스케이드 냉동사이클의 COP는 증가함을 확인할 수 있었다.
5) R744용 고온 사이클에만 압축효율을 주었을 때 캐스케이드 냉동사이클의 COP가 가장 높게 나타났고, 압축효율이 증가할수록 캐스케이드 냉동사이클의 COP는 증가함을 알 수 있었다.
6) 과열도, 과냉각도, 증발온도, 가스냉각압력 등의 인자들이 R744와 R290용 캐스케이드 냉동사이클의 COP에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

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