압축기의 종류와 구분

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발온도, 즉, 증발압력을 내리기 위하여 저단압축기를 추가하고, 증발기에서 나온 냉매를 일단 저단압축기에 흡입해서 이것을 고단압축기의 흡입 압력까지 압축하는 것이다. 따라서 2단압축 1단팽창 사이클과 같이 동력절약을 주목적으로 해서 중간압력 P3를 P3=(P1·P2)1/2로 결정하는 것이 아니고, 고단측 압축기의 흡입압력을 중간압력으로 채용하여 이것보다 낮은 증발압력 P2를 얻기 위하여 보조압축기인 부스터(booster)를 사용할 때의 냉동사이클이다. 따라서 이 사이클은 2단압축 사이클의 방식이므로 각종 냉동량 계산은 2단압축 팽창 사이클과 같다.
◆ 다원냉동 사이클 (cascade refrigeration cycle) 다단압축 냉동사이클은 압축과정을 2단 이상으로 나누어서 하는 것이나, 다원냉동 사이클이라고 하는 것은 냉동 사이클을 온도적으로 2단 이상 분할한 방식이라고 할 수 있다. 즉, 다원냉동 사이클중의 하나인 2원냉동 사이클은 2개의 독립된 냉동장치로 된다고 생각하면 된다. 단, 고온측 냉동장치의 증발기는 동시에 저온측 냉동장치의 응축기이므로 고온측 사이클의 증발기에 의하여 저온측 사이클의 토출가스를 응축하게 된다. -70℃이하의 증발온도에 효율적인 이원냉동 사이클에서는 일반적으로 고온측과 저온측에 서로 다른 냉매가 사용되는데, 고온측에서는 응축 압력이 낮은 R-12 또는 R-22, 저온측에는 비점이 낮으면서도 저온에서 우수한 특성을 가지는 R-13, R-14 또는 에탄 등이 사용된다. 다원냉동장치의 또 한가지 특징이라면 바로 팽창탱크이다. 팽창탱크는 저온측 냉동기를 정지하였을 때 초저온 냉매의 증발로 인하여 저온측 냉동 장치의 증발기내 압력이 높아져 증발기 배관을 파괴하는 일이 있는데 이것을 방지하기 위하여 저온측 증발기에 팽창 탱크를 부착하여 압력이 일정 이상이 되면 가스를 저장하는 장치이다. 다단압축 사이클에서와마찬가지로 다원냉동 사이클에서도 3원냉동 사이클을 만들 수 있다. 이 때는 R-12, 22를 고온측, R-14를 저온측 냉동사이클 냉매로 사용할 수 있다. 이 사이클의 장점은 앞의 설명에서 쉽게 알 수 있는 것과 마찬가지로 냉매의 선택이 자유롭기 때문에, 전 항의 다단압축 방식보다도 저온에서 좋은 효율을 얻을 수 있어 2원에서는 -100℃∼－120℃ 정도까지 가능하다. ◆다효압축 사이클 (dual or multiple effect compression cycle) 증발온도가 다른 2개의 증발기에서 발생하는 압력이 서로 다른 가스를 한 개의 압축기 실린더로 동시에 흡입해서 압축하도록 한 것이다. 즉, 응축기에서 액화한 냉매는 제1팽창밸브에서 중간압력까지 감압되면 온도가 강하됨과 동시에 일부가 증발하여 증기로 된다. 이 증기를 분리기에서 액과 분리하여 액은 다시 제2팽창밸브를 통하여 증발기로 들어가게 하고, 여기서 증발하는 가스를 압축기로 흡입, 압축하게 되는 데, 이 흡입행정의 최후에 기통벽에 있는 구멍으로 분리기에서 분리된 중간압력의 증기를 흡입하는 사이클이다. 탄산가스 냉동기에서 냉각수의 온도가 높을 때는 팽창밸브를 나온 직후 상당부분의 액이 증발하여 다량의 증기가 된다. 이와 같은 경우에 다효압축방식을 이용하면, 냉동효과를 내지 않는 증기를 필요 없이 팽창시켜 냉각기내를 통과시키는 일 없이 압력이 높고 밀도가 큰 상태에서 압축기로 흡입시킬 수가 있다. 따라서 보통의 단단압축방식에 비하여 50∼60%정도 냉동능력을 증가시킬 수가 있으며, 약 10%의 소요동력을 절약할 수가 있다. 특히 다효압축방식에 있어서는 분리기의 압력을 적당히 선정함으로 해서 발생한 증기는 과부족없이 압축기로 흡입되도록 하는 것이 중요하다.
<출처:냉동공조정보>