가스기능장 준비 (6장 가스 발생설비의 구조 - 3)

1. 냉동 사이클

4) 증발기의 종류 및 특징

4-1) 증발기 종류

- 냉매 공급방식에 의한 분류

건식 증발기 : 상부 공급방식, 하부 공급방식

만액식 증발기

액 순환식 증발기

- 냉각 매체에 의한 분류

직접 팽창식

간접 팽창식

- 구조에 의한 분류

관 코일식 증발기

핀 튜브형 증발기

플레트형 증발기

헤링 본형 증발기

멀티피드 멀티섹션형 증발기

캐스케이드형 증발기

원통형 다관식 증발기

4-2) 냉매 공급방식에 의한 증발기 종류 및 특징

- 건식 증발기

증발기 내에 냉매액 25%, 가스 75%이다.

액 분리기 설치가 필요 없다.

냉매량이 적어도 된다.

전열이 불량하고 주로 공기 냉각에 사용된다.

유회수가 용이하다.

- 만액식 증발기

증발기 내에 냉매액 75%, 가스 25%이다.

냉매엑에 냉각관이 잠겨있는 상태이므로 전열이 양호하고, 냉각효율이 좋다.

증발기에 오일이 체류할 가능이 있으므로 프레온일 경우 유회수장치가 필요하다.

액체 냉각용에 사용하며, 건식에 비해 냉매량이 많다.

- 액 순환식 증발기

증발기에서 증발하는 냉매량의 4~6배의 액을 순환펌프를 사용하여 강제적으로 순환시키는 방식이다.

증발기 출구에서 냉매액 80%, 가스 20%의 비율로 존재한다.

냉매량이 많고 저압 수액기, 액 순환펌프 등 설비가 복잡하며, 동력 소비가 많다.

강제 순환식이므로 오일이 고일 염려가 없고 냉각 코일에서 배관 저항에 의한 압력 강화도 문제 되지 않는다.

증발기가 여러 대 있어도 팽창밸브는 하나로 사용한다.

제상 작업이 용이하고 자동화가 쉽다.

4-3) 냉각 매체에 의한 증발기 종류 및 특징

- 직접 팽창식

동일한 냉장고 유지 온도에서 냉매의 증발 온도가 높다.

설비가 간단하다.

냉동저장 능력이 적어 운전 정지 시 냉장실 손실이 크다.

간접 팽창식에 비해 유지 온도 조절이 곤란하다.

팽창밸브가 많을 경우 능률적인 냉동 운전이 어렵다.

암모니아의 경우 누설로 인한 손상 우려가 있다.

- 간접 팽창식

냉동능력 및 냉장온도 조절이 쉽다.

누설 냉매에 의한 손상 우려가 적다.

압축기가 정지될 경우 온도 상승이 늦다.

압축기의 소요 동력이 크다.

설비가 복잡하다.

누설 시 발견이 어려우며 보수가 곤란하다.

4-4) 구조에 의한 증발기 종류 및 특징

- 관 코일식 증발기

대형 냉장고의 천장에 부착하는 형식이다.

파이프를 구부려 헤어핀형으로 만든다.

구조가 간단하여 제작이 쉽고, 제상 작업이 용이하다.

전열이 양호하지 않다.

- 핀 튜브형 증발기

자연대류식과 강제대류식으로 구분된다.

소형 냉장고, 냉장용 진영장 등에 사용되며, 냉동능력이 크다.

냉각관의 길이가 짧다.

저온에서 제상이 어렵다.

- 플레트형 증발기

2인치 강관을 용접 또는 주물로 격자형으로 만든 것이다.

암모니아에 사용되는 냉장고 냉각용에 사용된다.

이음이 많아 냉매의 누설 우려가 크고, 냉매를 다량으로 필요한다.

- 헤링 본형 증발기

액 순환이 양호하고 가스와 액이 분리하기 쉬운 구조이다.

전열이 양호하다.

브라인이 동결하여도 파손되지 않는다.

브라인 속도가 낮게 되면 능력이 급격히 감소한다.

- 멀티피드 멀티 섹션형 증발기

전열이 양호하다.

증발관에 냉매가 균일하게 분배된다.

구조가 복잡하고 액이 다량으로 필요하다.

암모니아의 동결실에 주로 사용된다.

- 캐스케이드형 증발기

액 냉매를 공급하고 가스를 분리하는 형식이다.

동결용, 선반 및 벽 코일로 이용된다.

- 원통형 다관식 증발기

가로로 설치된 원통 안에 냉매, 튜브에는 냉각할 액이나 브라인이 흐른다.

전열이 양호하다.

냉각관에서 냉각되는 액이 동결되면, 냉각관이 파손될 우려가 있다.

냉매가 다량으로 필요하다.

- 보데로 냉각기

대기식 응축기와 구조가 비슷하다.

물, 우유 냉각에 사용된다.

냉각관 청소가 쉽고 위생적이다.

액체가 동결되어도 장치에 대한 위험이 적다.

4-5) 기타 기기

- 수액기

설치 목적 : 응축기에서 응축된 냉매액을 팽창밸브로 보내기 전에 일시적으로 저장하는 탱크이다.

취급 시 주의 사항

응축기 상부와 수액기 상부에 균압관을 설치할 것

수액기에 직사광선을 받지 않도록 한다.

수액기 내용적의  90% 이상 충전을 금지할 것

폭발방지를 위하여 안전밸브를 설치할 것

- 유수 분리기

설치 목적 : 압축기와 응축기 사이에 설치하여 압축기 토출 가스 중에 함유된 오일을 분리하여 응축기, 증발기에서 유막으로 인한 전열 방해를 방지하고 분리된 오일은 크랭크 케이스 내로 되돌린다.

- 액 분리기

설치 목적 : 증발기와 압축 기간의 흡입 배관에 증발기보다 높은 위치에 설치하여 흡입 가스 중에 섞여있는 냉매액을 분리하고 냉매 가스만 압축기로 보내 액 압축을 방지한다.

- 액 가스 열교환기

설치 목적

냉동사이클의 효율을 증대한다.

액의 리턴이 있을 때 액 분리기 역할을 한다.

후레쉬가스 발생 시 과냉각 시킨다.

- 건조기

역할 : 프레온을 사용하는 냉동장치에 수분이 존재하면 동부착현상이 발생하여 압축기의 고장원인이 되고, 동결되어 장치를 폐쇄하여 냉매 순환을 저해하고, 윤활유 역할을 저해한다. 이를 해소하기 위하여 수액기와 팽창밸브 사이에 설치하여 계통 중의 수분을 제거한다.

- 불응축 가스 분리기

설치 목적 : 냉동 계통에 침입된 불응축 가스를 냉매와 분리하여 외부로 배출시키는 장치