공조냉동기계기능사 카르노 및 이론 실제 사이클 — 불응축 가스와 압축비

실제 냉동 장치 안에 공기가 들어가면 이론 사이클과 달라진다. 공기는 응축기에서 액화되지 않는 불응축 가스로 남아 응축압력을 끌어올리고, 압축비를 키워 체적효율을 떨어뜨리며 냉동능력을 감소시킨다. 공기 유입의 영향으로 체적효율이 증가한다는 설명은 방향이 반대다.

압축비가 큰 조건을 그대로 감당하지 않으려고 2단 압축을 쓴다. 높은 압축비를 낮추어 효율을 높이고, 체적효율을 증대시키며, 압축일을 절감하고 냉동능력을 늘리는 것이 목적이다. 특정 압축비 수치를 선택하는 일은 목적 목록에 들어가지 않는다.

응축압력이 오르는 원인은 방열 쪽에서 찾는다. 외기 온도가 상승하면 응축기의 방열 효율이 떨어져 냉매가 잘 액화되지 못하고 압력이 올라간다. 유분리기의 기능이 양호하거나 냉각수량이 과다한 경우, 부하가 감소한 경우는 압력을 낮추거나 안정시키는 쪽이다.

반대로 응축압력이 지나치게 내려가는 것을 막으려면 냉각 능력을 약화시켜야 한다. 공랭식에서 댐퍼를 조절하거나 송풍기를 제어해 풍량을 줄이는 방법이 여기에 해당한다. 수냉식에서 냉각수 공급을 늘리면 열교환 효율이 높아져 압력이 더 내려가므로, 저하 방지 조치로는 맞지 않는다.

이론 사이클과 실제 사이클을 비교할 때는 압력이 어느 방향으로 움직이는지, 그 원인이 열을 빼앗는 쪽인지 열을 못 빼는 쪽인지를 먼저 가른다. 원인의 방향이 정해지면 선지의 옳고 그름도 함께 정리된다.