개념 한 쪽
공조냉동기계기능사 모리엘 선도와 상변화 — 건도·액압축·액햄머링
냉동 사이클은 액체가 기체로, 다시 액체로 바뀌는 상변화의 연속이다. 팽창 직후 생기는 플래시 가스, 액체가 압축기에 들어가는 액압축, 액체가 배관을 때리는 액햄머링이 모두 상변화의 어긋남에서 나온다.
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뜻
팽창 과정에서 냉매가 비등하면 플래시 가스가 생긴다. 증발기 입구의 건도가 커져 단위 질량당 냉동능력이 줄고, 압축기가 흡입하는 부피는 늘어 소요동력이 커지며 토출 온도도 올라간다. 다만 압축비는 증발온도와 응축온도가 정하는 운전 조건이므로, 플래시 가스 때문에 압축비가 낮아진다고 보면 방향이 틀린다.
액체는 압축되지 않는다. 액체 냉매가 압축기에 들어가 액압축이 일어나면 피스톤이 일을 해도 부피가 줄지 않아 내부 에너지가 급변하고 냉각 현상이 생긴다. 그 결과 실린더 헤드의 온도가 급강하해 수분이 얼고 서리가 낀다. 액압축의 신호를 토출배관 온도 상승이나 실린더 과열로 읽으면 반대가 된다.
액햄머링은 과냉각액이나 미증발 액체가 압축기로 밀려들 때 발생한다. 증발기 안에 액체가 남는 조건이 원인이므로, 팽창밸브 개도가 부족해 공급량이 줄어드는 상황은 원인이 되지 않는다. 액체가 과한 쪽과 부족한 쪽을 구분하는 것이 이 문항의 갈림길이다.
순환량 계산은 응축열량과 압축일의 차이로 정리된다. 냉동능력 24,000㎉/h에서 단위 질량당 냉동효과는 응축열량 35㎉/㎏에서 압축일 5㎉/㎏을 뺀 30㎉/㎏이고, 24,000을 30으로 나누면 800㎏/h가 된다.
예제
선지 판단은 플래시 가스가 건도를 높여 냉동능력을 줄인다고 보는지, 액압축 때 실린더에 서리가 낀다고 읽는지, 액햄머링의 원인을 액체 과다 쪽에 두는지, 팽창밸브 개도 부족을 원인에서 빼는지, 순환량 계산에서 냉동효과를 응축열량과 압축일의 차로 구하는지에서 갈린다.
자주 묻는 물음
- 플래시 가스가 생기면 어떤 성능 변화가 나타나나요?
- 건도가 올라가 단위 질량당 냉동능력이 줄고, 흡입 부피가 늘어 소요동력과 토출 온도가 상승합니다.
- 액압축이 일어나면 실린더에 왜 서리가 끼나요?
- 액체가 압축되지 않아 내부 에너지가 급변하며 냉각되기 때문입니다. 실린더 헤드 온도가 급강하합니다.
- 액햄머링의 원인이 아닌 것은 무엇인가요?
- 팽창밸브 개도가 부족해 액체 공급이 줄어드는 경우입니다. 액햄머링은 액체가 과할 때 생깁니다.
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