공조냉동기계기사 응축기 — 형식별 열전달·열통과량과 대수평균온도차

응축기 형식마다 열을 빼앗는 방식이 다르다. 증발식 응축기는 관 밖으로 물을 뿌려 물이 증발할 때의 잠열을 이용하므로 열전달 계수가 매우 크다. 공냉식은 공기의 감열만 이용하고, 증발식은 물의 잠열과 공기의 감열을 함께 이용한다. 구조에도 차이가 있어 입형 암모니아 응축기는 관내 청소가 용이하고, 횡형 응축기는 관내 수속을 1~2 m/s 정도로 유지한다.

열통과량은 전열 면적과 열저항, 온도차로 정해진다. 전열면에 휜을 붙여 면적을 넓히고, 관두께를 얇게 해 열저항을 줄이고, 냉매와 공기의 온도차를 크게 하면 열통과량이 늘어난다. 반면 응축압력을 낮추는 것은 사이클의 운전 조건을 바꾸는 일이지 응축기 자체의 열통과량을 늘리는 방법이 아니다. 냉각관에 끼는 물때는 열전도율이 낮아 전열 저항을 크게 키우므로, 물때를 없애면 저항이 줄어 전열 작용이 현저히 좋아진다.

냉매와 냉각수의 온도차는 입구와 출구에서 서로 다르므로 단순 평균이 아니라 로그평균을 쓴다. 냉매 응축온도 38℃, 냉각수 입구 30℃, 출구 35℃라면 양 끝의 온도차가 8℃와 3℃이므로 (8 − 3) ÷ ln(8/3) ≈ 5.1℃가 된다. 큰 온도차에서 작은 온도차를 뺀 값을 두 온도차 비의 로그로 나누는 순서를 뒤집으면 값이 크게 어긋난다.

액관에서는 압력이 떨어지거나 열이 들어오면 액체 냉매가 포화 상태를 벗어나 갑자기 기화하는 플래시가스가 생긴다. 액관이 직사광선에 노출되거나 너무 길거나 가늘어 마찰로 압력이 떨어질 때, 스케일로 관이 막혔을 때가 그 원인이다. 다만 응축기 쪽의 응축수량이 늘어나는 것은 액관에서 일어나는 기화의 직접 원인이 아니다 — 원인이 어느 자리에 있는지를 가르는 것이 이 자리의 갈림길이다.

응축기에 딸리는 기기도 함께 나온다. 냉매와 함께 돌던 불응축 가스는 응축기 안에 고이므로 이를 빼내는 가스퍼저는 응축기에 설치한다. 액가스 열교환기는 응축기 출구의 고압 액체 배관과 압축기 흡입의 저압 가스 배관을 이어 액체를 과냉시키고 증기를 과열시키며, 유분리기는 압축기 토출관과 응축기 사이의 약 3/4 지점에 설치한다.