개념 한 쪽
이 세트는 냉동을 실제 쓰임에 적용한 사례를 다룬다. 빙관 제빙장치의 간접 냉각, 급속동결의 속도 기준, 흡수식 냉동기의 용량 제어와 냉매·흡수제 조합, 이중 효용 구성, 축열 시스템의 운전, 온도식 팽창밸브의 역할이 중심이다.
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135kg용 빙관을 쓰는 제빙장치는 브라인으로 간접 냉각한다. 그래서 브라인 펌프, 교반기, 공기교반장치가 필요하다. 헤어핀 코일은 냉매를 직접 팽창시키는 직냉 방식의 증발기이므로 브라인 간접 냉각 장치와는 맞지 않는다.
급속동결은 식품의 수분이 큰 얼음 결정으로 자라 조직을 파괴하기 전에 빠르게 얼리는 방식이다. 동결속도가 0.6cm/h 이상인 경우를 급속동결로 본다. 결정이 미세하게 생기도록 최대 결정 생성대를 빨리 지나가게 하는 것이 목적이다.
흡수식 냉동기는 열원의 양을 조절해 용량을 바꾸며, 제어 범위가 넓어 부분부하 대응이 좋다. 다만 초기 안정화에 시간이 걸린다. 희석운전은 정지할 때 용액이 결정화되는 것을 막는 보호 운전이지 용량 제어 방법이 아니다.
흡수식의 냉매와 흡수제는 짝을 맞춰야 한다. 물-리튬브로마이드 방식은 물이 냉매, 리튬브로마이드가 흡수제이고 0℃ 이상에서 쓴다. 암모니아-물 방식은 암모니아가 냉매, 물이 흡수제이고 0℃ 이하에서 쓴다. 프레온이나 메틸아민은 표준 조합이 아니다.
이중 효용 흡수식 냉동기는 열회수를 위해 재생기를 두 개 쓴다. 증발기는 냉매가 증발하는 공간으로 하나가 표준이다. 재생기 수와 증발기 수를 같은 방식으로 늘린다고 생각하면 틀린다.
흡수식은 압축식보다 성능계수가 낮다. 보통 0.7~1.3 정도여서 효율이 높다고 말할 수는 없고, 대신 전기를 적게 쓰고 폐열을 활용하며 설치 면적이 작다는 점이 장점이다. 부식성 관리가 필요하다는 것도 흡수식의 특징이다.
축열 시스템은 부하 변동을 저장조가 받아 주므로 열원기기를 전부하로 연속 운전할 수 있다. 그만큼 효율이 좋아진다.
팽창밸브는 종류마다 제어 대상이 다르다. 온도식 자동팽창밸브는 증발기 출구의 과열도를 일정하게 맞추고, 증발기 압력을 일정하게 유지하는 것은 정압식 밸브의 역할이다.
같은 온도차라도 절대온도 수준이 낮은 사이클이 카르노 열기관 효율은 더 높다. 0℃와 100℃ 사이의 효율은 1-273/373로 약 26.8%, 400℃와 500℃ 사이는 1-673/773로 약 12.9%이며, 앞의 사이클이 약 2.08배다.
선지 판단은 축열재의 단위 체적당 축열량을 적게 잡는지, 열펌프 난방에서 응축기의 방열을 실내로 보는지, 흡수식의 냉매와 흡수제를 서로 바꾸지 않았는지, 흡수식 구성에 압축기를 넣지 않았는지, 냉난방 전환 밸브를 4방 밸브로 읽는지, 빙축열을 난방용에 적합하다고 뒤집지 않았는지에서 갈린다. 축열재는 단위 체적당 축열량이 많아야 하고 저가이며 화학적으로 안정하고 열전달이 쉬워야 한다. 열펌프는 외부의 열을 옮기며, 난방할 때 응축기는 실내에 열을 내보내고 증발기는 외부에서 열을 흡수한다. 흡수식은 물-리튬브로마이드와 암모니아-물의 역할을 구분하고 기계적 압축기를 쓰지 않는다. 축열조는 열원기기를 고부하로 오래 운전해 효율을 높이고 부분부하 대응을 쉽게 한다. 빙축열은 저온 저장이라 난방용 고온 공급에는 적합하지 않고 냉방 피크 절감에 쓴다. 물을 얼리는 냉동장치의 압축기 소요동력은 냉각열과 응고열과 과냉열을 모두 더한 냉동부하로 구한다. 열펌프의 토출가스 온도가 130~140℃로 높을 때 유량 증가는 열교환을 좋게 해 온도를 낮추므로 상승 원인이 될 수 없다.
온도식 자동팽창밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 온도식 자동팽창밸브(감온식 팽창밸브)는 감온부(센서벌브)를 증발기 출구측에 부착하여 냉매 가스의 과열도(온도)를 감지하여 팽창밸브를 작동시킵니다. 작동 원리상 증발기 출구 측의 온도 변화에 따라 냉매의 유량을 조절하며, 내부의 평형 압력(증발압력)에 대응하는 구조입니다.
온도식 팽창밸브는 과열도 제어가 주 목적이며, 증발기 압력 일정 유지는 정압식 밸브의 기능이다.
흡수식 냉동기의 냉매와 흡수제 조합으로 가장 적절한 것은?
정답 ② · 이 문제는 흡수식 냉동기의 냉매와 흡수제 조합으로 적절한 것을 고르는 문제이다. 흡수식 냉동기의 대표적인 조합은 물을 냉매로 하고 브롬화리튬을 흡수제로 하는 것, 그리고 암모니아를 냉매로 하고 물을 흡수제로 하는 것이다.
흡수식 냉동기에서 일반적 조합은 물(냉매)과 브롬화리튬(흡수제) 또는 암모니아(냉매)와 물(흡수제)이다.
일반적으로 급속동결이라하면 동결속도가 몇 cm/h이상인 것을 말하는가?
정답 ④ · 급속동결의 동결속도 기준을 묻는 문제이다. 급속동결은 식품이 최대 빙결정 생성대를 빠르게 통과하도록 하여 수분 결정을 미세하게 유지하고 조직 파괴를 방지하는 동결 방식이다.
급속동결은 식품 내부의 수분이 큰 결정으로 자라나 조직을 파괴하지 않도록 매우 빠른 속도로 냉동해야 하므로 cm/h 단위로 높은 수치를 요구한다.
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