개념 한 쪽
공조냉동기계산업기사 단위 및 용어 — 흡수식 구성·성적계수·냉매 조건
냉동 문제는 용어의 정의와 단위 환산에서 갈린다. 흡수식에서 무엇이 압축기 역할을 하는지, 성적계수를 어떤 단위로 맞추는지, 냉매에 요구되는 성질이 무엇인지가 기본이 된다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
뜻
흡수식 냉동기는 기계적 압축기 대신 흡수기와 발생기가 압축 역할을 나누어 맡는다. 흡수기는 냉매 증기를 빨아들여 증발기의 압력을 유지하고, 발생기는 용액을 가열해 고압의 냉매 증기를 만든다. 응축기와 증발기는 상변화를 이용하는 열교환기이므로 압축 기능이 없다.
작동 유체의 짝을 구분한다. 일반적인 흡수식 냉동기는 물을 냉매로, 브롬화리튬을 흡수제로 쓴다. 암모니아를 냉매로 쓰는 방식에서는 물이 흡수제가 된다. 흡수제는 냉매 증기를 잘 빨아들여야 하므로 용액의 증발압력이 낮아야 하고, 점도가 낮으며 재생에 드는 열량이 적은 쪽이 좋다.
냉동 방식의 이름과 원리도 짝지어 둔다. 증기압축식은 프레온 냉매의 증발잠열을 이용하고, 흡수식은 열을 동력원으로 쓰는 사이클이며, 증기분사식은 이젝터로 진공을 만든다. 전자식은 펠티에 효과를 이용하므로 압축기와 무관하다.
성적계수는 냉동능력을 소비동력으로 나눈 값이다. 브라인 순환량 7kg/min, 출입구 온도차 10℃, 비열 0.8kcal/(kg·℃)이면 냉동능력은 7×60×0.8×10으로 3,360kcal/h다. 실제 소요동력 2.5HP를 약 1.84kW로 바꾸어 나누면 성적계수는 약 2.126이 된다. 열량과 동력을 같은 단위로 맞추지 않으면 값이 어긋난다.
냉매에 요구되는 성질은 안전과 열전달 양쪽을 본다. 전기 절연성은 높아야 하고, 임계온도는 상온보다 높아야 하며, 증발잠열이 크고 열전달이 좋아야 한다. 절연성이 낮은 것은 이상적인 성질과 반대다.
암모니아는 단위 질량당 냉동효과가 크고 증발잠열이 커 효율이 높으며 가격이 저렴해 대형 설비에 쓰인다. 다만 인체에 유독하고 가연성이 있어 폭발 위험이 있으므로, 위험이 없다고 서술하면 틀린다. 윤활유와는 잘 섞이지 않아 기름 분리가 쉽고, R134a는 윤활유와 섞이는 경향이 있어 분리가 어렵다.
예제
선지 판단은 흡수식에서 흡수기와 발생기를 압축기 역할로 보는지, 일반 흡수식의 냉매를 물, 흡수제를 브롬화리튬으로 읽는지, 냉동능력과 동력을 같은 단위로 맞추어 성적계수 2.126을 얻는지, 냉매의 전기 절연성이 높아야 한다고 보는지, 암모니아에 폭발 위험이 없다고 보는지, 암모니아가 윤활유와 섞이지 않아 기름 분리가 쉽다고 보는지에서 갈린다. 흡수기·발생기의 압축 역할과 작동 유체 짝을 맞게 적은 선지, 단위를 맞춘 성적계수와 절연성 조건을 바른 선지, 암모니아의 위험성과 불혼화성을 설명한 선지가 맞고, 암모니아에 폭발 위험이 없다고 적은 선지와 절연성이 낮아야 한다고 본 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 흡수식 냉동기에서 압축기 역할을 하는 부분은 무엇인가요?
- 흡수기와 발생기입니다. 흡수기가 냉매 증기를 흡수해 증발기 압력을 유지하고, 발생기가 가열로 고압 냉매 증기를 만듭니다. 응축기와 증발기는 상변화 열교환기입니다.
- 일반적인 흡수식 냉동기의 냉매와 흡수제는 무엇인가요?
- 물을 냉매로, 브롬화리튬을 흡수제로 씁니다. 암모니아를 냉매로 쓰는 방식에서는 물이 흡수제가 됩니다.
- 브라인 7kg/min, 온도차 10℃, 비열 0.8kcal/(kg·℃), 소요동력 2.5HP이면 성적계수는 얼마인가요?
- 냉동능력은 3,360kcal/h이고 2.5HP는 약 1.84kW입니다. 두 값을 같은 단위로 맞추어 나누면 성적계수는 약 2.126입니다.
공조냉동기계산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.