Condensing Unit에 관하여(Compressor)

냉매는 증발기(Evaporator)에서 저 열원으로부터 열을 흡수하여 압축기(Compressor)를 거쳐 응축기(Condenser)에서 고 열원으로 열을 버린 후 수액기(Receiver), 팽창밸브(Expansion Valve)를 거쳐 다시 증발기(Evaporator)로 되돌아가는 순환과정을 되풀이 한다. 압축기(Compressor)는 일반적으로 상선분야에서 사용하는 Compressor는 개방형(Open Type) 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)를 사용합니다. 증발기에서 오는 저온, 저압의 냉매증기를 흡입, 압축하여 고온, 고압의 냉배증기로 만들어 응축기로 보내는 부분으로 증발기 쪽의 압력을 일정하게 유지시켜주는 동시에 고온, 고압으로 압축하는 것이 압축기의 역할입니다.

 

압축기의 종류에는 왕복동식 압축기(Reciprocation Compressor)와 스쿠루식 압축기(Screw Compressor)가 있는데, 먼저 왕복동식 압축기(Reciprocation Compressor)는 실린더 내에서 피스톤의 왕복에 의해서 냉배가스를 압축하는 압축기를 말합니다. 이 압축기의 특징은 대개 4, 6, 8, 12, 16 기통 등 밸런스를 유지하기 위해 기통수는 짝수이며, NH3용은 900~1000rpm, 프레온용은 1750~3500rpm 정도입니다. 또한 실린더 지름이 행정보다 크거나 같으며, 실린더와 본체가 분리되어 있어 실린더라이너를 크랭크케이스내에 끼워 넣는 구조로 되어 있습니다.

           

왕복동식 압축기 장점은 능력에 비해 압축기가 적어도 되므로 가볍고 설치면적이 적으며, 동적밸런스가 양호하며 진동이 적어 기초공사가 용이한 편입니다. 그리고 각 부품의 호환성이 좋고, 부품의 공통화를 기할 수 있어 생산성이 높고 생산원가를 절감시킬 수 있는 장점이 있습니다. 또한 냉동능력의 자동제어가 용이하고 무부하 기동이 가능하고, 강제급유식을 채택하므로 윤활이 용이한 장점이 있습니다.

 

왕복동식 압축기의 단점으로는 윤활유 소비량이 많이 들며, 통극이 크고 흡입밸브의 저항이 크므로 체적효율이 나쁘며 저압측을 고진공으로 할 수 없다는 점이 있습니다. 마찰부의 활동속도 및 축수하중이 커서 베어링 등의 마모율이 크며, 토출가스 온도가 입형에 비해 현저히 상승하므로 윤활유가 열화탕화하기 쉽습니다. 이상운전상태 발생시 장치에 미치는 영향이 입형저속에 비하여 크고 기계적인 음향으로는 고장 발견이 어려운 점이 단점입니다.

 

스쿠루식 압축기(Screw Compressor)는 암나사 및 수나사로 된 두 개의 로터의 맞물림에 의해 가스를 압축하는 압축기입니다. 압축기가 두 개의 나사로 되어 있어 운전 및 정지중에 고압가스가 저압측으로 역류하는 것을 방지하기 위해 흡입측과 토출측에 역류방지밸브를 설치해야 합니다. 원래 무급유 압축기로서 개발된 것이나 냉동기용은 급유기구를 조합하여 사용하고 있습니다.

 

작동은 왕복동식의 경우처럼 흡입, 압축, 토출의 3행정이 있습니다. 흡입행정에서는 흡입측 단면에 맞물린 두 로터가 회전하면 맞물린 점이 로터의 회전에 따라 토출측으로 이동합니다. 이때, 치형사이의 공간이 증대하여 이 공간내에 가스가 흡입되고 로터의 회전이 계속 진행되면 맞물린 점이 다른 끝의 토출점에 도달하여 치형의 공간이 닫히게 됩니다. 압축행정에서는 흡입측에서 로터의 맞물림이 시작되고 회전이 진행됨에 따라 맞물린 점이 토출측으로 압축되어 압력이 높아지게 됩니다. 이 때 압축실내에 윤활유가 주입되어 로터의 밀봉작용과 윤활, 냉각작용을 합니다. 토출행정은 공간내의 압력이 토출압력에 도달하면 공간이 토출구와 연락되어 토출행정이 시작됩니다. 이 행정은 맞물린 점이 토출측 끝에 도달할 때까지 계속되며 공간내의 가스를 완전하게 토출하게 됩니다.

 

장점으로는 흡입, 토출밸브가 없어 밸브의 마모, 소음이 없으며 냉매의 압력손실이 없어 효율이 향상됩니다. 크랭크축, 피스톤링, 커넥팅로드 등의 마모부분이 없어 고장율이 적고, 왕복동식과 비교하여 동일냉동능력일 때 압축기 체적이 작아집니다. 즉, 소형으로 대용량의 가스를 처리할 수 있게 되는 것입니다. 1단의 압축비를 크게 취할 수 있으며 액흡입의 영향을 비교적 받지 않게 됩니다. 10~100%의 무단계 용량제어가 연속적으로 행해지므로 체적효율이 크다는 장점이 있습니다. 단점으로는 3500rpm 정도의 고속회전이므로 소음이 크다는 점이며, 독립된 오일펌프가 필요하며 윤활유 소비가 많아집니다. 경부하시에 동력이 많이 소요되고 운전유지비가 비싸지게 됩니다. 분해조립 및 장비에 특별한 기술이 필요합니다.