Condensing Unit에 관하여(Condensor 등)

응축기(Condenser)는 압축기(Compressor)에서 토출된 고온고압의 냉매 가스를 상온의 물이나 공기 고열을 제거하여 액으로 만드는 역할을 하는 기기를 말합니다. 일반적으로 상선에 사용되는 Condenser로는 횡형 Shell & 튜브식(Horizontal Shell & Tube Type Condenser)이 사용됩니다. 장점으로는 전열 성능이 양호하고 소형, 경량으로도 가능하며 설치 면적이 적게 드는 장점이 있습니니다. 또한 수량이 많지 않아도 되는 장점도 있습니다. 단점으로는 과부하 처리가 어렵고 통수저항이 약간 큽니다. 또한 운전 중 냉각관 청소가 불가능한 단점이 있습니다.

 

Horizontal(횡형) Shell & Tube Condenser는 옆에서 놓여진 강판제 원통 동체(Shell) 내에 여러 개의 냉각관을 배치한 것으로 냉각관의 양단을 강판 제 관판(Tube Plate)에 확관으로 고착시켜 냉매의 기밀을 유지하고 있습니다. 동체의 상부에서 들어가는 냉매 증기는 냉각관의 외 표면에서 응축하여 방울이 되어 떨어져 동체내의 하부에 고이고 하부의 냉배 출구는 응축 액막이 유출하도록 동체의 최저부분에 설치하며 동체의 하부에 고인 냉매는 응축된 후 얼마간 과 냉각된 상태에서 유출이 됩니다.  만약 유출 냉매 중에 응축되지 않은 증기가 섞여 있거나 또는 유출한 액이 배관을 통과하는 저항에 의해서 압력이 강하고 이 때문에 액체 중에 증기(Flash Gas)가 발생하거나 하면 팽창밸브의 오리피스(Orifice)를 통과할 때 이것에 의한 방해로 냉매 유량이 감소하여 냉동 용량이 격감 시킵니다.

 

 증발기(Evaporator)는 팽창밸브를 통과한 저온, 저압의 냉매액(실제로는 습증기)이 증발하면서 저열원으로 부터 열을 흡수하여 저온, 저압의 냉매증기로 되는 부분으로 증발이 이루어지는 동안 압력과 온도가 일정합니다. 제상(Defrosting)이란 온도를 0도씨 전후보다 낮은 온도로 유지하는 냉장실의 공기 냉각기(Rrov. Ref. Plant의 Unit Cooler)에서는 공기중의 수증기가 냉각기 표면에 응축, 동결하고 이것이 축적되어 전열을 방해하며, 공기 통로를 막아서 송풍량을 감소시키고 이것이 더욱 더 착상을 증가 시킵니다. 제상의 종류 및 방법으로는 정지방식(Off Cycle), 살수방식, 전기히터방식, Hot Gas 제상 방식이 있는데, 먼저 정지방식은 Cold Chamber의 온도가 5도씨 정도인 냉장고에서는 공기 냉각기(Unit Cooler)의 착상이 진행되어 냉각 용량이 낮아지면 전자 밸브등에서 냉매 액의 공급을 막고 송풍기의 운전을 계속하면 Cold Chamber내 공기에 의해서 제상이 되는데 이 때 녹은 서리는 Drain으로 떨어져 배수가 됩니다.

 

살수방식은 공기 냉각기는 송풍기를 정지하고 냉매 공급을 정지시키고 나서 코일표면에 온수를 살포하게 됩니다. 이 때 온수의 최고 온도는 25도씨(이 이상의 온도가 되면 Cold Chamber내에 안개가 발생하고 Cold Chamber내의 공기 온도를 높게 한다.)이며 최저 온도는 10도씨(이 이하의 온도에서는 물량이 많아져서 비산하기 쉽게 되고 제상시간이 길어진다.)로 깨끗한 물을 사용합니다. 전기히터방식은 공기 냉각기의 냉각관 배열의 일부에 Fin Tube모양의 전열 히터를 삽입해서 제상 시에 송풍기를 정지하고 이 전열 히터에 통전해서 착상부를 가열, 제상하게 됩니다. 이 때 일반적으로 Drain Pan 및 Drain 배수관에도 전기 히터를 설치해서 동시에 통전, 가열하여 Drain(응축수) 배수에 지장을 초래 하지 않도록 해야 합니다. Hot Gas 제상 방식은 냉장고 냉동장치에 공기 냉각기(Unit Cooler)가 2대 이상인 경우 제상 하려고 하는 공기 냉각기의 송풍기를 정지하고 압축기의 토출가스(Hot Gas)를 보내서 그이 응축열로 제상하고 토출가스는 응축된 후 다른 공기 냉각기로 보내서 냉각 운전을 계속하고 그의 열원으로 제상하는 방식입니다. 수액기(Receiver)란 응축된 냉매 액을 일시 저장하는 용기로서 미처 응축되지 못한 냉매증기는 계속되는 방열로 다시 응축되면 응축된 냉미액 만을 팽창밸브로 보내는 역할을 합니다. 팽창밸브(Expansion Valve)는 수액기 안에 있는 고온, 고압의 냉매 액을 교축밸브(Throttle Valve)나 모세관(Capillary Tube)과 같은 가는 관을 통과시켜 저온, 저압의 냉매액(실제는 습증기)으로 만들어 증발이 쉽도록 하며 냉매의 유량도 조절합니다.

 

그밖의 부속기기들로는 유분리기(Oil Separator), Dryer, Strainer, 열교환기(Heat Exchanger), 액분리기(Liquid Separator) 등이 있는데 먼저 유분리기는 압축기 토출 가스 중에 혼입된 오일을 분리하여 압축기 윤활 불량을 방지하고 응축기, 증발기에서 유막으로 인한 전열 방해를 방지하는 역할을 합니다. 그리고 Dryer는 냉동 장치의 냉매 계통에 수분이 존재하면 장치의 각부에 나쁜 영향을 주므로 냉매 액을 Dryer를 통과해서 냉매중의 수분을 제거하도록 하는 역할이며, 건조제(소바이트, 시리카겔)가 수분을 흡수하면 색이 변하므로 건조한 것으로 교환을 하여 사용하도록 해야 합니다. 시운전 시 진공펌프를 사용하여(Vacuum Test 실시) Plant 내부의 수분을 제거하여 건조하게 만든 후 Dryer를 사용하는 것이 좋습니다. 그리고 Strainer는 냉매 중에 먼지나 금속 등의 이물질이 섞여서 순환하면 이것이 팽창밸브의 오리피스를 막히게 하거나 압축기의 토출 밸브나 흡입 밸브에 부착되서 작동을 방해하는 원인이 되므로 Filter나 Suction Strainer를 설치하여 이를 통해서 이물질을 제거하여야 합니다. 열교환기(Heat Exchanger)는 고압액 냉매를 고냉 시켜 냉동 효과를 증대 시키고 흡입가스를 과열시켜 Liquid Back을 방지하는 역할을 하며 액분리기(Liquid Separator)는 기능은 Liquid Back 방지, Compressor 보호, 기동 시 증발기내의 액 교란 방지 역할을 합니다. 설치 위치는 증발기와 압축기 사이의 흡입 배관, 증발기보다 높은 위치에 설치합니다.