냉동 시스템은 압축기, 응축기, 감속 장치, 증발기, 배관 및 보조 장비를 포함하여 냉매가 흐르는 장비와 배관을 총칭하는 용어입니다. 이는 에어컨, 냉각 및 냉동 장비의 주요 구성 요소 시스템입니다.
냉동 시스템에는 결빙 막힘, 이물질 막힘, 오일 막힘 등 다양한 형태의 막힘 고장이 발생할 수 있습니다. 바이패스 충전 밸브에 음압 표시가 나타나고, 실외기 작동음이 약하며, 증발기에서 액체 흐름 소리가 들리지 않는 경우 이러한 고장이 발생할 수 있습니다.
얼음 막힘의 원인 및 증상
결빙으로 인한 고장은 주로 냉동 시스템 내 과도한 습기 때문에 발생합니다. 냉매가 지속적으로 순환하면서 냉동 시스템 내 습기는 모세관 출구 쪽에 점차 농축됩니다. 모세관 출구의 온도가 가장 낮기 때문에 물이 얼어붙고 온도가 점차 상승하여 결국 모세관이 완전히 막히게 되고, 냉매 순환이 차단되어 냉장고가 냉각되지 않게 됩니다.
냉동 시스템 내 습기의 주요 원인은 압축기 모터 절연지에 함유된 수분입니다. 또한, 냉동 시스템의 구성 요소와 연결 배관은 건조가 불충분하여 잔류 수분을 함유하고 있으며, 냉장고 오일과 냉매는 허용량을 초과하는 수분을 함유하고 있습니다. 이러한 수분은 모터 절연지와 냉매 오일에 흡수됩니다. 이러한 이유로 냉동 시스템 내 수분 함량이 허용량을 초과하면 결빙 현상이 발생합니다. 결빙은 냉매 순환을 방해하여 냉장고의 정상적인 냉각 기능을 저해할 뿐만 아니라, 수분이 냉매와 화학 반응을 일으켜 염산과 불화수소를 생성함으로써 금속 배관 및 구성 요소의 부식을 유발하고, 심지어 모터 권선까지 손상시킬 수 있습니다. 단열재가 손상되면 냉매유가 열화되어 압축기 윤활에 영향을 미칩니다. 따라서 시스템 내 습기는 최소화해야 합니다.
냉동 시스템의 결빙 현상은 초기에는 정상적으로 작동하며, 증발기에 서리가 형성되고 응축기에서 열이 방출되며, 장치가 원활하게 작동하고 증발기 내부의 냉매 순환 소리가 명확하고 안정적으로 들립니다. 결빙이 진행됨에 따라 공기 흐름이 점차 약해지고 간헐적으로 들리기 시작합니다. 결빙이 심해지면 공기 흐름 소리가 완전히 사라지고 냉매 순환이 중단되어 응축기가 점차 냉각됩니다. 결빙으로 인해 배기 압력이 상승하고 기계 소음이 커지며, 증발기로 냉매가 유입되지 않아 서리 면적이 점차 줄어들고 온도가 상승합니다. 동시에 모세관 온도도 상승하여 얼음이 녹기 시작하고 냉매 순환이 다시 시작됩니다. 일정 시간이 지나면 결빙 현상이 반복되어 주기적인 막힘 현상이 발생합니다.
배관 막힘의 원인 및 증상
냉각 시스템 내 이물질 축적은 막힘 현상을 일으키는 주요 원인입니다. 시스템 내 이물질의 주요 발생원은 냉장고 제조 과정에서 발생하는 먼지와 금속 부스러기, 용접 과정에서 배관 내벽에 형성되는 산화막, 가공 과정에서 부품의 내외부 표면이 제대로 세척되지 않은 경우, 그리고 배관의 밀봉 불량 등입니다. 배관 내부에는 냉장고 오일과 냉매에 포함된 이물질, 그리고 건조 필터에 남아 있는 품질이 낮은 건조 분말 등이 존재합니다. 이러한 이물질과 분말은 대부분 건조 필터를 통과하면서 제거되지만, 건조 필터에 이물질이 쌓이면 미세한 먼지와 이물질이 냉매의 높은 유속에 의해 모세관으로 유입됩니다. 저항이 높은 부분에 이물질이 축적되면서 저항이 증가하고, 결국 모세관이 막혀 냉각 시스템의 순환이 멈추게 됩니다. 또한, 건식 필터에서 모세관과 필터 스크린 사이의 거리가 너무 가까우면 오염물질로 인한 막힘이 발생하기 쉽습니다. 더불어 모세관과 건식 필터를 용접할 때 모세관 노즐이 용접될 위험도 있습니다.
냉동 시스템이 오염되거나 막히면 냉매가 순환하지 못해 압축기가 계속 작동하고, 증발기는 차가워지지 않고, 응축기는 뜨거워지지 않으며, 압축기 외피도 뜨거워지지 않고, 증발기에서 공기 흐름 소리도 들리지 않습니다. 부분적으로 막힌 경우, 증발기는 차갑거나 얼음처럼 차갑지만 서리는 생기지 않습니다. 건식 필터와 모세관의 바깥 표면을 만져보면 매우 차갑고 서리가 맺혀 있거나 심지어 하얀 서리층이 형성되어 있을 수 있습니다. 이는 냉매가 미세하게 막힌 건식 필터나 모세관을 통과할 때 유량 감소와 압력 저하가 발생하여 막힌 부분을 통과하는 냉매가 팽창하고 기화되면서 열을 흡수하여 막힌 부분의 바깥 표면에 응결되거나 서리가 생기기 때문입니다.
얼음 막힘과 오염 막힘의 차이점은 다음과 같습니다. 얼음 막힘은 일정 시간이 지나면 다시 냉각이 가능해져서, 잠시 열렸다가 막히고, 다시 열렸다가 막히는 과정이 주기적으로 반복됩니다. 반면 오염 막힘이 발생하면 냉장이 불가능해집니다.
모세관이 더러워지는 것 외에도 시스템 내에 불순물이 많으면 건식 필터가 점차 막히게 됩니다. 필터 자체의 먼지와 불순물 제거 능력에는 한계가 있기 때문에 불순물이 계속 축적되어 결국 막히게 되는 것입니다.
석유 유출로 인한 막힘 현상 및 기타 파이프라인 막힘 현상
냉동 시스템에서 오일이 막히는 주된 이유는 압축기 실린더가 심하게 마모되었거나 피스톤과 실린더 사이의 간격이 너무 크기 때문입니다.
압축기에서 배출된 휘발유는 응축기로 들어가 냉매와 함께 건식 필터로 유입됩니다. 오일은 점도가 높아 필터 내부의 건조제에 막히기 쉽습니다. 오일이 과도하게 쌓이면 필터 입구에 막힘이 발생하여 냉매가 정상적으로 순환하지 못하고 냉장고가 냉각되지 않습니다.
다른 배관이 막히는 이유는 다음과 같습니다. 배관 용접 시 납땜 불량으로 막히거나, 배관 교체 시 교체된 배관 자체가 막혀 발견되지 않은 경우입니다. 이러한 막힘은 인위적인 요인으로 발생하므로, 배관 용접 및 교체는 규정에 따라 시행 및 점검해야 하며, 인위적인 막힘으로 인한 고장을 방지해야 합니다.
냉동 시스템 막힘 제거 방법
1. 얼음 막힘 문제 해결
냉장 시스템의 결빙은 시스템 내 과도한 습기 때문에 발생하므로 냉장 시스템 전체를 건조시켜야 합니다. 이를 해결하는 방법에는 두 가지가 있습니다.
1. 건조 오븐을 사용하여 각 부품을 가열 및 건조합니다. 냉장고에서 냉매 시스템의 압축기, 응축기, 증발기, 모세관 및 공기 회수관을 분리하여 건조 오븐에 넣고 가열 및 건조합니다. 오븐 내부 온도는 약 120°C로 설정하고 건조 시간은 4시간입니다. 자연 냉각 후 질소로 하나씩 불어 건조합니다. 새 건조 필터로 교체한 후 조립 및 용접, 압력 누출 검사, 진공 작업, 냉매 주입, 시운전 및 밀봉 작업을 진행합니다. 이 방법은 결빙 문제를 해결하는 가장 효과적인 방법이지만, 냉장고 제조업체의 보증 수리 부서에서만 사용할 수 있습니다. 일반 수리 센터에서는 가열 및 진공 작업과 같은 다른 방법을 사용하여 결빙 문제를 해결할 수 있습니다.
2. 가열 및 진공 청소, 그리고 2차 진공 청소를 이용하여 냉동 시스템 구성 요소에서 습기를 제거하십시오.
2. 오염으로 인한 막힘 오류 제거
모세관의 이물질 막힘을 해결하는 방법은 두 가지가 있습니다. 하나는 고압 질소를 다른 방법과 함께 사용하여 막힌 모세관을 불어내는 것입니다. 모세관이 심하게 막혀 위의 방법으로 해결되지 않으면 모세관을 교체하여 문제를 해결해야 합니다. 교체 방법은 다음과 같습니다.
1. 고압 질소를 사용하여 모세관 내부의 이물질을 제거합니다. 공정 배관을 절단하여 액체를 배출하고, 건식 필터에서 모세관을 용접합니다. 3방향 수리 밸브를 압축기 공정 배관에 연결하고 0.6~0.8MPa의 고압 질소를 주입합니다. 모세관을 곧게 펴고 가스 용접 탄화 불꽃으로 가열하여 튜브 내부의 이물질을 탄화시킨 후, 고압 질소를 이용하여 모세관 내부의 이물질을 불어냅니다. 모세관이 깨끗해지면 사염화탄소 100ml를 주입하여 가스 세척을 합니다. 응축기는 배관 세척 장치를 사용하여 사염화탄소로 세척할 수 있습니다. 그 후 건식 필터를 교체하고 질소를 주입하여 누출 여부를 확인하고 진공 상태로 만든 다음 냉매를 주입합니다.
2. 모세관 교체: 위의 방법으로 모세관 내부의 이물질이 제거되지 않으면 저압관과 함께 모세관을 교체할 수 있습니다. 먼저 가스 용접을 이용하여 증발기의 구리-알루미늄 접합부에서 저압관과 모세관을 분리합니다. 분해 및 용접 과정에서 고온으로 인해 알루미늄관이 타는 것을 방지하기 위해 구리-알루미늄 접합부를 젖은 면사로 감싸야 합니다.
모세관을 교체할 때는 유량을 측정해야 합니다. 모세관 출구는 증발기 입구에 용접해서는 안 됩니다. 압축기 입구와 출구에 트림 밸브와 압력계를 설치하십시오. 외부 대기압과 같을 때 고압계의 지시 압력이 1~1.2MPa에서 안정적이어야 합니다. 압력이 이 범위를 벗어나면 유량이 너무 적은 것이므로 압력이 적절해질 때까지 모세관의 일부를 잘라낼 수 있습니다. 압력이 너무 낮으면 유량이 너무 많은 것이므로 모세관을 여러 번 감아 저항을 높이거나 모세관을 교체하십시오. 압력이 적절해지면 모세관을 증발기 입구 파이프에 용접하십시오.
새로운 모세관을 용접할 때, 용접 막힘을 방지하기 위해 구리-알루미늄 접합부에 삽입하는 길이는 약 4~5cm 정도가 되어야 합니다. 모세관을 건식 필터에 용접할 때는 삽입 길이를 2.5cm로 해야 합니다. 모세관이 건식 필터에 너무 많이 삽입되어 필터 스크린에 너무 가까워지면 미세한 분자체 입자가 모세관으로 들어가 막힐 수 있습니다. 반대로 너무 적게 삽입되면 용접 과정에서 발생한 불순물과 분자체 입자가 모세관으로 들어가 모세관 통로를 직접 막을 수 있습니다. 따라서 모세관은 필터에 너무 많이 또는 너무 적게 삽입하지 않도록 해야 합니다. 너무 많이 또는 너무 적게 삽입하면 막힘 위험이 발생합니다. 그림 6-11은 모세관과 필터 드라이어의 연결 위치를 보여줍니다.
3. 오일 막힘 문제 해결
오일 막힘 현상은 냉동 시스템 내에 냉동기 오일이 과도하게 남아 있어 냉각 효과가 저하되거나 냉동이 제대로 되지 않는 것을 의미합니다. 따라서 시스템 내 냉동기 오일을 청소해야 합니다.
필터 오일이 막히면 새 필터로 교체해야 하며, 동시에 고압 질소를 사용하여 응축기에 쌓인 냉동기 오일의 일부를 불어내고, 질소를 주입하는 동안 헤어드라이어로 응축기를 가열해야 합니다.
게시 시간: 2023년 3월 6일
