냉동 시스템은 냉매를 작동 유체로 사용하며, 냉매는 일반적으로 액체와 기체 두 가지 형태로 존재합니다. 오늘은 액체 냉매에 대한 관련 지식을 살펴보겠습니다.
1. 냉매는 액체입니까, 기체입니까?
냉매는 단일 냉매, 비공비혼합 냉매, 공비혼합 냉매의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
단일 작동 물질인 냉매는 기체 상태이든 액체 상태이든 구성 성분이 변하지 않으므로 냉매를 충전할 때 기체 상태로 충전해도 됩니다.
공비냉매의 조성은 다르지만 끓는점이 같기 때문에 기체와 액체의 조성도 동일하므로 기체를 충전할 수 있습니다.
비공비혼합 냉매는 끓는점이 다르기 때문에 액체 냉매와 기체 냉매는 실제로 구성 성분이 다릅니다. 따라서 이때 기체 냉매를 첨가하면 첨가되는 냉매의 구성 성분이 달라집니다. 예를 들어 특정 기체 냉매만 첨가해야 하는 경우, 액체 냉매만 첨가할 수 있습니다.
즉, 비공비냉매는 액체 형태로 첨가해야 하며, 모든 비공비냉매는 R4로 시작합니다. 이러한 액체 냉매가 첨가됩니다. 일반적인 비공비냉매로는 R40, R401A, R403B, R404A, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R410A, R41A 등이 있습니다.
R134a, R22, R23, R290, R32, R500, R600a와 같은 다른 일반적인 냉매의 경우, 기체나 액체를 첨가해도 냉매의 조성에는 영향을 미치지 않으므로 편리합니다.
냉매를 추가할 때는 다음 사항에 주의해야 합니다.
(1) 시야창의 기포를 관찰하십시오.
(2) 고압 및 저압을 측정합니다.
(3) 압축기 전류를 측정합니다.
(4) 주사액의 무게를 측정합니다.
또한 다음 사항을 유의하고 강조해야 합니다.
비공비혼합 냉매는 액체 상태로 첨가해야 합니다. 예를 들어, R410A 냉매의 조성은 다음과 같습니다.
R32(디플루오로메탄): 50%;
R125(펜타플루오로에탄): 50%;
R32와 R125의 끓는점이 다르기 때문에 R410A 냉매 실린더를 방치하면 R32와 R125의 끓는점 차이로 인해 실린더 상부에 기화된 냉매가 필연적으로 발생하게 됩니다. 이 경우 냉매의 조성은 50% R32 + 50% R125가 아닌 R32가 낮은 끓는점을 가지게 되며, 상부의 냉매는 R32 성분일 가능성이 매우 높습니다.
따라서 기체 냉매를 첨가하는 경우, 첨가되는 냉매는 R410A가 아니라 R32입니다.
둘째, 액체 냉매의 일반적인 문제점
1. 액체 냉매 이동
냉매 이동이란 압축기가 정지했을 때 압축기 크랭크케이스에 액체 냉매가 축적되는 현상을 말합니다. 압축기 내부 온도가 증발기 내부 온도보다 낮으면 압축기와 증발기 사이의 압력 차이로 인해 냉매가 더 차가운 곳으로 이동합니다. 이러한 현상은 추운 겨울철에 가장 많이 발생합니다. 하지만 에어컨이나 히트펌프의 경우, 응축기가 압축기에서 멀리 떨어져 있으면 온도가 높더라도 냉매 이동이 발생할 수 있습니다.
시스템이 꺼진 후 몇 시간 내에 다시 켜지 않으면 압력 차이가 없더라도 크랭크케이스의 냉매가 외부 냉매를 끌어당기는 현상으로 인해 이동 현상이 발생할 수 있습니다.
만약 과도한 액체 냉매가 압축기 크랭크케이스로 유입되면, 압축기 시동 시 심한 액체 충격 현상이 발생하여 밸브 플레이트 파열, 피스톤 손상, 베어링 고장 및 베어링 마모(냉매가 베어링에서 오일을 씻어냄)와 같은 다양한 압축기 고장을 초래할 수 있습니다.
2. 액체 냉매 과다 유출
팽창 밸브가 고장 나거나 증발기 팬이 고장 나거나 공기 필터에 막히면 액체 냉매가 증발기에서 넘쳐흘러 증기가 아닌 액체 상태로 흡입관을 통해 압축기로 유입됩니다. 장치 작동 중 액체 냉매가 넘쳐흘러 냉매유를 희석시키면 압축기 내부 부품의 마모가 심해지고 오일 압력이 감소하여 오일 압력 안전 장치가 작동하게 되고, 결국 크랭크케이스의 오일이 누출됩니다. 이 경우, 장치를 정지시키면 냉매 이동 현상이 급격히 발생하여 재시동 시 액상 해머 현상이 나타날 수 있습니다.
3. 리퀴드 스트라이크
액체 해머 현상이 발생하면 압축기 내부에서 금속이 부딪히는 듯한 소리가 들리고, 압축기가 심하게 진동할 수 있습니다. 액체 해머는 밸브 파열, 압축기 헤드 개스킷 손상, 커넥팅 로드 파손, 크랭크축 파손 및 기타 압축기 손상을 유발할 수 있습니다. 액체 해머는 액체 냉매가 크랭크케이스로 유입되어 재가동될 때 발생합니다. 일부 장치에서는 배관 구조 또는 부품 위치 때문에 장치 정지 시 흡입관이나 증발기에 액체 냉매가 축적되었다가 장치를 재가동할 때 순수한 액체 상태로 매우 빠른 속도로 압축기로 유입될 수 있습니다. 액체 해머의 속도와 관성은 압축기에 내장된 액체 해머 방지 장치를 무력화시키기에 충분합니다.
4. 유압 안전 제어 장치의 작동
저온용 에어컨 시스템에서는 제상 후 액체 냉매가 과다하게 유입되어 오일 압력 안전 제어 장치가 작동하는 경우가 종종 발생합니다. 많은 시스템은 제상 과정에서 증발기와 흡입 라인에서 냉매가 응축된 후 시동 시 압축기 크랭크케이스로 유입되어 오일 압력이 떨어지고, 이로 인해 오일 압력 안전 장치가 작동하도록 설계되어 있습니다.
오일 압력 안전 제어 장치의 작동이 한두 번 정도는 압축기에 심각한 영향을 미치지 않을 수 있지만, 윤활 상태가 불량한 상태에서 반복적으로 작동하면 압축기 고장을 초래할 수 있습니다. 운전자는 오일 압력 안전 제어 장치를 사소한 고장으로 여기는 경우가 많지만, 이는 압축기가 2분 이상 윤활 없이 가동되었음을 알리는 경고이며, 즉시 시정 조치를 취해야 합니다.
3. 액체 냉매 문제에 대한 해결책
냉동, 냉방 및 열펌프용으로 잘 설계되고 효율적인 압축기는 본질적으로 특정량의 액체 냉매와 냉매 오일만 처리할 수 있는 증기 펌프입니다. 더 많은 액체 냉매와 냉매 오일을 처리할 수 있는 압축기를 설계하려면 크기, 무게, 냉각 용량, 효율, 소음 및 비용을 종합적으로 고려해야 합니다. 설계 요소 외에도 압축기가 처리할 수 있는 액체 냉매의 양은 고정되어 있으며, 처리 용량은 크랭크케이스 용적, 냉매 오일 충전량, 시스템 및 제어 방식, 정상 작동 조건 등의 요소에 따라 달라집니다.
냉매량이 증가하면 압축기의 잠재적 위험성이 커집니다. 손상의 원인은 일반적으로 다음과 같습니다.
(1) 과다한 냉매 충전.
(2) 증발기에 서리가 꼈습니다.
(3) 증발기 필터가 더럽고 막혔습니다.
(4) 증발기 팬 또는 팬 모터가 고장납니다.
(5) 모세관 선택 오류.
(6) 팽창 밸브의 선택 또는 조정이 잘못되었습니다.
(7) 냉매 이동.
1. 액체 냉매 이동
냉매 이동이란 압축기가 정지했을 때 압축기 크랭크케이스에 액체 냉매가 축적되는 현상을 말합니다. 압축기 내부 온도가 증발기 내부 온도보다 낮으면 압축기와 증발기 사이의 압력 차이로 인해 냉매가 더 차가운 곳으로 이동합니다. 이러한 현상은 추운 겨울철에 가장 많이 발생합니다. 하지만 에어컨이나 히트펌프의 경우, 응축기가 압축기에서 멀리 떨어져 있으면 온도가 높더라도 냉매 이동이 발생할 수 있습니다.
시스템이 꺼진 후 몇 시간 내에 다시 켜지 않으면 압력 차이가 없더라도 크랭크케이스의 냉매가 외부 냉매를 끌어당기는 현상으로 인해 이동 현상이 발생할 수 있습니다.
만약 과도한 액체 냉매가 압축기 크랭크케이스로 유입되면, 압축기 시동 시 심한 액체 충격 현상이 발생하여 밸브 플레이트 파열, 피스톤 손상, 베어링 고장 및 베어링 마모(냉매가 베어링에서 오일을 씻어냄)와 같은 다양한 압축기 고장을 초래할 수 있습니다.
2. 액체 냉매 과다 유출
팽창 밸브가 고장 나거나 증발기 팬이 고장 나거나 공기 필터에 막히면 액체 냉매가 증발기에서 넘쳐흘러 증기가 아닌 액체 상태로 흡입관을 통해 압축기로 유입됩니다. 장치 작동 중 액체 냉매가 넘쳐흘러 냉매유를 희석시키면 압축기 내부 부품의 마모가 심해지고 오일 압력이 감소하여 오일 압력 안전 장치가 작동하게 되고, 결국 크랭크케이스의 오일이 누출됩니다. 이 경우, 장치를 정지시키면 냉매 이동 현상이 급격히 발생하여 재시동 시 액상 해머 현상이 나타날 수 있습니다.
3. 리퀴드 스트라이크
액체 해머 현상이 발생하면 압축기 내부에서 금속이 부딪히는 듯한 소리가 들리고, 압축기가 심하게 진동할 수 있습니다. 액체 해머는 밸브 파열, 압축기 헤드 개스킷 손상, 커넥팅 로드 파손, 크랭크축 파손 및 기타 압축기 손상을 유발할 수 있습니다. 액체 해머는 액체 냉매가 크랭크케이스로 유입되어 재가동될 때 발생합니다. 일부 장치에서는 배관 구조 또는 부품 위치 때문에 장치 정지 시 흡입관이나 증발기에 액체 냉매가 축적되었다가 장치를 재가동할 때 순수한 액체 상태로 매우 빠른 속도로 압축기로 유입될 수 있습니다. 액체 해머의 속도와 관성은 압축기에 내장된 액체 해머 방지 장치를 무력화시키기에 충분합니다.
4. 유압 안전 제어 장치의 작동
저온용 에어컨 시스템에서는 제상 후 액체 냉매가 과다하게 유입되어 오일 압력 안전 제어 장치가 작동하는 경우가 종종 발생합니다. 많은 시스템은 제상 과정에서 증발기와 흡입 라인에서 냉매가 응축된 후 시동 시 압축기 크랭크케이스로 유입되어 오일 압력이 떨어지고, 이로 인해 오일 압력 안전 장치가 작동하도록 설계되어 있습니다.
오일 압력 안전 제어 장치의 작동이 한두 번 정도는 압축기에 심각한 영향을 미치지 않을 수 있지만, 윤활 상태가 불량한 상태에서 반복적으로 작동하면 압축기 고장을 초래할 수 있습니다. 운전자는 오일 압력 안전 제어 장치를 사소한 고장으로 여기는 경우가 많지만, 이는 압축기가 2분 이상 윤활 없이 가동되었음을 알리는 경고이며, 즉시 시정 조치를 취해야 합니다.
3. 액체 냉매 문제에 대한 해결책
냉동, 냉방 및 열펌프용으로 잘 설계되고 효율적인 압축기는 본질적으로 특정량의 액체 냉매와 냉매 오일만 처리할 수 있는 증기 펌프입니다. 더 많은 액체 냉매와 냉매 오일을 처리할 수 있는 압축기를 설계하려면 크기, 무게, 냉각 용량, 효율, 소음 및 비용을 종합적으로 고려해야 합니다. 설계 요소 외에도 압축기가 처리할 수 있는 액체 냉매의 양은 고정되어 있으며, 처리 용량은 크랭크케이스 용적, 냉매 오일 충전량, 시스템 및 제어 방식, 정상 작동 조건 등의 요소에 따라 달라집니다.
냉매량이 증가하면 압축기의 잠재적 위험성이 커집니다. 손상의 원인은 일반적으로 다음과 같습니다.
(1) 과다한 냉매 충전.
(2) 증발기에 서리가 꼈습니다.
(3) 증발기 필터가 더럽고 막혔습니다.
(4) 증발기 팬 또는 팬 모터가 고장납니다.
(5) 모세관 선택 오류.
(6) 팽창 밸브의 선택 또는 조정이 잘못되었습니다.
(7) 냉매 이동.
게시일: 2022년 5월 31일
