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•  냉동 장치의 구성을 설명할 수 있다.
• 냉동 사이클과 냉매에 대하여 설명할 수 있다.

(1) 냉동 장치의 원리

• 냉동장치는 액화하기 쉽고 증발열이 비교적 큰 냉매를 압축하여 액화시킨 다음에 급격히 팽창시키면 낮은 온도를 얻을 수 있는 원리를 이용
• 냉동 방법은 융해열, 승화열 등의 물리적 자연 현상에 의해 흡열 작용을 이용하는 자연 냉동법과 기계적인 일과 에너지를 공급하여 저온의 물체에서 열을 뽑아 고온 구역으로 열을 방출하는 기계 냉동법으로 구분
• 일반적으로 기계 냉동법은 증발 숨은열을 이용한 것으로 압축, 응축, 팽창 및 증발의 순서로 진행
• 냉동 장치의 원리
• 밸브를 잠근 상태에서 압축기의 전동기를 돌려 공기를 압축시킨다. 이때 냉매는 단열 압축으로 뜨거워지며, 응축기를 지나는 동안에 공기에 의해 식혀지고 높은 압력에 의해 액화
• 여기서 팽창 밸브를 열어주면 압력이 낮아져 증발기에서 액체 냉매가 기화되고, 이때 주위 공기에서 열을 빼앗아 차갑게 만든다.

그림 Ⅵ-13 냉동 장치의 원리

(2) 냉동 장치의 구조

그림 Ⅵ-14 냉동 장치의 구조

 

• 저압의 증발기로부터 냉매 가스를 흡입하여 응축할 수 있는 압력까지 압축시키는 작용>

 

• 압축기에 의하여 고온, 고압으로 된 냉매 기체를 냉각시켜 액화시키는 장치
• 냉동 장치에서 열을 방출하기 위한 것으로 응축된 액체는 일단 수액기에 모은다.
• 냉각 방법에는 소형이며 간단한 구조를 가진 공랭식과 냉각수를 증발시키는 증발식, 열교환기를 독립적으로 사용하는 수냉식

 

• 증발기 앞에 설치하여 액화된 냉매를 증발기로 보낼 때 유량을 조절하는 밸브
• 고압 쪽과 저압 쪽의 분기점

 

• 팽창 밸브를 통과한 저압의 냉매액이 증발에 의해 흡열 작용을 하는 장치, 냉동 효과가 이루어 지는 곳
• 증발기와 응축기는 전열 면적을 늘리기 위해서 핀(fin)을 부착
• 냉매액 주위의 냉각 대상물인 공기, 물 또는 브라인으로부터 열을 빼앗아 증발되어 압축기로 보내진다.

(3) 냉동 장치의 종류

• 증기 압축식 냉동 장치
• 가장 널리 사용되고 있는 냉동 장치로 압축기, 응축기, 증발기, 팽창 밸브로 이루어짐

             그림 Ⅵ-15 증기 압축식 냉동 장치       그림 Ⅵ-16 전자 냉동 장치

• 흡수식  냉동 장치
• 증발기에서 증발한 냉매를 압축기로 기계적으로 압축하는 것이 아니라 용액으로의 흡수 및 용액으로부터의 방출에 의해 에너지를 얻는 냉동하는 냉동 장치
• 그 밖의  냉동 장치
• 이젝터로 기체 냉매(보통 수증기)를 압축하는 증기 분사 냉동 장치
• 펠티에 효과를 이용한 열전자 냉동 장치

표 Ⅵ-1 냉동 장치의 종류

 

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