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일반적으로 물체에서 열을 빼앗아 그 물체의 온도가 하강하는 것을 냉각(cooling)이라하고,

냉각범위 물체의 온도를 대기온도 이하로 낮추는 것을 냉동이라 한다. 따라서 냉동을 하는데에는

별한 장치를 필요로 하며, 그것을 냉동기라 부른다.

 

 

 

1. 냉동의 방법

 

 현재 사용하고 있는 냉동의 방법에는

 (1) 융해열을 이용하는 방법,

 (2) 승화열을 이용하는 방법,

 (3) 증발열을 이용하는 방법,

 (4) 압축기체의 팽창을 이용하는 방법,

 (5) 펠티어(peltier)효과를 이용하는 방법 등이 있다.

   펠티어 효과란, 서로 다른 두 금속의 도체선의 양 끝을 접합하고 이들 회로에 직류전류를 흐르게

   하면 한쪽의 접검에서는 발열이 일어나고, 다른 쪽 접점에서는 흡열이 일어나는 현상을 말한다.

   이 현상을 이용하는 냉동법을 열전 냉동이라고도 한다

 

 

 

2. 냉동기의 원리

 

 ① 압축기(compressor):증발기로부터 증발된 냉매증기를 압축시켜 응축기로 보낸다.
 ② 응축기(condenser) : 압축기로부터 나온 고온ㆍ고압의 가스냉매를 물 또는 공기로

     냉각시켜 응축 시킨다.
 ③ 팽창밸브(expansion valve): 팽창밸브의 역할은 적정량의 액체냉매를 저압의 증발기측으로

    보내고, 고압 냉매는 팽창밸브를 통과하는 사이에 급격히 저온ㆍ저압의 습증기로 된다.
 ④ 증발기(evaporator) : 냉동목적을 달성할 수 있는 곳으로서 냉매는 여기서 열을 얻어

     증발하고 주위는 저온으로 된다.

 

 

부분명칭

설명

증발기(쿨러)

저온의 액체냉매를 기체냉매로 변화시키는 역활.

액분리기

증발기에서 증발하지 못한 액체냉매를 분리하여 압축기로 액 냉매가 유입되는것을 방지.

압축기

냉동 사이클에서 냉매가스가 원활히 순환하도록 하는 역할.

유분리기

오일 유출을 막고 분리된 오일을 압축기로 자동으로 회수시켜 윤활 불량을 방지.

응축기

압축기에서 토출된 고온의 냉매가스를 상온의 물.공기로 열교환 시키고 액체냉매로 응축.

수액기

액체 냉매의 저장 용기.

필터드라이어

수분 흡착 및 이물질 제거 역할.

사이드 글라스

수분감지 역할.

팽창변

증발기로 보내는 냉매액량을 제어하는 역할.

 

 

 

3. 냉동 능력

 

  냉동능력은 증발기에서 흡수하는 열량(kcal/h)으로 표시하며, 일반적으로 냉동톤

  (ton of refrigeration)의 단위를 사용한다.

  1 냉동톤(RT)은 0℃의 물 1톤을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력을 말한다.

   따라서, 1RT는 얼음의 융해열이 79.7kcal/kg이므로.


 


   한편, 미국이나 영국에서는 1 ton(단 2,000lbs). 융해열 144Btu로 하고 있으므로 1냉톤은

   다음과 같이 표시된다.
 


  1Btu=0.252kcal이므로 이를CGS단위로 환산하면

  1 us RT =12,000Btu / h× 0.252kcal/ Btu=3,024kcal/h가 된다.

 

 

 

 ■ 한 국

 1 RT : 79,680 kcal /24h = 3,320.5kcal/h  

 1 RT는 Q=Wr에서Q = 1,000×79.68=79.680kcal 24h 79,680 ÷24 =3,302kcal/h
 

 ■ 미 국

 1 US RT : 288,000BTU/24h=12,000BTU/h =3,024=3,024kcal/h
 1 US RT는 Q=Wr에서 Q=2,000× 144=288,000BTU/24h 288,000÷24=12,000BTU/h

 예제: 내방부하 30,000kcal/h 를 담당하는 냉동기의 냉동능력은 몇 냉동톤에 해당하는가?
 풀이: 1 냉동톤 =3,320kcal/h이므로

 

 

 

4. 냉동 사이클에 의한 냉동능력