3. 냉동시스템 작동유체 냉매
1) 개요
o 아래 그림은 온도-압력(T-P)에 따른 물질의 상태를 표시한 선도이다. 그림에서 1-2 과정 은 물이 Liquid에서 Vapor로 변화하는 과정이며 이러한 변화 시 2상 상태인 z 점을 거 치게 된다. z 점에서의 물질의 상태는 기체와 액체가 상존해 있기에 온도 압력만으로는 상태를 정확하게 알 수 없기에 다른 물리 변수가 필요하며 건도(x), 비체적(v) 등이 이러 한 변수들이다.
o 건도는 총질량에서 기체가 차지하는 질량비를 의미하며 비체적은 단위 질량당 부피로서 밀도의 역수이다. 건도와 비체적의 관계는 아래 수식으로 표현 된다.
o 물질의 상변화를 표현하기 위해서는 온도-압력 선도 외의 다른 선도가 필요하며 T-v(온 도-비체적) 선도, P-v(압력-비체적) 선도, T-S(온도-엔트로피) 선도 등이 있으며, 몰리에르 선도로 불리는 P-h(압력-엔탈피) 선도가 가장 많이 사용된다.
o 냉매는 상기의 물질 특성을 기반으로 냉동기에서 저열원으로부터 열을 흡수하여 고열원 으로 운반 및 방출하기 위해 적용되는 작동유체를 말하며 상변화를 일으켜 잠열을 이용하는 것을 일차 냉매(공기 포함)라 하며 상변화를 하지 않고 항상 액체 상태에서 현열을 이용하여 열을 흡수, 운반 및 방출하는 물질을 이차 냉매(브라인)이라 한다.
o 냉매란 넓은 의미에서 냉각작용을 일으키는 모든 물질을 가리키며, 특히 냉동장치, 열펌 프, 공기조화장치 및 온도차 열에너지 이용기관 등의 사이클 내부를 순환하면서 저온부 HEX(증발기)에서 증발함으로써 주위로부터 열을 흡수하여 고온부 HEX(응축기)에서 응축 하면서 열을 방출시키는 작동유체를 가리킨다.
o 일반적으로 증발 또는 응축의 상변화 과정을 통하여 잠열을 흡수 또는 방출하는 냉매를 1차냉매라 하고, 단상 상태에서 감(현)열 열전달을 통하여 열을 교환하는 냉매를 2차냉 매라 한다. 2차냉매로 열매체가 있다. 그러나 기체사이클에 적용하는 공기, 헬륨, 수소 등은 1차냉매로 분류하며, 주요 2차냉매로는 브라인 및 부동액 등이 있다. 오존층 붕괴 및 지구 온난화 등 환경에 대한 악영향으로 인해 사용이 규제되고 있는 CFC 및 HCFC 냉매의 문제점 및 대체냉매 등이 개발되고 있다.
o 일차 냉매는 CFC, HCFC, HFC, HC 계열 및 자연 냉매 등이 있으며, CFC 및 HCFC 계열 냉매는 오존층 파괴 때문에 사용이 금지되거나 금지될 예정이다. 다음 표에 CFC, HCFC 및 HFC 계열 냉매를 설명해 놓았다.
o 상기 표에 있는 냉매는 모두 지구온난화지수(GWP, global warming potential)가 매우 높 은 냉매이며, 이러한 특성은 분자구조 내의 불소(F)의 영향으로 기인하는데, 이에 통칭 F-가스(F-gas)로 통칭된다. 최근에 유럽을 중심으로 지구온난화에 영향을 주는 냉매의 사 용도 제제하기 위한 움직임이 가시화되고 있다.
o 또한 상기와 같은 순수냉매 이외에도 2가지 이상의 냉매를 혼합한 혼합냉매가 있으며, 정압하에서 증발 및 응축과정이 일어날 때 기액의 조성비가 변하고 온도가 증가 및 감 소하는 온도구배를 나타내는 냉매를 비공비 혼합냉매라 하고, 이와 반대로 혼합물임에도 불구하고 마치 순수냉매와 같이 기액의 조성비가 일정하며 온도구배가 없는 냉매를 공 비 혼합냉매라고 한다.
o 이러한 냉매들은 화학 명칭이나 화학식 또는 상용 이름 대신 냉매를 간결하게 지칭하기 위하여 일정하게 번호를 부여하는 규칙을 가지고 있는데 이것은 KS B ISO 817규격에 따른다.
2) 냉매 종류
3) 냉매의 구비 조건
4) 주요 냉매의 열 물성치
5) 혼합냉매 및 자연냉매
6) CFC/HCFC 사용 규제 및 대체 냉매
7) 브라인
8) 냉매의 온도 구분
EG-TIPS 에너지온실가스 종합정보 플랫폼
냉동(냉수) 시스템 냉동이란 어떤 물체나 공간의 열을 인위적으로 빼앗아 주위의 온도보다 낮은 온도로 만들거나 혹은 저온 상태를 유지하는 것. 이와 유사한 용어로 동결, 냉방, 냉장 등이 있으
tips.energy.or.kr
'정보 공유 > 냉동(냉수) 시스템' 카테고리의 다른 글
| 주요 냉매의 열 물성치, 증기압축식시스템기타 기술 자료, 냉동(냉수) 시스템 요소기술 (0) | 2020.06.19 |
|---|---|
| 냉매의 구비 조건, 증기압축식시스템기타 기술 자료, 냉동(냉수) 시스템 요소기술 (0) | 2020.06.18 |
| 냉매 종류, 증기압축식시스템기타 기술 자료, 냉동(냉수) 시스템 요소기술 (0) | 2020.06.16 |
| 냉매상태와 성적계수 COP EER, 증기압축식시스템기타 기술 자료, 냉동(냉수) 시스템 요소기술 (0) | 2020.06.15 |
| 이상적 냉동사이클과 실제 냉동사이클 p-h 선도, 증기압축식시스템기타 기술 자료, 냉동(냉수) 시스템 요소기술 (0) | 2020.06.14 |
댓글