공조냉동기계기사(7)

냉매

 냉동공간 또는 물질에서 열을 흡수하여 타 공간이나 물질에 열을 운반하는 동작 유체 즉, 냉동장치를 순환하면서 열을 운반하는 작업 유체를 말한다. 1차 냉매는 직접 냉매라고도 말하며, 냉동시스템 내를 순환하여 열을 운반해 주는 매개체, 잠열 상태로 열을 운반한다. 1차 냉매로는 NH3, R-12, R-22 CO2, SO2 등이 있다. 2차 냉매는 간접 냉매, 브라인이라고 부르며, 냉동시스템 밖을 순환하면서 열을 이동시키는 것, 현열 상태로 열을 운반한다.

 

냉매에 필요한 조건

 물리적 조건은 여러 가지가 있다.

 1. 온도가 낮아도 대기압 이상의 압력에서 증발하고 또한 상온의 비교적 저압에서 액화할 수 있을 것

 2. 임계온도가 높아 상온에서 반드시 액화할 것

 3. 응고온도가 낮을 것

 4. 증발잠열이 크고 증발 잠열에 비해 액체의 비열이 작을 것.

    액체의 비열이 작으면 플래시 가스의 발생량이 적어서 좋다.

 5. 윤활유와 냉매가 작용하여 냉동 작용에 영향을 주지 않을 것

 6. 점도가 적고 전열이 양호할 것이며 표면장력이 작을 것

 7. 누설이 곤란하고 또한 누설 발견이 용이할 것

 8. 정압비열에 대한 정적 비열의 비율 즉, Cp/Cv가 적을 것

 9. 수분이 냉매 중에 혼입되어도 냉매의 작용에 지장이 없을 것

 10. 절연 내력이 크고 전기 절연물을 침식하지 않을 것

 11. 패킹 재료에 대하여 냉매가 영향을 미치지 않을 것

 12. 터보 냉동기의 경우에는 냉매가스의 비중량이 클 것

 

 화학적 조건은 여러 가지가 있다.

 1. 화학적으로 결합이 양호하고 안정하며 분해하는 일이 없을 것

 2. 금속을 부식하는 일이 없을 것

 3. 인화 폭발성이 없을 것

 

 생물학적 조건은 두 가지가 있다.

 1. 인체에 무해하고 누설하여도 냉장품을 손상시키지 않을 것

 2. 악취가 없을 것

 

 그 외에도 경제적 관점에서의 조건 등 여러 가지 냉매의 조건이 있다.

 

암모니아의 특성

 암모니아의 일반적인 성질에는 여러 가지가 있다. 먼저, 가연성, 폭발성, 악취, 독성이 있다. 그리고 임계온도는 133도씨, 임계 압력은 116.5kg/cm2A 이다. 대기압 하에서의 증발 온도는 -33.3도씨, 응고점은 -77.7도씨이다. 숫자가 외우기 좋게 3과 7이 많다. 흡입 용적당 냉동 용량은 529kcal/m3 이며, 열저항이 적고 전열 효과는 냉매 중에서 가장 크다. 전열 계수는 응축할 때는 5,000kcal/m2h도씨이며, 증발할 때는 3,000kcal/m2h도씨이다. 암모니아는 전열이 양호하므로 튜브에 핀을 부착할 필요가 없다. 마지막으로 비열비가 냉매 중에서 가장 크다. 비열비가 커서 압축 후 토출 가스의 온도가 높으므로 실린더를 물로 냉각시키기 위해 워터 재킷을 설치하고, 유분리기에서 분리된 윤활유는 열화 되어 배유 시킨다. 토출 가스의 온도가 높아 토출밸브에 카본이 부착되어 밸브의 능력을 저하하는 때가 있다. 토출 가스의 온도가 높아 -35도씨 이하를 얻으려면 2단 압축을 해야 한다.

 암모니아는 금속에 대한 부식성과 연소성 및 폭발성, 전기적 성질, 독성, 윤활유에 잘 용해되지 않는 등 다양한 성질이 존재한다.