냉동기 실험보고서

소개글

냉동기 실험보고서에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

고 금속에 대한 부식성이 없을 것.
②인화성 및 폭발성이 없을 것.
(3)생물학적인 조건
①인체에 무해하고 누설시 냉장품에 손상이 없을 것
②악취가 없고 독성이 없을 것
(4)경제적인 조건
①가격이 저렴하고 구입이 용이할 것
②동일 냉동능력에 비하여 소요동력이 적을 것
③자동운전이 가능할 것
④동일능력에 대하여 압축하는 냉매가스 체적이 적을 것 (가정용과 터보 냉동기 제외)
● 냉매의 종류
(1)직접냉매(1차냉매):냉동장치내를 순환하면서 냉동부하로부터 직접 상태 변화 (증발잠열)을 하녀 열을 흡수하는 물질을 말한다.
(2)간접냉매(2차냉매):냉동장치 싸이클 밖을 순환하면서 냉동부하로부터 감열과정(온도차이에 의한)으로 열을 흡수하여 증발기내의 직접 냉매에 전달하는 매개체로써 일명 브라인 (Brine)이라고 한다.
● 일반적인 냉매의 특성
(1) 암모니아 (NH₂,R-717)
① 연소성 폭발성 독성 악취가 있다.
② 표준 대기압 상태에서의 비등점 : -33.3 ℃, 응고점:-77.7 ℃
③ 임계점에서의 임계온도: 133℃, 임계압력: 116.5 kg/cm²abs
④ 기준 냉동 싸이클의 온도 조건에서 냉동 효과는 269kg/cm²abs 로 현재 사용중인 냉매 중에서 가장 우수하며 증발 압력 2.41kg/cm²abs, 웅축압력 11.895kg/cm²abs로 다른 냉매에 비하여 높지 않은 편이므로 배관 선정에 무리가 없으며 흡입 증기의 lqlcp적은 0.509m²/kg이다.
⑤ 전열이 양호하여 냉각관에 Fin을 부착시킬 필요가 없다.
⑥ 비열비의 값이 크다.
⑦ 구리 및 구리 합금의 금속재료는 부식한다.
⑧ 480℃에서 분해가 시작되고 870℃에서 질소와 수소로 분해한다.
⑨ 물에 잘 용해하고 15℃에서 물은 약 900배(용적)의 암모니아 기체를 흡수한다.
⑩ 윤활유와는 거의 용해하지 않는다.
⑪ 공기와의 혼합농도가 15～28 % (용적비)이면 폭발한다.
(2) 후레온 그룹 (Freon Group)냉매의 공통적인 특성
① 탄화 할로겐화 수소군 냉매 (Ci, C, F, H)의 총칭으로 특허국에 등록된 제조회사의 상품이며 현재 한국, 일본등 여러 나라에서 제조되고 있다.
② 화학적으로 안정하며 연소성 폭발성 독성 취기가 없다.
③ 비열비가 암모니아에 비해서 크지 않아 압축기 실린더를 반드시 수냉각 시키지 않아도 된다.
④ 열에는 안정하나 800℃이상의 고온과 접촉하면 포그겐 가스(Phosgen gas:CoCl₂)인 독성가스가 발생하게 된다.
⑤ 전기절연물을 침식하지 않으므로 밀폐형 압축기에 사용이 가능하다.
⑥ 수분과의 용해성이 극히 작아 장치내에 혼입된 공기 중의 수분과는 유리(분리)되어 팽창밸브 통과시 저온에서 빙결되어 밸브를 폐쇄하여 냉매의 순환을 방해하게 되므로 액관에는 반드시 드라이어를 설치하고 있다.
⑦ 윤활유와는 잘 용해한다.
◆ 메탄계 냉매
ⓐ R-11
냉매가스의 비중이 무겁고 압력이 낮아 원심식 압축기의 공기 조화용에 적당하다.
ⓑ R-12
공냉식 또는 수냉식으로 응축액화가 용이하다.
비중이 커서 유동저항에 의한 압력 강하가 크다.
패킹의 재료로서 천연고무는 침식하므로 합성고무를 사용해야 한다.
ⓒ R-13
포화압력이 대단히 높아 R-13으로는 사용하지 못하고 R-22등과 조합한 2원 냉동방 식으로 적합하다.
ⓓ R-21
비등점이 높고 포화압력은 낮은 편이므로 냉각수의 불편이 많고 과열에 노출되는 제 강소의 크레인 조정실고 같은 냉방장치에 이용된다.
ⓔ R-22
1단압축으로도 암모니아보다 낮은 온도를 얻을 수 있고 2단 압축에 의해 극저온을 얻 을 수 있다.
피스톤 압출량은 암모니아와 비숫하나 배관 선정은 암모니아에 비해서 액관은 1.7배, 흡입관은 1.4배 커야한다.
윤활유와의 일정한 고온에서는 용해성이 양호하나 저온에서는 윤활유가 많은 상부층 과 냉매가 많이 용해된 하부층으로 분리된다.
동일 냉동능력에 대해 암모니아보다 7배 정도의 냉매 순환량이 필요하며 중소 공기 조화용장치에 이용된다.
◆ 에탄계 냉매
ⓐ R-113
포화압력이 대단히 낮고 가스 단위 체적당 냉동효과가 적으며 압축비가 크다.
ⓑ R-114
비등점은 3.6℃, 사용도에 있어서 R-21보다 우수하다.
원심식 냉동장치에 이용된다.
◆ 혼합냉매
ⓐ 물 ( : R-718 )
증발온도를 0℃이하로 할 수 없는 조건이 최대의 단점이다.
저온용에는 사용할 수 없고 공기조화용으로 흡수식 냉동장치의 냉매로 사용된다.
ⓑ 탄산가스 ( : R-744 )
불연성이며 인체에 무독하다.
임계온도가 31℃로 상온에서의 응축의 곤란하며 포화압력이 높아 배관 및 기기의 내 압 강도가 커야 한다.
가스의 체적이 적어 선박과 같은 좁은 장소의 냉동장치의 냉매로 사용한다.
ⓒ 아황산가스 ( : R-764 )
응축압력은 암모니아의 1/3정도이며 금속재료 선택에서도 구리 및 구리합금을 사용 할 수 있다.
불연성, 폭발성이 없다.
공기중의 수분과 화합하여 황산을 생성해서 금속을 부식한다.
강한 독성 가스이다.
◆ 간접냉매 (브라인)
ⓐ 구비조건
비열이 크고 전열이 양호할 것
점도가 적당할 것
동결온도가 낮을 것
금속에 대한 부식성이 적고 불연성일 것
구입이 용이하고 가격이 저렴하여 누설시 냉장품을 손상시키지 않을 것
ⓑ 브라인의 종류
㈎ 유기질 브라인
에틸렌그리콜 브라인 : 금속에 대한 부식성이 적어서 모든 금속 재료에 적용할 수 있다.
물 : 냉방에 적합하나 동결에 유의
그로필렌글르콜:부식성이 적고 독성이 없으며 식품동결용에 이용
메틸렌클로라이드 : 극저온용에 이용
㈏ 무기질 브라인
㉠ 염화칼슘 브라인
제빙, 냉장 등의 공업용으로 가장 널이 이용된다.
흡수성이 강하고 냉장품에 접촉하면 떫은 맛이 난다.
㉡ 염화마그네슘 브라인
염화칼슘의 대용으로 일부 사용되는 정도이다.
㉢ 염화나트륨 브라인
인체에 무해하며 주로 식품냉장용에 이용된다.
금속에 대한 부식성은 염화마그네슘 브라인보다도 많다.
※ 공정점 : 서로 다른 두 가지의 물질을 용해할 경우 그 농도가 진할수록 동결온 도가 점차 낮아지면서 일정한 한계의 농도에서 최저의 동결온도(옹고점)에 도달하게 되는데 이 때의 온도를 공정점이라고 하며 공정점보다 농도가 짙거나

키워드

냉동기 실험보고서,   증발기와 응축기의 열전달,   다단 냉동의 장점,   압축기의 종류와 성능