냉동공학 3장 -2
냉동공학 3장 -2
15. 탄화수소계 냉매의 장단점과 적용분야에 대해서 설명하시오.
~ 오존층 파괴 지수 0(zero)이고, 지구온난화 지수가 매우 낮다.
~ 열역학적 특성은 우수하나 가연성이 높다.
~ 냉매액의 비체적이 크기 때문에 동일한 냉동능력을 내는 경우 냉매주입량을 감소가능.
~ 탄화수소와 탄화수소 혹은 탄화수소와 HFC계 냉매를 혼합함(탄화수소 순수냉매로 기존 냉매의 증기압과 용량을 만족시킬 수 없을 경우
~ 탄화수소는 독성이 없으며, 화학적으로도 안정적이며, 냉동기유인 광유와 적절한 용해도를 나타낸다.
16. 동 도금현상(Copper Plating)현상에 대해 설명하시오.
프레온계 냉매를 사용하는 냉동장치 중에 구리가 오일 중에 용해하여 동이 다시 금속의 표면(주로 철의 표면)에 도금되는 현상.
이 현상이 있게 되면 활동 부분의 간격이 적어져 압축기가 움직이지 않거나 작동불량의 원인이 된다. 이 현상은 장치 중에 수분이 많고 온도가 높을수록, 또 R-12 보다 R-22 에서 잘 일어나고 R-22보다 염화메탄과 같이 수소분자가 많은 냉매일수록, 오일 중에 왁스 성분이 많을수록 잘 일어나며, 특히 압축기의 실린더부분, 메탈 부분, 밸브판 등 활동부분에 생긴다.
17. 프레온 냉동장치에서 압축기가 액압축을 일으키는 이유를 설명하시오.
유 또는 냉매액이 압축기의 실린더에 흡입되면 액압축을 일으키게 된다. 이때, 액체는 비압축성 유체이므로, 큰 압력이 발생하여 급격한 충격음과 진동을 동반하며, 심하면 압축기가 파손되기도 한다. 이러한 현상은 다음과 같은 조건일 경우에 일어나기 쉽다.
먼저 운전 정지시, 액밸브를 완전히 잠그지 않으면 저온부의 증발기에 다량의 액냉매가 쌓여 다음 시동시 일시에 압축기에 흡입된다. 이러한 상황이 발생할 우려가 있는 경우에는 시동시에 흡입측 밸브를 잠근 상태에서 시동하여 서서히 개도(開度)를 증가시켜 급격한 흡입을 피한다. 또 자동운전에서는 팽창밸브 앞에 전자밸브를 설치하여 정지 전에 미리 전자밸브를 폐쇄하여 저압부의 냉매를 회수한다.(펌프다운방식)
다음으로 흡입관의 도중에 트랩 등 유나 냉매액이 모이기 쉬운 곳이 있으면 여기에 서서히이들이 쌓여 일시에 압축기에 흡입된다. 그리고 급격한 부하변동에 팽창밸브가 대응하지 못할 때 일어나기 쉽다.
또한 팽창밸브 등 냉매제어변의 개도를 급히 크게 한 경우, 증발기에서 냉매액이 완전히 증발하지 못하고 액상태로 압축기에 흡입되게 한다.
18. 액체냉각용 냉동장치에서 브라인 동결을 방지하기 위하여 취할 수 있는 대책을 기술하시오.
저온에서 공기 중의 수분을 응축시켜 흡수하여 점점 묽어지므로 비중을 측정해서 적절한 농도로 유지하도록 한다. (염화칼슘 브라인)
~ 동결방지용 T/C(온도조절기)를 사용.
~ 부동액을 첨가한다.
~ EPR(증발압력조절밸브)을 설치한다.
~ 단수 릴레이를 설치한다.
~ 브라인 순환펌프와 압축기 모터를 인터록(interlock)시킨다.
19. NH₃는 독성이 있기 때문에 점차 독성이 없는 프레온계 냉매가 사용되는데 비교적 큰 설비에도 아직도 NH₃가 많이 사용되고 있는 이유에 대해 설명하시오.
암모니아는 우수한 열역학적 특성 및 높은 효율을 지닌 냉매이다 제빙 냉동, 냉장 등 산업용의 증기 압축식 및 흡수식 냉동기 작동유체로 널리 사용되어왔다. 작동 압력이 다소 높고 인체에 해로운 특성을 지니고 있어 관리 인력이 상주하는 산업용 대용량 시스템에서 주로 사용되어왔으며 소형에는 특수한 목적에만 이용이 되어왔다. 최근 들어 CFC/HCFC 냉매의 규제로 인하여 프레온 냉매의 대체냉매로서 암모니아에 대한 연구가 많이 수행되고 있다.
20. 아래의 공란에 적당한 용어를 아래 보기에서 골라서 문장을 완성하시오.(단, 같은 용어를 여러 번 사용해도 좋다.)
몇 가지의 단일성분 냉매를 혼합한 것을 혼합냉매라 하여 ( A )와 ( B )로 분류한다. 비점차가 큰 몇 가지 냉매를 혼합하면 증발기내와 같은 습증기 상태에서는 기상 중에 ( C )이 액상 중에는 ( D )이 많아지게 되어 기상과 액생의 사이에 성분차이가 생기게 되는 일이 있다. 이와 같은 혼합냉매를 ( A )라고 부른다. 증발기 내에서 ( A )를 상변화 시키면 변화 과정에 따라 기액 모두의 성분이 변화하여 ( E )가 생긴다.
R410A는 R32와 R125의 혼합냉매로 혼합조성은 R32가 ( F )mass%, R125가 ( G )mass%이고 ODP(오존파괴지수)는 ( H ), GWP(지구온난화지수)의 값은 R22보다 약간 ( I ), 냉매번호 400번대의 뒤의 두 칸은 ( J )규격으로 인정된 냉매번호의 취득순으로 붙여진다.
(보기)
압력변화, 크다, 온도변화, 공비혼합냉매, 고비점성분, 자연냉매, 작다, 저비점성분, 비공비혼합냉매, 플루오르 카본, 이상혼합용액, 0, 0.5, 1, 40, 50, 60, ASHRAE, ISO, JIS
A : 비공비혼합냉매
B : 공비혼합냉매
C : 고비점성분
D : 저비점성분
E : 이상혼합용액
F : 50
G : 50
H : 0
I : 크다
J : ISO
21. GWP(Global Warming Potential : 지구온난화 계수)에 대해 설명하시오.
지구온난화지수는 각각의 기체들을 기준이 되는 기체들과 비교했을 때 대기하층에서 성층권까지의 상대적 가열정도의 척도로서 나타내어진 것이다. 이산화탄소 1kg과 비교하였을 때 어떤 온실기체가 대기로 방출된 후 특정기간 동안 그 기체 1kg의 가열효과가 어느 정도인가를 평가하는 척도이다. 100년을 기준으로 CO2를 1로 볼 때 CH4가 21, N2O가 310, HFCs가 1,300, PFCs가 7,000, SF6가 23,900 이다.
22. 다음의 가, 나, 다, 라는 냉매 및 윤활유에 대해 기술한 것이다. 문장 가운데 ( )내 들어갈 가장 적절한 어구를 문제 마지막에 있는 단어들 가운데 선택하여 ( )내에 기입하시오.
가. 냉매의 특성을 나타내는 대표적인 것으로 비점이 있다. 이를 통해 다음과 같이 대부분 냉매의 특성을 추정
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자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/detail.asp?pk=11076645&sid=ddangkung&key=
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