1.응축기
압축기에서 고압 증기로 압축된 냉매가스를 냉각시켜 액체냉매로 만드는 장치로 열교환 매체에 따라 공기냉각방식(공랭식), 물냉각발식(수냉식), 증발방식 등으로 나뉜다.
2. 응축기의 종류
1) 수냉식
입형 셀 튜브식, 횡형 셀 튜브식, 2중관식, 7통로식
2) 공랭식
자연 대류형 응축기, 강제 대류형 응축기
3. 입형 셀 튜브식 응축기
입형 원통의 상하에 다수의 냉각관을 설치해서 최상부의 냉각수 입구로부터 물을 냉각관의 내면을 따라 낙하시키면서 관의 외면과 접촉하는 냉매증기를 응축시키는 방식으로 주로 대형의 암모니아 냉동장치에 사용한다. 주로 수량이 풍부하고 수질이 좋은 곳에 사용한다.
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장점 |
단점 |
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운전 중에도 냉각관 청소 가능 설치면적이 작고 전열이 양호 옥외설치 가능 |
평행류로 냉각수 소비가 많다 |
4. 횡형 셸 튜브식 응축기
횡형 원통의 양단에 설치한 원판에 다수의 냉각관을 부착해서 그 내부에 냉각수를 펌프로 압송하여 관 외면의 냉매를 냉각 액화시키는 방식으로 프레온 및 암모니아에 관계없이 소형, 대형에 사용이 가능하다.
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장점 |
단점 |
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설치면적이 작다. 입형에 비해 냉각수 소비가 적다. 전열이 양호하고 소형, 경량화 가능 |
냉각관 청소가 어렵다. 냉각관 부식이 쉽다. 과부하에 견디지 못함 |
5. 7통로식 응축기
원관 내에 7개의 작은 냉각관을 넣어, 물은 냉각관 내로 순차적으로 흐르고 냉매는 원관측으로 흐른다. 횡형 셸 앤드 튜브식 응축기의 한 종류로 셸 외경이 작으며, 전열관 수가 적고 암모니아 냉동장치에 주로 사용하며, 냉동능력에 따라 적당한 대수를 조립하여 사용 가능하다. 열 통과율이 가장 좋음(7통로식>횡형>입형>증발식>공랭식)
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장점 |
단점 |
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설치면적이 작고 수리가 용이 냉각수 소비가 적다. 전열이 가장 우수 |
구조가 복잡하고 제작비가 고가 부식이 쉽고 대용량에 부적합. 냉각관 청소가 곤란 |
6. 대기식 응축기
수평관을 상하로 직렬로 연결하여 그 속에 냉매증기를 흐르게 하고, 냉각수를 최상단에 설치한 냉각수조로부터 관 전체 길이에 걸쳐 균일하게 흐르도록 한 응축기. 냉각수는 냉각수조에서 관 표면을 흘러내려 순차적으로 다음 관 표면으로 흐르며 관 내부의 냉매는 냉각 응축된다. 냉매증기는 응축기의 하단으로 유입되며 응축된 냉매액도 하단으로 모여 유출된다. 겨울철에는 공랭식으로 사용 가능하고 주로 암모니아용에 이용한다.
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장점 |
단점 |
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냉각관 청소가 용이 대용량 사용이 가능하다 냉각효과가 좋다 |
제작비가 고가이고 설치장소가 넓어야 한다 관이 길어지면 압력강하가 크고 부식이 쉽다 냉각수 소비량이 다소 많다 |
7. 이중관식 응축기
수평 냉각관에 냉각수가 통과되고 외관에는 냉매가 반대 방향으로 흐르면서 응축하는 방식. 냉매와 냉각수가 서로 향류 형태로 흐르기 때문에 냉각 효과가 좋고 주로 소용량에 사용된다.
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장점 |
단점 |
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냉각수 소비가 적다 설치면적이 작고 전열이 양호 향류형으로 열교환하기 때문에 과냉각 냉매를 얻을 수 있다. |
냉각관 청소가 어렵고 냉매누설 및 냉각관 부식발견이 어렵다 제작이 어렵고 제작비가 고가 대용량에 부적합 |
8. 증발식 응축기
수냉식 응축기와 공랭식 응축기인 냉각탑을 조합한 방식으로 냉매증기가 통하는 냉각코일에 노즐로 물을 분무하고, 또 상부에 설치된 송풍기로 코일 표면에 공기가 흐르게 하여, 코일 표면에 발생된 수증기를 배출하는 구조로 되어 있다. 또한 분무된 물은 아래에 있는 냉각수 수조에 모여 순환펌프에 의해 다시 분무용 노즐로 보내지며 증발에 의한 물의 부족량만큼 보충된다. 송풍기의 송풍량이 많고 외기의 습구온도가 저하하면 응축압력이 저하된다. 증발식 응축기는 외기의 건구온도보다 습구온도의 영향을 많이 받고, 외기 습구온도에 의해 응축기 능력이 결정된다. 겨울철에는 공랭식으로 사용 가능하고 주로 암모니아 냉동장치와 중형의 프레온 냉동장치에 사용된다.
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장점 |
단점 |
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냉각수 소비가 적다 공랭식에 비해 열전달률이 높다 냉각탑을 쓰는 것보다 응축압력이 내려간다 주로 실외에 설치 |
청소, 보수가 곤란 구조가 복잡하고 설비비가 비싸다 배관이 길어져 압력강하가 큼 송풍기 및 순환펌프의 동력이 필요 |
9. 공랭식 응축기
냉각수를 사용하지 않고 송풍 공기의 헌열을 이용하여 냉매를 냉각 응축하는 방식
9. 셸 앤드 코일식 응축기
원통 내에 나선모양의 코일이 감겨져 있는 구조로 고압에 잘 견디고 구조가 간단하여 제작이 용이하고 비교적 양질의 냉각수를 얻을 수 있는 장소에서 사용이 가능하다. 주로 소용량 프레온 냉동장치에서 사용한다.
10. 열관류
열교환기의 격벽 또는 보온 보냉을 위한 단열벽 등에서 고체벽을 통과하여 한쪽에 있는 고온 유체가 다른 쪽에 있는 저온 유체로 열이 이동하는 것
11. 대수평균 온도차(LMTD)
입출구의 고온측과 저온측 유체 간에 온도차를 좀 더 정확히 구하기 위해 로그평균치를 이용
1) 평행류: 냉각수와 냉매가스의 이동방향이 같은 방식
2) 대항류: 냉각수과 냉매가스의 이동방향이 반대인 방식
