제 11 장 안전관리
Ⅰ. 각 장치에서의 안전관리
1. 압축기의 안전관리
(1) 압축기 과열원인 (토출가스 온도 상승 원인)
① 원인
㉠ 고압이 상승하였을 때
㉡ 흡입가스 과열시 (냉매 부족, 팽창밸브 열림 부족 - 속도 증가에 따른 압력강하가 커져(저압이 낮아져) 온도 역시 기준보다 내려간다)
㉢ 윤활 불량 및 워터자켓 기능 불량 (암모니아)
㉣ 토출 · 흡입밸브, 내장형 안전밸브, 피스톤링, 유분리기, 자동반유밸브, 제상용 전자밸브 등의 누설
② 영향
㉠ 체적효율 감소로 냉동능력 감소
㉡ 윤활유 열화 · 탄화로 압축기 소손
㉢ 냉동능력당 소요동력 증대
㉣ 패킹 및 가스켓의 노화 촉진
(2) 토출밸브 누설시 장치에 미치는 영향
① 실린더 과열 및 토출가스 온도 상승
② 윤활유의 열화 및 탄화
③ 체적효율 저하
④ 냉매순환량 감소로 인한 냉동능력저하
⑤ 축수하중 증대
(3) 피스톤링의 과대 마모시 장치에 미치는 영향
① 체적효율감소
② 냉매순환량 감소로 인한 냉동능력저하
③ 크랭크 케이스 내의 압력상승
④ 냉동능력당 소요동력 증대
⑤ 윤활유의 장치내 배출로 윤활유 부족
⑥ 압축기 실린더의 과열로 윤활유 열화 및 탄화
(4) 액압축 (Liquid Back)
증발기의 냉매액이 전부 증발하지 못하고, 액체상태로 압축기로 흡입되는 현상
① 원인
㉠ 팽창밸브 열림이 클 때 (속도 저하에 따른 압력강하의 폭이 적어진다. 즉, 저압이 높아진다)
㉡ 증발기 냉각관의 유막 및 성에가 두껍게 덮였을 때 (전열이 불량하여 증발이 제대로 되지 않는다)
㉢ 급격한 부하 변동 (부하감소)
㉣ 냉매 과충전시
㉤ 흡입관에 트랩 등과 같은 액이 고이는 장소가 있을 때
㉥ 액분리기 기능불량
㉦ 기동시 흡입밸브를 갑자기 열었을 때
② 영향
㉠ 흡입관에 성에가 심하게 덮인다.
㉡ 토출가스 온도가 저하되며 심하면 토출관이 차가워진다.
㉢ 실린더가 냉각되어 이슬이 맺히거나 성에가 낀다.
㉣ 심할 경우 크랭크케이스에 성에가 끼이고, 수격작용이 일어나 타격음이 난다.
㉤ 축수하중 및 소요동력 증대
㉥ 압력계 및 전류계의 지침이 떨리고 압축기가 파손될 수 있다.
③ 대책
㉠ 흡입관에 성에가 낄 정도로 경미할 경우에는 팽창밸브 열림을 조절한다.
㉡ 실린더에 성에가 낄 경우에는 흡입스톱밸브를 닫고 팽창밸브를 닫은 후, 정상상태가 될 때까지 운전을 한 다음 흡입스톱밸브를 서서히 열고, 팽창밸브를 재조정한다.
㉢ 수격작용이 일어날 경우, 압축기를 정지시키고 워터자켓의 냉각수를 배출하고 크랭크 케이스 가열(액냄애를 증발시킨다)시켜 열교환을 한 후 재운전하며, 정도가 심하면 압축기 파손 부품을 교환한다.
㉣ 냉매 충전량을 적정하게 하고 기동조작에 신중을 기한다.
2. 응축기의 안전관리
(1) 응축압력 상승
① 응축압력(고압) 상승 원인
㉠ 응축기 밑에 냉매액이나 오일이 고여 유효 전열면적이 감소할 때 (균압관 불량)
㉡ 응축기 냉각수량 부족 및 수온이 상승할 때 (공랭식은 송풍량 부족 및 바깥공기 온도 상승)
㉢ 응축기 냉각관의 유막 및 물때가 끼었을 때
㉣ 불응축 가스가 장치 내에 존재할 때
㉤ 냉매의 과충전이나 응축부하가 클 때
② 응축압력 상승시 영향
㉠ 압축비 증대로 소요동력 증대
㉡ 압축기 토출가스온도 상승
㉢ 실린더 과열로 오일의 열화 및 탄화
㉣ 윤활불량으로 피스톤링 및 부품 마모
㉤ 체적효율 감소로 인한 냉동능력 감소
㉥ 축수부 하중 증대
③ 방지대책
㉠ 냉각관 청소 및 오일 배출
㉡ 장치내 불응축가스를 가스퍼저를 통해 배출
㉢ 냉매충전량, 적정유무 그리고 응축부하 점검
㉣ 설계수량에 맞는 적정량의 냉각수를 흐르게 하고, 냉각수 배관계통의 막힘 등을 점검
㉤ 균압관의 관지름 적정 여부 검토
(2) 불응축 가스
응축기에서 액화되지 않는 가스를 말한다.
① 불응축가스 발생원인
㉠ 냉동장치의 신설 보수 후 진공작업 불충분으로 잔류하는 공기
㉡ 냉매 및 윤활유 충전시 부주의로 침입하는 공기
㉢ 순도가 낮은 냉매 및 오일 충전시 이들에 섞인 공기
㉣ 저압측의 진공운전으로 침입하는 공기
㉤ 오일 탄화시 발생하는 오일의 증기
㉥ 냉매의 화학분해시 발생하는 산 증기 (염산, 불화수소산 등)
㉦ 밀폐형의 경우 전동기 코일의 소손 등에 의해 생성된 증기
② 영향
㉠ 침입한 불응축가스의 분압만큼 압력 상승
㉡ 압축비 증대로 소요동력 증대
㉢ 실린더 과열 및 윤활유 열화 및 탄화
㉣ 윤활불량으로 활동부 마모
㉤ 체적효율 감소로 냉동능력 감소
㉥ 축수하중 증대 및 성적계수 감소
③ 확인
㉠ 압축기 운전을 정지하고 응축기 입출구 정지밸브를 닫는다.
㉡ 냉각수의 입출구 온도차가 없어질 때까지 냉각수를 흘려 냉매를 최대한 응축액화시킨다.
㉢ 냉각수 온도에 상당하는 냉매의 포화압력과 응축기 압력을 비교하여 응축압력이 높으면 불응축 가스가 섞인 것이다.
3. 팽창밸브의 안전관리
(1) 팽창밸브를 많이 열었을 때
① 지나치게 냉매량이 많아져 액압축의 우려가 커진다.
② 냉매의 분출속도 저하로 증발압력(저압)이 높아진다.
③ 증발온도가 상승한다.
(2) 팽창밸브를 작게 열었을 때
① 냉매의 분출속도 증가로 증발압력(저압)이 낮아지고, 증발온도 역시 낮아진다.
② 압축비가 증가한다.
③ 냉매 순환량이 감소하여 압축기로 과열증기가 흡입된다.
④ 압축기 과열
⑤ 체적효율 감소
⑥ 냉동능력 감소
⑦ 윤활유 열화 및 탄화
(3) 장치 내 수분이 존재할 때
① 장치 내 수분 침투 원인
㉠ 진공작업 불충분으로 잔류하는 수분
㉡ 냉매, 오일 충전 작업시 부주의
㉢ 수리, 정비, 설치시 부주의
㉣ 저압쪽의 진공 운전시 바깥 공기 침입(개방형)
㉤ 수분이 섞여 있는 냉매나 오일 충전시
② 영향
㉠ 팽창밸브 동결 폐쇄 (프레온)
㉡ 증발온도 상승 (암모니아)
㉢ 유탁액 현상 (암모니아)
㉣ 동부착 현상 (프레온 : 염산, 불화수소산 등 생성)
㉤ 윤활유 열화촉진
(4) 플래시 가스 (Flash Gas)
① 발생원인
㉠ 액관이 심하게 솟아있거나 길 때
㉡ 스트레이너, 드라이어 등이 막혔을 때
㉢ 액관 지름이 심하게 가늘 때
㉣ 전자밸브, 스톱밸브, 드라이어, 스트레이너 등의 지름이 가늘 때 (팽창밸브 전에 팽창밸브 역할을 하기 때문)
㉤ 수액기나 액관이 직사광선에 노출되었을 때
㉥ 액관을 보온없이 고온 장소에 통과시켰을 때
㉦ 심하게 응축온도가 낮아졌을 때
② 영향
㉠ 냉매 순환량 감소로 냉동능력 감소
㉡ 증발압력이 낮아져 압축비 상승 및 냉동능력 감소
㉢ 흡입가스 과열로 토출가스 온도 상승
㉣ 실린더 과열로 윤활유 열화 및 탄화
㉤ 냉장실 온도 상승
③ 방지대책
㉠ 열교환기를 설치하여 냉매액을 과냉각시킨다.
㉡ 냉매 배관의 길이 및 지름에 주의한다.
㉢ 주위온도가 높은 경우 단열처리를 철저히 한다.
㉣ 대용량일 경우 액펌프를 설치한다.
4. 증발기의 안전관리
(1) 증발압력(저압) 저하 원인
① 팽창밸브가 적게 열렸을 때
② 냉매 충전량이 부족할 때
③ 증발 부하가 감소하였을 때
④ 증발기 냉각관의 유막 및 성에가 덮였을 때
⑤ 액관에 플래시 가스가 발생하였을 때
⑥ 팽창밸브 및 액관 부속품이 막혔을 때 (제습기, 여과기 등)
(2) 영향
① 증발온도 저하
② 압축비 증대로 압축기 소요동력 증가
③ 실린더 과열로 토출가스 온도 상승
④ 오일의 열화 및 탄화
⑤ 흡입가스 비체적 상승으로 체적효율 및 냉동능력 감소
⑥ 냉매순환량 감소로 흡입가스 과열
(3) 방지대책
① 팽창밸브 열림 조절
② 증발기 성에 발생 시 성에를 제거(제상)하고 오일을 배출시킨다.
③ 냉매충전량과 부하상태 점검
④ 액관부속품의 관지름 및 배관계통의 막힘여부 점검
⑤ 액관 단열 및 과냉각 등으로 Flash Gas 발생 방지
Ⅱ. 냉동기의 시험
1. 시험의 구분
① 내압시험
② 기밀시험
③ 누설시험
④ 진공시험 : 소형냉동기의 경우 진공시험으로 내압, 기밀, 누설시험을 대체한다.
⑤ 냉매충전
⑥ 냉각시험
⑦ 방열시험
⑧ 해방시험
2. 각 시험방법
(1) 내압시험 (물 또는 오일 등의 액을 가압하여 시험)
① 내압시험은 압축기, 냉매펌프, 윤활유펌프 및 압력용기(수액기), 부스터 등의 배관을 제외한 장치에 실시하는 액압시험으로써 내압강도를 확인하기 위해 실시한다.
② 시험 압력은 최소누설 시험압력의 15/8배 이상의 압력으로 실시한다(기밀시험 압력의 1.5배).
③ 시험요령은 피시험품종에 오일이나 물을 채워서 공기를 완전히 배제한 후 액압을 서서히 가하면서 피시험품의 각 부에 이상이 없는 것을 확인한다. 액압은 그 최고압력을 1분 이상 유지한 후 압력을 시험압력의 8/10까지 저하시켜 용접이음 및 깉차 이음매의 전장에 걸쳐 둥근해머로 타격한다.
④ 이 때 피시험품의 누설, 변형, 파괴 등이 없을 때에만 합격으로 간주한다.
⑤ 제작회사에서 행한다.
(2) 기밀시험
① 내압시험에 합격한 압축기, 부스터, 냉매펌프 및 압력용기, 밸브 등 배관을 제외한 구성부품이 모두 조립된 상태에서 내압강도의 확인에 이어 그 기밀성능을 확인하기 위하여 실시한다.
② 기밀시험은 누설의 확인이 용이하도록 가스압 시험으로 한다.
③ 시험에 사용하는 압축가스는 공기 또는 불연성 가스질소, 이산화탄소)를 사용하고, 산소 또는 독성가스를 사용해서는 안된다(암모니아는 이산화탄소를 피하고, 프레온은 공기를 피한다). 공기 압축기를 사용하여 압축공기를 공급하는 경우에는 1회에 3 ㎏/㎠ 이상이 넘지 않도록 서서히 압력을 올리도록 하며 온도는 140℃ 이하가 되도록 한다.
④ 시험압력을 최소 누설시 압력의 5/4배 이상의 압력으로 한다.
⑤ 시험은 피시험품 내의 가스를 시험압력으로 유지한 후 물속에 넣거나 외부에 발포액 등을 도포하여 기포발생 유무에 따라 누설을 확인하여 누설이 없는 것을 합격으로 한다.
⑥ 제작회사에서 행한다.
(3) 누설시험
① 내압시험 또는 강도시험 및 기밀시험에 합격한 압축기, 부스터, 냉매펌프, 윤활유펌프 및 압력용기 등 전체 냉동설비의 냉매배관 공사완료 후 방열공사 및 냉매충전을 하기 전 냉동장치 전 계통에 걸쳐 누설되는 곳을 점검하여 완전 기밀로 하는 것이 목적인 시험이다.
② 시험에 사용하는 가스는 건조공기, 질소 등의 불연성가스를 사용하고, 기밀시험과 같은 방식으로 행한다.
③ 시험은 냉매가스 계통의 압력을 시험압력으로 유지한 후 장치의 외부에 발포액 등을 도포하여 기포의 발생유무로 누설을 확인하고, 누설이 없는 것을 합격으로 한다. 프레온을 충전하여 시험하는 경우에는 가스누설검지기로 검사할 수 있다.
(4) 진공시험
① 누설시험이 끝난 후 충전 전에 배기밸브나 배유밸브를 열어 장치 내의 가스를배출한 동시에 이물질이나 수분을 제거하고 장치 누설 여부를 시험하기 위한 시험이다.
② 진공펌프나 장치내의 압축기를 사용한다.
③ 76 ㎝Hg V까지 가능한 진공으로 만든 후 24시간 방치한다.
④ 0.5 ㎝Hg 이하의 압력 상승이면 합격으로 간주한다(온도변화 고려).
(5) 냉각시험 (냉각운전, 시운전)
무부하 상태에서 일정시간내에 설계 온도까지 냉각되는지의 여부를 측정하는 시험으로 설계온도까지 냉각되면 합격이다.
(6) 방열시험
냉각시험에서 요하는 소정의 온도까지 냉각되었을 때 운전을 정지하고 온도상승의 정도를 확인하는 시험이다.
(7) 해방시험
일정시간 운전 후 압축기 습동부에 대한 마찰상태, 기계의 수명연한 등을 측정하는 시험이다.
Ⅲ. 냉매의 충전 및 회수 방법
1. 냉매충전 방법
① 압축기 흡입쪽 서비스밸브로 충전하는 방법
② 압축기 토출쪽 서비스밸브로 충전하는 방법
③ 액관으로 충전하는 방법
④ 수액기로 충전하는 방법
2. 냉매회수 방법
빈용기의 충전가능량
① 충전가능량 (㎏) = 용기의 내용적 / C
② 충전용기 수 = G * C / V C : 냉매의 중량 [㎏], G : 냉매의 충전상수, V : 용기의 내용적 [ℓ]
Ⅳ. 냉동장치 운전
냉동장치를 운전하는 경우에는 장치의 구조, 배관계통, 전기결선 취급방법을 잘 알아둔 다음 운전에 임해야 한다. 그리고 운전 조건을 잘 확인해 두는 것도 중요하다. 이 때문에 관계도면이나 취급설명서 등이 항상 비치되어 있어야 한다.
1. 운전준비
① 압축기의 유면을 점검한다. 모터는 필요에 따라 그 베어링의 유면을 점검한다.
② 냉매량을 확인한다.
③ 응축기, 유냉각기의 냉각수 출구밸브를 연다.
④ 압축기의 흡입쪽 스톱밸브 및 토출쪽 스톱밸브를 완전히 연다(단, 저압쪽에 액냉매가 고여있을 경우 흡입쪽 스톱밸브를 닫아 둔다).
⑤ 압축기를 여러번 손으로 돌려서 자유롭게 움직이는 가를 확인한다.
⑥ 운전 중에 열어두어야 할 밸브는 전부 열어 놓는다.
⑦ 액관 중에 있는 전자밸브의 작동을 확인한다.
⑧ 벨트 장력의 상태를 점검한다(직선과 장력). : 직결인 경우 커플링을 점검한다.
⑨ 전기결선, 조작회로를 점검하여 절연 사항을 측정해 둔다.
⑩ 냉각수 펌프를 운전하여 응축기 및 실린더 자켓의 물흐름을 확인한다.
⑪ 각 전동기에 대하여 수초간격으로 2~3회 전동기를 기동, 정지시켜 기동상태(전류, 압력), 회전방향을 확인해 둔다.
2. 운전개시
① 냉각수 펌프를 기동하여 응축기 및 압축기의 실린더 자켓에 물을 흘린다.
② 냉각탑(증발식 응축기)을 운전한다.
③ 응축기 등 수배관 내의 공기를 배출시킨다.
④ 증발기의 송풍기 또는 냉수(브라인) 순환펌프를 운전한다.
⑤ 압축기를 기동하여 흡입쪽 스톱밸브를 서서히 연다(이 때 압축기에서 노크(Knock)소리가 나면 즉시 밸브를 닫는다).
⑥ 수동팽창밸브의 경우에는 팽창밸브를 서서히 규정 열림 지름까지 연다(자동인 경우 밸브 앞에 있는 수동밸브를 완전히 열어준다).
⑦ 압축기의 유압을 확인하여 조정을 한다. 유압은 흡입압력 + 순수 적정유압으로 하고 제조회사의 취급 설명서를 참조하여 조정한다.
⑧ 운전상태가 안정되었으면 전동기의 전압, 운전전류를 확인한다.
⑨ 압축기의 크랭크 케이스 유면을 자주 확인한다.
⑩ 응축기 또는 수액기 액면을 확인한다.
⑪ 응축기 또는 수액기에서 팽창밸브에 이르기까지의 액배관에 손을 대보아 현저한 온도변화(온도저하)가 있는 곳이 없나 확인한다.
⑫ 투시경이 있을 때는 기포가 발생되지 않나 확인한다.
⑬ 팽창밸브 상태에 주의하여, 소정의 흡입압력, 적당한 과열도가 되도록 조정한다.
⑭ 토출가스압력을 점검하여, 필요에 따라 냉각수량, 냉각수 조절밸브를 조정한다.
⑮ 증발기에서 냉각상황, 성에상황, 냉매의 액면 등을 점검한다.
㉠ 고 · 저압 압력스위치, 유압보호 압력스위치, 냉각수 압력스위치 등의 작동을 확인하여 필요에 따라 조정한다.
㉡ 유분리기의 기능을 점검한다.
3. 운전정지
① 팽창밸브 직전의 밸브(수액기 출구밸브)를 닫는다. 저압이 정상적인 운전압력보다 1~1.5 ㎏/㎠ 정도 내려갔을 때 압축기의 흡입쪽 스톱밸브를 닫고 전동기를 정지시킨다(이 때, 프레온 냉매의 경우 0.1 ㎏/㎠, 암모니아는 0 ㎏/㎠ 이하가 되어서는 안된다).
② 압축기가 완전 정지한 후 토출쪽 스톱밸브를 닫는다.
③ 유분리기의 반유밸브를 닫는다(정지 중 분리기 내에 응축된 냉매가 압축기로 돌아오는 것을 방지하기 위한 조작이다).
④ 응축기, 실린더자켓의 냉각수를 정지시킨다(겨울철에 동파의 위험성이 있을 때는 기내의 물을 배출시킨다).
4. 기동과 정지시 주의할 점
(1) 기동시 주의사항
① 토출밸브는 반드시 열려 있을 것
② 흡입밸브를 조작할 때에는 신중을 기할 것
③ 팽창밸브 저정에 신중을 기할 것
④ 안전밸브의 원변은 열려 있는지 확인할 것
⑤ 이상음에 신경쓸 것
(2) 운전 중 주의사항
① 액을 흡입하지 않도록(액압축) 한다(암모니아는 프레온보다 조금 낮은 온도에서 압축).
② 흡입가스가 과열되지 않도록 한다(프레온은 5℃ 과열압축).
③ 압력계, 전류계 지시에 주의한다.
④ 토출가스 온도가 심하게ㅔ 높지 않도록 한다(암모니아는 120℃ 이하).
⑤ 유분리기. 응축기, 증발기로부터 배유 확인
⑥ 응축기의 수량 및 냉각관의 청결상태 확인
⑦ 불응축가스 배출
⑧ 윤활상태 및 유면 점검
⑨ 누설유무 및 진동확인
(3) 장시간 정지시의 조치
① 수액기 출구밸브를 닫는다(저압쪽 냉매를 전부 수액기로 회수한다).
② 팽창밸브를 닫는다.
③ 저압이 0.1 ㎏/㎠ 정도일 때 흡입지변을 닫는다.
④ 압축기를 정지시킨다(전원 스위치 차단).
⑤ 압축기 회전이 완전히 정지하면 토출지변을 닫는다.
⑥ 브라인 펌프 등을 정지하고 유분리기 자동반유밸브를 닫는다.
⑦ 냉각수 공급을 차단한다.
⑧ 겨울철 동파의 위험이 있을 때는 배관 내의 물을 배출시킨다.
(4) 정전시 조치사항
① 주전원 스위치를 차단시킨다.
② 수액기 출구밸브를 닫는다.
③ 흡입쪽 스톱밸브를 닫는다.
④ 압축기가 완전 정지하면 토출쪽 스톱밸브를 닫는다.
⑤ 냉각수 공급을 차단한다.
5. 냉동기의 운전 전 준비사항
① 압축기의 유면을 점검한다.
② 응축기의 액면계 등으로 냉매량을 확인한다.
③ 응축기, 유냉각기의 냉각수 출입구밸브를 연다.
④ 압축기의 흡입쪽, 토출쪽 정지밸브를 완전히 연다(단, 흡입쪽에 액냉매가 고여 있을 경우 흡입쪽 스톱밸브를 닫아둔다).
⑤ 압축기를 손으로 3~4번 돌려준다(자유롭게 돌아가는지 확인).
⑥ 운전 중에 열어두어야 할 밸브를 모두 연다.
⑦ 액관 중에 있는 전자밸브의 작동을 확인한다.
⑧ 벨트나 커플링의 상황을 점검한다(직선과 장력).
⑨ 전기결선 조작회로를 점검하고 절연저항을 측정해 둔다.
⑩ 냉각수 펌프를 운전하여 응축기 및 실린더 워터자켓의 물흐름을 확인한다.
⑪ 각 전동기에 대하여 수초 간격으로 2~3회 전동기를 기동, 정지시켜 기동상태(전류와 전압)와 회전방향을 확인해 둔다.
이중 입상관
냉매 유속이 낮아지게 되면 흡입관에서의 오일회수가 어려워지며, 특히 언로더(부하경감장치)가 설치되어 있는 경우 언로더 작동시 냉매유속이 감소하여 오일회수가 어려워지므로 그림과 같이 배관한다.
Ⅴ. 냉동장치의 점검
1. 정기적인 점검
(1) 주 1회 점검
① 압축기의 유면 점검
② 유압 점검
③ 압축기를 정지한 후 축봉부에서의 오일 누설 여부 확인
④ 장치 전체의 이상유무 확인
⑤ 운전기록을 조사하여 이상변화 유무 확인
(2) 월 1회 점검
① 전동기의 윤활유 점검
② 벨트장력 점검조건
③ 풀리 및 플렉시블 커플링의 이완상태 점검
④ 토출압력 점검 및 흡입압력 점검
⑤ 냉매누설 감지
⑥ 안전장치 작동확인
⑦ 냉각수 오염상태 확인
(3) 년 1회 점검
① 응축기의 냉각관 청소
② 전동기의 베어링 점검
③ 벨트의 마모여부 확인 및 교환
④ 압축기 분해 점검 (5,000~8,000시간마다 오버홀 실시)
⑤ 드라이어 및 건조제 점검 교환
⑥ 냉매계통 필터청소
⑦ 안전밸브 점검(압축기 최종단에 설치된 것을 6개월에 1회 이상 점검실시)
⑧ 제어기기의 절연저항 및 작동상태 확인
Ⅵ. 냉매 배관
(1) 개요
냉동기의 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등을 연결하여 냉동사이클을 구성하며 냉매를 운반하는 배관으로 다음과 같이 4부분으로 나눌 수 있다.
① 흡입가스 배관 (저압) : 증발기 → 압축기
② 토출가스 배관 (고압) : 압축기 → 응축기
③ 액 배관 (고압) : 응축기 → 팽창밸브
④ 액 배관 (저압) : 팽창밸브 → 증발기
(2) 냉동에 사용되는 배관의 구비조건
① 냉매나 윤활유의 화학적 및 물리적 작용에 의하여 열화되지 않을 것
② 냉매의 종류에 따라 재료를 선택하여 사용할 것
㉠ 암모니아 : 동 및 동합금 사용금지
㉡ 프레온 : 2% 이상의 마그네슘을 함유한 알루미늄합금 사용금지
㉢ 염화메틸(R-40) : 알루미늄 및 그 합금 사용금지
③ 냉매의 압력이 10 ㎏/㎠를 넘는 배관에는 주철관을 사용하면 안된다.
④ 온도가 -50℃ 이하의 저온에 노출되는 배관 : 2~4%의 니켈을 함유한 강관, 18-8 스테인레스 또는 이음매 없는 동관을 사용
⑤ 증발기에서 압축기 또는 압축기에서 응축기 사이에는 충분한 내압강도를 갖는 플렉시블 튜브(가요관)를 사용
⑥ 배관용 탄소강관(흑관)은 저압쪽에 사용될 수 있지만 고압쪽에는 사용할 수 없는 냉매도 있다.
⑦ 관의 외면이 물에 접촉되는 부분의 배관에는 순도 99.8% 미만의 알루미늄을 사용하지 말 것(단, 내식처리를 실시한 경우에는 제외)
(3) 배관 시공상 기본적으로 주의할 사항
① 장치의 기기 및 배관은 완전한 기밀을 유지하고 충분한 내압강도를 가질 것
② 사용하는 배관재료는 각각의 용도, 냉매의 종류, 온도에 의하여 선택한 것일 것
③ 냉매배관 내에 냉매가스의 유속 및 압력손실 값은 다음 표를 기준으로 할 것
④ 기기 상호간에 연결하는 배관은 최단거리로 할 것
⑤ 굴곡부는 가능한 적게 하고, 곡률반경은 크게 할 것
⑥ 온도 변화에 의한 배관의 신축을 고려할 것
⑦ 배관의 곡관부는 가능한 없게 하고, 경사는 크며 관의 지름은 충분한 크기로 설치하고 직선으로 설치할 것
⑧ 수평배관에는 냉매가 흐르는 방향으로 1/200~1/500의 하향경사로 설치할 것
⑨ 유회수가 용이하도록 하고 관 중에 불필요하게 오일이 체류하지 않도록 할 것
⑩ 통로를 횡단하는 배관은 바닥에서 2m 이상 높게 매어달거나, 견고한 보호커버를 설치하여 바닥밑에 매설할 것
유속 : m/s, 온도 : ℃, 압력 : ㎏/㎠
<각종 냉매의 유속 및 압력강하 기준>
(4) 냉매별 배관 시공시 유의할 사항
① 프레온 냉매
㉠ 흡입관
<흡입관의 긴 입상>
<증발기 출구관의 입상>
<관의 합류>
<흡입주관으로의 접속>
ⓐ 냉매 가스 중의 윤활유가 회수될 수 있는 속도여야 하며 압축기를 향하여 1/200의 하향 경사를 둘 것
ⓑ 과도한 압력손실이나 소음이 발생하지 않도록 20m/s 이하의 속도로 제한할 것
ⓒ 관지름은 가스의 유속과 압력손실에 의해 결정됨
ⓓ 압축기가 증발기의 상부에 위치하고, 세움관이 길 경우에는 약 10m마다 중간트랩을 설치하여 윤활유가 증발기로 역류하지 않도록 할 것
ⓔ 압축기가 증발기 하부에 위치할 경우에는 정지 중에 증발기내의 액냉매가 압축기로 유입되지 않도록 증발기 출구에 역트랩을 설치한 후 증발기 상부보다 높게 세워서(150㎜ 정도) 배관할 것
ⓕ 흡입관에는 불필요한 트랩이나 곡부를 설치하지 말 것(재기동시 액압축 방지)
ⓖ 두 갈래의 흐름이 합류하는 곳은 "T"이음이 아닌, "Y"이음을 할 것
ⓗ 각 증발기에서 흡입주관으로 들어가는 관은 반드시 주관의 위로 접속할 것
㉡ 토출관
<압축기와 응축기가 같은 위치일 때>
<응축기가 압축기보다 높을 때>
<토출관의 수직상승관>
<토출관의 긴 수직상승관>
<토출관의 이중 입상관>
<소음기 설치위치>
<압축기가 응축기 상부에 있는 경우>
<압축기가 응축기 하부에 있는 경우>
ⓐ 압축기와 응축기가 같은 위치에 있는 경우 일단 수직상승관을 설비한 다음 하향경사를 둘 것(압축기 정지 중 응축된 냉매가 압축기로 역류하는 것을 방지)
ⓑ 세움관의 길이가 길어질 경우 10m마다 중간트랩을 설치하여 배관 중의 오일이 압축기로 역류되는 것을 방지할 것
ⓒ 압축기에ㅐ 광범위한 용량저절장치가 있을 경우, 수직상승관의 유속을 확보하기 위해 2중세움관을 사용할 것
ⓓ 소음기(머플러)는 수직상승관에 부착하되, 될 수 있는 한 압축기 근처에 부착할 것
ⓔ 2대 이상의 압축기가 각각 독립된 응축기를 갖고 있을 때에는 토출관 중 응축기 가까운 곳에 토출관과 같은 치수 또는 그 이상의 굵기를 갖는 균압관을 설치할 것
ⓕ 토출가스관은 보통 1℃ 정도의 압력강하로서 관지름을 설정한다.
② 암모니아 냉매
㉠ 흡입관
ⓐ 액압축 방지를 위해 불필요한 곡부 및 트랩을 설치하지 않는다.
ⓑ 액압축 방지를 위해 흡입관에 충분한 용량의 액분리기를 설치하고 냉매제어의 안정화를 기하기 위해 자동액회수장치를 설치하여 준다.
㉡ 토출관
ⓐ 응축기를 향하여 하향기울기로 하며 냉매가 역류되지 않도록 한다.
ⓑ 토출관의 합류는 "Y"형으로 접속한다.
냉동기안전관리,
압축기안전관리,
액압축,
응축기안전관리,
블응축가스,
팽창밸브안전관리,
플래시가스,
증발기안전관리,
냉동기시험,
내압시험,
진공시험,
기밀시험,
누설시험,
냉각장치점검,
냉매배관