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냉동공학 3장
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1. 냉매란 무엇인지 설명하시오.
- 냉매(refrigerant)란 일반적으로 냉각 작용을 일으키는 모든 물질을 의미하며, 사이클 내부를 순환하면서 저온부(증발기)에서 주위로부터 열을 흡수하면서 증발하고, 고온부(응축기)에서 열을 방출하면서 응축액화되는 작동유체를 의미한다. 일반적으로 증발 또는 응축 상변화 과정을 통하여 열을 흡수 또는 방출하는 냉매를 1차 냉매, 상변화 과정없이 단상 상태에서 (현)열교환하는 브라인 등의 냉매를 2차 냉매라 한다. 따라서, 1차 냉매는 피냉각물체로부터 직접 열을 흡수하게 되며, 1차 냉매로부터 냉각된 매체(2차 냉매)가 피냉각물을 냉각할 경우, 이 때 사용된 매체가 2차 냉매이다.
2. 냉매로서 구비하여야 할 일반적인 조건에 대해 설명하시오.
1) 물리적 조건
(1) 증발압력이 대기압보다 높을 것 ⇒ 증발업력이 대기압보다 낮으면 장치내로 공기가 침입하기 쉽고, 공기가 침입하면 고압이 상승하고 윤활유가 산화되어 재료를 부식시키는 등 냉동장치에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.
(2) 응축압력이 낮을 것 ⇒ 응축압력이 지나치게 높으면 냉매가 누설되기 쉽고, 토출가스 온도가 상승하여 체적 효율이 감소하고, 압력손실이 크게 된다.
(3) 임계온도가 상온보다 상당히 높을 것 ⇒ 임계온도가 상온보다 낮으면 저온의 냉각매체를 사용하지 않으면 고압으로 압축하여도 냉매증기는 응축되지 않고 압축기의 효율이 저하한다.
(4) 응고점이 낮을 것 ⇒ 증발온도가 낮아지면 냉매가 응고되어 냉동효과를 얻을 수 없다.
(5) 증발잠열이 크고, 액체의 비열이 작을 것 ⇒ 액체의 비열이 크면 팽창밸브에서의 교축(throttling)과정으로 인해 냉매액이 냉각될 때, 액을 냉각시키기 위하여 증발하는 냉매량의 비율이 커지게 된다. 이로 인해 증발기내에서 증발하게 될 냉매량이 감소함과 동시에, 증발기내 압력손실이 커지게 된다.
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2013.06.26
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