압축기 배기 온도가 과열되는 주요 원인은 다음과 같습니다. 높은 환기 공기 온도, 모터의 과열 용량, 높은 압축비, 높은 응축 압력, 그리고 부적절한 냉매 선택입니다.
1. 환기 공기 온도
환기 공기의 온도는 증발 온도에 비례합니다. 액체 역류를 방지하기 위해 환기 공기 배관은 일반적으로 20°C의 과열도를 필요로 합니다. 환기 공기 배관의 단열이 제대로 되어 있지 않으면 과열도가 20°C를 훨씬 초과하게 됩니다.
흡기 온도가 높을수록 실린더의 흡입 및 배기 온도도 높아집니다. 흡기 온도가 1°C 상승할 때마다 배기 온도도 상승합니다.
2. 모터 가열
환기식 냉각 압축기의 경우, 냉매 증기는 모터 내부를 통과하면서 모터에 의해 가열되어 실린더 흡입 온도가 다시 상승합니다.
모터에서 발생하는 열은 출력과 효율의 영향을 받으며, 전력 소비는 배기량, 체적 효율, 작동 조건, 마찰 저항 등과 밀접한 관련이 있습니다.
환기식 반밀폐형 압축기의 경우, 모터 내부 냉매의 온도 상승은 15°C에서 45°C 사이입니다. 공랭식 압축기에서는 냉각 시스템이 권선을 통과하지 않으므로 모터 발열 문제가 발생하지 않습니다.
3. 압축비가 너무 높다
배기 온도는 압축비에 큰 영향을 받습니다. 압축비가 높을수록 배기 온도도 높아집니다. 압축비를 낮추면 흡입 압력이 증가하고 배기 압력이 감소하여 배기 온도를 크게 낮출 수 있습니다.
흡입 압력은 증발 압력과 흡입 라인 저항에 의해 결정됩니다. 증발 온도를 높이면 흡입 압력을 효과적으로 높이고 압축비를 빠르게 낮춰 배기 온도를 낮출 수 있습니다.
실제 경험에 따르면 흡입 압력을 높여 배기 온도를 낮추는 것이 다른 방법보다 더 간단하고 효과적입니다.
배기 압력이 과도하게 높아지는 주된 원인은 응축 압력이 너무 높기 때문입니다. 응축기의 냉각 면적 부족, 스케일 축적, 냉각 공기 또는 냉각수량 부족, 냉각수 또는 공기 온도 과다 등이 응축 압력 과다의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 적절한 응축 면적을 선택하고 충분한 냉각 매체 유량을 유지하는 것이 매우 중요합니다.
고온 및 공조용 압축기는 낮은 압축비로 작동하도록 설계되었습니다. 그러나 냉동에 사용하면 압축비가 기하급수적으로 증가하고 배기 온도가 매우 높아져 냉각 효율이 저하되고 과열이 발생합니다. 따라서 압축기를 설계 범위 이상으로 사용하지 말고 가능한 최소 압축비 이하로 작동해야 합니다. 일부 극저온 시스템에서는 과열이 압축기 고장의 주요 원인입니다.
4. 팽창 방지 및 가스 혼합
흡입 행정이 시작되면 실린더 간극에 갇힌 고압 가스가 감압 과정을 거칩니다. 감압 후 가스 압력은 흡입 압력으로 돌아가며, 이 가스 부분을 압축하는 데 소모된 에너지는 감압 과정에서 손실됩니다. 간극이 작을수록 역팽창으로 인한 에너지 소모가 줄어들고 흡입량이 증가하여 압축기의 에너지 효율이 크게 향상됩니다.
감압 과정 동안 가스는 밸브 플레이트, 피스톤 상단 및 실린더 상단의 고온 표면과 접촉하여 열을 흡수하므로 감압이 끝날 때 가스 온도가 흡입 온도까지 떨어지지 않습니다.
역팽창 과정이 완료되면 흡입 과정이 시작됩니다. 가스가 실린더에 들어가면, 한편으로는 역팽창 가스와 혼합되면서 온도가 상승하고, 다른 한편으로는 혼합 가스가 실린더 벽면에서 열을 흡수하여 가열됩니다. 따라서 압축 과정 초기에는 가스 온도가 흡입 온도보다 높습니다. 하지만 감압 과정과 흡입 과정이 매우 짧기 때문에 실제 온도 상승은 매우 제한적이며, 일반적으로 5°C 미만입니다.
실린더 간극으로 인해 발생하는 역팽창은 기존 피스톤 압축기의 피할 수 없는 단점입니다. 밸브 플레이트의 배출구에 있는 가스가 배출되지 못하면 역팽창이 발생합니다.
5. 압축 온도 상승 및 냉매 종류
냉매마다 열물리적 특성이 다르기 때문에 동일한 압축 과정을 거치더라도 배기가스 온도 상승폭이 다릅니다. 따라서 냉각 온도에 따라 적합한 냉매를 선택해야 합니다.
6. 결론 및 제안
압축기가 정상 작동 범위 내에서 작동할 때는 모터 온도 상승이나 배기가스 온도 상승과 같은 과열 현상이 발생해서는 안 됩니다. 압축기 과열은 냉동 시스템에 심각한 문제가 있거나 압축기가 부적절하게 사용 및 관리되고 있음을 나타내는 중요한 고장 신호입니다.
압축기 과열의 근본 원인이 냉동 시스템 자체에 있다면, 냉동 시스템의 설계 및 유지보수를 개선하는 것만이 해결책입니다. 새 압축기로 교체하는 것만으로는 과열 문제를 근본적으로 해결할 수 없습니다.
광시 쿨러 냉동 설비 유한회사
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게시 시간: 2024년 3월 13일