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048  흡수식 냉동기, 터보냉동기, 왕복동식 냉동기 용량 제어방법 관리자 05-11-01
 

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1. 개요


냉동공조부하는 시각의 변화, 사용 패턴 등에 따라, 변동 범위가 넓기 때문에 부분부하로 운전될 때가 많은데, 이러한 경우에는 압축기의 용량제어가 필요하다.    


2. 용량제어 방법


(1) 왕복동 압축기

1) 톱 클리어런스(top clearance)증가에 의한 방법

실린더 끝에 톱 클리어런스 포켓(top clearance pocket)을 설치한 후 핸들(handle)로 이것을 열고 닫음으로서 용량을 조절하는 방법

- 톱 클리어런스를 크게 하면 토출시 클리어런스에 더 많은 가스가 남아 있어 피스톤(piston)하강시 이 가스가 재팽창하여 저압 압력이하가 되기까지는 저압측 가스가 흡입되지 않으므로 용량을 조정할 수 있음.


2) 바이패스(by-pass)에 의한 방법

압축되고 있는 가스 또는 토출가스 일부를 흡입측으로 되돌리는 방법.

- 핫 가스 바이패스(hot gas by pass)법 부하저감에도 동력(動力)은 전부하(全負荷)시와 거의 같아, 성적계수가 좋지 않다.


3) 흡입밸브의 일부를 언로더(unload)시키는 방법

중형이상의 고속다기통에서 사용되고 있는 방법으로 유압(油壓)피스톤에 의해 흡입밸브를 밀어 올려 개방상태로 하여 가스가 압축되지 않도록(무부하 상태)하는 방법.


4) 회전수 제어법

전동기의 회전수를 변화시켜 압축기의 냉동능력을 제어하는 방법으로, 종래에는 전동기의 극(Pole)수 변화 방식이 일부 사용되었지만, 최근에는 인버터(invertor)를 사용하여 회전수를 연속적으로 변화시키는 방법이 실용화되어 있다.


(2) Screw 압축기

1) 고압측에서 저압측으로 가스를 바이패스(by-pass)하는 방법

2) 저압측에서 교축하여 비체적을 키우는 방법 → 비체적이 커지므로 질량 유량도 적어진다.

3) 회전수를 조절하는 방법 → 동력(動力)을 절감하는데는 매우 적합한 시스템이며, 콘터롤 시스템이 비싸다.

4) 슬라이드 밸브(slide valve)에 의한 방법

- 압축과정에서 유압(油壓)에 의해 슬라이드 밸브를 움직임으로서 치형 공간을 열어 가스를 저압측으로 통하게 함 → 따라서 가스 토출량은 0~100%까지 무단계 제어가 가능하다.


(3) 터보(Turbo) 냉동기

1) 속도 제어법 → 압축기 회전수를 변경하므로써 용량제어

2) 흡입 베인(vane) 제어 → 압축기 흡입측에 있는 흡입 베인의 개도 조절로 용량제어

3) 디퓨져(diffuser)제어

- R-134a 등 고압냉매를 이용하는 경우에 사용되며, 보통 흡입 베인제어와 병용된다

- 압축기 임펠러(impeller) 출구의 디퓨져의 통로면적을 증감시켜 용량감소에 의해 발생하는 난류를 막아 효율저하를 방지

4) 바이패스(by-pass)제어

- 압축기에 흡입 냉매량이 서어징(surging)점 이하가 되면 응축기가 증발기를 있는 바이패스밸브를 열어 서어징점 이상의 냉매가 흡입되게 하여 안전운전 가능 범위를 0~100%까지 확대 → 다른 방법의 보조용으로 사용됨.


(4) 흡수식 냉동기

① 흡수식냉동기의 용량제어는, 메이커에 따라 다소 차이는 있지만, 일반적으로 25~100%까지는 비례제어가 가능하며, 그 외의 범위에서는 온-오프(on-off)제어하는 것이 일반적이다.

② 비례제어의 방법에는 다음과 같은 방법이 있다.


1) 재생기로 보내는 용액량 제어에 의한 방법.

① 희용액 라인과 농용액 라인 사이에 바이패스(by-pass)관를 설치하고, 희용액 라인에 바이패스를 설치하여, 농용액 라인으로의 바이패스량을 조절함으로써, 발생기에 보내지는 용액량이 제어된다.

② 바이패스량의 조절은 냉수(chilled water)출구의 온도 센서의 신호를 받아한다.


2) 가열량(증기, 가스 소비량) 제어에 의한 방법

① 가열량을 조절하면 → 재생기에서 냉매 발생량이 변하고 → 이에 따라 흡수용액 농도가 변하여 → 흡수기에서 냉매증기 흡수량이 조절되어 → 냉동능력이 제어된다

② 증기 또는 가스 소비량 조절은 냉수(chilled water)출구의 온도 센서의 신호를 받아한다.

③ 단효용 흡수식냉동기에서 주로 사용된다.


3) 가스(증기) 소비량 제어 + 용액량 제어에 의한 용량제어

① 보통 이중효용흡수기 냉동기에 많이 사용되며,

② 위의 2방법을 같이 사용하는 방법이다.

 

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