이도희"의 HVAC 이야기"입니다.         방명록    질문/답변    게시판
 


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동관 (銅管) Brazing

냉난방기의 열교환기나 배관은 주로 동관으로 되어 있습니다.   
간혹 알루미늄 관을 쓰는 수도 있으나, 알루미늄은 무르고 산(酸)에 약하며, 용접이 어려워 잘 쓰지 않습니다.

열교환기 제작과정이나, 기계의 배관 작업 시, 동관 연결을 산소 불로 용접을 하는데, 이를 Brazing이라 합니다.   

용접이란 소재와 소재를 열로 녹여 붙이는 것을 말하나, 동관 연결은 동관과 동관을 녹여 붙이는 것이 아니라, 은납을 녹여 동관과 동관을 서로 붙이는 것이기 때문에, 용접에 의한 연결이 아닙니다.  정확한 번역은 모르겠는데,  Soldering이라고도 합니다.

동관을 불로 달구면 검은 재가 생깁니다.  동과 산소가 반응하여 산화동이 된 것이지요.
이 산화동은 보기에는 부드러우나, 확대하여 보면, 쭈빗쭈빗한 결정으로 되어있습니다.  깨진 사금파리 조각 같은 것들이지요.

이 산화동이 냉난방기, 냉동기의 사이클 속에 들어가면 어떻게 될까요.  
밀폐형 냉동 압축기는 압축기 모터의 권선인 에나멜동선 묶음이 발생하는 전기 열은 순환하고 있는 냉매에 의하여 식혀집니다.  
이 에나멜동선 묶음은 모터가 가동되는 동안 가만있지 않고 계속 움지럭거립니다.  전기 에너지가 열과 운동 에너지로 바뀌는 과정이지요.
이 움지럭거리는 에나멜동선 묶음 틈에 냉매와 같이 돌아다니던 쭈빗한 산화동이 침투하게 되면, 어떻게 될까요.  
처음에는 산화동 침투로 상처를 받은 에나멜의 절연이 조금 벗겨지고, 거기서 전기가 샙니다.     처음에는 대단치 않을지 몰라도, 전기 새는 부분이 점점 확대되어, 드디어 모터가 타게 되는 것입니다.
댐이 조그만 구멍하나로 인하여  무너지는 것과 같지요.

이 산화동 조각은 냉동 윤활유에 섞여 돌아다니면서, 압축기의 실린다, 베어링, 씰 부분을 깎아 먹기도 합니다.
압축기의 성능을 저하시키고, 수명을 단축시키기도 하지요.

따라서 모든 동관의 Brazing작업은 동관 내부에 산화동이 생기지 않게 하는 조치를 취한 상태에서 작업해야 합니다.

제일 간단한 방법은 동과 산소가 결합하지 않게 하는 것입니다.   질소를 동관 내부에 흘리면서 Brazing 작업을 하면 됩니다.

질소가 아깝고, 작업이 번거로워 그냥 Brazing 작업을 하는 수가 많은데, 절대 불가합니다.

생산 현장이던, 설치 현장이던, 서비스 현장이던, Brazing 작업현장에는 질소통과 질소 흘림 장치를 갖추고, 동관 내부에 질소를 흘리면서 산화동이 생기지 않게 하면서 Brazing 작업을 해야 하는 것이 기본 원칙입니다.

너무 그렇지 않은 곳이 너무 많은 것 같습니다.

고성능 필타 드라이아를 써서 산화동을 거를 수 있다고 생각하는 사람들이 많고, 또 실제로 효과를 보기도 하나, 이 필터 드라이어의 역할은 아껴두고 (다음에 이의 역할에 대해 설명할 예정),  우선 산화동이 생기지 않게 하는 것이 순서입니다.   
병 주고 약주는 식이어서는 곤란합니다.

다음은 현장에서 동관을 서로 연결할 때의 참고도입니다.
 


Swaging 길이는 동관 직경의 1/3 내지 1/2 이 좋습니다.
빨간 부분은 은납으로 브레이징한 부분입니다.
 



나사 연결에 대하여
실내기와 실외기를 Flare Nut로 연결하기도 하나, 필자는 이 방법을 반대합니다.
에어컨이 가동할 때와 가동하지 않을 때의 온도차이로 인하여, 연결부분에 항상 팽창 수축이 일어나고, 계속되는 팽창 수축의 반복으로 Flare 연결 부분의 탄력도 언젠가는 없어질 수 있습니다.
그리되면 Flare 부분으로 서서히 냉매가 새기 시작합니다.
Murphy의 법칙이 적용됩니다.

실제로 미국의 에어컨 제조사들 대다수는 실외기 연결부분을 Brazing하도록 제조하여 출고합니다.  간단한 Flaring 공구 대신 Brazing torch를 동원해야하는 불편은 있으나, 길게 내다보고 Brazing으로 연결하는 것이 좋습니다.  
Brazing 부위가 새는 경우는 거의 없습니다. (2003. 5. 22 가필)

 * 머피 (MURPHY) 의 법칙 =  잘못될 수 있으면 결국 잘못된다는 머피의 주장.



<2014. 3. 20>


매장 인테리아 공사로 천장형과 벽결이  에어컨을 이전해야할 일이 생겨서 업자를 불러서 공사를 시켰습니다.

우려했던 일이 그대로 일어났습니다.

동관 연결은 다음과 같이 하더군요.
 
왜 swaging(확관)을 하지 않느냐고 물었더니 확관기가 없다는 겁니다.
왜 하나 사서 쓰지 그러냐고 물었더니 어디서 파는지 모른답니다.

1/4 동관은 아예

이렇게 하는 것이었습니다.

왜 가락지를 끼지 않느냐고 물었더니 동관이 작아서 그렇게 해도 된다고 했습니다.



이 방법은 두 군데를 brazing해야 되어 여러 부작용이 있고,


이 방법은 연결이 어설퍼 조그만 비틀림에도 부러집니다.

 

그 뒤

휴대용 확관기는 다음 그림과 같습니다.
위에 있는 것들이 동관내부를 넓히는 공구들입니다.
Flaring 도 합니다.

 
(미국 IMPERIAL 사)

는 부러져 냉매가 모두 날아가 버려, 며 칠 뒤 다시 배관했습니다.


설치, 이전 하는 공사업자는 많으나 기초부터 제대로 배운 업자는 매우 드믄 것 같습니다.


위 공구가 필요하신 분은 필자(이도희)에게 문자 주십시오 (010-5282-4287).
전화 문의는 사양합니다.

영리를 목적으로 하지 않고, 구해서 보내드리겠습니다.
(15만원)








2002. 7.  31     처음 썼고,
2003.  5. 22     가필하고,
2004. 1.  2.      맞춤법에 맞게 고쳐 썼습니다. 
2010. 10          스마트폰에도 알맞게 고쳤습니다.
2014. 3. 21      오랫만에가필했습니다.