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


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냉매 넣기 (냉매 주입, 封入, Refrigerant Charging)

시스템에 냉매를 집어넣은 작업을 영어권에서는 Charging이라하고, 일본에서는 봉입(封入)이라고 하는데, 초기에는 적절한 우리나라 말이 생각나지 않아서 한동안 봉입이라는 말을 썼던 기억이 납니다.
지금은 용어가 주입(注入)으로 통일된 듯하고 주입으로 불러 어색함을 덜 느껴, 필자도 이 말을 씁니다만, 초기에는 매우 어색했습니다.  충진 이라는 말을 쓰기도 하는데, 사전에 없는 용어입니다.

주입 (Injection)은 내용물이 이미 있는 곳에, 다른 물체를 집어넣는 것을 일컫는 말이나, 냉동시스템에서는 아무것도 없는 진공상태인 밀폐된 공간에 냉매를 집어넣는 것이기 때문에 주입이라는 표현은 적당하지 않습니다.
한자어를 굳이 쓰지 말고, 그냥 순수한 우리말로 "냉매 넣기"로 표현하는 것도 좋을 것 같습니다.

용어는 이상한 속성을 가지고 있어, 여러 사람이 쓰기 시작하면 곧 친숙하게 느껴져 어색함이 사라지고 당당하게 자리를 잡게 됩니다.

각설하고,
냉동시스템에서 냉매 넣기는 매우 중요합니다.

적정량을 정확하게 넣어야 냉동효율을 최대한으로 발휘할 수 있고, 전기소비를 최소화할 수 있습니다.
시스템의 ph 선도는 다음과 같습니다.
아래 PH 선도에서 푸른색이 정상적인 증발기 용량이고, 붉은 사선이 압축기 Kw입니다.

 

Full Load에서

푸른색 (증발 Kcal) 길이 5 cm
 
냉동용량 = 설계 용량

붉은 사선 (압축kw) 길이 2.3cm
 
압축기 kw = 설계 kw

 

"냉매 흐름의 제어"에서 설명하듯이, 냉동시스템의 성능을 최대한으로 발휘시키려면,

1) 응축기의 일부가 놀고 있지 않게 하여야 합니다.
    
냉매를 적정량 보다 약 10% 정도 많이 넣으면 액체냉매로 가득 찬 응축기의 밑 부분이 일을 않고 놀게 되어,
    결과적으로 응축기 사이즈가 줄어듭니다.
    당연히 압축비가 증가하여 Kw가 늘어나고, 냉동용량이 감소됩니다. 
    
    아래 ph 선도에서 위 그림과 대비하면, 푸른색 길이 (증발용량)이 줄어들었고,
    압축비가 높아졌습니다.


Full Load에서

푸른색 (증발 Kcal) 길이 4.3 cm
 
냉동용량 14% 감소

붉은사선 (압축kw) 길이 3.0cm
 
압축기 kw 20% 정도 증가
 


2) 증발기 전체가 오로지 냉매의 증발 작용용으로만 쓰여 지도록 하여야  합니다.
    냉매를 적정량보다 약 10% 정도 적게 넣으면발기의 끝 부분이 증발작용에 못 쓰이고,
    흡입 배관 역할을 합니다.   

    아래 ph 선도에서 증발기 면적이 감소했습니다.
    흡입관이 길어져 흡입압력의 손실이 커졌기 때문에, 
    과열된 흡입냉매의 부피가 늘어나, 흡입냉매의 압축 량이 줄어듭니다.
    (냉매 순환량 이 적어져 ph 선도의 폭을 줄렸습니다.)

Full Load에서

푸른색 (증발 Kcal) 길이 4 cm
  
   
냉동용량 20% 감소

붉은색 (압축kw) 길이 3.6cm
  
압축기 kw 30% 정도 증가,
   (압축량 줄어든 것 감안)

      註: * 모든 ph 선도에서 편의상 과열, 과냉도의 표시는 생략했습니다.
           * 실세 주입량에 따라 푸른색, 붉은색 길이는 달라집니다.
           * 실제 용량 및 Kw는 다소 차이가 있을 수 있습니다. 



냉매 주입량은 완전 부하상태에서 응축기와 증발기의 열 교환 기능을 100% 활용하고, 사이사이 연결 관으로 적절한 과열도(Super Heating)와 과냉도(Sub Cooling)를 유지하는 상태에서의 냉매 량입니다.

예를 들면 외기온도 35도 실내온도 20도에서 5톤 용량의 냉방기를 설계했다면, 다른 모든 조건이 맞는 상태에서 운전할 때, 과열도 5도, 과냉도 5도 정도를 유지할 때의 냉매주입량이 적정 주입량이고, 이 상태에서 비로소 설계한 5톤 용량을 발휘하는 것입니다.

냉방기를 설치 서비스하는 많은 사람들이  "요즘 냉방기는 잘 만들기 때문에, 냉매 주입은 적당히 해도 아무 문제없다"라고 생각하는 것 같은데, 참으로 곤란한 생각입니다.

냉매주입량은 제작자가 밝힐 것 입니다.
무게를 달아서 정확한 량을 넣는 것이 원칙입니다.

그러나 분리형의 경우, 실내외기를 연결하는 배관 길이가 일정하지 않기 때문에, 무게를 달아서 규정량을 주입한 후 과열도와 과냉도를 측정하면서 정확한 량의 냉매를 보충하여야합니다.  

무게를 달지 않고, 들은 소문으로 또는 경험치에 의하여 저압, 고압만 측정하면서 적당히 냉매를 넣으면,  그 당시의 외기온도, 실내온도 등에 의하여, 적정량보다 냉매가 훨씬 많이 들어갈 수도 있고, 훨씬 적게 들어갈 수도 있습니다.    
그래도 냉방기는 돌아가고 시원한 바람이 나오기 때문에, 냉동 용량이 줄어들었고, 소모 kw가 더 많다는 사실은 눈치 채지 못하고 있는 것입니다.

제조사에서 전혀 교육을 안 시키기 때문인데, 우리나라 현실을 단적으로 보여주는 장면입니다.
아니, 일 부 제조사 자체도 이런 사실을 모르고 적당히 냉매를 넣는 것이 관행화 된 것이 아닌가 의심을 해보게 됩니다.

냉매의 과열도와 과냉도 측정법은
"서비스 - 과열(냉)도 측정"에 자세히 썼습니다.
 
 

2003.  6. 21.   처음 썼고,
2004.  1. 2.     맞춤법에 맞게 고쳐 썼습니다.
2011. 10     스마트폰에도 알맞도록 고쳤습니다.