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


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산업 발전과정

 

 

 

감온 팽창변 (Thermal Expansion Valve (TXV))

응축기에서 응축된 액 냉매는 증발기에서 증발도록 하여, 액 냉매의 증발 잠열을 이용하는 것이 냉동원리입니다.  고압의 응축냉매가 저압의 증발압력으로 바꾸기 위해서는 팽창변이라는 감압 장치를 통과하게 됩니다.  

포화 냉매가 증발기 전역에서 골고루 증발토록 하여, 증발기의 효율을 최대한으로 활용하여야 하는데, 이를 위하여 각종 팽창변이 발달하여 왔습니다.

팽창변 설계 과정에서 가장 중요한 것은 응축압력의 높고 낮음에 상관없이 증발기 출구의 냉매압력은 포화압력을 유지하도록 하여야 하는 것입니다.

가장 간단하고 원시적인 핸드 밸브, 증발기의 압력만 일정하게 유지토록 하는 자동팽창변 등은 증발기의 전 열 교환 면적을 100% 활용하지 못하기 때문에, 100% 활용할 수 있는 감온팽창변 (TXV)이 개발되었으며, 지금은 전자팽창변도 개발되어 있습니다.
 
  (작동 원리 도)                                                                 (얼개 도)

TXV의 원리는 각 종 책에 잘 나와 있기 때문에 여기서 설명치 않겠습니다.
TXV의 획기적인 성능은 흡입 냉매의 과열도 (Superheating)를 일정하게 유지할 수 있게 하는 것입니다.
따라서 증발기의 출구까지 냉매는 포화상태로 있기 때문에 증발기 전부가 열 교환 능력을 발휘하도록 하고, 5-10도 정도의 과열은 증발기 출구에서 압축기 입구를 연결하는 흡입관에서 이루어지도록 하는 것입니다.

따라서 각종 상용 에어컨에서 TXV의 채용은 기본이고 상식입니다.

그런데 알고 보니 국산 에어컨 모두가 제조원가를 줄이기 위하여 용량의 크기에 상관없이 이 중요한 팽창변을 없애 버리고 모세관으로 대체했다고 합니다.  (수출품에만 쓰고 있는 듯)  

참으로 기막힌 현상입니다.

앞서 모세관 편에서 설명했듯이, 모세관을 쓰게 되면,

1) 냉동 용량이 줄어 들 수 있습니다.
2) 압축기의 수명이 줄어 들 수 있습니다.


냉장고나 소형 룸쿨러 등에 매우 한정적으로 쓰이는 모세관이 상업용 에어컨 전체에 아무런 거리낌 없이 적용되고 있는 것은 참으로 부끄러운 현상입니다.

표시 냉동용량이 과연 제대로 나오는지 ARI 등에 의뢰하여 냉동용량 테스트를 받아보고 그 결과를 카탈로그에 명시해 줄 것을 요청하는 바입니다.

그렇지 않을 경우 소비자 기만행위임을 지적하고 싶습니다.

쇠고기 중량을 속여서 팔면 소비자는 가만있지 않습니다.  
쌀 무게를 속여서 팔았다가는 쇠고랑 차게 됩니다.
주유소에서 기름 용량을 속여서 팔기 못하게 하기 위하여 주유기는 정기적으로 검사를 받습니다.

그런데, 찬바람을 파는 에어컨은 제 멋대로 입니다.
우리나라에는 제조자들이 주장하는 만큼의 용량(찬바람)이 나오는지 검사하는 곳이 없으니 참으로 딱한 노릇입니다.

소비자 보호 운동 하시는 분들, 그냥 지나치지 마십시오. 


질문/답변

질문 (조한영, 2003/6/26)

저온 창고이고요.
팽창변은 기계식이어서 하절기 따로 동절기 따로 직접 조절하고 있습니다.
냉동기 한대로 4곳을 지원해주고 있고요.
온도는8℃,5℃,15℃등 지원하고 있습니다.
8℃룸에는 Cooler가 6대 있는데요
팽창변 조절이 잘 안되었는지 온도가 다운되지도 않았는데
냉동기가 부하가 없는것으로 인식해서 다운되곤 합니다.
이 팽창변을 다른 것으로 바꿀 수 있는지요.
냉동기는 30RT스크류형 이고요.
팽창변을 바꾸면 어떤게 좋을지
그리고 가격은 어느 정도 하는지 궁금합니다.
답변 부탁드립니다.
감사합니다.
 

 

답변

어떤 종류의 팽창변인지 모르겠으나, 대개 감온 통이 달린 Thermal Expansion Valve (TXV)을 많이 쓰는데, TXV 라면 조정해봐야 과열도만 조정가능하지 팽창변 용량을 조절할 수 있는 것이 아닙니다.   용량이 안 맞다면, 알맞은 용량의 사이즈의 팽창변으로 팽창변 자체를 교체해야하는 것이거든요.

예를 들어 냉동톤 5톤의 부하를 요하는 공간에 3톤 용량의 팽창변이 달려 있다면, 당연히 이 공간은 희망하는 온도로 떨어지지 않겠지요.   5톤 용량의 팽창변으로 교체를 해야 합니다.

이 경우 많은 서비스 전문가들이, 3톤 팽창변의 용량을 늘이겠다고, 과열조정 나사를 디립다 돌리는데, 참으로 딱한 일이지요. 용량을 늘리겠다고 과열도조정 나사를 풀면, 과열이 안 된 액체상태의 냉매가 압축기에 들어가게 되어 압축기를  파손시키기도 합니다.

따라서 팽창변은 용도에 맞은 것을 잘 선택해야합니다.

사용희망온도, 희망용량, 사용냉매 등을 알려주면 팽창변 제조사 또는 판매업체가 알맞은 팽창변을 선정해 줄 것입니다.   가격도 같이 물어보십시오.

또, 한 가지 하절기 동절기 조절을 왜 팽창변으로 하나요?

외부온도가 고내온도보다 낮아지는 동절기에도 냉동사이클을 제대로 유지시키기 위해서는 응측기 압을 높여주어야 합니다.

응축기 압이 증발기 압보다 높아야 팽창변을 통하여 냉매가 흐르고, 냉매가 흘러야 냉동을 시킬 수 있거든요.  그러나 응축기 압이 항상 너무 높으면, 전기 사용량이 많아지므로, 냉매가 제대로 흐를 수 있을 정도의 압력으로 항상 유지해야 하거든요.

이걸 Head Pressure Control 이라고 하고, 여러 방법이 있는데, hvac 분야가 아니라 필자가 여기까지 언급을 못하고 있어요. (언젠가는 해야 할 일로 남아있어요)

팽창변은 절대로 만져서는 안돼요.
잘 고장 나지 않지만, 혹시 고장 났다고 판단되면 지체 없이 교체를 해야 해요.
수리도 어렵거든요. 

 

 

 

 


2000.2          처음 썼고,
2002. 7. 19   가필하였고,
2004. 1. 2.    맞춤법에 맞게 고쳐 썼고,
2011. 10       스마트폰에도 알맞도록 고쳤습니다.