이번 알아볼 냉동부품은 팽창밸브입니다.
팽창밸브의 구조와 사용방법.
문제해결방법, 적용방법 등을 알아보겠습니다.
팽창밸브는 전자식 팽창밸브, 감온식 팽창밸브, 정압식 팽창밸브, 모세관(capillary tube)등이 있습니다.
그중에서 가장 많이 사용되고 가장 궁금해하시는 감온식 자동팽창밸브( TEV: thermostactic expansion valve)에 대해
쉽게 알려드리겠습니다.
문헌에는 전문적인 단어가 많아 이해가 어려우실겁니다.
팽창밸브( thermostactic expansion valve):
압축기와 함께 냉동 사이클의 고저압을 경계하여 소정의 증기 온도로 증발 능력을 충분히 발휘시키는데 족한 냉매량을 압력차에 의해 증발기에 보내는 일종의 유량 제어밸브라고 백과사전에 기록되어 있습니다.
주변에서 흔히 볼 수 있는 분무기를 생각하시면 이해가 빠르실 겁니다.
수도에 분무기 노즐을 설치하고 노즐에서 분사되는 모습을 상상하시면 됩니다.
분무노즐 전에는 물의 압력이 높고 분무노즐 이후에는 압력이 현저히 낮아집니다.
분무노즐에서 분사된 미스트? 형식의 물은 공기 중에 쉽게 증발하게 됩니다.
이것이 팽창밸브입니다.
자동차의 4 행정 사이클 많이 들어보셨죠?
냉동에도 사이클이 있습니다.
압축, 응축, 팽창, 증발로 이루어져 있습니다.
여기에서 응축과정을 거친 냉매는 냉매액, liquid (수도관에서 분무노즐의 전의 물을 비교하시면 됩니다.)로 물질의 상태가 기체에서 액체로 변화됩니다.
이를 감압(분사노즐통과) 분사하여 증발기(evaporator)에서 쉽게 증발이 되도록 돕는 역할을 하는 것이 팽창밸브입니다.
설명이 도움이 되셨는지요?
감온식자동팽창밸브의 구조는
감온식 자동팽창밸브에서 감온통 (위 1번 사진: Bulb with capillary tube)의 역할은 증발기 출구의 배관에 부착하여
그 온도를 반응하여 팽창밸브의 개도를 조절하는 역할입니다. (냉동창고 내부의 온도에 따라 변화한다.)
아주 중요한 역할입니다.
이것이 고장 나면 밸브는 고정되어 부하변동에 반응하지 못하고, 과열압축, 또는 액압축이 발생하기도 합니다.
감온식자동팽창밸브의 오리피스에 대해 살펴보겠습니다.
오리피스는 위의 글에서 이해를 돕기 위해 물의 분사노즐에 대해 설명드렸는데요.
이 분사 노즐의 크기에 따라 감압이 크고, 작음을 결정합니다.
오리피스에는 작은 구멍이 용량에 따라 다르게 설계되어 있습니다.
위 사진 3번에 보시면 냉동능력에 비례하여 적용하는
오리피스의 적용방법이 설명되어 있습니다.
댄포스 제품에서 예를 들면 R-22 냉매로 냉동능력이 1 tons의 증발기 입구온도를? 도로 설정한다면, 00~06번중
표를 보고 택하면 되는 것입니다.
정확한 값은 여러 가지 공학적 계산이 필요하므로 생략...;;;
그러나 우리에겐 언제나 통상적인 상수? 가 있습니다. (누군가 계산해 현장에 쉽게 적용하는 방법)
이것보다 더욱 중요한 일은 현장에서 알맞은 과열도를 찾고 조절, 설정하는 것입니다.
안정적이면서 최대한의 성능을 발휘하도록 하는 게 기능공의 할 일이겠죠.
감온식자동팽창밸브 개도조절 방법
감온식 자동팽창밸브에서 개도조절은 대부분 시계방향으로 돌리면 증발기에서 압력은 낮아지고 증발기입구의 온도 역시 내려갑니다.
그러나 밸브를 조이는 효과로 유량은 줄어듭니다.
반대로 반시계 방향으로 돌리면 증발압력은 올라가게 되고, 증발기 입구온도는 상승하게 됩니다.
냉매의 유량은 증가하게 됩니다.
이때 주의 할 점은 조절량은 1/4 바퀴씩 돌려주면서 30분 정도를 지켜보아야 합니다.
밸브개도를 조절 후 압력의 변화는 천천히 이뤄집니다.
수동 정압식 팽창밸브는 이와 다르게 반응하오니 주의하세요!
주의: 감온식자동팽창밸브의 개도 조절은 숙련된 냉동기능공이 필요하므로 함부로 조절 시에는
압축기고장이 발생하기 쉽습니다.
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최근에 팽창밸브가 문제를 진단하고 수리한 현장이 부쩍 많아졌는데요.
감온식 자동팽창밸브의 고장증상을 접하고 냉매부족 또는 냉매과충전 등으로 오판하는 경우를 종종 보았습니다.
팽창밸브 고장증상을 보면 냉매는 충분하지많 적정 압력보다 압력이 현저히 낮아지거나 정상압력보다 상승되기도 합니다.
이들 대부분은 팽창밸브의 개도를 조절해 보면 압력의 변화가 없는 경우가 많습니다.
고자의 원인은 부품의 노후로 막힘, 감온통고장, 냉동장치 내의 수분함유 등, 여러 가지 원인 등이 있습니다.
철저한 수분제거 작업과 설비 시에는 배관의 청결하게 유지하면서 작업해야겠습니다.
또한 압축기교체시에 팽창밸브교체도 함께 이뤄져야 할 것입니다.
팽창밸브 적용사례들입니다.
팽창밸브는 사용냉매, 사용온도 조건등을 고려하여 선정하며, 설치위치는 일반적으로 증발기 전에 위치하지만
증발기 전에 부착하는 것 외에도 압축기 과열방지용, 핫가스 온도조절용 등 팽창밸브의 용도는 다양합니다.
경험으로 작성해 본 글이라 다소 부족한 부분이 있더라도 이해 바랍니다.
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