응축기, 증발기, 팽창밸브, 냉매 스톱 밸브, 냉각탑, 냉매
응축기
응축기는 압축기로 나온 고온 고압의 냉매가스를 물이나 공기로 냉각하여 액화시키기 위한 열교환기이다. 냉각 방법에 의해 수냉식 공냉식 증발식의 세 가지로 분류되어 있다.
수냉식 응축기는 세로형과 가로형이 있고 일반적으로 가로형이 많이 사용되고 있다. 응축기 내에는 다수의 가느다란 파이프가 장치 되어 있어, 이 파이프를 냉각수가 통하고 냉매 가수는 세관군의 외축을 흘러내리는 동안에 냉각되어 액화한다. 냉각수에 우물물을 사용할 때에는 파이프 벽에 침적물이 있으면 냉각능력을 저하시키기 때문에 수질에 주의를 해야 한다.
증발식 응축기는 코일의 외면을 냉각수가 흘러내리고 밑에서 바람을 보내 냉각수의 전열작용과 증발잠열에 의해 냉각한다. 냉각능력은 공냉식보다 아주 우수하고 겨울에는 냉각수를 사용하지 않고 공냉식으로서 이용할 수 있다.
공냉식응축기는 소형 냉동기에 사용되어 핀이 있는 동 파이프 속에 냉매를 통하여 바람을 이송 냉각한다. 수냉식에 비하여 능력은 낮지만 냉각수를 사용하지 않아 동결할 염려가 없다.
공냉식 배관은 냉방기가 응축기 아래에 있을 경우 배관 높이가 10m 이상일 때는 가스배관의 10m 높이마다 오일 트랩이 필요하다. 냉방기가 응축기 위에 있을 경우 압축기가 냉방기에 내장되었을 경우에는 오일 트랩이 필요 없다. 압축기가 공냉 응축기에 내장되었을 경우에는 가스 배관 10m 높이마다 오일 트랩이 필요하다.
수냉식 배관은 냉방계절이 시작되어 냉각탑을 사용할 때는 보급수 밸브를 열어 불이 가득 찬 후 운전한다. 냉각팁이 냉방기보다 아래에 있는 경우에는 보조탱크가 필요하다.
증발기
증발기는 냄매액을 증발시키고 공기, 물 또는 브라인 등을 냉각한다.
증발기의 형상에 대한 파이프 코일 핀코일 유니트 클러 판상 증발기 등이 있고 물이나 브라인을 생각할 때에는 응축기와 같이 셀 튜브식도 사용되고 있으며 증살 방법에 의해 분류하면 건식과 만 액식이 있다. 건식은 중발기 내부가 대부분 냉매가스에 의하여 점유되고 냉매의 사용량은 적어도 되지만 열효율이 좋지 않으면 만 액식은 특수한 체더를 사용하여 냉매액이 증발기 용적의 60~70%를 점유하고 열효율이 좋으나 다량의 냉매를 필요로 한다. 또 증발기 출구에 냉매액이 남아 압축기에 흡수되어 버릴 염려가 있으므로 액체 분리기를 설치하여 냉매액을 증발기에 복귀시키도록 되어 있다. 만 액식은 코일 내에 윤활유가 고일 염려가 있으므로 기름을 용해하기 쉬운 냉매를 사용할 때에는 기름 분리기를 장치하여 둔다.
팽창밸브
팽창밸브는 고압의 냉매액을 소정의 압력으로 감압하여 냉방 부하나 온도에 따라 증발기에 흘러 들어오는 냉매의 유량을 조정하기 위해 팽창 밸브를 사용한다. 열동식과 압력 작동식이 있고 일반적으로는 열동식이 많이 사용되고 압력 작동식은 냉방부하가 일정한 경우에 사용되고 있다. 열동식 팽창 밸브에는 벨로즈식과 다이어프램식이 있고 어느 것이나 밸브 기수와 감온통으로 되어있다. 감온통과 벨로즈 가운데에 장치내의 냉매와 같은 가스를 넣어 봉입하고 감온통은 증발기 출구특에 장치하여 둔다. 증발기를 나온 냉매 가스의 온도와 증발기 내의 압력에 의해 벨로즈가 신축하여 밸브가 작동하고 냉매의 유량을 조정한다. 압력 작동식에도 벨로즈식과 아이어프램식이 있고 감온통은 장치되어 있지 않다. 증발기 내의 압력변화에 의해 직접 밸브가 작동한다. 모세관은 내경 1mm 이하의 가느다란 파이프로 소형 냉동기의 팽창 밸브 대신 사용되고 있으며 냉동기의 용향에 적합합 냉매가 흐르도록 튜브의 내경과 길이를 결정하고 파이프 내를 흐르는 냉매의 유체 저항에 의해 감압한다. 모세관은 팽창 밸브와 같이 밸브 기구를 가지고 있지 않으므로 고장의 염려는 적다.
냉매 스톱 밸브
냉매용의 스톱 밸브는 암모니아용과 프레온용이 있고 프레온둉에는 누설 방지를 위해 실 캡이 장치되어 있다. 기구는 어느 편이나 대체로 같지만 밸브 디스크에는 연강이나 주강을 사용한다. 등이 없는 밸브는 그랜드 패킹 대신에 벨우즈나 다이어프램을 사용하고 완전히 외부와 격리되어 있으므로 누설 할 염려가 없다.
냉각탑
응축기의 냉각 요수에는 우물물을 사용하지만 이것이 불충분한 때에는 냉각탑을 사용하여 따뜻한 물을 냉각하여 다시 사용한다. 냉각탑은 통풍이 좋은 옥상 등에 설치하고 펌프로 이송된 물은 분무 모양으로 되어 냉각탑을 흘러 내린다. 냉각탑의 밑에서 바람을 보내고 물을 증발시켜 증발 잠열에 의해 냉각하지만 증발에 의하여 줄어든 물의 양은 3~5% 정도이다.
냉매
냉동기에 쓰이는 냉매에는 암모니아 메틸 클로라이드 프레온 계통의 것이 있으며 오늘날에는 프레온 계통의 것이 만히 쓰인다. 냉매로서 갖추어야 할 성질로는 물 또는 공기로 냉각하여고 쉽게 액화할 것 대기압력에 가까운 압력에서 증발하면 증발잠열이 클 것 금속을 부식하지 않고 독성 폭발성이 없을 것 가스가 샐 때 검지하기 쉽고 될 수 있는 대로 기름에 녹지 않을 것 등이 있다.
암모니아는 자극취 독성이 모두 강하여 공기 조화 장치에는 적합하지 않으나 가격이 싸기 때문에 공업용에 적합하다. 동 동합금은 부식되나 철강류는 부식되지 않으며 불쾌한 자극성 냄새가 나므로 조금이라도 새면 곧 알 수가 있지만 누설 위치를 알아내기는 어렵다. 누설 하는 곳을 조사하는 데는 페놀프탈레인을 쓰면 빨갛게 변하므로 곧 알아낼 수 있다.
메틸 틀로아티드는 일명 크롬 메틸이라고도 하며 보통 소형 냉동기에 쓰이며 가연성이기는 하나 쉽게 타지는 않는다. 알루미늄 아연 같은 합금은 잘 부식하나 동 같은 일반 금속은 부식하지 않는다. 또한 고무는 부식하므로 패킹으로 사용할 수 없다. 조금씩 새는 것은 발견하기가 어려우나 알코올 램프의 불꽃을 녹색으로 변색시키므로 새는 곳을 검지할 수 있다.
프레온-12는 일반적으로 프레온 가스라고 불리우며 불연성이지만 직접 고온의 불꽃에 닿으면 분해하여 염소와 포스겜 가스 따위가 발생한다. 천연고무는 침식되나 인조 고무는 침식되지 않으며 모든 금속에 해를 끼치지 않는다. 부설 장소의 발견은 좀 어려우나 알코올 램프의 불꽃으로 동선을 달구어 가스를 접축시 키면 청록색의 불꽃이 되므로 찾아낼 수 있다. 이 램프를 허라이드 토치라고도 한다.