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냉매시스템 내의 오일 회수 개선

전문가 제언: ○ 공기조화기, 열펌프(heat pump) 등에 사용되는 증기압축 시스템(vapor compression system)에 있어서, 냉매는 압축기(compressor)에 의해 압축되어 응축기(condenser)에서 응축되고 팽창장치(expansion device)를 경유, 증발기(evaporator)에서 열을 흡수한 후 압축기로 복귀한다.

○ 압축기에는 상대접촉 운동을 하는 부품들이 구성되어 있어 윤활이 필수적이다. 이에 따라 일반적으로 압축기를 통과하는 냉매 안에 윤활유(lubricant)를 혼합시켜 압축기 내 부품들의 원활한 동작을 가능하게 한다. 그러나 이런 윤활유는 냉매와 함께 시스템 내를 순환하며 증발기 등에 정체되어 다음과 같은 문제를 일으킨다.

– 증발기 등 냉매시스템 내에 오일이 정체되면 압축기를 통과하는 윤활유의 양이 감소되어 압축기가 손상되거나 치명적인 고장이 발생한다. 또한 증발기 내의 오일 정체로 열 전달량이 감소하고 시스템 내의 압력이 낮아져 증발기는 물론 시스템의 성능이 떨어진다.

○ 이 문제를 해결하기 위한 방법으로서 오일분리기(oil separator)를 설치하여 냉매로부터 오일을 제거하는 방법이 있으나 이 방법은 추가비용이 들고 압력손실과 고장의 우려가 많고 오일제거 효율이 100%가 안 되어 오일이 시스템 내에 다시 정체되는 문제가 있다. 따라서 이 발명에서와 같이 냉매시스템에 부품을 추가하지 않고 팽창밸브와 흡입조절 밸브를 제어하여 압축기로 오일을 회수하는 기술은 매우 바람직하다.

○ 냉매시스템에서 시스템의 신뢰성과 수명은 물론, 진동 소음 등 일상적인 품질문제의 대부분은 압축기가 좌우한다고 해도 지나치지 않는다. 따라서 냉매시스템 제조회사에 있어서는 시스템의 수명과 신뢰성 향상을 위해 압축기의 윤활 연구를 매우 비중 있게 다루고 있다. 윤활유 선정 시, 냉매와의 혼화성(miscibility)과 용해성(solublity) 검토는 물론, 이와 같은 오일 회수기술의 개발은 계속 확대되어야 한다.

저자: CARRIER CORPORATION
자료유형: 특허정보