일반기술

혼합냉매의 성분비 조절을 통한 냉동기 용량조절

기존에 사용되던 CFC 및 HCFC 냉매들이 환경오염을 유발한다는 사실이 밝혀졌고, 이에 따라 환경오염 정도가 매우 낮거나 없는 냉매를 대체 냉매로 사용하게 되었다. 또한 두 성분의 냉매 또는 여러 냉매를 혼합함으로써 사이클 효율의 증대도 도모할 수 있다는 점이 알려져 있다. 순수냉매가 가지지 못한 혼합냉매의 성질 중 하나는 혼합냉매의 성분비 변화에 따라서 성능 및 효율이 변화한다는 사실이다. 본 연구는 성분비 조절을 통한 용량조절을 위하여 실제 냉동시스템을 제작하고 그 성능을 평가하여, 용량 조절의 가능성 및 효율을 살펴보는 것이 주된 내용이다. 본 연구에서 목적으로 하는 것은 크게 두 가지이다. 첫째로는 대체냉매의 관점에서 순수냉매 대신 혼합냉매를 사용하여 열교환과정에서 평균온도차를 줄임으로써 그 성능을 향상시키는데 있으며, 둘째로는 혼합냉매의 성분비 조절을 냉동시스템 내에서 가능하게 함으로써 부하 변동에 따른 냉동용량을 압축기 회전수 변화없이 조절하는데 있다. 이를 위하여 용량조절이 가능한 냉동사이클을 새로이 설계하여 제작하고 실험을 통해 그 성능를 검증하고자 한다. 냉방과 난방을 동시에 가능하게 하는 열펌프의 경우, 국내의 기후에 알맞도록 설계되어야 하는데, 동절기의 난방부하가 냉방부하에 비해 훨씬 크므로 실제 국내에 적용되는 냉난방겸용 열펌프의 경우 냉방부하는 어느 정도 맞추는 반면 동절기 난방부하는 제대로 맞추기 못하는 실정이다.열펌프에 응용하는 경우에 동하절기의 용량차이를 극복해 낼 수 있으며, 실생활에 이용되는 냉난방비용의 절감효과를 기대할 수 있다. 또한 혼합냉매의 성분비 변화에 수반되는 냉매의 성질변화만으로 용량조절이 되기 때문에 비용절감과 효율향상을 기대할 수 있다.