Transcript 냉동기의_운전점검과_성능검사.

제3장 냉동기의 운전점검과 성능검사
1. 냉동기의 점검과 성능검사
1) 냉동기의 점검
가. 냉동교육장치의 점검
-. 점검 공구 : 스패너, 후크 메타기, 전압 전류 저항 측정기 사용
-. 압축기 상태점검(전압, 전류, 저항 값 측정)
-. 응축기 상태점검(휀 모타 전류, 저항, 전압. 응축량 조절장치 확인)
-. 증발기 상태점검(휀 모타 전류, 저항, 전압. 증발량 조절장치 확인)
-. 수액기의 상태점검(서비스 밸브 확인)
-. 스톱밸브의 확인(개, 폐)
-. 필터 드라이어 확인
-. 전자밸브의 작동 확인(SV1, SV2)
-. 팽창밸브 점검{오리피스 번호(용량), 냉매에 맞는 것 사용}
-. 기타 전체적으로 안전점검(전기장치 연결상태 등)
나. 냉동 자동제어 장치의 점검
-. 점검 공구 : 후크 메타기, 전압 전류 저항 측정기 사용
-. 공조냉동 자동제어 각종 기기의 이상 유,무 점검(단락, 누전, 합선, 안전장치 작동 등)
-. 공조냉동장치와 터미널 베이스와의 연결상태의 점검
-. 기타 전체적으로 안전점검(전기장치 연결상태 등)
다. 냉매량 측정 : 고압, 저압측정, 중량측정, 증발기 적상량 측정
라. 운전조건
-. 운전시간 : 30분 동안 연속운전후 상태점(온도, 압력점)을 측정 기록한다.
-. 증발온도(증발압력) : 설정 온도를 증발기 휀 모터 속도를 조절하여 설정한다.
-. 응축온도(응축압력) : 설정 온도를 응축기 휀 모터 속도를 조절하여 설정한다.
-. 운전회로 : 증발온도제어 자동운전 회로로 자동으로 운전되게 한다.
-. 실내환경(실내온도) : 실내온도 18도시를 원칙으로 하고 증발기 공기 흡입구측과 토
출구측의 온도차를 측정하고 풍량을 계산하여 공기냉각 부하를 계산한다.
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2) 표준냉동 시스템의 성능검사
가. 냉동시스템 도면과 몰리엘 선도
압력변화
응축
압력
증발
압력
T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
T
6
비
고
i1(T5) : 팽창밸브출구 냉매 포화액 엔탈피 (팽창밸브출구온도)
i2(T4,T5) : 팽창과정 냉매엔탈피 또는 증발기 입구 냉매 엔탈피
i3(T3) : 응축기출구 냉매 엔탈피
i4(T6) : 증발기 출구 냉매 엔탈피
i5(T1) : 압축기입구 냉매 엔탈피
i6(T2) : 압축기출구냉매엔탈피
P1. : 증발압력 (고압)
P2. : 응축압력 (고압)
* 수동팽창밸브 제어에 따라 증발압력과 응축압력을 조정할수 있다.
* 수동팽창밸브 제어에 따라 i1~i6, T1~T6 점의 값이 변화 한다.
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나. 운전회로도
다. 온도,압력,엔탈피 측정 및 기록
압력변화
i1
응축압력
i2
i3
i4
i5
i6
비 고
증발압력
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라. 몰리엘선도 작도
① LH(증발잠열) = 증발기 출구가스 냉매의 엔탈피(i6) - 증발온도선상 포화액점 엔탈피(i1)
= (
)kcal - (
)kcal
= (
)kcal
② q(냉동효과) = 증발기 출구가스 냉매의 엔탈피(i6) - 팽창밸브 직전 냉매액의 엔탈피(i2)
=(
)kcal - (
)kcal
=(
)kcal
③ Aw(압축일의 열당량) = 압축기 출구 냉매의 엔탈피(i10) - 압축기 입구 냉매 엔탈피( i9 )
= (
)kcal - (
)kcal
= (
)kcal
④ qc(응축기의 방출열량) = 응축기 입구 냉매의 엔탈피(i11) - 응축기 출구
엔탈피(i4)
= (
)kcal - (
)kcal
= (
)kcal
⑤ F(후래시 가스량) = 증발기 입구 냉매의 엔탈피(i2) - 증발온도선상 포화액점 엔탈피(i1)
= (
)kcal - (
)kcal
= (
)kcal
⑥ Pr(압축기의 압축비) = 압축기 토출 절대압력(P2) / 압축기 흡입 절대압력(P1)
= (
) / (
)
= (
)
⑦ x(건조도) = 후래시 가스량(F) / 증발잠열(LH)
= (
)kcal/kg / (
)kcal/kg
⑧Cop(성적계수) = 냉동효과(q) / 압축일의 열당량(Aw)
= (
)kcal/kg / (
)kcal/kg
= (
)
⑨ G { 1RT ( 3320 kcal/h )당 냉매 순환량 } = 3320 / q
= 3320 kcal/h / (
)kcal/kg
=(
) kg/h
= (
)
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⑩ H.P { 1RT ( 3320 kcal/h )당 소요마력 } = G * Aw
=(
)kg/h * (
)kcal/kg
=(
) kcal/h
⑪ Qc { 1RT ( 3320 kcal/h )당 응축기 방출열량 } = G * qc
=(
)kg/h * (
)kcal/kg
=(
) kcal/h
⑬ v { 1RT ( 3320 kcal/h )당 냉매증기의 체적} = G * va
=(
)kg/h * (
)m3/kg
=(
)m3/h
⑬ R.T (시간당 냉동능력) = g×G/h ÷ 3320
= ( ) kcal/kg × G kg/h ÷ 3320kcal/h
= ( ) R.T
운전조건
응축
온도
증발
온도
LH
q
Aw
qc
F
CH
CL
Pr
x
Cop
G
(1R.T)
H.P
(1R.T)
Qc
(1R.T)
LH : 증발잠열
cop : 성적계수
q : 냉동효과
G : 1RT당 냉매 순환량
AW : 압축일의 열당량
H․P : 1RT당 소요마력
qc : 응축기의 방출열량
QC : 1RT당 응축기 방출열량
F : 후래시 가스량
v : 1RT당 냉증기의 체적
CH : 열교환기에서의 과열량(과열도)
R.T : 교육장비의 시간당 냉동능력
V
(1R.T)
R.T
CL : 열교환기에서의 과냉량(과냉도)
Pr : 압축기의 압축비
X : 건조도
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비
고
3) 히트펌프 냉,난방시스템의 성능검사
가. 냉동시스템 도면과 몰리엘 선도
압력변화
T1
응축압력
T2
T3
T4
T5
T6
비 고
증발압력
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i1(T5) : 팽창밸브출구 냉매 포화액 엔탈피 (팽창밸브출구온도)
i2(T4,T5) : 팽창과정 냉매엔탈피 또는 증발기 입구 냉매 엔탈피
i3(T3) : 응축기출구 냉매 엔탈피
i4(T6) : 증발기 출구 냉매 엔탈피
i5(T1) : 압축기입구 냉매 엔탈피
i6(T2) : 압축기출구냉매엔탈피
P1. : 증발압력 (고압)
P2. : 응축압력 (고압)
* 수동팽창밸브 제어에 따라 증발압력과 응축압력을 조정할수 있다.
* 수동팽창밸브 제어에 따라 i1~i6, T1~T6 점의 값이 변화 한다.
나. 운전회로도
다. 온도,압력,엔탈피 측정 및 기록
구분
냉방운전
난방운전
증발잠열 (LH)
냉동효과 (g)
압축일량 (Aw)
응축계수 (Qc)
과열 (HQ)
과냉 (LQ)
Cop (냉방)
WP (난방)
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4) 펌프다운 냉동 시스템(액가스형, 열교환기 설치)의 성능검사
가. 냉동시스템 도면과 몰리엘 선도
압력변화
응축
압력
증발
압력
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
비
고
i1(T5) : 팽창밸브출구 냉매 포화액 엔탈피 (팽창밸브출구온도)
i2(T4,T5) : 팽창과정 냉매엔탈피 또는 증발기 입구 냉매 엔탈피
i3(T3) : 응축기출구 냉매 엔탈피
i4(T6) : 증발기 출구 냉매 엔탈피
i5(T1) : 압축기입구 냉매 엔탈피
i6(T2) : 압축기출구냉매엔탈피
P1. : 증발압력 (고압)
P2. : 응축압력 (고압)
* 수동팽창밸브 제어에 따라 증발압력과 응축압력을 조정할수 있다.
* 수동팽창밸브 제어에 따라 i1~i6, T1~T6 점의 값이 변화 한다.
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나. 운전회로도
다. 온도,압력,엔탈피 측정 및 기록
P-i 선도상 엔탈피 값
압력변화
응축
온도
증발
온도
i1
i2
i3
i4
i5
i6
i7
i8
i9
i10
i11
비
고
i1(T5) : 팽창밸브출구 냉매 포화액 엔탈피 (팽창밸브출구온도)
i2(T4,T5) : 팽창과정 냉매엔탈피 또는 증발기 입구 냉매 엔탈피
i3(T3) : 응축기출구 냉매 엔탈피
i4(T6) : 증발기 출구 냉매 엔탈피
i5(T1) : 압축기입구 냉매 엔탈피
i6(T2) : 압축기출구냉매엔탈피
P1. : 증발압력 (고압)
P2. : 응축압력 (고압)
* 수동팽창밸브 제어에 따라 증발압력과 응축압력을 조정할수 있다.
* 수동팽창밸브 제어에 따라 i1~i6, T1~T6 점의 값이 변화 한다.
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P-i 선도상 압력 값
온도변화
응축온도
P1
증발온도
P2
P3
P4
P5
P6
비 고
① LH(증발잠열) = 증발기 출구가스 냉매의 엔탈피(i6) - 증발온도선상 포화액점 엔탈피(i1)
= (
)kcal - (
= (
)kcal
)kcal
② q(냉동효과) = 증발기 출구가스 냉매의 엔탈피(i6) - 팽창밸브 직전 냉매액의 엔탈피(i2)
=(
)kcal - (
=(
)kcal
)kcal
③ Aw(압축일의 열당량) = 압축기 출구 냉매의 엔탈피(i10) - 압축기 입구 냉매엔탈피(i9)
= (
)kcal - (
= (
)kcal
)kcal
④ qc(응축기의 방출열량) = 응축기 입구 냉매의 엔탈피(i11) - 응축기 출구 엔탈피(i4)
= (
)kcal - (
= (
)kcal
)kcal
⑤ F(후래시 가스량) = 증발기 입구 냉매의 엔탈피( i2 ) - 증발온도선상 포화액점 엔탈피(i1)
= (
)kcal - (
= (
)kcal
)kcal
⑥ CH(열교환기의 과열량) = 열교환기 출구(저압,기체관) 에탈피(i8) - 열교환기 입구(저압,
기체관) 엔탈피(i7)
= (
)kcal - (
= (
)kcal
)kcal
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⑥ CH(열교환기의 과열량) = 열교환기 출구(저압,기체관) 에탈피(i8) - 열교환기 입구(저압,
기체관) 엔탈피(i7)
= (
)kcal - (
= (
)kcal
)kcal
⑦ CL(열교환기의 과냉량) = 열교환기 입구(고압,액관) 에탈피( i5 ) - 열교환기 입구(고압,액
관)엔탈피(i6 ) = (
)kcal - (
= (
)kcal
)kcal
⑧ Pr(압축기의 압축비) = 압축기 토출 절대압력(P2) / 압축기 흡입 절대압력(P1)
= (
) / (
= (
)
)
⑨ x(건조도) = 후래시 가스량(F) / 증발잠열(LH)
= (
)kcal/kg / (
= (
)
)kcal/kg
⑩ Cop(성적계수) = 냉동효과(q) / 압축일의 열당량(Aw)
= (
)kcal/kg / (
= (
)
)kcal/kg
⑪ G { 1RT ( 3320 kcal/h )당 냉매 순환량 } = 3320 / q
= 3320 kcal/h / (
=(
)kcal/kg
) kg/h
⑫ H.P { 1RT ( 3320 kcal/h )당 소요마력 } = G * Aw
=(
=(
)kg/h * (
)kcal/kg
) kcal/h
⑬ Qc { 1RT ( 3320 kcal/h )당 응축기 방출열량 } = G * qc
=(
=(
)kg/h * (
)kcal/kg
) kcal/h
⑭ v { 1RT ( 3320 kcal/h )당 냉매증기의 체적} = G * va
=(
)kg/h * (
=(
)m3/h
)m3/kg
⑮ R.T (시간당 냉동능력) = g×G/h ÷ 3320
= ( ) kcal/kg × G kg/h ÷ 3320kcal/h
= ( ) R.T
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-. R.T = Q2/h ÷ g
Q2/h : G/h × cp × ▵t
G : 증발기 입구 흡입 시간당 공기량(kg/h)
cp : 공기의 정압비열 kcal/kg °C
▵t : 증발기 입구 흡입 공기 온도와
토출공기온도차 ( °C)
g : 냉동효과 (kcal/kg)
=(
) R.T
운전조건
응축
온도
증발
온도
LH
q
Aw
qc
F
CH
CL
Pr
x
Cop
G
(1R.T)
H.P
(1R.T)
Qc
(1R.T)
V
(1R.T)
LH : 증발잠열
cop : 성적계수
q : 냉동효과
G : 1RT당 냉매 순환량
AW : 압축일의 열당량
H․P : 1RT당 소요마력
qc : 응축기의 방출열량
QC : 1RT당 응축기 방출열량
F : 후래시 가스량
v : 1RT당 냉증기의 체적
CH : 열교환기에서의 과열량(과열도)
R.T : 교육장비의 시간당 냉동능력
R.
T
비고
CL : 열교환기에서의 과냉량(과냉도)
Pr : 압축기의 압축비
X : 건조도
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5) EPR제어(증발압력 병렬제어) 냉동시스템의 성능검사
가. 냉동시스템 도면과 몰리엘 선도
T1 : 압축기 흡입온도
T2 : 응축기 입구 온도
T3 : 응축기 출구온도
T4 : No.1 팽창밸브 출구 온도(고온증발기 입구온도)
T5 : No.1 증발기 출구온도
T6 : EPR 출구온도
T7 : No.2 팽창밸브출구온도(저온증발기 입구온도)
T8 : 저온증발기 출구온도
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나. 온도,압력,엔탈피 측정 및 기록 과 몰리엘선도 작도
운전조건
응축
압력
증발
압력
i0
i0
i1
i2
i3
i4
LH : 증발잠열
F : 후래시 가스량
q : 냉동효과
Pr : 압축기의 압축비
AW : 압축일의 열당량
X : 건조도
Qc : 1RT당 응축기 방출열량
cop : 성적계수
i5
비고
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다. 열량계산식
운전조건
응축
압력
증발
압력
LH
Qe
Aw
Qc
F
CH
CL
Pr
LH : 증발잠열
F : 후래시 가스량
q : 냉동효과
Pr : 압축기의 압축비
AW : 압축일의 열당량
X : 건조도
Qc : 1RT당 응축기 방출열량
cop : 성적계수
x
Cop
비고
라. 열량계산식
1. 냉동효과(각각 냉매
당)
저온 증발기 :
고온 증발기 :
2. 압축일량(냉매
당)
3. 방출열량(냉매
당)
4. 압축비
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5. 냉매분배율
증발기가 하나일 때에는 냉동시스템의 각 구성요소를 통과하는 냉매순환량은 일정하지
만, 증발기가 2개인 경우에는 냉매가 양쪽으로 나누어지기 때문에 냉매분배율을 계산하
여야 한다. 냉매분배율을 계산하는 방법으로는 저온 증발기와 고온 증발기에서 나온 냉
매증기의 단열혼합과정을 이용한다.
저온 증발기 출구의 냉매증기(A)와 고온 증발기 출구의 냉매증기(B)가 합쳐져서 압축기
입구의 상태(C)로 되는 것으로 간주하여, 에너지보존을 고려하면 A와 B의 가중평균점
(내분점)을 C로 놓아 A와 B의 분배율을 계산할 수 있다.
저온 증발기의 압력(P3)인 2.2 kgf/㎠(포화온도: -23℃)에서 A(-22.2℃), B(-6.1℃),
C(-18.4)의 상태는 모두 과열증기의 상태이므로 압력과 온도로부터 엔탈피를 구해야 하
지만, P-h선도의 정확도가 떨어지기 때문에 냉매증기를 이상기체로 간주하여 이들 온도
로부터 냉매분배율을 구했다.
순환냉매 1kg당의 냉동효과는 저온 증발기와 고온 증발기에서의 냉동효과에 각각 냉매
분배율을 곱해서 더한 값이 된다.
5-1. 냉동효과 (냉매분배율을 고려한 냉매 1kg 당 )
6 성능계수
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6) 2원냉동 시스템의 성능검사
가. 냉동시스템 도면과 몰리엘 선도
T1 : No.2 압축기 입구온도(증발기 출구온도)
T2 : No.2 압축기 출구온도(가스케이트 응축기 출구온도)
T3 : No.2 팽창밸브 입구온도 (가스케이트 응축기 입구온도)
T4 : 증발기입구온도(No.2 팽창밸브 출구온도)
T5 : No.1압축기 입구온도
T6 : No.1압축기 출구온도(응축기입구온도)
T7 : 응축기 출구온도(No.1팽창밸브 입구온도)
T8 : 가스케이트 응축기 입구온도(No.1 팽창밸브 출구온도)
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나. 운전회로도
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다. 온도,압력,엔탈피 측정 및 기록 과 몰리엘선도 작도
T1 : No.2 압축기 입구온도(증발기 출구온도)
T2 : No.2 압축기 출구온도(가스케이트 응축기 출구온도)
T3 : No.2 팽창밸브 입구온도 (가스케이트 응축기 입구온도)
T4 : 증발기입구온도(No.2 팽창밸브 출구온도)
T5 : No.1압축기 입구온도
T6 : No.1압축기 출구온도(응축기입구온도)
T7 : 응축기 출구온도(No.1팽창밸브 입구온도)
T8 : 가스케이트 응축기 입구온도(No.1 팽창밸브 출구온도)
라. 열량계산 및 성능검사
Operation
Sation
고온측 냉동효과
저온측 냉동효과
고온측 응축계수
저온측 응축계수
고온측 압축일량
저온측 압축일량
고온측 성적계수
저온측 성적계수
이원냉동기 성적계수(저온증발기기준)
i5-i7
i1-i3
i6-i7
I2-i3
I6-i5
I2-i1
qu1÷AW1, (i5-i7),(i6-i5)
qu2÷AW2, (i1-i3),(i2-i1)
qu2÷(AW1+AW2),(i1-i3)÷(i6-i5)+(i2-i1)
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마. 성능계산관련공식
고온용 냉동기의 냉매 순환량을 GH, 저온용 냉동기의 냉매 순환량을 GL라 할 때
고온 냉동기의 흡열량=저온 냉동기의 발열량과 같고, ie=ih이므로
① 냉동열량(저온 냉동기의 흡열량)
② 고온 냉동기의 흡열량(저온 냉동기의 발열량)
③ 저온 냉동기의 피스톤 배압량
여기에서
은 피스톤 체적 효율
④ 저압 압축기 소요동력
여기에서
은 압축기 총괄 효율이다
⑤ 고온 냉동기의 피스톤 토출용량
⑥ 고압 압축기 소요동력
⑦ 성능계수
㉮ 고온냉동기의 성능계수
㉯ 저온 냉동기의 성능계수
㉰ 총 성능계수
여기에서
와 같으므로
다음과 같이 변화 할 수 있다.
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A. p-h 선도
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B. 물성표
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