비 공비 혼합 냉매
비 공비 혼합 냉매는 2개 이상의 냉매가 혼합이 되어 각각 개별적인 성격을 띠며 등압의 증발 및
응축 과정을 겪을 때 조성비가 변하고 온도가 증가 또는 감소되는 온도 구배를 나타내는 냉매를 말한다.
비 공비 혼합 냉매를 사용하면 등압에서 증발이 일어날 때 온도가 상승하고 반대로 등압 응축 과정에
서는 온도가 감소한다. 즉 포화 액체에서는 포화 기체 상태로 변할 때 냉매의 온도 상승효과가 발생.
이와 같은 현상을 이용하면 열교환기의 열효율을 개선할 수가 있다. 비 공비 혼합 냉매의 가장 큰 문제점은 2상 상태에서
냉매가 누설이 되는 경우 시스템에 남아 있는 혼합냉매의 조성비가 변한다는 것이다, 냉매가 2상 상태에서 누설되었을 때 증기압이 높은 성분이 먼저 누설이 되므로 새로운 조성비를 갖는 냉매가 시스템에 존재하게 된다. 따라서 냉매의 누설이
생겨 재충전을 하는 경우 시스템에 남아있는 냉매를 전량 회수한 후 새로 냉매를 주입해야 하는 단점이 생긴다.
주요 비 공비 혼합 냉매에는 R404A, R407C, R410A 등이 있다.
공비 혼합 냉매( azeotropic compound)
공비 혼합 냉매는 서로 다른 두 개의 순수 물질을 혼합하였는데도 등압의 증발 또는 응축 과정 중에 기체와 액체의 성분비가 변하지 않으며 온도가 변하지 않으며 온도가 변하지 않는 혼합 냉매를 공비 혼합 냉매라고 한다 즉 공비 혼합 냉매는 혼합 냉매임에도 불구하고 순수 냉매와 유사한 특성을 지니고 있으며 등압의 증발 및 응축 과정 후에는 75PPM 이하가 바람직하다. 수분량의 측정은 공비 혼합 냉매는 이슬점과 기포선이 서로 만나게 되어 기상과 액상에서의 성분이 서로 같아 순수 냉매와 같이 행동하는 냉매이다.
공비 혼합 냉매의 증발 또는 응측온도는 이 냉매를 구성하는 두 개의 순수 냉매보다 낮은 경우가 대부분이다,
현재 사용하는 혼합 냉매는 R500, R501, R502, R506 , R507 등이 사용되고 있다.
혼합 냉매 종류
R-500
1) 대기압에서 증발 온도 -33.3℃
2) 카렌이라는 상품명을 가지고 있다.
3) 윤활유에 잘 용해가 되며 절연 내력이 크다.
4) 혼합비 R-152 :25% R-12:73.8%
R-501
1) 대기압 증발 온도-41℃
2) 혼합비 : R-12 :25% R-22: 75%
R-502
1) 대기압에서 증발온도 -46℃
2) R-22 보다 저온을 얻기 위할 때 사용된다.
3) 토출 가스온도가 낮고 냉동능력이 크다.
4) 혼합비: R-22:48.8% R-115 :51.2%
R-503
1) 대기압에서 증발 온도 -89.1℃
2) 2원 냉동장치의 저온용 냉매로 사용된다.
3) R-13 보다 낮은 온도를 얻을 때 사용된다.
4) 혼합비: R-23:40.1% R-13: 59.9%
간접 냉매 (브라인 냉매)
< 무기질 브라인 >
탄소(C)를 포함하지 않는 브라인으로 가격은 싸지만 금속의 부식력이 크다.
1) 염화칼슘(CaCL₂) 브라인
흡수성이 강하고 누설되어 식품에 접촉이 되면 떫은맛이 나기 때문에 식품 저장용으로 사용하지 않고 제빙 냉장 등 공업용으로 널리 사용.
공정점 -55℃ 비중 1.2~1.24 be' : 24~28
2) 염화나트륨(NaCL) 브라인
주로 식품 냉동에 사용. 공정점 -21℃ 비중 1.15~1.18 be': 19~22이며 금속의 부식력이 모든 브라인 중에 가장 크기 때문에 방청제를 사용해야 하며 가격은 상대적으로 싸다.
3) 염화마그네슘(MgCl₂) 브라인
염화칼슘 대용으로 일부 사용되는 정도이다, 공정점은 -33.6℃이며 금속에 대한 부식성은 염화칼슘 브라인보다 많다.
< 유기질 브라인 >
탄소(C)를 포함한 브라인으로 금속의 부식력은 적으나 가격이 비싸다.
1) 에틸렌 그 리콜(C₂H6O₂) 브라인 금속에 대한 부식성이 적어서 모든 금속재료에 적용할 수 있다.
2) 프로필렌 글리콜
3) R-11 메틸렌 크로라이드 ( 초저온용에 사용된다)
브라인은 부식에 대한 방지대책이 있어야 하며 PH 값은 7.5~8.2를 유지함이 이상적이다. CaCl₂수용액은 브라인 1 리터에 대하여 중크롬산소다(Na₂OH) 1.6 g 씩 첨가하고 중크롬산소다 100g마다 가성소다 (NaOH) 27g씩 첨가를 한다.
NaCl 수용액은 브라인 1리터에 대하여 중크롬 산소 오다 3.2g씩 첨가하고 중 크롬 산소 오다 100g마다 가성소다 (NaOH) 27g씩 첨가한다.
1. 브라인의 장단점
1) 열용량이 클 것( 비열이 클 것)
2) 전열이 양호할 것
3) 점성이 적을 것, 응고점이 낮을 것
4) 금속에 대한 부식성이 없을 것
5) 누설하여도 냉장품에 손상을 주지 않을 것
6) 가격이 싸고 구입과 취급이 용이할 것