1. 냉동기유의 사용목적과 종류
냉동용 압축기에 사용되는 윤활유를 특히 냉동기유라고 한다.
윤활유를 사용하는 목적은 다음과 같이 여러 가지가 있다.
첫째, 압축기의 베어링, 실린더와 피스톤 사이의 간격 등의 마찰이나 마모를 감소시키는 윤활작용,
둘째, 마찰에 의해서 발생하는 열을 흡수하는 냉각작용,
셋째, 축봉장치나 피스톤 링 등의 밀봉(seal)작용,
넷째, 녹의 발생을 방지하는 작용
등과 같이 압축기를 원활하게 운전시키는 데에 있다.
냉동기유에는 일반적으로 광물을 정제한 광물유가 사용된다.
냉동기유의 경우 온도가 크게 변화하고, 또한 프레온이 냉동기유에 녹아 냉동기유의 성질이 변화하는 등 복잡한 현상이 있으므로 적절한 것을 선정하려면 실제의 기계에서 장시간의 운전경험을 필요로 한다. 따라서 규격상의 수치만으로 판단하는 것은 곤란하고 압축기 제조자가 지정하는 냉동기유를 사용하는 것이 좋다.
냉동기유에 요구되는 성질을 정리하면
(1) 점도가 적당할 것.
(2) 응고점이 낮고, 낮은 온도에서도 유동성이 있을 것.
(3) 열에 대한 안정성이 좋을 것(히트펌프에서 중요).
(4) 수분·산 성분 등을 포함하지 않을 것.
(5) 산화되기 어려울 것.
(6) 저온에서 왁스를 석출하지 않을 것(저온장치에 중요).
(7) 유성(油性)이 양호할 것(유막형성 능력이 우수할 것).
(8) 냉매와 반응하지 않을 것.
(9) 거품이 적게 일 것.
(10) 유화(乳化)되기 어려울 것.
(11) 밀폐형 압축기에 사용할 때 전기절연성이 좋을 것.
(12) 온도에 따른 점도의 변화가 적을 것.
등이다.
2. 냉동기유에 대한 프레온 냉매의 용입(溶入)
일반적으로 프레온 냉매는 냉동기유와 잘 용해하는 성질이 있으며 냉매의 종류에 따라 그 용해도가 달라진다. 그러나 암모니아는 냉동기유에 거의 녹지 않는다.
프레온냉매가 냉동기유에 다량으로 용입하면 냉동기유의 점도가 낮아져 윤활불량을 일으킨다. 또한 압축기의 시동 시에 크랭크케이스 내의 압력이 급격하게 낮아져 냉동기유 중에 녹아있던 냉매가 증발해서 냉동기유 속에서 프레온 기포가 발생하는 "오일포밍(oil forming)"이라고 하는 현상이 일어나 윤활 불량을 일으키는 일도 있다.
오일포밍이 일어나면 오일펌프가 정상적으로 냉동기유를 압송할 수 없게 된다.
따라서 냉매가 냉동기유에 용입하는 것을 방지하기 위해서 압축기 정지 중에 냉동기유의 온도를 높여 녹아있는 프레온을 몰아내 줘야 한다.
이를 위해서 사용되는 히터를 “오일섬프(oil sump)"라 하고, 일반적으로 크랭크케이스 내에 있기 때문에 “크랭크케이스 히터"라고도 한다.
같은 압력에서는 온도가 높아질수록 R-22의 용해도가 낮아지고, 같은 온도에서는 압력이 낮아질수록 R-22의 용해도가 낮아진다. 시동 시 오일포밍은 급격하게 낮아진 압력에 대해서는 평형용해도가 낮기 때문에 여분으로 녹아있는 냉매가 기화하여 추출되는 현상이다.
온도가 낮을 때는 액상이 농도가 높은 상과 낮은 상으로 분리되어 있는 일이 있다. 이런 때에는 액이 2상이고 여기에 기상이 더해져서 상의 수가 3으로 되어 f=1로 된다.
자유도가 1이므로 온도가 정해지면 압력이나 농도 등이 모두 정해져 버린다.
*출처 - http://blog.naver.com/skeleton71.do?Redirect=Log&logNo=60014538341 |
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