-
[Talk] 1. RefrigeratorH.A. ( Home Appliances )/H.A. Tech. 2020. 7. 25. 20:56반응형
2020.07.25 Home Appliance Story -1-
냉장고 & 컴프레서
[배경기술]
일반적으로 냉장고는 냉매파이프에 의해 순환되는 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발의 냉각 사이클을 반복 순환하면서 냉장고 내부의 온도를 저온상태로 유지하도록 된 것으로서
냉각사이클을 수행하기 위한 압축기, 응축기, 모세관, 증발기 등의 장치들이 구비되어 있다.
(배경기술 설명 출처 : 삼성전자주식회사, 냉장고, 10-2011-0055960,2009.11.20)
냉장고는 크게 고압부와 저압부로 나눌 수 있다.
*고압부 (High Pressure Side)
압축기(Compressor) > 응축기(Condenser) > 팽창밸브(Expansion Valve)
*저압부 (Low Pressure Side)
팽창밸브(Expansion Valve) > 증발기(Evaporator) > 압축기(Compressor)
(1) 압축기 기본개념
압축기는 냉장고에 있어 냉각효율을 좌우하는 중요한 기능을 수행하는데, 간단히 설명하면 증발기에서 열교환이 이루어진 고온상태의 냉매가스를 고압으로 압축시켜 응축기로 순환시키는 장치이다.
주로 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축하여 압력을 높여주는 기계장치로서, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
케이스 내부에 피스톤과 실린더, 스테이터와 로터 등의 부품들이 설치되어 있다.
압축기 내에는 각 부품들의 윤활 및 냉각을 위해 일정량의 오일이 있으며, 이 오일은 압축기 제작 시 압축기 내에 주입하고 완료 출하 시 압축기 보관 중 수분 침투를 방지하도록 비활성 가스를 가압해서 봉입하고 고무캡으로 밀폐된 상태로 유지된다.
컴프레서를 지나는 고온 고압의 프레온 가스가 구리관을 통해 배출된다.
또한, Hermetic Compressor를 설계하기 위해 수치 모델을 바탕으로 살펴보면, Piston Motion에 관한 3 가지 각기 다른 구속 조건에 의한 수학모델 Case를 고려할 수 있다.
Case 1. 크랭크의 수평 변위와 크랭크의 tilting oscillation을 무시한 경우.(no hydrodynamic bearings)
Case 2. 크랭크 수평 변위를 고려한 경우 (rigid crankshaft- 크랭크 샤프트의 변형 없음.)
Case 3. 크랭크 수평 변위와 Tilting Oscillation, Flexible Crankshaft를 고려한 경우
(p.s.상기 세 가지 경우는 Multi body dynamics에 관한 수치적 접근이라.. 조금 더 공부해보고 다뤄보도록 하겠습니다.)
Case 1, 2, 3 순서로 변수를 늘려나갈수록 더 정확한 예측이 가능하고 수력학적 베어링 힘과 유막에 의한 압력에 의한 수치적 변화는 크지 않다고 한다.
반면, tilting oscillation과 크랭크 핀의 길이에 의해 비선형적 거동이 관측된다고 한다.
The increase of the minimum fluid film thickness and the reduction of the bearing vibrations seem to be feasible by modifying the hydrodynamic lubrication conditions through the implementation of a controllable lubrication system based on the periodic behaviour of the bearing performance.
(2) 압축기 대표적인 종류 세 가지. (Types of refrigerator compressors)
1. Reciprocating Compressors
Commonly used in modern-day refrigerators.
피스톤과 실린더 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 컴프레셔이다.
2. Rotary Compressors
편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되고 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축하는 컴프레셔이다.
3. Scroll Compressors
선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되고 상기 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시키는 컴프레셔이다.
주로 가정용 룸에어컨, 패키지 에어컨 등의 소형/소용량의 밀폐형 압축기에 사용되고 있다.
**조언은 언제나 감사히 받겠습니다.
References.
1. 공개특허 : 삼성전자주식회사, 냉장고, 10-2011-0055960,2009.11.20
2. J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng. vol.31 no.1 Rio de Janeiro Jan./Mar. 2009
반응형'H.A. ( Home Appliances ) > H.A. Tech.' 카테고리의 다른 글
[Study] 3. 공기청정기 (기계식 필터를 중심으로) (0) 2020.08.29 [Talk] 2. Condenser (0) 2020.08.03