냉장고의 구성/구조 & 원리

차례

- 냉장고의 구성/구조

- 냉장고의 원리

 

 

 냉장고의 구조와 원리

 

간단히 이 포스트에서 큼직하게 다루고

싸이클, 냉매에 대해서는 추후 다시 포스팅하려 합니다 :)

 

 냉장고의 구성/구조

 

from 구글

냉장고 쿨링 사이클 속의 구조를 차례대로 나열하면,

 

간단히는 증발기 --> 압축기 --> 응축기 --> 팽창변 --> 증발기 순으로 순환을 하며 상변화를 통해 효율적으로 열을 이동시킵니다.

 

자세히는 아래의 과정을 따라 순환합니다.

 

증발기

• 전자변/전자밸브: 전원투입 여부로 밸브 열고 닫고 = 냉매 흐름 통제
  • 냉매의 흐름을 통제하고 펌프다운 운전을 한다
  • 펌프다운: 저압측(증발기, 팽창변)의 냉매를 회수하여 수액기에 모으는 것
  • 증발기에서 모든 액체 냉매가 증발해 기체로 변하는 것이 아니기에, 액체 상태로 압축기에 들어갈 수 있다. 그리고 이러한 순환은 압축기에 무리를 주게 된다(압축기가 액체를 압축할 시 발생하는 액햄머 현상). 그렇기에 전자변을 닫아 저압축의 냉매를 회수해 액 분리기로 모아주는 펌프다운 운전을 한다.

https://m.cafe.daum.net/haedong28sk/MwAl/146

• 액 분리기: 압축기의 안전장치
• 유분리기: 콤프레서의 피스톤 운동에 무리가 가지 않게 도움. 적정량의 오일이 냉매와 같이 순환하게끔

압축기/Compressor(콤프레서): 저온, 저압의 기체 냉매 --> 고온 고압의 기체 냉매

응축기: 기체 냉매 --> 액체 냉매 (Cooling 시켜주는 부분)

• 수액기: 응축기에서 미처 변형되지 못한 기체 냉매 거르기 (팽창변으로 액체 냉매만 보내기 위해)
• 드라이 필터: 수분 및 이물질 걸러 = 순환 사이클에 수분 및 기타 이물질(냉매/오일 제외)이 있다면, 냉매의 순환 효율이 떨어지게 되고 고장이 나기도
• 오일 액면계: 냉매와 오일의 순환 상태를 육안으로 확인하게 도와(색으로 판별). 냉매량이 적당하고 응축이 원활히 이루어질 경우엔 거품이 끼지 않는 맑은 액체 냉매로 지나가 + 거품이 낄 경우엔 문제가 있지만 예외적으로 거품이 움직이지 않거나 입구 측에만 기포가 있고 가끔 거품이 생길 때는 괜찮.

팽창변

증발기

 

 

각각의 장치별 문제발생을 최소화 하고자 중간중간 몇개의 구간/부품(수액기/액 분리기/유분리기 등등)이 들어갑니다.

냉장고의 열을 빼내기 위해 싸이클이 구성됩니다. (싸이클은 추후에 따로 다루겠습니다.)

 

 

 냉장고의 원리

 

https://m.blog.naver.com/jsrhim516/221174143188

from 네이버 블로그, 에어컨 관련 내용 ~ 똑같은 냉각 싸이클 ~ 위의 사진과 함께 참고

 

냉장고의 냉각 싸이클은 간단히 냉장고 내부의 열을 밖으로 전달하기 위해 구상된 루프입니다.

그를 위해

• 팽창과 압축을 통해 상변화를 쉽게 해줍니다. (보편적으로 상변화의 열전달 효율이 일반적인 대류 전도에 비해 폭발적으로 큽니다.)
  • 비교적 높은 온도에서도 응축이 가능하게 압축을 먼저 해주고 (아래의 3중점, 상변화곡선 참고 !)
  • 응축기에서 냉매의 상변화(기체 -> 액체)가 이뤄지며 냉매는 열을 잃고 그 방출된 열은 팬을 통해 냉장고 밖으로 내보냅니다.
  • 비교적 낮은 온도에서 증발이 가능하게 팽창을 먼저 해줍니다. (아래의 그래프의 액체~기체 참고)
  • 팽창변에서 냉매의 상변화(액체 -> 기체)가 이뤄지며 냉매는 열을 얻고 냉장고의 내부 공간은 열을 잃습니다. 그렇게 쿨링된 냉장고의 내부 (일반적으로 위의 사진처럼 냉동고에서 쿨링이 진행되고)의 냉기는 팬을 통해 냉장실로 이동됩니다. (--> 기술의 발전과 사용자의 수요(각 칸의 서로 다른 온도로 정확한 온도 조절)로 점점 냉장고 각 칸의 쿨링이 따로 진행된다고 알고 있습니다.)
• 타겟 온도(냉장고의 목표 냉각 온도)에 맞는 냉매를 선택 (더 자세하게는 열특성, 환경, 가격면도 고려한 선택)

 

https://ywpop.tistory.com/2601

 

 

 

 

 

마치며

 

<<단열처리와 사용열량>>

추가적으로, 냉장고는 같은 싸이클을 사용하는 에어컨에 비해 사용전력이 매우 작습니다.

냉장고 내부의 단열처리를 잘 해줌으로써 냉장고 내부의 냉기 유출이 적기에, 냉각활동(싸이클 활동을 통한 전력사용)이 적기 때문입니다.

그런 이유로 에어컨은 집을 쿨링해주고 집 밖으로 (공조기를 통해) 많은 열기를 빼내지만, 에어컨은 크게 냉각처리가 필요하지 않은 만큼, 외부로 생각보다 적은 열을 내뿜기에, 냉장고 밖(집안 내부)로 열이 방출됩니다. /// 어릴 때 냉장고 뒤쪽으로 손을 뻣으면 따뜻한 열기가 느껴졌던게 생각나에요 :)

--> 추가적으로 이런 단열처리를 신경 써, 사용전력을 줄이고자 했던 내용으로 LG의 노크온도어가 있겠습니다 :)

 

구조와 싸이클에 대해 간단히 말씀드렸습니다.

이 싸이클은 '랭킨 사이클'의 역 과정으로, 후에 랭킨 사이클의 정리와

냉장고에 들어가는 냉매에 대해 추후 자세히 다루도록 하겠습니다 :)