스크류냉동기 고장진단과 대책

Ⅰ. 머리말

세계적인 환경 보호와 더불어 에너지 절약에 대한관심과 활동이 고조되고 있다. 특히 인간 환경을 개선하고 자연과의 친화가 더욱 강조되고 있는 시점이다, 동일한 어네지를 가지고 최대의 효과를 얻고자하는 노력은 전 산업 분야에서 이루어지고 있으며 냉동 공조 분야에서도 전동기를 사용하는 모든 기기의 성력화가 그 일환이라고 말할 수 있다. 종전의 전동식 압축기로써는 왕복동식을 주로 사용해 왔으나 효율이 나쁘고 유지 보수를 자주해야 하는 번거로움으로 이제는 고효율, 고성능,고신뢰성을 갖는 스크류압축기로 거의 대부분 바뀌고 있다. 스크류압축기의 기본 작동 원리는 다음과 같다. 치형을 갖고있는 숫로터와 암로터가 맞물려 회전을 하게되면 숫로터와 암로터의 치형 공간의 변화에 따라 흡입,압축,토출행정으로 압축이 되는 것이다

이 스크류 압축기는 최대 치형 공간 체적 만큼 흡입하고 토출구에 다달았을 때 토출이 되는 용적식 압축기로써 그 구조가 간단하고 마모등이 거의 없는 고 신뢰성의 압축기로 장기간 사용후 베어링의 교체 등 외에는 유지 보수가 거의 불필요한 장점을 갖고 있다. 또한, 로터간의 틈새,로터와 케이싱간의 틈새를 압축과정에서 분사되는 윤활유로 밀봉하여 압축과 정중의 누설이 최소화됨으로써 체적효율이 높은 특성이 있어 각광을 받고 있다. 이러한 스크류압축기를 사용하는 냉동기의 고장 진단과 그 처치 방법에 대해 본고에서 대략살펴보고자 한다


Ⅱ. 스크류 냉동기의 구조와 분류

1.구조

스크류 냉동기는 스크류 압축기,증발기,응축기,팽창변,유분리기,역지변,조작반등으로 구성되어있으며 그구조는 공냉식과 수냉식으로 나눌 수 있다.

(1)공냉식 스크류 냉동기

응축기에서의 냉매 응축에 필요한 냉각을 대기의 공기와 열교환시키기 위하여 FIN ＆ COIL 형식의 열교환기와 냉각 Fan으로 구성되어 있으며 Shell ＆ Tube 형식 및 판형열교환기(Plate Type Heat exchanger) 형식의 수냉식 증발기,감온식 팽창변등이 스크류압축기와구성된 냉동기이다.

(2)수냉식 스크류냉동기

응축기에서의 냉매 응측에 필요한 냉각을 냉각탑을 거쳐 냉각된 냉각수와 열교환시키기 위한 shell ＆ tube식 및 각종 열교환기로 구성되며 기타 주요 기기는 공냉식과 동일하다.

2. 분 류

스크류냉동기는 그 사용 온도 범위에 따라 상온용,중저온용으로 크게 분류할 수 있으며 분류기준에 표준이 있는 것이 아니고 사용 온도 범위에 최적한 스크류 압축기의 설계 용적비로 분류된다. 즉,스크류압축기에는 케이싱상에 위치하는 흡입구와토출구가 성형 가공되므로 설계 제작시,크게 3단계의 압력비에 최적한 크기의 토출구를 갖게 된다. 따라서 그 사용 온도 범위에 적합한 압축비를 갖는 스크류 압축기가 요구되며 이로써 냉동기의분류가 된다고 말할 수 있다. 스크류 압축기에서 설계용적비(Vi)란 흡입 종료시 최대 흡입량을 토출 직적의 체적과의 비로써 아래식과 같이 정의되며 이는 압력비와 관련이 있음을 알 수 있다.

설계용적비(Vi)=흡입종료시 최대 치형간체적( V1 ) / 토출직전의 치형공간 체적(V2)

압력비(Pr)= P2 / p1 = (V1 / v2 )K = ViK (K: polytroph 지수)



Ⅲ.운전과 점검

냉동장치의 운전 중,점검이 필요한 개소 및 정상적인 운전상태에 대한 운전하고 있는 스크류냉동기의 점검개소를 정하여, 정상상태의 기준과 이상상태의 판정기준을명확히 해두며,또한 운전일지를 만들어 정기적으로 운전상태를 기록 보존하는 것이 운전관리상 매우 중요한 일이라할 수 있고 고장발생시 진단 및 조치하는데 많은 도움을 준다.

1. 스크류냉동기 운전의 중요 포인트

냉동기의 안전된 운전을 위해서 주의하여야 할 사항 중, 장치 각 부의 상태와 현상, 그리고 그 원인은 다음과 같다. 냉동기는 단순히 각 기기가 운전되고 았다고 해서 반드시 소정의 성능이 발휘된다고 할 수는 없다. 즉, 각 기기의 운전상태가 잘 균형 되도록 운전조정이 필요하다. 또, 냉동기 운전 중에 일어나는 각종의 현상은 ,여러 가지의 원인이 중복되어 일어나는 경우가 많다. 따라서 ,운전조정이나 고당진단에는 이들의 인과관계(因果關係)와 파급되어가는 상황을 규명하여, 적절한 조치를 취하는 것이 중요하다. 다음의 설명은 운전중에 일어나는 현상과 원인에 대한 것이다.
참조:한국냉동공조협회홈페이지

출처 :(주식회사)케이티에스엔