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  • 1. 냉동식 에어 드라이어의 개념

    공기는 일정 온도와 압력 하에서 단위 체적당 포함할 수 있는 수증기량이 정해져 있으며, 만약 온도가 하강할 경우 포함할 수 있는 수증기량 또한 감소하게 됩니다. 각 온도에서 포함할 수 있는 수증기량의 차이 만큼의 수증기는 응축수로 상태가 변환됩니다.
    냉동식 에어 드라이어는 이러한 원리를 응용한 제품으로 냉매를 이용하여 압축공기를 냉각하여 포함된 수증을 제거하는 제습장비 입니다.
                                                                                              

    오른쪽 그림과 같이 상대습도 100%의 45°C 공기를
    10°C로 냉각시킬 경우 65.3-9.4=55.9g/m3만큼의
    수증기가 응축수로 배출됩니다.






     

  • 2. 냉동식 에어 드라이어에서 발생하는 응축수량

    공기압축기로 흡입된 공기에 포함된 총 수분의 양과 공기를 압축하는 과정에서 발생하는 수분량, 냉동식 에어 드라이어를 통해
    발생되는 수분의 양은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

  • 3. 냉동식 에어 드라이어의 분류

    냉동식 에어 드라이어는 기능, 응축방식, 열교환 방식에 의해 대략 다음과 같이 구분되어 집니다.

    기능에 의한 분류
    1) 일반용 드라이어 : 범용으로 사용되는 냉동식 에어 드라이어
    2) 고온용 드라이어 : 내부에 애프터쿨러와 필터가 추가로 구성되어 있는 제품
        (입구온도가 높은 경우, 설치 장소가 협소한 경우에 적용이 유리한 냉동식 에어 드라이어)

    응축방식에 의한 분류
    1) 공랭식 드라이어 : 압축공기 냉각을 위해 필요한 냉매의 응축과정을 팬을 이용하여 주변의 공기를 강제 대류시킴으로
        응축기 내부의 냉매온도를 하강시켜 냉매를 응축하는 방식(에어컨 실외기와 같은 기능)
    2) 수랭식 드라이어 : 주변의 공기 대신 외부로부터 공급된 냉각수를 이용하여 응축기 내부의 냉매온도를 하강시켜 냉매를
        응축하는 방식(주변 공기의 상태에 영향을 받지 않으므로 냉매의 응축이 원활하여 시스템이 좀더 안정적임)

    열교환 방식에 의한 분류
    1) 직랭식 드라이어 : 열교환기 내에서 냉매가 직접 압축공기를 냉각시키는 방식
    2) 간랭식 드라이어 : 냉매가 직접 압축공기를 냉각하지 않고, brine이나 기타 액체를 냉각하여 냉각된 매체가 압축공기를
        냉각시키는 방식(펌프 등의 추가 구성이 필요하지만, 직랭식에 비해 시스템이 좀 더 안정적임)

  • 4. 냉동식 에어 드라이어의 구성

    냉동식 에어 드라이어의 냉매시스템(회로)는 기본적으로 4가지의 기본 사이클로 구성됩니다.



    실제 냉동식 드라이어는 일반적으로 다음과 같은 구성으로 이루어집니다. (중대형 모델 기준)

  • 5. 냉동식 에어 드라이어의 구성품

    냉동식 에어 드라이어를 구성하는 부품들은 다음과 같은 역할을 수행합니다.

    1) 냉매압축기(Ref. comp.) : 기체 냉매를 압축시켜 냉매의 흐름을 발생시키는 장치
        압축 방식에 따라 왕복동, 스크롤, 스크류 타입으로 분류됩니다.

    2) 유분리기(Oil Separator) : 냉매압축기에서 냉매와 같이 토출된 오일을 포집하여 냉동기로 회수하는 장치
       오일을 회수 시켜 압축기의 원할한 운전을 가능하게 하고, 유막현상으로 인한 열교환기 성능 저하를 방지합니다. 

    3) 응축기(Condenser) : 냉매압축기에서 토출된 고온고압의 기체 냉매를 냉각시켜 액화시키는 장치
        주변 공기를 이용한 공랭식 응축기와 외부로부터 공급된 냉각수를 이용한 수냉식 응축기가 있습니다.

    4) 팬 컨트롤 스위치(Fan Control Switch) : 공랭식 에어 드라이어에 부착되는 부품으로 응축압력을 감지하여 주기적으로 팬을
        기동함으로써 냉매의 응축을 제어하는 장치
        설정압력은 통상 R-134a의 경우 보통 7barg에서 팬모터가 정지되고, 12barg에서 기동 되며, R-22/R-407C/R-404A의 경우
        12barg에서 정지되고, 18barg에서 기동됩니다.

    5) 수액기(Ref. Receiver) : 응축기에서 생성된 액체냉매를 일시 저장하는 장치

    6) 필터 드라이어(Filter Drier) : 냉매회로에 포함된 수분이나 슬러지 등의 불순물을 제거하는 장치
        필터 드라이어 내부에는 수분을 흡착할 수 있는 desiccant가 포함되어 있습니다.

    7) 수분지시계(Moisture Indicator) : 냉매회로 내에 포함된 수분을 양을 표시하며, Dry, Caution, Wet 상태를 표시
        투명창이 있어 내부에 흐르는 냉매를 볼 수 있으며, 사이트 글라스(Sight Glsass)라고도 부릅니다.

    8) 팽창변(Expansion valve) : 부하의 변동에 대응하여 냉매의 유량을 조절하는 장치
        소형 모델에는 주로 모세관이 사용되며, 온도식 팽창변(TEV), 정압식 팽창변(AEV), 전자식 팽창변(EEV) 등 주로 사용 되고
        있습니다.

    9) 열교환기(Heat exchanger) : 입구공기와 출구공기가 열교환하는 1차측과 1차측에서 예냉된 공기와 냉매가 열교환하는 2차
        측 열교환기(증발기)가 통합된 장치로 실제 응축수가 발생하여 제습이 이루어지는 장치
        알루미늄 격자 타입, 판형, 쉘앤튜브 타입 등 다양한 형식의 열교환기가 있습니다.

    10) 액분리기(Suction Accmulator) : 냉매 회로의 저압측인 열교환기와 냉매압축기 사이에 설치하여 냉매압축기로 회수되는
        액냉매로부터 압축기를 보호하고 기화하는 장치

    11) 냉매 압력 스위치(Ref. Press. Switch) : 냉매의 고압측 압려과과 저압측 압력을 감지하여 냉매회로에 문제가 발생하였을
        경우 기기를 정지하도록 설정된 장치
        DPS(Dual Press. Switch)는 냉매저압과 고압을 동시에 감지하고 HPS(High Press. Switch)는 고압, LPS(Low Press. Switch)는
        저압을 감지하는 압력 스위치를 의미합니다.
        설정압력은 통상 R-134a의 경우 16barg 정도이면, R-22, R-407C 등의 경우 25barg 정도 설정됩니다.

    12 HGBV(Hot Gas Bypass Valve) : 냉매회로의 부하 조절 장치로, 부하가 적은 상황(유량이 적가나 온도가 낮은 경우)에서 냉
        매 고압측의 고온의 냉매가스를 우회시켜 과냉현상을 방지하는 장치 
     
  • 6. 열교환기의 구조와 기능

    일반적으로 냉동식 에어 드라이어의 열교환기는 내부에 1차 열교환기와 2차 열교환기(증발기)로 구성되어 있습니다.

     

    1차 열교환기 (Air to Air)

    1차 열교환기는 냉동식 에어 드라이어로 들어오는 입구 공기와 2차 열교환기에서 노점온도까지 냉각된 공기를 열교환시키는 역할을 합니다. 2차 열교환기로 들어가기 전에 고온의 입구공기를 냉각시키는 예냉(precoolig) 기능과 2차 열교환기에서 노점온도까지 냉각된 포화수증기 상태의 공기를 재열(reheating)시켜 출구공기의 습도를 낮추고, 배관에 발생되는 결로현상을 방지하는 역할을 합니다.

    2차 열교환기(Air to Ref.)

    2차 열교환기에서는 1차 열교환기에서 예냉된 공기가 냉매에 의해 노점온도까지 냉각됩니다. 팽창변을 거쳐 2차 열교환기로
    유입된 냉매는 기화(액체->기체 상태로 변화)되는 과정에서 공기를 냉각시키고, 냉각된 공기는 Demister(포화수증기 상태의
    공기에서 수분 분리)를 거쳐 1차 열교환기에서 재열된 후 냉동식 에어 드라이어 출구로 배출됩니다.

  • 7. 냉매시스템 점검

    냉매 시스템에 이상이 발생하였을 경우 다음의 점검 사항을 확인해 보십시오.
    고압 스위치나 HGBV 등 냉동식에어 드라이어에 특별한 조작이 필요한 경우에는 반드시 해당 업무에 경험이 있는 기술자를
    통해 수행하십시오.

  • 8. 냉동식 드라이어의 선정

    냉동식 에어 드라이어 선정시 다음의 Correction Factor를 적용하여 적절한 용량의 제품을 선정하십시오.

  • 9. 제품 관리

    다음의 제품 관리 일정표를 참고하여 주기적으로 제품의 운전 상태를 확인해 주십시오.

  • 10. 노점 환산표

    대기압 노점과 각 압력별 노점 환산표입니다.
    .

    (1) 환산표에서 압력하 노점 -18°C는 7bar의 경우 대기압 노점 -40°C로 환산됩니다.
    (2) 환산표에서 대기압 노점 -18°C 7bar에서 10°C의 압력하 노점으로 환산됩니다.
        이와 같은 방식으로 압력하 노점과 대기압 노점의 환산이 가능합니다.