냉방설비(4)_터보냉동기

냉방설비 배관라인을 살펴보았습니다.
배관으로 찬 냉수를 흘려주고 냉수의 열을 냉각수를 통해 외부로 보내는 역할을 하는 냉동기에 대해 살펴보겠습니다.
여기서 다룰 냉동기는 터보냉동기입니다.
대형 공간이나 건물의 중앙냉방을 위해 터보냉동기를 사용합니다.

 

터보냉동기 외관 명칭

▶터보냉동기 구조

터보냉동기는 본체 외견상 세 부분으로 나누어 볼 수 있습니다.
상부의 원통형 부분은 압축기(Compressor) 부분입니다.
압축기는 고압전원 6600V를 사용하고 모터 축과 터빈이 연결되어 있습니다.
하부의 원통형 부분은 내부적으로 두 부분으로 나뉩니다.
윗부분은 응축기이고 아랫부분은 증발기입니다.
아랫부분에 플로트 챔버(Float Chamber)는 팽창변 역할을 합니다.
압축기와 응축기 사이에는 베인(Vane)이 설치되어 용량제어를 합니다.

▶진공 유지(유지관리에서 가장 중요한 부분)

터보냉동기는 특성상 저압 운전이기 때문에 진공상태가 매우 중요합니다.
누설로 인한 진공이 깨진 경우에는 고압 경보 발생으로 냉동기가 정지됩니다.
또한 응축기 내부 불응축 가스 발생 시 압력의 상승이 발생되므로 추기 장치를 이용하여 추기 시킵니다.
추기 장치는 일정 압력에서 자동 동작되도록 설정되어 있습니다.
불응축 가스양이 많아 추기장치가 동작되기 전에 고압 경보 발생으로 냉동기의 가동이 정지되는 경우에는 냉동기 내부 진공 작업을 실시하여야 합니다.
그러나 여름철 냉동기 운영 시즌에 냉동기 진공 작업을 하기 위해서는 전문업체의 냉동기 누설검사가 필요하여 일정기간 냉동기 운용이 불가능합니다.
예비 냉동기가 설치된 경우에는 점검 및 정비를 위한 작업이 가능하지만 예비 냉동기가 없는 경우에는 시간적 여유가 없습니다.
따라서 이런 경우에는 고압스위치가 동작되지 않도록 조치하고 냉동기를 가동시 킨 후 응축기 상단에서 추기장치로 가는 배관 중간에 있는 수동밸브를 개방하여 불응축 가스를 방출시킵니다.
추기장치가 작동되는 경우나 강제로 불응축가스를 방출하는 경우에는 냉매도 상당량 배출되므로 냉동기 기동 전후 수시점검을 통해 냉매량을 확인합니다.
그리고 잦은 추기장치 동작이 발생되는 경우에는 진공상태를 점검하여 비시즌 기간 동안 누설검사 등 정밀점검이 필요합니다.

 

▶터보냉동기 기동 인터록

터보냉동기가 기동 하기 위해서는 다음과 같은 조건이 되어야 합니다.
베인(Vane)이 완전히 닫혀있어야 하고, 알람 경보가 해제되어야 하며, 고압전원반의 전원이 ON상태여야 합니다.
이외에도 냉수펌프, 냉각수펌프, 냉각탑의 기능이 정상운전 상태가 되어있어야 합니다.

▶터보냉동기 운전

기동 신호를 보내거나 제어반 수동 기동 운전 버튼을 누르면 배관라인 냉수 펌프 및 냉각수 펌프가 기동하고 냉동기 내 오일펌프가 운전되고 일정 압력이 형성되어야 냉동기가 기동 됩니다. 유압이 일정 압력까지 상승하여야 압축기 베어링이나 회전부에 오일이 공급됩니다.
보통 20초 정도 이내에 급유압력이 형성되어야 합니다.
냉동기 압축기 기동후 정상운전이되면 압축기와 응축기 사이의 베인(Vane)이 개방되어 냉동능력이 올라갑니다.

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▶오일 온도

터보냉동기의 오일 온도는 항상 냉동기 정지 시 오일 히터에 의해 50~60도씨를 유지해야 합니다.
오일 히터가 고장 나거나 히터 전원 공급 문제 발생 시 냉매와 오일이 섞여버립니다.
따라서 냉동기 정지 시에도 일상점검 시 냉동기 히터 유온의 정상여부를 항상 확인해야 합니다.
겨울철 비운전 시기에도 조작 전원은 항상 투입되어야 오일 히터가 정상 동작합니다.
냉동기 기동시에는 오일 히터가 자동으로 정지되고 유온 조정 변에 의해 40~55도씨로 유지됩니다.
유온 조정 변은 오일 쿨러에 공급되는 냉매액의 양을 조정함과 동시에 온도 조정을 합니다.
수동으로 유온 조정 변을 조이면 냉각 효과는 감소하여 유온은 상승하며 풀면 유온이 하락합니다.
만일 오일필터의 상태가 좋지 않을 경우 오일 온도의 상승 원인으로 냉동기 유온 경보 발생을 합니다.

▶냉매 필터 관리(오일 고온 원인)

오래된 냉동기의 경우 여러 원인에 의해 고압 경보 발생을 합니다.
냉매 필터가 막혀 정상기능을 못할 경우 오일쿨러로 가는 냉매의 흐름이 좋지 않아 오일쿨러의 기능 저하로 오일 온도가 상승하여 냉동기 경보 발생으로 냉동기가 정지됩니다.
따라서 냉매 필터를 신품으로 교체하거나 청소가 필요합니다.

 

냉매필터 및 오일냉각 라인

이상으로 터보냉동기에서 중요하게 볼 사항을 정리했습니다.
유지관리 차원에서 주기적으로 냉동기 세관 작업도 필요하고 냉동기 비운전 기간동안 냉동기 배관라인의 동파방지를 위해 배수작업도 신경을 써야 합니다.
냉동기 제작사에서 제공한 냉동기 운영 매뉴얼을 바탕으로 현장 상황에 맞는 관리방안을 마련하는 것이 좋습니다.