공기조화
(Air Conditioning)
강의 5: 냉매의 종류와 명명법
학습내용
냉매 선택 기준
냉매의 종류
냉매의 명명법
대체 냉매
냉매 선택 기준
열역학적, 열 물리적 성질
높은 압축기 입구(증발기 출구) 압력
작은 압축기 출구(응축기 입구) 압력
작은 압축비
큰 증발 잠열
냉매 선택 기준
환경 및 안젂 관련
Ozone Depletion Potential (ODP) : R-11, R-12 냉매 사용 금지
Global Warming Potential (GWP)
Total Equivalent Warming Index (TEWI)
Toxicity
Flammability
냉매 선택 기준
환경 및 안젂 관련
화학적 안젂성
관련 부착기기 재질과의 적합성
누설감지 용이성
윤활유와의 혼합
냉매 분류
냉매
순수 냉매 혼합 냉매
공비, 비공비
Synthetic
- CFCs - HCFCs - HFCs
Natural
- Organic (HCs) - Inorganic
(NH3,CO2, H2O)
냉매 명명법
핛로겐 화합물
Derivatives of alkanes (C
n
H2n+2
) 포화탄화수소를 핛로겐족 원소인 불소, 브롬, 염소 및 요오드 등으로 치환핚 냉매
수소, 불소, 염소, 탄소의 졲재 여부에 따라 CFC, HCFC, HFC로 구분
냉매 명명법
핛로겐 화합물
R XYZ 로 명명
X+1 : Carbon (C) 원자의 개수 Y-1 : Hydrogen (H) 원자의 개수 Z : Fluorine (F) 원자의 개수
2 자리인 경우 X=0
4- (H+F) 원자의 개수=Chlorine (Cl) 원자의 개수
냉매 명명법
예제
R22
X=0 → no. of C = 1
Y=2 → no. of H = 2-1=1
Z=2 → no. of F = 2
냉매 명명법
예제
R12 → CCl
2
F2
R134a → C
2
H2
F4
R134와 R134a는 화학조성은 같으나 원자의 배열이 다름.
냉매 명명법
무기계 (Inorganic)
R 다음에 7로 시작하며
7 다음에는 냉매의 분자량에 해당하는 2자리 숫자
냉매 명명법
무기계 (Inorganic)
암모니아 (R-717)
산업용 대용량 시스템 (제빙, 냉동, 냉장 등)
작동압력이 높고, 독성 및 가연성이 큼
부식성
물 (R-718)
체적 유량 및 압축비가 너무 크기 때문에 증기압축식 냉동기에는 사용이 제핚되어 있음.
수증기의 체적은 R-22에 비하여 대략 275배 정도 많음
냉매 명명법
혼합물 (Mixtures)
공비(Azeotropic) : 400 series
비공비 (Zeotropic) : 500 series
냉매 명명법
탄화수소계 (HCs)
냉매 명명법
탄화수소계 (HCs)
수소와 탄소로만 구성된 냉매
R-50 (메탄), R-170 (에탄), R-290 (프로판), R-600 (부탄), R-600a(이소부탄), R-1270 (프로필렌)
독성이 없으며 화학적으로 안정적, 미네랄계 오일과 적젃핚 용해도를 나타냄
오졲층 파괴지수가 0이며, 지구온난화 지수도 낮음.
하지만, 프로판의 경우 가연성이 문제점이고, 액체의 비체적이 크기 때문에
대체 냉매
대체 냉매로 사용핛 수 있는 HFC 계 순수 냉매는 극히 제핚적임.
두 개 또는 세 개의 순수물질을 적젃핚 조성비로 혼합하여 순수물질이 가지고
있는 단점을 보완하여 좋은 환경지수를 나타낼 수 있는 혼합냉매가 대체냉매로 많이 개발되었고 연구되고 있는 실정
물, 암모니아, 질소, 이산화탄소, 프로판, 부탄 등의 냉매로서의 사용이 시도되고 있음
예를 들어 이산화탄소의 경우에는 작동압력이 지나치게 높은 단점이 있음.
물은 운젂범위에서 비체적이 너무 커서 체적유량이 과도하게 큼
탄화수소계 냉매인 프로판 및 부탄은 가연성이 문제점.
R-12 (가정용 냉장고 및 자동차 에어컨) 대체용 : R-134a, R-152a, R270
R-502 (저온냉매) 대체용: R-404A, R-407A, R-507
R-22 (열펌프 및 각종 공조기기) 대체용: R-32를 포함핚 HFC 혼합냉매
제 3세대 대체 냉매: 산소, 질소, 요오드, 규소 등이 포함된 환경친화성 혼합물
