[스크랩] 증발기

1. 증발기의 냉각능력 계산
(1) Q = Gw * C * ΔT
Q   : 냉각능력(kcal/hr)
Gw : 유량(kg/hr)
C   : 유체의 비열(kcal/kg℃)
ΔT : 증발기 입출구의 유체의 온도차(℃)
(2) Q = K * F * ΔTm
Q   : 냉각능력(kcal/hr)
K   : 열통과율(kcal/㎡h℃)
F   : 전열면적(㎡)
ΔTm : 대수평균 온도차
2. 증발기의 분류
(1) 증발기 내부의 냉매 상태에 따른 분류
1) 건식 증발기
① 증발기 내에 냉매액 25%, 냉매증기 75% 정도의 비율로 존재하므로 냉매량이 적어도     된다. ② 냉매 공급 방법은 위에서 아래로 흐르며 열교환하므로 유회수가 용이하다. ③ 증발기 관내에 냉매액보다 가스량이 많으므로 전열이 불량하며 공기냉각용으로 쓰인다. ④ 주로 Freon 직접 팽창식 냉동장치에 사용되며, 팽창밸브의 형식은 TEV, AEV, 모세관     등을 사용한다.
2) 반만액식(습식) 증발기
① 증발기 내에 냉매액 50%, 냉매증기 50% 정도로 건식에 비해 냉매량이 많은 편이고     전열이 양호하다. ② 냉매 공급방식은 아래에서 위로 흐르며 열교환한다. ③ 냉각관에 오일이 체류할 가능성이 있다. ④ NH3 냉동장치에서 직접 팽창식의 경우 많이 채택한다.
3) 만액식 증발기
< 만액식 증발기의 계통도 >
① 증발기 내에 냉매액 75%, 냉매증기 25% 정도로 항상 일정량의 냉매액이 들어 있어     액체 냉각용 증발기로 많이 사용한다. ② 냉각관이 냉매액에 잠겨 있는 상태이므로 전열이 양호하나 냉매량이 많이 든다. ③ 증발기 내에 오일이 고일 염려가 있으므로 Freon 냉동 장치일 경우 유회수 장치가     필요하다. ④ 사용되는 팽창밸브 형식은 플로우트 밸브이다. ⑤ Liquid-back을 방지하기 위해 액분리기(Accumulator)를 설치한다.
4) 액순환(액펌프)식 증발기
① 증발기에 액펌프를 사용하여 증발하는 냉매량의  4~6배 정도의 액을 강제 순환시킨다. ② 냉매량이 많고 충분한 속도로 순환하므로 타 증발기에 비해 전열이 양호하다. ③ 증발기에 오일이 고일 염려가 없고 배관 저항에 의한 압력 강하도 보강된다. ④ 냉매량이 많이 들고 설비가 복잡하며, 일반적으로 대용량에 채택한다. ⑤ Liquid-back을 방지할 수 있으며, 제상의 자동화가 용이하다. ⑥ 대용량의 저온 냉장실이나 급속동결 장치에 사용한다. ⑦ 저압 수액기와 액펌프 사이에는 일정한 낙차를 두어야 한다.
(2) 용도에 따른 분류
1) 액체 냉각용 증발기
① 만액식 shell & tube type 증발기
a. NH3용 냉각기
* 주로 공업용 Brine 냉각 장치로 사용한다. * Shell 내에는 냉매, tube 내에는 Brine이 흐른다.
b. Freon용 냉각기
* 공기조화 및 일반 화학공업 등의 액체 냉각용으로 사용한다. * Shell 내에는 냉매, tube 내에는 Brine이 흐른다. * 열교환기를 설치하여 Liquid-back 방지와 액냉매의 과냉효과를 증대시킨다. * 유회수가 곤란하여 특별한 유회수 장치가 필요하다. * 팽창밸브는 플로우트 밸브를 사용한다. * Brine의 동결에 주의하여야 한다.
② 건식 shell & tube type 증발기
* Shell 내에는 Brine, tube 내에는 냉매가 흐르며 열교환하므로 동파의 위험이 적다. * 건식이므로 냉매량이 적어도 되나 열통과율이 나빠 inner finned tube를 사용한다. * 냉매 제어에 TEV를 사용하므로 부하변동에 신속히 대처할 수 있다. * 오일이 장치내에 체류할 염려가 없어 유회수 장치가 필요없다. * Freon 공기조화용 Chilling unit에 적당하다.
③ Tank type 증발기
* 주로 NH3 빙판식 제빙장치의 Brine 냉각용 증발기로 사용하며 헤링본형과 슈퍼    플라이드 형이 있다. * 상부에 가스헤더 하부에 액헤더를 설치하고 그 사이를 다수의 냉각관을 붙여 만액    식으로 사용하기 때문에 냉각코일 전열효율이 좋다. * 탱크 내에는 교반기(Agitator)에 의해 Brine이 0.75m/s 정도의 속도로 순환한다. * 제빙 1ton당 냉각관의 길이는 15m 정도이나 실제는 19~27m 정도로 한다.
★ 교반기 - Brine tank 내에 Brine을 일정한 방향으로 순환시켜 증발기와 Brine,                  Brine과 얼음통(ice-can)의 열전달을 좋게 하기 위해 Brine tank 내에                  설치하는 프로펠러를 말한다.
④ 보데로우형(Baudelot type) 증발기
* 구조는 대기식 응축기와 비슷하다. * 냉각관 청소가 용이하여 위생적이므로 식품 공업용에서 물이나 우유 등을 냉각하    는 데 사용한다. * 액체가 동결하여도 장치에 미치는 위험성이 적다. * Nh3는 만액식, Freon은 습식을 사용하며 저압측 플로우트 밸브를 사용한다.
⑤ Shell & Coil type 증발기
* 관을 코일 모양으로 감아 원통안에 넣은 구조로 형상에 따라 입형과 횡형이 있다. * 코일 내메 냉매, Shell 내에 Brine이 흐른다. * 음료수 냉각용으로 주로 사용한다. * 열통과율이 나쁘며 주로 Freon 소형에 사용한다.
2) 공기 냉각용 증발기
① 관코일식 증발기(나관식 : Bare type)
* 증발기의 기본형이라 할 수 있는 것으로 공기 냉각용으로 널리 쓰인다. * 냉장고, 쇼케이스 등의 천장, 바닥, 벽 등에 이용하며 건식 및 습식으로 사용한다. * 표면적이 적어 관의 길이가 길어져 압력 강하의 문제가 있으므로 주의하여 팽창밸    브를 용량에 맞게 하여야 한다.
② 판형(Plate type) 증발기
* 알루미늄판 또는 스테인리스판 2장을 맞붙이고 그 사이에 냉매 통로를 만든 구조    이다. * 가정용 냉장고, 쇼케이스 등의 냉각관으로 사용한다.
③ Finned tube type 증발기
a. 자연 대류식
* Freon 건식 소형에 주로 사용하며 5/8"~3/4"의 동관에 동판, 알루미늄판 등의 핀을   부착시킨다. * 냉장고나 쇼케이스 등의 소형에 이용한다. * 핀의 수는 사용온도 조건에 따라 다르나 1" 당 2~4열 정도(2~10kcal/㎡h℃) 이며    함부로 열수를 증가하면 코일의 길이 방향에 있어 공기 온도의 냉각 비율이 증가하    여 냉매와의 평균온도차가 적어져 크게 유효치 않다.
b. 강제 대류식
* 핀코일 증발기에 Fan을 장착하여 강제 대류시키는 방법으로 자연 대류에 비하여    3~5배 정도의 열통과율을 취할 수 있다. (풍속 2~3m/s) * 고내 공기의 순환이 신속하고 고내 온도가 균일하며 고내 온도와 증발 온도 차를    적게 할 수 있어 효율이 향상된다. * 냉각기 설치가 간단하고 제상 드레인 처리가 용이하다.
(3) 팽창방법의 의한 분류
1) 직접 팽창식
냉각하여야 할 장소 중의 냉각관내에 직접 냉매를 순환시켜 피냉각 물체로부터직접 냉매의 증발 잠열을 흡수 냉각시키는 방법이다.
2) 간접 팽창식
냉매의 증발에 의해서 냉각된  Brine이나 물 등을 순환시켜 피냉각 물체(물, 공기)로부터 감 열에 의해 냉각시키는 방법이다.

출처 : 파워콤A

글쓴이 : 파랑새 원글보기

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