냉동기 팽창밸브의 종류와 특징, 그리고 조절 방법

1. 팽창밸브의 종류와 특징

(1) 역 할 : 응축기에서 응축된 고온·고압의 액냉매를 증발기에서 증발하기 쉽도록 저온 저압의 액냉매로 만들고 부하변동에 따라 적당한 냉매량을 증발기에 공급해 주는 기기이다.

(2) 종 류

A. 수동식 팽창 밸브(Manual expansion vale)

가. 특 징

① 후레온 및 암모니아용으로 이용되며 재질은 주철제이다.
② 냉동부하의 변동에 대응하여 수동에 의해 냉매 소요량을 조절공급한다.
③ 미세한 유량을 제어하기 위해 니들밸브 (Needle valve)로 되어 있다.
④ 온도식 자동팽창 밸브나 저압측 플로우트 밸브를 사용하는 곳에 고장시를 대비해
바이패스(Bypass)용으로도 이용된다.

나. 팽창밸브를 과도히 잠그었을 때 장치에 미치는 영향

① 저압이 저하된다.
② 흡입가스 과열로 압축기가 과열될 우려가 있다.
③ 오일의 열화 및 탄화로 윤활불량을 초래한다.
④ 토출가스 온도가 상승된다.
⑤ 냉동능력이 감소된다.
⑥ RT당 소요동력이 증대된다.



B. 모세관 팽창 밸브(Capillary tube)

가. 특징

① 주로 소형 냉동기 즉 증발부하가 적은 곳에 사용되며 가정용 냉동기,
창문형에어콘 쇼케이스 등에 이용된다.
② 조절이 불필요하고 구경이 작은 배관으로 제작되며 재질은 동을 이용한다.
③ 냉동기 정지시 고저압이 바란스(Balance)되므로 기동시 기동부하가 적게 든다.
④ 모세관의 압력강하 정도는 직경의 자승에 반비례하고 길이에 비례한다.
⑤ 길이가 같을 때 굵기가 가늘수록, 굵기가 같을 때는 길이가 길수록 압력강하가 크다.

모세관의 길이 결정방법

① 4-5m 정도의 모세관을 준비한다.
② 모세관과 응축기를 매니폴드 게이지에 접속시킨다.
③ 압축기를 기동하여 고압게이지의 압력이 150-160lb/in2가 되도록 점차 끊어낸다.

C.정압식 자동 팽창 밸브(Constant pressure expansion vale)

① A.E.V(automatic expansion vale)라고도 한다.
② 벨로우즈와 다이어프램을 사용하는 것이 있으며 작동원리는 동일하다.
③ 증발압력이 높아지면 밸브가 닫히고 낮아지면 밸브가 열려 증발압력을 항상
일정하게 유지하며 개폐된다.
④ 냉동부하의 변동에 관계없이 증발압력에 의해서만 작동되므로 부하 변동이 적은

소용량 에적합하며 냉동부하의 변동이 심한 곳에 사용되면 과열압축 및

액압축이 발생되기 쉽다.
⑤ 냉동기가 정지하면 증발압력이 상승하여 자동적으로 밸브가 닫힌다.
⑥ 냉수 또는 브라인의 동결방지용으로도 사용된다.

온도식 자동 팽창 밸브

밑에 있는 육각 볼트를 풀고 그 안에 ㅡ자 드라이버로 볼트를
오른쪽으로 돌려 잠그면 냉매가 줄어들고, 왼쪽으로 돌려서 풀면 냉매가 늘어난다.

팽창밸브를 과도히 잠그었을 때 장치에 미치는 영향

① 저압이 저하된다.
② 흡입가스 과열로 압축기가 과열될 우려가 있다.
③ 오일의 열화 및 탄화로 윤활불량을 초래한다.
④ 토출가스 온도가 상승된다.
⑤ 냉동능력이 감소된다.
⑥ RT당 소요동력이 증대된다.

D.온도식 자동 팽창 밸브(Thermal expansion vale)

① 증발기 출구의 흡입증기 냉매의 과열도를 일정하게 유지하며 개페된다.
② 1 /2-5HP정도의 후레온 건식증발기를 사용하는 곳에 주로 사용된다.
③ 냉동부하의 변동에 따라 개도가 조절되는 구조로 되어 있다.
(부하가 감소되면 밸브가 닫히고 증가하면 밸브가 열린다.)
④ 본체의 구조에 따라 벨로우즈(bellows)식과 다이어프램(diaphragm)식이 있으며
감온구의 충전방식에 따라 가스충전식, 액충전식, 크로스 충전식으로 구분된다.
⑤ 온도식 자동 팽창 밸브(T.E.V)개폐에 작용하는 힘.
㉠ 감온통에 봉입된 가스압력이 다이어프램에 작용하는 힘(P1)
㉡ 증발기 내의 냉매의 증발압력(P2)
㉢ 과열도 조절나사의 스프링의 압력(P3)

※ P1>P21+P3……밸브가 열림
P1<P2+P3……밸브가 닫힘

감온통의 설치위치

㉠ 증발기 출구의 흡입관 수평부분에 설치하되 트랩(trap)이 있는 곳을 피해야 한다.
㉡ 흡입관경이 7/8in(20mm)이하인 경우는 흡입관 상부에, 7/8in(20mm)이상인 경우는
흡입관 수평에서 45℃하부의 위치에 밀착하여 부착시킨다.
㉢ 외기흐름의 영향을 받는 곳이나 감온통의 감도를 증가시켜 주기 위해 흡입과 내에
포켓을 설치하여 삽입하여 준다.

E. 파일로트 온도식 자동팽창 밸브(Pi;ot thermal expansion vale)

① 온도식 자동팽창 밸브(T.E.V)의 단독용량에는 한계가 있어 냉동능력 100-270RT의
대용량이 되면 많은 유량이 필요로 하게 되고 액관이 굵어지므로 이 팽창밸브를 사용
② 파일로트 T.E.V의 개도에 비례하여 주 팽창밸브가 열린다.
③ 파일로트T.E.V전에 전자밸브와 여과기를 설치하여 준다.

㉠ 전자 밸브의 역할 : 운전시 열리고 정지시 닫힌다.
㉡ 여과기의 역할 : 파일롯트T.E.V나 주 팽창밸브의 소공(bleeder hole)폐쇄방지

2. 전자밸브(SOLENOID VALVE)_

(1) 역할 : 전기적인 조작에 의하여 밸브본체를 자동적으로 개폐하여 유량을 제어한다.

(2) 종류 및 작동원리

① 직동식 전자밸브(direct operative solennoid vale) : 전자 코일에 전류가 흐르면
전기자(plunger)가 들어 올려져 밸브가 열리게 되고 전류가 차단되면 전기자의
자중(自重)에 의해 밸브는 닫히게 되며 밸브시트(변좌)의 제한으로 소용량이 사용된다.

② 파일로트식 전자밸브 (pilot operative solennoid vale) : 대용량에서는 필연적으로
전기자 및 밸브의 구조가 커지게 되어 전자코일의 힘만으로는 확실한 밸브의 작동을
기대할 수 없기 때문에 밸브와 전기자를 분리한 파일로트 전자밸브가 사용되며 주

밸브는 출·입구 압력에 의해 개폐된다.

(3)전자 밸브 설치시 주의사항

① 출입구를 확인하여 유체의 흐름방향(화살표 방향)과 일치시켜야 한다.
② 코일부분이 상부에 위치하도록 수직으로 설치하여야 한다.
③ 전자밸브 직전에는 가능한 한 여과기를 설치하여야 한다.
④ 용량에 맞추어 사용하고 사용전압에 유의하여야 한다.
⑤ 용접시에는 코일부분이 타지 않도록 주의해야 한다.

3. 팽창밸브의 능력계산

C1/(P1/P2)0.3

C2 : 기준상태 이외의 능력(냉동톤)
C1 : 기준상태에서의 능력(냉동톤)
P1 : 기준상태에서의 고저압 압력아(kg/cm2)
P2 : 상태가 변화된 때의 고저압 압력차(kg/cm2)