화학공학소재연구정보센터
  • 냉장고의 원리 질문있습니다.
  •  김경연  (2020/04/14)추천0   조회수296
  • 수업에서 Linde refrigerator의 설명에서 기체가 구불구불한 관을 통해서 내려오고, (쿨링이 작용하는 T범위 내에서) 좁은 분출구를 통해서 급격히 팽창할 때 기체의 온도가 떨어진다고 했고, 그 기체가 위로 올라오면서 다시 구불구불한 관 속의 기체들을 냉각시키고 (그러면서 그 기체의 온도는 높아지고) 냉각된 관 속 기체가 다시 분출구를 통해 급격히 팽창하면서 온도가 더 떨어지는 원리이고, 올라간 기체들은 compressor에서 압축되면서 온도가 높아지고 heat exchanger에서 열을 바깥으로 빼낸 뒤 다시 처음의 순서를 반복한다고 이해했습니다.

     

    그렇다면 냉장 기능을 하게끔 하는 정도로 온도가 떨어지는 구간은 관을 타고 내려온 기체가 분출구를 통해 급격히 팽창해 온도가 내려가는 그 구간이라고 생각되는데, 교수님께서 이 그림을 보여주신 뒤 더 발전된 모습의 냉장고를 보여주셨을 때 분출구 부분을 없앤 형태임에도 냉장 기능이 잘 작동한다고 하셨습니다.

     

    저는 압축된 기체가 급격히 팽창하는 분출구의 기능이 온도를 내리는데 가장 중요한 부분이라고 생각했는데 발전된 냉장고에서는 어떻게 기체의 팽창으로 인한 냉각효과가 없이 충분한 냉각효과를 낼 수 있는건가요? 단순히 heat exchanger에서 빠져나가는 열로 기체가 충분히 냉각되는 거라면 Linde refigerator에서도 기체가 팽창하는 분출구가 생략되어도 됐지 않나요? 

목록보기     
전체덧글4 
  •  물리화학조교  (2020-04-16 10:18:27) +덧글답변   공감0   비공감0  
  • 이해한 부분이 맞습니다.
    Linde refrigerator는 처음 시도한 냉장고의 원리로서 압력차가 크게 주어서 냉각원리를 확인한 케이스입니다.
    발전된 냉장고에서는 냉장, 냉동의 온도도 설정해 주어야 하기 때문에 내부 물질의 압력변화를 다양하게 바꿔줄 수 있어야 합니다. 그렇기에 노즐을 통해 대기압으로 확 내려주는 것이 아니라 어느정도 내려주어서 온도변화를 조절한다고 생각하시면, 고압에서 압력을 낮춰주는 구간이 존재하고, 말씀하신 expansion valve도 존재하긴 합니다 .그림에서 표현되지 않았을 뿐입니다.
  •     윤민아  (2020-04-16 10:52:18) 공감0   비공감0  
  • 답변에 대해 추가로 궁금증이 생겨 질문드립니다! 교수님께서 수업에서 초기 냉장고에서 expansion concept으로 기체를 고압에서 저압으로 내보내어 팽창시키는 것을 현재는 compressor 하나만으로 유지가능하게 했다고 말씀하신 것 같은데 그렇다면 compressor부분에 expansion valve가 있는건가요?
  •     김경연  (2020-04-18 09:34:09) 공감0   비공감0  
  • 답변 감사합니다 :)
  •     물리화학조교  (2020-04-21 14:29:27) 공감0   비공감0  
  • 제품마다 미미한 차이는 있을 수 있지만, 현대의 냉장고에는 밸브가 있긴 합니다만, expansion valve의 역할보다는 현재는 냉매의 개발로 인해 저온-저압의 액화가스가 기화되는 현상으로도 충분히 냉장-냉동 효과를 볼 수 있기 때문에 valve가 필요없는 제품도 개발되었습니다.
덧글쓰기     작성자     비밀번호