컴프레서 기반 냉각 시스템의 작동 방식을 이해하려고 할 때 다음 세 가지 물리적 현상을 염두에 두어야 합니다.

기본 물리적 원칙

유체가 상 변화를 겪기 위해서는 상당한 양의 에너지가 필요합니다. 동일한 양의 물을 약 0°C~99.4°C(32°F~211°F)까지 가열하는 것보다 주어진 양의 물을 완전히 끓이는 데 더 많은 에너지가 필요합니다. 이는 상당한 양의 에너지가 상 변화 동안에 저장되었다가 방출될 수 있음을 의미합니다.

냉동 사이클

냉동 사이클은 연속적인 과정입니다. 냉매가 컴프레서에서 응축기로, 계량 장치를 통해 증발기로 이동한 다음 사이클이 반복됩니다(그림 1 참조).

컴프레서는 증발기로부터 저압 가스를 받고 압축을 통해 고압 가스로 변환합니다. 가스가 압축되면 온도가 상승합니다.

그런 다음 뜨거운 냉매 가스가 응축기로 흐릅니다. 응축기는 일반적으로 주변 공기와 같은 더 차가운 유체를 사용하여 냉매를 냉각하는 열교환기입니다. 냉매가 이 열교환기를 통해 흐르면 뜨거운 액체로 응축됩니다. 액체 냉매가 응축기에서 나와 시스템의 계량 장치로 흐릅니다.

계량 장치는 팽창 밸브 또는 모세관일 수도 있으며 압력 강하를 생성하는 데 사용됩니다. 앞서 언급한 바와 같이, 압력이 감소함에 따라 액체의 온도 및 비등점이 감소합니다. 일부 냉매 액체가 증발하고 액체-가스 혼합물의 온도가 떨어집니다. 그런 다음 차가워진 냉매가 증발기로 흐릅니다.

증발기는 열원과 냉매 사이에서 열이 이동할 수 있는 또 다른 열교환기입니다. 칠러에서 열원은 장비로 흐르는 냉각액입니다. 냉매는 저온 가스-액체 혼합물로 증발기에 들어갑니다. 설계상 열원의 온도는 항상 냉매의 끓는점보다 높습니다. 증발기에서 냉매는 열원으로부터 열을 흡수할 때 증발합니다. 냉매의 온도는 증발하면서 일정하게 유지됩니다. 그런 다음 냉매는 가스로서 증발기를 나와 컴프레서로 들어가며, 사이클이 다시 시작됩니다.