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냉동 및 공조 시스템에 사용되는 압축기는 구동 방식과 구조에 따라 크게 밀폐형(Hermetic) 압축기와 개방형(Open-Type) 압축기로 구분됩니다. 두 방식은 모터와 압축기가 결합되는 형태에 결정적인 차이가 있으며, 이로 인해 다양한 특징에서 차이를 보입니다.
1. 밀폐형 압축기 (Hermetic Compressor)
- 구조 (Structure):
- 모터와 압축기가 하나의 밀폐된 용기(케이싱) 안에 함께 내장되어 있습니다.
- 모터의 회전축과 압축기의 구동축이 하나의 축으로 직접 연결되어 있습니다.
- 압축기 작동에 필요한 모터와 압축기 자체가 냉매 및 냉동 오일과 함께 동일한 공간에 존재합니다.
- 케이싱은 일반적으로 용접(완전 밀폐형)되거나 볼트로 조립(반밀폐형)되어 외부와의 기밀을 유지합니다.
- 특징 (Characteristics):
- 냉매 누설 가능성 낮음: 모터 축이 외부로 나오지 않으므로 샤프트 씰(Shaft Seal)이 없어 냉매 및 오일의 외부 누설 가능성이 매우 낮습니다 (특히 완전 밀폐형).
- 모터 냉각: 모터는 압축기로 흡입되는 저온, 저압의 냉매 증기에 의해 직접 냉각됩니다 (Suction Gas Cooled).
- 유지보수: 모터와 압축기가 일체형이므로 모터 고장 시 현장 수리가 어렵거나 불가능하며, 대부분 압축기 전체를 교체하거나 전문 수리 업체에서 정밀 수리를 해야 합니다 (반밀폐형은 분해하여 수리가 가능하기도 함).
- 구동 방식: 전기 모터에 의해서만 구동 가능하며, 다른 원동기(엔진, 터빈 등)를 사용할 수 없습니다.
- 용량 및 적용: 주로 소형에서 중형 용량의 냉동/공조 시스템(가정용 에어컨, 소형 상업용 냉동기 등)에 널리 사용됩니다.
- 소음 및 진동: 모터와 압축기가 한 케이싱 안에 있어 비교적 소음 및 진동이 적은 편입니다.
- 초기 비용: 일반적으로 동일 용량의 개방형에 비해 초기 설치 비용이 저렴합니다.
- 시스템 오염 가능성: 모터 절연의 손상 등으로 모터가 소손될 경우, 냉매 회로 전체가 그을음, 산성 물질 등으로 오염될 가능성이 있습니다.
2. 개방형 압축기 (Open-Type Compressor)
- 구조 (Structure):
- 압축기와 모터가 별도의 장치로 분리되어 있습니다.
- 외부에 설치된 모터(또는 엔진 등)가 커플링이나 벨트를 통해 압축기의 구동축을 회전시킵니다.
- 압축기 구동축이 케이싱 외부로 나오기 때문에, 축이 케이싱을 관통하는 부위에 기계적인 샤프트 씰(Mechanical Shaft Seal)을 설치하여 냉매/오일 누설 및 외부 공기/수분 유입을 방지해야 합니다.
- 특징 (Characteristics):
- 냉매 누설 가능성 있음: 샤프트 씰 부위는 압축기의 주요 냉매 누설 지점 중 하나이며, 씰의 마모 및 수명에 따라 주기적인 점검 및 교체가 필요합니다.
- 모터 냉각: 모터가 외부로 분리되어 있어 주변 공기에 의해 냉각됩니다. 냉매 조건과 무관하게 모터 냉각이 이루어집니다.
- 유지보수: 압축기와 모터가 분리되어 있어 각각의 유지보수 및 수리가 용이합니다. 모터 고장 시 모터만 교체하거나 수리할 수 있으며, 압축기 내부 부품의 접근성도 비교적 좋습니다. 샤프트 씰은 교체가 용이한 소모성 부품입니다.
- 구동 방식: 전기 모터 외에도 엔진, 터빈 등 다양한 원동기로 구동할 수 있어 적용 분야가 넓습니다.
- 용량 및 적용: 주로 중형에서 대형 용량의 산업용 냉동, 대형 빌딩의 공조 시스템 등에 사용됩니다.
- 소음 및 진동: 모터가 외부에 있고 샤프트 연결 부위가 있어 밀폐형에 비해 상대적으로 소음 및 진동이 클 수 있으며, 정밀한 축 정렬이 중요합니다.
- 초기 비용: 동일 용량의 밀폐형에 비해 일반적으로 초기 설치 비용이 높습니다. 하지만 대형 용량에서는 더 효율적인 선택이 될 수 있습니다.
- 모터 고장 시 영향: 모터가 냉매 회로 외부에 있으므로, 모터 소손 시에도 냉매 회로가 직접적으로 오염될 가능성이 적습니다.
요약 비교:
| 구분 | 밀폐형 압축기 (Hermetic) | 개방형 압축기 (Open-Type) |
| 구조 | 모터+압축기 일체형 (동일 케이싱) | 모터와 압축기 분리형 (별도 케이싱) |
| 축 연결 | 단일 축 | 외부 모터 축 + 압축기 축 (샤프트 씰 필요) |
| 냉매 누설 | 매우 낮음 (씰 없음 또는 최소화) | 샤프트 씰 부위에서 누설 가능성 있음 |
| 모터 냉각 | 냉매 증기 냉각 | 주변 공기 냉각 |
| 유지보수 | 일체형 수리/교체, 모터 현장 수리 어려움 | 모터/압축기 분리 수리 용이, 샤프트 씰 교체 필요 |
| 구동 방식 | 전기 모터만 가능 | 전기 모터, 엔진, 터빈 등 다양한 원동기 가능 |
| 적용 용량 | 소형 ~ 중형 | 중형 ~ 대형 |
| 소음/진동 | 비교적 적음 | 비교적 큼 (정렬 중요) |
| 초기 비용 | 소용량에서 저렴 | 소용량에서 비쌈, 대용량에서 경쟁력 있음 |
| 시스템 오염 | 모터 소손 시 시스템 오염 가능성 있음 | 모터 소손 시 시스템 오염 가능성 낮음 |
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