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냉동기의 윤활유 소비량이 많다는 것은 시스템에 문제가 발생했음을 의미하며, 이는 냉동기의 성능 저하, 수명 단축, 심지어 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 윤활유 소비량이 많을 때의 원인과 대책, 그리고 점검해야 할 내용은 다음과 같습니다.
1) 원인
냉동기의 윤활유 소비량이 많아지는 주요 원인은 압축기 자체의 문제, 냉동 시스템 운전 상태 불량, 그리고 부적절한 윤활유 사용 등 다양합니다.
- 압축기 내부 문제:
- 피스톤 링 마모 또는 손상: 왕복동 압축기의 경우 피스톤 링이 마모되거나 손상되면 실린더와 피스톤 사이의 밀봉이 제대로 되지 않아 오일이 연소실로 올라가 냉매와 함께 토출될 수 있습니다.
- 밸브 플레이트 또는 개스킷 손상: 압축기 밸브 플레이트나 관련 개스킷이 손상되면 압축 과정에서 오일이 새어 나가거나 냉매와 함께 비정상적으로 많이 토출될 수 있습니다.
- 실린더 내벽 마모: 실린더 내벽이 마모되면 피스톤 링과의 간격이 커져 오일 제어가 어려워지고 오일 소비량이 증가합니다.
- 압축기 자체의 설계 또는 제조 결함: 드물지만 압축기 자체의 설계나 제조상의 결함으로 인해 오일 순환 및 제어에 문제가 있을 수 있습니다.
- 냉동 시스템 운전 상태 불량:
- 액백(Liquid Back): 증발기에서 미처 증발하지 못한 액체 냉매가 압축기로 흡입되는 현상입니다. 액체 냉매는 오일을 희석시키고 오일 제어를 방해하여 오일 포밍(Oil Foaming, 오일 거품 발생)을 유발하며, 이는 오일이 냉매와 함께 시스템 내로 다량 유출되는 원인이 됩니다.
- 과열 운전: 압축기 토출 온도가 너무 높으면 윤활유가 열화되거나 점도가 낮아져 오일 제어 능력이 떨어지고 오일 소비량이 증가합니다. 이는 응축기 냉각 불량, 냉매 부족, 또는 압축비 과다 등에 의해 발생할 수 있습니다.
- 잦은 압축기 시동/정지 (Short Cycling): 압축기가 자주 켜지고 꺼지면 오일이 시스템 내에 완전히 회수되지 못하고 배관 내에 고여있게 되어 압축기 내 오일 부족 현상이 발생하고, 이는 윤활 불량 및 오일 소비량 증가로 이어질 수 있습니다.
- 부적절한 오일 회수 시스템: 시스템 배관 설계(예: 오일 트랩 부족)나 오일 분리기의 성능 문제로 인해 시스템 내로 유출된 오일이 압축기로 제대로 돌아오지 못하고 증발기나 응축기 등에 축적될 수 있습니다. 이는 겉보기에는 오일 소비량이 많은 것처럼 보일 수 있습니다.
- 부적절한 윤활유 사용:
- 냉동기 오일 종류 또는 점도 부적합: 해당 냉동 시스템 및 냉매에 적합하지 않은 종류나 점도의 윤활유를 사용할 경우, 오일의 냉매 용해성이 너무 높거나 낮아 오일 제어에 문제가 발생하고 오일 소비량이 증가할 수 있습니다.
- 오일 과다 충전: 필요량보다 많은 오일을 충전하면 시스템 내 오일 순환량이 비정상적으로 많아져 오일 소비량이 증가한 것처럼 보일 수 있습니다.
- 오일 열화 또는 오염: 장기간 사용으로 인한 오일 열화, 수분 또는 이물질 혼입 등으로 오일의 윤활 성능이 저하되고 오일 제어 능력이 떨어져 소비량이 증가할 수 있습니다.
2) 대책
윤활유 소비량 과다 문제를 해결하기 위해서는 원인에 따른 적절한 대책을 적용해야 합니다.
- 압축기 점검 및 수리/교체:
- 압축기 내부 문제(피스톤 링, 밸브, 실린더 등)가 원인일 경우, 압축기를 분해하여 손상된 부품을 수리하거나 교체해야 합니다. 압축기 마모가 심한 경우에는 압축기 전체를 교체해야 할 수도 있습니다.
- 냉동 시스템 운전 상태 개선:
- 액백 방지: 증발기 출구 과열도를 적정 수준으로 유지하고, 필요시 액분리기(Accumulator)를 설치하여 압축기로 액체 냉매가 유입되는 것을 방지해야 합니다. 팽창 밸브의 적절한 조절 및 시스템 부하 변동에 대한 대응이 중요합니다.
- 과열 운전 개선: 응축기 냉각 상태를 점검하고 냉각수량 또는 풍량을 조절하며, 냉매량을 확인하여 필요시 보충 또는 회수합니다. 압축비가 과다할 경우 시스템 설정을 조정합니다.
- 잦은 운전/정지 개선: 제어 시스템의 설정 값을 조정하여 압축기의 불필요한 시동/정지를 줄이고, 최소 운전 시간을 확보하도록 합니다.
- 오일 회수 시스템 개선: 배관 내 오일 트랩의 설치 상태를 점검하고, 오일 분리기의 성능을 확인하여 필요시 교체하거나 효율적인 오일 회수 시스템을 구축해야 합니다.
- 윤활유 관리 개선:
- 적정 윤활유 사용: 해당 냉동기 제조사에서 권장하는 종류와 점도의 냉동기 오일을 사용해야 합니다. 다른 종류의 오일과 혼합하여 사용하는 것은 피해야 합니다.
- 적정 오일량 충전: 냉동기 제조사에서 제시하는 적정 오일량만 충전해야 합니다. 오일량은 냉동 시스템 전체의 냉매량 및 배관 길이를 고려하여 결정됩니다.
- 정기적인 오일 점검 및 교체: 냉동기 오일의 상태를 주기적으로 점검하고, 열화되거나 오염되었을 경우 즉시 교체해야 합니다. 오일 필터도 함께 교체하여 시스템 내 불순물을 제거해야 합니다.
3) 점검해야 할 내용
냉동기의 윤활유 소비량이 많다고 판단될 때 다음과 같은 내용을 중점적으로 점검해야 합니다.
- 압축기 상태:
- 압축기 외관: 오일 누유 흔적이나 비정상적인 소음, 진동이 있는지 확인합니다.
- 압축기 운전 데이터: 흡입 압력, 토출 압력, 토출 온도, 압축기 전류 값 등을 확인하여 정상 범위 내에서 운전되고 있는지 판단합니다. 특히 토출 온도가 과도하게 높지 않은지 확인합니다.
- 시스템 운전 상태:
- 증발기 출구 과열도: 과열도가 너무 낮아 액백이 의심되는지 확인합니다.
- 응축기 입출구 온도차 또는 압력: 응축기 용량 부족 또는 냉각 불량으로 응축 압력 및 토출 온도가 상승하는지 확인합니다.
- 냉매량: 냉매량이 부족하거나 과다하지 않은지 점검합니다. 냉매 부족은 과열 운전의 원인이 될 수 있습니다.
- 시스템 압력 (고압/저압): 시스템의 고압 및 저압이 정상 범위 내에 있는지 확인하고, 비정상적인 압력 변동이 있는지 살펴봅니다.
- 윤활유 상태 및 관리:
- 오일량: 압축기 오일량 확인창이나 오일 레벨 게이지를 통해 오일량이 적정 수준인지 확인합니다.
- 오일 색상 및 투명도: 오일의 색상이 변했거나 탁해졌는지, 이물질이 섞여 있는지 육안으로 확인합니다.
- 오일 산가도 테스트: 오일의 산성도를 측정하여 열화 정도를 판단합니다.
- 오일 샘플 분석: 오일 샘플을 채취하여 전문가에게 분석을 의뢰하여 오일의 물리화학적 특성, 수분 및 이물질 함량 등을 정밀하게 파악합니다.
- 사용 윤활유 종류 및 점도: 현재 사용 중인 윤활유가 해당 냉동 시스템 및 냉매에 적합한 종류와 점도인지 확인합니다.
- 오일 교체 주기: 마지막 오일 교체 시점을 확인하고, 권장 교체 주기를 준수했는지 점검합니다.
- 오일 회수 시스템:
- 오일 분리기 작동 상태: 오일 분리기가 설치되어 있다면 정상적으로 작동하고 오일을 제대로 분리하여 압축기로 돌려보내는지 확인합니다.
- 배관 내 오일 고임 흔적: 증발기나 흡입 배관 등에 오일이 고인 흔적이 있는지 살펴봅니다. 오일 트랩의 설치 상태를 점검합니다.
- 제어 시스템:
- 압축기 보호 장치 작동 이력: 오일 압력 저하 스위치 등 압축기 보호 장치의 작동 이력을 확인하여 오일 관련 문제가 있었는지 파악합니다.
- 자동 제어 밸브 작동 상태: 팽창 밸브 등 유량 및 압력을 제어하는 밸브가 정상적으로 작동하는지 확인합니다.
이러한 점검 결과들을 종합적으로 분석하여 윤활유 소비량 과다의 근본적인 원인을 파악하고, 이에 맞는 적절한 대책을 수립하여 시행해야 합니다. 문제가 지속될 경우 전문가의 도움을 받아 정확한 진단과 해결 방안을 찾는 것이 중요합니다.
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