Q. 20RT 공랭식 칠러 2대를 운용 중입니다.

  올해 4월에 설치하여 현재까지 약 5개월간 사용했는데 최근 이틀 사이에 정상적으로 가동되던 칠러 2대가 연달다 저압 이상으로 멈추는 일이 발생했습니다. 설치 초기에는 권장 사용온도보다 실제 사용온도가 높아 압축기가 멈추는 경우가 종종 있었지만, 최근에는 칠러 온도는 8℃로 세팅해 +2 ~ -3℃운용하면서 큰 무리 없이 사용하던 중이었습니다.

  저압 이상 발생 후 칠러를 재가동 시키니 순환펌프가 가동하자마자 바로 멈췄고, 압력게이지를 확인한 결과 저압과 고압 모두 0에서 변화가 없었습니다. 냉각수 순환 집수조에는 오일 같은 물질이 떠 있었습니다.

  설치업체 및 수리업체에 내방하여 확인한 바로는 칠러 내부 판형 열교환기가 동파됐다고 하는데(냉매를 주입하니 냉각수 징수조에서 기포가 올라옵니다) 동파이프를 절단해 보니 파이프 내부에 물이 꽤 많이 차 있더군요. 다행히 컴프레서 쪽으로는 물이 안 들어간 것 같지만 그 외 나머지 부분은 전부 교체해야 한다고 합니다.

  그리고 200V를 전원으로 사용하고 있는데 펌프 및 팬모터는 220/380V 겸용이나 결선이 Y결선(고전압용 결선?)으로 돼 있습니다. 팬모터 1대도 비슷한 시기에 작동하지 않아서 교체했습니다.

  가장 중요한 열교환기 동파의 원인에 대해서는 설치업체나 수리업체 모두 모르겠다고 합니다. 수리비용을 떠나서 원인을 모르고 수리했다가는 향후 동일한 문제가 재발할 수도 있으니 답답한 노릇입니다. 판형 열교환기가 다른 타입의 열교환기에 비해 쉽게 동파되는 이유가 있을까요? 또한 판형 열교환기의 적정 사용온도는 어떻게 되는지, 수리 시 확인해야 할 사항에는 어떤 것들이 있는지도 조언 부탁드립니다. 참고로 저희는 칠러를 24시간 항시 동일조건으로 가동하고 있고, 저 이 외에 설비를 건드린 사람이 없어 작업자 오작동은 없습니다.

A. R-22의 경우 칠러 운전 시 저압이 0.43MPa 이하러 내려가면 냉매의 포화온도도 0℃ 이하로 내려가기 때문에 판형 열교환기 내부에서 냉수가 통수되지 않을 경우 동파가 발생할 수 있습니다.

  7℃ 칠러에는 일반적으로 쉘앤튜브 열교환기나 이중관식 열교환기를 많이 사용합니다. 판현 열교환기를 7℃ 칠러에서 사용할 경우에는 보조안전장치를 반드시 장착하고 잘 작동되는지 확인하시기 바랍니다.

  여름철에는 고압이 높기 때문에 저압도 어느 정도 높게 형성되다가 가을 환절기에 들어서면 고압이 내려가면서 저압도 같이 내려갈 수 있습니다. 그리고 응축기 팬제어가 있는 경우 팬제어 시에 일시적으로 저압이 내려갈 수 있고, 혹은 냉매의 누설이 원인이 되기도 합니다.

  또 냉수 측 흐름이 막하거나 판형 열교환기 내부가 오염되어 저압이 발생할 수도 있지요. 이처럼 저압의 발생 원인은 매우 다양합니다.

  각 플레이트당 보유수량이 적은 구조의 것으로 유량이 순간적으로 줄어들었을 경우에도 순간적으로 동파로 진행될 위험이 존재합니다. 물론 이물질이 플레이트로 인입될 경우 유로가 적으므로 유료가 막히거나 줄어들 우려가 있습니다. 간혹 배관 중에 에어포켓이 생겨 냉수의 순환에 문제가 생겼을 경우도 마찬가지라고 보시면 됩니다.

  결론은, 판형 열교환기는 열교환 능력이 뛰어나 작은 외형에도 불구하고 냉동능력 향상에 도움외 되긴하나 구조상 동파의 위험은 쉘앤튜브 타입의 열교환기보다 크다고 볼 수 있습니다. 따라서 단수보호스위치의 작동 점검과 적정한 저압차단 스위치의 차단설정압력이 반드시 필요합니다.

  그리고 보통 물을 사용하는 칠러의 경우 냉수출구온도는 7℃ 정도가 하한 설정값이라고 보시면 무난할 듯합니다. 이 경우라면 보통 동파방지기 온도의 설정값은 3 ~ 4℃가 정석이고, 간혹 더 낮은 온도로 사용하는 현장도 있기는 하지만 동파의 위험이 있으므로 브라인(에틸렌글리콜 또는 프로필렌그리콜 등)의 사용을 권장합니다.