Q. 얼마 전 R-404A용 비처 50HP 냉동기 3대(총 150HP)가 애를 먹이더군요. 오일 리시버탱크에서 저압부로 가는 과압방지 체크밸브에 연결되어 있는 확관된 배관 중에서 플레이트 부분에 크랙이 가서 오일과 가스가 새어나오는 걸 보고 고압밸브를 잠그고 펌프다운을 했습니다. 최대한 가스를 모으려고 마이너스 설정치까지 갔고요. 마이너스까지 갔으니 부서진 배관으로 공기가 어느 정도 유입이 되었습니다. 작업이 끝나고 고압밸브를 살짝 열고 쿨러를 돌려 증발시키면서 저압쪽으로 퍼지를 하였습니다. 공기가 유입되면 안 되는 건 알지만 현장상황이 여의치가 않았습니다. 유입된 공기를 제거할 수 있는 방법은 없을까요? 어떤 분은 콘덴서 부분의 밸브를 열라고 하시는데요. 고압에서 콘덴서로 올라갔다가 내려오면 수액기에 IN과 OUT이 있고 드라이어가 있습니다. 드라이어 다음엔 마지막으로 고압 볼밸브(펌프다운용)가 있습니다. 물론 볼밸브에는 서비스 니플이 있고요. 조언 부탁드립니다.

A. 시스템 내로 어떠한 원인으로 인해 공기가 유입되었다면 보통은 응축기 상부와 수액기 상부에 가스상태로 존재할 가능성이 가장 큽니다. 프레온 냉동장치에서 보통 이러한 경우 할 수 있는 최선의 방법은 시스템을 정지시킨 후 액관 서비스밸브를 잠그고 공랭식이라면 응축기 팬을, 수냉식이라면 냉각수를 냉매의 포화압력까지 가동시켜서 포화시키고 응축기 상부에서 가스상태로 퍼지시키는 것이 최선의 방법이 아닐까 합니다. 그런데 수냉식이든 공랭식이든 응축기 상부에 퍼지를 할 수 있는 서비스밸브가 설치된 시스템은 거의 없는 것이 현실이라 가스상태로 불응축가스를 퍼지한다는 게 그리 녹록한 작업은 아니더군요. 저 역시 이런 시도를 해본 경험이 두어 번 있습니다만 만족할 만한 결과를 얻은 기억은 없는 것 같습니다. 이론적으로는 불응축가스의 존재가 유력한 부분에서 냉매의 유동이 없게끔 밸브를 닫은 다음 최대한 포화압력까지 응축을 시키고 나서 그 외 응축되지 않은 가스상태의 물질은 불응축가스라고 판단하고 퍼지하는 것입니다. 알고 계시겠지만 불응축가스가 시스템으로 들어가면 고압이 현저히 상승하면서 기타 안 좋은 현상은 몽땅 일어난다고 봐야 합니다. 더군다나 비공비 혼합냉매인 R-404A의 경우 그런 식으로 불응축가스를 퍼지한다 해도 냉매의 조성비율이 파괴되었을 것이므로 냉동효과 역시 다소 떨어질 것입니다. 개인적인 의견으로 해결방법은 일단 불응축가스를 최대한 퍼지시키고 액냉매로 충전을 한 다음 시스템운전을 시키는 것입니다. 그래도 원활한 상태가 되지 않는다면 최후의 수단으로 냉매를 모두 방출시킨 후 재충전하는 것까지 염두에 두셔야할 듯합니다.

다음은 미국의 냉동공조 기술서적 중 <시스템 진단과 문제해결 절차>라는 책에 있는 내용을 번역한 것이니 참고하시기 바랍니다(오역이 있을 수 있습니다).

[참고] 응축되지 않는 물질

공기와 수증기(수분)는 아마도 냉동이나 공기조화 분야에서 가장 잘 알려진 응축되지 않는 물질일 것이다. 응축되지 않는 물질은 대개 시스템에 들어가 작동결과를 나쁘게 하거나 누설을 야기한다. 기술자들은 호스퍼지가 공기나 수증기(수분)를 시스템으로 들어가게 할 수도 있다는 것을 잊곤 한다. 공기나 수증기는 증발기로 흘러 들어가게 되는데 이는 압축기가 기체펌프 역할을 하기 때문이다. 공기가 응축기에 도달하게 되면 응축기의 상부에 잔류하게 되고 응축하지 않는다. 응축기 하부의 과냉된 액체 밀봉은 공기가 응축기로 들어오는 것을 방지한다. 이러한 공기과 수증기는 응축기 표면을 차지하게 되고 높은 헤드 압력을 유발한다. 또한 과냉도가 커지는데 이는 높은 헤드압력이 응축기의 액체온도와 외기온도의 온도차를 매우 크게 만들기 때문이다. TXV팽창밸브를 사용하고 있는 경우라면 시스템에 응축되지 않는 물질이 유입되었을 때의 증상은 냉매 과충전 시의 증상과 매우 비슷해진다. 대개 시스템에 응축되지 않는 물질이 들어간 것과 냉매 과충전을 구분하는 방법은 잠시 동안 장치를 끄고 응축기 팬이 가동되도록 하는 것뿐이다. 이는 시스템을 빠르게 냉각하게 하는데, 시스템 고압측의 압력이 장치를 껐음에도 비교적 높게 나타난다면 응축되지 않는 물질이 시스템에 들어간 것이다. 응축되지 않는 물질이 응축기에 들어갔을 때 냉매와 외기는 압력/온도와 상관이 없다. 냉매가 과충전되었을 때는 시스템을 종료하고 응축기 팬을 가동했을 때 고압측의 압력이 빠르게 감소한다. 응축되지 않는 기체가 시스템 내에 들어갔을 경우의 증상은 다음과 같다.

①헤드(응축)압력이 높다.

②과냉도가 높다.

③압축률이 높다.

④토출온도가 높다.