전기 냉장고 - 냉장고는 부패하기 쉬운 음식을 저온으로 유지시켜 세균의 증식을 억제하므로써 음식물을 장시간 저장하는 도구이다. 김치를 즐겨 먹는 한국인에게는 필수적인 도구라 할 수 있다. 옛날에는 겨울에 얼음을 채취하여 얼음창고(석빙고)에 보관했다가 여름에 꺼내서 사용했는데 얼음창고를 갖추려면 권력이나 금력이 대단해야만 했다. 그러나 현대에는 집집마다 냉장고가 있기 때문에 얼음창고를 하나씩 가지고 있는 것보다 더 간편하고 편리하게 여름에도 얼음을 손 쉽게 구할 수 있게 되었다.

  냉장고 내부에서 열을 빼앗는 순환물질(냉매)로는 휘발성이 강한 프레온(CFC)을 이용하고 있으나 프레온의 염소원자가 오존층을 파괴하는 주범이 되므로 사용이 규제되고 있다. 연구에 의하면 프레온분자가 분해하여 1개의 염소원자(Cl)가 방출되게 되는데 1개의 염소원자가 오존분자(O3) 100만개를 파괴하는 것으로 알려져 있다. 성층권내에 희박하게 분포하는 오존층은 순수하게 오존만을 모아 놓는다면 6mm의 두께에 불과한 분포지만 태양으로부터 입사하는 강한 자외선을 흡수하여 지표면을 보호하는 역할을 한다. 오존층이 없다면 지표면의 모든 생물은 자외선에 타버리게 될 것이다. 이 때문에 몬트리올에 모인 31개 국가 대표들은 2010년 이후에 프레온의 생산, 판매, 사용을 전면금지하는 의정서에 서명했다. 프레온가스(CFC)의 염소를 수소로 바꾼 물질이 프레온 대체물질(HFC)로 연구되었다. 프레온가스는 냉매만이 아니라 분사제, 발포제 등으로도 많이 사용돼 왔다.


 

                                                   [냉장고 원리도]

   냉장고의 전기스위치가 켜지면 압축모터가 회전하여 압축기를 작동시킨다. 압축기는 기체상태의 프레온 가스를 액화시키는 일을 한다. 냉장고나 에어컨용 프레온가스의 액화온도는 -40.8도씨이고, 자동차에서는 액화온도가 -29.8도씨로 다른 프레온가스를 사용한다. 액화된 저온의 프레온은 모터 압력 때문에 냉장고의 이중벽 사이의 관으로 밀려 들어가는데 이곳에 1mm 정도의 저온의 구리 모세관이 있어 냉장고 안의 열이 구리모세관으로 이동한다. 그러므로 냉장고 안의 온도가 내려간다. 열을 흡수한 액체프레온의 온도가 올라가고 온도가 올라간 액체 프레온이 팽창밸브를 지나면 압력이 내려가서 갑자기 기화하게 된다. 프레온 개스가 기화할 때도 냉장고 안으로 부터 열을 빼앗기 때문에 내부의 온도는 더 내려간다. 이때 외부열에 의한 기화를 방지하고 외부열이 냉장고 안쪽으로 들어오지 않도록 하기 위하여 글라스울과 같은 단열재로 외부와 단열을 시킨다.  기화된 고온의 프레온은 냉장고 뒤쪽의 방열파이프와 방열판을 지나며 밖으로 열을 방출한 후 식게되고, 식은 프레온을 다시 압축모터로 액화시켜 냉매파이프 속으로 회전시켜 냉장고의 열을 빼앗는 과정을 되풀이 하게 된다.

  냉장고 내부의 온도는 온도감지기의 신호에 따라 전원을 차단, 연결 시켜 설정된 온도에서 일정하게 유지된다. 냉장고의 냉장실은 0도에서 5도의 온도를 유지하고, 냉동실은 영하 20도 정도까지 온도를 내릴 수 있다. 냉장고 속의 온도는 공기의 대류가 일어나기 때문에 상하의 온도가 서로 다르므로 음식물에 따라 적절한 위치에 자리를 잡아 보관해야 한다.

  프레온 개스를 냉매로 사용하는 냉장고는 압축식 냉장고이며, 암모니아 개스를 냉매로 이용하는 흡수식 냉장고도 있다. 흡수식 냉장고는 구조가 복잡하고, 냉동속도가 느린 것이 흠이다.

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Posted by 다재헌
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