최근 냉동·공조시스템은 가정용 냉장고, 상업 및 산업의 냉장, 냉동 창고, 건축물의 냉난방시스템, 자동차의 냉방장치 등 가정 및 산업 전 분야에 걸쳐 사용되고 있다. 최근 냉동장치에 사용되는 냉매에 의한 오존층의 파괴로부터 오존층 보호를 위한 사용규제로 인하여 환경 친화적인 대체냉매의 개발과 대체냉매 적용에 따른 부속장치의 기술개발이 요구되고 있다. 또한 장치를 고성능 소형화 및 에너지 절약형으로 제작하기 위한 기술개발에 노력을 기울이고 있다.
본 연구는 증기압축식 냉동기에서 수동팽창밸브의 조작으로 증발기의 압력을 2.6bar, 3.0bar, 3.5bar로 조정하고 각 압력에 대하여 BLDC(Brushless DC) 회전수를 2400rpm, 3000rpm, 3600rpm으로 변화시킬 때 냉동장치의 성능을 고찰하고 그 결과를 비교하였다.
실험조건은 냉매 R-134a를 사용하였고 외기온도를 20±1℃로 일정하게 유지하고 각각의 압력과 회전수에 대하여 장치가 안정화 되었을 때 온도, 압력 그리고 전력 소모량을 측정하였으며 이를 바탕으로 압력과 엔탈피선도를 작성하여 압축기 소요동력, 냉동능력, 성적계수를 계산하였다. 냉동성능을 비교한 결과 냉동효과는 저압이 높을수록 회전수가 클수록 160.083kJ/㎏에서 170.747kJ/㎏로 9.3%증가하였으며, 압축일량은 저압이 높을수록 회전수가 클수록 21.309kJ/㎏에서 9.012kJ/㎏로 42% 감소하였으며, 응축 능력은 압력이 높아질수록 181.392kJ/㎏에서 179.758kJ/㎏로 낮아지는 것으로 나타났다. 압축비는 저압이 높아질수록 낮아지는 양상을 보였으며, 냉동기의 소비전력은 저압이 높을수록 회전수가 클수록 적게 나타났다. 따라서 에너지사용의 효율적인 운전은 저압측의 압력을 낮게 회전수는 느리게 하여 초기 운전을 실시하고, 냉동장치가 안정화되면 고압을 높게 하고 회전수를 빠르게 하여 운전하면 에너지 소모를 최소화시킬 수 있는 것으로 판명되었다.