에어컨

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배경

한때 사치품으로 여겨졌던 것이 이제는 필수품인 것처럼 보이기 때문에 주거용 및 상업용 공간 냉각 수요는 전 세계적으로 꾸준히 증가하고 있습니다. 에어컨 제조업체는 효율성을 높이고 구성 요소와 기술을 개선하여 장치를 보다 저렴하게 만드는 데 큰 역할을 했습니다. 산업의 경쟁력은 수요와 함께 높아졌고, 많은 기업들이 공조 장치 및 시스템을 제공하고 있습니다.

공조 시스템은 크기가 상당히 다양하며 다양한 소스에서 에너지를 얻습니다. 주거용 에어컨의 인기는 가정의 덕트를 난방과 냉방 모두에 활용하는 전략인 중앙 공기의 출현으로 급격히 증가했습니다. 신축에 거의 필수인 상업용 에어컨은 지난 몇 년 동안 에너지 비용이 상승하고 전원이 변화하고 개선되면서 많은 변화를 겪었습니다. 천연 가스 구동 산업용 냉각기의 사용이 상당히 증가했으며 많은 응용 분야에서 상업용 에어컨에 사용됩니다.

원자재

에어컨은 다양한 금속으로 만들어집니다. 흔히 플라스틱 및 기타 비전통적인 재료를 사용하여 무게와 비용을 줄입니다. 많은 에어컨 구성 요소의 핵심 성분인 구리 또는 알루미늄 튜브는 우수한 열적 특성을 제공하고 시스템 효율성에 긍정적인 영향을 미칩니다. 에어컨의 다양한 구성 요소는 용도에 따라 다르지만 일반적으로 스테인리스 스틸 및 기타 부식 방지 금속으로 구성됩니다.

냉동 시스템을 수용하는 독립형 장치는 일반적으로 페인트 또는 분말 코팅으로 환경 조건으로부터 보호되는 판금으로 둘러싸여 있습니다.

공조 시스템을 순환하는 유체인 작동 유체는 일반적으로 프레온, 탄화수소, 암모니아 또는 물과 같이 열역학적 특성이 강한 액체입니다.

디자인

모든 에어컨에는 펌프, 증발기, 응축기 및 팽창 밸브의 네 가지 기본 구성 요소가 있습니다. 모두 작동 유체와 반대 유체 매체도 있습니다.

두 개의 에어컨은 크기, 모양 및 구성면에서 완전히 다르게 보일 수 있지만 둘 다 기본적으로 동일한 방식으로 작동합니다. 이는 다양한 응용 분야와 사용 가능한 에너지원 때문입니다. 대부분의 에어컨은 전기 구동 모터와 펌프 조합에서 동력을 얻어 냉매 유체를 순환시킵니다. 일부 천연 가스 구동 냉각기는 훨씬 더 많은 토크를 발생시키기 위해 펌프를 가스 엔진과 연결합니다.

작동 유체 또는 냉매가 펌프를 통해 고압으로 공조 시스템을 순환함에 따라 증발기로 들어가 가스 상태로 바뀌고 반대 유체 매체에서 열을 받아 열교환기처럼 작동합니다. 그런 다음 작동 유체는 응축기로 이동하여 다시 액체로 응축되어 대기에 열을 방출합니다. 팽창밸브를 통과한 작동유체는 저압으로 복귀 모든 에어컨에는 펌프, 증발기, 응축기 및 팽창 밸브의 네 가지 기본 구성 요소가 있습니다. 뜨거운 냉매 증기는 응축기를 통해 고압으로 펌핑되어 액체로 응축되어 대기에 열을 방출합니다. 냉각된 냉매는 팽창 밸브를 통과하여 액체의 압력을 낮춥니다. 액체 냉매는 이제 증발기로 들어가 실내에서 열을 받아 기체 상태로 바뀝니다. 사이클의 이 부분은 에어컨이 설치된 건물로 시원한 공기를 방출합니다. 그러면 뜨거운 냉매 증기가 사이클을 반복할 준비가 됩니다. 상태. 냉각 매체(유체 또는 공기)가 증발기 근처를 지나갈 때 열이 증발기로 유도됩니다. 이 프로세스는 반대 매체를 효과적으로 냉각하여 건물에서 필요한 곳에 국부적인 냉각을 제공합니다. 초기 에어컨은 작동 유체로 프레온을 사용했지만 프레온이 환경에 미치는 유해한 영향 때문에 단계적으로 사용되지 않았습니다. 최근의 디자인은 프레온에 대한 열등한 대체품을 사용하면서 장치의 효율성을 개선해야 하는 엄격한 도전에 직면해 있습니다.

제조
프로세스

아연 도금된 판금 및 구조용 강철로 케이스 부품 만들기

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1 대부분의 에어컨은 구조용 강철 형태와 강판 형태의 원료로 시작합니다. 판금이 가공 셀 또는 작업 셀로 가공될 때 절단, 형성, 펀칭, 드릴, 전단 및/또는 유용한 모양 또는 형태로 구부러집니다. 대부분의 실외 주거 단위를 감싸는 금속인 케이스 또는 래퍼는 아연 코팅을 사용하여 부식으로부터 보호하는 아연 도금 판금으로 만들어집니다. 아연 도금 판금은 또한 에어컨 전체에 걸쳐 바닥 팬, 전면 플레이트 및 다양한 지지 브래킷을 형성하는 데 사용됩니다. 이 판금은 보관 또는 재고에서 도착한 직후 제작 셀의 전단 프레스에서 전단됩니다. 구조용 강철 모양은 띠톱으로 절단 및 연귀하여 유용한 브래킷과 지지대를 형성합니다.

판금 형태의 펀치 프레스

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2 전단 프레스에서 판금이 CNC(Computer Numerical Control) 펀치 프레스에 로드됩니다. 펀치 프레스에는 제도 CAD/CAM(Computer Aided Drafting/Computer Aided Manufacturing) 프로그램 또는 독립적으로 작성된 CNC 프로그램에서 컴퓨터 프로그램을 수신하는 옵션이 있습니다. CAD/CAM 프로그램은 컴퓨터의 드래프트 또는 모델링된 부품을 펀치 프레스에서 읽을 수 있는 파일로 변환하여 판금에 구멍을 뚫을 위치를 알려줍니다. 다이 및 기타 펀칭 도구는 기계에 보관되고 기계적으로 펀칭 암으로 가져와 시트를 통과하는 데 사용할 수 있습니다. NC(Numerically Controlled) 프레스 브레이크는 컴퓨터 파일을 사용하여 스스로 프로그래밍하여 시트를 최종 형태로 구부립니다. 다른 굽힘 다이는 다른 모양과 구성에 사용되며 각 구성 요소에 대해 변경될 수 있습니다.

3 일부 브래킷, 핀 및 시트 구성 요소는 대량 생산을 위해 다른 시설이나 회사에 아웃소싱됩니다. 조립에 필요할 때만 조립 공장으로 가져옵니다. 많은 브래킷이 유압식 또는 기계식 프레스에서 생산되며, 여기에서 다양한 모양과 구성의 브래킷을 코일 시트에서 생산하고 기계로 계속 풀어낼 수 있습니다. 프레스는 종종 한 번의 히트로 복잡한 모양을 생산할 수 있기 때문에 많은 양의 부품을 생산할 수 있습니다.

부품 청소

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4 모든 부품은 분말 코팅되기 전에 완전히 깨끗하고 먼지, 기름, 그리스 및 윤활유가 없어야 합니다. 이 필요한 작업을 수행하기 위해 다양한 청소 방법이 사용됩니다. 세척 솔벤트로 채워진 대형 용액 탱크는 부품이 잠길 때 교반하고 오일을 제거합니다. 스프레이 세척 시스템은 가압 세척 용액을 사용하여 먼지와 기름을 제거합니다. 가혹한 세척 증기 위에 부품을 매달아놓는 증기 탈지는 산성 용액을 사용하며 부품에 석유 제품이 없도록 합니다. 공급업체에서 도착하는 대부분의 아웃소싱 부품은 이미 탈지 및 청소를 마친 상태입니다. 추가 부식 방지를 위해 많은 부품이 분말 코팅 적용을 위해 준비하기 위해 건조 오븐에 들어가기 전에 인산염 프라이머 수조에서 프라이밍됩니다.

분말 코팅

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5 브라켓, 팬, 래퍼를 조립하기 전에 분체도장 공정을 거쳐 공급합니다. 분말 코팅 시스템은 오버헤드 컨베이어의 부스를 통해 공급되는 부품에 페인트와 같은 건조 분말을 분사합니다. 이는 각 부품이 컨베이어의 부스를 통해 공급될 때 스프레이할 위치가 프로그래밍된 로봇 스프레이어에 의해 수행될 수 있습니다. 부품은 정전기로 대전되어 파우더를 끌어당겨 각 부품 내의 깊은 틈새와 굴곡에 부착됩니다. 그런 다음 분말 코팅된 부품은 일반적으로 동일한 컨베이어 시스템이 있는 오븐을 통해 공급되며, 여기서 분말은 금속에 영구적으로 구워집니다. 이 과정은 10분 미만이 소요됩니다.

응축기 및 증발기용 튜브 구부리기

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6 응축기와 증발기는 모두 공조 시스템에서 열교환기 역할을 하며 작동 유체가 이동하는 거리를 최대화하기 위해 코일 형태로 구부러진 구리 또는 알루미늄 튜브로 만들어집니다. 작동 유체가 증발기에서 열을 빼낼 때 반대 유체 또는 냉각 유체가 튜브 주위를 통과합니다. 이것은 같은 모양으로 구부러진 많은 작은 직경의 구리 튜브를 가져 와서 가이드 막대와 알루미늄 판으로 고정함으로써 이루어집니다. 작동 유체 또는 냉매는 구리 튜브를 통해 흐르고 반대 유체는 알루미늄 판 사이에서 구리 튜브 주위를 흐릅니다. 튜브는 종종 NC 프레스 브레이크와 동일한 원리를 사용하여 NC 벤더가 수행하는 헤어핀 벤드로 끝납니다. 각 굽힘은 다음 굽힘과 동일합니다. 벤더는 굽힘 중에 접히는 것을 방지하기 위해 내경을 통해 공급되는 맨드릴을 사용하여 고정 다이 주위를 굽히기 위해 이전에 곧게 펴진 튜빙을 사용합니다. 맨드릴은 굽힘이 완료되면 튜브 내부를 통해 다시 긁어냅니다.

7 코일 형태로 제조사에 공급되는 튜빙은 언코일러와 스트레이트너를 거쳐 벤더를 통해 공급된다. 일부 튜브는 한 번에 여러 개의 작은 튜브를 절단하는 연마 톱에서 원하는 길이로 절단됩니다. 알루미늄 판은 펀치 프레스에서 펀칭되고 기계 프레스에서 형성되어 판에 디봇이나 웨이브를 배치합니다. 이 파동은 작동 유체와 반대 매체 사이의 열역학적 열 전달을 최대화합니다. 굽힘 셀에서 구리 튜브가 완성되면 자동 안내 차량(AGV)에 의해 조립 셀로 운송되며, 여기에서 가이드 로드에 쌓여 플레이트 또는 핀을 통해 공급됩니다.

구리 튜브를 알루미늄 플레이트와 결합

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8 어셈블리의 주요 부분은 구리 튜빙을 알루미늄 플레이트와 결합하는 것입니다. 이 어셈블리는 증발기가 되며 머리핀 구성의 적층된 구리 튜브를 가져와 기계적으로 알루미늄 판에 융합하여 수행됩니다. 융합은 총알 또는 맨드릴을 취하여 구리 튜브를 통해 공급하여 확장하고 플레이트 구멍의 내부 부분에 대해 밀어서 발생합니다. 이것은 튜빙과 플레이트 사이에 저렴하면서도 유용한 결합을 제공하여 열 전달을 가능하게 합니다.

9 반대 매체가 플레이트 없이 구리 또는 알루미늄 콘덴서 코일을 냉각시키는 공기가 일반적으로 공기라는 점을 제외하고 콘덴서는 유사한 방식으로 제조됩니다. 코일 튜브를 지지하는 브래킷으로 고정되며 피팅 또는 커플링으로 증발기에 연결됩니다. 콘덴서는 일반적으로 머리핀을 여러 번 구부릴 수 있는 하나의 튜브일 뿐입니다. 완전한 구성 요소인 팽창 밸브는 공급업체에서 구입하여 응축기 후 배관에 설치됩니다. 작동 유체의 압력이 감소하고 펌프에 다시 들어가도록 합니다.

펌프 설치

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10 펌프도 외부 공급업체로부터 완전히 구입합니다. 시스템 압력을 높이고 작동 유체를 순환시키도록 설계된 펌프는 시스템에 피팅으로 연결되고 지지 브래킷과 베이스로 제자리에 고정됩니다. 이것은 에어컨의 다른 구조적 부재와 함께 볼트로 고정되고 래퍼 또는 판금 케이스로 덮여 있습니다. 케이스는 내부 구성 요소에 대한 적절한 보호를 제공하기 위해 함께 리벳으로 고정되거나 볼트로 고정됩니다.

품질 관리

개별 구성 요소의 품질은 제조 공정의 다양한 단계에서 항상 확인됩니다. 아웃소싱된 부품은 최종 제품에 사용하도록 승인되기 전에 품질 보증 담당자로부터 들어오는 치수 검사를 통과해야 합니다. 일반적으로 각 제조 셀에는 각 부품의 치수 무결성을 확인하기 위한 품질 관리 계획이 있습니다. 장치는 조립이 완료되면 성능 테스트를 거쳐 각 장치가 효율적으로 작동하는지 고객에게 확인합니다.

미래

에어컨 제조업체는 효율성을 개선하고 비용을 절감해야 하는 과제에 직면해 있습니다. 환경 문제로 인해 작동 유체는 이제 일반적으로 암모니아 또는 물로 구성됩니다. 빠르게 확장되는 시장과 응용 분야에 발맞추기 위해 새로운 작동 유체와 더 나은 시스템 구성 요소를 설계하기 위한 새로운 연구가 진행 중입니다. 업계의 경쟁력은 강력하게 유지되어 제조 및 디자인 분야에서 더 많은 혁신을 주도해야 합니다.