기화냉동법(汽化冷凍法, vapor compression refrigeration)은 냉동 및 공조 시스템에서 널리 사용되는 냉각 방식이다. 이 방법은 주로 기체의 상태 변화와 열의 이동을 이용하여 냉각 효과를 얻는다.
기화냉동법의 기본 원리는 기체가 액체로 변할 때와 반대로 액체가 기체로 변할 때 발생하는 열 교환 현상을 이용하는 것이다. 시스템의 주요 구성 요소는 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기로 구성된다.
1. 압축기(Compressor): 저압 상태의 냉매가 압축되어 고온 고압의 기체 상태로 변환된다. 이 과정에서 냉매는 열을 흡수하고 압력이 증가한다.
2. 응축기(Condenser): 고온 고압의 냉매가 응축기로 들어가면서 주변 환경과 열을 교환하고 기체에서 액체로 변화한다. 이때 냉매는 열을 방출하게 된다.
3. 팽창 밸브(Expansion Valve): 응축된 액체 냉매가 팽창 밸브를 통과하면서 압력이 감소하고 온도가 낮아진다. 이 과정에서 냉매는 부분적으로 기화되기도 한다.
4. 증발기(Evaporator): 저온 저압의 냉매가 증발기로 들어가면서 주위의 열을 흡수하고 완전히 기화된다. 이 과정에서 주변의 온도가 낮아지면서 냉각 효과가 발생한다.
기화냉동법은 가정용 냉장고, 에어컨, 산업용 냉각 시스템 등 다양한 분야에서 널리 사용된다. 이 방법은 에너지 효율이 높고, 유지보수가 상대적으로 간편하다는 장점이 있다.