냉동장치 기본구조는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기다. 압축기는 압축 곧 고압으로 만들어서 고온이 되는 과정이다. 압축기는 기체를 압축시켜 기체 온도를 높게 만든다. 온도와 압력변화가 일어날 때는 상태변화는 없다. 압축기는 저압저온의 기체가 고압고온의 기체가 되는 과정이다. 응축기는 기체가 액체가 되는 과정이다. 압력과 온도변화는 없다. 응축은 쉽게 말해서 뜨거운 물이 되는 과정이다. 뜨거운 기체가 뜨거운 물로 변환된다. 팽창밸브는 뜨거운 물이 차가운 물이 되는 과정이다. 여기서 뜨겁다는 것은 냉동장치에 있어서 뜨거운 것이고, 25도를 말한다. 차갑다는 것은 -15도를 뜻한다. 25도에서 -15도로 즉 40도의 온도차이로 뚝 떨어진다. 팽창밸브를 통과하면 저온저압의 액체가 되고, 이것이 증발기를 통해 액체가 기체가 된다. 팽창밸브는 팽창시켜서 뚝 떨어뜨리는 곳이다. 풍선이 팽창해서 뻥 터진다고 상상하면 쉽다. 증발기는 기체로 증발시켜서 열량을 배달하는 과정이다.
압축기는 증발기에서 흡수한 저온저압 냉매가스를 압축해서 압력을 올려주면서 분자간 거리가 가까워지고, 온도를 상승시켜서 상온하에서도 쉽게 응축할 수 있도록 만드는 기계장치다. 저열원에서 냉매가 증발하면서 얻은 열을 고열원으로 이동시키려고, 압축기는 증발기와 응축기 사이에서 배달역할을 하는 것이다. 압축을 시키면서 열량을 고열원으로 이동시키는 역할이다. 압축기는 어떤 측면에서 사다리차 역할이다. 저열원에서 열량을 가져와 고열원으로 이동시킬 목적으로 압축을 하는 것이다. 압축방식에 따라 왕복동식, 원심식, 회전식, 스크루식 등이 있다. 프레온 가스를 냉매로 활용하는 프레온 냉동기에서는 오일포밍 현상이 발생한다.
응축기는 열량을 밖으로 배출하는 장치다. 열을 제거시켜 기체를 액체로 변화시키는 기계다. 열을 제거한다고 하니까 냉매가 차갑게 된다고 착각하기 쉽다. 전혀 아니다. 상태변화를 통해서 열량을 제거하는 것이고, 고온고압 기체가 고온고압 액체가 되는 것이다. 그래서 응축기를 통과한 냉매가스는 뜨겁다. 즉, 상온의 25도이다. 압축기에서 토출된 냉매가스를 상온하에서 물이나 공기를 사용해서 열을 제거함으로써 응축, 액화시키는 역할을 한다. 냉각방식에 따라 수냉식 응축기, 공냉식 응축기, 증발식 응축기 등이 있다.
팽창밸브는 고온고압 냉매를 교축시켜(목졸라 죽여) 갑자기 넓히면서 저온조압의 액체냉매를 만드는 장치다. 팽창밸브는 뜨거운 액체가 차가운 액체로 변화하는 과정이다. 줄톰슨 효과를 활용한다. 매우 작은 틈새를 통과한 액체는 갑자기 확장되면 온도가 뚝 떨어진다. 고온고압의 냉매를 교축시켜 저압의 증발기 속에 방출하는 일종의 감압밸브 역할을 한다. 제상(除霜)은 증발기 코일에 서리가 부착되면 전열불량이 발생하므로 서리를 제거하는 것을 말한다. 냉장고 내부에 서리가 많이 끼면, 냉장능력이 저하된다. 코드를 뺄 경우 서리가 물에 녹으면서 다시 냉장효과가 제대로 작동된다. 이런 방법이 제상방법이다. 팽창밸브를 선정할 때는 관의 두께는 고려할 필요가 없다. 단, 고저압의 압력차, 냉동능력, 냉매 종류, 증발기 형식과 크기는 고려되어야 한다.
증발기는 액체를 기체로 증발시켜 열량을 배달하는 장치다. 저온저압의 냉매액체가 피냉각 물체로부터 열을 흡수하여 저온저압의 냉매가스로 되는 부분이다. 실질적으로 냉동목적이 실현되는 곳이기도 한다. 보데르 냉각기는 보드럽다는 이름처럼 물이나 우유 냉각에 주로 사용한다. CA냉장고는 청과물 냉장에 주로 활용되고, 청과물의 호흡작용을 억제하는 기술이 적용된다. 산소 3~5%를 탄소 3~5%로 대체하면서 냉장능력을 강화한다. 공기냉각용 증발기에는 관코일식, 캐스케이드, 핀튜브식, 플레이트식, 멀니피드 멀티섹션 증발기 등이 있다.
감온통을 증발기 출구에 설치한다. 냉매가스가 너무 많이 나올 경우 냉매액체가 섞일 확률이 높아서 압축기 파손에 영향을 줄 수 있어서, 냉매가스를 조절하는 장치가 감온통이다. 감온통은 냉매온도를 감지해서 냉매유로 개도를 조절하는 장치다. 흡입관 외경이 20mm 미만이면 상부에 설치하고, 흡입관 외경이 20mm 이상일 경우 45도 하부에 설치한다.
