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가변속 장치를 적용한 냉매시스템

전문가 제언: ○ 냉매시스템은 열 부하(heat load)의 변화에 따라서 시스템의 용량을 조절해야 한다. 이와 같은 시스템 용량 조절에 있어, 압축기 모터의 회전속도를 변화시키는 방식이 압축기를 온오프(on-off)하는 방식보다 시스템 효율 측면에서 유리하다.

○ 그러나 가변속 장치를 적용한 시스템에서는 가변속 장치에서 소모되는 전력과 장치의 발열부 냉각으로 효율상승 효과의 일부가 잠식된다. 또한 가변속 장치 적용은 전체 시스템의 고장률을 늘리고 신뢰성을 저하시킨다. 따라서 가변 속도로 구동되는 시스템에서는 시스템 효율과 신뢰성이 향상되도록 시스템이 구성되어야 한다.

○ 따라서 가변속 장치가 작동되는 가변속 운전이 요구되는 상황과 표준 속도의 운전이 가능한 상황을 판단하여, 선택적으로 가변속 장치를 작동시킬 수 있도록 가변속 장치를 우회하는 바이패스 회로를 구성한다.

○ 현재, AC 모터 변속은 2내지 3단으로 회전수를 바꾸는 극수제어방식이 주류다. 그러나 냉매가스를 고압으로 압축하는 밀폐형 압축기의 경우, 모터 인출선이 많아지는 극수제어방식은 구조상 적용이 불가능하다. 따라서 효율 측면에서 불리한 온오프 제어 방식을 주로 적용하고 있다.

○ 국내는 1980년대 후반부터 가전회사를 중심으로 압축기를 주 대상으로 PWM(펄스폭 변조) 제어방식의 인버터를 비롯한 가변속 기술개발을 시작했다. 1990년대 중반에 인버터를 적용한 고급 절전형 에어컨을 시작으로 가변속 장치가 적용된 가전제품이 판매되고 있다.

○ 인버터 방식을 비롯한 가변속 장치는 기본적으로 시스템 효율을 올려주고 섬세한 용량제어가 가능한 장점이 있어 적용이 확대될 것이다. 소모 전력과 코스트가 적게 들고 신뢰성이 향상되는 기술이 계속 개발되어야 한다. 새로운 방식의 용량제어 연구도 물론 중요하다.

저자: CARRIER CORPORATION
자료유형: 특허정보