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압축기 온도에 의한 흡입밸브의 펄스폭변조 제어

전문가 제언: ○ 냉각 및 가열 에너지를 공급하는 냉매시스템(refrigerant system)은 냉각 및 가열 대상 공간의 부하(load) 변동에 대응하고 필요한 온도와 습도를 유지시키기 위해 시스템 용량을 조절한다. 이러한 용량 조절을 위해 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)방식이 적용된다. 냉매 흡입밸브(suction valve)를 PWM 제어로 개폐시켜 냉매유동량을 제어함으로써 시스템 용량을 조절하는 방식이다.

○ PWM 방식에 있어서 흡입밸브가 비교적 긴 시간 동안 닫힐 때는 압축기로 공급되는 냉매유동량이 급격하게 감소된다. 따라서 냉매에 의한 냉각작용이 약해져 압축기모터는 과열되어 심각한 손상을 입는다. 또한 냉매의 온도도 올라가고 윤활유, 압축기 부품 등도 과열된다.

○ 이러한 압축기 내의 온도상승을 막기 위해 흡입밸브의 개폐주기를 짧게 하면 밸브의 동작회수 증가로 고장발생 가능성이 커진다. 이러한 문제는 본 발명에서와 같이 압축기 온도의 신호에 의해 PWM 밸브의 사용률(duty cycle)을 제어해 개선할 수 있다.

○ 냉매시스템의 용량 조절은 다른 분야의 시스템과 같이 필수적이다. 냉매시스템에서의 용량조절은 일반적으로 단속 운전(on-off)방식에 의해 이루어지고 있다. 단속 운전 방식은 시스템의 에너지효율이 매우 낮고 정밀한 온도․습도 조절이 안 되는 단점이 있다.

○ 1990년 전후부터 국내의 냉매시스템 제조업계에서는 에너지효율 향상을 위해 압축기모터의 속도를 변화시켜 용량을 조절하는 가변속제어(variable speed control)기술이 일부 적용되기 시작했다. PWM 방식은 가변속제어 기술 중 대표적인 기술로서 신뢰성 향상을 위한 기술개발은 계속 필요하다. 더불어 PWM 방식의 적용확대를 위해서는 제어회로의 코스트 절감을 위한 노력이 요구된다.

저자: CARRIER CORPORATION
자료유형: 특허정보