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냉동사이클 제어에 관한 과제와 최신기술

전문가 제언: ○ 요즈음의 냉동 공조기기의 가장 큰 경쟁력은 전열기술과 이에 따른 친환경？에너지 절감 능력으로 표현된다. 한편 최근 전열기술 발전이 급속으로 크게 발전하여 이 이상전열 성능을 향상시킬지라도 에너지 절감 능력은 그다지 향상시키기 어려운 상황이 되었다. 이와 함께 기기 자체에 탑재되어 있는 제어기기의 능력에 의하여 시스템 전체의 성능 향상과 안전운전에 도움이 되도록 하는 기술 개발이 필요하다.

○ 예를 들어, 빌딩용 멀티에어컨은 연간을 통하여 운전시간이 대체로 긴 저부하 영역에서는 실내기와 실외기의 제어가 독립적으로 이뤄지기 때문에 조건에 따라서는 매끄러운 제어가 성립되지 못할 수 있다. 이 경우 압축기의 온？오프가 반복될 수 있고 이에 의하여 COP가 크게 저하한다. 따라서 종래의 제어기술에서는 저부하 영역의 COP 향상에는 한계가 따를 수밖에 없었다.

？ 이를 보완하는 최근의 제어기술로서 공조 부하의 변화를 실시간으로 추정하여 실내기의 팬 풍량과 냉매의 증발？응축온도에 대한 목표치를 최적으로 설정한 다음 압축기 회전수를 제어하는 방법이 이용되고 있다. 구체적으로는 냉매의 고？저압 차이를 감소시켜 압축기의 동력을 줄이고 회전수를 원활하게 변화시켜서 저부하시 압축기의 단속운전에 따른 온？오프 손실을 줄임으로써 대폭적인 에너지 절감을 꾀할 수 있다.

○ 우리나라에서도 냉동사이클에 관한 최적제어 연구는 각 대학을 중심으로 활발하게 이뤄지고 있다. 그러나 연구개발이 이에 활용되는 각종기기와 제어계가 통합적이 아닌 개별적으로 이뤄지는 특징을 보이고 있다. 즉 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기의 4가지 주요한 기기에 대한 각각의 제어기술은 연구가 많이 이뤄지고 있지만 사이클 전체적 혹은 냉동사이클 주변기기와의 통합적인 연구 결과는 적다. 따라서 본고의 내용인 시스템 전체와 보조시스템을 아우르는 최신의 제어기술은 우리의 냉동 공조시스템 기술 개발에 참고할 필요가 있다.

저자: SAITO K.
자료유형: 니즈학술정보