인버터 제어형 공기압축기
- 감축기술 개요
- 인버터 운전을 통해 압축공기를 생산하여 전력을 절감하는 설비로 필요한 압축공기의 양에 따라서 모터의 회전속도를 가변시킴으로써 불필요한 에너지 낭비를 줄여주는 설비임.
- 감축기술 특징
- 인버터 제어형 공기압축기의 장단점
1) 연속적인 광범위한 운전이 가능하며, 기존 상용전원을 사용하였을 경우 별도의 변속장치(감속기, 벨트 등)를 이용해 속도를 변환하는데 이는 단계적인 속도변속만 가능하고 연속적인 변속이 불가능함.
2) DC모터를 사용하던 곳에 인버터를 적용할 수 있고 이때 유도전동기를 사용하므로 DC모터와 같이 브러시, 슬립링 등이 필요없어 보수성과 내환경성이 우수함.
3) 인버터는 Soft Start/Soft Stop이 가능하며 즉, 임의로 모터의 가감속 시간의 조정이 가능함.
4) 일반 직입기동의 경우 정격전류의 6배의 시동전류가 흐르기 때문에 모터의 빈번한 운전/ 정지시 모터에 무리가 가는데, 인버터는 Soft Start/Soft Stop을 하므로 모터 기동시 정격의 1.5~2배로 시동전류가 저감됨.
5) 인버터는 회생제동을 하므로 전기적 제동이 용이하며, 운전효율이 비교적 높고 모터 정격이상의 고속운전이 가능함.
6) 인버터 사양선정 시 부하의 특성을 충분히 파악하는 것이 중요.
7) 연속적인 광범위한 운전이 가능하며, 기존 상용전원을 사용하였을 경우 별도의 변속장치 (감속기, 벨트 등)를 이용해 속도를 변환하는데 이는 단계적인 속도변속만 가능하고 연속적인 변속이 불가능함.
- 인버터 제어형 공기압축기의 원리
■ 인버터 제어형 공기압축기는 공기압축기, 공기압축기로부터의 압축공기를 저장하는 리시버 탱크, 리시버 탱크 내의 압력을 검출하는 압력 센서 및 인버터 패키지를 포함함. 인버터 패키지는 목표압력 및 공기 압축기의 모터 최고속도를 설정하고, 압력이 기 설정된 목표압력을 추종하도록 최고속도 이내에서 모터 회전속도를 제어하되, 목표압력이 조정되는 경우 그 조정 정도에 기반하여 모터 최고속도를 가변함. 인버터 패키지의 운전 모드로는 기동모드, 부하 지연모드, 부하운전 가속모드, 부하운전 가감속 제어모드, 부하운전 감속모드 및 무부하운전 저속모드가 포함될 수 있음.
■ 이에 따라, 공기 압축기의 모터를 가변속 제어하여 동력효율을 높일 수 있고, 공기 압축기를 안정적으로 운용하며 정압 제어의 속응성을 향상시킬 수 있음. 또한, 실제적인 압력변화에 기반한 세분화된 운전모드를 통해 보다 체계적이고 효과적인 운용을 구현할 수 있음.
- 인버터 제어형 공기압축기 종류
- 내장형 인버터 공기압축기와 외장형 인버터 공기압축기로 나뉠 수 있는데 내장형 인버터 공기압축기는 공기압축기 안에 인버터가 장착되있는 제품이고, 외장형 인버터 공기압축기는 인버터가 공기압축기와 분리되어 설치되는 제품임.
- 내장형 인버터 타입은 처음부터 인버터 전용으로 설계되있으며, 외장형 인버터 타입은 정속형 설계를 기반으로 인버터를 추가 적용한 것을 의미하며, 외장형 인버터 타입은 에너지절감의 한계와 운영에 대한 리스크가 존재함.
- 내장형 또는 외장형으로 구분될 수 있는 인버터 공기압축기는 어떠한 모터를 사용했는지에 따라 구분되는데, 삼상유도전동기는 삼상교류의 특징을 이용한 전동기로 구조가 간단하고 견고하여 취급이 용이하며, 가격이 낮은 편이기 때문에 많은 산업현장에서 사용되고 있으며, 영구자석전동기는 영구자석을 적용한 전동기로 삼상유도전동기보다 효율이 좋기 때문에 근래 많은 산업현장에 사용되고 있는 차세대 전동기임.
- 도입효과
- 전력비 절감.
- CO2 배출 저감.
- 수전 설비 안정화.
- 품질 안정화.
- 온실가스 감축 효과 산정 방식
설치사례 분석
- 설치 사례 문헌조사
- 인버터제어형 공기압축기 관련 감축기술 사례를 조사한 결과 감축률 최대·최소 구간이 16%∼39%로 나타났으며, 전체 평균 감축률은 29%로 나타났음.
- 설치 사례 현장조사
- 인버터제어형 공기압축기 설비를 이용한 감축사례를 분석한 결과 감축률 최대·최소 구간이 0.02%∼9.05%로 나타났으며 전체 평균 감축률은 2.8%로 나타났음. 단, 개선 전 온실가스 배출량은 명세서의 적용 배출시설의 전체 배출량을 사용했으므로 적은 감축률이 나타났고, 실제 감축률은 더 높을 것으로 추정됨.
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