자기부상식터보냉동기

자기부상식터보냉동기

2003년도 ASHRAE / AHR Expo Energy 발명 전시회 대상품

(ASHRAE / AHR Expo Energy) 에서 대상을 받은 21세기 첨단 기술 우수장비로 채택된 냉동 공조용 터보 압축기로 아래와 같은 특성을 가지고 있다.

Totally Oilfree Frictionless Operation (무급유)

1. 완벽하게 마찰이 없고 윤활유 없는 자기부상 베어링(Magnetic Bearing)을 실용화 적용시킴으로서 하나의 일체된 임펠러와 샤프트가 공간에 떠서 회전하므로 기계적인 마찰도 진동도 전혀 없이 종전의 회전기계에서 필수적이었던 베어링과 윤할 냉각을 위해 사용된 윤할유 펌프, 냉각기, 유분리기등의 모든 장치들이 필요 없게 되어 이에 따른 동력소모가 절감되었음. (전력절감 : 38% ~ 40%)

2. 마찰 저항이 없고 진동이 없으므로 회전모터의 회전수를 초고속(48,000RPM) 으로 상승 시킬 수 있어 동급의 압축기에 비해 외형 크기와 중량이 1/5 ~ 1/4 로 줄어들어 점유공간이 크게 절감되고 A/S가 대폭 축소됨.

3. 냉매회로에 윤할유가 없이 깨끗한 냉매가 순환하므로 열교환기 열 전달효율이 증대되어 동등 용량의 냉동기에 비해 출력이 향상되고 기계실 점유면적이 절감됨.

간단하고 정교한 축과 2단 원심식 임펠러와 회전축

디지털제어 자기부상식 축수베어링

회전수 제어 Inverter가 내장된 터보

디지털제어 자기부상식 축수베어링이
장착된 회전축

1. 디지털 전자제어 자기부상베어링 위치제어회로와 회전수 제어 인버터가 콤프레셔와 일체로 제조사로부터 내장되러 공급되므로 별도의 MCC가 불필요하고 단지 전원 차단기만을 통해 동력선을 직접 연결하면 되므로 설치가 단순하다.
부분 부하제어가 가변익 가이드베인과 회전수제어로 효과적이고 원활하다.

2. 확실하게 성능이 입증된 회전수 제어 장치가 압축기 내에 내장된 초고속 회전 2단 원심 압축기가 사용되는 중소형급 터보 냉동기를 본격적으로 시장에 내놓으므로 앞으로 대형 왕복동식, 크류식압축기를 사용하던 분야와 소형 일반 터보 압축기를 사용해오던 틈새 시장의 세대교체가 예상되며 기존의 냉동기의 콤프레셔 교체 보수와 중소형급 터보냉동기의 세대교체에 급속한 움직임이 일고 있음.

임펠러 회전축과 모터 자기부상 베어링 배치도

2단 압축방식 원심 임펠러 사용

1. 이단 압축방식의 냉매압축기의 효율이 일단 압축 방식에 비하여 6% ~ 10% 의 높은 수준을 나타내고 있다.
2. 가변익 베인의 열림 정도를 부하에 따라 자동으로 조절하므로 부분 부하시의 압축기 운전효율을 최고로 증대시켜준다.

1. Interstage Injection 형식의 Economizer 사용하므로 inter cooler로 냉매를 직접 분사시켜 냉각시키므로 압축효율을 극대화하고 있다.

2. Flooded Evaporator 와 Electronic Exp. Valve 사용으로 동력소모 절감 및 유체 저항감소.

3. 소음과 진동이 매우 낮은 조용한 압축기 100% 부하운전시 70db 이하이며 50%부하시 64db 이하의 정숙한 운전과 진동이 거의 없는 터보 압축이다.

4. 환경친화적인 냉매 134a 위해 제작되어 있고 필요시 R-22 압축기도 공급할 수 있다. (Option)

5. 동급의 스크류 냉동기용 콤프레셔와 비교하여 TT3300모델 90톤 압축기가 120Kg으로 1/5 중량에 불과하여 외형 규모역시 1/4에 불과하다.

일단과 이단 압축 냉매 선호도 비교

이단 압축기 가이드베인 단면도

* 동급터보/스크류형 냉매 압축기와의 전력비 비교 *

동급의 냉매 압축기와의 외형비교

동급의 기존 냉매 압축기와의 크기 비교

자기부상 터보코 냉동기로 교체 후 에너지 절감이 얼마나 될까요?

* 미국시장에서 2003년도 중에 개보수 용으로 설치된 현장 검토 결과 *

150톤 용량 일반 냉동기와 Turbocor 냉동기와 연갈 동일 조건으로 운전시 에너지 절감금액 산출비교

(미국시장에서 2003년도 중에 개보수 용으로 설치된 현장 검토결과)

기존 냉동기에서 냉매 콤프레셔만의 교체등 개보수 시장에서 효과는?

부분 부하시 효율 대비표

Case One

왕복동식 25톤 콤프레셔 3대 용량인 75톤을 Tubocor 콤프레셔 75톤 한대로 교체할 경우 또는 60톤, 75톤, 80톤, 90톤등 기존의 왕복동식 또는 스크류식 대용량의 냉매 압축기만을 철거 하고 기존의 증발기와 응축기를 세관하여 재사용하는 개보수 공사가 미국과 호주에서 점진적으로 늘어나고 있는데, 이때 윤활유를 완전 배출 한 후의 운전효과가 대단히 놀랄만한 성능 향상이 이루어져 대단히 만족스러운 결과를 얻었다.

특별히 점유공간절약(1/4), 복잡한 배관공사 생략, 중량감소(1/5) 윤할유 제거로 인한 열교환기의 성능 향상 효율증대 되어, 동력비가 대폭 절감되었을 뿐만 아니라 소음과 진동이 거의 없어(50~70% 냉방부하시 67db정도) 환경개선에 대단한 성과를 거두고 있다.

Case Two

300/450톤 기존의 터보 냉동기 2기를 운영해 온 미국 센디에이고주 베이 디텐션 홀에서 대당 150톤 용량의 자기부상 오일레스 터보압축기 3개씩의 냉동기를 교체 설치한 결과 연간 7000불의 놀랄만한 에너지 절감 결과를 얻었고 소음 진동이 현저히 감소하였음이 입증되었다.

수냉싱 85톤 모듈형 냉동기 최대 85모듈 결합 850톤 냉각능력

한조의 모듈부터 10조의 모듈이 결합해 합계 85톤부터 850톤 까지 부하용량에 따라 설치운전 가능하며 최고 10스텝까지 자동 분할 운전이 가능하며 부하 증가시 증설이 간편하며 짧은 시간내에 탈착 및 증설이 가능함.