컴프레서의 일시적 손실이란 무엇이며, 이것이 중요한 이유는 무엇인가요?

일시적 손실이라는 용어는 컴프레서가 작동 단계 사이를 순환할 때 사용 가능한 공기를 생산하지 않고 소비하는 에너지를 말합니다. 이는 에너지 낭비를 반영하는 용어입니다. 기존 정속형 컴프레서의 경우 이러한 손실은 총 에너지 사용량의 최대 20%까지 추가될 수 있습니다. 듀얼 스피드 스크류 컴프레서는 일시적 손실이 거의 없습니다. VSD 드라이브 컴프레서는 이러한 일시적 손실을 거의 완전히 제거합니다. 

일시적 손실은 정속형 컴프레서에 내재되어 있습니다. 100% 모터 속도에서만 작동할 수 있고 압력을 받는 시스템에서는 시동을 걸 수 없기 때문입니다. 

그 이유는 다음과 같습니다. 

• 시동 시: 모터가 시동되면 공기/오일 분리기 용기가 먼저 채워져야 합니다. 컴프레서가 4bar의 압력에 도달해야만 최소 압력 밸브가 열리고 압축 공기 공급이 시작됩니다. 이때까지 기계를 시동하는 데 사용되는 모든 에너지는 일시적 손실에 해당합니다. 

• 최대 부하: 수요가 최대일 때 컴프레서는 최적의 효율로 작동합니다. 여기에서 낭비되는 에너지는 없습니다. 

• 낮은 공기 수요: 수요가 낮아지면 정속형 컴프레서는 무부하 상태로 전환됩니다. 이때 모터가 공기를 생산하지 않고 최대 속도로 작동하므로 에너지가 낭비됩니다. 그러나 부하에서 무부하로 전환하는 과정에서 정속형 컴프레서는 추가적인 일시적 손실을 경험합니다. 흡입구가 닫히면 공기/오일 분리기가 1/2bar까지 배출됩니다. 이는 컴프레서가 여전히 가압된 상태에서 나중에 다시 시동할 수 없기 때문입니다. 블로우 오프 손실이라는 용어는 이렇게 배출된 공기를 생산하는 데 필요한 에너지를 의미합니다. 

• 차단 및 재시동: 수요가 계속 낮게 유지되면 정속형 컴프레서는 결국 꺼집니다. 공기 흐름이 다시 증가하면 컴프레서는 재부팅해야 하며 일시적 손실 과정도 다시 시작됩니다.  

듀얼 스피드 컴프레서는 정속형에 비해 일시적 손실을 두 자릿수까지 줄여줍니다. 그 이유는 무부하 중에 최소한의 속도로 작동하고 압력을 받는 시스템에서 시동할 수 있기 때문입니다. 

작동 방식은 다음과 같습니다. 

• 시동 시: 완전히 비어 있는 컴프레서에서 시작하는 듀얼 스피드 컴프레서는 정속형 컴프레서와 매우 유사하게 시동됩니다. 

• 최대 부하: 수요가 최고치에 도달하면 컴프레서가 최대 속도로 작동합니다. 에너지 낭비도 없지만 정속형 컴프레서에 비해 실질적인 이점도 없습니다. 

• 낮은 공기 수요: 수요가 줄어들면 듀얼 스피드 컴프레서도 무부하 모드로 전환됩니다. 하지만 무부하 상태에서는 최소 속도로 작동하여 에너지 낭비를 크게 줄입니다. 또한 2단 속도 장치는 압력 상태에서 시동할 수 있기 때문에 블로우 오프 손실도 최소화됩니다. 

• 차단 및 재시동: 2단 듀얼 스피드 컴프레서는 압력 하에서 시동할 수 있습니다. 즉, 정속형 컴프레서보다 더 빠르게 재시동할 수 있고 재시동하는 데 필요한 에너지가 적습니다. 

이 문서에서 컴프레서 일시적 손실의 개념, 정속형 컴프레서에서 일시적 손실이 발생하는 이유 및 듀얼 스티드 컴프레서가 이를 줄이는 방법에 대해 알아보았습니다. 에너지 비용은 일반적으로 컴프레서 총 비용의 80%를 차지하므로 이러한 효율 차이는 운영 비용에 큰 영향을 미칩니다.