에너지 비용의 상승과 점점 더 엄격해지는 환경 규제에 직면하여 수많은 산업이 보다 지속 가능하고 에너지 효율적인 기술을 찾고 있습니다. HVAC(공기조화기술)도 이러한 추세에서 예외는 아니지만 다른 많은 부문에 비해 한 가지 주요 이점이 있습니다. 이미 가변 주파수 드라이브(VFD)와 쌍을 이루는 영구 자석(PM) 모터 형태의 강력하고 에너지 효율적인 기술이 그것입니다.
에너지 효율 기술에 대한 수요 증가의 주요 동인 중 하나는 캘리포니아의 Title 24 Building Code와 같이 건물 에너지 효율성을 높이기 위해 끊임없이 확장되는 규제 표준에 있습니다. 무엇보다도 이 Code에는 HVAC 시스템에 대한 엄격한 요구 사항이 있어서 여러 속도로 작동할 수 있는 FAN 사용을 의무화합니다. 이를 통해 시스템은 지속적으로 최대 용량으로 실행되는 대신 실제 필요에 따라 출력을 조정할 수 있습니다.
이 규정은 대부분의 규정보다 엄격하지만 에너지 절약에 대한 광범위한 변화를 반영합니다. 이는 모터 및 구동 시스템에 대한 최소 효율 표준을 부과하는 유럽의 에코 디자인 규정과 같이 전 세계적으로 관찰되는 유사한 추세를 나타냅니다.
이러한 국제적 의무가 점점 더 많이 시행됨에 따라 전 세계적으로 HVAC 시스템의 설계, 운영 및 유지 관리 방식을 근본적으로 변화시키고 있으며 강력한 에너지 절약 기술에 더욱 중점을 두고 있습니다.
VFD 및 PM 모터
이러한 규정을 충족하는 핵심 요소 중 하나는 공급 팬, 압축기 및 펌프와 같은 구성 요소의 성능을 최적화하여 HVAC 시스템 운영 효율성을 향상시키는 데 중요한 역할을 하는 VFD를 사용하는 것입니다.
예를 들어, FAN의 경우 VFD는 특정 난방 또는 냉방 요구 사항에 맞게 공기 흐름을 제어할 수 있습니다.
압축기의 경우 다양한 열 부하를 수용하도록 냉각 용량을 조정할 수 있으므로 효율적인 에너지 사용을 보장하고 변동하는 조건에서도 이상적인 실내 기후를 유지할 수 있습니다. 마찬가지로, 순환수 시스템에서 VFD는 실시간 수요에 따라 펌프 유량을 미세조정하여 시스템 효율성을 높이고 상당한 에너지 절약에 기여합니다.
VFD를 통합함으로써 HVAC 시스템은 현대 환경 및 에너지 표준에 따라 보다 효율적이며 안정적으로 작동하며, 이는 PM 모터를 사용할 때만 개선됩니다.
기존 유도 전동기는 모터 공급되는 전력의 일정 비율로 작동하여 자기장을 생성해 모터를 회전시키는 토크를 제공합니다.
PM 모터는 회전자에 영구 자석을 사용하여 영구 자기장을 생성하므로 유도 기계에 이 작업에 들어가는 에너지를 절약합니다. 이는 다양한 속도와 부하에서 높은 효율성과 탁월한 성능을 제공할 수 있음을 의미하며, 이는 VFD가 제공하는 향상된 제어 기능과 짝을 이룰 때 '상사법칙' 덕분에 전체 시스템 효율성을 크게 향상시키는 시너지 효과를 기대할 수 있습니다.
사상법칙의 효율성
상사법칙은 펌프 또는 팬의 속도 변화가 유속, 압력 및 전력 사용량에 미치는 영향을 설명하는 유체 역학 원리입니다.
특히, 유체의 유속은 장치의 속도에 정비례하는 반면 생성된 압력 또는 수두는 속도의 제곱에 따라 증가합니다.
가장 중요한 것은 전력 소비가 속도 비율의 세제곱에 비례하여 기하급수적으로 증가한다는 것입니다.
이러한 기하급수적 관계는 속도 약간만 감소해도 전력 사용량이 크게 감소할 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, FAN의 속도를 20%만 줄여도 전력 소비를 거의 50% 줄일 수 있습니다.
HVAC 시스템에서 VFD와 PM 모터를 결합하여 속도를 정밀하게 제어할 수 있는 기능을 통해 작업자는 상사법칙의 잠재력을 최대한 활요할 수 있습니다. 이러한 맞춤형 접근 방식은 에너지 사용을 최적화할 뿐만 아니라 시스템의 전반적인 효율성과 수명을 향상시켜 비용을 절감하여 환경 발자국을 줄입니다.
떠오르는 기술
PM 모터가 제공하는 잠재력은 수십 년 동안 알려져 왔지만 상대적으로 높은 비용과 효과적인 제어를 위한 속도 피드백 장치(엔코더)의 필요성으로 인해 비용이 많이 드는 선택이었습니다. 이제 모터 제어 알고리즘의 발전으로 VFD는 엔코더 없이 PM 모터를 제어할 수 있어 비용을 절감할 수 있습니다.
PM 모터 기술의 제조 및 구현과 관련된 비용이 계속 감소함에 따라 이러한 모터는 HVAC 산업 전반에 걸쳐 널리 사용될 수 있는 보다 실현 가능한 옵션이 되고 있습니다.
중요한 것은 이러한 비용 절감이 품질이나 효율성을 손상시키지 않고 오히려 더 광범위한 응용분야에서 적용할 수 있도록 하여 보다 친환경적인 기술의 채택을 촉진한다는 것입니다. 우수한 성능 특성과 결합된 경제성으로 인해 PM 모터는 최신 HVAC 시스템에 점점 더 매력적인 선택이 되고 있습니다.
이러한 변화는 글로벌 에너지 보존 목표를 지원할 뿐만 아니라 에너지 비용을 절감하고 시스템 신뢰성을 향상시키려는 기업과 소비자의 경제적 이익에도 부합합니다.
마지막으로 엔코더와 같은 피드백 장치가 없는 센서리스 모드로 PM 모터를 제어할 수 있는 Commander C300PM을 소개합니다.
https://sunelcon.tistory.com/450
[ C300PM 인버터 소개 ] NIDEC 한국 대리점, 니덱 인버터, C300-03400049 A141 00 AB100 PM, Commander C, INVERTER
Commander C는 역동적이고 효율적인 기계를 위한 Control Techniques의 프리미엄 범용 드라이브입니다.Commander C는 C200, C300, C300PM으로 구분되는데 오늘은 C300PM에 대해 알아 보겠습니다.Commander C300PM은 센
sunelcon.tistory.com
댓글