1

공기압축기의

Oil Injection Screw Compressor

EQ VSD (INVERTER)

2

EQ VSD Type 적용에 따른 생에너지

부하에 따라서 압축기 회전수를 제어회전수를 변화시켜, 불필요한 동력소비 없이 이상적인 용량제어가능

최소한의 필요한 압력을 항상 안정적으로 공급이 가능7kg/cm2 ~ 6kg/cm2사이에서 운전하고 있는 압축기도 VSD-Type 탑재로압력의 일정제어로 6kg/cm2에서 운전하는 것이 가능

무부하시에는 압축기를 정지무부하시의 불필요한 전력소비를 방지

37kW의 생전력 효과3.3백만원/년

75kW의 생전력 효과6.7백만원/년

(70%부하시,6000시간/년,75원/kWh)

이상적인 생 전력기기 VSD-TYPE

3

VSD Type 제어의 특성

0 20 40 60 80 100

20

40

60

80

100

소비동력(%)

공기소비(%)

ON/OFF제어 가변속제어

모터자동정지

정지

퍼지

4

VSD Type의 생에너지 원리

기존 용량제어와의차이기존 용량제어와의차이

전 부하운전 이외에서는불필요한일이증대→ 효율저하

전 부하운전 이외에서는불필요한일이증대→ 효율저하

기존방식1 (ON/OFF+모듈레이션제어) :흡입밸브의 개폐

(공기사용량감소시에는밸브의열림량을줄임)

기존방식1 (ON/OFF+모듈레이션제어) :흡입밸브의 개폐

(공기사용량감소시에는밸브의열림량을줄임)

중형기에서는무부하시에도, 모터의발열제한때문에빈번한기동정지는 할 수없다.

중형기에서는무부하시에도, 모터의발열제한때문에빈번한기동정지는 할 수없다.

기존기계 : 밸브조작에 따른용량조정이 기본

기존기계 : 밸브조작에 따른용량조정이 기본

기존방식2 (ON/OFF 제어) :퍼지밸브에 따른 토출압력제어

(흡입밸브를닫고, 오일 세퍼레이터내압을 낮춘다)

기존방식2 (ON/OFF 제어) :퍼지밸브에 따른 토출압력제어

(흡입밸브를닫고, 오일세퍼레이터내압을낮춘다)

5

VSD Type의 생에너지 원리

대수제어시스템과 인버터제어의 관점의 차이

대수제어에 따른생전력의 관점

부분 부하운전 하는압축기를 한정

부분 부하운전 하는압축기를 한정

스크류압축기의 부분부하운전시의 에너지효율을 전부하시와동등레벨까지 개선

일정압력제어에서 최소 필요한압력까지 운전압력을 저감

일정압력제어에서 최소 필요한압력까지 운전압력을 저감

＋

인버터제어의 생전력의 관점

kW／

m3/m

in

사용공기량비(%)100500

기존방식

인버터제어

압축기의 에너지효율(7kg/cm2g시)(소비전력에 대한 압축공기의 양)전부하운전시 : 약 6kW/m3/min - 양호부분부하운전시 : 8~10kW/m3/min이상

까지에서 악화

6

VSD Type의 생에너지 원리

회전속도（min-1)

효율(％)

공기량(m3/min)

소비동력（kW)

600 1200 1800

필요한 공기량을 얻는 것에가장 효율적인 방법

필요한 공기량을 얻는 것에가장 효율적인 방법

급유식스크류 압축기의 특징공기량, 소비동력은 회전수에 비례따라서 회전수를 변화시켜도효율은거의 불변

회전수제어(인버터제어)회전수제어회전수제어((인버터제어인버터제어))

7

VSD Type의 생에너지 원리

회전수를 변화시키면 이상적인 용량제어가 가능회전수를 변화시키면 이상적인 용량제어가 가능

600rpm

1000rpm

1800rpm

11kW

22kW

37kW

인버터 제어에 따른 회전수 변화에서37kW도 11kW의 압축기로 변신

8

VSD Type의 생전력 효과

0 20 40 60 80 100

20

40

60

80

100

소비동력(%)

공기소비(%)

ON/OFF 모듈레이션 제어

ON/OFF 모듈레이션 제어

VSD인버터제어

VSD인버터제어

약 22%저감약 22%저감

9

인버터제어에 따른 운전 예※ 필요압력을 임의로 설정하고일정 압력으로공급키 위해필요압력을 낮게 설정가능※ 필요압력을 임의로 설정하고일정 압력으로공급키 위해필요압력을 낮게 설정가능

I식 : Load-Unload Control설정 최저 회전수에서 운전하여도상승치 압력에 도달 시 흡입밸브를Close/Open하여 공기량 제어

P식 : 자동정지(흡입밸브 Close)상승치 압력 도달후 정해진 시간까지 공기의 사용량이 없을 시에는자동정지 됨

100사용공기량(%)

50

30100%

100~50%

50~30%

30%이하 무부하

압력(kg/cm2)

7.0

6.0

모터회전수(RPM)

1800

600

제어압력 6kg/cm2에 설정

압력 일정제어 I식 P식

자동정지 재기동

* 부하변동에대한압력, 회전수, 소요동력비교

소요동력(%)

100

50

모듈레이션 I식일반

VSD

①압력저하에 따른효과②회전수저하에 따른 효과 생에너지효과

필요압력

10

VSD Type의 장점

소비전력 절감으로 운전비용 최소화부하에 따라서 압축기 회전수(1800~600rpm)를 무단계로 변화시켜, 불필요한 동력소비 없이 이상적인 운전으로 소비전력 절감(타사는 5~6단계별로 주파수를 변화시켜 회전수 변화)

최소의 필요한 압력을 항상 안정적으로 공급VSD-Type 탑재로 압력의 일정제어로 최소압력으로 운전하는 것이 가능

무부하시에는 압축기를 정지무부하시의 불필요한 전력소비를 방지

기동전류의 저하Y-△ 기동 시 3~5배의 기동전류가 흐르지만 인버터 운전으로 정격전류의1.2~1.5배로 저감 (기동전류의 저감으로 모터 및 전장부품 수명연장)

필요압력 조정이 용이압력센서로 연결되어 압력조정을 0.1kg/cm2 간격으로 변경가능

수치화된 LCD 모니터각 데이터를 수치화하여 현황을 한눈에 파악(압력,전류,온도,회전수 등)

11

VSD Type의 제어기능

※제어기능◎ 회전수 제어기능◎ 저 부하시 부하-무부하 운전기능◎ 저 부하시 자동정지, 운전기능

모터 회전에 대한 정보

압력에대한 정보(4~20mA)

인버터 PID제어 전동기 엔코더

압축기 본체 토출압력

압력센서

※ 압력 피드-백 제어에 따라 낭비 없이 운전이 가능※ 압력 피드-백 제어에 따라 낭비 없이 운전이 가능

설정압력

P : Proportional (비례) I : Integral (적분)D : Derivative (미분)

12

VSD Type의 조합

단독(1대)운전에서이상적인 생전력특성을 발휘

여러대 조합에서도, 상호교환은제어반을 설치하지 않아도큰 생전력 특성을 발휘

VSD-

Type

0 20 40 60 80 100

20

40

60

80

100

소비동력(%)

공기소비(%)

VSD인버터제어

VSD인버터제어

생전력효과생전력효과

부하/무부하부하/무부하

VSD-Type VSD-Type

0 100 200

100

200

소비동력(%)

공기소비(%)

VSD x 2VSD x 2

생전력효과생전력효과

부하/무부하 x 2부하/무부하 x 2

13

VSD Type의 조합(3대)

일반장비 3대대수제어운전

150％에어사용시 :

소비동력= 185%

No1No1No1

No2No2

No3

0 100 200 300

100

200

300

소비동력(%)

공기소비(%)

VSD Type 3대병렬운전

150％에어사용시 :

소비동력= 156%

No1No1No1

No2No2

No3

0 100 200 300

100

200

300

소비동력(%)

공기소비(%)

일반장비 2대 대수제어에VSD 1대 추가

150％에어사용시 :

소비동력= 152%

No1No1No1

No2No2

No3

0 100 200 300

100

200

300

소비동력(%)

공기소비(%)

14

여러대의 압축기 설치시 생전력 방법

많다 적다공기소비량

기존의 생전력방식은 아래의 방식이 기본이다.1. 고정부하기(2호기)와 부하흡수기(1호기)를 설정한다.2. 부하 흡수기(1호기)를 먼저 언로드(부분부하운전) 시킨다.3. 먼저 언로드한 1호기를 먼저 정지시킨다.이는 대수제어에서도 같다.

부분부하

전부하

전부하 정지

부분부하 정지

１호기

２호기

15

여러대의 압축기 설치시 생전력 방법

이상적인생전력특성 유지, VSD-type에서 부하변동을흡수 !

인버터 VSD-type항상운전,용량조정기

자동정지기동 일반장비전부하운전 또는 정지

인버터 회전수제어의 VSD-type을 1대 도입하면, 용량조정을 전부VSD-type에서 하는 것이 가능하다.검토하고 있는 방법보다 한층 더 효율이 좋은 생전력이 가능하다.

VSD-type 일반장비 일반장비

16

VSD Type과 일반장비 동작타임차트

소비동력비

(%)

INV 주파수

(Hz)

토출압력

(kg/cm2)

사용공기량비

(%)

0

100

0

100

0

200

0

60

0

6.5

시간

언로드 언로드

언로드

3분안에 자동정지

언로드

130%30%

6.2kg/cm2

130%

6.7kg/cm27kg/cm2 6.7kg/cm2

6.7kg/cm2

조건 ;

VSD-type

제어압력 : 6.5kg/cm2

복귀압력 : 6.5kg/cm2

무부하개시압력 :

6.7kg/cm2

(자동정지기능 OFF)

일반장비

제어압력 : 7.0kg/cm2

복귀압력 : 6.2kg/cm2

인버터 공기탱크용량

(배관포함)

일반권장용량의 3배

100

17

Single-VSD 대수제어에 의한 생전력효과

VSD-type 사용시면적：A＝6¡ 10,000＋4¡ 5,200=80,800평균소비동력：LA＝80,800/400＝202%

１－202/230＝0.12：통상적인대수제어에비교약 12%의전력을절감가능

75kW¡ ４대의 예 : 통상적인 대수제어 년간 평균동력＝75¡ 0.92¡ 2.30¡ 6000＝1,125MWh

VSD-type 사용시 : 년간 평균동력 ＝75¡ 0.92¡ 2.02¡ 6000 ＝988MWh

전력비의 차 = (1125-988) x 75 = 10,275,000원/년

통상적인 대수제어면적: B＝6¡ 10,000＋4¡ 8,000=92,000평균소비동력 : LB＝92,000/400＝230%

B0 100 200 300

100

200

300

소비동력(%)

공기소비(%)

400

400

A0 100 200 300

100

200

300

소비동력(%)

공기소비(%)

400

400