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(주)두텍, 에어 컴프레서 에너지 절감 제어 장치 VSD+ 선보여 본문
과도한 에너지 사용에 따른 위기감이 확산 및 에너지 가격 폭등을 보며 전 세계가 에너지 소비 절약에 관심을 모으고 있다. 이러한 가운데 산업 장비 시장에서도 에너지 절감형 장치가 각광을 받고 있다.
HVAC&R 제어 장치 전문 기업 ㈜두텍은 최근 에너지 절약형 산업장비 시장에 본격 진출, 독특한 아이템으로 시세를 확장해 나가고 있다. ㈜두텍의 사업 영역은 공압, 냉장 · 냉동 설비에서부터 클린룸 관련 설비에 이르기까지 넓은 분야를 포괄한다. 여기에 최근 개발에 집중하고 있는 부문이 에너지 절약형 산업장비 제어 장치이다. 특히 이 부문에서 대표적인 제품으로는 에어 컴프레서 에너지 절감 제어 장치인 VSD+ 제품군이다.
주파수로 모터의 회전수를 미세 조절하는 인버터 제어 방식은 이제 국내외 가전제품에도 속속 도입되고 있을 만큼 충분히 검증된 절전 기술로서 선진국 산업장비 시장에서는 꾀나 보편화된 기술 중 하나이다. VSD+는 인버터(inverter)를 활용한 VSD(Variable Speed Drive: 가변 속도 제어) 기술을 산업용 컴프레서에 접목시켜 주는 외장형 인버터 제어 장치이다. 기존 Y-△ 기동 방식의 경우 컴프레서 모터를 켜거나 끄는 식의 단순 시퀀스 제어 방식으로서 회전수를 조절하기 어려웠지만 인버터 제어는 모터의 회전수를 실시간 압축공기 사용량에 맞춰 자유롭게 조절함으로써 불필요한 에너지 소비를 혁신적으로 줄여 줄 수 있다.
기존 대부분의 컴프레서는 기동 대기 상태를 유지하기 위해 공기 사용량이 거의 없는 상황일지라도 50%이상의 출력을 유지해야만 한다. Y-△ 기동 방식의 한계 상 컴프레서 모터의 속도를 조절할 수 없기 때문이다. 장비의 부하율(사용율)이 꾸준히 높게 나온다면 상관 없겠지만 그렇지 않을 경우라면 장비의 기동 대기 자체가 전력 낭비의 주요한 요소로 작용해 불필요한 에너지 소모를 피할 수 없게 된다는 얘기다.
제조업 시설에 있어 각종 전동공구를 비롯해 산업 자동화 설비에 이르기까지 다양한 장비의 동력원 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 것이 압축공기이다. 그런 만큼 에어 컴프레서는 없어서는 안 될 필수 장비이며, 대용량 에어 컴프레서의 전력 사용 비용은 생산 시설 내 전체 장비 운용 비용의 약 30%에 달한다. 하지만 국내 산업 현장에서 사용 중인 에어 컴프레서는 대부분 Y-△ 기동 방식의 구형 제품들이 주를 이루고 있어 인버터 제어 방식 에어 컴프레서의 보급률은 극히 낮은 것이 현실이다.
국내 에어 컴프레서 제조사를 통해 인버터 제어 방식 제품이 본격적으로 판매되기 시작한 게 불과 1~2년 사이의 일이며, 에어 컴프레서의 교체 주기가 적어도 10년 내외라는 점을 고려해 볼 때 아직 대부분의 산업체에서 Y-△ 기동 방식 제품을 사용 중인 것으로 추정해 볼 수 있다. 최근 들어 인버터 방식 제품의 가격이 낮아지고 있는 추세지만 여전히 높은 가격대를 형성하고 있어 도입을 망설이는 업체가 많은 것이 사실이다. 또한 에너지 효율 문제만으로 고가의 에어 컴프레서를 바꾼다는 것은 비용뿐만 아니라 현장 상황에 있어서도 큰 부담으로 작용할 수 밖에 없다는 것이 현실이다.
이러한 상황에 대안이 될 수 있는 방법이 VSD+ 도입이다. 이 제품의 가장 큰 장점 중 하나는 기존 장비에 간단히 적용해 높은 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다는 것이다. 스펙에 따라 계산해 보면 100마력 에어컴프레서에 VSD+를 적용한 후 8,000시간을 가동할 경우 연간 약 1천 3백 40여 만원 정도의 전력 요금을 절감(75kW, 부하율 60%, 전기료 85원 기준)할 수 있다. 에너지 절감 효과는 VSD+ 제품을 도입한 현장을 통해 실제 수치 상으로 확인되고 있다.
특히 무부하 운전 시간이 길거나 부하 및 무부하 운전이 빈번히 교차되는 현장의 경우 34% 이상의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있으며, 장비의 불필요한 대기 작동을 없앰으로써 에너지 비용 절감 및 주요 부품의 수명을 늘리는 일석이조의 효과를 거둘 수 있다는 것이다. 그런 만큼 에너지 비용이 생산 원가의 많은 부분을 차지하는 제조업 현장에 효용성이 매우 높은 제품이라고 할 수 있다. VSD+의 또 다른 장점으로는 일체형 캐비닛 형식으로 설계되어 온도·압력센서 추가 및 간단한 결선만으로 기존 에어 컴프레서에 적용할 수 있다는 점을 들 수 있다. 에어 컴프레서 제어 장치에 대한 기술력을 살려 제품 기획 당시부터 빠른 설치가 가능하도록 설계한 덕분에 장비 정지로 인한 손실을 최소화할 수 있다는 것이 두텍 개발 담당자의 설명이다.
VSD+는 에어 컴프레서 용량에 따라 ▲VFS30(30마력) ▲VFS50(50마력) ▲VFS75(75마력) ▲VFS100(100마력) ▲VFS150(150마력) ▲VFS200(200마력) 등 총 6개의 모델로 구성되며, 적용 장비 특성에 맞춰 기본 설정을 커스터마이징할 수 있도록 설계해 현장 호환성이 높였다.
㈜두텍은 일반 산업용 장비에 있어서도 에너지 절약 개념을 도입해 시장을 선도해 나간다는 방침이며, 더 나아가 다양한 에너지 절약형 제어 장치 제품군을 선보여 국내뿐만이 아니라 해외 시장에서도 통할 수 있는 글로벌 경쟁력을 갖춰 나간다는 계획이다.