압축공기 시스템

시스템 개요

압축공기 시스템

압축공기 시스템이란 대기 중의 공기를 압축하여 얻어지는 에너지를 이용하는 시스템을 뜻함. 밀폐한 용기 속에 공기를 동력으로 압축하여 그 압력을 높이는 공기압축기와 최종사용처에 안정정인 공급을 목적으로 필요한 부속설비들이 있음.

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시스템 구성도
압축공기 시스템 시스템 구성도
신기술
  • 제어 및
    자동화기술

    산업부문 압축공기 사용자 중에서 절반 이상이 공기 압축기 자원을 효과적으로 제어하지 못하는 것으로 전문가들은 판단하고 있으며, 이로 인하여 엄청난 양의 에너지가 낭비되고 있음. 에너지 진단 시에도 다수의 개별제어 압축기가 각기 다른 압력 설정과 다른 부하에서 운전하고 있는 경우도 자주 목격할 수 있으므로 수요에 대응할 수 있는 능력을 갖는 제어기기의 필요성이 대두됨. 압축공기시스템의 중앙제어기는 가용한 압축기를 고려하여 압축공기에 대한 필요를 충족시킬 수 있는 운전 순서를 단계별로 사전에 결정함.

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  • 습도 측정 및
    데이터 분석

    제조공정에서는 압축공기의 일정한 공급이 중요하며, 압축공기는 공압 밸브의 구동 및 제어, 프로세스 기기 및 도구의 운영, 원자재의 운송 등의 다양한 목적으로 사용됨. 이러한 압축공기는 어느 정도 수분을 포함하고 있으며, 이를 제대로 제거하지 못하는 경우에는 프로세스, 공압제어, 도구, 완제품을 비롯하여 압축공기 시스템 부품에 손상을 초래할 수 있음. 이러한 문제가 발생할 수 있는 가능성을 줄이기 위해서 압축공기를 사용하기 이전에 수분 함유량을 일정 수준이하로 유지하는 처리가 필요함.

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  • 에너지
    저장 기술

    압축공기 에너지저장(compressed air energy storage)은 압축공기를 사용하여 한 시점에서 에너지를 저장하였다가 이를 다른 시간에 사용하는 에너지 저장방법임. 일반적으로 대규모 압축공기 저장기술은 전력의 생산비용이 저렴한 시간대에 압축공기를 생산하여 지하 동굴 등에 저장하고 전력이 필요한 피크 시간대에 이를 끌어 올려서 터빈을 통하여 전력을 생산함.

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  • 에너지평가
    표준화

    압축공기 시스템의 운영 및 효율을 분석하는 것은 오래 전부터 수행되어 왔으며 여러 가지 이름으로 불리고 있음. 대표적으로 에너지 평가, 진단, 연구 및 조사 등이 있으며, 계량 및 계측과 같은 기법을 활용하여 시스템 성과를 평가하고 개선기회를 발굴하기 위하여 수행되어왔으나 이러한 활동이 매우 다양하므로 사용자가 신뢰하고 실행하기 어려운 문제가 발생됨. 이에 대응하여 압축공기 시스템 에너지평가 표준은 2008년도에 ASME가 네 가지 분야(압축공기 시스템, 스팀 시스템, 펌핑 시스템, 공정가온 시스템)중에 압축공기 시스템을 포함시켜서 평가표준을 개발함.

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시장동향
  • 폐열 이용

    공기를 압축하는 과정에서 소비되는 전력의 대부분이 압축에 관련된 열로 전환되며 일반적으로 90%가량을 이용할 수 있는 것으로 알려져 있으며, 이러한 폐열 에너지가 회수되지 않으면 대기로 방출되므로 일부는 복사 등의 형태로 관리 구역으로 유입될 수 있으며 이러한 경우에는 냉방시스템을 통하여 제거 해야 함. 공기압축기의 폐열은 온수의 형태로도 회수할 수 있으며 소독이나 공간난방 그리고 공정에 적용되는 것이 가능함. 보일러 급수의 예열에 사용하거나, 70~90℃의 고온 온수를 생산하는 경우에는 공기압축기의 폐열을 활용하여 에너지를 절약할 수 있음.

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  • 고효율
    드라이어

    제조 시설에서 압축공기는 물, 전력, 천연가스와 더불어 4대 유틸리티로 불린다. 제조 시설의 압축공기 시스템에 대하여 상세한 조사를 수행하면 압축공기 시스템에서 습기를 효과적으로 그리고 효율적으로 제거함으로서 압축공기 시스템의 성과를 향상시킬 수 있는 다양한 기회를 발굴할 수 있음. 드라이어 종류에는 재생흡착식과 압축열 방식, 융해 단일 타워식, 박막식 등이 있음.

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