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제목[문 765] “터보공기압축기에 관하여 문의드립니다.”의 답변입니다.
- 작성자권승희
- 답변작성그룹민간진단기관
- 설비 시스템유체기계
- 등록일자2026-07-01
- 업종-
- 일반기타
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터보 공기압축기에도 인버터(VFD, Variable Frequency Drive)를 설치하는 것은 기술적으로 가능합니다. 다만, 일반적인 용적식 스크류, 왕복동처럼 인버터를 사용하는 경우가 드문 이유는 터보 압축기의 작동 원리와 운전 특성이 다르기 때문이다.
주요 이유
1. 터보 압축기는 회전수와 성능이 매우 민감하다.
터보 공기압축기는 임펠러가 매우 높은 속도(수만 ~ 수십만 rpm)로 회전하면서 공기를 압축한다.
압축기의 성능은 다음과 같은 관계를 가진다(터보 기계의 상사법칙).
회전수(N) ↓ → 풍량(Q) ↓
압력(P) ↓ (회전수의 제곱에 비례하는 경향)
동력(kW) ↓ (회전수의 세제곱에 비례)
문제는 회전수를 조금만 낮춰도 압력이 크게 떨어질 수 있다는 점입니다.
예를 들어
100% 속도 → 100% 압력
90% 속도 → 압력은 약 81% 수준
이렇게 되면 공장에서 필요한 압력을 유지하기 어려워진다.
2. 서지(Surge) 현상이 발생할 수 있다.
터보 압축기는 일정 유량 이하에서는 서지(Surge)라는 매우 위험한 현상이 발생한다.
서지는
- 압축된 공기가 역류하고
- 심한 진동
- 큰 소음
- 베어링 손상
- 임펠러 손상
회전수를 인버터로 낮추면 운전점이 쉽게 서지 영역으로 이동할 수 있다.
그래서 터보 압축기는 항상 안전한 운전 영역 안에서만 운전하도록 설계된다.
3. 이미 용량 조절 장치가 있다.
스크류 압축기는
- 부하/무부하
- 인버터 제어가 가장 효율적인 제어이다.
반면, 터보 압축기는
- 흡입 가이드 베인(IGV)
- 블로우오프 밸브(BOV)
- 안티서지 제어 등으로 용량을 조절한다.
4. 고속 모터의 특성
최근의 터보 압축기는
- 고속 영구자석 모터
- 자기베어링을 사용하는 경우가 많다.
이 경우에는 이미 전용 고속 인버터가 포함되어 있는 경우가 많다.
즉,
"인버터가 없다"가 아니라
전용 드라이브가 이미 내장되어 있는 경우가 많다.
5. 경제성이 떨어지는 경우가 많다.
스크류 압축기는 30~100% 부하에서
