스크류식 공기압축기의 직렬 연결과 병렬 연결

서론: 다수의 스크류식 공기압축기 조합에 대한 요구사항

산업 생산에서는 단일 스크류식 공기 압축기가 모든 공기 사용 요구를 충족하기 어려운 경우가 많아, 기업들은 보통 여러 대의 설비를 조합하여 운전해야 합니다. 이때 이러한 공기 압축기들을 어떻게 연결하고 제어하느냐는 전체 압축공기 시스템의 에너지 효율과 안정성에 직결됩니다. 일반적인 조합 방식은 주로 병렬형과 직렬형으로 나뉘며, 두 방식은 물리적 연결과 제어 로직 측면에서 근본적인 차이를 보입니다.

병렬 운전: 일반적인 변전소의 주류 선택 방식

대다수의 산업 응용 분야에서 여러 대의 스크류식 공기 압축기는 다음과 같은 방식을 채택합니다.기체 경로 병렬 연결방식. 즉, 모든 공기압축기의 배기구가 배관을 통해 하나의 주배기 매니폴드 또는 가스 저장탱크로 집결되어, 공동으로 배관망에 공기를 공급하는 방식이다.

• 압력 일치: 병렬로 운전되는 모든 공기 압축기의 배기 압력 설정값은 동일하며, 시스템 배관망의 압력은 안정적입니다.
• 유연하게 서로를 대체할 수 있음: 한 대의 설비에 정비가 필요하거나 고장이 발생하더라도, 다른 설비는 계속 가스를 공급하여 전체 생산에 영향을 미치지 않습니다.
• 확장이 편리함: 향후 가스 사용량이 증가할 경우, 기존의 핵심 배관을 변경할 필요 없이 모선에 새로운 공기 압축기를 추가하기만 하면 됩니다.

직렬 운전: 특정 상황에서의 솔루션

공기 압축기 분야에서 ‘직렬’은 일반적으로 다음과 같이 구분된다.물리적 기체 경로 직렬 연결과제어 로직 직렬 연결두 가지 경우는 그 적용 상황이 병렬 연결과는 현저히 다르다.

• 물리적 기체 경로 직렬 연결: 전단 공기압축기의 배기가 직접 후단 공기압축기의 흡기로 사용되는 방식을 말한다. 이 방식은 다단 압축과 같이 매우 높은 배기 압력이 요구되는 특수 공정에서 주로 활용된다. 일반적인 공장 가스 공급에서는 거의 사용되지 않는데, 시스템이 복잡해지고 전체 에너지 효율이 저하되기 때문이다.
• 제어 로직 직렬 연결: 여러 대의 공기압축기가 제어 시스템에서 주·종 관계를 형성하는 것을 의미한다. 예를 들어, 한 대의 주파수 변환식 공기압축기와 여러 대의 전력주파수 공기압축기를 직렬로 연동하여 제어할 경우, 주파수 변환식 압축기는 기본 부하로서 공기량의 변동을 조절하고, 전력주파수 압축기는 보조 역할을 수행한다. 이러한 방식은 전력주파수 압축기의 잦은 가·감재를 효과적으로 방지하여 전체적인 에너지 절감 효과를 높인다.

연결 및 제어 방식을 과학적으로 선택하는 방법

기업은 공기압축기 스테이션 설계 시 실제 운전 조건을 바탕으로 종합적인 평가를 실시하여 가장 적합한 구성 방식을 선택해야 한다.

• 일반적인 가스 수요: 각 작업장의 공기 압력 요구사항이 일치하고 유량 수요가 큰 경우, 우선적으로기체 경로 병렬 연결집중 연동 제어 시스템과 연계합니다. 이 방식은 기술이 성숙하고 일상 유지보수 비용이 낮으며 관리가 용이합니다.
• 가스 사용량의 변동이 큰 상황: 권장 채택제어 로직 직렬 연결(대형·소형 기기의 조합). 인버터식 냉동기는 부하를 부드럽게 조절하고, 주파수 변환식 냉동기는 전부하 상태로 운전하여 에너지 소비를 최대한 줄이고 에너지 낭비를 방지합니다.
• 특수 고압 요구사항: 단일 단계 압축으로는 목표 압력을 달성할 수 없고, 공정상 매우 높은 압력이 요구되는 경우에만 고려한다.물리적 기체 경로 직렬 연결(다단 압축 시스템)이며, 단간 냉각 및 에너지 소비 비용을 엄밀히 산정해야 한다.