승일일렉트로닉스 유춘희 대표가 ‘2019년 냉난방공조산업 발전 유공자 시상식’에서 냉난방 공조기기 제어분야 연구개발을 통해 각종 냉난방 공조기기에 사용되는 제어회로의 MICOM 표준화와 BLDC인버터 압축기 솔루션 국산화 등에 대한 공로로 국무총리상을 수상했다.

유춘희 대표는 1987년 승일일렉트로닉스를 설립한 후 30여 년간 대부분의 업무를 기술연구와 생산현장에서 직접 직원들과 함께 동고동락하며 냉난방 및 냉동 공조기기분야의 전기·전자 부문의 기술을 축적하고 신제품·신기술 개발에 힘써 온 결과 냉동공조·냉동냉장 분야의 자동화 및 마이콤 컨트롤화 분야를 리드하는 대표적 강소기업으로 성장시켰다.

특히 2003년 기업부설연구소를 설립한 후 냉난방 자동제어분야의 박사급 전문인력과 전문엔지니어로 연구 인력풀을 구축하고 신제품의 연구개발에 나서 냉난방공조기기용 항온항습기의 마이컴컴 컨트롤러를 비롯해 그동안 수입에 의존하던 산업용 전자전극봉식가습기 국산화를 통해 역수출에도 성공하면서 기술력을 대내외적으로 인정받고 있다. 또한 컴퓨터 모니터링 시스템과 인터넷을 사용한 감시제어장치인 원격 알리미 등도 개발, 상용화해 국내외 산업 현장에 공급하고 있다.

최근에는 냉동공조 및 냉동냉장 시장의 핫이슈가 되고 있는 ‘BLDC 인버터 컴프레서의 통합 제어 솔루션’ 국산화 개발을 통해 가변 용량 사이클의 효율 극대화를 이끌어내며 저변 확대는 물론 수입대체 효과를 거둘 제품으로 평가받고 있다.

유춘희 대표는 “한국 냉동공조 시장은 그 나름대로 한국적인 특색을 갖고 있다. 글로벌 기업의 제품이라고 모든 것에 다 맞출 수는 없다. 옷에 몸을 맞추는 것이 아니라 몸에 맞는 옷을 입어야 내 옷이 된다”며 “5년여 동안 국내 기후조건과 사용환경 등 빅 데이터 활용과 파일럿 테스트 및 제품 적용 필드테스트를 거쳐 국내 상황에 맞는 최적의 BLDC 솔루션을 국산화했다”고 밝혔다.

HARFKO서 BLDC 시스템 적용한 다양한 산업용 제품 시연

승일일렉트로닉스가 국산화한 ‘BLDC 인버터 컴프레서 통합 제어 솔루션’은 BLDC 컴프레서를 동작시킬 수 있는 핵심 기술인 BLDC 인버터와 전자식 팽창밸브(EEV) 제어를 통한 최적 과열도 제어가 가능한 전자식 팽창밸브 컨트롤러/드라이버, 디지털 압력 스위치, 가변용량 제어에 특화된 시스템 컨트롤러 등으로 구성되어 시스템을 유기적으로 제어한다.

‘BLDC 통합 제어 솔루션’의 핵심기술인 BLDC 인버터 컴프레서 드라이버는 컴프레서의 RPM(속도)별 에너지 누설없는 최적 속도제어는 기본이고 간편한 입력선택으로 저압 압력에 의한 또는 비례입력에 따른 속도제어를 선택할 수 있으며 각종 인버터의 필요기능과 아람기능을 모두 내장해 BLDC 냉방장치의 최적 솔루션으로 다가갈 수 있는 시스템을 만들어준다.

전자식 팽창밸브 컨트롤러(XV-serise)는 12bit의 정밀한 온도/압력 센싱 능력을 탑재하고 있으며 과열도를 최적으로 제어해 압축기의 액압축 방지 및 최적의 냉동효율을 낼 수 있게 한다. 복잡한 밸브 설정을 원터치로 간단하게 설정해 바로 사용할 수 있도록 퀵 설정 기능이 있어 사용자가 편리하게 설치해 사용할 수 있다.

전자식 팽창밸브 드라이브(XV serise)는 모델에 따라 정격전압 12VDC~24VDC까지 다양한 밸브를 지원하며 32bit 마이컴을 사용해 보다 빠른 응답을 할 수 있다. 아날로그 입력(4~20mA, 0~10V)의 센싱을 12bit ADC를 사용해 최대 4096스텝까지 정밀하게 제어할 수 있다.

디지털 압력스위치(SPC, SPD 시리즈)는 각종 냉동공조장비에 적용되던 기존의 기계식 압력계 스위치와 게이지를 디지털화한 것으로 용량 가변형 압축기와 실외기팬의 인버터 드라이버로 제어할 수 있도록 압력별(고압, 저압) 밴드제어와 PID제어 기능을 지원한다. 특히 장비 전면에서 압력배관이 연결된 상태로 설치가 가능한 신개념 구조이다.

가변용량형 시스템 컨트롤러(VC 시리즈, SHDDC 시리즈)는 마이컴과 PLC의 장점이 혼합된 신개념 프로그래머블 컨트롤러로 범용 프로그램 로직을 구현할 수 있어 다양한 분야의 제어 사양이 필요한 곳에 가격 경쟁력 있게 사용할 수 있다. 무엇보다 프로그램 구현 및 유지보수가 편리한 장점이 있다.

유춘희 대표는 “이런 기술개발을 통해 이미 산업용 고용량(10HP 이상) 냉동, 냉장, 공조 제어분야의 원천기술을 확보하고 시장 확대에 나서고 있다.”고 밝혔다.

BLDC 솔루션 주력 제품으로 육성…해외시장도 적극 개척

BLDC 압축기를 적용한 가변용량형 시스템은 이미 대기업이 생산하는 에어컨/히트펌프 분야에서는 차세대 기술로 인식되며 상용화되어 있지만 중소기업이 주로 생산하는 산업용 고용량 장비에는 비용과 기술적 어려움으로 아직 보급이 더딘 편이다.

하지만 최근 들어 에너지 절감 및 고효율에 니즈가 세계적 추세가 되면서 가변용량형 시스템은 냉동공조 분야의 필수 불가결한 제어 요소로 자리잡아가고 있다.

유춘희 대표는 “가변 용량형 시스템은 통합적으로 접근해야 최적의 운전 조건에 맞춰 효율 극대화를 이룰 수 있다.”며 “이번 HARFKO 전시회에도 컨트롤러, 센서, 가습기, 자동제어시스템 등 개별 제품뿐 아니라 냉동공조 제조업체들이 BLDC 컴프레서 적용 시스템을 손쉽게 이해하고 적용할 수 있도록 항온항습기, 히트펌프 항온항습기, 콘덴싱 유닛, 저온저장고 등에 실제 적용한 데모 제품을 전시해 부스를 찾은 참관객들의 큰 호응을 얻었다”고 밝혔다.

BLDC시스템의 장점은 에너지절감, 초기 기동 피크전류 감소, 용량다운사이징, 정밀제어 등으로 압축할 수 있다.

유춘희 대표는 “유럽의 HVAC 관련 에너지효율 기준 SEER(Seasonal Energy Effi�ciency Ratio) 에 따르면 연중 100% 정격부하가 필요한 시간은 3% 정도에 불과하고 50% 부분부하 운전시간이 41%로 가장 많다”며 “일반 정속형 컴프레서는 부하조절이 안되기 때문에 불필요한 에너지를 낭비하고 있으며 이러한 부분부하에 대응할 수 있는 BLDC 인버터 컴프레서를 적용해야 효율적인 에너지절감이 가능하다”고 강조했다.

BLDC컴프레서는 초기 기동 시 돌입전류가 많이 발생하지 않아 동일 용량의 정속형 컴프레서

대비 70% 전류 감소로 전력비용 절감 효과도 크다. 특히 추운 아침시간 등 필요에 따라 정격

속도보다 150%, 많게는 200%까지 증속해 동작할 수 있어 작은 용량으로도 동일한 효과를 낼 수 있어 용량 다운사이징이 가능하다. BLDC컴프레서는 설정온도에 도달하고 유지하는데 보다

유연한 운전이 가능하기 때문에 ON/OFF 동작을 반복하는 정속형 컴프레서와 달리 설정온도

에 보다 가까운 정밀제어가 가능한 게 장점이다.

유춘희 대표는 “국내의 다른 제어기기 제조사들도 개별 요소의 컨트롤러는 이미 판매하고 있거나 개발 중인 것으로 알고 있지만 BLDC 제어 시스템 풀 라인업을 갖추고 통합 솔루션으로서 접근하는 업체는 승일일렉트로닉스가 유일하다.”며 “BLDC 드라이버뿐 아니라 사용자들이 손쉽게 적용해서 사용할 수 있는 통합 솔루션을 제공함으로써 시장을 선도함은 물론 BLDC 솔루션을 5년 내 승일의 주력 제품으로 육성하고 국내는 물론 해외시장 개척에도 적극 나설 계획이다”라고 향후 비전을 제시했다.