비처코리아(이하 BITZER) 김도진 차장은 히트펌프얼라이언스 정기세미나에서 신제품인 A2L 냉매용 스크롤 컴프레서 ORBIT(VL 시리즈)와 ORBIT+에 대해 소개했다.

이날 소개된 ORBIT(VL 시리즈)와 ORBIT+는 최근 A2L(미가연성)냉매인 R454B, R452B 및 R32용 제품으로 업계 최초 양산 승인을 받은 스크롤 압축기이다. A2L 냉매인 R454B, R452B 및 R32는 지구온난화지수(GWP)가 낮고 가연성도 미미하다.

김도진 차장은 “국내의 경우, 냉매 등급이 가연성, 비가연성으로만 구분되어 A2L 냉매가 생소할 수 있지만 유럽의 경우, A2L 냉매 등급이 구분되어 있다”며 “기존의 보편적인 냉매들을 낮은 GWP냉매로 전환하면서 A2L냉매 적용이 상당히 증가하고 있다”고 말했다.

BITZER는 오랜 기간에 걸쳐서 A2L냉매 사용이 가능한 압축기를 꾸준히 개발해 왔으며 2019년 2월부터 ORBIT(모델 시리즈 VL) 및 ORBIT+ 스크롤 컴프레서를 A2L 냉매인 R454B, R452B 및 R32와 함께 사용하는 것에 대해 양산을 승인해 왔다.

김도진 차장은 “BITZER는 20~80m³/h(50Hz) 토출량을 가진 스크롤 컴프레서를 안전그룹 A2L의 냉매와 함께 사용 가능하도록 공급하는 세계 최초의 제조사가 됐다”며 “제품 승인에 앞서 주요 OEM사들과 장기적인 테스트와 검증을 통해 이미 품질과 미래 안전성에 대해서 검증을 거쳐 F가스 규제와 관련해서 중장기적인 대응 솔루션을 제공할 수 있다”고 강조했다.

김 차장은 이미 주요 OEM사는 자체 제품에 적용 테스트를 완료하고 부품을 전환한 업체도 다수 있다고 덧붙였다.

ORBIT 및 ORBIT+ 컴프레서는 공조 및 히트펌프용으로 설계된 스크롤 압축기이다. 무엇보다 넓은 사용 범위, 높은 효율성 및 낮은 소음이 장점이다. 이 시리즈의 모든 컴프레서는 고정속도로 운전할 수 있으며 또는 외장형 인버터를 사용해 가변속도(35-75Hz)로도 작동할 수 있다. BITZER의 고급 헤더 기술인 BAHT(Advanced Header Technology)를 이용해 쉽고 안전하게 탠덤 및 트리오 구성이 가능하며 고객에게 매우 다양한 조합 방법을 제공한다.

김도진 차장은 “OEM 회사들은 ORBIT 및 ORBIT+ 시리즈의 연결 치수가 동일하기 때문에 ORBIT 포트폴리오를 이용해 자사 제품을 고객의 요구에 맞게 제공할 수 있고, 설비 제작 시 설계와 생산 공정을 거의 동일하게 구성할 수 있어 개발과 생산, 물류 비용을 대폭 절감할 수 있어 최고 수준의 유연성과 효율성을 달성할 수 있다”고 설명했다.

기존 ORBIT 시리즈인 VL 모델도 A1냉매 사용을 위해 지속적으로 공급된다.

ORBIT 및 ORBIT+는 공조 및 히트펌프용에 최적화된 스크롤 압축기

ORBIT 스크롤 압축기는 BIZTER의 미국 Syrncuse 공장에서 생산되는 제품이다. 이 모델은 크게 ORBIT, ORBIT Boreal 시리즈로 나눠진다.

김도진 차장은 “ORBIT 시리즈는 공랭식 제품에 주로 적용되고 ORBIT Boreal 시리즈는 수냉식 버전으로 낮은 압력비 운전에 최적화된 스크롤 압축기”라며 “ORBIT FIT와 ORBIT+ 모델은 ORBIT 표준시리즈의 업그레이드 버전이다”라고 소개했다.

ORBIT 표준모델은 공조 및 히트펌프 적용에 최적화 된 모델이다. 고효율 및 운전 정숙성이 우수하고 낮은 GWP 냉매 사용이 검증됐다. 무엇보다 텐덤 및 트리오 구성이 가능한 고급 헤더 기술(BAHT)을 제공한다.

김도진 차장은 “BAHT는 압축기를 텐덤 및 트리오 구성을 했을 때 압축기 간의 오일 분배를 가장 효율적이고 안정적으로 할 수 있는 비처의 독자적인 헤더기술이다”라며 “이 헤더기술을 적용하게 되면 압축기 사이즈(동등 및 비동등 모델 조합)나 외장인버터 적용 등 어떤 조건에 관계없이 압축기 간 오일분배를 안정적으로 보장할 수 있다”고 강조했다.

ORBIT 전 모델(10RT~40RT, 10개 모델)에는 자체 외장형 인버터인 VSD 적용이 가능해 부분부하 효율 향상 및 압축기 사이즈를 줄일 수 있는 등 더욱 유연한 설계가 가능하다.

김 차장은 “ORBIT 표준모델 적용 냉매에 대해 BITZER 냉매 선정 소프트웨어를 통해 비교한 결과, R410A, R454B, R452B는 냉동능력에서 유사한 성능을 보였고 R32는 다른 냉매보다 10% 이상 성능이 높게 나와 좀 높은 고효율을 얻을 수 있는 냉매”라고 말했다.

ORBIT FIT은 에코노마이저 적용 모델이고 ORBIT+는 직입기동 영구자석모터(이하 LSPM)가 적용된 고효율 모델이다.

에코너마이저 적용 모델인 ORBIT FIT은 압축기 중간에 별도의 포트를 설치해 팽창된 증기냉매를 스크롤에 분사하는 방식이다. 냉동능력은 최대 운전 조건에 따라서 40%까지 증가시킬 수 있다. 따라서 설계 시 냉동능력에 기준해서 기존보다 압축기 사이즈를 더 작게 적용할 수 있고 최대 높은 압력 조건에서 효율을 30%까지 증가시킬 수 있다. COP 향상으로 운영비용도 절감된다.

김도진 차장은 “ORBIT FIT는 최저 증발온도가 -32℃로 적용 제한범위가 확대됐다”며 “겨울철 히트펌프의 효율 저하 등 문제점을 보완할 수 있어 공랭식 히트펌프의 사계절 사용이 가능하다”고 강조했다.

LSPM(직입 기동 영구자석 모터) 적용된 ORBIT+ 모델은 동기속도 운전으로 냉동능력은 향상되고 손실은 감소하면서 압축기의 전체 성능은 향상됐다. VSD(외장형 인버터) 적용이 가능하고 비동기식과 동기식 두 기술의 장점을 조합해서 하나의 모터로 최적의 설계를 했다.

ORBIT+는 표준 제품과 비교했을 때 COP가 3~5% 더 높고 계절별 부분부하 운전효율(SEER/IPLV)은 5~8% 더 향상되는 장점이 있다. 또 표준 비동기식 모터에 비해 일반적으로 10% 정도 운전전류가 낮아 컨텍터나 전장품을 더 작게 선정할 수 있기 때문에 투자비를 절감할 수 있다. 제품 치수나 전기 결선이 표준모델과 동일해 교체나 업그레이드가 용이하다.

김도진 차장은 “압축기 사이즈나 수량, 외장인버터(VSD) 사용, 또 동등/비동등 압축기 등 부분부하 효율을 극대화 시킬 수 있는 조합을 통해 외기환경 및 부하변화 프로파일에 대응을 하면 결과적으로 OEM사들의 제품 성능향상에 크게 기여할 것”이라고 말했다.