주식회사 승일일렉트로닉스(대표 유춘희)는 최근 VRF (Variable refrigerant flow) 시스템을 적용한 고효율 히트펌프의 최적제어 시스템을 개발, 업계의 주목을 받고 있다.

이 시스템은 VRF 히트펌프의 최적 냉매 분배제어로 균일한 냉난방 성능 제어와 부하변동에 따른 압축기 용량 가변으로 부분부하 시 에너지절감과 최적 제어를 실현할 수 있다. 이를 위해 BLDC 압축기 드라이버, 실내기·실외기 전자식 팽창변 컨트롤러, 디지털 압력스위치 컨트롤러 등을 자체 기술로 개발, 적용했다.

또한, 2대의 BLDC 압축기를 병렬(TANDEM)로 연결해 ONE CYCLE의 열교환기 구성으로 2배의 용량 증가와 정밀제어를 동시에 실현한 획기적인 기술을 구현했으며, 베이퍼 인젝션 사이클(Vapor Injection Cycle) 기술을 적용해 저온 난방 성능과 에너지 효율 향상도 실현했다.

회사 관계자는 “유럽의 HAVC 관련 에너지 효율기준 SEER(Seasonal Energy Efficiency Ratio) 계산 그래프에 의하면 압축기 기준으로 연중 100% 정격부하가 필요한 시간은 약 4%이며 96%의 시간은 정격부하 이하에서 동작하고 약 50%의 부하에서 운전이 가장 많이 되고 있다.”며 “히트펌프에서 가장 좋은 효율로 운전시키려면 부분부하에 적합하게 동작할 수 있는 BLDC압축기를 도입해야 한다.”고 밝혔다.

이 관계자는 자체 보유 히트펌프 냉동기 시험설비에서 산출한 데이터를 보면 “BLDC압축기는 50RPS~60RPS의 구간 동작운전에서 가장 높은 COP효율을 가지며 최적의 운전 상태가 된다.”며 “정속형 AC압축기와 BLDC압축기를 동일 운전조건으로 비교한 결과, 운전전력, COP, 입출력 온도차(delta T)에서 10%~17% 에너지절감 효과를 확인했다.”고 설명했다.

BLDC 인버터 압축기는 정속형보다 온도조절 운전이 안정적이고 일정한 특징을 갖고 있다. 경제성면에서도 정속형 대비 여러 가지 장점이 있다.

BLDC 인버터 압축기는 ON/OFF시 발생하는 전력소모를 최소화함으로써 소비전력을 획기적으로 절감할 수 있다. 또 설정온도에서 부드러운 압축기 운전으로 소음으로 인한 민원발생이 거의 없다. 설정온도까지 최대 100HZ(150% 이상)의 빠른 회전속도로 운전하고, 설정온도에서는 최저속도 20HZ(30% 이하)의 저속 운전으로 최악의 환경에서도 최적의 온도제어를 할 수 있다.

승일일렉트로닉스는 지난해 초 부분부하에 따라 고효율의 가변속이 가능한 3RT, 5RT, 7RT, 10RT 냉매 압축기용 BLDC 인버터 드라이버를 국산화했다.

승일이 개발한 BLDC 인버터 드라이브는 일반적인 센서리스 드라이버보다 압축기를 구동시키는 고 토크 스타트 알고리즘 해석을 적용해 초기 구동 시와 저속 구동 시에 고 토크 회전을 실현했다. 또한 부하 상태에 따라 위상각 변이가 가능해 최적의 역률을 확보할 수 있다.

BLDC 인버터 드라이브에는 Align and Go방식을 통한 초기 구동을 실현하고 FOC 센서리스 구동방식과 고 토크 및 부하 급변에 탁월한 특성이 있는 Sliding Mode Control 방식이 개발 적용됐다.

이밖에 벡터제어로 부하토크 변동 및 기타 동요에 관계없이 명령 경로를 정확하게 추적 제어하고 공극 내의 자속과 모터 토크를 독립적으로 제어해 최대한 빠른 과도 응답, 높은 효율, 전 범위 내에서 토크 제어를 할 수 있는 FOC 구동기술도 개발 적용됐다.

또 BLDC 압축기를 적용한 고효율 히트펌프의 신뢰성과 안정성을 검증할 수 있는 10RT급 히트펌프 R&D 시험설비를 확충하고 지난해 국산화한 BLDC 압축기 컨트롤러의 품질 확보와 고효율 제품 개발에도 박차를 가하고 있다.

한편 1987년 11월 설립된 승일전자는 각종 산업기기용 자동제어시스템, 웹 제어 원격감시 및 문자발송서비스, DDC컨트롤러, 온습도 트랜스미터, 각종 냉난방 공조기기용 마이콤 컨트롤러와 전자전극봉식 가습기 등을 생산하는 산업용 컨트롤러 및 가습기 전문생산 업체이다.

승일전자는 전체 30여명의 직원 중 15명이 관련분야 자격을 소유하고 있으며, 특히 기업부설 연구소에는 박사 1명을 포함 8명의 연구인력이 근무 중이다. 이런 우수 인력풀을 통해 드레인펌프 구비형 전극봉식 가습기를 비롯 BLDC 압축기 드라이버 등 냉동공조 관련 제어시스템 관련 7건의 특허를 포함해 총 19건의 지적재산권을 보유하고 있다.