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HANSHIN COMPRESSOR TECHNOLOGY

Re:콤프레서 시스템 용량 선정 문의

작성자
Dowon Kim
작성일
2018-12-18 12:08
조회
151
안녕하세요,
한신콤프레서기술 김도원 입니다.

문의 하신 내용에 답변을 드리면 다음과 같습니다.

1. 압축 공기 사용 조건 : 사용 압력 3kgf/cm^2, 사용 유량 3Nm^3/min
2. 공기 압축기 Spec. : 토출 압력 8kgf/cm^2, 토출 유량 : 2Nm^3/min
3. Air Tank 용량 : 1m^3

제시하신 조건을 보면 공기 압축기 토출 압력은 사용 압력보다 높고, 유량은 적습니다. 따라서 감압변(Regulation Valve)를 사용하여 최저 보증 압력까지 낮춰
사용 하셔야 하고, 그렇게 되면 유량 증가 효과가 있기 때문에 사용하시는데 문제가 없을 것 같습니다.
여기서 최저 보증 압력이란 실제 필요하신 압력이 3kgf/cm^2라고 했을 때 공급 압력은 이보다 높아야 하고, 그 범위를 결정 해야 합니다.
또는 실제 사용하시는 압력이 이보다 낮아도 된다면 3kgf/cm^2가 될 수도 있는데, 어떤 값을 취하느냐는 실 사용 조건을 알아야 결정 가능 합니다.
일단 계산을 위한 최저 보증 압력을 4kg/cm^2로 가정 하겠습니다.

보일의 법칙에 따르면 온도가 일정할 때 압력과 체적의 곱은 항상 일정하다고 정의 합니다.
즉 "pv = constant"이므로 압력 8kgf/cm^2, 유량 2Nm^3/min의 압축 공기를 4kgf/cm^2로 감압 했을 때 유량은 다음과 같은 식으로 계산할 수 있습니다.

P1*V1 = P2*V2 (여기서 P1은 압축공기 토출 절대 압력, V1은 압축 공기 생산 유량, P2는 최저 보증 절대 압력, V2는 감압 후 유량)
(8.0 + 1.0332) * 2 = (4 + 1.0332) * V2 가 되므로
V2 = (9.0332 * 2) / 5.0332 = 3.59 (Nm^3/min) 이 됩니다.
따라서 제시하신 공기 압축기 조건은 사용 가능한 것으로 판단 할 수 있습니다.

이 때 1m^3 의 압력 용기를 설치 사용 했을 때 운전 패턴을 계산해 보면 다음과 같습니다.
계산을 위해 공기 압축기의 압력 제어 밴드를 알아야 하는데 Cut-Off 압력(무 부하 개시 압력)을 4kgf/cm^2로, Cut-In 압력(부하 운전 개시 압력)을 3kgf/cm^2로
가정 하고 계산해 보겠습니다.
공기 압축기가 무 부하 운전 상태가 되면 압력 용기의 압력이 4kgf/cm^2에서 3kgf/cm^2까지 압력이 떨어지게 됩니다. 이 때 압력 용기로는 압축 공기가 공급되지 않으니까 압력 용기 내 압축 공기만 사용하게 되는 것이며 이 때 소요되는 시간을 계산 하면 무 부하 운전 시간이 됩니다.
반 대로 부하 운전일 때는 압축 공기로부터 분당 3.6m^3/min의 압축 공기가 입력되면서 동시에 3m^3/min의 압축 공기를 사용하고, 남은 것으로 압력을 상승 시키는 것이 되므로 분당 0.6m^3의 공기가 탱크로 유입되고 압력이 3kgf/cm^2에서 4kgf/cm^2까시 상승 되는데 소요되는 시간을 계산하면 부하 운전 시간이 됩니다.

이 조건으로 계산하면 다음과 같습니다.
부하 운전 시간 1분 35초, 무 부하 운전 시간 19초로 부하율(1 사이클 운전 시간 중 부하 운전 시간의 비율)은 약 83%가 됩니다.

결론,
첫 번째 제시하신 규격의 공기 압축기를 최저 보증 압력까지 감압하여 사용하면 제시하신 사용 조건을 만족할 수 있다.
두 번째 공기 압축기 운전 패턴은 부하 운전 1분 35초, 무 부하 운전 19초, 부하율 83%(이 조건은 20℃를 기준으로 계산했고 기타 조건에 따라 다를 수 있습니다)

폐사에서 공급 가능한 압축기로는 20마력 급유식 스크류 압축기(7kgf/cm^2, 2.5m^3/min)을 제안할 수 있습니다.
만일 무 급유식 압축기가 필요하시다면 스크롤 압축기를 제안 드릴 수 있으며 이 경우 20마력으로는 부족하고, 30마력 급 압축기가 필요 합니다.

검토 후 궁금하신 것이 있으시면 문의 하여 주십시오.

감사 합니다.
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