http://chineseinput.net/에서 pinyin(병음)방식으로 중국어를 변환할 수 있습니다.
변환된 중국어를 복사하여 사용하시면 됩니다.
가변속 운전에 따른 병렬 펌프 시스템의 에너지 절감 평가
이상혁(Sang Hyuk Lee),김재형(Jaehyung Kim),김상교(Sang Kyo Kim),정병창(Byung Chang Jung),윤인식(In-Sik Yoon),김기웅(Kiwoong Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
다양한 산업 현장에서 급수를 위하여 널리 사용되고 있는 펌프 시스템은 에너지 다소비 기기 중 하나로써, 최근 제조 공정에서 에너지 절감을 위하여 펌프 자체 성능 향상을 위한 설계<sup>(1)</sup> 뿐만 아니라 소비전력 저감을 위한 운전 방안<sup>(2)</sup>을 개선하기 위한 노력이 계속되고 있다. 그 일환으로 인버터를 활용하여 가변속 운전이 가능한 펌프 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 병렬 설치된 펌프 시스템의 가변속 운전에 따른 정속 운전 대비 에너지 절감 특성을 평가하였다. 에너지 절감 특성을 파악하기 위하여 30kW 급 및 45kW 급 원심 펌프 4 대로 구성된 펌프 시스템을 구성하였으며, 해당 펌프 시스템의 요구 운전 특성을 적용하기 위하여 중대형 펌프 시스템을 설치/운영하는 냉난방시스템에 대해 수요량이 많은 여름철 현장 계측 유량 데이터를 기반으로 기본 펌프 사용률을 설정하여 시험 대상 펌프의 사양을 고려하여 최대 요구 유량을 적용하였다. 개별 펌프에 대하여 요구 유량을 충족하기 위한 펌프 회전수를 변경하는 가변속 운전을 통해 정속 운전 대비 소비전력이 17~22% 감소하는 특성을 파악하였다. 이를 기반으로 병렬 설치된 펌프 시스템에 대해 소비전력 최소화를 위하여 개별 펌프 회전수를 최적 운전 제어함으로 정속 운전 대비 약 25% 소비전력 절감 특성을 확인하였다. 이와 같은 펌프 시스템의 가변속 운전에 따른 소비전력 특성 연구 결과는 향후 에너지 절감을 위한 펌프 시스템의 운영에 활용될 수 있을 것으로 기대한다. Pumping system widely used for the water supply in various industrial fields is one of energy consuming devices. Recently, not only the pump design to improve the performance<sup>(1)</sup> but also the pump driving method to reduce the power consumption<sup>(2)</sup> have been investigated for the energy saving in the manufacturing and cooling processes. To reduce the power consumption, the variable speed drive of pump using an inverter is necessary for the optimal driving of pump. In the present study, the energy saving characteristics of parallel pumping system was experimentally evaluated by comparing the power consumption of variable speed driving pump with that of constant speed driving pump. To analyze the energy saving characteristics of pump system with various driving methods, a pump system consisting of four 30kW and 45kW centrifugal pumps was prepared. As the operating conditions of pump system, the test scenario including the required flowrate and pressure conditions is applied based on the measured flow data from the pump system used in the cooling and heating process. From the tests on each pump, the variable speed driving pump to satisfy the required flow and pressure conditions shows 17~22% decrease of power consumption with comparing to constant speed driving pump. Based on the performance and power consumption characteristics of pumps installed in the test facility, the optimal operation of variable speed driving pump system to minimize the power consumption of pump system leads to about 25% energy saving with comparing to the constant speed driving pump system using the bypass piping to apply the required flow and pressure conditions. The present results can be used for the design of pump systems with the energy saving pump operation.
100 ㎾ 급 다단 원심펌프 성능 개선을 위한 임펠러 및 디퓨저 블레이드의 형상 최적화
박세진(Se-Jin Park),김주한(Joo-Han Kim),이명성(Myungsung Lee),윤인식(In-Sik Yoon) 대한기계학회 2023 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2023 No.11
In this study, shape optimization was performed by changing the blade angles of the impeller and diffuser, which are key components of a 100 kW multi-stage centrifugal pump. The specifications of the initial model of the impeller are 135.6 m of head at 250 ㎥/h of flow rate, 3600 r/min of revolution, and 187 ㎜ of impeller outer diameter. Using ANSYS BladeGen, the shape was regenerated to enable blade coordinate data and angle change, and flow analysis was performed with ANSYS CFX. Discrete Latin Hypercube Design (DLHD) and Sequential Approximate Optimization (SAO) were applied as shape optimization techniques. Efficiency was set to the maximum as the design objective condition, and optimization was performed by minimizing the shaft power as the constraint condition. Compared to the initial model, the optimized model was found to increase head by 8.57%, axial power by 7.13%, and efficiency by 1.35% at a flow rate of 250 ㎥/h.
양천석(Chun-Suk Yang),윤인식(In-Sik Yoon),김경서(Kyung-Seo Kim) 전력전자학회 2005 전력전자학술대회 논문집 Vol.- No.-
This paper describes the design, construction and implementation of matrix converter based on space vector modulation technique. The matrix converter provides sinusoidal input and output wave forms, bidirectional power flow, controllable input power factor and a compact design, compared to the VSI with diode rectification stage at the input. The implemented prototype of matrix converter is built using the exclusive IGBT module and has an input filter, overvoltage protection circuit and commutation means for overcoming practical issues. The good results tested using an induction motor are also presented.