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[IT뉴스]생기원, 구동 에너지 20% 줄일 수 있는 펌프 기술 개발
온카뱅크관리자
조회:
49
2024-04-09 14:20:33
<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">‘중대형 축류펌프'에 가변형 운전기술 적용</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="VDDNKBtsRh"> <p dmcf-pid="fooe0FyjJC" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 최상국 기자] 한국생산기술연구원(원장 이상목)이 펌프의 에너지를 20%까지 줄일 수 있는 기술을 개발했다고 9일 발표했다.</p> <p dmcf-pid="4ccoq7ZwdI" dmcf-ptype="general">생기원 산업에너지연구부문 김진혁 수석연구원 연구팀이 개발한 '가변형 중대형 축류펌프'는 유입되는 부하(유량)의 변화에 따라 유입 가이드의 각도가 자동으로 바뀌면서 최적화된 에너지를 사용할 수 있도록 설계됐다.</p> <p dmcf-pid="8ddP5XhLdO" dmcf-ptype="general">펌프, 압축기, 송풍기 같은 유체기계는 산업용 전력의 24.3%를 사용하는 대표적인 에너지 다소비 장치다. 이 가운데 펌프가 절반 이상을 차지한다. 연구팀은 이 기술이 다양한 분야에서 사용되는 유압장치의 에너지 사용을 줄여 탄소중립에 기여할 것으로 기대했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="6UU1EcJqJs" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국생산기술연구원이 가변형 운전기술을 적용한 중대형 축류펌프를 개발했다[사진=한국생산기술연구원]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/09/inews24/20240409142036449qajk.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="upZkf2phLH" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/09/inews24/20240409142036449qajk.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국생산기술연구원이 가변형 운전기술을 적용한 중대형 축류펌프를 개발했다[사진=한국생산기술연구원] </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="PZZyon6FLm" dmcf-ptype="general">펌프는 유체의 양에 따라 부하 변동이 심하다. 축류펖프는 보통 최대 유량을 기준으로 최적화된 효율을 갖도록 설계하는데 최적 효율점을 벗어나면 대형펌프의 경우 에너지 효율이 20~30%까지 떨어진다.</p> <p dmcf-pid="QllmQ6qydr" dmcf-ptype="general">축류펌프는 임펠러(Impeller)를 회전시켜 유체를 축 방향으로 보내는 펌프다. 물속에서 프로펠러가 돌면 배가 앞으로 나아가는 것과 같은 원리다. 펌프가 퍼 올릴 수 있는 높이는 낮은 반면 대용량 이송에 적합해 취·배수용으로 널리 쓰인다. 최근에는 기후변화로 인한 국지성 호우가 잦아지면서 빗물배수용 펌프로 수요가 늘고 있다.</p> <p dmcf-pid="xQQVYymeMw" dmcf-ptype="general">하지만 국내 생산업체 대다수가 중소기업이고, 다른 유체기계에 비해 투자가 적어 기술 선진국으로부터 설계도면을 들여와 제품을 생산해 왔다.</p> <p dmcf-pid="ykkgBz5rLD" dmcf-ptype="general">연구팀은 축류펌프에 가변형 입구 가이드베인(Inlet Guide Vane, IGV) 운전기술을 적용해 유체의 양에 따라 운전패턴이 달라져도 높은 에너지 효율을 유지할 수 있는 설계기술을 개발했다. 이를 위해 머신러닝 기반의 형상최적화 설계기술을 개발하고, 가변형 입구 가이드 베인을 설계해 축류펌프 구동 동력을 최대 20% 절감했다.</p> <p dmcf-pid="WOGSidf5nE" dmcf-ptype="general">IGV는 유체 기계에서 유입량을 조절하는 장치다. 축류펌프는 유체의 흡입방향과 토출방향이 같기 때문에 토출축이 막히면 심각한 와류가 형성돼 임펠러를 돌리는 데 필요한 동력이 커지게 된다. 이때 임펠러 앞단에 위치한 IGV가 와류 형성을 억제하고, 운전 점에서의 성능을 조절하는 역할을 한다.</p> <p dmcf-pid="Yl5WgLP3Mk" dmcf-ptype="general">연구팀은 펌프의 운전 패턴을 분석해 물의 유입각과 펌프 임펠러 블레이드의 각도를 일치시킬 수 있는 가변형 운전기술을 개발했다. 이를 바탕으로 최적 효율점이 아닌 경우에도 유체의 양에 따라 IGV의 각도가 자동으로 바뀌며 펌프의 동력을 절감할 수 있도록 했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="GTFHjaMUMc" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="개발된 가변형 입구 가이드베인(IGV) [사진=한국생산기술연구원]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/09/inews24/20240409142037889lhhj.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="9Sj2WTrRLS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/09/inews24/20240409142037889lhhj.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 개발된 가변형 입구 가이드베인(IGV) [사진=한국생산기술연구원] </figcaption> </figure> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="HTFHjaMUdA" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="IGV를 장착한 축류펌프 [사진=한국생산기술연구원]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/09/inews24/20240409142039222wfpx.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="2Lcoq7Zwdl" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/09/inews24/20240409142039222wfpx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> IGV를 장착한 축류펌프 [사진=한국생산기술연구원] </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="XqP2WTrRdj" dmcf-ptype="general">개발을 이끈 김진혁 수석연구원은 “최적 효율점이 아닌 구간에서도 에너지를 절감할 수 있는 가변형 축류펌프 설계기술은 세계적으로도 유례가 없는 핵심 원천기술”이라며 “개발된 성과를 바탕으로 노후화된 유입펌프 시설을 교체할 경우 에너지 효율을 높이고 탄소배출은 줄여 저탄소 산업구조 전환에 중요한 역할을 담당할 것”이라고 설명했다.</p> <p dmcf-pid="Z2e6ZHCnRN" dmcf-ptype="general">이번 성과는 2024년 3월 국제학술지 ‘Energy'를 비롯한 다수의 해외 저널에 게재됐으며, 한국생산기술연구원이 2년마다 선정하는 생산기술연구상 우수상에 선정되기도 했다.</p> <address dmcf-pid="5klmQ6qyda" dmcf-ptype="general">/최상국 기자<span>(skchoi@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p>
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