연재


히트펌프의 이론과 실무(9)

관리자
2014-01-06 15:11
조회수 1403
Tech Report / 기술리포트⑨
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히트펌프의 이론과 실무
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본지는 최근 히트펌프 기술의 저변확대에 따라 관련업계 종사자들의 히트펌프 기술에 대한 실무지식 습득에 작으나마 도움을 주기 위해 히트펌프의 이론과 실무기술에 대해 연재합니다.
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(주)부-스타 | 이종우 이사
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제 5 장 냉동장치 자동제어 및 기기
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1. 자동제어의 기초
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없어서는 안될 절대필요의 자동제어 기능을 일찍부터 인간들이 만든 각종 기기류에도 적용하게 되었다. 1784년 제임스 와트(James Watt)가 증기 기관차의 속도를 조절하기 위해 기관조절기를 사용한 것을 시점으로, 기계문명의 발전과 더불어 사람이 사용하는 각종 도구나 기계가 복잡해지고 정밀해짐에 따라 자동제어기술도 계속 발전하여, 오늘날에는 우리 생활주변의 크고 작은 거의 모든 분야에 걸쳐 이용하게 되었다. 즉, 가정에서 쾌적한 생활을 하기 위하여 만든 TV, VTR, 냉·난방장치, 냉장고 등에서부터 금속, 석유화학, 전기, 기계, 의학, 우주공학 등 첨단산업분야에 이르기까지 매우 광범위하게 응용되고 있다.
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2. 자동제어계의 구성
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예를 들어 <그림 5-1>의 (a)에서와 같이 탱크에 일정한 수위를 유지하기 위하여 물은 탱크위에서 들어가고, 탱크 밑에 있는 출구파이프를 통하여 흘러나가도록 한 구조가 있다고 하자. 이 때 물탱크의 수위를 일정하게 유지하기 위한 방법 중 하나로서, 유입되는 물의 양과 유출되는 물의 양을 인간이 조절하는 방법이 있다. 그러나 이와 같은 방법은 인간이 계속 물탱크 옆에 서서 수위가 일정량인가를 관찰하면서 밸브를 적당히 개폐하여야만 적당한 수위를 맞출 수 있을 것이다. 따라서 동작조건이 같아야만 일정한 수위가 유지되는데, 실제 동작 조건이 같게 유지되는 것은 어렵다.
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이런 문제점을 해결하기 위하여 그림(b)와 같이 구성하여 보자. 수위가 조금이라도 떨어지면 플로우트(float)가 아래로 내려가서 밸브를 열어 물이 유입될 수 있도록 하고, 수위가 조금이라도 상승하면 플로우트는 위로 올라가 밸브를 닫아 물의 유입을 막는다. 여기서 적절한 구조와 밸브의 크기, 밸브와 플로우트 간의 기계적 연결에 의하여 수위를 희망 수위에 접근시키는 것이 가능하다. 이와 같은 장치를 사용하면 희망수위로부터 어느 방향으로 벗어나거나 벗어난 이유가 무엇이든 간에 문제가 되지 않으며, 장치는 곧 희망 수위로 복구할 것이다.
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이와 같이 일반적으로 ‘제어’한다는 것은 어떤 양을 항상 희망하는 상태가 되도록 하는 것이다. 따라서 자동제어라고 하는 것은 이와 같은 조작을 자동적으로 행하는 것이다. 일반적으로 자동제어를 할 경우는 제어되는 대상 또는 기계나 장치 외에 이것을 자동적으로 제어
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하기 위한 기구나 장치가 필요하다. 이러한 경우 제어의 대상이 되는 것을 피제어계, 제어 조작을 하는 것을 제어장치라 하며, 이 양자를 합하여 자동제어를 할 경우 이것과 관련된 모든 것을 자동제어계라고 한다.
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현재 가장 일반적으로 사용되는 자동제어 방법
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① 시퀸스제어(sequence control) : 미리 설정한 프로그램에 따라 자동조작 하는 방법
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② 피드백 제어(feedback control) : 장치의 운전 중에 일어나는 결과에서부터 그 원인을 찾아 수정을 요하는 신호를 방법으로, 출력측 신호를 입력측으로 되돌려 정정 작동을 하는 방법으로, 제어장치에는 계측에 상당하는 검출부, 비교 및 판단에 상당하는 조절부, 조작에 상당하는 조직부가 있다.
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이들 상관관계는 <그림 5-2>와 같다.
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중략
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2013년 11월호
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