⚙️ 압축기의 종류와 원리 완전 정복

압축기는 기본적으로 **기체(공기나 증기)**를 압축해서 압력과 온도를 높이는 역할을 해.
특히 MVR 시스템에서는 증기를 고온·고압으로 압축해서 재활용하는 핵심 장비야.

✅ 크게 두 가지로 나눌 수 있어!

1. 용적형 압축기 (Positive Displacement Compressors)
2. 동력형 압축기 (Dynamic Compressors)

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✅ 1. 용적형 압축기 (Positive Displacement)

"공간(체적)을 줄여서 기체를 압축하는 방식"

공간을 좁히면서 기체의 부피를 줄이고, 그에 따라 압력을 높이는 원리야.
압축기의 내부가 막혀있는 구조라서 일정량의 기체를 잘라내고 밀어내는 방식이야.

🌟 대표적인 용적형 압축기 종류

종류특징

루츠 블로워	심플한 구조, 저압용, MVR에서 자주 사용됨
스크류 압축기	고효율, 중·고압, 산업용에서 널리 사용됨
피스톤 압축기	왕복 운동, 고압이 가능하지만 진동과 소음 큼

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1-1. 루츠 블로워 (Roots Blower)

MVR 시스템에서 가장 많이 사용되는 압축기

🔧 원리

• **두 개의 로터(날개)**가 회전하면서 공기를 밀어내는 방식
• 내부에서 압축은 일어나지 않고, 외부에서 압축이 발생
• 토출 구간에서 순간적으로 압력이 높아짐
• 기본 구조가 간단해서 고장이 적고 유지보수가 쉬움

🔥 특징

✅ 저압 운전(일반적으로 0.1 ~ 0.5 MPa)
✅ 유지관리 간편
✅ 내구성이 좋음 → 농축기, 수처리장, 송풍기 등
✅ 압축 효율은 낮지만, 단순 운전과 가격이 강점
✅ 주로 MVR 초기 도입 시스템에서 사용됨

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1-2. 스크류 압축기 (Screw Compressor)

중·고압이 필요한 산업 현장에 적합

🔧 원리

• 암수 한 쌍의 스크류 로터가 맞물려 회전하면서
  공기나 증기를 점진적으로 압축
• 로터가 회전할 때 체적이 줄어들며 압력이 증가

🔥 특징

✅ 중·고압에 적합 (최대 1.5MPa 이상도 가능)
✅ 고효율, 진동과 소음이 적음
✅ 연속 운전, 유지보수가 간편
✅ 냉동 시스템, MVR의 고압 라인에서 사용
✅ 오일 주입식(윤활과 밀봉을 겸함)과 오일프리식(깨끗한 증기 필요 시)으로 나뉨

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1-3. 피스톤 압축기 (Reciprocating Compressor)

왕복운동으로 압축하는 가장 전통적인 방식

🔧 원리

• 피스톤이 실린더 안에서 왕복 운동
• 흡입 시 기체를 들여오고, 압축 스트로크에서 압축
• 밸브가 개폐되면서 고압으로 밀어내는 구조

🔥 특징

✅ 고압(수십 MPa까지) 가능
✅ 구조가 간단하지만 진동과 소음이 크고 유지보수 필요
✅ 산업용 특수 라인, 냉동 라인에 사용
✅ 주로 고압 소량 생산에 적합 (MVR에서는 거의 사용 안 함)

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✅ 2. 동력형 압축기 (Dynamic Compressors)

"기체에 속도를 주고, 그 운동 에너지를 압력 에너지로 바꾸는 방식"
흐름이 끊기지 않는 방식으로 연속적으로 압축하고 대용량 처리가 가능해.

🌟 대표적인 동력형 압축기 종류

종류특징

원심 압축기	고속 회전, 대용량, MVR 고급 시스템 사용
축류 압축기	고속·고압, 항공기 엔진 등에서 사용

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2-1. 원심 압축기 (Centrifugal Compressor)

날개(임펠러)를 고속 회전시켜 원심력으로 압축

🔧 원리

• 회전하는 임펠러가 기체에 속도를 부여
• 기체는 원심력에 의해 외부로 밀려나면서 운동 에너지가 압력 에너지로 변환
• **디퓨저(확산기)**에서 속도를 낮추고 압력을 높인다.

🔥 특징

✅ 고속 회전 → 고효율, 저소음
✅ 대용량 처리 가능
✅ 고압보다는 대량 저압 압축에 적합
✅ MVR에서 고급형 증기 재활용 시스템에 사용됨
✅ 유지비는 높지만, 대규모 생산라인에서 효율이 뛰어남

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2-2. 축류 압축기 (Axial Compressor)

기체가 축 방향으로 흐르며 점진적으로 압축됨

🔧 원리

• 다수의 고정 블레이드와 회전 블레이드가
  교대로 배치되어 기체가 축 방향으로 흐르며 압축
• 단면적이 좁아지면서 압력이 증가

🔥 특징

✅ 매우 높은 압축비
✅ 대량 고속 처리 가능
✅ 주로 항공기 엔진, 발전소 가스터빈에 사용
✅ MVR에서는 거의 사용되지 않음

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✅ MVR 시스템에서의 압축기 선택 기준

항목고려사항

에너지 효율	재활용 증기를 얼마나 효율적으로 압축할 수 있는가?
압축기 용량	농축할 물질과 라인 규모에 따라 결정
압력 요구 사항	증발기 및 농축기 설계 압력에 맞게 선택
운전 환경	고온·고습 조건에 적합한 설계 필요
유지보수 용이성	정기 점검 및 부품 교체 편의성

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✅ 마무리 정리

👉 루츠 블로워
단순 구조 + 저압 + 유지 간편 → 소형 MVR, 초기 설치용
👉 스크류 압축기
중고압 + 안정성 + 고효율 → 중형·대형 MVR에서 표준
👉 원심 압축기
대용량 + 연속 압축 → 대규모 플랜트형 MVR 고급 시스템에 사용