압축기/송풍기/냉동기/스프링 서징현상 원인 및 해결방안

압축기/송풍기/냉동기/스프링 서징현상 원인 및 해결방안

기계설비별 서징현상(Surging)의 원인진상 및 해결방안을
압축기, 송풍기, 냉동기, 스프링 방식 장치로 구분하여 정리해보겠습니다.

 

서징은 여러 회전기계에서 공통적으로 발생할 수 있는
비정상적 압력·유량 진동 현상으로,
설비에 따라 원인과 대응 방식이 달라지므로 구체적 구분이 중요합니다.

 

 

 

 

 

 

압축기(Compressor)의 서징현상 원인 및 해결방안

✅ 발생원인

• 토출 압력이 지나치게 높고 흡입 유량이 적을 때
• 성능곡선의 불안정 영역(후부 곡선)에서 운전
• 흡입측 댐퍼·밸브 오작동, 막힘, 고장
• 부하변동이 심한 시스템에서 제어불능 상태 진입

✅ 문제증상

• 유량이 앞뒤로 진동하며 소음 발생
• 압축기 역류, 진동, 고속베어링 손상
• 전동기 과부하, 트립 발생

✅ 해결방안

• 최소유량 유지용 재순환 회로(RC Line) 설치
• 안정 운전영역(BEP 부근) 확보
• 흡입댐퍼 자동 제어 연동
• 인버터 제어 + 압력센서 조합

 

 

 

 

송풍기(Fan)의 서징현상 원인 및 해결방안

✅ 발생 원인

• 급격한 풍량 감소 or 토출측 막힘
• 후부 곡선에서의 운전
• 풍량이 시스템 최소 요구량보다 떨어질 때
• 덕트 댐퍼 급폐, 필터 막힘 등 저항 증가

✅ 문제 증상

• 팬 진동, 소음 증가, 축계 파손
• 풍량 역류 → 덕트 내 불안정 유동
• 팬 모터 과열, 기동 불능

✅ 해결방안

• 바이패스 댐퍼 or 릴리프 댐퍼 설치
• 덕트 설계 시 최소 풍량 유지 보장
• 팬 커브 설계 시 BEP 내 운전점 설정
• 서징 방지용 재순환 루프 도입

 

 

 

 

 

냉동기(Chiller)의 서징현상 원인 및 해결방안

※ 주로 원심식 냉동기(Centrifugal Chiller)에서 발생

✅ 발생 원인

• 증발기와 응축기 간 압력차 과다
• 저부하 운전 시 유량 부족
• 냉매 흐름 불안정 (증발기 냉매 과다 or 부족)
• 냉각수 측 온도 상승 → 응축기 압력 증가

✅ 문제 증상

• 냉동기 내부 압력 진동, 소음
• 운전 불안정 → 빈번한 정지/재기동
• 장비 내부 손상 (디퓨저, 임펠러 파손 위험)

✅ 해결방안

• 저부하 운전 시 유량 확보 (Bypass or VFD 제어)
• 응축기 냉각수 온도 제어 강화
• 냉매 충전량 및 압력 정기 점검
• 실시간 압력센서 기반의 자동제어 시스템 운영

 

 

 

 

 

스프링 방식 장치 (스프링 리턴 댐퍼, 체크밸브 등) 서징현상 원인 및 해결방안

✅ 발생 원인

• 댐퍼·밸브가 스프링 힘으로 복귀 시 과도한 압력 상승
• 유체 흐름 방향 제어 실패 → 역류
• 고속 개폐 반복 시 유량 진동 유도
• 스프링 강성 과대 or 과소 설계

✅ 문제 증상

• 밸브 진동, 개폐 지연
• 유량이 스프링 반력과 충돌하면서 역압 발생
• 댐퍼 찢어짐, 링크 손상

✅ 해결방안

• 스프링 강도 조절 (댐핑 기능 포함 설계)
• 댐퍼 개폐 속도 조절기(Damper Actuator with Damping) 적용
• 역류 방지용 체크밸브 보강
• 유량 완충 장치(Flow Stabilizer) 설치 고려

 

 

기계설비별 서징현상 차이점 비교정리

 

기계설비별 서징현상 차이점을 비교정리해보면 다음과 같습니다.

구분	발생 원인	문제 증상	방지 방안
압축기	유량 부족 + 고정압 운전	진동, 역류, 모터 트립	RC 라인, BEP 운전, 자동제어
송풍기	후부 곡선 운전, 급폐동작	소음, 팬 손상	댐퍼 제어, 인버터 제어, 바이패스
냉동기	부하 급변, 압력차 과다	냉매 역류, 정지	VFD 제어, 압력관리, 냉매량 점검
스프링계열	스프링 오작동, 급개폐	밸브·댐퍼 진동, 손상	댐퍼 감쇠기, 강도보정, 흐름조절기

 

서징은 설비 종류별로 양상은 다르지만, 공통적으로 ‘운전 조건이 불안정하거나, 유량이 시스템 최소치보다 낮을 때’ 발생합니다.
따라서 초기 설계단계에서부터 서지 구간을 피하는 운영조건 분석과 제어계 설계가 매우 중요합니다.

 

 

 

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