압축기는 증발기에서 냉매 증기를 지속적으로 흡입해 증발기의 저압 및 저온을 유지시키며 매우 높은 온도의 가스를 응축기로 배출해 주변 공기에 열을 방출하고 다시 액체로 응축되도록 하는 냉동사이클의 심장 역할을 한다.
압축기의 원리인 압축, 응축, 팽창, 증발 과정을 반복하면서 필요한 냉난방공조는 물론 냉동·냉장 등 다양한 용도를 확보할 수 있는 냉동기의 운용에 있어 가장 핵심부품이다.
압축기는 크게 압축방식과 밀폐구조에 따라 분류할 수 있다. 압축방식에 따라 터보형(Dynamic)과 용적형(Positive Displacement)으로, 밀폐 구조에 따라밀폐형(Hermetic compressor), 반밀폐형(Semi–ermetic compressor), 개방형(Open type) 등으로 나뉜다.
콜드체인용 압축기는 △스크롤 압축기(Scroll Compressor) △스크류 압축기(Screw Compressor) △왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor) 등 크게 3가지로 분류하고 있다.
스크롤 압축기는 에머슨이 세계 최초로 선보인 압축기로 현재 전 세계 상업 및 주거지역에서 약 1억5,000만개소 이상에 도입됐으며 스크류 압축기는 산업용 냉동·냉장 및 가스 압축기 용도로 사용되며 높은 안정성 및 수명 주기 비용이 낮은 것이 특징이다.
일반 저장고용 솔루션으로 도입되고 있는 왕복동식 밀폐형 압축기는 에너지효율이 높고 견고하게 설계돼 운전환경이 열악한 냉각장치에 적합하다.
다양한 압축기 유형은 주거, 상업, 산업, 공조 및 운송 등 각 업계의 세부 요구사항을 충족시키며 발전해왔다. 이러한 기술발전의 공통적인 결정 요인은 에너지효율에 대한 요구사항 증가로 향후 지속 증가할 것으로 예상된다.
최근 냉동공조시장의 트렌드는 고효율–에너지절감, FOOD Retail 성장, 친환경 냉매 확대로 볼 수 있다. 특히 각 국가마다 친환경정책 도입 과정이 다르지만 모든 국가에서 효율성 및 탄소중립(제로)목표를 기존보다 더 높게 설정하고 있다.
현재 업계에서 가장 주목하고 있는 과제는 높은 효율을 가진 제품을 설계하는 동시에 친환경적인 압축기를 제공하는 것이다. 이에 따라 이러한 기술을 활용해 두가지 요소를 모두 갖춘 압축기를 개발함으로써 경쟁 우위를 선점해야 한다.
업계의 한 관계자는 “인버터 압축기는 간절기 시즌에는 부분부하 운전을 통해 냉동·냉장기기 전력의 대부분을 차지하는 압축기 운전전력을 획기적으로 줄여준다”라며 “최대부하 on/off 운전을 반복하는 정속형 압축기대비 인버터의 저속연속운전으로 전력 절감 효과가 뚜렷하며 통상 연간 30% 에너지를 절감하는 효과를 거둘 수 있다”고 밝혔다.
코로나19 상황으로 인해 냉동·냉장식품에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 콜드체인의 비중이 높아지면서 냉동사이클의 심장인 압축기의 친환경냉매로의 전환 또한 중요해지고 있다.
Low GWP 냉매로의 전환이 빠르게 일어나고 있는 것이 현 글로벌 냉매 트렌드다. 특히 냉매변화를 선도하는 유럽에서는 Low GWP뿐만 아니라 자연냉매로의 전환도 빠르게 일어나고 있다.
반면 내수시장은 R22와 R404a 같은 냉매 사용 비중이 여전히 높다. GWP가 낮아질수록 냉매 가연 특성이 높아지는 성질과 냉매밀도 변경에 따른 시스템 원가 문제가 상충되며 제조사들이 빠른 전환을 주저하게 만들고 있다. 하지만 내수시장도 환경규제에 대응하기 위해 Low GWP나 자연냉매로의 전환이 점차 가속화될 것으로 기대된다.
