최근 생활수준 향상으로 건강한 먹거리에 대한 국민들의 니즈가 더욱 커지면서 냉동·냉장시스템, 특히 농·수·축산용 냉동·냉장고에 대한 중요성이 그만큼 높아지고 있다.

냉동·냉장고는 농·수·축산물의 산지 저장부터 식품가공, 유통마켓 등 콜드체인 전 분야에 적용되어 신선하고 안전한 먹거리를 제공하기 위해 꼭 필요한 기반 설비이다.

콜드체인 전 분야에서 사용되는 만큼 산업규모도 클 뿐만 아니라 냉동·냉장고에서 소비하는 에너지비용도 상당한 양을 차지하고 있다. 그만큼 설계부터 관리까지 에너지 절감과 탄소배출 감소 효과를 고려해야 한다.

모든 냉동·냉장 시스템은 냉각 운전 시 냉동효율을 급격히 저하시키는 성에가 증발기(냉각기)에 발생한다. 그래서 이 성에를 주기적으로 녹이는 제상기능이 반드시 적용된다. 하지만 현재

적용되고 있는 타이머를 이용한 주기적 제상방식은 히터 과열로 인한 냉동고 내 온도 상승, 성에의 완벽한 착상 감지와 제상의 어려움으로 인한 냉각 능력 저하 및 전기료 증가, 액 압축 증대로 인한 냉동기계 수명 단축, 무엇보다 저장물의 신선도 저하 우려 등 많은 문제점을 안고 있다.

프로스트아이, 기존 히터 제상 대비 에너지절감 50%

전북 전주시 덕진구에 위치한 주식회사 신진에너텍(대표 박진섭)은 2011년 농·수·축산용 냉동·냉장설비 전문업체로 설립된 후 기존의 타이머 제상방식의 문제점을 완벽히 해결한 광학방식의 디프로스트 컨트롤러 ‘프로스트아이(frost�eye, 제품명)’와 제상 열원으로 히터가 아닌 냉동기의 응축폐열만을 이용하는 ‘Non-heatered 제상시스템’을 개발해 상용화했다. 특히 이 기술을 적용한 ‘복합열원 히트펌프’와 ‘액분사식 트리플 복합냉동시스템’ 등 신제품을 연이어 개발하며 냉동냉장 업계의 혁신 아이콘으로 부상하고 있다.

신진에너텍의 기술이 이처럼 주목을 받는 건 무엇보다 해외기술의 벤치마킹이나 제휴가 아니라 자체 개발한 토종기술이란 점이다.

박진섭 대표는 “정부의 녹색 성장은 신재생에너지를 적극적으로 이용하고 불필요한 에너지 사용과 환경오염을 줄이면서 경제를 발전시키려는 녹색산업을 바탕으로 한다.”며 “신진에너텍은 당장 눈앞의 이익과 편리함만 좇기보다는 미래 세대에 그리고 냉동시장에 미칠 영향을 고려하는 경영원칙을 기반으로 냉동공조산업뿐 아니라 녹색성장 발전에 기여할 수 있는 제품과 기술개발에 지속적인 노력을 기울여왔다.”고 밝혔다.

‘프로스트아이(frosteye)’와 ‘Non-heatered 제상시스템’은 박 대표의 이런 열정과 노력의 결과물이기도 하다.

신진에너텍이 지난해부터 본격 공급하고 있는 냉동·저온창고용 제상히터 없는 냉각기에는 ‘프로스트아이’와 ‘응축열 이용 Non-heatered 제상시스템’ 등 두 기술이 한 세트로 적용되어 최고 성능을 발휘한다.

박진섭 대표는 ‘프로스트아이’ 및 ‘Non-heat�ered 제상시스템’의 개발 배경에 대해 “40여 년간 냉동산업에 종사하며 겪었던 가장 큰 애로사항은 ‘A/S’, 특히 냉동시스템은 성에 착상으로 인한 냉동기의 에너지 효율 저하와 보관품 손상 등 성에 제거가 가장 큰 고민거리였다.”며 “이러한 부분의 개선을 인지하고 손쉽게 성에를 감지하고 제거할 수 있는 방법론을 찾다가 2014년 성에의 제상 시점과 종점을 LED센서로 정확히 판단해 제상제어를 하는 광학방식의 성에 감지센서인 프로스트아이(frosteye)를 개발했다.”고 설명했다.

프로스트아이는 냉각핀의 성에 두께를 정확히 감지해 제상 필요시에만 제상을 한다. 기존 시스템처럼 불필요한 제상을 하지 않아 저장고 내의 온도가 일정하게 유지되어 저장품의 보관상태를 최상으로 유지할 수 있다. 이런 이유로 기존 타이머 제상방식보다 전력을 최대 50% 절감 가능하고 냉동기 및 제상히터의 수명을 연장할 수 있어 유지보수 비용 절감효과도 크다.

박진섭 대표는 “냉동·냉장저장고는 전국에 약 130만개가 설치되어 있는데 이것에 모두 프로스트아이를 설치하면 하루 170만kW의 전력 절감 효과를 거둘 수 있어 발전소 건설비용도 아낄 수 있다”고 말했다.

프로스트아이는 ‘적외선 감지센서를 이용한 냉동시스템 증발기의 제상장치’로 국내 특허등록은 물론 미국, 싱가포르, 중국 등에 해외특허를 출원한 상태다.

공기열, 지하수열 이용 복합열원 히트펌프시스템도 개발, 우수조달물품 등록

박진섭 대표가 프로스트아이를 상용화한 후 냉동고에 적용하면서 아이디어를 얻어 개발한 제품이 ‘응축폐열을 이용한 Non-heatered 제상시스템’이다.

“그동안 히터에 과열방지TC 적용을 맹신했던 단점이 보이기 시작했다. 히터 제상 시 물류창고 등에 과열방지TC로 인한 화재가 자주 발생했다.

이처럼 화재 위험을 안고 있는 히터를 제상에 꼭 써야하는지, 없애면 안 되는지 의문이 들었다.”는 박진섭 대표.

증발기에 성에가 끼는 것은 냉동고 내 온도를 낮추기 위해 냉동기가 가동되는데 이때 발생되는 고온의 열은 그냥 버려진다.

박진섭 대표는 “버려지는 압축기의 토출가스 응축폐열을 모아 증발기 제상에 사용하면 어떨까라는 아이디어를 생각해내고 바로 제품개발에 들어갔다.”며 “그 결과물이 응축폐열을 이용한 Non�heatered 제상시스템”이라고 밝혔다.

이 시스템은 콘덴싱유니트 상단 열교환기 사이에 물탱크를 설치하고 고압 배관이 물탱크를 경유하도록 했다. 물탱크 물은 냉동기의 응축폐열이 지나면서 제상에 필요한 35℃ 정도의 온수가 되면 전자변이 닫히고 나머지 폐열은 대기 중으로 방출하는 원리이다.

이 두 기술 모두 신진에너텍의 특허기술로 국내는 물론 세계 시장에 내놔도 결코 경쟁력이 떨어지지 않는다 게 박진섭 대표의 설명이다.

‘프로스트아이 및 응축폐열을 이용한 제상 시스템’ 기술은 고압 냉매관의 응축폐열(고압 냉매온도)을 제상 열원으로 사용함으로써 기존 히터 제상에 사용되는 에너지의 98%를 절감할 수 있다.

히터 가동을 제외한 펌프동력 등 소량의 에너지만 사용해 피크전력이 감소하며 멀티방식에 매우 효과적이다.

냉동기 1차 전원의 전력설비 공사비를 절감할 수 있으며 히터 손상으로 인한 유지보수비도 발생하지 않는다. 또한 응축부하 감소로 콘덴싱유니트의 팬 가동전력도 줄일 수 있다. 제상 열원을 고온수로 사용함으로써 전기히터 과열로 인한 화재를 원칙적으로 차단할 수 있고 35℃ 제상수의 직접적인 순환으로 제상시간을 줄여 고내 온도 상승을 억제, 보관물품의 품질이 변질되지 않아 상품성도 높일 수 있다.

박진섭 대표는 “냉동기가 10마력이라고 가정했을 때 한 시간에 소모되는 전력량은 10kW이며 일반적으로 냉장고 온도유지를 위해 24시간 중 5~6시간을 운전하면 하루에 소모되는 에너지는 60kW 또 기존 히터제상방식은 4시간마다 20분씩 가동하는데 하루에 2시간 정도 30kW를

사용한다.”며 “결국 총 에너지사용량은 90kW인데 이 중 1/3인 30kW를 절감하고 제상시간을 줄여 고내 온도변화 억제로 얻는 비용절감도 큰 영향을 미치고 냉동 운전시간도 감소되므로 최대 10kW가 감소되며 총사용에너지량은 최대 40kW가 감소된 50kw로 예상된다.”고 밝혔다.

신진에너텍은 최근 ‘액분사식 트리플 복합냉동시스템’도 개발했다. 급랭 동결실(-40℃)의 냉동기 한 대와 급랭실의 바이패스된 흡입가스만으로 나머지 냉동실(-20℃)과 냉장실(0℃)을 가동하는 신기술이다.

첫 번째 실인 급랭실에만 냉동기가 설치되고 나머지 냉동실과 냉장실에는 냉동기 없이 콘덴싱유니트만 설치하면 돼 초기투자비를 대폭 절감할 수 있다.

박진섭 대표는 “액분사식 트리플 복합냉동시스템은 급랭실을 거친 냉매가스를 복합 열교환기(냉각쿨러)를 사용해 복합열교환기에서 바이패스 한 흡입가스가 냉동실(-20℃)을 냉각하고 냉동실에서 바이패스된 흡입가스를 냉장실(0℃)에 사용함으로써 기존에 버려지던 냉열에너지를 재사용하는 원리”라고 설명했다.

박 대표는 복합냉동냉장시스템은 관리비용을 최대 60% 절감할 수 있다고 덧붙였다.

신진에너텍은 ‘Non-heaterde 제상시스템’과 ‘광학방식 적외선 센서를 이용한 자동제어 시스템’, ‘액분사식 트리플 복합냉동시스템’ 등 3가지 기술이 융합된 복합냉동시스템 기술인 ‘급냉·냉동·냉장 동시 운전에서의 에너지 절감기술’로 농림축산식품부 선정 신기술(NET) 인증을 받았다.

박진섭 대표는 “이 기술은 농식품부의 NET 기술인증 평가를 통해 신진에너텍의 냉동시스템뿐만 아니라 산업설비, 상업설비 등 여러 냉동시스템에 접목 및 활용 가능성을 인정받는 한편 또한 에너지효율 측면과 폐열 및 LED 감지센서를 활용한 제상사이클 운전부분의 기술력도 다시 한 번 검증받는 계기가 됐다”고 강조했다.

특히 박 대표는 “이 기술은 가능한 많은 사람들이 사용할 수 있도록 제품도 판매는 물론 기술도 판매할 계획”이라며 “좋은 기술이 있다고 해서 폐쇄된 자세를 취하는 것보다는 공유를 통해 해외기업에 맞설 수 있도록 국내 냉동산업을 발전시키는 데 기여하고 싶다.”고 말했다.

NET 등 18건의 인증, 13건의 국내외 특허 등 지적재산권 확보

신진에너텍의 신기술은 냉난방기에도 적용됐다. ‘복합열원 히트펌프 냉·난방시스템’은 공기열 및 지하수열을 동시 이용함으로써 공기열에 비해 냉·난방 효율을 증가시켜 에너지를 절감할 수 있고 지열원에 비해서는 시설비를 최대 50% 절약할 수 있어 공기열의 단점과 지열의 단점을 보완한 제품으로 인정을 받으려 2016년 우수조달물품으로 지정되기도 했다.

박진섭 대표는 “복합열원 히트펌프 냉난방시스템은 지하수열과 공기열을 상호보완적으로 사용하는 복수 공법으로 냉난방 효과가 극대화되며 설비비용도 지열 히트펌프 대비 약 39% 절감할 수 있다”고 말했다.

신진에너텍은 이외에도 순환식 수막시스템, 태양광 제설 냉각시스템 등 에너지절감 제품을 개발해 공급하고 있다. 특히 산업용제어, 상업용기계제어, 냉동자동제어 등을 와이파이가 되는 곳이면 어디서든 스마트폰으로 원격 제어 및 감시·관리할 수 있는 다목적 PLC & DDC제어시스템도 개발, 적용하고 있다.

신진에너텍이 중소기업이면서도 지속적인 신기술과 신제품을 선보일 수 있었던 원동력은 기술연구소를 설립하고 원천기술 확보와 고객만족도를 높이기 위해 매년 매출의 7% 이상을 R&D에 투자해온 결과다.

신진에너텍은 녹색기술인증, 신기술인증(NET) 인증, 벤처기업인증, 이노비즈, 유망중소기업인증, KC인증, UL인증, 조달우수제품지정, 품질경영시스템(ISO 9001, ISO 14001)인증, 에너지절약전문기업(ESCO)등록 등 18건의 인증과 프로스트아이 등 13건의 국내외 특허등록과 출헌 등 지적재산권을 확보하고 있다.

특히 최근에는 국내 최초의 복합냉동냉장 기술을 인정받아 ‘2018년 제1회 대한민국 강소기업 대상’ 시상식에서 ‘혁신상품 냉동시스템부문 대상을 수상하면서 대내외적으로 기술력도 인정받았다.

박진섭 대표는 “올해는 그동안 쉼 없이 달려온 기술개발은 잠시 접어두고 기존 개발 및 상용화 제품의 라인업 확대와 품질 개선 및 균일화에 주력하면서 전국적 영업망 구축에도 박차를 가할 예정”이라며 “특히 지난해부터 시장에 선보여 성장세가 두드러진 ‘응축폐열을 이용한 제상 냉동시스템’을 주력 제품으로 육성해 올해는 지난해 대비 100% 이상 성장을 목표로 하고 있다”고 밝혔다.