- 캐리어냉장 김용훈 이사 ‘콜드체인 세미나’에서 언급

- 365일 가동되지만 에너지효율 관리 품목에선 거의 제외

- 인버터 냉동기 핵심기술 및 인버터 콜드체인 라인업도 소개

캐리어냉장 김용훈 이사

365일 전기에너지를 소모하는 상업용 냉동냉장 장비에 대해 에너지효율관리 제도를 도입해야 한다는 주장이 제기됐다.

오텍캐리어냉장(이하 캐리어냉장) 기술연구소 김용훈 이사는 ‘HVAC KOREA 2020’ 기간 중 열린 ‘콜드체인 세미나 - 인버터 고효율 콜드체인 라인업’ 주제발표에서 이같이 밝히고 “회사 내부적으로 관련 세부사항들을 검토 중으로 어느 정도 안이 준비되면 관련 업체들과 협업을 통해 상업용 냉동냉장 장비에도 에너지효율관리 제도가 확대, 적용될 수 있는 방안을 마련할 예정이다”라고 말했다.

세계 각국 상업용 냉동냉장 장비 효율관리제도 시행·추진 중

최근 간편식 등 냉동 보관 제품 수요 급증과 맞물려 주 사용처인 편의점 수도 증가하면서 냉동쇼케이스, 오픈쇼케이스 등 상업용 냉동냉장 장비의 시장규모가 매년 5~10% 이상 지속적으로 성장하고 있다.

또 해외 주요 국가에서는 상업용 냉동냉장 장비에 대한 효율관리제도가 시행 또는 추진 중에 있는 등 국내 산업계의 해외시장 진출 및 에너지 절감을 위해서도 국내 고효율 기술개발 환경조성이 필요한 시점이다.

현재 우리나라의 냉동냉장 장비 중 소비효율 관리 제품은 냉동기 일체형 중 냉장용 플러그인 쇼케이스와 상업용 냉장·냉동용 전기냉장고 두 제품뿐이다. 일반 에어컨과 달리 365일 가동되면서 에너지소비가 많지만 대부분의 상업용 냉동냉장 장비들은 소비효율 관리 제품에서 제외되어 있다.

김용훈 이사는 “세계 각국은 급증하는 에너지 수요를 효과적으로 관리하기 위해 에너지효율등급과 라벨 부착을 의무화하는 등 신규 규제를 계속 강화하고 있으며 우리 정부도 일반적으로 널리 보급되어 있으면서 상당량의 에너지를 소비하는 제품을 대상으로 에너지효율등급 표시를 의무화해 고효율 제품의 생산·기술개발 촉진 및 소비자의 원천적 에너지절약 제품 구매를 유도하고 있는 만큼 상업용 냉동냉장 장비의 성능을 확인할 수 있는 방안을 모색할 때”라고 밝혔다.

상업용 냉동냉장 장비 중 소비효율 제외 품목은 냉동기 일체형은 냉동용 플러그인 쇼케이스, 상업용 냉동용 냉장고, 제빙기, 수평/수직 냉동고, 오픈형 런치쇼케이스, 아이스크림 냉동고, 냉동평대, 콜드테이블, 제과케이스 등이며 냉동기 분리형은 오픈형 다단 쇼케이스, 냉동리치인, 냉동평대, 대면 케이스, 인버터 냉동기, 유니트 쿨러, 저온저장고 등이다.

인버터 냉동기 정속형 대비 최대 에너지절감률 50%

김용훈 이사는 이날 발표에서 캐리어냉장의 인버터 핵심기술과 인버터 콜드체인 솔루션 및 인버터 라인업 그리고 에너지 소비효율 현황에 대해도 소개했다.

캐리어냉장의 인버터 냉동기와 쇼케이스 시스템 개발 콘셉트는 경제성, 혁신적 기술, 친환경으로 크게 구분된다.

 

인버터 냉동기 쇼케이스 적용 개념도
인버터 냉동기 쇼케이스 적용 개념도

우선 경제성 측면에서 보면 인버터 적용으로 자사 정속형 냉동기대비 평균 35% 이상 소비전력을 절감했다. 또 인버터와 IoT를 연결해서 전체적인 시스템 모니터링을 통해 차별화된 서비스 대응력을 강화했다. 여기에 인버터로 압축기 회전수를 제어해서 부분부하에도 대응하고 또 관련 통신을 이용해서 멀티제어도 구현했다.

김용훈 이사는 “이런 경제성은 고효율 BLDC 압축기, 인버터, 전자식 팽창밸브(EEV) 그리고 자체 개발한 스마트 마이콤 등 혁신적인 기술 적용으로 가능했다”고 강조했다.

캐리어냉장 인버터 냉동기에는 지구온난화 방지를 위한 대응으로 저온 장비에 많이 적용되는 R404 냉매 대신 친환경 냉매인 R410A가 적용됐다.

또 △스마트 제상 시스템 △시스템 제어를 위한 전자식 팽창밸브(EEV) 제어로직 △인버터 멀티 운전 및 통신 시스템 △고효율 인버터 BLDC 압축기 및 DC 인버터 팬모터 △실내기 부하에 따른 압축기 RPS제어 등 5가지 핵심기술도 적용돼 있다.

여기에 멀티 운전 및 통신 시스템을 적용해서 광범위한 용량제어와 부분부하에도 대응이 가능하고 인버터 적용으로 차별화된 상품온도 유지 및 저소음, 저진동 운전 및 설치가 용이한 구조로 설계됐다. 또 스마트폰을 통해 원격으로 인버터 냉동기 운전 상태 확인 및 제어도 가능하다.

 

인버터 냉동기 멀티 운전 및 통신시스템 적용도
인버터 냉동기 멀티 운전 및 통신시스템 적용도

김용훈 이사는 “특히 자체 시험결과 자사 정속형 냉동기 대비 평균 35% 소비전력 절감효과가 나왔지만 실제 인버터 냉동기가 적용된 편의점 대상의 필드 테스트에서는 평균 35%, 최대 50% 이상의 소비전력 절감효과를 거둔 곳도 다수 있다”고 언급했다.

현재 캐리어냉장의 인버터 냉동기는 편의점, 마트 등 쇼케이스와 저온저장고 등에 활발히 적용되고 있다.

김용훈 이사는 편의점에 적용된 인버터 냉동기와 쇼케이스, 워크인쿨러 연결 시스템을 소개하며 “국내 최초로 냉장시스템에 고효율 에너지 절감형 인버터 냉동기와 실내기에 전자식 팽창밸브(EEV)를 결합, 적용한 제품으로 사계절 내내 에너지 절감 효과를 거둘 수 있는 친환경 냉장/냉동시스템이다”라고 말했다.

인버터 냉동기의 핵심기술

인버터 냉동기에 적용된 스마트 제상 시스템은 기존 시간 주기로 제상을 하는 방법에 자체 개발한 인버터 제어 기술이 적용된 빙결 방지 기술을 접목해 효율적인 제상 운전 시스템을 구현했다.

보통 장마철, 외기에 의한 에어커튼 불량 등 매장 쇼케이스의 운전 조건이 나쁜 경우, 쉽게 적상이 될 수 있는 조건이 된다. 이때 쇼케이스 열교환기에 설치된 온도 센서로 적상을 감지하고 자동으로 제상을 실시한 후 냉각운전으로 복귀시켜주는 게 스마트 제상 시스템이다.

이 시스템은 현재 특허등록되어 있다.

김용훈 이사는 “인버터 시스템 개발 시 전자식 팽찰밸브 제어 로직과 유기적으로 접목하는 게 쉽지 않았지만 산학 협력 연구를 통해서 관련 제어 로직과 설정값을 도출하고 전자식 팽창밸브(EEV) 제어 로직 적용을 통해 인버터 냉동기와 쇼케이스의 능동적 과열도 제어로 에너지 절감 및 시스템 안정화를 구현할 수 있었다”고 밝혔다.

캐리어냉장 인버터 냉동기는 저압으로 운전하는 타사의 인버터 냉동기와는 차별화된 통신 제어로직과 실내기 멀티 제어기술로 인버터 냉동기의 설치비용 절감 및 에너지 절감을 구현했다. 또 스마트폰으로 원격 모니터링 및 설정값 조정제어를 할 수 있는 어플을 개발해 실시간 최적 부하제어로 안정적인 시스템 운용이 가능하고 인버터 냉동기에 연결되는 실내기 제품의 부하 용량에 맞게 ‘압축기 RPS 제어값’을 사용자가 온도컨트롤러에서 설정변경할 수도 있다.

캐리어냉장의 인버터 콜드체인 라인업

캐리어냉장은 식품 산지에서 가정의 식탁까지 이어지는 ‘토탈 콜드체인 시스템’을 국내에서 유일하게 구축하고 있는 냉장·냉동 전문기업이다.

캐리어냉장은 국내 최초 상업용 고효율 인버터 기술과 독자적인 냉장·냉동 설계기술을 바탕으로 상업용 쇼케이스, 물류창고용 저온시스템, 차량용 냉동기, 업소용 주방 냉장, 인버터 냉동기, 가정용 냉장고 등 다양한 제품을 공급하고 있다.

특히 인버터 콜드체인 적용 장비는 다양한 용도에서 상용화되거나 개발이 진행 중이다.

캐리어냉장의 인버터 냉동기는 냉장용과 냉동용으로 2마력부터 10마력까지 라인업되어 있다. 2019년에 에너지위너상 절약상을 수상했으며 편의점, 대형마트, 물류창고 등에 공급되고 있다.

인버터 냉동기는 장배관 설치 시 개별 장비의 과열도 조정을 통한 안정적인 증발온도 제어가 가능하다. 또 EEV 제어로 에너지 효율이 향상되고 능동적으로 부하변동에 맞게 운전 가능하도록 전체적인 제어로직을 개발, 적용했다.

또 캐리어냉장은 내년 상반기 출시를 목표로 고효율 인버터 대용량 멀티 냉동기도 개발 중이다. 실외기는 전면 토출방식인 기존 소형 냉동기와 다르게 상부 토출식이며 스크롤 압축기가 2대가 적용된 인버터 멀티 CDU로 상용화된다. 냉동기 용량은 15마력부터 45마력까지 라인업될 예정이다.

 

인버터 멀티 대형 냉동기 시스템 개념도
인버터 멀티 대형 냉동기 시스템 개념도

캐리어냉장은 콜드체인의 수송을 담당하는 냉동탑차 및 화물차용 등의 무시동 에어컨도 공급하고 있다.

특히 국내 최초로 에어컨 가동 없이도 공기청정 기능을 단독으로 가동할 수 있어 사계절 내내 사용 가능한 차량용 ‘인버터 분리형 무시동 에어컨’을 최근 출시해 공급하고 있다.

‘차량용 인버터 분리형 무시동 에어컨’은 캐리어냉장의 고효율 인버터 기술이 적용돼 동급대비 최대 27%까지 배터리 절약이 가능하다.

더불어 배터리 추가 사양을 적용하면 최대 8시간까지 에어컨 가동을 할 수 있어 사용자의 연료비 절감에도 도움을 준다.

특히 배터리 방전 예방을 위한 저전압 방지기능이 추가돼 차량 내에서 안정적인 휴식이 가능한 것도 큰 특징이다.

또한, 캐리어냉장은 국내 업체 최초로 별도 실외기 공간이 필요없는 플러그인 쇼케이스에 인버터 드라이브를 적용한 리치인 프리저, 플러그인 오픈쇼케이스, 냉동콤비, 냉동평대 등을 개발, 공급하고 있다.

이 제품은 부하변동에 대한 용량제어가 가능하고 저소음 운전 및 설치가 용이하다. 자사 기존 제품 대비 약 30% 이상의 소비전력 절감이 가능한 게 장점이다.

캐리어냉장은 전기차 대응 냉동시스템 설계도 진행 중이다.

 

차량용 무시동 전기냉동탑차 개념도
차량용 무시동 전기냉동탑차 개념도

김용훈 이사는 “택배용 소형 트럭은 경유 차량 사용을 금지하는 법안이 최근 국회를 통과해 2023년부터 택배용 및 통학용 차량은 디젤엔진을 사용할 수 없다”며 “이를 대비해 전기차에 최적화할 수 있는 차량용 냉동 시스템 및 전력공급장치(BMS), 컨트롤러 등을 개발하고 있다”고 밝혔다.

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