1. 시스템 개발의 목적과 경과

2015년 파리협정으로 시작돼 2021년 11월 영국 글래스코에서 열린 제26차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP26)에서 세계 평균기온 상승을 1.5℃로 억제하는 목표를 세워 세계가 노력하기로 정식 합의했다.

이 때문에 세계 온실효과가스 배출량을 2030년에는 2010년 대비 약 45% 삭감, 2050년에는 탄소제로(Net-Zero)로 할 필요가 있다.

일본도 온실가스 배출량을 2050년까지 넷제로를 목표로 한다고 선언했다. 이러한 배경속에서, 기업들은 그린 전력 구입, 자체 공장에 태양광 발전설비 설치나 능력 증강을 계획하고 있다. 연료로는 연료전지, 바이오매스 연료, 수소연료 등으로의 전환을 위한 기술혁신, DX 추진을 위한 AI 활용 등 2030년, 2050년을 내다보고 있다.

이러한 시책과 병행해 에너지 절약이나 열회수 등에 의한 에너지 삭감 대책은 향후에도 매일 계획, 실시, 데이터 확인, 개선 등 계속해 나가는 것이 중요하다.

이번 설비 개수 대상 공장에서 전력 소비량(열병합 전력 포함) 비율이 가장 크게 차지하고 있는 것은 냉열원 설비이다. 대략 공장 사용전력 가운데 30~40%를 냉동기와 그 보조기기(펌프, 냉각탑)가 차지하고 있다. 이 파트의 전력 삭감은 에너지 절약 효과가 크고 냉열원 시스템은 시대마다 에너지 절약 시책을 축적하고 있다. 안전·안심, 심플한 시스템이면서 최소 냉각열원 용량으로 최소 원단위가 되는 냉열원 시스템의 실현을 목표로,

　 ① 부하 평준화

　 ② 갱신 설비 전기량의 감축화

　 ③ 안정 운전을 계속하는 냉동기 시스템

　 ④ 부품 점수의 삭감

　 ⑤ 기존 설비의 유효 이용

이상 5가지를 이상적인 시스템 실현을 위한 컨셉으로 해 과거부터 제안을 진행해 왔다. 여기서는 ③ 및 ④에 대한 개발경위를 소개한다.

설비 시공사 : (주)다이킨어플라이드시스템즈

설비 소유자 : 아사히맥주(주) 스이타공장

설비의 개요

명칭 : 아사히맥주(주) 스이타공장

소재지 : 오사카부 스이타시 니시노쇼쵸 1-45

개요 : 냉동기 설치 건물 　

건물 : 지상 4층 건물　

연면적 : 7,533m2

구조 : RC조

용도 : 공장

▶ 터보냉동기의 계획 배경

일본에서는 프레온배출억제법에 따라 저GWP 냉매로의 전환으로 터보냉동기는 2025년까지 제조업체 출하기의 GWP를 1년간 가중평균해 100 이하로 억제하는 규제가 발령된 바 있다. 그와 병행해 각 메이커는 GWP100을 크게 밑도는 HFO(하이드로플루오로올레핀) 냉매 터보를 발매, 인버터(INV)에 의한 터보블로어의 회전수 제어로 부분부하 특성이 뛰어나기 때문에 향후 교체도 예상해 우선 1대 납품하게 됐다.

터보냉동기는 일반적으로 약 300톤 이상의 대용량 수냉식으로 효율이 뛰어난 점이 장점이지만 냉각수 온도 변화, 브라인 입구 온도 변화에 따른 추종성에는 용적식 압축기와 비교해 일반적으로 떨어진다. 이 점에 대한 대응에 대해서는 다음 항의 시스템 측에서 소개한다.

▶ 브라인 출구 온도 변경에 대해

해당 공장은 여름철 고부하, 겨울철 저부하로 부하율은 100%에서 15%까지 변동한다.

따라서 기설 냉열원 시스템은 하절기는 대온도차(약 10℃ → -3℃), 동절기는 소온도차(1℃ → -3℃)가 됨으로 냉동기 직렬 운전 시스템을 채용하고 있다. 본 장비는 기본이 저온 -3℃를 취출하는 것이지만, 케이스에 따라 중온 0℃를 취출하는 것도 가능하다.

▶ 경과

2017년 / 설계 및 납품

2018년 1월 / 시운전 및 인도

2018년 1월~12월 / 데이터 활용을 통한 지속적인 튜닝 실시

2019년~2021년 / 경년비교, 미세조정, 유지보수 시기 파악

2. 설비 시스템의 개요

▶ 신설

　 ① HFO 냉매 INV 터보냉동기 : 호칭 냉각능력 340USRt(1,195kW)×1대

　 출구 브라인 온도 -3℃시 340USRt(1,195kW)

-중략-

2023년 2월호 참조