고효율과 에너지절감을 통한 친환경시스템을 추구하는 기업 엘케이에스는 최근 ‘차압댐퍼 제어신호에 따른 HOT gas 및 균온방지 온수생성 사이클이 구비된 냉동·냉장시스템’ 특허(10-1856738)를 출원했으며 특허가 적용된 대류방지형 HOT gas 제상적용 Dual Cycle 재증발 Unit Cooler 냉동·냉장시스템을 개발했다.
2018년 설립된 엘케이에스는 냉동공조분야에서 13종 특허를 보유하고 있으며 냉동기, 대형냉장고, 항온항습기, 공기조화장치 구조물 등을 제작하고 있다. 2021년 벤처기업인증을 받았으며 한국에너지공단 에너지이용합리화품목을 등록했다. 2022년 녹색기술인증도 받았다.
대류방지 Dust 적용⋯ 최대 40% 에너지 절감
엘케이에스가 특허받은 ‘차압댐퍼 제어신호에 따른 HOT gas 및 균온방지 온수생성 사이클이 구비된 냉동·냉장시스템’은 냉동시스템의 Unit Cooler의 제상을 위한 HOT gas 제상 사이클을 개선함으로써 제상조건을 정밀하게 제어하고 냉동공간의 온도변화를 최소화한 냉동시스템을 제공하기 위해 개발됐다.
Unit Cooler의 제상시점을 차압댐퍼에 설치된 기울기 센서에서 감지된 값이 미리 설정된 값보다 커진 시점으로 설정함으로써 정밀한 제상을 제어할 수 있어 제상효율이 매우 우수하다. 또한 복수의 Unit Cooler의 일부가 제상 중인 경우 나머지 Unit Cooler는 정상적인 냉각기능을 수행할 수 있어 냉동공간의 온도변화가 최소화됨으로써 보관 중인 식품이나 물품의 손상을 방지하는 효과가 있다.
온수생성 열교환기로 입출되는 물을 보관하는 탱크를 복수로 구성하고 직렬 구조를 형성한 경우에는 탱크 간 온도차가 발생하도록 해 온수생성 열교환기의 열교환 효율을 향상시키는 효과를 제공한다. 제상에 의해 발생한 응축수 스프레이 노즐이 구비된 경우 가스집합장치로부터 분출되는 가스와 함께 냉동 공간에 응축수를 다시 분사함으로써 냉동공간 내 습도를 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.
특허기술이 적용된 대류방지형 HOT gas 제상적용 Dual Cycle 재증발 Unit Cooler 냉동·냉장 시스템은 제상 Cycle 구성 시 냉동·냉장 복합기능을 구현함으로써 에너지 절감 및 탄소배출 저감이 가능한 시스템이다. 고내 온도설정값에 따른 냉동, 냉장, 제상 Cycle 용량비례제어가 가능해 기존 시스템대비 약 30~40% 절감효과를 기대할 수 있다.기존 전기제상(Cop 1.0) 방식은 전기히터의 열원적용이 80%를 차지하며 에너지 소모비중이 크다. 또한 잦은 전기히터 고장으로 누전사고 및 화재 위험성이 존재한다.
엘케이에스 Hot gas 제상(Cop 2.5)은 대류방지 Dust 적용으로 제상 열원의 손실을 방지하며 Hot gas 제상이 끝난 냉매액으로 재증발 냉동·냉장열원으로 재증발시켜 에너지절감, 탄소배출 저감, 에너지효율을 향상할 수 있다.
또한 특허등록된 초절전형 Multi Cycle Unit Cooler 공통헤더 적용으로 냉동·냉장 효율을 향상시킨다. 대류방지용 Duct가 적용된 Unit Cooler는 제상 Cycle 형성 시 제상에너지를 60% 손실 방지하는 효과가 있다.
인버터시스템 전환⋯30% 효율 증가
2024년 국내 콜드체인시장 규모는 3조5,000억원으로 전망된다. 급속도로 성장하는 만큼 콜드체인업계에서는 에너지절감, 탄소배출저감의 중요성이 높아지고 있다.
지난해 한국에너지공단은 '2023 에너지효율시장조성사업'으로 선발된 중견기업·비영리법인 및 중소기업에 전력수요절감이 예상되는 19개 설비의 교체 및 설치를 최대 70%까지 지원했다.
이에 따라 기업에서도 제품품질검증, 신뢰성 높은 평가, 분석, 인증, 표준화 등 과학화된 초절전형 냉동·냉장시스템 교체의 필요성이 크게 대두되고 있다.
엘케이에스의 ‘차압댐퍼 제어신호에 따른 HOT gas 및 균온방지 온수생성 사이클이 구비된 냉동·냉장시스템’ 특허가 적용된 에너지절감·탄소배출저감 인버터 냉장·냉동시스템으로 교체할 경우 타사 일반제품 시스템대비 30% 이상 효율을 증대할 수 있다. 부하변동이 잦은 저온저장고 및 편의점, 슈퍼마켓, 할인점에서 운용되는 기존 정속형 압축기를 적용한 냉동·냉장시스템을 인버터시스템으로 교체·운용해 부하변동에 따라 압축기의 속도를 최적화해 에너지를 절약한다.
인버터시스템은 회전수 제어에 의해 냉동능력을 무단계로 제어해 여분의 냉기가 발생되지 않게 한다. 기존 피스톤밸브 언로드 대신 인버터에 의한 회전수를 제어하는 것으로 부하에 따른 최적의 운전으로 대폭적인 에너지절감이 가능하다.
2HP 정속형시스템을 기준으로 일간사용량은 40.3kW이며 연간사용량은 1만4,710kWh이다. 반면 2HP 인버터형시스템을 사용했을 경우 일간사용량은 23.5kW이며 연간사용량은 8,578kWh이다. 약 41.7%를 절감할 수 있다.
