I. 냉장고의 열 부하 감소
저온 냉장고의 보관 온도는 일반적으로 -25°C 부근이며, 여름철 낮 시간의 실외 온도는 일반적으로 30°C 이상입니다. 이는 외피 구조의 양쪽 면 간의 온도 차이가 약 60°C에 달할 수 있음을 의미합니다. 낮 동안의 태양 복사열과 결합하여 벽과 천장에서 보관소 내부로의 열 전달로 인해 발생하는 열 부하는 상당히 크며, 이는 보관소 내부의 총 열 부하의 핵심 구성 요소입니다. 외피 구조의 단열 성능을 향상시키는 것은 주로 단열층을 두껍게 하고, 고품질 단열재를 사용하며, 합리적인 설계 방식을 채택하는 것을 포함합니다.
물론 외피 구조의 단열층을 두껍게 하면 일회성 투자 비용이 증가합니다. 그러나 냉장고의 지속적인 운영 비용 감소와 비교하면 경제적 및 기술적 관리 측면 모두에서 이 접근 방식은 여전히 합리적입니다.
외부 표면의 열 흡수를 줄이기 위해 두 가지 일반적인 방법이 사용됩니다.
첫째, 벽의 외부 표면은 반사율을 높이기 위해 흰색 또는 밝은 색으로 칠하는 것이 좋습니다. 강렬한 여름 햇빛 아래에서 흰색 표면의 온도는 검은색 표면보다 25°C에서 30°C 낮을 수 있습니다.
둘째, 외부 벽 표면에 차양 인클로저 또는 통풍 간층을 설치합니다. 이 방법은 건설이 더 복잡하고 실제로는 덜 사용되지만, 단열 벽에서 간격을 두고 외부 인클로저 구조를 배치하여 간층을 형성하는 것을 포함합니다. 그런 다음 간층의 상단과 하단에 통풍구를 설치하여 자연 통풍을 생성하여 외부 인클로저에 흡수된 태양 복사열을 제거합니다.
냉장고 문
냉장 시설은 인력의 빈번한 출입과 상품의 적재/하역이 필요하므로 보관 문을 정기적으로 열고 닫아야 합니다. 문에서 단열이 제대로 이루어지지 않으면 외부에서 유입되는 고온 공기와 인력이 가져오는 열이 특정 열 부하를 발생시킵니다. 따라서 냉장고 문 디자인도 매우 중요합니다.
밀폐형 플랫폼 건설
증발 냉각기를 사용하여 온도를 1°C에서 10°C까지 낮출 수 있습니다. 슬라이딩 냉장 문과 유연한 밀봉 조인트를 갖춘 냉장 트럭은 플랫폼에 직접 도킹하여 도어 투 도어 적재/하역 작업을 수행하여 상품의 출입이 외부 온도에 크게 영향을 받지 않도록 합니다. 소규모 냉장 시설의 경우 입구에 현관을 건설할 수 있습니다.
전기 냉장 문 (냉풍 커튼 추가)
초기에는 단일 문 속도가 0.3~0.6m/s였습니다. 현재 고속 전기 냉장 문은 최대 1m/s로 열 수 있으며, 이중 문 냉장 문은 2m/s로 열 수 있습니다. 위험을 방지하기 위해 닫는 속도는 여는 속도의 약 절반으로 제어됩니다. 센서 기반 자동 스위치가 문 앞에 설치됩니다. 이러한 장치는 문 개폐 시간을 단축하고, 적재/하역 효율을 개선하며, 작업자가 문 앞에서 대기하는 시간을 줄이는 것을 목표로 합니다.
II. 냉동 시스템의 작업 효율성 향상
이코노마이저가 있는 압축기 사용
스크류 압축기는 부하 변화에 적응하기 위해 20%에서 100% 에너지 범위 내에서 무단계 조절을 수행할 수 있습니다. 이코노마이저가 있고 냉각 용량이 233kW인 스크류 유닛이 연간 4,000시간 작동하면 연간 100,000kWh의 전기를 절약할 수 있을 것으로 추정됩니다.
열 교환 장비
수냉식 쉘 앤 튜브 응축기 대신 직접 증발 응축기를 사용하는 것이 좋습니다.
이렇게 하면 워터 펌프의 전력 소비를 없앨 뿐만 아니라 냉각탑 및 물탱크에 대한 투자를 절약할 수 있습니다. 또한 직접 증발 응축기의 물 흐름 속도는 수냉식 시스템의 1/10에 불과하여 수자원을 크게 절약합니다.
냉장고 내부의 증발기 끝단에서 증발기 코일 대신 증발 팬을 사용하는 것이 좋습니다.
이 접근 방식은 재료를 절약하고 더 높은 열 교환 효율을 제공할 뿐만 아니라 가변 속도 증발 팬이 보관 부하의 변화에 따라 공기량을 조절할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 상품을 처음 보관할 때 팬은 최대 속도로 작동하여 화물 온도를 빠르게 낮출 수 있습니다. 상품이 사전 설정된 온도에 도달하면 팬 속도가 감소하여 빈번한 시동 및 정지로 인한 에너지 낭비 및 기계적 마모를 방지합니다.
공기 분리기: 비응축성 가스가 냉동 시스템에 존재하면 응축 압력 증가로 인해 배출 온도가 상승합니다. 데이터에 따르면 냉동 시스템의 혼합 공기 부분 압력이 0.2MPa에 도달하면 시스템의 전력 소비가 18% 증가하고 냉동 용량이 8% 감소합니다.
오일 분리기: 증발기 내벽의 오일막은 증발기의 열 교환 효율을 크게 감소시킵니다. 0.1mm 두께의 오일막이 증발기 튜브 내부에 형성되면 설정 온도 요구 사항을 유지하기 위해 증발 온도가 2.5°C 떨어져야 하며, 이는 전력 소비를 11% 증가시킵니다.
스케일의 열 저항은 응축기 튜브 벽보다 높아서 열 전달 효율을 저하시키고 응축 압력을 높입니다. 응축기 물 파이프 내벽에 1.5mm의 스케일이 형성되면 응축 온도가 원래 온도보다 2.8°C 상승하여 전력 소비가 9.7% 증가합니다. 또한 스케일은 냉각수의 흐름 저항을 증가시켜 워터 펌프의 에너지 소비를 증가시킵니다.
스케일 방지 및 제거 방법에는 전자기 수질 처리기 (스케일 방지 및 제거용), 화학 산 세척 및 기계적 스케일 제거가 포함됩니다.
III. 증발 장비의 제상
서리층 두께가 10mm를 초과하면 열 전달 효율이 약 30% 이상 감소하여 서리가 열 전달에 미치는 상당한 영향을 강조합니다. 측정 결과 튜브의 내벽과 외벽의 온도 차이가 10°C이고 보관 온도가 -18°C일 때, 코일의 열 전달 계수(K 값)는 한 달 작동 후 원래 값의 약 70%로 떨어집니다. 이는 증발 팬의 핀 튜브의 경우 특히 그렇습니다. 서리 형성은 열 저항을 증가시킬 뿐만 아니라 공기 흐름 저항을 높여 심한 경우 공기 흐름이 완전히 멈출 수 있습니다.
전력 소비를 줄이기 위해 전기 가열 제상 대신 열 가스 제상을 사용하는 것이 좋습니다. 압축기 배출구의 폐열은 제상 열원으로 사용할 수 있습니다. 제상 복귀수의 온도는 일반적으로 응축기 입구 수온보다 7~10°C 낮습니다. 처리 후 이 물은 응축기 냉각수로 재사용하여 응축 온도를 낮출 수 있습니다.
IV. 증발 온도 조절
증발 온도와 보관실 온도 간의 온도 차이를 좁히면 증발 온도를 그에 따라 높일 수 있습니다. 응축 온도가 일정하게 유지되면 이는 압축기의 냉동 용량을 효과적으로 향상시킵니다. 즉, 동일한 냉동 효과를 얻기 위해 더 적은 전력이 필요합니다. 추정에 따르면 증발 온도가 1°C 감소할 때마다 전력 소비가 2~3% 증가합니다. 또한 이 온도 차이를 줄이면 보관된 식품에서 수분 증발로 인한 중량 감소를 최소화하는 데 매우 유익합니다.
V. 기타 에너지 절약 방법
야간 "피크 시간 외" 시간에 전기를 사용하면 전기 요금이 절감될 뿐만 아니라 발전소 발전기의 전력 출력을 균형 있게 유지하여 전력 수요의 큰 일일 변동을 최소화합니다. 이는 거시적 수준의 에너지 절약 조치입니다. 이 관행은 냉장고의 급속 냉동 및 제빙 작업에 특히 유용합니다.
또 다른 옵션은 얼음 저장 냉각 기술입니다. 밤에 생산된 얼음은 낮 동안 부분적인 냉각을 제공하여 시스템의 필요한 전력 용량을 어느 정도 줄일 수 있습니다.
VI. 기타 장비의 자동 제어
이러한 6가지 조치의 결합된 에너지 절약 효과는 15~34%에 달할 수 있습니다.
예냉 제품을 포함한 냉장 체인 개선도 중요합니다. 급속 냉동 식품의 경우 보관 전에 예냉하면 예냉 중 온도가 1°C 감소할 때마다 냉동 시간이 약 1% 감소합니다.
일반적인 예냉 방법에는 공기 예냉, 진공 예냉 및 냉수 예냉이 있습니다.
I. 냉장고의 열 부하 감소
저온 냉장고의 보관 온도는 일반적으로 -25°C 부근이며, 여름철 낮 시간의 실외 온도는 일반적으로 30°C 이상입니다. 이는 외피 구조의 양쪽 면 간의 온도 차이가 약 60°C에 달할 수 있음을 의미합니다. 낮 동안의 태양 복사열과 결합하여 벽과 천장에서 보관소 내부로의 열 전달로 인해 발생하는 열 부하는 상당히 크며, 이는 보관소 내부의 총 열 부하의 핵심 구성 요소입니다. 외피 구조의 단열 성능을 향상시키는 것은 주로 단열층을 두껍게 하고, 고품질 단열재를 사용하며, 합리적인 설계 방식을 채택하는 것을 포함합니다.
물론 외피 구조의 단열층을 두껍게 하면 일회성 투자 비용이 증가합니다. 그러나 냉장고의 지속적인 운영 비용 감소와 비교하면 경제적 및 기술적 관리 측면 모두에서 이 접근 방식은 여전히 합리적입니다.
외부 표면의 열 흡수를 줄이기 위해 두 가지 일반적인 방법이 사용됩니다.
첫째, 벽의 외부 표면은 반사율을 높이기 위해 흰색 또는 밝은 색으로 칠하는 것이 좋습니다. 강렬한 여름 햇빛 아래에서 흰색 표면의 온도는 검은색 표면보다 25°C에서 30°C 낮을 수 있습니다.
둘째, 외부 벽 표면에 차양 인클로저 또는 통풍 간층을 설치합니다. 이 방법은 건설이 더 복잡하고 실제로는 덜 사용되지만, 단열 벽에서 간격을 두고 외부 인클로저 구조를 배치하여 간층을 형성하는 것을 포함합니다. 그런 다음 간층의 상단과 하단에 통풍구를 설치하여 자연 통풍을 생성하여 외부 인클로저에 흡수된 태양 복사열을 제거합니다.
냉장고 문
냉장 시설은 인력의 빈번한 출입과 상품의 적재/하역이 필요하므로 보관 문을 정기적으로 열고 닫아야 합니다. 문에서 단열이 제대로 이루어지지 않으면 외부에서 유입되는 고온 공기와 인력이 가져오는 열이 특정 열 부하를 발생시킵니다. 따라서 냉장고 문 디자인도 매우 중요합니다.
밀폐형 플랫폼 건설
증발 냉각기를 사용하여 온도를 1°C에서 10°C까지 낮출 수 있습니다. 슬라이딩 냉장 문과 유연한 밀봉 조인트를 갖춘 냉장 트럭은 플랫폼에 직접 도킹하여 도어 투 도어 적재/하역 작업을 수행하여 상품의 출입이 외부 온도에 크게 영향을 받지 않도록 합니다. 소규모 냉장 시설의 경우 입구에 현관을 건설할 수 있습니다.
전기 냉장 문 (냉풍 커튼 추가)
초기에는 단일 문 속도가 0.3~0.6m/s였습니다. 현재 고속 전기 냉장 문은 최대 1m/s로 열 수 있으며, 이중 문 냉장 문은 2m/s로 열 수 있습니다. 위험을 방지하기 위해 닫는 속도는 여는 속도의 약 절반으로 제어됩니다. 센서 기반 자동 스위치가 문 앞에 설치됩니다. 이러한 장치는 문 개폐 시간을 단축하고, 적재/하역 효율을 개선하며, 작업자가 문 앞에서 대기하는 시간을 줄이는 것을 목표로 합니다.
II. 냉동 시스템의 작업 효율성 향상
이코노마이저가 있는 압축기 사용
스크류 압축기는 부하 변화에 적응하기 위해 20%에서 100% 에너지 범위 내에서 무단계 조절을 수행할 수 있습니다. 이코노마이저가 있고 냉각 용량이 233kW인 스크류 유닛이 연간 4,000시간 작동하면 연간 100,000kWh의 전기를 절약할 수 있을 것으로 추정됩니다.
열 교환 장비
수냉식 쉘 앤 튜브 응축기 대신 직접 증발 응축기를 사용하는 것이 좋습니다.
이렇게 하면 워터 펌프의 전력 소비를 없앨 뿐만 아니라 냉각탑 및 물탱크에 대한 투자를 절약할 수 있습니다. 또한 직접 증발 응축기의 물 흐름 속도는 수냉식 시스템의 1/10에 불과하여 수자원을 크게 절약합니다.
냉장고 내부의 증발기 끝단에서 증발기 코일 대신 증발 팬을 사용하는 것이 좋습니다.
이 접근 방식은 재료를 절약하고 더 높은 열 교환 효율을 제공할 뿐만 아니라 가변 속도 증발 팬이 보관 부하의 변화에 따라 공기량을 조절할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 상품을 처음 보관할 때 팬은 최대 속도로 작동하여 화물 온도를 빠르게 낮출 수 있습니다. 상품이 사전 설정된 온도에 도달하면 팬 속도가 감소하여 빈번한 시동 및 정지로 인한 에너지 낭비 및 기계적 마모를 방지합니다.
공기 분리기: 비응축성 가스가 냉동 시스템에 존재하면 응축 압력 증가로 인해 배출 온도가 상승합니다. 데이터에 따르면 냉동 시스템의 혼합 공기 부분 압력이 0.2MPa에 도달하면 시스템의 전력 소비가 18% 증가하고 냉동 용량이 8% 감소합니다.
오일 분리기: 증발기 내벽의 오일막은 증발기의 열 교환 효율을 크게 감소시킵니다. 0.1mm 두께의 오일막이 증발기 튜브 내부에 형성되면 설정 온도 요구 사항을 유지하기 위해 증발 온도가 2.5°C 떨어져야 하며, 이는 전력 소비를 11% 증가시킵니다.
스케일의 열 저항은 응축기 튜브 벽보다 높아서 열 전달 효율을 저하시키고 응축 압력을 높입니다. 응축기 물 파이프 내벽에 1.5mm의 스케일이 형성되면 응축 온도가 원래 온도보다 2.8°C 상승하여 전력 소비가 9.7% 증가합니다. 또한 스케일은 냉각수의 흐름 저항을 증가시켜 워터 펌프의 에너지 소비를 증가시킵니다.
스케일 방지 및 제거 방법에는 전자기 수질 처리기 (스케일 방지 및 제거용), 화학 산 세척 및 기계적 스케일 제거가 포함됩니다.
III. 증발 장비의 제상
서리층 두께가 10mm를 초과하면 열 전달 효율이 약 30% 이상 감소하여 서리가 열 전달에 미치는 상당한 영향을 강조합니다. 측정 결과 튜브의 내벽과 외벽의 온도 차이가 10°C이고 보관 온도가 -18°C일 때, 코일의 열 전달 계수(K 값)는 한 달 작동 후 원래 값의 약 70%로 떨어집니다. 이는 증발 팬의 핀 튜브의 경우 특히 그렇습니다. 서리 형성은 열 저항을 증가시킬 뿐만 아니라 공기 흐름 저항을 높여 심한 경우 공기 흐름이 완전히 멈출 수 있습니다.
전력 소비를 줄이기 위해 전기 가열 제상 대신 열 가스 제상을 사용하는 것이 좋습니다. 압축기 배출구의 폐열은 제상 열원으로 사용할 수 있습니다. 제상 복귀수의 온도는 일반적으로 응축기 입구 수온보다 7~10°C 낮습니다. 처리 후 이 물은 응축기 냉각수로 재사용하여 응축 온도를 낮출 수 있습니다.
IV. 증발 온도 조절
증발 온도와 보관실 온도 간의 온도 차이를 좁히면 증발 온도를 그에 따라 높일 수 있습니다. 응축 온도가 일정하게 유지되면 이는 압축기의 냉동 용량을 효과적으로 향상시킵니다. 즉, 동일한 냉동 효과를 얻기 위해 더 적은 전력이 필요합니다. 추정에 따르면 증발 온도가 1°C 감소할 때마다 전력 소비가 2~3% 증가합니다. 또한 이 온도 차이를 줄이면 보관된 식품에서 수분 증발로 인한 중량 감소를 최소화하는 데 매우 유익합니다.
V. 기타 에너지 절약 방법
야간 "피크 시간 외" 시간에 전기를 사용하면 전기 요금이 절감될 뿐만 아니라 발전소 발전기의 전력 출력을 균형 있게 유지하여 전력 수요의 큰 일일 변동을 최소화합니다. 이는 거시적 수준의 에너지 절약 조치입니다. 이 관행은 냉장고의 급속 냉동 및 제빙 작업에 특히 유용합니다.
또 다른 옵션은 얼음 저장 냉각 기술입니다. 밤에 생산된 얼음은 낮 동안 부분적인 냉각을 제공하여 시스템의 필요한 전력 용량을 어느 정도 줄일 수 있습니다.
VI. 기타 장비의 자동 제어
이러한 6가지 조치의 결합된 에너지 절약 효과는 15~34%에 달할 수 있습니다.
예냉 제품을 포함한 냉장 체인 개선도 중요합니다. 급속 냉동 식품의 경우 보관 전에 예냉하면 예냉 중 온도가 1°C 감소할 때마다 냉동 시간이 약 1% 감소합니다.
일반적인 예냉 방법에는 공기 예냉, 진공 예냉 및 냉수 예냉이 있습니다.
