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[인터뷰] 박진섭 신진에너텍 대표

“냉동·냉장창고 60% 에너지절감 실현”
Non-heatered 제상·트리플 복합냉동, E비용 대폭↓

신진에너텍은 산업용·농업용·서비스산업용 냉동·냉장시설을 생산, 판매하고 저비용·복합열원 히트펌프, 순환식 수막시스템 및 태양광 제설 냉각시스템으로 에너지절감을 이끌어내며 국내 냉동산업의 녹색성장을 선도하고 있다.

특히 불필요한 에너지낭비와 보관물의 신선도 저하가 우려되는 기존의 타이머 제상에서 벗어나 광학방식으로 제상 시점과 종점을 정확하게 파악하는 ‘프로스트아이’를 개발, 냉동·냉장업계에 혁신을 불러일으켰다.

최근 응축폐열을 이용한 Non-heatered 제상시스템과 액분사식 트리플 복합냉동시스템을 공개해 기존 냉동시스템에서 사용되는 에너지사용량을 60%나 대폭 줄이는 데 성공했다.

40여년 냉동산업에 종사하며 끊임없는 연구와 도전 끝에 냉동·냉장시스템 혁신을 만드는 데 성공한 박진섭 대표를 만나봤다.

■ 60% 에너지절감이 가능한가
그렇다. 압축기의 응축폐열을 이용해 제상함으로써 기존 제상시스템에 소모되던 히터에너지를 없앴고 광학센서를 이용해 정확한 제상 시점과 종점을 파악, 꼭 필요한 최소한의 시간만 제상을 한다.

이는 고내 온도변화를 안정화시킬 수 있어 과도한 제상->온도상승->냉각의 악순환 속에서 사용되는 에너지를 절감시킨다.

또한 폐냉을 회수해 급냉, 냉동, 냉장실을 하나의 냉동기로 운영함으로써 각각 소비될 동력을 통합, 에너지비용을 대폭 줄였다.

특히 투자비 회수기간도 타 설비에 비해 매우 짧은 편이다. 설비용량과 규모에 따라 6개월에서 1년이면 절감한 에너지비용으로 기존 설비와의 차액을 회수할 수 있으며 5년이면 기계값을 보전할 수 있다.

이러한 내용은 중소기업청의 ‘Non-heatered 제상법 트리플 복합냉동시스템 및 Cold storage 에너지관리시스템 개발’ 과제를 통해 효과가 확인됐고 농업기술실용화재단 시험검증, 특허 등 공인증을 통해 객관적인 성능을 입증했다.


■ 기술을 소개한다면
‘응축폐열을 이용한 Non-heatered 제상시스템’은 고압 냉매관의 응축폐열(고압냉매온도)을 제상열원으로 사용함으로써 기존 히터제상에 사용되는 에너지의 98%를 절감할 수 있다. 히터 가동을 제외한 펌프동력 등 소량의 에너지만 사용해 피크전력이 감소하며 멀티방식에 매우 효과적이다.

냉동기 1차전원 전력설비 공사비를 절감시키며 히터손상으로 인한 유지보수비도 발생하지 않는다. 또한 응축부하 감소로 콘덴싱유니트의 팬 가동전력도 줄일 수 있다.

제상열원을 고온수로 사용함으로써 전기히터 과열로 인한 화재를 원천적으로 차단할 수 있고 35℃ 제상수의 직접적인 순환으로 제상시간을 줄여 고내 온도상승을 억제, 보관물품의 품질이 변질되지 않고 상품성을 높일 수 있다.

냉동기가 10마력이라고 가정했을 때 한 시간에 소모되는 전력량은 10kW이며 일반적으로 냉장고 온도유지를 위해 24시간 중 5~6시간을 운전하면 하루에 소모되는 에너지는 60kW다. 히터제상방식은 4시간마다 20분씩 가동하는데 하루에 2시간 정도 30kW를 사용한다. 결국 총 에너지사용량은 90kW인데 이 중 1/3인 30kW를 절감하고 제상시간을 줄여 고내 온도변화 억제로 얻는 비용절감도 큰 영향을 미친다.

‘액분사식 트리플 복합냉동시스템’은 급냉 동결실(-40℃)냉동시스템, 냉동보관실(-20℃)시스템, 냉장실(0℃)냉동시스템 각각의 냉동시스템 구성을 하나의 구조로 급냉 동결실 냉동시스템의 흡입가스를 바이패스해 급냉, 냉동, 냉장의 기능을 가진 트리플 복합냉동시스템이 운영되며 여러 장점들이 연결된 기술이다.

지금까지는 급냉설비(-40~-20℃), 냉동설비(-20~-5℃), 냉장설비(0~5℃)를 각각 분리해 설치, 고가의 기계를 별도로 구비해야 했다. 

‘액분사식 트리플 복합냉동시스템’은 급냉실을 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 재사용한다.

광학 성에감지시스템인 프로스트아이는 적외선 감지센서를 이용한 냉동시스템 증발기의 제상장치로 냉각핀의 성에 두께를 정확히 감지해 필요 시에만 제상을 수행하는 기술이다. 핵심부분인 성에감지센서에 IR LED를 발광부와 수광부에 각각 설치해 다른 대역의 빛에 의한 오차검출 가능성을 현저히 낮출 수 있는 것이 장점이다.

불필요한 제상을 하지 않아 저장고 내 온도가 일정하게 유지, 저장품의 보관상태가 좋다. 이와 같은 이유로 전력소모가 기존 타이머 방식에 비해 적고 제상히터 및 냉동기계 수명이 길어지는 장점이 있다.

광학방식 착상감지 장치에 대한 자체연구를 수행해 원천기술을 확보했고 이를 기반으로 저온저장고 및 냉동시스템의 전력에너지소비를 현격히 줄이는 방안을 개발했다. 프로스트아이는 국내는 물론 미국, 싱가포르, 중국 등에 해외특허를 출원한 상태다.


■ 개발배경은
40여년간 냉동산업에 종사하며 가장 애로사항으로 느껴졌던 것이 A/S의 발생이다. 특히 냉동시스템의 문제점은 성에제거에 가장 큰 비중이 있는데 성에착상으로 인해 에너지효율저하는 물론 보관품의 손상 등 냉동시스템 전체에 문제가 갈 수 있다.

이러한 부분의 개선을 인지하고 5년 전 광학방식의 성에감지센서를 개발해 프로스트아이를 만들었다. 정확한 제상시점과 종점을 알았기 때문에 꼭 필요할 때만 제상이 가동, 기계의 부담을 줄여 A/S 발생빈도도 감소시켰다.

또한 복합열원 히트펌프와 트리플 냉동시스템을 접목해 급냉실의 흡입가스를 냉동실, 냉장실에 사용하고 브라인을 내부에서 돌려 창고 입출구의 온도차를 줄여 습도를 유지, 성에 발생을 확연히 줄였다.

특히 냉장고의 목적인 신선도 유지 효과가 뛰어나 부패율, 감무율도 적어 소비자들의 이익이 배가됐다.

■ 하고 싶은 말이 있다면
농림축산식품부는 ‘Non-heatered 제상시스템’과 ‘프로스트아이’, ‘액분사식 트리플 복합냉동시스템’ 등 3가지 기술이 융합된 복합냉동시스템기술이 국내 미래기술 개발로드맵에 부합한다며 신기술(NET)로 인증했다.

농식품부는 NET 기술인증 평가를 통해 이번 기술은 신진에너텍의 냉동시스템뿐만 아니라 산업설비, 상업설비 등 여러 냉동시스템에 접목 및 활용이 가능하다고 인정한 바 있다. 또한 에너지효율 측면과 폐열 및 LED 감지센서를 활용한 제상사이클 운전부분의 기술력도 인정받았다.

이번 기술은 가능한 많은 사람들이 사용할 수 있도록 제품도 팔지만 기술도 판매할 방침이다. 좋은 기술이 있다고 해서 폐쇄된 자세를 취하는 것보다는 해외기업에 맞설 수 있도록 국내 냉동산업을 발전시키는 데 기여하고 싶다.