I. 냉장고의 열 부하 감소
- 냉장고의 외피 구조
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.
- 단열층의 두께
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.
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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. - 보관소 내 조명
나트륨 램프와 같이 낮은 열 발생, 낮은 전력 소비, 높은 밝기를 가진 고효율 조명 기구를 사용하십시오. 고압 나트륨 램프는 일반 백열 램프보다 10배 더 효율적이며, 에너지 소비는 저효율 기구의 1/10에 불과합니다. 현재 일부 더 진보된 냉장 시설에서는 새로운 유형의 LED를 조명에 사용하며, 열 발생과 에너지 소비가 훨씬 더 낮습니다.
II. 냉동 시스템의 작업 효율성 향상
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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.- 열 교환 장비의 불순물 처리
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.
- 응축기의 스케일 제거
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
- 전자 팽창 밸브를 사용하면 에너지의 10%를 절약할 수 있습니다.
- 주문형 제상 기능을 구현하면 5%를 절약할 수 있습니다.
- 보관소의 야간 온도 조절을 설정하면 4%를 절약할 수 있습니다.
- 증발 팬 작동을 제어하면 3%를 절약할 수 있습니다.
- 냉장고 문에 대한 결로 방지 제어를 관리하면 2%를 절약할 수 있습니다.
- 압축기 유닛 및 응축기 팬 작동을 최적화하면 10%를 절약할 수 있습니다.
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.
