날로 가속화되는 지구온난화와 이를 억제하기 위해 강화되고 있는 환경규제로 전 세계 냉동공조산업은 자연냉매에 관심을 기울이고 있다. 이러한 가운데 –40℃ 이하의 초저온 용도에 적용 가능한 이산화탄소·암모니아 냉동 패키지유니트가 주목 받고 있다.
존슨콘트롤즈(Johnson Controls)가 전 세계 시장에 판매하고 있는 YORK 이산화탄소·암모니아 냉동패키지(CAFP: CO₂·Ammonia Freeze Package)는 저온 측에 CO₂ 사이클과 고온 측에 암모니아 사이클로 구성된 이원냉동시스템이다.
존슨콘트롤즈는 YORK 브랜드로 덴마크와 중국 공장에서 생산한 냉동패키지 유니트를 완제품으로 수입해 국내에 판매하고 있다.
성능·설치면적·안전성 ‘ok’
이원냉동시스템은 이산화탄소 캐스케이드 쿨러를 설치해 고온측 암모니아 사이클에서 응축된 냉매가 케스케이드 쿨러셸측으로 흘러가 증발이 이뤄지고 저온측 이산화탄소 압축기의 토출측 냉매가스가 캐스케이드 쿨러 튜브측으로 흘러 응축이 이뤄지는 구조다.
이산화탄소를 냉매로 사용하는 압축기는 같은 용량의 암모니아를 냉매로 사용하는 압축기에 비해 능력이 8~12배 크다. 이산화탄소는 암모니아에 비해 8배 토출량이 적고 오일체적은 5배 적다. 이는 저온압축기를 작게 만들 수 있어 전체 패키지유니트를 일반적인 이단압축 암모니아냉동기보다 훨씬 컴팩트하게 구성할 수 있다는 의미다. 실제로 580kW급 용량에서 설치면적은 40%가량 줄어든다.
모든 냉동패키지 유니트는 20ft 컨테이너에 맞게 선적이 가능하며 기계실 설치면적이 줄어 작업이 쉽다. 또한 이단압축 암모니아냉동기나 일단압축 이코노마이저 적용 모델과 비교해 -55℃까지의 온도범위에서 소비전력을 크게 감소시킬 수 있다.
이 결과 기존 이단압축 암모니아냉동기보다 15%, 단단압축 냉동기보다 45%의 에너지절감이 가능하다.
존슨콘트롤즈의 이산화탄소·암모니아 냉동패키지는 높은 효율과 부분부하에서도 아주 낮은 소비전력만을 사용해 운전비 부담을 줄여준다. 또한 저온측 냉매로 이산화탄소를 사용해 배관이 단순해 자재 및 설치비용도 감소한다.
안전에 대한 사회적 요구는 날로 높아지고 있지만 CAFP는 문제없다. 이산화탄소·암모니아 냉동패키지는 암모니아 충진량이 매우 적고 유니트에만 위치하기 때문에 암모니아가 생산설비나 작업공간으로 유출될 위험이 전혀 없다.
또한 CO₂는 저렴한 자연냉매이기 때문에 강화되고 있는 환경규제로부터 부담을 줄일 수 있다.
YORK 냉동패키지 유니트는 △CAFP080 △CAFP 120 △CAFP 160 △CAFP200 △CAFP 300 △CAFP 400 등 6개의 표준모델로 구성돼 87kW에서 793kW까지 냉동능력을 가지고 있다.
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