㈜대성마리프(대표 이재경)가 아이스슬러리를 이용해 순수 국내기술로 개발한 빙축열시스템 ‘아이스칠러’가 각종 산업현장에 활발하게 보급돼 화제가 되고 있다.

아이스슬러리란 미세 얼음입자가 E.G*, P.G*, 알코올, 소금 등 첨가제를 포함한 수용액이 혼합된 0~-35℃의 고액 2상의 혼합유체다. 물질의 특성 상 열적 특성이 우수해 가장 효율이 높고 경쟁력 있는 에너지저장 및 재생방식으로 각광 받고 있으며 냉열저장 및 수송, 열전달, 식품냉각, 냉난방 에너지시스템 등 다양한 분야에 사용될 수 있다.

아이스슬러리는 △고효율 △고밀도 냉열저장 △장거리 냉열수송 △열전달 및 방냉 등의 장점을 가진다.

잠열축열방식으로 동일 체적에서 현열 축열방식대비 6~8배의 냉열을 저장하고 유동성이 좋아 일반 펌프로 아이스슬러리를 직접 장거리 수송이 가능해 냉열이송 시 펌프동력 및 배관 경을 크게 줄일 수 있다.

잠열 열전달로 열전달 특성이 우수하고 축열과 방열이 분리돼 서로 간섭하지 않으며 장거리 저장(최대 2주), 넓은 사용온도 범위(-15~0℃), 열교환 시 항온유지 등의 특성과 히트소스 통합기능이 있어 다양한 에너지시스템 구성에 적용될 수 있다.

소용량에서 대용량까지 공조에서 저온영역까지의 축냉시스템에 적용이 가능하고 높은 제빙운전효율, 빠른 해빙특성, 병렬회로 사용 등으로 운전시간이 길거나 피크부하가 집중적으로 클 때는 물론 24시간 부하가 있는 현장에서 최적의 시스템을 제공한다.

첨가제 농도를 조절해 저온분야에 적용이 가능하며 식품산업용 냉각설비, 매장용 쇼케이스, 저온저장고, 정밀 온도제어를 요구하는 저온설비에 경제적으로 이용할 수 있다.

특히 1~2℃의 낮은 온도의 냉수를 대용량 축열시스템으로 공급함으로써 지역냉방 등 대규모 냉열원 설비에 적용 시 최고의 성능을 발휘할 수 있다.

또한 식품에 직접 접촉하는 냉각용 얼음 제빙장치, 지열·공기열·태양열·폐열 등을 복합적으로 활용해 냉각과 난방열을 동시에 공급하는 복합열원설비의 핵심설비, 0℃이상의 기후조건에서 인공눈 제조, 의료용 냉각장치 등 광범위한 활용이 가능하다.

아이스슬러리 빙축열시스템은 제빙효율, 부하대응능력, 축열밀도, 열수송 능력부분에서 최고의 평가되며 차세대 축열시스템으로 인정받고 있다.

용량·효율성·안정성·경제성 ‘세계 최고’

아이스칠러는 대성마리프에 의해서 개발된 All in One type의 일체형 아이스슬러리 제빙장치로 용량, 효율성, 안정성 그리고 경제성에서 세계 최고 수준으로 신뢰성과 사용상의 편리성을 확보했다. 독자적인 기술로 2003년부터 개발에 착수, 기존 제품의 한계를 크게 뛰어넘는 냉동기와 제빙장치가 일체화된 횡형 만액식 칠러형식의 아이스칠러를 개발했다.

그동안 아이스슬러리는 제빙장치의 신뢰성 및 용량, 가격경쟁력의 문제로 기대만큼 보급이 활성화되지 못했지만 대성마리프는 순수 국내기술로 이를 극복했다.

대성마리프의 아이스칠러는 세계 최초의 횡형 다관식(Shell&Tube) 열교환기 구조의 제빙기로 플라스틱 재질의 나선형 스크래퍼와 기어를 이용한 단순구조를 가진다.

고효율 압축기를 사용해 만액식 증발기인 제빙장치와 냉동기를 일체화함으로써 세계 최고의 효율을 갖췄으며 설치면적, 관리적 측면에서도 장점이 있다. 기존의 선회 운동방식 제품에 비해 구조적 신뢰성이 우수하고 원심식 냉동기를 사용, 대형화에 성공해 경제성과 대용량을 동시에 갖췄다.

아이스칠러는 냉매와 슬러리가 직접 열교환하는 만액식 열교환기를 사용하며 생성빙이 전열면에 고착하지 않으므로 제빙운전 시 냉매의 증발온도가 –5.2~-7.8℃로 비교적 일정하다. 기존의 정적방식에 비해 5~10℃ 높게 운전돼 20~35%의 효율을 끌어올릴 수 있다.

인버터 펌프를 이용해 해빙운전 시 브라인 순환량을 직접 제어하고 제빙운전 시 별도의 슬러리 펌프가 필요치 않은 압송식 구조로 설계돼 동력소모가 매우 적은 것이 특징이다.

축열조 자체에서만 순환하는 흐름을 만들어 해빙용량을 필요에 따라 증감할 수 있어 기존방식대비 최대 3배 해빙능력이 증대돼 축열량으로 순간부하가 매우 큰 프로세서에 대응할 수 있다. 또한 온도변화에 적응하는 구조의 축열조로 장기사용에 따른 변형을 최소화했으며 축열조 하부의 흡입헤더와 축열과정에서 간헐적 보조 순환펌프 작동으로 최적의 축열이 이뤄질 수 있다.

축열식 간접 냉각방식을 채택해 기존의 간접 냉각방식보다 높은 운전효율을 자랑한다.

외기 온도가 낮은 심야 시간대에 주로 운전하게 되므로 응축온도를 4~8℃ 낮출 수 있어 운전 성적계수가 높으며 100% 연속 정격운전이 이뤄져 부분부하 운전에 의한 효율저하가 없다. 만액식 냉매순환시스템을 채용해 상변화 운전의 경우 성적계수 3.4를 유지할 수 있다.

또한 저렴한 심야전력을 이용하는 것도 장점이다. 업무용 전력인 경우 심야전력 이용으로 에너지비용을 60%, 산업용의 경우 40% 이상 절감할 수 있다.

아이스칠러는 상변화 잠열을 이용한 열교환으로 물의 빙점 부근에서 일정 온도조건에서의 열교환이 가능, 1~1.5℃의 냉수를 안정적으로 사용할 수 있어 식품산업에 널리 사용된다. 피크부하에 대한 적응성이 뛰어나므로 상가, 교회, 전시장, 극장 등에 적합한 시스템을 제공하며 24시간 부하대응이 필요한 병원, 호텔 등 에너지다소비 현장에 적합하다.

이러한 특장점을 앞세워 △한국화학융합시험연구원 △풍산농협 김치가공공장 △지역난방공사 연구소 △안산 제일교회 교육관 △화원농협 김치가공공장 △서울대학교 분당병원 등 다양한 현장에서 활용되고 있다.

쇼케이스 등 저온분야도 탁월

저온영역에서의 아이스슬러리시스템은 쇼케이스 냉각시스템에 적용될 경우에도 많은 장점을 갖는다. 심야전기 사용으로 인한 고효율 및 비용절감은 물론 마트 등 대형 상가의 경우 장비용량과 수량을 기존대비 60~70% 수준으로 줄일 수 있다. 실외기의 잦은 작동·정지가 없으므로 장비를 15년 이상 사용할 수 있으며 냉매분배보다 브라인의 분배가 까다롭지 않아 실내기 위치변경 시 대응이 간편하고 플라스틱 배관의 사용으로 교체가 용이하다.

쇼케이스 냉각시스템의 경우 축열식 간접냉각방식뿐 아니라 아이스슬러리 직접 순환방식으로도 사용이 가능하다.

아이스슬러리를 직접 쇼케이스의 휜코일 냉각기로 순환시키는 방식으로 –2~1℃ 빙온대 온도에서 정밀한 온도를 유지할 수 있어 상품의 신선도 유지에 크게 도움을 준다. 또한 배관크기를 줄여 수송동력을 절감할 수 있어 현재 정육, 생선 등에 사용된다.

(KEY WORD)

*E.G(Ethylene Glycol): 에틸렌을 산화시켜 생산된 산화에틸렌을 물과 반응시켜 제조하는 무색무취의 액체로서 부동액의 원료.

* P.G(Propylene Glycol): 첨가제 및 보존제의 기능성 원료로 사용되는 화학물질.