초록 ▼

1. 개발 목표
● 가변부하대응 에너지절약형 PCM 축냉방식 냉동탑 개발
● 정량적 개발 목표
축냉용량 절감율 (하절기/동절기) :35%
축냉시간:11시간(하절기), 7시간(동절기)
고내온도:-18℃ 이하
2. 개발내용 및 결과
● 축냉기의 용량제어 축냉운전이 가능하도록 냉동 사이클 개발
● 강제대류방식 축냉기의 축냉판 열전달 촉진기술 및 축냉재 팩킹유닛 공유유로를 고안하여 축냉재 이용효율을 극대화하여, 부하에 대한 빠른 응답성을 확보하고, 목표 보냉 온도인 -18℃이하의 고내온도를 안정적

1. 개발 목표
● 가변부하대응 에너지절약형 PCM 축냉방식 냉동탑 개발
● 정량적 개발 목표
축냉용량 절감율 (하절기/동절기) :35%
축냉시간:11시간(하절기), 7시간(동절기)
고내온도:-18℃ 이하
2. 개발내용 및 결과
● 축냉기의 용량제어 축냉운전이 가능하도록 냉동 사이클 개발
● 강제대류방식 축냉기의 축냉판 열전달 촉진기술 및 축냉재 팩킹유닛 공유유로를 고안하여 축냉재 이용효율을 극대화하여, 부하에 대한 빠른 응답성을 확보하고, 목표 보냉 온도인 -18℃이하의 고내온도를 안정적으로 유지
● 축냉재의 개선 개발로 종래대비 14% 향상된 잠열량 성능 확보
● 축냉을 위한 운전시간을 최소화 할 수 있도록, 냉매배관과 열확산판의 접촉성능을 개선하여, 개발목표(축냉시간 11시간)를 달성하고 차량의 운용효율을 극대화
● 냉동탑의 단열구조 설계로 축냉재의 열손실 최소화
● 축냉방식 특유의 액막제상장치 개발 적용으로 축냉기의 안정된 냉동능력 유지
● 시간제어 방식을 적용한 가변부하대응 PCM 축냉용량 제어기술로, 축냉시간 대비 고내 온도 유지시간 설정을 위한 설계 데이터를 정립하여, 자주적인 기술 know-how를 확보
● 가변부하대응 제어기술의 확보로, 동절기 축냉용량 절감 41% 달성하여 에너지 절감 및 운전비용을 절감
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
• 냉동탑차용 강제대류방식 축냉모듈을 성공적으로 개발하였고, 환경제어시험, 옥외 기온변화 방치시험, 실제 운행시험을 통하여 우수한 목표성능의 달성을 확인
• 강제대류방식 적용으로 부하에 대한 빠른 응답성을 확보하고, 목표 보냉온도인 -18℃ 이하의 고내온도를 안정적으로 유지
• 축냉을 위한 운전시간을 최소화 할 수 있도록 개발하여, 개발목표(축냉시간 11시간)를 달성하고 차량의 운용효율을 극대화
• 시간제어 방식을 적용한 가변부하대응 PCM 축냉용량 제어기술로, 축냉시간 대비 고내 온도 유지시간 설정을 위한 설계 데이터를 정립하여, 자주적인 기술 know-how를 확보
• 가변부하대응 제어기술의 확보로, 동절기 축냉용량 절감 41% 달성하여 에너지 절감 및 운전비용을 절감
◦ 경제적 성과
• 축냉운전시간을 최소화하고 축냉재의 이용효율을 극대화하여 에너지 절감 및 운전비용 절감
• 심야전력 사용으로 운전비용 절감 및 범국가적 에너지 이용효율 극대화
• 저온물류의 경제성, 신뢰성, 위생성 및 종합경쟁력 향상
• 식품, 농수산물, 의약품 등의 관련 산업의 경쟁력 향상
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
• 자연대류형에 비해 무게중심이 낮아짐으로써 차량의 운행안정성이 향상
• 심야전력의 이용이 가능한 축냉방식 냉동탑의 성공적인 개발로 Cold-chain 산업의 전반적인 경쟁력 향상으로 해외시장의 개척에도 기여할 것으로 기대
4. 기술개발결과 활용계획
• 초기는 외주생산으로 기존 냉동탑차 및 냉장냉동고 유관 업체와의 협력하여 설비비 부담 경감 및 판매망 확보하고 사업의 전개방향에 대응하여 필요한 경우에는 단계적 자체 양산 설비를 구축한다.우선 국내에서 자연대류형 축냉식 탑차를 적용하고 있는 아이스크림 업계를 1차적인 목표로 마케팅전략을 수립한다.
• 우선 국내에서 자연대류형 축냉식 탑차를 적용하고 있는 아이스크림 업계를 1차적인 목표로 마케팅전략을 수립한다.
• 물류회사의 자체 투자가 소극적인 지입차제도 시장상황에서, 굴지의 물류기기 렌탈회사와 협력관계를 맺고 본 제품의 확대 보급을 도모한다.
• 공공의 저온 물류 유관기관과는 본 제품의 시범적용사업을 기획하여 이를 통한 현장에서의 유용성을 확보하고 홍보할 수 있는 기회가 될 수 있도록 계획한다.
• 각종 매체를 통하여 신제품 개발 기사 등으로 적극 홍보할 것이며, 근년에 다발하고 있는 집단 식중독 사건의 기사화는 본 제품의 간접적인 홍보로 활용한다.
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원ž등록 실적
① 출원명 및 번호(출원일자) : 축냉용량 제어가 가능한 축냉식 냉장 냉동 시스템, 제 10-2014-0059406호(2014.05.18)
② 등록명 및 번호(등록일자) : 축냉식 냉장 냉동 시스템, 제10-1336592호(2013.11.28.)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 『산학연협력 기업부설연구소 지원사업』최종보고서 ... 2
• 개발결과의견서 ... 3
• 최종보고 요약서(초록) ... 5
• 최종보고서 작성순서 및 목차 ... 7
• 제 1장 서론 ... 9
• 제 1 절 기술개발의 필요성 ... 9
• 제 2 절 개발제품의 개요 ... 12
• 제 2장 과제개발 내용 및 방법 ... 14
• 제 1절 기술개발목표 ... 14
• 제 2절 기술개발내용 ... 14
• 1. 냉동 사이클 개발 ... 14
• 가. 냉동부하계산 및 축냉량 산정 ... 14
• 나. 냉매유로 설계 ... 15
• 다. 냉동사이클 상세설계 ... 17
• (1) 압축기의 선정 ... 17
• (2) 냉동사이클의 요소부품 설계 ... 18
• 2. 축냉기 개발 ... 19
• 가. 송풍시스템 개발 ... 19
• (1) 축냉판 열전달 촉진 기술개발 ... 19
• (2) 축냉재 이용효율 극대화 위한 송풍유로 설계 ... 22
• (3) 고내온도 균일화 설계기술개발 ... 32
• 나. 축냉재 팩킹유닛 및 축냉판 ... 36
• (1) 축냉재 팩킹 ... 36
• (2) 축냉판 구조설계 ... 37
• 3. 가변부하대응 운전제어 로직 개발 ... 44
• 가. 축냉판 개수 제어방식 ... 44
• 나. 축냉판 냉매배관 유로 제어 방식 ... 44
• 다. 축냉시간 제어방식 ... 44
• 4. 고성능 냉동탑 설계 ... 45
• 5. PCM 축냉방식 냉동탑 시작품 제작 ... 46
• 가. 축냉판 제작 ... 46
• 나. 축냉기 제작 ... 47
• 다. 고성능 냉동탑 제작 ... 48
• 6. 성능시험 ... 50
• 가. 축냉기 냉동능력 성능시험 ... 50
• (1) 성능시험방법 ... 50
• (2) 성능시험결과 ... 51
• (가) 하절기 조건 축・방냉결과 ... 51
• (나) 춘추절기 조건 축・방냉 결과 ... 53
• (다) 동절기 조건 축・방냉 결과 ... 54
• (3) 소결론 ... 56
• 나. 냉동탑 적용 성능시험 ... 56
• (1) 성능시험 방법 ... 56
• (2) 성능시험결과 ... 57
• (가) 환경온도 제어 시험 ... 57
• (나) 옥외 기온변화 적용시험 ... 70
• (다) 실제 운행시험 ... 75
• 제 3 장 사업성과 ... 77
• 제 1절 기술적 성과 ... 77
• 제 2절 경제적 성과 ... 77
• 제 3절 기타 성과 ... 77
• 제 4 장 결론 ... 78
• 제 1절 기술적 개발 결과 ... 78
• 제 2절 개발 목표 대비표 ... 78
• 제 3절 개발된 기술을 활용한 사업화 방안 ... 78
• 끝페이지 ... 85