1. 기본 작동 원리
냉동사이클 공정
1) 압축: 암모니아 가스는 압축기에 의해 고온-온도 및 고압{2}}압력 가스(예: 25bar, 80도)로 가압됩니다.
2) 응축: 고온-암모니아 가스는 응축기에서 물이나 공기를 통해 냉각되어 액화되고 열을 방출합니다.
3) 스로틀링: 액체 암모니아는 팽창 밸브를 통해 감압되고 온도는 증발 온도(예: -30도)까지 급격히 떨어집니다.
4) 증발: 저온-온도의 액체 암모니아는 증발기에서 열을 흡수하고 기화하여 냉장 보관됩니다.
5) COP: 암모니아계의 COP는 보통 3.5~6.0으로 프레온(R22 COP ≒3.0)보다 훨씬 높다.
2. 핵심 구성요소
1) 암모니아 압축기 : 동력을 제공하며 피스톤식, 스크류식, 원심식으로 구분된다.
2) 증발응축기 : 열교환 코어는 대부분 Shell and Tube Type 또는 Plate Type
3) 저장소: 액체 암모니아를 저장하고 시스템 부하 균형을 유지합니다.
4) 안전 제어 시스템: 암모니아 농도, 압력 및 온도를 모니터링하여 비상 정지를 실행합니다.
3. 핵심 장점
1) 친환경-: 암모니아의 ODP는 0(오존층을 손상시키지 않음), GWP는 0(온실 효과 없음)으로 몬트리올 의정서에 부합합니다.
2) 경제성: 암모니아의 가격은 프레온의 1/5에 불과하며, 운전에너지 소모가 낮다(30% 이상의 전력 절감).
3) 고-냉동 효율: 증발잠열이 크고(1370kJ/kg, R22의 5배) -50도~10도의 넓은 온도 범위에 적합합니다.
4. 신청
1) 식품 냉동: 급속-냉동 창고(-35도), 냉장 유통(예: 참치 가공).
2) 화학 냉동: 암모니아 합성 공장 및 석유화학 반응 용기의 냉각.
3) 콜드체인 물류 : 대규모 냉장시설(JD Asia No.1 Warehouse 등)
5. 안전 및 규제 요건
1) 보안 위험: 암모니아는 독성(IDLH=300ppm) 및 가연성(폭발 한계 15%- 28%)이므로 엄격한 보호가 필요합니다.
2) 설계기준
국제: ISO 5149, IIAR(국제 암모니아 냉동 연구소) 표준.
중국: GB 50072-2021 '냉장고 설계 규정'에서는 누출 모니터링 및 방폭 설계를 의무적으로 요구합니다.
3) 응급조치
암모니아 가스 센서 및 스프링클러 시스템을 설치하려면 운영자는 관련 인증서(예: 압력 용기 작동 인증서)를 보유해야 합니다.
6. 프레온 시스템과의 비교
암모니아 시스템 프레온 시스템(R404A)
냉동효율 높음(COP 4.0 이상) 중간(COP ≒3.0)
친환경-우수(ODP=0, GWP=0) 나쁨(GWP=3922)
안전성 엄격한 관리 필요 비교적 안전함(A1등급)
초기 비용 높음(약 30% 이상) 낮음
