스크류 냉동기의 특징은 CFC계 냉매를 사용하지 않고도 -60.deg. C까지 무난하게 온도를 내릴 수 있어 대체 물질의 사용기술이 취약한 국내사정에 빛추어 볼 때 상당한 시간을 벌 수가 있다. 또한 다른 방식의 압축기에 비해 고효율 운전을 할 수가 있다. 스크류냉동기에서 핵심 부품인 스크류 압축기는 1878년 독일의 Krigar에 의해 원리가 정립되었고, 1934년 스웨덴의 A. Lysholam에 의해 공기 압축기로써 상품화가 되었다. 가까운 일본에서는 1955년 스웨덴의 SRM 사로부터 기술을 도입하여 상품화를 시작하였다. 국내는 1970년대부터 스크류 압축기를 외국으 로부터 수입하고 기타 부속품은 국내에서 제작하는 정도로 성장하고 있다가, 1968년에 K사에서 스웨덴의 SRM사로부터 기술을 도입하여 1단 압축 스크류 냉매압축기를 제작하기 시작하였고, 1991년부터 국내 기술로 2단 압축 반밀폐형 냉매 압축기의 연구 개발에 들어가 92년 말부터 상 품화를 성공시켰다. 이 글에서는 스크류 냉동기의 특징과 구성을 소개하고 특히 스크류 압축기의 원리 및 기술현황에 관하여 언급하고자 한다.
에너지절약 성과배분 계약의 핵심적인 요소인 에너지절감량의 예측 및 측정방안에 대하여 일반적인 ESCO사업현장에서 빈번히 사용되는 고효율 조명기기교체, 고효율 전동기교체, 고효율 보일러교체, 냉동기 성적계수 개선 및 인버터제어 설치의 예제를 2회에 걸쳐 제시한다. 제시된 에너지절감량 측정 및 검증방안은 일반적으로 사용되는 방안이므로 현장특성이 고려되지는 않았지만 ESCO사업을 진행함에 있어서 에너지사용자와 ESCO가 최소한 공감해야 하는 에너지절감량에 대한 이해를 높이고자 작성되었다.
R-134a 대체 냉매인 HFO-1234yf의 성능을 가정용 냉동/냉장고에서 평가하였다. AHAM(Associ- ation of Home Appliance Manufacturers) 규격에 의거하여 HFO-1234yf를 Drop-in하여 냉매 봉입량 시험, Pulldown 시험, 냉각속도 시험 그리고 소비전력 시험을 수행하였으며, R-134a 실험 결과와 비교하였다. $43^{\circ}C$ 고온 가혹 조건에 서도 시험을 수행하였다. 결과적으로 HFO-1234yf 냉매는 Cycle 성능면에서는 R-134a와 유사하나, 냉각속도는 모세관경을 더 크게 변경시켜야 한다.
본 연구는 공기를 이용한 송풍식과 초저온 에탄올을 이용한 침지식 냉동방법 및 저온 송풍식과 유수식 해동방법을 조합하고 저장 중 냉동-해동 반복에 따른 한우 설도의 품질에 미치는 영향을 살펴보았다. 송풍식 냉동은 냉동이 완료되는데 약 800분이 소요됐지만 침지식 냉동방법은 8분에 한우 시료를 급속하게 동결시켰다. 한편 송풍식 해동은 한우 시료가 해동이 완료되는 데 약 350분 소요되었지만, 유수식 해동은 약 70분으로 해동시간이 280분 단축되었다. 송풍식 냉동시료는 송풍식 해동과 유수식 해동에 의해 4.05와 4.54%의 드립 감량이 발생했지만 침지식 냉동시료는 송풍식 해동과 유수식 해동에 의한 드립 감량이 2.59와 2.09%로 냉동방법에 따라 유의적(P<0.05) 차이를 보였다. 냉동과 해동 처리로 한우 설도의 보수력은 64.40~66.05%로 감소하였지만 냉동과 해동 조건에 따른 차이가 거의 나타나지 않았다. 송풍식 냉동-송풍식 해동과 침지식 냉동-송풍식 해동 처리구의 TBARS 값은 각각 1.12와 1.18 mg MDA/kg으로 송풍식 냉동-유수식 해동 처리구와 침지식 냉동-유수식 해동 처리구의 0.82와 0.77 mg MDA/kg과 비교하여 높은 값을 나타냈다. 휘발성 염기질소 함량은 TBARS 결과와 유사하게 송풍식 해동 처리구가 유수식 해동 처리구보다 높은 값을 보였다. 냉동과 해동이 조합된 모든 처리구의 총 호기성 세균수는 4.45~4.67 log CFU/g으로 냉동 및 해동 방법에 따라 유의적(P<0.05) 차이는 나타나지 않았다. 송풍식 냉동된 한우육은 해동 후 근섬유 조직이 불균일하게 찢어지거나 근섬유 간의 간격이 더 넓어졌지만, 침지식 냉동된 한우육은 송풍식 해동 또는 유수식 해동 후 조직의 구조적 손상이나 변화가 훨씬 적은 것으로 나타났다. 한편 저장 중 냉동-해동의 3반복 처리로 드립 감량 증가, 보수력 감소, TBARS 값 및 휘발성 염기질소 함량 증가, 근섬유 조직 손상 등 품질 저하가 발생하였다. 앞으로 고품질 냉동 한우육의 생산 및 유통을 위한 부위별, 포장단위별 중량에 따른 냉동 및 해동 방법에 따른 이화학적 품질에 미치는 영향, 관능평가 등의 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
물류의 입출고 및 재고현황을 신속하고 정확하게 관리하는 것이 매우 중요한 냉동창고 관리 프로그램은 대부분 COBOL로 구성되어 유지보수에 많은 비용이 발생하며 소비자인 화주에게 제공되는 서비스가 전무한 상태여서, 기본적인 수 발주를 위해서 팩스나 전화를 이용해 업무의 효율화, 신속성, 오류와 부정확성 등의 문제가 발생하고 있다. 본 논문에서는 낙후된 기존 시스템의 문제와 냉동창고 소비자인 화주에게 제공되는 서비스가 없는 문제를 해결하기 위해 최근 폭발적인 보급되고 있는 스마트폰 환경을 기반으로 냉동창고 관리를 위한 모바일 프레임워크를 설계한다. 모바일 프레임워크는 JSP 기반의 서버와 안드로이드 기반의 클라이언트로 구성되며 구현을 통해 실용성을 증명한다.
수시로 많은 물류가 입출고되는 냉동창고는 재고 현황을 신속하고 정확하게 관리하는 것이 매우 중요하다. 하지만 현재 냉동창고를 관리하는 시스템은 대부분 COBOL로 구성되어 유지보수비에 많은 비용이 발생하게 되며, 소비자인 화주에게 제공되는 서비스가 전무한 상태여서 기본적인 수 발주를 위해서 팩스나 전화를 이용하는 실정이다. 본 논문에서는 낙후된 기존 시스템의 문제와 냉동창고 소비자인 화주에게 제공되는 서비스가 없는 문제를 해결하기 위해 레거시 시스템을 지원하며 SaaS 기반의 다양한 화주별 맞춤 부가 서비스를 제공하는 웹 모바일 플랫폼을 설계한다.
고진공 펌프 국산화의 일환으로 터보분자 펌프와 크라이오 펌프 개발이 진행 중이다. 크라이오 펌프 개발은 기계연구원, 우성진공(주), 국민대학교가 연합해서 수행하고 있다. 올해 9월말에 끝나는 1단계 마지막 3차 년도에는 두 고진공 펌프 모두 시제품을 완성하고 성능을 입증해야 한다. 이를 위해 고진공 펌프 개발과 별도로 진공 펌프 종합특성평가 시스템 개발도 표준과학연구원 주도로 진행되고 있는데 크라이오 펌프 평가 시스템은 원자력연구원이 담당하고 있다. 완성된 크라이오 펌프 성능평가 장치는 상온 기준 5${\times}$10-11 mbar의 기저압력을 보이고 있어서 초고진공 영역에서 크라이오 펌프 운전성능을 평가할 수 있는 준비를 마쳤다. 현재 크라이오 펌프 냉동기는 전반적으로 목표 설계치에 근접한 냉각성능을 나타내고 있는데 예를 들면 2차 냉각단 냉각능력이 10 K, 10 W로 대형 크라이오 펌프를 제작하기에도 충분하다. 활성탄 어레이도 여러 모델들을 자작하여 배기성능을 시험해 보았으므로, 최종적으로 3,600 L/s 급에 적합한 어레이를 만들고 이를 개발된 냉동기에 얹고 열차폐와 몸통을 씌워 펌프로서의 운전성능을 평가하는 일이 남아있다. 시제품은 상용품과 달리 기기가 차지하는 공간이 크고 부대설비가 복잡해서 운전성능 평가 장치에 부착해서 실험하기 어려울 수도 있으므로 기계연구원 현장에서 진공 게이지와 기체도입구만 부착한 마구리 플랜지를 펌프 흡기구 위에 달고 간이로 배기속도를 측정하는 것도 고려하고 있다. 이 경우는 표준용기를 사용할 때보다 배기속도가 과대평가되므로 이를 보정해 주는 방안을 마련해 놓아야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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