저온저장고 관리요령 - 2

관리자 | 2017.01.17 13:53 | 조회 10630

2) 냉장 설비

가) 냉장의 원리 : 냉장(refrigeration)은 액화된 냉장용 가스, 즉 냉매(refrigerant)가 기화하면서 주변으로부터 열을 흡수하여 주변온도를 낮추는 원리를 이용한다.
압축기에서 압축된 고온, 고압의 기체 냉매 가스는 응축기에서 열을 발산하면서 액체로 된다. 액화된 고압이 액상 냉매는 팽창 밸브를 거치면서 저압으로 변하고

이 저압의 냉매는 증발기 내를 흐르면서 기체로 변한다. 기화시 필요한 열량은 주변에서 흡수하는데 이때 열을 빼앗기고 냉각된 공기는 송풍기에 의해 저장고 내를 순환하면서

열교환이 용이하게 이루어지게 된다.

최근에는 압축과 응축 회로를 하나의 단위로 조합, 제작하여 응축기(condensing unit)로 부르고 있으며 팽창, 증발회로에 송풍기를 한 단위로 하여 냉각기(cooling unit)로

구분하고 있다.

나) 냉장용량의 결정

(1) 냉장용량 결정 요인

저온 저장고의 온도 관리를 위한 냉장기기의 용량 결정은 저온 저장의 효과를 극대화할 수 있는 중요한 결정이다. 저온 저장의 효과를 극대화하기 위해서는 필요에 따라 급격한 냉장이

요구되기도 하는데 이를 위해 냉장기기의 용량은 최대로 설정되어야 한다.
냉장용량은 저장고의 크기와 저장 작물에 따른 호흡량, 저장시 일일 입고량, 예냉되지 않은 생산물의 포장열 제거에 소요되는 시간, 저장고의 단열정도 등을 고려하여 결정한다.

냉장용량은 24시간 동안 저장고 내에서 흡수되는 열량으로 표시된다.
냉장 용량은 저장고 내 온도 상승을 유기하는 포장열, 호흡열, 전도열, 대류열, 장비열의 다섯 가지 요인을 합산한 후, 기타 기기 가동과 사람의 출입 요인에 의한 사용 요인(Service factor)

비율을 곱해줌으로써 계산할 수 있다.

(2) 포장열

포장열이란 수확한 생산물의 온도와 저온 저장고 설정 온도간 차이에 따라 제거되어야 하는 열량을 말한다.

저장 효율을 높이기 위해서는 속히 포장열을 제거하여 생산물의 온도가 설정 저장온도 까지 떨어지도록 해야 한다. 포장열은 수확시 포장 온도에 따른 입고 전 생산물의 온도,

1일 입고량, 설정 온도까지의 도달 시간에 의해 계산된다.
여름에서 초가을에 수확하는 생산물은 품온이 높기 때문에 예냉하지 않은 상태로 입고하여 하루나 이틀 안에 생산물의 온도를 0도로 낮추려면 포장열 제거에 필요한 냉장용량이 전체 냉장

용량의 80%이상을 차지하게 된다.

(3) 호흡열

생리 대사열로 볼 수 있는 호흡열(vital heat or respiration energy)은 생산물의 호흡에 의해 방출되는 열로써 저장고 내 온도에 의해 조절되는 열 요인이다.

           호흡열은 생산물의 호흡에 의해지속적으로 발생하는 열량으로 저장 중 지속적으로 제거되어야 저장고의 온도를 일정 수준 유지할 수 있다.
           호흡열은 생산물 입고 후, 생산물의 온도가 낮아지면 동시에 감소하며 설정온도에 도달하면 호흡열은 일정 수준에서 유지된다.

        (4) 전도 열량

저장고 내 온도는 원예생산물로부터 발산되는 열과 저장고 외부에서 저장고 안으로 전도되는 열에 의해 상승된다. 물론 추운 겨울에는 외부의 온도가 저장고 내 온도보다 낮으므로

열은 오히려 저장고 외부로 전도되어 방출될 것이다.
외부에서 저장고 내부로 전도되는 열도 저장고 내 온도 상승을 유발하므로 지속적으로 제거되어야 한다. 전도 열량은 내부와 외부의 온도 사이 및 단열재료의 종류에 따라 상이하다.

실제로는 외부 온도에 따라 열의 유입뿐만 아니라 열의 손실도 일어나지만 냉방용량 계산시 에는 유입열량만을 고려하면 된다.

(5) 대류열

           저장고 내로의 열 유입은 외부 공기가 내부로 혼합되어 일어나는 대류현상을 통해 일어난다. 대류열의 유입은 특히 여름철에 생산물을 입고할 경우 심하며 저장고를 닫았을 때 최소화된다.
           겨울철 오랫동안 저장고 문을 열어두면 지속적인 열손실에 의해 저장고내 생산물이 얼 경우가 있으므로 조심해야 한다.

        (6) 전체 냉장용량의 계산

저온저장고 내 총발생 열량은 각각의 열원에서 발생하는 열량을 합산하면 된다. 이 총량에 10∼20%의 사용요인(service factor)비율과 제상요인 비율을 곱하여 냉장용량을 결정한다.
작업요인 비율 1.1배를 곱하는 이유는 계산될 수 없는 저장용기가 가지고있는 잠열, 저장고출입시 사람의 몸에서 발산하는 열과 장비효율 등을 감안하기 때문이다.

그리고 제상 시간에는 냉장 기기의 작동이 정지하게 되므로 전체 냉장용량 계산시 그만큼 추가되어야 한다. 저장고입고시는 하루에 4회 정도 제상을 필요로 하며 1회 제상시간은

30∼60분 정도가 소요된다. 이러한 제상 주기를 가질 경우 하루에 냉장기 작동시간은 22∼20시간 정도로 줄어듦으로 실냉장용량은 열량 계산에 의한 냉장용량의 24/22배(1.1배)혹은

24/20(1.2배)가 된다. 이러한 모든 요인을 고려할 때 적정 냉장용량은 위에서 다섯 가지 열량 합산치에 1.2∼1.3배를 곱해 주어야 한다. 실제 냉장 기기의 용량은 냉장ton('ton' of refrigeration)으로

표시된다. 1톤의 냉장용량은 900kg 얼음이 24시간 내에 녹으며 흡수하는 정도의 냉장효율을 의미하며 24시간당 288,000Btu 혹은 시간당 12,000Btu로써 이를 국제 열량 단위로 환산하면
1Btu는 252cal(0.25kcal)이므로 1톤의 냉장용량은 72,000kcal/24h 시간이 될 것이다.

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