포커스: 단열 냉각

물과 에너지 사용은 재정 및 환경적 이유로 인해 점점 많은 조직의 관심사가 되고 있습니다. 지능형 제어와 결합된 단열 냉각은 물과 에너지의 소비를 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 또한 단열 기술은 천연 냉매를 사용하는 냉각 및 냉동 시스템의 범위를 확장하며, 지구 온도가 상승함에 따라 미래에 대비한 냉각 시스템을 지원할 수 있습니다.

“점점 더 늘어나는 물 부족 지역에서는 기존 냉각탑보다 단열 냉각 시스템이 상당한 이점이 있습니다.”라고 Güntner의 프로젝트 코디네이터인 라울 알라니스(Raúl Alanís)는 말합니다. “Güntner는 오랫동안 이 분야의 선두주자였으며, 당사의 기술은 작은 설치 공간과 낮은 운영 비용으로 공랭식 열교환기나 콘덴서 및 드라이쿨러 부문에서 우수한 성능을 제공하고 있습니다.”

환경 및 경제적 배경

물과 에너지 소비를 모두 줄이는 것은 시급한 문제입니다.

수요 증가, 오염 및 특히 기후 변화는 세계 여러 지역에서 물 부족의 원인이 되고 있습니다. 그 결과, 기업이 물 소비를 줄이기 위해 할 수 있는 모든 조치를 취해야 한다는 규제 및 윤리적 압력이 증가하고 있습니다. 물론 재정적인 의무도 고려해야 합니다. 수요와 공급의 법칙은 지구의 가장 귀중한 자원에도 똑같이 적용되며, 전반적인 물 가격은 지속적으로 상승하고 있습니다.

에너지 소비 또한 줄여야 할 이유가 명확합니다. 비록 세계 각국이 넷제로(Net Zero)로 가는 과정에서 재생 에너지원으로 전환하려는 시도를 하고 있지만, 현재 재생 가능한 에너지에만 의존하는 국가는 극소수에 불과합니다. 석탄, 석유, 천연가스를 포함한 화석연료는 여전히 전 세계 에너지의 약 80%를 공급하고 있으며, 이는 온실가스 배출량의 75% 이상을 차지합니다. 최근의 지정학적 사건으로 인해 에너지 가격이 급등하였고, 이는 많은 국가에 영향을 미치고 있습니다. 수력에 크게 의존하는 브라질과 같은 곳에서도 물 부족으로 인해 물가가 상승했습니다.
앞으로 수 년 동안, 물과 에너지 자원에 대한 압력은 계속 높을 확률이 큽니다.

테크놀러지

Güntner의 단열 냉각 시스템은 기존 냉각탑에 비해 상당한 물 절약과 에너지 효율성뿐만 아니라, 다른 이점도 제공합니다.

기존의 냉각탑과 증발 시스템은 많은 양의 물을 사용합니다. 그러나 단열 냉각 시스템은 대부분의 시간 동안 건식 냉각 시스템으로 작동하며, 주변 온도가 평소보다 많이 높거나 냉각 시스템 전반에 대한 요구가 특히 많을 때에만 물을 사용합니다.

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Güntner는 Güntner 그룹 계열사인 JAEGGI와 함께 10년 이상 단열 기술 분야의 선두로 활동해 왔습니다. hydroBLU 기술을 적용한 단열 냉각 시스템은 최첨단 열 전달 및 제어 기술을 특징으로 하며, 기존의 물을 사용하는 냉각 시스템에 비해 물 소비량을 최대 90%까지 줄여줍니다. 해당 기기는 40kW에서 2,500kW 이상에 이르는 광범위한 용량 범위에서 사용량 수 있습니다. 필요에 따라 다양한 방식으로 작동하는 hydroBLU는 드라이쿨러/콘덴서의 신뢰성과 사용 용이성을 수냉식 열교환기가 지닌 시스템 효율성과 결합합니다.

Güntner의 미래 솔루션 책임자인 허버트 슈퍼(Herbert Schupfer)는 “가장 중요한 것은 우리가 이것을 시스템으로 개발했다는 것입니다.”라고 말합니다. “우리는 대다수 초기 솔루션과는 달리, 패드를 부착하고 다량의 물을 뿌리는 단순한 방식을 벗어났습니다. 당사의 GHM 컨트롤러가 사용하는 특허받은 알고리즘은 공기의 온도와 습도와 같은 환경 데이터뿐만 아니라 사용 가능한 물의 양과 증발할 양을 고려하여 필요한 물의 양을 최적화합니다. 그런 다음 물을 얼마나 사용할지, 성능을 얼마나 올릴지, 에너지를 얼마나 절약할지 결정하는 것은 고객의 몫입니다.”

Güntner전문가는 설치 현장의 과거 날씨 데이터를 고려하여, 물 및 에너지 절약을 최적화하는 측면에서 사용자의 선호도에 맞게 냉각 시스템을 구성합니다. 시스템이 작동하면, 내장된 스마트 컨트롤이 모든 중요한 매개 변수를 지속적으로 모니터링하고 작동 모드를 일반적인 요구 사항에 맞게 자동으로 조정합니다. 이를 통해 운영 비용을 낮게 유지하고, 개별 장치를 최적화할 수 있습니다.

“본질적으로 고객은 Güntner의 전문 지식을 통해 시스템을 필요한 방식으로 지속 가능하게 만들 수 있습니다. 모든 설치는 각각 다릅니다.”
HERBERT SCHUPFER GÜNTNER미래 솔루션 책임자

Güntner는 최근 단열 공정의 효율성을 높이는 새롭고 두꺼운 패드를 도입하여 hydroBLU 기술을 재개발했습니다. 습윤 시스템도 모든 구성 요소에 접근이 용이하도록 수정하여 설치와 유지 관리가 더 쉬워졌습니다.

Güntner는 미국 캘리포니아주 몬테규(Montague)에 위치한 부지에서 hydroBLU를 사용할 때의 연간 에너지 및 물 소비량을 기존의 증발 냉각 장치와 비교 평가할 수 있었습니다. hydroBLU는 에너지와 물 비용을 연간 45% 절약했을 뿐 아니라 물 소비량은 80% 절약했습니다. 또한, 연간 490만 리터의 물을 소비했던 증발 냉각기에 비해, hydroBLU를 장착한 드라이쿨러는 연간 단 98.4만 리터만을 소비했습니다.

Güntner의 단열 기술은 물과 에너지 소비 절약 외의 다른 이점도 선사합니다. 물 처리나 화학 물질이 필요하지 않기 때문에, 유지 관리 요구 사항이 아주 적습니다. 그리고 안전 측면에서는 연무제가 생기지 않고, 고인 물이 축적되지 않기 때문에 세균 감염이 될 가능성이 최소화됩니다. 열교환기 코일은 완전히 건조한 상태로 유지되어, 핀에 침전물이 생기는 것을 방지합니다.

개조

기존 시스템을 쉽게 조정할 수 있어 다양한 이점 제공.

유럽에서 Güntner그룹은 기존 Güntner 냉동 및 냉각 시스템에 hydroBLU를 추가하는 개조 서비스를 제공합니다.
“이는 매우 쉽고 며칠밖에 걸리지 않으며, 설치하는 동안 기존 시스템을 계속 사용할 수 있습니다.”라고 JAEGGI의 전무이사인 마르코 바우만(Marco Baumann)은 말합니다. “고객이 얻을 이점과 투자 수익을 거두기까지의 시간 등을 미리 계산할 수 있습니다.”

개조는 물과 에너지 소비를 줄이는 방법일 뿐만 아니라, 위험 관리 전략으로도 사용할 수 있습니다. 지구 온도가 예상대로 계속 상승한다면, 5년 또는 10년 전에 계획한 시스템은 피크 기간 동안 대처할 능력이 부족해질 수도 있습니다. hydroBLU로 개조하면 저렴한 비용으로 미래에 대비한 시스템을 준비할 수 있습니다.

유럽 대표적인 슈퍼마켓 체인 중 하나는 이미 이 길을 걷고 있습니다. 2021년 프랑스 매장 중 한 곳의 냉각 시스템이 폭염에 어려움을 겪었을 때, Güntner는 hydroBLU를 개조하여 해당 문제를 해결했습니다. 이 결과에 깊은 인상을 받은 이 회사는 이후 프랑스, 헝가리, 독일 및 키프로스에 위치한 다른 많은 지점의 냉각 시스템을 개조했습니다.
그리고 단열 시스템의 이점을 확인한 이 슈퍼마켓 체인은 이제 새로운 프로젝트나 따뜻한 지역의 냉각 시스템 개조를 위해 처음부터 hydroBLU를 설치하고 있습니다.
국가 규정에 따라 에너지 사용을 줄여야 하는 경우에도, hydroBLU 개조는 편리하고 비용 효율적인 솔루션이 될 수 있습니다.

“최근 프랑스에서는 기업들이 건물의 전반적인 에너지 효율을 개선하도록 의무화하는 규제 변화가 있었습니다.”라고 슈퍼 씨는 말합니다. “이미 많은 기업이 재정 및 지속 가능성을 이유로 에너지 절약 조치를 도입했기에, 기업들은 여기에 추가적으로 에너지 소비를 감축할 방법을 찾고 있었습니다. 이런 상황에서 개조는 비침습적이고 상대적으로 저렴한 솔루션을 제공하였습니다.”

단열 시스템의 적용

단열 시스템은 특히 에어컨, 프로세스 냉각, 냉동 및 데이터 센터 응용 분야 등 광범위한 산업에 걸쳐 사용할 수 있습니다.

미국 에어컨
달러 트리(Dollar Tree) 할인점 회사가 미국 전역의 24개 물류 센터에서 쾌적 냉방 시스템을 개조하기로 결정했을 때, 주요 고려 사항은 물 사용량을 줄이는 것이었습니다. 이러한 이유로, 그들은 hydroBLU를 장착한 Güntner 고밀도 암모니아 콘덴서를 사용하기로 결정했습니다. 미국 Güntner의 전국 영업 관리자인 닐 바우처(Neil Boucher)는 “그들은 기존 냉각탑에 비해 물 사용량을 60%에서 90%까지 줄일 수 있다는 것을 깨달았습니다.”라고 말합니다. “이는 곧 수백만 갤런의 물을 절약한다는 뜻입니다.”

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멕시코 공정 냉각
멕시코의 가전 제품 제조 분야의 선두 기업 중 한 곳은 전국 공장의 물 소비량을 줄여야 했고, 공기 압축기실의 냉각 시스템을 위한 최상의 옵션으로 hydroBLU를 장착한 Güntner V-shape VARIO 쿨러를 선택했는데, 이는 설치가 용이하고 용량이 크며 구성이 매우 다양하기 때문입니다.

중국 데이터 센터
중국 북부의 장자커우(Zhangjiakou)에서 중국 최대 전자 상거래 회사 중 하나가 운영하는데이터 센터는 최근 이 분야에서 기반을 다지고 있는 새로운 기술인 침수 냉각을 사용합니다. 여기서, 서버는 특수한 비전도성 액체 내부에 밀봉되어 있으며, 이 액체는 증발한 후 챔버 상단의 냉각 나선에서 응축됩니다. 열은 건물 외부에 있는 hydroBLU를 장착한 Güntner V-shape VARIO 드라이쿨러 4대에 의해 방출됩니다. 이 데이터 센터는 기존 냉각 시스템 대비 냉각 에너지 95% 및 냉각 비용 80%를 절약하고 있습니다.
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미국 데이터 센터

암호화폐 채굴은 막대한 양의 에너지를 사용하기 때문에, 기업은 비용이 가장 낮은 곳으로 이주하는 경향이 있습니다. 텍사스의 외딴 지역을 선택한 특정 회사를 예로 들 수 있습니다. 해당 지역에는 안타깝게도 물 공급이 충분하지 않았습니다. 해당 회사는 hydroBLU를 장착한 Güntner V-shape VARIO 드라이쿨러 40대로 구성된 단열 솔루션을 선택하여 물은 최소한으로 사용하면서 최대 효율을 얻을 수 있었습니다.

단열 및 천연 냉매

Güntner는 오랜 시간 동안 천연 냉매, 특히 이산화탄소, 암모니아 및 탄화수소를 즐겨 사용해 왔습니다. 단열 냉각은 천연 냉매를 사용하는 모든 시스템에서 이점을 보이지만, 특히 온난하고 더운 기후에서는 CO 시스템이 초임계 모드에서 더 효율적으로 작동하게 해 줍니다.

중국 도매 아울렛, CO₂ 
독일 대형 할인 도매 매장인 메트로(Metro)는 2030년까지 경제적으로 실현 가능한 전 세계 매장에서 천연 냉매를 사용할 계획입니다. 여기에는 회사의 베이징 아울렛에 위치한 중국 최초의 초임계 CO 공장 또한 포함됩니다. 베이징 도심의 여름철 최고 기온은 40°C에 이를 수 있지만, Güntner의 hydroBLU를 장착한 V-shape VARIO 가스쿨러 덕분에 코일에 도달하는 공기의 온도가 현저히 낮아져 COP가 최대 50% 향상됩니다.

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중국 아이스링크, CO
2022년 중국에서 개최된 동계 올림픽 및 패럴림픽의 명시된 목표는, 이 거대한 행사를 가능한 한 환경적으로 지속 가능하게 만드는 것이었습니다. 이러한 이유로 ‘아이스 리본(The Ice Ribbon)’으로 알려진 베이징의 새로운 국가 스피드 스케이팅 오벌(National Speed Skating Oval)의 만 이천 평방미터 규모의 얼음 표면은 초임계 CO 냉각 시스템에 의해 일정한 온도로 유지됩니다. 이는 중국에서 가장 큰 CO 프로젝트로, hydroBLU를 장착한 V-shape VARIO 가스쿨러 6대를 포함하고 있습니다.
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멕시코시티 물류 센터, CO
멕시코에서 가장 큰 초임계 CO₂ 냉동 설비는 Güntner V-shape 단열 가스쿨러 두 대의 도움을 받아 작동됩니다. 멕시코시티에 위치한 냉동 보관소와 식품 가공소를 갖춘 물류 센터에는, 물 소비량이 적고 지구 온난화 가능성이 낮은 천연 냉매를 결합하여 최대 효율을 달성하는 시스템이 필요했습니다.

멕시코 산업 냉동, 암모니아
멕시코시티에서는 물 부족이 흔하며, 지역 주민들이 물을 얻는 거대한 지하 대수층은 다시 차오르는 속도보다 사용하는 속도가 더 빠릅니다. 현지 인프라 솔루션 제공업체인 아르코사(Arcosa)가 멕시코 최고의 패스트푸드 프랜차이즈 중 하나를 위한 새로운 냉장 및 급속 냉동 공장을 계획할 당시, 물 부족에 대한 솔루션으로 암모니아를 냉매로 사용하는 단일 냉각 시스템에서 hydroBLU를 장착한 Güntner V-shape VARIO 콘덴서를 교체하는 방법을 택했습니다. 결과적으로, 물과 전기 비용을 모두 절약할 수 있습니다.
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미국 육류 가공 시설, 암모니아
미국의 한 육류 가공 브랜드는 고객에게 최고의 맛을 전달하는 것뿐 아니라, 업계 최고의 품질 및 안전 기준을 충족할 방식에 대해 고심했습니다. hydroBLU,를 장착한 Güntner V-shape VARIO 콘덴서를 결합한 저충전 암모니아 시스템을 선택하여 운영 비용은 낮추고 유지 관리는 용이해졌습니다.