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일본 저온물류센터의 에너지 효율화와 신냉각시스템소개

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Academic year: 2021

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집중기획

채 강 식

㈜한국마이콤/(주)마에카와제작소 osajang@mycomkorea.com

서 론

최근 유가의 상승에 우리나라뿐 아니라 전 세계가 에너지 절감과 신재생에너지의 활용을 모색하고 있다.이에 따라 일본 냉동물류센터 (일본 생활협동조합연합회 오노미찌 물류센터) 에너지 효율화시스템 과 신재생에너지 다양하게 활용한 사례를 소개한다.

일본생활협동조합연합회(히로시마 오노미찌물류센터) 소개

건축조감도

일본 저온물류센터의 에너지 효율화와 신냉각시스템소개

일본 최신 저온물류센터의 설계 시공사례를 소개하고 신냉각 시스템의 에너지 효율화에 대해 알아본다.

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집 중

집중기획기 획

건축개요

1) 공사기간 : 2011년 4월 1일 ~ 2012년 3월 31일 2) 설비용도 : 물류센터(재고보관형과가정으 로 직배송 등의 기능)

3) 주체구조 : 철근콘크리트조,일부철골조 4) 층수 : 지상 2층(1층:7,347 m²,2층:7,801 m²) 5) 최고높이 : GL + 16.2 0 M

6) 건축면적 : 9,267.35 m² 7) 연면적 : 18,118.21 m² 8) 주요외부제원

-실근 : 단열아스팔트방수,누름콘크리트 -벽 : 단열재충진강판패널

계획 및 설계 컨셉

에너지 효율화 및 환경 고려

① 철근콘크리트 구조로 외단열공법의 채용 건축물 축열에 의한 실온의 안정 정전시도 고 내온도상승을 늦추고 냉동설비용량의 저감과 축 열효과에 의한 에너지 효율화와 건축물의 수명을 연장시킨다.

② 논 프레온 단열재 채용

일반적으로 건축물단열재의 원료는 프레온계 의 성분이 합류되어 있는데 이 프레온계의 원료는 지구 온난화 등의 영향이 있으므로 이 원료에 합 류되는 프레온계의 원료를 배제하여 친환경적인 원료를 사용하여 지구 온난화 예방에 이바지한다.

③ 암모니아, CO₂ 등의 자연냉매 냉동기 저온물류센터의 냉각시스템은 비용, 운전의 안정성 등의 이유로 프레온계 냉매를 장기간 사 용하여 왔다. 그러나 오존층 파괴 문제 및 지구의 온난화 문제가 지구적 규모의 사회문제로 크게 부각되었고, 이에 따른 프레온 냉매의 사용규제 가 이미 선진국에서부터 시작되었다.우리나라 정 부도 프레온계 냉매에 대한 규제를 시행하고 있 으며 2009년 12월 23일 HCFC 냉매의 소비량 규 제에 대한 단계적인 로드맵을 발표하여 2013년 부터 생산 수입량을 제한키로 하였다.이렇듯 최 신의 저온물류센터의 냉각시스템에 적용되는 냉 매도 지구 온난화를 억제할 수 있는 자연냉매를 이용하는 추세로 선진국을 중심으로 변화하고 있 다. 종래의 저온물류센터에서는 암모니아 냉매 의 독성 성질로 인하여 가스 누설 시 작업원의 안 전성을 확보하기 위해 브라인을 사용한 간접 냉 각 시스템을 선호하여 왔다. 그러나 이 간접 냉 각 시스템은 냉매의 직접 냉각 시스템과 비교하 면 동력비가 증가되는 결점을 피할 수 없었다. 이 에 최근 유럽, 일본 등의 저온물류센터에서는 운 전 동력비가 높은 브라인을 이용한 암모니아 간 접 냉각 시스템을 보완하여 탄산가스의 저온특 성(저점성)을 이용한 「NH₃ / CO₂ COOLING SYSTEM」을 도입하고 간접 냉각 시스템의 장점 인 「안전성」과 직접 냉각 시스템에 필적하는 「에 너지효율」을 동시에 만족시키는 시스템을 개발, 널리 보급하고 있다. 일본의 최신 저온물류 센터 에 적용되는 「NH₃ / CO₂ 냉각시스템」계통도와 고효율 IPM모터를 채택한 신형 냉동기의 구조도 이다.즉, NH₃ / CO₂ 유닛은 기계실에 설치하고 작업원이 근무하는 보관, 분류 작업장에는 CO₂ 브라인만을 순환시킴으로써 안전성을 확보하였 으며 이에 따른 고성능 압축기의 개발로 에너지 효율을 극대화시켰다. 결론적으로「NH₃ / CO₂ 냉

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각 시스템」은 기존의 간접 냉각 방식의 단점을 보 완함에 따라 안전하면서도 COP와 유지비 면에서 도 우월한 시스템으로 인정받으면서 유럽과 일본 등 선진국에서 차세대 냉각기술로 각광받는 시스 템이다(그림 1, 2).

[그림 1] NH₃/CO₂ 냉각시스템 C&F급계통도

[그림 2] NH₃ / CO₂냉각시스템 설치사진

④ 데시칸트 공조채용, 건조공기 양압화에 의 한 결로방지

실내에 공급되는 공기를 냉각시켜 투입함으 로써 실내 압력을 올려 외부의 따뜻한 습공기가 내부로 침입되는 것을 방지할 수 있다.

⑤ 전관 LED(Light Emitting Diode)조명설비 의 도입

전기료 및 계약전력의 삭감과 고발열에 의한 고내온도 상승을 줄이기 위한 고휘도 LED조명을 도입한다.

⑥ 인체감지센서에 의한 조명발정제어 비상출입구 및 사람의 왕래가 빈번하지 않은 계단 등에 인체를 감지하여 자동으로 점멸할수 있도록 하여 불필요한 전등의 점멸을 방지하여 에너지 효율화 하였다.

⑦ 거실공조, 환기에는 각종 폐열회수시스템 의 채용, 지하비트의 공기회수

냉동,냉장창고의 바닥은 일반적으로 동상방 지를 위해서 통기층을 설치하게 된다. 이 통기 층에는 항상 냉기가 발생하게 되므로 하절기 높 은 외기온도를 이 통기 층을 통과시킨 공기를

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집 중

집중기획기 획

AHU(AIR HANDLING UNIT)에 통과시켜 공조부 하를 경감하였다.

⑧ 그린구입 적합품,에코마크인정품,그외 리 사이클재료의 채용

각종 재활용품으로 친환경보도블록 등을 제 작설치하여 자원의 절약과 지구 온난화에 이바지 하였다.

⑨ 톱런너 변압기의 채용

각종 주요시설 등에 공급해 생산설비,정보처 리,보안,방재 등에 필요한 전원 확보에 필요한 변 압기를 고효율화하여 에너지를 절약한다.

⑩ 단열강판패널, Low-E 복층 유리에 의한 고단열 외장채용

적외선에서 열에너지를 흡수하고 재방사율이 낮은, 즉 차단성 단열성이 높은 유리를 사용한다.

⑪ 재생가능에너지의채용:태양광발전설비.광 덕트.글라스 블록에 의한 채광

옥상의 유휴면적을 활용한 설비용량 610 kW 의 태양광 발전설비를 설치하고 또 자연채광을 활용한 광덕트, 글라스블록에 의한 자연채광으로

에너지 효율화와 내부경관의 조화를 실천하였다.

⑫ 경관을 배려한 벽면녹화나 열섬(heat island) 의 완화

건축물 방호벽의 일부분(높이 14 M)이나 가 능한 모든 부분에 녹화설비를 설치하여 열섬을 줄인다.

<건축물 벽체의 녹화 및 주변녹화설비>

결로가 발생하지 않는 건물·설비

① 에너지 효율화 기준을 기초로 한 단열을 두 껍게 설정하고 적절한 방습제원의 선정

② 냉동건물과 일반건물의 색깔구분

일반 상온물류센터와 저온물류센터의 건축 물 벽체외관도형과 통행로의 색깔을 구분하여 누 구나 쉽게 알아볼 수 있도록 하였다.

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③ 외벽 내 체류결로수의 제거

저온물류센터에 필연적으로 발생하는 결로수 를 처리할 수 있는 통로를 만들어 결로수에 의한 건축물의 손상을 방지하고 또 외부충격에 의한 파손을 수리할 수 있는 공간을 확보한다.

④ 개구부의 적절한 방열두께의 선정과 근적 외선 히터 등의 설비대응

개구부의 방열두께를 강화하고 외부공기와 내 부 공기의 온도차로 인해 발생하는 결로를 방지하 기 위해서 히터를 설치하여 결로 발생을 방지한다.

⑤ 결로약점부의 설비대응

⑥ 열교의 발생이 없도록 마무리

⑦ 결로수의 배수대응

⑧ 결로 발생원인이 되는 공기가 체류하기 용 이한 공간의 철저한 배제

창고냉기유출과 외기유입방지

① 철근콘크리트구조 채용에 의한 기밀구조

② 다양한 크기의 차종에 유연하게 대응할수 있는 도킹시스템

입·출고 시 접안되는 다양한 차량으로 인해 발생할 수 있는 외부 습한 공기의 내부 침입에 의 한 결로를 방지하기 위한 철저한 외기 차단설비 (에어백,독셀터 등)를 하였다.

③ 개구부의 적절한 방열두께, 수평취출에어 커튼, 전동 시트 도어의 채용

저온 환경을 유지하는 공기는 산소를 21% 포 함한 혼합 기체이다. 그리고 수증기를 포함하고 있는 공기를 습공기라고 하며 이 습공기가 냉각 되면 일정 온도에 이르러서 공기 중의 수증기량 이 수분 보유 가능량을 초과하게 되어 결로가 되 며 이 온도를 공기의 노점 온도라고 한다.

저온물류센터의 하역장인 전실에 습한 외기 가 침입하여 결로가 발생하는 것이 바로 이 원인 이기도 하다. 또한, 전실의 공기가 영하의 창고 내 의 공기와 접촉하게 되면 역시 결로 현상이 발생 하고 결국 얼음 상태로 결빙하게 된다. 결로 발생 현상을 전부 방지하는 것은 불가능하지만, 결로 의 발생을 사전에 방지하여 극도의 냉동 효과 저 하를 막으며 안전사고로 이어지지 않도록 관리할 수 있는 방법들이 있다.

효율적인 반송동선의 확보

① 물류동선과 적합한 평면계획

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집 중

집중기획기 획

② 자재관리의 효율화추구에 적합

③ 적절한 입·출고 부스·입출고동선의 설정 효율적인 물류를 위하여 바닥에 입,출고 동선 의 평면계획을 작성과 그에 적합한 구획을 표기 하여 물류센터의 효율적인 활용과 안전사고에 대 비한다.

안전성과 작업환경의 중시

① 작업자의 콜드 드래프트방지

② 분류장소에 바닥난방채용

작업원이 제품의 분류 작업을 위해서 오랫동 안 서서 작업을 하게 되는 부분의 일부분을 15℃

~20℃로 유지하여 작업원의 작업환경을 개선하 였다.

③ 저소음형 자재관리시스템 채용

④ 정전 시 등의 냉동고 내 감금방지대책

⑤ 건물 내 안전통로확보(차량 동선과 직원통 로교차회피)

센터 내에 차량동선과 직원 동선의 가능한 교 차를 회피하여 차량에 의한 접촉사고를 예방한다.

⑥ 바닥크릭 저감

건축물의 건축 시 최초작성된 공정에 충실하 고 또 콘크리트는 충분한 양생기간을 가질 수 있 도록하며 저온창고의 온도하강기간을 충분히 갖 고 실시한다.

보안관리

① 입·출하 부스의 감시카메라에 의한 24시 간감시

② 납품차량은 수위에 의한 24시간 감시

③ 입·출하차량승무원은 명찰착용관리

결 론

오늘날 저온유통센터에 있어서 물류의 중요 성도 있지만 높아지는 전력비 부담 증가에 따라 에너지 효율화와 신재생에너지의 활용도를 높이 는 것이 더욱더 중요시되고 있다. 따라서, 위의 설

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치사례를 참고하여 에너지 효율화와 신재생에너 지의 활용도를 높여 저온유통센터 본연의 목적인 보관 품목의 적정한 온도관리는 물론이며 작업원 과 인근 주민의 안전 보장, 나아가 지구 환경을 보 호할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 우리의 과 제이다.

참고문헌

1. “저온물류의 실무 매뉴얼 지침” 野口 英雄,2004 2. “2010년부터 프레온 가스 및 할론, 국내생산, 수 입금지” - 지식경제부 보도자료 2009.12.23

참조

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