북미 지역의 CO2 응축 장치

북미 상업용 냉동 시장은 천연 냉매로 전환하는 새로운 단계에 들어서고 있습니다.

수년 동안 초임계 CO2 냉동 성장은 주로 슈퍼마켓에서 사용되는 중앙 집중식 랙 시스템에 의해 주도되었습니다. 이제 소형 CO2 응축 장치가 더 작고 특정 용도에 맞는 설치에 더 널리 사용 가능해짐에 따라 이러한 패턴이 바뀌기 시작했습니다.

2026년 7월 업계 보고서에 따르면 북미 지역은 대략 2025년 초임계 CO2 냉동 시스템을 사용하는 슈퍼마켓 5,120개이는 2023년에 비해 약 75% 증가한 수치입니다. 제조업체는 이제 소형 CO2 응축 장치를 도입하거나 지역 시장에 더 많은 제품을 출시하는 데 필요한 인증을 추구하고 있습니다.

이번 개발로 R744의 사용은 대형 슈퍼마켓을 넘어 다음과 같이 확장될 수 있습니다.

• 편의점;
• 소형 식료품점;
• 레스토랑 및 음식 서비스;
• 냉장실 및 대형 냉동고;
• 식품 가공 시설;
• 유통 센터;
• 독립 냉동 부하;
• 확장 및 개조 프로젝트.

업계 참가자들은 패키지형 CO2 응축 장치를 완전한 중앙 집중식 랙이 필요하지 않은 소규모 프로젝트에 천연 냉매를 도입하는 실용적인 방법으로 보고 있습니다. ([천연냉매][1])

그러나 냉동 장비 제조업체의 경우 CO2 채택은 단순히 하나의 냉매를 다른 냉매로 교체하는 문제가 아닙니다.

R744는 독특한 압력, 온도 및 안전 특성을 가지고 있습니다. 따라서 안정적인 작동은 냉동 회로 전체와 주변 환경 전체의 정확한 감지에 달려 있습니다.

CO2 응축 장치가 더 주목받는 이유

응축 장치는 압축기, 열 방출 장비 및 제어 장치를 포함한 주요 냉동 구성 요소를 독립적인 부하를 제공할 수 있는 패키지 시스템으로 결합합니다.

이 아키텍처는 다음과 같은 프로젝트에 매력적일 수 있습니다.

• 소규모 매장 확장;
• 냉장 전시 구역;
• 원격 냉장실;
• 워크인 쿨러 및 냉동고;
• 기존 시설에 대한 추가 용량;
• 용도별 냉장 구역.

완전한 중앙 집중식 랙을 설치하는 것과 비교하여 패키지형 응축 장치는 CO2 냉동을 새로운 건물, 리모델링 또는 용량 확장에 통합하기 위한 보다 집중적인 경로를 제공할 수 있습니다.

최근 북미 시장에 대한 논의는 특히 원격 설치 및 정밀한 실내 제어가 필요한 소규모 냉장 보관 및 식품 가공 응용 분야를 위한 CO2 응축 장치에 대한 관심이 증가하고 있음을 나타냅니다. ([천연냉매][1])

R744는 센서 성능에 대한 새로운 요구 사항을 만듭니다.

R744로 지정된 CO2는 지구 온난화 지수가 1인 천연 냉매입니다. 불연성이며 상업용 및 산업용 냉동에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. ([danfoss.com][2])

그러나 CO2 냉동 시스템은 많은 기존 HFC 시스템보다 훨씬 더 높은 압력에서 작동합니다. 초임계 R744 응용 분야용으로 개발된 구성 요소는 위치 및 시스템 설계에 따라 약 140bar 이상의 작동 압력 등급을 받을 수 있습니다. ([danfoss.com][3])

이로 인해 몇 가지 감지 문제가 발생합니다.

1. 압력은 넓은 범위에 걸쳐 정확하게 측정되어야 합니다.
2. 제어, 보호 및 효율성 최적화를 위해서는 온도 데이터가 필요합니다.
3. CO2 누출은 농도가 높으면 질식 위험이 발생할 수 있으므로 감지해야 합니다.
4. 센서는 진동, 압력 주기 및 온도 변화를 견뎌야 합니다.
5. 감지 시스템은 빠른 제어와 결함 진단을 지원해야 합니다.

따라서 CO2 냉동에는 단일 모니터링 구성 요소가 아닌 조정된 감지 아키텍처가 필요합니다.

1. CO2 냉동 시스템의 고압 모니터링

압력 측정은 R744 응축 장치의 가장 중요한 감지 기능 중 하나입니다.

일반적인 압력 모니터링 위치는 다음과 같습니다.

• 압축기 흡입;
• 압축기 배출;
• 가스 냉각기 배출구;
• 액체 저장소 또는 플래시 탱크;
• 증발기 입구 및 출구;
• 고압 조절 밸브;
• 가스 우회 라인;
• 오일 관리 회로.

컨트롤러는 이러한 압력 신호를 사용하여 압축기, 밸브, 팬 및 보호 기능을 조절합니다.

압력 정확도가 중요한 이유

부정확하거나 불안정한 압력 데이터는 다음에 영향을 미칠 수 있습니다.

• 과열도 제어;
• 가스 냉각기 압력 최적화;
• 압축기 보호;
• 용량 규제;
• 밸브 위치 지정;
• 냉매 충전 진단;
• 시스템 효율성.

초임계 작동에서 고압측 압력 제어는 주변 온도 및 가스 냉각기 성능과 밀접하게 연결됩니다. 신뢰할 수 있는 압력 신호를 통해 컨트롤러는 안전하지 않은 압력 조건을 피하면서 작동 지점을 조정할 수 있습니다.

권장 Winsen 압력 센서

WPCH04 세라믹 압력 트랜스미터

그만큼 WPCH04 일반형 세라믹 압력 트랜스미터 0–0.2 MPa에서 0–40 MPa까지의 압력 범위, 1 ms 이하의 응답 시간 및 4–20 mA, 0–5 V 및 0.5–4.5 V를 포함한 다중 출력 옵션을 제공합니다. Winsen은 응용 분야 중에서 에어컨과 가스 또는 액체 압력 제어를 식별합니다. ([winsen-sensor.com][4])

냉동 OEM에 대한 잠재적 가치는 다음과 같습니다.

• 폭넓게 선택 가능한 압력 범위;
• 폐쇄 루프 제어를 위한 빠른 응답;
• 컴팩트한 송신기 구조;
• 온도 보상 신호 출력;
• 맞춤형 커넥터 및 출력.

WPCK07 확산형 실리콘 압력 트랜스미터

더 넓은 압력 범위 선택이나 더 많은 산업용 출력 옵션이 필요한 응용 분야의 경우 WPCK07 확산형 실리콘 압력 트랜스미터 최대 100MPa의 범위를 지원하고 4~20mA, 전압 및 I²C를 포함한 여러 출력 형식을 제공합니다. 이는 HVAC 및 산업 공정 제어를 포함한 응용 분야용으로 설계되었습니다. ([winsen-sensor.com][5])

잠재적인 설치 지점은 다음과 같습니다.

• 압축기 토출 압력;
• 고압 라인 모니터링;
• 수신기 압력;
• 프로세스 및 안전 모니터링;
• 원격 냉동 제어 시스템.

엔지니어링 노트: 최종 압력 센서 선택은 실제 최대 작동 압력, 보증 압력, 파열 압력, 냉매 및 윤활제 호환성, 프로세스 연결, 밀봉 구조 및 필수 인증을 기반으로 해야 합니다. 직접 R744 접촉에 대한 제품 적합성은 프로젝트 평가 중에 확인되어야 합니다.