서로 다른 보온 구조와 온도가 토마토 냉장 유통 시 온도장 분포 균일성, 품질 및 효과에 미치는 영향을 파악하기 위해 본 연구에서는 토마토를 연구 대상으로 삼아 반도체 냉장고 온도장 수치 분석 3차원 모델을 구축하고 실험 검증을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 외부 일정 온도 20 ℃에서 진공 단열판(VIP)과 폴리우레탄(PU)의 복합 단열 보온 구조(VIP+PU)를 적용한 반도체 냉장고 내부 평균 온도가 20.7 ℃에서 5 ℃로 내려가는 데 각각 30분과 35분이 소요되었으며, 35분 후 평균 온도는 각각 4.58 ℃와 4.97 ℃, 전면과 좌우 최대 온도 차는 각각 6.97 ℃와 8.09 ℃였다; 냉장고를 4, 10, 15 ℃로 예냉한 토마토를 VIP+PU 및 PU 반도체 냉장고에 넣고 2.5 ℃에서 10시간 유통을 시뮬레이션한 결과 VIP+PU 및 PU 반도체 냉장고 내 토마토 평균 온도는 각각 2.38, 4.29, 5.89 ℃와 3.33, 5.15, 6.67 ℃로 내려갔으며, 과심 온도 균일도는 각각 0.52, 0.44, 0.41과 0.57, 0.47, 0.43이었다. 실제 토마토 냉장 유통 실험과 시뮬레이션 결과가 대체로 일치하였다. 결과는 VIP+PU 반도체 냉장고의 보온 성능, 냉각 속도 및 과심 온도 균일도가 PU 반도체 냉장고에 비해 현저히 우수함을 보여준다; 4 ℃ 토마토는 2.5 ℃ 냉장 유통 조건에서 가장 좋은 효과를 보였으며, 무게 감소율은 0.08%, 명도 및 색도 변화가 가장 적었고 가용성 고형물 함량은 5.13%였다.

반도체 냉장고; 진공 단열판; 폴리우레탄; 전산 유체 역학; 영양 품질