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스페셜리포트

[특별기고] AHR EXPO 2023를 다녀와서

차세대 냉매 적용 트렌드 확인
약가연성·가연성 Low GWP냉매 전환 전망


전 세계적인 냉매규제는 2016년 키갈리개정의정서에서 지구온난화 물질로 지정된 수소불화탄소(HFCs) 사용을 국가별로 단계적 감축규제를 시행하고 있다. 이에 대한 예로 유럽의 F-Gas Regulation 및 쿼터제도 운영, 미국 캘리포니아주의 신제품 적용 냉매 GWP 제한 등을 실시하고 있으며 2023년 AHR EXPO 방문을 통해 기업들의 대체냉매 적용현황을 중점적으로 살펴봤다. 

이번 AHR EXPO 전시회에서는 냉매업체(Honeywell, Chemours)→ 압축기 제조업체(Embraco, GMCC, Highly, Danfoss, Emerson, LG, Samsung, Mitsubishi)→ 제품 제조업체(Gree, Midea, Dakin, LG전자, 삼성전자, Trane, Ariston, Lennox, Goodman, Mitsubishi, Rheem, TCL 등) 순으로 방문 및 인터뷰를 진행했다. 



R410A 후보군 부각 
먼저 Chemours에서는 차세대 대체냉매를 기존 냉매별 분류해 소개했다.  



국제적으로 공조용으로 가장 많이 쓰이고 있는 냉매는 R410A이며 대체냉매로 가장 많이 언급되고 있는 냉매 후보군은 R32, R454B, R466A 정도다. 다른 차세대 냉매들은 Capacity의 한계로 인해 R410A를 대체하기는 어려워 보인다. 그러나 대체 냉매들은 Short term solution으로 장기적인 관점에서는 GWP 150 이하 냉매로 전환이 필요할 것으로 예상된다. 

현재 많은 냉매 후보군들이 개발돼 발표 및 판매가 되고 있지만 냉매를 순환시켜줄 냉매압축기가 시장에 나와 있느냐가 제품에 적용되고 상용화되기 위해서는 필연적이다. 이러한 관점에서 압축기의 트랜드를 보면 향후 제품 시장의 변화를 쉽게 캐치할 수 있었다.

먼저 레시프로(왕복동식) 압축기를 제조하고 있는 Embraco를 방문했다. 레시프로 압축기는 주로 가정용 냉장·냉동고부터 상업용 냉장·냉동고까지 다양하게 적용되고 있다. 용적량으로는 작게는 4cc부터 27.8cc까지 다양한 레시프로 압축기를 전시하고 있었다. 현재 국제적으로 가정용 냉장고에는 R600a가 R134a를 대체하며 이미 상당수 적용되고 있으며 GWP는 3정도 수준으로 영구적인 솔루션이라고 볼 수 있다. R600a의 경우 Safety group이 A3로 가연성 냉매로 분류되는데 가정용 냉장고의 경우 충전냉매량 자체가 작기 때문에 적용이 가능하다. 



그러나 이보다 큰 용량을 적용하는 경우 충전냉매량이 제한적이기 때문에 R290 냉매를 적용한 압축기 라인업을 구축해 전시를 하고 있었다. 동일한 관점으로 LG전자와 GMCC에서도 R600a, R290 레시프로 압축기를 전시했다.

로타리(회전식) 압축기를 제조하고 있는 GMCC, Highly, LG전자, 삼성전자, Mitsubishi(Siam) 등을 방문했다. 가정용 에어컨, 온수기 등 다양한 제품군에 적용되는 압축기인 만큼 관심도가 높은 품목이다. 가장 많이 보인 압축기는 R454B로, 이번 AHR EXPO 2023에서 기술혁신상을 받은 Chemours의 냉매를 적용한 압축기가 전시됐으며 다음으로는 R32가 많았다. 

이외에도 GMCC와 Highly에서는 R290, R513a, R1234yf 적용 로타리 압축기를 전시했다. 히트펌프 Tumble dryer(히트펌프 건조기)의 경우 유럽에서는 이미 R290 냉매가 적용돼 판매되고 있으며 소형, 모노블럭 타입 온수기 등에는 R290, R513a 냉매들이 유럽시장에서 적용되고 있다. 

스크롤 압축기를 제조하고 있는 Emerson(Copeland Scroll), Danfoss, LG전자, 삼성전자, Mitsubishi(Siam) 등을 방문했다. 북미에서는 Unitary 제품 중심으로 많이 보급되고 있으며 스크롤 압축기가 많이 적용되고 있어 스크롤 압축기시장에서 북미의 입지는 상당히 높다. 또한 시스템에어컨과 같은 중대형 공조제품 등에 적용되고 있고 냉매충전량이 비교적 상당히 많기 때문에 대체 냉매에 대한 방향이 중요하다고 볼 수 있다. 

로타리 압축기와 동일하게 스크롤 압축기에서도 R454B가 가장 많이 보였으며 다음으로는 R32, R290 순으로 전시됐다. R454B는 Emerson, LG전자, 삼성전자에서 가장 많이 전시했으며 LG전자와 Mitsubishi(Siam)에서는 R290 스크롤 압축기도 전시했다.




R32 대세 속 차기냉매 방향성 확인
제품 제조사의 경우 가정용에어컨은 R32를 적용한 제품군이 일부 보였으며 대용량 제품에 대해서는 냉매에 대한 표기나 언급이 별도로 없었다. 다만 인터뷰를 통해 북미에서는 Carrier와 Trane이 차기냉매로 R454B로 간다는 방향성을 이야기했지만 유니타리 제품 외 시스템에어컨, 대형 공조기 제품들의 경우 냉매 차징량이 많기 때문에 A2L이나 A3 냉매 적용에 대해서는 뚜렷한 방향성에 대해 말을 아끼는 분위기였다. 다만 국제적인 규제로 인해 결국 Low GWP냉매 특성상 약가연성 또는 가연성냉매로 가야만 할 것으로 예상된다. 

대체 냉매를 선정할 때 국가별 GWP규제도 고려해야 하지만 Safety group 또한 안전성 측면을 고려하는 제품제조사 입장에서는 매우 중요한 요소다. 기존 냉매를 대체할 수 있는 냉매별 용량 특성도 반드시 고려해야 한다. 냉매용량이 적은 냉매를 대체냉매로 사용하게 된다면 압축기 용적량, 내부 사이클 크기, 냉매충전량이 늘어나기 때문에 코스트 측면에서 불리할 수 있기 때문이다. R744(CO2) 냉매의 경우 GWP가 1이며 Safety group이 A1인 매력적인 냉매이나 포화압력이 매우 높기 때문에 안전성, 코스트 측면에서 불리하다. 




이번 전시회를 통해 출품된 내용, 기업인터뷰 내용을 기반으로 R410A 기존냉매의 경우 R32, R454B를 대체냉매 후보군으로 많이 보였으며 R134a 기존냉매의 경우 R600a, R290, R1234yf 등이 후보군으로 거론되고 있다. R22, R404A 기존냉매를 사용하는 냉동·냉장 제품의 경우 R290, R744(CO2)를 적용하는 제품들을 확인할 수 있었다. 

국내에서도 키갈리 개정의정서 국제협약에 따라 2024년 HFC냉매 사용량 동결이 된다. 이와 관련 오존층보호법이 개정법률안이 2022년 10월18일 공포됐으며 2023년 4월19일부터 시행될 예정이다. 이에 따라 국내시장도 대체냉매로 전환하기 위한 시점이 본격화될 것으로 예상된다.

<박귀중 한국냉동공조산업협회 책임연구원>

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