전 세계는 온실가스 감축을 위한 엄격한 환경규제에 직면해 있다. 특히 냉매는 높은 GWP(지구온난화지수)를 보유하고 있어 이러한 규제에 직접적인 영향을 받고 있다. 환경규제에 대응하기 위한 대체냉매의 조건은 기존 사용하던 냉매와 비교해 성능은 떨어지지 않으면서 낮은 GWP를 보유하는 것이다.
현재 시장에 소개되고 있는 GWP가 낮은 대체냉매는 대부분 혼합냉매이기 때문에 시간이 경과함에 따라 누설되는 양으로 인한 혼합비율 변동이 기기성능에 영향을 미칠 것을 우려하는 목소리가 높다.
이러한 의문을 해결하기 위해 글로벌 냉매제조사인 하니웰은 자사의 Low GWP 냉매인 R448A에 대한 누설 테스트 결과를 발표, 사용자들의 선택에 기준을 제공해주고 있어 이목이 집중된다.
10회 반복실험, 높은 효율 유지
비공비 혼합냉매의 분리현상은 순환시스템 내 냉매의 일반적인 구성변화를 의미하며 냉매충진 시, 기기의 누설발생 시 일어난다. 다만 충진 시의 분리현상은 액포트 충진으로 해결할 수 있으니 이번 연구에서는 시스템 동작 및 정지 시 발생하는 누설현상에 대해 테스트했다.
하니웰은 R448A(N40) 9kg이 충진된 1톤 용량의 워크인 쿨러에 외부온도 15~25℃의 다양한 조건에서 시스템 운전 시 △응축기 중앙의 2상 상태누설, 시스템 정지 시 △응축기 중앙의 가스누설 △흡입배관의 가스누설에 대한 테스트를 진행했다.
실험결과 2상 상태누설과 가스누설(응축기 중간부분)은 일반적인 허용 공차 내의 구성성분 변화(±2%)가 발생했다. 가스누설(흡입배관)의 경우 조금 더 큰 성분변화가 발생했으나 여전히 허용공차인 2% 내외였다.
모든 경우에서 조성비 변화로 인해 용량이 약 2% 떨어졌지만 정상충진율에 맞춰 재충진하면 성능은 원래 값에 근사하게 복구된다는 결론을 얻었다.
또한 냉매 전체량의 20%를 ‘2상 상태누설(시스템 운전)’ 시킨 후 다시 완전 충진하는 10번의 반복실험을 진행했다.
10번의 누설 및 재충진한 결과 누설을 통한 구성성분 변화는 재충진에 의해 보정되므로 최종적인 내부 구성성분은 일반적인 냉매구성 허용오차(2%) 내외를 유지했으며 용량은 여전히 2% 내로 R404A와 일치했다. 효율 역시 R404A대비 높은 효율은 유지할 수 있었다.
하니웰의 관계자는 “시스템 운전 중 액체·기체 두 개의 상 상태의 누설이 발생하는 경우 아주 작은 변화가 생기지만 이때 구성비와 성능변화는 일반적인 실험공차 내의 값”이라며 “아주 긴 시간 동안 시스템이 멈춰있다면 약간의 구성비 변화가 있을 수 있지만 누설이 발생한 경우에
도 반드시 전체 충진량을 모두 교체할 필요는 없다”고 말했다.
목록
