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R507A, 신냉매 둔갑 ‘논란’

R404A대비 효율은 낮은데 GWP는 동급

글로벌 환경규제에 따라 Low GWP 냉매사용이 장려돼야 하는 상황이지만 아이러니하게도 국내 산업현장에서는 R507A가 신냉매로 잘못 인식, R22와 R404A를 대체하고 있어 논란이 일고 있다.

냉매규제 적용이 다가옴에 따라 국내 냉동공조산업계는 친환경성을 만족시키는 대체냉매 모색에 관심이 집중되고 있다. 이에 발맞추고자 글로벌 냉매제조사들은 R448A(GWP 1,273), R449A(GWP 1,282) 등 Low GWP 냉매의 출시 및 홍보에 열을 올리고 있지만 현장에서는 R507A가 기존 R22와 R404A를 대체하는 신냉매로 둔갑해 확대되는 상황이다.

냉동공조분야에서 광범위하게 사용해온 R22는 ODP(0.055)를 가지고 있어 국내에서는 2013년부터 사용량 동결 및 감축을 시작했다. 올해부터 신규설치는 불가능하고 유지보수용 냉매만 사용가능하며 2030년까지 전폐가 예정됐다. R22를 대체하기 위해 ODP가 없는 R404A를 친환경냉매로 홍보하는 경우도 있지만 R404A는 GWP가 3,943로 국내에서는 2024년부터 단계적인 감축이 예정돼있는 냉매다.

특히 R507A는 GWP 3,985로 R404A와 같은 감축일정을 적용받고 있지만 R22와 R404A의 대체냉매로 잘못 인식되고 있는 것이다. 

이러한 R507A의 갑작스러운 확대에는 냉동기 제조사들의 스팩영업이 한몫하고 있다. 생소한 냉매를 가져와 신냉매인 것처럼 소개하는 영업방식도 보고된다. 

또한 혼합냉매는 냉매누설 시 혼합비율 변동으로 기기 성능저하가 일어날 것이라는 불안감도 한 가지 요인이다. 신냉매인 R448A(R32, R125, R134a, R1234ze, R1234yf)와 R449A(R32, R125, R134a, R1234yf)는 기존냉매 4~5종을 혼합해 만들어지지만 R507A(R125, R134a)의 경우 두 가지 냉매를 혼합, 냉매누수 발생 시에도 비율유지가 쉬울 것이라는 생각에서다.

냉매규제 고려, 대체냉매 선택해야
현재 의외의 인기를 누리고 있는 R507A는 처음 출시 당시 R404A에 비해 떨어지는 선호도로 인해 메인스트림에서 주목받지 못한 냉매다. R404A와 R507A의 효율은 비슷한 수준이지만 R507A는 온도와 압력이 높아 압축기와 응축기, 배관 등의 내구성에 의심을 받았기 때문이다.

비처 압축기로 시뮬레이션을 돌린 결과 응축온도 50℃ 조건일 경우 시스템의 압력이 R404A는 2.29MPa, R507A는 2.36MPa로 약 800Kpa 차이를 보이고 토출온도도 -10℃ 기준에서 약 3℃ 차이가 나는데 R507A가 더 낮은 것으로 확인됐다. R404A의 Cooling COP는 2.007, Heating COP는 3.007이었으며 R507A의 Cooling COP는 1.785, Heating COP는 2.785인 것으로 시뮬레이션 결과값이 나왔다.

Refrigerant

GWP

Cooling Capacity

Heating Capacity

Compressor

Cooling COP

Heating COP

Isentropic Efficiency

Volumetric Efficiency

Displacement

 

 

W

W

 

 

m³/s

 

 

R404A

3,943

3,510

5,258.85

0.7

0.95

0.00177

2.007

3.007

R507A

3,985

3,510

5,476.36

0.7

0.95

0.00194

1.785

2.785

<R404A, R507A 냉매 성능 시뮬레이션 결과>

R507A는 높은 GWP(3,985)로 인해 장기적인 환경규제에 대응하기 어렵다는 문제가 있다. 유럽 등 주요국가는 2022년 R404A, R507A 냉매 사용이 전폐되며 우리나라는 2024년부터 동결이 시작될 예정이다. 

세계적으로 이러한 HFC계열 냉매사용이 줄기 때문에 생산량이 감축되고 이에 따른 가격상승이 예상된다. 관련 전문가들은 장기적으로 봤을 때 GWP가 더 낮은 HFO계열 냉매를 채택하는 것이 더욱 유리한 상황이라고 밝혔다.

R448A 냉매제조사인 하니웰은 지난해 R448A의 누설·충진 반복에 대한 실험결과를 공개한 적이 있다. 10번의 누설·충진실험 결과 최종 구성성분은 일반적인 허용오차(2%)를 유지했으며 효율은 R404A와 비교해 더 높은 수치를 유지했다. 냉매누설에 따른 혼합비율 불균형과 효율저하 문제는 기우라는 것이다.

하지만 국내 냉동기 제조업계의 한 관계자는 “글로벌 환경규제에 따른 냉매전환 필요성에는 공감하지만 아직 HFO계열의 냉매가격이 안정된 것도 아닌데 굳이 먼저 총대를 멜 필요가 있나”라는 입장이다.

결국 이러한 냉매전환에 대한 냉동기 제조업계의 관심은 생산제품의 효율과 경제성으로 모인다는 것을 알 수 있다.

이에 대해 글로벌 냉매제조기업의 한 관계자는 “HFO냉매는 최근 수요가 점점 늘어나고는 있으나 여전히 HFC 또는 HCFC에 비해 수요가 적어 아직 가격대가 높게 형성된 것은 사실이다”라며 “관련한 시설투자가 활발히 진행되고 있으며 향후 글로벌 환경규제가 진행되면 기존 냉매보다 가격 경쟁력을 갖출 것으로 전망하고 있다”고 말했다.

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