환경규제가 강화되면서 다양한 산업군에서 대체냉매 적용이 이뤄지고 있다. 이중 주거용 및 산업용공조시장에서 가장 사용되던 R410A냉매는 R32냉매로 많은 전환이 이뤄졌지만 여전히 국내는 물론 글로벌 냉동공조시장에서 R410A 대체냉매인지에 대해서는 의문을 갖고 있다. 

이유는 R32가 다른 산업군의 대체냉매대비 높은 GWP와 약가연성인 A2L등급이기 때문이다. 많은 냉매를 적용할 수 밖에 없는 시스템에어컨에 R32를 적용하는 한계때문에 글로벌 냉동공조기업들은 차세대 대체냉매 후보군 찾기에 연구를지속하고 있다.

일부 기업들은 R410A의 대체냉매로 부상한 R32, R454B 등을 대상으로 생애주기 환경성평가까지 진행해 주목받고있다. 

LG전자는 11월18일 과학기술회관에서 열린 동계학술대회에서 'IEA ANNEX 54, 공조용 Low GWP후보 냉매의 성능평가' 연구결과를 발표해 주목받았다. 

LG전자의 관계자는 "R410A 대체냉매후로 R32, R454B, R466A가 거론되고 있는데 이는 3가지 후보냉매 모두R410A와 비슷한 사이클 특성을 보이며 인버터시스템에서 큰 변화없이 적용이 가능하기 때문"이라며 "R32는 잠열이가장 크기 때문에 적은 유량으로 R410A와 동등 능력을 낼수 있다"고 밝혔다. 이어 "또한 비열비값이 크기 때문에 토출온도가 높고 밀도가 작아서 냉매량도 적게 충전해도 된다"라며 "반면 R454B는 대부분의 물성이 R410A와 R32의 사이값으로 나타난다"고 밝혔다. 

R410A냉매는 R32 50%와 R125 50% 혼합냉매이며 R454B는 R32 68.9%와 R1234yf 31.1% 혼합냉매인 반면 R32는 단일냉매다. 

세 냉매 모두 ODP는 '0'으로 같으나 GWP에서 차이가 크다. R410A의 GWP는 2,088인 반면 R32는 675, R454B는 466로 매우 낮지만 안전등급에서는 R410A가 A1등급으로 A2L(약가연성)등급인 R32와 R454B와 차이가 난다. 

R32는 R410A 대체 냉매로 먼저 선보인 이후 보급이 활발한 편이다. 북미에서는 2015년부터 패키지 제품에 적용을 허용했으며 2016년에는 성능규격을 강화했다. 유럽향 벽걸이 제품에도 R32을 적용했을 때 R410A대비 냉매량이 약26% 저감됐으며 냉방계절성능은 3% 향상했다. 

LG전자의 관계자는 "북미에서 규격만족을 위해 북미 정속 창문형 제품에 R32를 적용했을 때 체적용량이 크기 때문에압축기 크기는 줄어들었으며 적은 유량으로 동일 성능을 낼 수 있어 팽창장치의 길이 및 직경을 줄여서 최적화했다"라며"다양한 용량대의 제품에서 5~7% 수준의 효율향상 및 12~27% 수준의 냉매량 저감을 이뤘다"고 밝혔다. 

특히 저압식 스크롤 압축기에서 냉매의 성능을 평가한 결과 R32는 R410A대비 능력은 4~8%, 효율은 0~5%, 토출온도는 10~19%로 상승했다. R454B는 R410A대비 능력은 5~7%, 효율은 2~4% 감소한 반면 토출온도는 5~7% 상승했다. 

천장형 제품으로 R410A 및 대체냉매 후보들에 대한 최적냉매 충진량 및 냉난방 성능평가도 이뤄졌다. R32와 R454B는 R410A대비 냉매량은 각각 81%, 86% 수준으로 나타났다. 반면 성능은 R32가 R410A대비 냉방효율 12%, 난방효율 7% 증가했지만 R454B는 R410A와 등등 수준 이상이었다. 

제품 생애주기 동안 배출되는 CO₂량을 나타내는 LCCP(Life Cycle Climate Performance)를 5마력급 싱글 천장형 제품으로 계산한 결과 직접 CO₂배출량은 GWP가 가장 낮고 냉매충진량이 3번째로 적은 R454B가 가장 적었다. R32는 제품 효율이 가장 좋아 간접 CO₂배출량이 가장 적었으며 간접 CO2배출량이 가장 큰 영향을 미치기 때문에LCCP값은 R32가 가장 작게 나타났다. 

LG전자의 관계자는 "환경규제로 인해 다양한 산업군에서 대체냉매로 전환이 이뤄지고 있으며 주거 및 산업공조용 차세대 냉매 후보들은 다른 산업군대비 GWP가 높은 상황이기 때문에 지속적인 탐색이 필요하다"라며 "현재 R410A대체냉매로서 가장 유망한 R32는 이미 다양한 제품에 적용되고 있다"고 밝혔다. 

이 관계자는 "지구온난화에 대한 EU집행위원회의 메탄 감축서약과 함께 CO₂절감 가속화를 위한 F-gas 재개정을 추진하고 있다"라며 "유럽 냉난방기기의 탈탄소화 및 화석연료로부터 독립을 위해 R290 냉매의 비용효율성, 기술적 타당성, 에너지 효율성 및 신뢰성이 부각되며 Low GWP냉매인 R290냉매 적용이 확대될 것으로 예상된다"고 덧붙였다.