‘Herrick Conference 2024’는 미국 Purdue대학 Herrick Labs(기계공학과)에서 개최하는 학회로 압축기 엔지니어링·냉동기·공조에 대한 내용을 담는 국제학술대회다. 1972년부터 2년단위로 개최하고 있다.
30개국에서 800명 이상의 업계전문가들이 학술대회에 참가해 냉난방공조분야 최신기술에 대해 발표·토론하는 국제학술대회로 △Compressor Engineering Conference △Refrigeration & A/C Conference △High Performance Buildings Conference 등으로 구성돼있다.
학술대회 외 각 분야 강연·강습회 및 Herrick Laboratory 투어가 진행됐으며 학생연구원 논문competition과 야외 바비큐만찬 등 다양한 이벤트가 있었다.
Herrick Lab.·ACRC·CEEE 등 미국 주요대학과 NIST·ORNL·NREL 등 연구소 및 Honeywell·Koura 등 산업계의 참여로 각 기관에서 진행 중인 R&D를 직접적으로 경험할 수 있었으며 이번 참관기는 Refrigeration & A/C Conference 대상으로 학회에서 느낀 소회를 나누고자 한다.
‘대체냉매’ 고민 활발
기존 대체냉매에 대한 방향성이 어느정도 확립된 시점임에도 관련업계의 주요이슈는 대체냉매임을 다시 한 번 확인할 수 있었다. 미국에서는 R410A 대체냉매로 R454B가 굳어져있으나 그럼에도 불구하고 더 낮은 GWP냉매를 위한 관심을 확인할 수 있었다.
GWP규제의 불확실성으로 인해 많은 기관에서는 다음단계의 냉매에 대해 선행연구를 진행 중이었다. Chemours에서는 ‘GWP 300 이하의 R455C·R454D에 대한 Drop in 평가’와 ‘오일재질적합성 평가’ 등을 발표했으며 AGC에서는 ‘R1123 혼합물의 화학반응에 대한 심도있는 결과’를 공유했다.
Trane에서는 –80℃ 저온영역에서 사용하는 매우 높은 GWP를 지닌 R23 혹은 이의 혼합물(R508A/B)를 대체하기 위한 솔루션으로 R1132a 혹은 이의 혼합물(R473A)에 대한 실험적인 연구도 진행했다.
Koura에서는 R410A를 대체하는 지구온난화지수가 150 이하인 R485A(CO₂·R1132a·R32)에 대한 물성평가 결과를 공유했다. 평가결과에 따르면 R485A는 저온냉동기에서의 후보냉매로 활용가능하며 가정용 히트펌프에서도 사용가능하다. R1132a는 낮은 임계점과 증기압 높음 등 CO₂와 유사한 특성을 지닌다. 하지만 CO₂와 혼합함으로써 임계점을 조금 높일 수 있으며 R32와 혼합함으로써 가정용 히트펌프 대체냉매로 적용가능한 것으로 발표됐다.
이외에도 R744(CO₂) 및 R290(프로판) 혹은 이들의 혼합물과 관련한 Water heater 등의 많은 논문이 발표됐다. ‘Low GWP냉매 관련 열물성측정 및 평가’와 ‘가연성평가’에 대한 세션을 별도로 배정해 많은 기관에서 대체냉매에 대한 고민을 하고 있음을 확인할 수 있었다.
‘고온히트펌프’는 나아가야할 길
200℃ 이상 히트펌프를 위한 냉매 screening연구에서는 탄화수소와 HFO 혼합물이 중요한 방향은 맞으나 현재 상태에서 혼합물은 아쉽게도 A2~A3급밖에 없다는 결과를 공유했다. 냉매 가연성평가와 관련 Empirical model을 통한 해석 및 단열 화염온도 계산을 위한 open source S/W(Cantera, NASA CEA)에 대한 소개가 인상 깊었다.
산업용 스팀공정 외에 Air를 이용한 spray dryer 건조공정 및 초임계사이클을 이용한 산업용 히트펌프 개발과 관련한 다양한 연구도 확인할 수 있었다. 냉매 임계온도가 높은 저압냉매인 R1336mzz(Z)와 R1233zd(E) 외 steam 재압축시스템인 MVR에 대한 연구 결과도 확인했다.
‘Electrification of the heating industry’의 패널토론 세션도 개최됐다. 히트펌프가 나아가야 하는 방향인 고온히트펌프 및 산업용 히트펌프에 대한 토론이 있었다. 김민수 서울대학교 교수가 패널로 참석해 ‘산업공정열원의 탈탄소화·무탄소화’에 대한 의견을 밝혔으며 많은 참석자들이 히트펌프의 미래 개발방향에 대해서는 모두 동감하는 걸 확인할 수 있었다.
‘Carnot Memorial’ 소통의 장
Sadi Carnot이 Carnot사이클을 제안한 1824년 200주년을 기념하기 위해 주요 인사들이 각 기관에서 수행하고 있는 연구에 대한 공유시간을 가졌다. △퍼듀의 Herrick Lab △UIUC의 ACRC △서울대의 김민수 교수 등 주요기관에서 수행 중인 R&D과제들에 대한 공유시간이 있었으며 각 기관의 세부적인 연구주제는 다르지만 전반적으로 R&D과제 방향설정 및 목표에 대해서는 모두 같음을 확인할 수 있었다. 이번 세션은 가장 큰 관심을 받았으며 많은 인원이 참석해 Sadi Carnot를 기념하는 중요한 이벤트였다.
