히트펌프시스템은 주로 R410A(GWP 1,924, AR5 기준)나 R134a(GWP 1,300)냉매를 사용해 왔다. 간혹 압력을 이유로 R407C를 사용하는 시스템도 있으나 대부분의 히트펌프시스템은 2,000년대 초반 이후 높은 에너지효율을 이유로 R410A 냉매를 주로 사용하고 있다.

하지만 높은 오존층파괴지수(ODP)를 가진 HFC에 대한 규제가 선진국들을 중심으로 시작되면서 히트펌프도 다양한 대체냉매들을 적용하거나 검토하기 시작했다.

공기열을 비롯한 대부분의 히트펌프에서 사용되고 있는 R410A의 경우 소용량시스템으로 주로 R32(GWP 677) 또는 R290(GWP 3.3, A3)으로 대체가 진행되고 있으나 두 냉매 모두 가연성을 가지고 있어 충진량의 한계가 명확하다.

고객과 설치자 모두 안전을 위한 추가 주의사항들을 인지하고 장비를 사용해야 하는 불편함이 있다. 가연성 냉매의 충진량 제한으로 중대형 시스템의 경우 많은 제조사들이 쉽게 대체냉매를 찾지 못하고 있는 가운데 여러 제조사들이 낮은 GWP이며 유일한 불연성냉매인 R466A(GWP 733)시스템 개발을 추진하고 있다.

낮은 토출온도와 R410A와 동등한 능력 및 효율로 업계의 관심이 높은 냉매다.

고온수용을 비롯한 다양한 히트펌프에서 사용 중인 R134a 냉매 역시 다양한 냉매들로 변경되고 있다. 불연성이며 GWP 레벨이 절반으로 줄어드는 R513A(GWP 573), R450A(GWP 547) 등은 비슷한 성능과 비슷한 효율로 드롭인(Drop-in) 솔루션으로 사용된다. 보다 낮은 GWP냉매로는 R515b(GWP 299)도 여러 제조사에서 사용을 검토하고 있다.

R515b 냉매는 낮은 GWP와 불연성이 장점이지만 기존 R134a 대비 성능이 25%가량 감소해 새로운 시스템 개발이 필요하다. 유럽에서는 많은 제조사들이 비록 가연성이지만 GWP가 극단적으로 낮은 HFO냉매인 R1234ze(GWP 1)를 활용한 히트펌프를 시장에 내놓으며 장기적인 대안은 결국 자연냉매 또는 HFO냉매로의 전환일 것을 시사하고 있다.

국내에서도 대기업 히트펌프 제조사들은 수출을 고려해 새로운 냉매를 이용한 새로운 제품개발을 진행하고 있으나 중소 히트펌프 제조사들은 아직 HFC규제가 국내에서는 본격화되지 않은 상황으로 향후 몇 년 동안 국내 시장은 R410A와 R134a가 히트펌프 시스템의 대표냉매로 사용될 것으로 예측된다. 새로운 냉매를 적용한 제품을 개발하는데 신경을 쓰지 못하고 있는 상황이다. 하지만 지금부터 다양한 냉매들을 검토하고 시스템에 맞는 냉매를 선정해 테스트를 진행해야 하는 시점이 왔다.

HFO 활용 Solstice 시리즈 개발
하니웰 불소화합물사업부는 오랫동안 냉매를 비롯한 발포제와 세정제를 생산, 판매하고 있으며 HFC를 대체하는 GWP 1 이하인 HFO를 활용한 제품인 Solstice 시리즈를 개발, 판매하고 있다.

Solstice ze는 R134a를 대체하는 HFO냉매로 GWP 1과 독성이 낮으나 미연의 가연성이 있어 A2L등급으로 분류됐다. 냉동능력은 기존 R134a대비 약 20% 줄어드나 효율은 동등하다. Solstice 515b는 ze 91.1%, R227ea 8.9%로 이뤄진 공비혼합 냉매다. Solstice ze의 가연성을 보완한 제품으로 R134a대체용 불연성 냉매가 필요한 고객들을 위한 솔루션이 될 것이다.

Solstice N41(R466A)은 현재 유일한 R410A 대체 불연성 냉매다. 대용량 히트펌프를 위한 솔루션으로 내년부터 샘플 제공이 가능할 것으로 예상하고 있으며 여러 제조사들이 테스트를 진행하고 있다.