Sensirion(센시리온)은 1988년 설립 이래 다양한 어플리케이션에서 첨단 센서기술 개발에 집중해 왔다. 최근 전 세계적으로 HVAC업계에 친환경 냉매 전환 이슈가 거세게 불면서 냉매누출 센서의 중요성이 커지고 있다. 김인용 센시리온 코리아 대표를 만나 친환경 냉매 전환 이슈와 전환 시 중요과제, 센시리온 제품 차별성에 대해 들어봤다.

 

■ 최근 HVAC업계에서 친환경 냉매 전환이 중요한 전략적 과제가 된 이유는

전 세계적으로 탄소중립(Net-Zero)정책과 온실가스 감축 규제가 강화되면서 HVAC산업에서도 저GWP냉매로의 전환이 빠르게 진행되고 있다. 기존 HFC계열 냉매는 높은 GWP를 가지고 있어 환경에 미치는 영향이 크며 이에 따라 사용규제가 점차 강화되고 있다.

 

대표적으로 키갈리개정안(Kigali Amendment)은 HFC의 단계적 감축(HFC Phase-down)을 요구하고 있으며 유럽의 최신 F-Gas Regulation(2024 개정)은 고GWP냉매 사용 제한을 더욱 강화하고 있다. 또한 미국에서는 AIM Act를 기반으로 HFC 감축정책이 본격적으로 시행되고 있다.

 

이러한 규제환경 속에서 산업계는 R32, R454B와 같은 저GWP 합성냉매 및 R290(프로판), R744(CO₂)와 같은 자연냉매(Natural Refrigerants) 적용을 확대하고 있다. 이는 HVAC시스템 설계 및 안전 요구사항의 변화를 동시에 요구하고 있다.

 

■ 친환경 냉매 전환 시 가장 중요한 과제는

저GWP냉매는 환경적 측면에서 큰 장점을 제공하는 반면 새로운 기술적 과제를 수반한다. 많은 저GWP냉매가 A2L(약가연성) 또는 A3(고가연성)등급으로 분류되기 때문이다. 이들 냉매는 비가연성 냉매대비 가연성 특성을 가지며 냉매의 가연성 특성, 하한연소한계(LFL), 충전량(Charge Limit), 설치공간 조건 등을 고려한 안전설계가 요구된다. 이에 따라 단순한 냉매 대체를 넘어 시스템 전반의 안전 요구사항이 강화되고 있다.

 

이와 관련 냉매누설 감지시스템(RDS: Refrigerant Detection System)은 중요한 역할을 한다. RDS는 센서(Sensor)와 제어시스템을 포함하는 통합 구조로써 센서를 통해 냉매농도를 감지하고 이를 기반으로 제어시스템이 △초기 누설 감지 △시스템 자동 정지 △기계환기(Mechanical Ventilation) 제어 △경보 및 위험 저감 조치 수행 등과 같은 기능을 수행해 HVAC시스템의 안전설계에서 중요한 요소로 자리잡고 있다.

 

■ A2L냉매와 A3냉매의 차이점은

A2L냉매는 낮은 연소 속도(flame propagation velocity; 10cm/s 이하)와 높은 최소 점화 에너지(MIE)를 가지는 약가연성(Mildly Flammable) 냉매로, 대표적으로 R32와 R454B가 있다. 반면 A3냉매는 높은 가연성을 가지며 대표적인 냉매가 R290(프로판)이다. A3냉매는 매우 낮은 GWP를 제공한다는 장점이 있지만 높은 가연성으로 인해 더욱 강화된 안전설계와 고감도 감지기술이 요구된다.

 

한편 자연냉매(Natural Refrigerants)에 대한 관심도 증가하고 있다. 특히 R744(CO₂)는 GWP가 1인 친환경 냉매로 주목받고 있지만 고압 또는 초고압 운전 특성을 가진다. 이에 따라 시스템설계 및 제어 측면에서 높은 기술적 난이도가 존재한다. 이처럼 냉매 종류별 물성 차이에 따라 안전설계 및 감지기술 요구사항도 매우 다양해지고 있다.

 

■ 글로벌시장에서는 친환경 냉매 적용이 어떻게 확대되고 있나

글로벌 HVAC시장에서는 친환경 냉매 적용 확대와 함께 관련 안전규격 역시 빠르게 강화되고 있다.

 

미국에서는 AIM Act 기반의 HFC감축정책과 함께 A2L냉매 적용이 확대되고 있으며 UL 60335-2-40(4th Edition) 및 ASHRAE 15 기준을 중심으로 관련 안전 요구사항이 정비되고 있다. 특히 일정 냉매 충전량(Charge Limit)을 초과하는 A2L시스템의 경우 냉매누설 감지시스템(RDS), 누설 시 위험저감시스템(LMS: Leak Mitigation System), 기계환기(Mechanical Ventilation), 자동 시스템정지기능 등이 시스템 구성 및 설치환경에 따라 요구될 수 있다.

 

유럽에서는 IEC 60335-2-40 및 EN 378 기반의 안전 요구사항과 함께 히트펌프시장을 중심으로 R290 적용이 빠르게 확대되고 있다. 또한 일부 HFO물질과 관련된 PFAS규제 논의와 함께 초저GWP냉매로의 전환이 더욱 가속화될 것으로 전망된다.

 

일본은 R32 기반 시스템이 이미 광범위하게 상용화돼 있으며 중국 역시 국가정책 및 산업표준을 중심으로 저GWP냉매 및 자연냉매 적용 확대가 진행되고 있다.

 

한국 또한 탄소중립정책 기조에 따라 고효율 히트펌프 확대와 함께 저GWP냉매 및 자연냉매 적용 논의가 활발히 진행되고 있으며 관련 표준 및 인증체계 정비도 점진적으로 이뤄지고 있다.

 

■ 냉매누설 감지기술이 중요한 이유는

많은 저GWP냉매는 가연성을 가지고 있기 때문에 누설 발생 시 화재 및 폭발 위험을 사전에 방지하는 것이 중요하다. 냉매센서는 누설 초기단계에서 냉매농도를 실시간으로 감지하고 이를 기반으로 제어시스템이 시스템 정지, 환기제어 및 경보작동 등의 안전기능을 수행하도록 한다.

 

IEC 60335-2-40 Annex LL 및 EN 378과 같은 규격에서는 냉매감지시스템의 적용조건과 함께 감지성능, 응답시간(Response Time), 선택성(Selectivity), 고장감시기능(Fault Monitoring) 및 시스템안전 동작 요구사항 등을 정의하고 있다.

 

 

■ 센시리온은 어떤 냉매 감지기술을 제공하고 있나

A2L냉매감지에는 열전도도 기반(TC: Thermal Conductivity) 기술이 적용되며 이는 장기 안정성과 비용 효율성 측면에서 강점을 갖는다. 반면 A3냉매감지에는 광음향 센싱(PAS: Photoacoustic Sensing) 기반 기술을 활용해 높은 선택성과 감도를 구현한다.

 

센시리온의 센서 솔루션은 UL 및 IEC 60335-2-40 기준에 부합하는 설계 요구사항에 대응할 수 있도록 개발됐으며 관련 안전규격평가를 통과해 UL 및 IEC인증(Listing) 적용 사례를 확보한 제품도 공급하고 있다. 이를 통해 다양한 HVAC 적용조건에서 요구되는 성능평가 및 안전 요구사항에 대응할 수 있으며 고객은 글로벌시장 규제 및 인증 요구사항에 보다 효율적으로 대응할 수 있다.

 

■ 센시리온 냉매감지 솔루션의 차별화 요소는

센시리온은 센서 전문기업으로서 높은 측정 정확도와 장기 안정성을 주요 강점으로 보유하고 있다. 또한 자동화된 생산시스템 기반으로 안정적인 품질관리와 생산 효율성을 확보하고 있다.

 

특히 센시리온 코리아는 다양한 측정 및 평가장비를 운영하며 고객의 성능검증을 지원하고 있다. 또한 실제 시스템설계 및 적용환경에서 센서성능을 평가할 수 있도록 기술 지원을 제공하고 있다.

 

■ 최근 HVAC시장에서 센서의 역할은 어떻게 변화하고 있나

센서는 더 이상 단순 측정부품이 아니라 HVAC시스템의 효율성, 안전성, 에너지 최적화 및 실내 공기질관리까지 담당하는 핵심 구성요소로 진화하고 있다.

 

특히 AI기반 제어 및 스마트 HVAC시스템이 확산되면서 센서 데이터는 시스템제어의 핵심 입력값으로 활용되고 있다. 냉매 누설 감지 또한 이러한 센서 기반 안전 아키텍처(Sensor-driven safety architecture)의 중요한 축으로 자리잡고 있다.

 

■ 향후 친환경 냉매시장을 전망한다면

향후 HVAC산업은 저GWP냉매 중심으로 빠르게 재편될 것으로 전망된다. 특히 히트펌프시장 성장과 함께 R290과 같은 초저GWP 자연냉매 적용이 더욱 확대될 것으로 예상된다.

 

이에 따라 냉매감지기술, 안전표준 및 시스템통합 제어기술 역시 지속적으로 고도화될 것으로 보인다. 궁극적으로 HVAC시스템은 에너지효율(Energy Efficiency), 지속가능성(Sustainability) 및 안전성(Safety)을 동시에 만족시키는 방향으로 발전할 것으로 예상된다. 센시리온 또한 이러한 시장변화에 대응해 다양한 냉매감지 및 환경센서 솔루션 포트폴리오를 지속적으로 확대해 나갈 계획이다.