“키갈리 개정에 의해 R404A를 포함한 HFC냉매 규제의 가속화는 이미 국제적으로 진행되고 있으며 우리나라도 2024년 사용량이 동결된 후 2029년부터 사용량 감축에 들어갈 예정으로 R404A를 포함한 HFC 냉매 규제가 먼 미래의 일이 아니라는 것을 인지해야 한다.”

에머슨 동북아 콜드체인사업총괄 곽병권 상무는 ‘중대형 냉동저장고를 위한 Low GWP 솔루션’ 웨비나에서 이같이 밝히고 에머슨의 Low GWP 냉매 대응용 스크롤 및 왕복동 압축기 등 콜드체인 솔루션에 대해 소개했다.

현재 시장에서 사용되고 있는 냉매는 R134a, R22, R107F, R407C, R407A, R404A 등 지구온난화 지수(GWP)가 적게는 1400부터 많게는 4000까지 포함되어 있다. 물론 자연냉매인 CO2(이산화탄소), NH3(암모니아), R290(프로판)은 거의 제로에 가까운 GWP 지수를 가지고 있는데 반해 암모니아는 독성, 프로판은 폭발성, CO2는 높은 사용압력이라는 여러 가지 제한성을 내포하고 있다.

또한 보다 낮은 GWP 지수의 R32, HFO+R32 혼합, 1234yf, 1234ze 등의 A2L 냉매들도 검토될 수 있지만 폭발성을 가지고 있어서 현재 바로 적용하는 데는 많은 어려움이 따른다.

여기에 R513A, R405A, R515A 등의 냉매는 GWP 750 이하로 지구온난화지수가 낮지만 냉동능력이 R404A 기준 60% 이하로 적합한 대안이 될 수 없다.

곽병권 상무는 “최근 안정적으로 사용할 수 있는 대체냉매의 필요성이 대두되면서 현재 R404A를 대체할 수 있는 대안으로 R448A, R449A 등이 검토되고 있다.”면서 “특히 R404A와 거의 동등한 물리적 성질을 띠면서도 더 높은 임계점을 가진 R448A가 가장 적합한 대체 냉매 중 하나로 떠오르고 있다.”고 밝혔다.

현재 R404A 대안으로 R448A 가장 적합

에머슨의 Low GWP 냉매용 콜드체인 솔루션은 소형부터 대용량 압축기까지 또 컨트롤러, 모니터링 시스템, 전자식 팽창밸브, 각종 밸브류의 다양한 부속장치 등 폭넓은 제품군을 보유하고 있다.

압축기 제품군으로서는 R448A 등이 포함된 HFC/HFO 계열 냉매용으로 분수마력, 밀폐왕복동, 횡형 스크롤, 입형 스크롤, 반밀폐 왕복동과 산업용 개방형 왕복동 및 스크류 압축기 등이 풀 라인업 돼 있다.

자연냉매용 압축기로는 우선 R290 압축기 제품군에는 분수마력, 횡형 및 입형 스크롤 압축기, C02 솔루션에 적용 가능한 제품군은 Sub-critical 스크롤 압축기뿐만 아니라 Trans-critical 반밀폐형 왕복동식 압축기가 준비되어 있다. 암모니아용 대형 압축기로는 개방형 왕복동 및 스크류 압축기도 라인업 돼 있다.

곽병권 상무는 에머슨의 HFC/HFO 냉매용 콜드체인 스크롤 압축기에 대해 제품 라인업부터 적용기술, 사용온도대 그리고 신제품 론칭 계획 등에 대해 소개했다.

우선 R404A를 포함한 R448A, R449A에 적용 가능한 스크롤 압축기 제품군은 크게 중온용과 저온용으로 구별된다. 중온용 모델인 ZB 스크롤은 기존에 2마력부터 15마력까지 공급되고 있었으며 최근 20~30마력 대형 스크롤 압축기에 대한 개발을 완료하고 출시를 준비 중이다.

에머슨의 특허인 디지털 용량제어 방식이 적용된 ZBD 스크롤 압축기는 3~7.5마력까지 라인업 돼 있다.

중저온용 스크롤 압축기는 증발온도 기준 -30℃까지 사용 가능한 ZSI 제품군은 2~7.5마력까지, -40℃까지 사용 가능한 ZF 리퀴드 인젝션 모델은 2~17마력까지, 베이퍼 인젝션 기술이 적용돼 효율성을 극대화한 ZFI 스크롤 압축기 모델은 4~15마력에 더해 현재 20~40마력에 사용 가능한 ZFI 81, 96, 122, 140 모델이 개발돼 출시를 기다리고 있다.

또 인버터 스크롤 압축기 제품군은 기본적으로 베이퍼 인젝션 기술이 적용된 중온용 ZBW와 저온용 ZFW 모델이 있으며 30~50CC가 양산 중이다. 내년 초 62CC와 80CC 모델이 출시될 예정이다. 여기에 더해 소형 21CC와 대형 96CC, 110CC 등 폭넓은 제품군 개발이 진행 중이다.

곽병권 상무는 “에머슨의 다양한 스크롤 제품군 중에 베이퍼 인젝션 기술이 적용돼 효율성이 극대화된 저온용 ZFI 스크롤 압축기 제품군 중 4~15마력급은 시장에서 범용적으로 사용되고 있으며 보다 큰 용량에 대한 시장 요구에 대응할 수 있도록 현재 20~40마력을 커버할 수 있는 ZFI 81, 96, 122,140 모델 개발이 진행돼 일부 모델은 공급이 가능한 상태”라면서 “기존 반밀폐형 압축기가 적용되던 모든 용량대를 에머슨의 중저온용 스크롤 압축기 제품군으로 대체할 준비가 돼 있다.”고 강조했다.

이어 곽 상무는 20~40마력을 커버하는 ZFI 81부터 ZFI 140의 중저온용 대형 스크롤 압축기의 특장점에 대해 소개했다.

이 제품은 범용 반밀폐 왕복동식 압축기 대비 최소 9% 이상의 효율 개선과 20% 이상의 경량화를 구현했다. 사운드자켓 적용 시 최대 8dBA의 소음 저감 효과 및 50% 이상 설치공간을 절감할 수 있어서 슈퍼마켓을 포함한 중대용량 저온창고용으로 최적의 솔루션이란 게 곽 상무의 설명이다.

특히 중저온용 분야에 특화된 특허설계와 효율성을 극대화한 베이퍼 인젝션 기술이 적용돼 있으며 R404A를 포함한 R448, 449A 등의 Low GWP 냉매 적용이 가능하고 증발온도 기준 최저 - 40℃까지 적용되는 넓은 운전범위와 저소음, 저진동 설계로 운전비용 절감을 실현할 수 있다.

이 제품에는 내년 하반기 출시될 스마트 컨트롤 모듈도 적용될 예정이다. 압축기 본체에 장착된 스마트 컨트롤 모듈 하나로 기존 IMP 모듈의 기본 기능인 압축기 모터 과열 보호 기능은 물론 베이퍼 인젝션 제어 기능, 오일 레벨 제어 기능 등 다양한 보호기능이 적용돼 있다.

또 고효율 베이퍼 인젝션 기술을 구현하기 위해 필요한 판형열교환기와 전자식 팽창밸브, 이를 제어하기 위한 각종 센서류와 코어 센스 컨트롤러를 기본 패키지로 구성해 유니트 제작이 편리하다.

에머슨은 시장의 변화에 부응하기 위해 다양한 정속 스크롤 압축기 제품 개발과 더불어 인버터용 스크롤 압축기 개발에도 적극 나서고 있다. 현재 양산 중인 30CC, 38CC, 50CC의 인버터 압축기를 필두로 향후 20CC부터 110CC까지, 2마력에서 20마력을 커버하는 인버터 압축기 풀 라인업 개발도 진행 중이다.

또한 자연냉매용인 CO2 및 R290 적용 다양한 솔루션도 라인업하고 있다.

에머슨은 1993년 최초 개발된 냉동용 스크롤 압축기를 시작으로 베이퍼 인젝션 기술이 적용된 대형 중저온용 스크롤 압축기까지 지난 30년간 지속적인 제품 혁신을 위해 최선을 다 해왔다. 이를 통해 콜드체인 전반에 걸쳐 적용 가능한 최고의 솔루션을 제공하고 있다.