한국냉매관리기술협회(회장 이용태)는 지난 12월 13일(수) 오전 10시부터 오후 5시까지 충남 논산시 소재 협회 인재개발원에서 관련업계 종사자 100여 명이 참석한 가운데 ‘2023년 한국냉매관리기술협회 세미나 교육’을 실시했다.

이번 세미나(교육)는 협회 회원사 및 교육생, 관련 업계 종사자 등을 대상으로 기술 역량 증진과 관련 업계와의 상호 교류 및 협력 발전을 도모하기 위해 마련됐다.

한국냉매관리기술협회 김국현 팀장 사회로 진행된 이날 세미나(교육)는 대양냉동엔지니어링 김인술 대표의 ‘냉동기 냉매 누출검사 기본’ 발표를 시작으로 서미트 박장로 대표의 냉매회수기, 진공펌프, 계측기 등 효율적 사용방안, 댄포스 정지현 매니저의 공조 및 냉동분야에서의 냉매 트렌드, 댄포스 손휘중 매니저의 대체 냉매에 대한 댄포스 솔루션 소개, 댄포스 박규영 매니저의 인버터 시스템 케이스 스토리와 Ref Tools 사용법 및 시연에 대한 발표가 진행됐다.

이어 폐냉매 회수 및 재생 사업에 진출한 한강화학(정형조 이사)을 비롯해 폐냉매처리업체인 오운알투텍(김학연 이사), 범석엔지니어링(박성우 팀장)의 사업 소개 및 냉매 재생 및 처리 기술에 대한 소개순가 이어졌다.

김인술 대양냉동엔지니어링 대표

냉동기 냉매누설 원인과 찾는 방법

대양냉동엔지니어링 김인술 대표는 ‘냉동기 냉매누설 기본’ 발표에서 △누설 종류 △다양한 누설 부위 △누설이 장치에 미치는 영향 △누설을 찾는 방법 △질소 가압 누설 검사 방법에 대해 소개했다.

김인술 대표는 “냉동기에서 누설은 냉동엔지니어에게는 제일 어려운 수리의 일부분이고 기계 사용자에게는 큰 손실로 이어지는 냉동기 고장의 한 부분으로 누설 부위는 수리가 쉬운 부분과 장기간에 걸쳐서 수리해야 하는 부분 등 수없이 많다.”라고 언급하며 대표적인 누설 원인으로 시공 불량, 부품 불량, 부식 불량, 노후화를 꼽았다.

우선 시공 불량으로 인해 발생하는 누설은 △배관 절단 후 버(Burr) 제거 안 해 발생하는 플레어링 가공 불량 △토크렌치 미사용으로 인한 플레어링 조임 불량 △용융  잘못으로 인한 브레이징 불량 △전선과 배관이 닿아서 생긴 전선 쇼트 등이다.

부품 불량에 의한 누설은 △전자밸브 바디 미세 누설 △플렉시블 튜브 터짐 불량 △유니트 쿨러 분배기 누설 △응축기 튜브시트 부위 누설 △플레어 너트 깨짐 불량 등이 원인이다.

부식에 의한 누설은 △화장실, 하수구, 폐수처리장 등 화학물질로 인한 부식 △플렉스를 사용한 브레이징 부위 부식 △동과 동합금 부위 결로로 인한 부식(서비스 밸브) 등이 있다.

냉동기 배관의 부조화로 인한 누설은 △진동에 의해 배관, 엘보 등 찢어짐 △진동에 의한 분배기의 연락관 닿음 △진동에 의한 유회수관, 압력게이지관 찢어짐, 끊어짐 등에 의해 일어난다.

과열운전으로 인한 △압축기 헤드 가스켓 깨짐 △진동에 의한 유회수관, 압력게이지관 찢어짐, 끊어짐 등도 누설 원인이 된다.

유지 보수 시 서비스 밸브 시트, 유면계 너트 편심, 필터 드라이어, 팽창밸브 볼트. 너트 조임 불량 등의 미숙한 처리도 누설로 이어진다.

김인술 대표는 “냉동기에서 누설이 되면 불응축 가스 혼입으로 고압 상승, 수분 혼입에 따른 장치 부식, 팽창밸브 동결, 필터 드라이어 막힘 등으로 절연파괴와 과열운전이 지속돼 압축기 고장으로 이어진다.”라며 “배관 터짐, 전선 쇼트로 인한 터짐, 플레어 너트 조임 불량, 브레이징 불량 등 누설이 큰 경우는 소리나 거품 등으로 쉽게 확인할 수 있지만 부식 누설, 쿨러·응축기 내부 등 미세 누설은 상당한 시간과 비용이 요구된다.”고 밝혔다.

이어 누설 찾는 방법으로 △누유 흔적을 보고 찾는 법 △소리로 찾는 법 △헬라이트 토치를 이용해 찾는 법 △전자식 냉매누설 탐지기를 이용해 찾는 법 △질소 가압 비누거품을 이용해 찾는 법 △질소를 가압 수조에 넣어서 찾는 법 (수침법) △형광액 주입으로 찾는 법 △기타, 열화상 카메라를 이용해 찾는 법 등에 대해 자세히 설명했다.

서미트 박장로 대표

 APPION 냉매회수기 특징과 냉매회수 꿀팁 장비

서미트 박장로 대표는 ‘냉매회수기, 진공펌프, 계측기 등 효율적 사용방안’ 발표에서 ‘냉매는 무엇이며 왜 회수해야 하는지’ 그리고 APPION 냉매회수기 특징과 냉매회수 꿀팁 장비, 유지관리 방법에 대해 소개했다.

박장로 대표는 “냉매는 냉동기의 작동매체이지만 CFC 냉매에 포함된 염소(Cl)가 오존층 파괴를 일으킨다는 것이 밝혀지면서 냉매로 인한 환경파괴를 막기 위해 1987년 오존층 파괴 물질의 생산과 사용을 규제하는 ‘몬트리올 의정서’가 체결되고 2016년 열린 키갈리협약에서 지구온난화지수가 높은 HFC 냉매까지 생산과 사용 규제가 추진되고 있다.”라며 “온실가스 총배출량에서 냉매가 차지하는 온실가스 인벤토리가 약 9% 정도로 대기중에 냉매가 누출되면 오존층 파괴 및 지구온난화 유발 위험성이 큰 만큼 폐냉매의 회수 및 재생산, 안전한 폐기분야도 중요하다.”고 강조했다.

이어 냉매회수업 등록장비인 APPION 냉매회수기와 유지관리 방법, 냉매의 안전등급 그리고 냉매 회수능력을 향상시켜주는 장비로 Megaflow Hose, 코어탈착밸브, SPEED-Y, 차징T피팅, 콘트롤 밸브 등에 대해 소개했다.

APPION 냉매회수기(G5Twin)는 무게가 10.8kg으로 가볍고 콤팩트해 이동이 쉽고 작업자의 피로도를 낮출 수 있다. 특히 트윈이라는 이름에 걸맞게 두 개의 실린더, 두개의 콘덴서를 이용해 동급 대비 4배 빠르게 냉매를 회수할 수 있다. 크랭크 케이스 안에는 윤활제가 필요 없고 오염된 냉매로 인한 손상 없는 구조로 설계됐다. 특히 크랭크 케이스 안에 냉매 유입 공간이 없어 퍼지 작업이 필요 없다.

냉매회수기에 적용된 하이 스피드 팬은 700cfm 이상 공기를 실린더와 콘덴서로 순환시켜 냉매 회수효율을 향상시킨다. 장비와 밸브를 약 10℃까지 적절하게 냉각할 수 있다. 45도 꺽인 피팅 구조로 호스 연결시 일자 피팅에 비해 작업이 쉽고 두꺼운 호스 작업시 유리하다.

박장로 대표는 “2023년 1월 미국 AHRI로부터 독성은 없지만 약가연성 A2L 냉매인 R-32 회수 성능에 대해서도 인증을 받았다.”라며 “G5Twin은 R-134a, R-22, R-407C, R-410A, R-32 냉매 회수가 가능하다.”고 밝혔다.

이어 냉매회수 시 반드시 해야할 사항으로  △액냉매부터 회수 △밸브 코어 제거 △코어디프레셔, 오토 셧오프 피팅 등 저항요소 최대한 제거 △압력 필터 드라이어는 새 것 사용 △회수시 3/8″ 호스를 입·출력에 모두 사용 △·사용전 입력 피팅과 이물질 거름망 체크를 꼽았다.  또 하지말아야 사항으로 △규격이 다른 연장 코드 사용 금지 △G5Twin 밸브 압력조정 금지 △호스 피팅 공구 체결 금지 △회수시 1/4″ 호스 사용 금지 △오토 셧오프나 퀵 디스커넥트 피팅 사용 금지라고 언급했다.

댄포스코리아 정지현 매니저

공조 및 냉동분야에서의 냉매 트렌드...HFO 및 HCFO 관련 이슈로 떠오른 PFAS

댄포스코리아 정지현 매니저는 ‘공조 및 냉동분야에서의 냉매 트렌드’ 발표에서 지난 185년 동안의 냉매 시장은 어떻게 변화했고 또 앞으로 어떤 냉매가 시장을 리드해 갈지, 댄포스의 각 산업별 미래 냉매 대응 솔루션 그리고 HFO 및 HCFO와 관련 이슈로 떠오른 PFAS 등에 대해 소개했다.

정지현 매니저는 “최근 화두인 기후변화의 주요 원인이 되는 게 탄소배출인데 그동안 탄소배출을 줄이기 위해 냉매의 물성(GWP) 등 직접적인 CO2 배출 규제를 해왔다면 요즘은 전기나 에너지 생산을 위한 간접적인 탄소배출까지 고려한 총등가온난화지수(Total Equivalent Warming Impact, TEWI)로 강화되고 있다.“라며 ”앞으로 냉매 및 에너지 트렌드 변화는 냉매 규제로 낮은 GWP 냉매 솔루션 선택, 히트펌프와 폐열회수에 대한 높은 관심, 환경 영향을 최소화하기 위한 고효율 솔루션 등에 대한 요구사항이 더 높아질 것“이라고 언급했다.

그 동안 냉매 트렌드 변화를 보면 1930년대부터 1950년대까지 1세대 냉매는 환경 영향보다는 인간의 안전을 최우선으로 한 CFC 냉매가 다양한 분야에서 사용됐다. 1970년대 들어 CFC 냉매가 오존 고갈 현상(ODP)의 원인으로 밝혀지면서 2세대 냉매인 HCFC 냉매로 전환되는데 대표적인 냉매가 우리나라에서 많이 사용하고 있는 R22 냉매다. 그 후 오존 고갈 현상이 심화되면서 1987년 몬트리올 의정서에 1~2세대 CFC와 HCFC 냉매의 단계적 폐지로 유럽은 2004년부터, 미국은 2010년부터 생산되는 제품부터 사용이 금지되는 등 전 세계적으로 R22 냉매는 생산 및 사용이 금지되고 있다. 아직까지 R22 냉매를 계속 사용하고 있는 우리나라를 포함한 개도국(A5-1)의 경우도 2030년까지 R22를 모두 시장에서 퇴출하는 계획으로 진행되고 있다.

또 3세대 HFC 냉매는 오존층을 파괴하지는 않지만 지구온난화에 미치는 영향이 커서 키갈리 개정서에 HFC물질(R410a, R134a 등)이 단계적 규제물질에 포함돼 2045년부터는 지금 냉동·공조기기에 사용하고 있는 냉매 대부분이 HFO계열 냉매나 자연냉매인 암모니아, CO2 등으로 대체될 것으로 예상된다.

정지현 매니저는 “현재 칠러, 히트펌프 등 공조용은 R410A, R407A를, 냉동냉장용은 R404A, R507 냉매를 많이 사용하는데 모두 GWP가 2500 이상으로 단계적 폐지가 예상된다.”라며 “ 현재 중기적 대안으로는 GWP 750 이하, 장기적으로는 GWP 150 이하의 냉매로 대체하는 것을 권장하고 있다.”고 말했다.

칠러의 경우, 현재 많이 사용하는 R410A의 중기적 대체용으로 R32, R452B, R454B, 장기적으로 R515B나 R1234(yf) 냉매 사용이 예상된다. 중기적 대체냉매인 R454B는 R410A에서 어떤 시스템 변경 없이 기존에 사용하던 압축기나 팽창밸브 등을 그대로 사용할 수 있는 메리트가 있다.

히트펌프는 R134a 대체 냉매로 중기적으로 R513A, R515B가, 장기적으로는 R1234zd(E), R1234ze/yf 냉매의 사용이 예상된다. 하지만 HFO 계열 냉매는 아직 가연성 문제로 충진량 제한이 있어 현재 초소형 시스템에만 사용할 수 있는데 점차 적용이 확대될 것으로 전망된다.

VRF 시장도 현재 R410A 냉매를 많이 사용하고 있지만 중장기적으로 R32나 R454B, R446A 냉매로, 소형냉장고 등 자가 저장유니트의 경우는 냉매 충진량이 적기 때문에 중장기적으로 가연성이 있는 R290나 R600a 냉매 사용이 가능할 것으로 예상된다.

정지현 매니저는 “냉동창고나 저온시스템의 경우는 R404A, R507A의 대체 냉매로 중단기적으로는 R449A, R449B, R448A가 예상되지만 현재 시장상황을 볼 때. 장기적 대체냉매인 R516A 등을 거치지 않고 바로 CO2, CO2+암모니아 캐스케이드, CO2+브라인 시스템으로 바로 대체될 가능성도 높다.”고 전망했다.

이어 이런 가능성을 예시하는 게 F-Gas 개정과 별개로 “암, 기형, 내분비계 교란 등 인간과 동물의 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있는 과불화화합물(PFAS)에 대한 잠재적 제한 사항(REACH)”이라며 “일부 HFC와 HFO 냉매에 PFAS에 정의된 TFA(trifluoroacetic acid)가 존재하므로 R1234yf, R1234ze, R1233zd 포함해 GWP 제한이 있는 R32와 같은 비 TFA 생산도 중단될 수 있는 만큼 Danfoss는 제품 로드맵을 변경하지 않고 대체 계획을 세워 R&D를 추진할 예정이다.”라고 밝혔다.

댄포스코리아 손휘중 매니저

댄포스 제품선정을 위한 프리웨어 ‘Coolseletor2

손휘중 매니저는 ‘대체냉매에 대한 댄포스 솔루션’ 발표에서 HVAC 분야의 냉매 트렌드 변화에 대응한 댄포스의 준비 상황, 제품 선정을 위한 프리웨어 ‘Coolseletor2’ 소개와 프로그램 시연을 진행했다.

‘Coolseletor2’는 모든 HVACR 시스템에서 에너지 소비를 최적화하고 효율을 증대하는데 효과적인 프로그램이다. 냉각 용량, 냉매, 증발 및 응축 온도와 같은 일련의 운전 조건을 기반으로 공정한 계산을 실행한 다음 해당 설계에 가장 적합한 냉매, 압축기, 팽창밸브, 각종 밸브 및 라인부품, 센서 및 스위치 등을 선정할 수 있다.

손휘중 매니저는 “아무리 좋은 프로그램도 손에 익지 않으면 사용하지 않게 된다.”라며 “Coolseletor2 프로그램은 복잡성을 제거해 설계조건 입력만으로 최적의 제품 선정이 가능하고 보고서 발행 기능이 지원돼 설계시간 감소 및 제품 선정과 관련된 각종 문서를 다운로드할 수 있다.”고 강조했다.

댄포스 Coolseletor2의 주요 기능 및 장점은 △복잡한 계산이 없어 시간 절약 가능 △고객의 선호에 따른 맞춤형 가능 △자세한 log(p)-h 보기 및 다운로드 △읽기 쉬운 보고서로 내보내고 고객 및 동료와 공유 가능 △간단한 주문을 위한 부품 코드 목록 인쇄 또는 저장 등이며 다운로드 및 사용은 무료이다.

손휘중 매니저는 “Coolseletor2를 사용하면 신제품 출시나 기존 제품 단종 등에 대한 최신 제품 정보를 쉽게 다운로드 받을 수 있다.”라며 “Coolseletor2 이용자들이 고객 문의에 쉽게 대응할 수 있도록 통상적으로 많이 사용하는 공조용 및 중저온용 온도대별 팽창밸브나 압축기, 기타 부품 등을 정리한 표를 만들어 배포하고 있다.”고 밝혔다.

댄포스 박규영 매니저

인버터 시스템(CDU) 케이스 스토리 및 올인원 모바일 앱 ’Ref Tools‘ 사용법

박규영 댄포스 매니저는 ‘고객사(K사)의 인버터 시스템(CDU) 개발 지원 케이스 스토리와 공조 및 냉동냉장 기술자를 위한 올인원 모바일 앱 ’Ref Tools‘ 사용법 소개와 시연을 진행했다.

박규영 매니저는 “고객사의 인버터 냉동기 개별시 댄포스의 인버터 스크롤 압축기(VZH), CDS 드라이브, 전자식 팽창밸브 등 핵심 부품이 들어간 만큼 제품의 신뢰성 확보를 위해 어플리케이션 전문 엔지니어링 팀이 협업을 통해 개발부터 필드 테스트, 커미셔닝까지 지원했었다.”라며 “그 과정에서 나온 여러 백데이터 분석과 개선을 통해 현장 엔지니어들이 시공 및 유지관리 시 편리하게 작업하고 사용하는데 중점을 두고 개발해 2020년부터 시장에 공급 중이다.”라고 언급했다.

댄포스 인버터 스크롤 압축기 솔루션이 적용된 K사 인버터 냉동기는 2HP부터 20HP까지 라인업돼 있으며 반밀페형 압축기를 사용한 인버터 냉동기도 10HP부터 40HP까지 라인업을 갖추고 있다.

이어 박규영 매니저는 공조 및 냉동냉장 기술자를 위한 All-in-one 모바일 앱 ’Ref Tools‘의 설치 및 사용방법에 대해 설명하며 “기존의 냉매 슬라이더 앱을 개선한 댄포스 Ref Tools는 모든 에어컨 및 냉동 기술자가 디지털 툴 벨트에 필요로 하는 필수 도구가 포함된 매우 효과적인 무료 앱”이라며 “가장 인기 있고 유용한 냉매 슬라이더, 낮은 GWP툴, 문제해결, 예비부품, 마그네틱 툴 등 5가지 공조 및 냉동냉장 툴이 포함돼 있다.”고 말했다.

Ref Tools를 사용하면 유용한 툴을 빠르게 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 가장 많이 방문하는 서비스 사이트를 추적하고 각 툴에 대한 고유한 설정을 저장할 수도 있어 시간을 절약하고 각 서비스 호출을 단순화할 수 있다.

박규영 매니저는 Ref Tools 시연 후 “현재 Apple App Store 및 Google Play Store에서 무료로 다운로드는 물론 PC 또는 노트북에서도 인터넷 브라우저를 통해 사용할 수 있다.”고 말했다.

한강화학 정형조 이사

냉매 수입부터 판매, 회수, 재생까지 원스탑 서비스 가능한 유일한 기업

한강화학 정형조 이사는 “한강화학은 지난 30여 년간 냉매 및 소화약제, 단열재용 발포가스 등을 취급한 경험과 노하우를 바탕으로 올해 사회와 환경에 공헌하기 위해 냉매회수 및 재생사업에 진출했다.”라며 “올해는 시장 파악과 시설 확충 등 사업 인프라 구축에 힘을 쏟았다면 내년부터는 관련 법 개선 등 시장상황에 발맞춰 시설 및 처리체계를 보다 확대, 신설해 나갈 계획이다.”라고 밝혔다.

한강화학은 칠곡공장에 R22, R134a, R410A 냉매 재생용 정제기계 3대를 구축해 하루 2,400kg, 연간 200일 가동 기준으로 48만kg을 처리할 수 있다. 또 냉매분석장비인 GC, 칼피셔 수분측정기, 데시케이터 등 장비를 갖춘 연구소도 운영 중이며 총 60톤의 냉매를 보관할 수 있는 보관시설도 갖추고 있다.

정형조 이사는 “우리는 냉매 수입부터 판매, 회수, 재생까지 원스탑 서비스가 가능한 업계 유일한 기업”이라며 “환경문제가 지속 대두되면서 대체냉매 전환이 가속화될 것을 대비해 폐냉매소각설비 구축도 준비 중”이라고 밝혔다.

오운알투텍 김학연 이사

 R-22, R-134a, R-410A, R-404A 재생냉매, 조달청 혁신제품 지정

오운알투텍 김학연 이사는 “오운알투텍은 폐냉매회수 및 정제, 온실가스 저감, SF6 폐가스 회수처리 등 F-gas 전문회사로 폐기물종합재활용업, 폐가스류처리업(정제재활용), 냉매회수업, 고압가스 제조(일반)/충전/판매업, 폐기물수집운반업의 인허가를 보유하고 글로벌 탑 기술기반이 되는 냉매 분리정제 플랜트 기술, 냉매 대용량 저장 tank 및 GC&GCMS 분석기기 등 인프라를 갖추고 있다.”고 말했다.

오운알투텍의 주요사업 분야는 폐냉매 및 F-gas 회수·처리, 재생냉매 판매, 장비 제작, 고순도 냉매정제 기술개발 및 온실가스 감축사업인 탄소배출권(CDM) 외부사업 등이다. 재충전금지 일회용용기 잔여냉매 회수 및 재생을 통한 온실가스 감축사업을 중점 추진하고 있다.

김학연 이사는 “우리는 연간 300톤의 폐냉매를 분리·정제해 재생냉매를 생산하고 이를 통해 연간 40만톤의 온실가스를 감축하고 있다.”라며 “현재 베트남과 미국을 대상으로 냉매를 수출하고 있다.”고 밝혔다.

오운알투텍이 폐냉매를 회수한 후 정제공정을 거쳐 재생한 R-22, R-134a, R-410A, R-404A 재생냉매는 신냉매와 동일한 품질로 조달청 혁신제품으로 지정됐다.

범석엔지니어링 박성우 팀장

냉매 재활용/재생사업부터 폐냉매 최종파괴처리까지 통합적 냉매관리 시스템 구축

범석엔지니어링 박성우 팀장은 “범석엔지니어링은 주요 온실가스 중 하나인 프레온계 냉매(CFCs, HCFC, HFCs)에 대한 재활용분야의 축적된 경험과 지식을 바탕으로 우수한 조직과 전문인력, 인프라를 활용해 2003년부터 냉매 회수기의 기술 고도화와 냉매 재활용 장비의 자체 개발·생산·공급함으로써 폐냉매 관리 장비 시장의 발전에 노력해왔다.”라며 “ 다년간의 전문적인 폐냉매 재활용 및 처리기술의 발전과 냉매관리 용역활동을 통해 냉매의 재활용 및 재생사업에서부터 폐냉매의 최종파괴처리까지 통합적인 냉매관리 시스템을 구축하고 있는 것이 강점이다.”라고 말했다.

범석엔지니어링은 자체 특허와 기술 기반으로 상품화를 통해 온실가스 처리기술 면에서 독보적인 능력을 인정받아 현재 300여 곳의 공기업 및 대기업의 온실가스를 관리 및 처리하고 있을 뿐만 아니라 미국, 일본, 중동 등 해외 여러 지역으로 냉매 제품과 관련 기술을 수출하고 있다.