저인화성 냉매 누출 조기 탐지와 예방으로 안전과 에너지 절약
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Masahide Sumi, Japan
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냉장 및 공기조화기기에 필요한 에너지 면에서 냉매 누출은 상당한 비용을 차지하는 부분이다. 앞으로는 많은 장치가 저인화성 냉매를 사용하게 되리라 예상되므로, 이 사안은 지구환경과 에너지 절약, 안전 면에서 매우 중요한 의미가 있다.
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본고에서는 조기에 누출을 쉽게 탐지하여 식별할 수 있는 탐지장치와 공기조화 설비의 배관이나 연결부 누출을 간단히 예방할 수 있는 방법을 설명한다.
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서론
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냉장 및 공기조화 시장에 R410A를 대체하기 위한 HFC-32 냉매가 등장했다. 자동차 공기조화 시장의 경우, R134a 가 HFO-1234yf로 대체될 가능성이 높다.
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이 장치 동작 중 냉매 누출은 일본에서 문제가 되고 있으며, 이에 대한 대책으로 "플루오르화 탄소의 합리적인 사용과 적절한 관리에 관한 법률"이 공표되어 2015년 4월 1일자로 집행되고 있다. 중요한 점은 이른 단계부터 냉매 누출을 예방하고 탐지하고 바로잡는 것이다. 그러나 차세대 냉매에는 다른 방식의 설계와 구축 기술뿐 아니라 누출 탐지와 예방 기술이 필요하다. 여기에서는 그 몇 가지 방법을 소개하고자 한다.
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누출 탐지 현황
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많은 계기가 공기조화시스템의 비정상 상태를 확인하는데 간접적인 방법을 사용하고 있다.
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디지털 매니폴드로 온도와 압력을 모니터링 하는 것도 있고, 시판 중인 제품 중에는 냉매 데이터에서 계산한 과열 온도와 차냉각 온도를 표시하는 종류도 일부 있다. 이 매니폴드를 이용하여, 데이터를 실제 온도와 비교하여 고장이나 문제가 일어날 가능성을 예측할 수 있다.
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간접적인 방법으로 점검을 할 수 있는 강력한 신기술 도입을 위해 노력하고 있다. <사진 1>에 나와 있는 Analyzer II 기기는 97가지 냉매 데이터 항목(필요하면 더 많은 데이터를 넣을 수 있다)을 미리 호출하여 이 데이터로 차냉각과 과열 온도를 계산하고 표시한다. 열전대에서 측정한 디지털 온도 및 압력값과 계산한 온도를 비교하여 비정상적인 냉장이나 공기조화 상태를 확인한다.
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이것이 디지털로 누출을 탐지하는 간접적인 방법 중 가장 적합한 방법이다. Analyzer II만 사용하여 디지털 간접 검사를 하는 것도 가능하다. 그 결과 이 계기 하나가 수많은 측정장치를 대체할 수 있다.
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일본에서 사용하는 누출 탐지법을 <표 2>에 나타냈다. 가장 널리 사용되는 탐지법이 포말형 액체와 휴대형 전자 탐지기(누출 탐지기)이다. 휴대형 전자 탐지기 시장에서는 반도체 방식과 반도체 온도 측정법이 주를 이룬다. 최근 몇 년간은 비분산형 적외선(NDIR) 탐지기와 함께 전자 탐지기가 많이 사용되고 있다.
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NDIR 누출 탐지기 최신 모델은 탐지 민감도 면에서 성능이 높다. 적외선 흡광 센서가 있어 누출 위치를 보다 쉽게 파악할 수 있는 특수 기능까지 구비하고 있으며, 36단계 자동 감도 전환 기능과 피크 유지 기능과 함께 누출 탐지와 표시 기능 등 다양한 기능을 갖고 있다.
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저인화성 냉매 탐지의 문제
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차세대 HFC-32 와 HFO-1234yf 냉매에서 몇 가지 주의할 점이 있다
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(<표 1>).
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중략
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2015년 8월호 글로벌리포트
Masahide Sumi, Japan