콜드체인산업이 지속가능성과 에너지효율을 핵심 과제로 삼으면서 차세대 HFO냉매가 환경적 책임과 운용 성능을 조화롭게 충족하는 새로운 해법으로 주목받고 있다. 이러한 흐름 속에서 Solstice® R455A(L40X)는 실제 냉동·냉장창고 현장에서 친환경성과 안전성을 모두 입증하며 냉동창고 운영자들에게 성능, 유지보수 편의성, 경제성을 동시에 충족하는 냉매이자 Low GWP전환이 가능한 현실적인 대안으로 자리매김하고 있다.냉동·냉장환경 변화와 R455A 등장
비용효율적인 선택지를 모색하는 냉동·냉장창고 운영자들에게 HFO냉매는 기존 HFC대비 최대 99.9%의 지구온난화지수(GWP) 저감 효과를 제공하면서도 시스템이나 장비의 대대적인 설계 변경없이 적용할 수 있다. 또한 A2L냉매는 기존 냉매와 유사한 냉동능력과 운전조건을 구현하도록 개발돼 엔지니어링 부담을 최소화하는 동시에 원활한 전환을 가능케 한다.
GWP가 146인 R455A는 이러한 요구 조건을 모두 충족한다. GWP가 각각 3,922와 3,985에 달하는 기존 HFC냉매인 R404A와 R507A와 비교할 경우 R455A는 약 96%의 GWP 저감 효과를 제공해 뚜렷한 환경적 이점을 보여준다. 이는 환경규제가 강화되는 상황에서 R455A가 가지는 경쟁력을 명확히 보여준다.
저온창고 적합 A2L냉매 장점
R455A와 같은 A2L 냉매는 여러 측면에서 뚜렷한 장점을 제공한다. 기존에 사용하던 냉매와 유사한 운전압력과 온도조건을 구현하면서도 냉동능력, 에너지효율, 온도 글라이드를 Low GWP 수준에서 균형 있게 설계해 냉동시스템 전환 시 부담을 최소화한다. 또한 설치방식과 성능 측면에서 기존 HVAC산업에서 사용되는 냉매와 유사한 특성을 유지함으로써 기존 냉매 대비 총소유비용(TCO) 절감 효과도 기대할 수 있다.
A2L 냉매의 안전성 측면도 주목할 만하다. A2L냉매는 ‘약가연성’으로 분류되지만 연소 속도가 초당 10cm/s 미만으로, 가연성 농도가 형성될 가능성이 매우 낮다.
UL 60335‑2‑89 및 ASHRAE 15 기준에 따르면 허용 가능한 최대 냉매 충진량은 냉매의 하한 가연한계(LFL)를 기준으로 산정되며 LFL값이 높을수록 허용 충진량 역시 비례해 증가한다.
R455A의 LFL은 프로판대비 약 11배, R454A 및 R454C대비 약 1.45배 높은 수준이다. 이로 인해 R455A를 적용한 시스템은 더 많은 냉매 충진이 가능하며 이는 대형 냉동·냉장창고에서 더 큰 냉각용량을 구현할 수 있다.
다만 국내의 경우 A2L 약가연성 냉매에 대해 별도의 독립적인 규정이 존재하지 않으며 이에 따라 국내 적용 시에는 관련 법규와 기준을 충족하는 범위 내에서 운용이 가능하다.
실제 적용 통한 R455A 성능 입증
이론에 머물던 기술은 최근 미국 북서부지역에 건설된 한 프로젝트를 통해 현실로 구현됐다. 새롭게 구축된 저온물류창고시설은 Solstice® R455A(L40X) 기술의 실질적인 효과를 입증한 대표적인 사례로 평가받고 있다. 지역 내 독립 유통업체에 공급하기 위해 설계된 최신식 복합 물류창고는 냉장·냉동식품은 물론, 일반 물류까지 함께 취급할 수 있도록 구축됐다.
해당 시설에는 BOHN 브랜드의 응축기와 증발기가 적용됐으며 냉매로는 Solstice® R455A(L40X)가 사용됐다. 해당 시스템은 유지보수가 용이하고 비용효율적인 구조로 설계됐으며 장기간 안정적인 운전을 고려해 관련 규정을 완벽히 충족하도록 구성됐다. 현재 해당 시설은 1년 이상 안정적으로 운영되며 성능을 입증하고 있다.
설비는 ASHRAE 15(냉동시스템 안전기준) 요구사항을 철저히 준수해 설치됐으며 냉매 충진량과 안전을 위한 최소 설치 공간 및 EDVC(유효분산체적) 계산도 수행됐다. 그 결과 모든 시스템은 m³ 한계치 이하로 확인돼 관련 규제를 충분히 만족한 것으로 평가됐다.
UL의 A2L인증을 획득한 BOHN 증발기에는 실내 온도제어기능과 함께 냉매누설을 감지하는 통합 안전시스템이 기본 탑재돼 있다. 냉매누설이 감지될 경우 공급 측 솔레노이드밸브가 자동으로 차단되며 송풍 팬이 작동해 누설된 냉매를 신속히 희석 및 배출한다. 또한 흡입 라인에 설치된 체크밸브는 냉매누설 범위를 증발기와 일부 내부 배관으로 제한해 잠재적인 냉매 누설범위를 최소화하며 안전성을 한층 강화한다.
R455A 적용, 효율·안전·지속가능성 확보
R455A를 충전한 시스템은 빠르게 목표 운전온도에 도달했다. 전자식 팽창밸브의 과열도 제어 정확성 역시 확인됐으며 냉매누설 감지시스템 또한 테스트과정에서 문제없이 안정적으로 작동했다.
이번 신규 사례는 A2L냉매로의 전환이 단순한 규제 대응이 아닌 효율·안전·지속가능성을 동시에 확보할 수 있는 전략적 투자임을 잘 보여준다.
또한 R455A는 냉동창고 운영자들이 요구하는 충분한 성능을 제공함과 동시에 설비 전 수명주기에 걸쳐 운영비용 절감을 지원하는 냉매로 평가된다.
솔스티스의 관계자는 “초기에는 A2L장비의 시장 보급 속도가 더딘 면도 있었으나 현재는 주요 제조사를 중심으로 상업용 냉동·냉장시스템이 널리 공급되고 있다”라며 “안전한 사용에 대한 인식과 함께 신뢰성, 성능, 에너지효율에 대한 시장의 이해가 높아지면서 A2L냉매는 기존 시스템설계를 유지하면서도 GWP를 효과적으로 낮출 수 있는 비용효율적인 대안으로 평가받고 있어 콜드체인산업분야에서 매력적인 선택지로 부상하고 있다”고 강조했다.
