• Tribology and Lubricants
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• 제12권2호
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• pp.1-7
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• 1996

최근까지 개발되어진 대체냉매는 매우 다양한데, 실제 적용되고 있고 또한 적용이 고려되고 있는 대체냉매는 주로 기존의 냉매와 열역학적인 특성이 유사하여 기존의 냉동시스템의 구조변경 없이 사용될 수 있는 것들이 주류를 이루고 있으며, 현재 오존층 파괴 효과가 없는 HFC(Hydrofuorocarbon)계통의 냉매가 많이 개발되고 있다. 대체냉매의 적용에는 냉매의 열역학적인 성질 뿐만 아니라 ㅎ 화학적 안정성, 윤활유와의 혼합성, 연소성 등 많은 문제를 고려해야 한다. 본 해설에서는 대체냉매를 적용한 공조시스템의 개발 동향 및 문제점에 관해서 간단히 서술하였으며, 비록 제한적이기는 하나 주로 삼성전자에서 생산되고 있는 냉장고와 에어콘을 모델로 하여 설명하였다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제31권7호
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• pp.15-23
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• 2002

환경친화적인 냉매를 탐색하는 과정에서 자연냉매 $CO_2$는 1990년대 초에 많은 사람들의 관심을 다시 끌게 되었고, 그 이후 구미 선진국 위주로 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 $CO_2$는 탄화수소계 냉매가 안전상의 이유로 사용되기 어려운 차량용 냉방 시스템과 온수제조용 열펌프 시스템에 대하여 많은 연구가 이루어져 왔으며 최근에는 가정용 냉난방 시스템에 대한 연구도 진행되고 있다. $CO_2$를 냉매로 사용하는 냉동 시스템에 있어서 증발기는 시스템의 중요한 구성 요소이므로 제품 개발을 위해서는 증발기에서의 열전달 및 압력손실 특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. $CO_2$의 증발 열전달에 있어서 작동매채인 $CO_2$의 비체적, 비열, 점성계수, 표면장력 등의 물성치가 크게 변화하므로 기존에 널리 사용되던 냉매의 중발열전달과는 상당히 다른 결과가 나타난다. 예를 들면 기존의 냉매에서는 건도가 증가함에 따라 열전달계수가 증가하는 것으로 알려져 있으나 $CO_2$의 경우에는 오히려 열전달계수가 감소하는 것으로 보고되고 있다. 이처럼 $CO_2$는 증발열전달 과정에서 기존 냉매의 경향으로부터 예측하기 힘든 결과가 나타나므로 다양한 형상의 증발기에 대하여 실험적으로 압력손실과 열전달계수를 구하는 연구는 성공적인 $CO_2$ 냉동 시스템의 개발을 위하여 필수 불가결하다. 본고에서는 $CO_2$ 냉동 시스템의 개발에 도움이 될 수 있도록 지금까지 국내외에서 수행된 $CO_2$ 증발 열전달에 관한 문헌조사를 통하여 연구결과들을 비교, 분석하고 향후의 연구 방향을 제시하고자 한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제31권7호
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• pp.4-9
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• 2002

환경문제에 대한 관심이 높아짐에 따라, 냉동공조 산업에서 다양하게 이용되는 냉매에 대하여도 많운 시각이 집중되고 있다. 특히, 몬트리얼 의정서와 교토의정서에 의한 지구온난화 물질에 대한 규제로 CFCs와 HCFCs 냉매를 사용하지 못하게 펌에 따라 냉동공조업계에서는 열역학적 물성치가 우수하고 환경친화적인 대체냉매의 개발에 관한 연구를 활발히 진행하고 있다. 이러한 문제의 근본적인 해결책은 자연상태로 존재하는 자연냉매를 이용하는 것이디. 이산화탄소, 암모니아, 탄화수소계열, 물, 공기 등이 대표적으로 거론되고 있는 자연냉매이다. 이 중에서 도 이산화탄소는 인체에 무해하며, 독성이 없고, 화 학적으로 안정하며,기존의 냉동기 재료를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한 열역학적 성질 및 전달물성이 우수하고, 냉통기에 적용할 때 성능이 개선될 가능성이 많다는 점도 매우 고무적이다. 본 고에서는 최근 가장 주목을 받고 있는 이산화탄소를 이용한 냉동사이클의 특성과 성능향상 방안에 대하여 기존 연구결과를 정리하여 설명하고자 한다.

• 국방과기술
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• 5호통권243호
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• pp.80-87
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• 1999

기존 에어콘의 냉매로 사용되던 프레온이 지구 환경 파괴의 주범으로 알려지고 있는데, 프레온이 포함하고 있는 염소가 대기의 성층권에서 자외선을 촉매로 하여 오존과 반응함으로써 결국 오존층을 파괴한다는 과학적인 연구 결과가 계속 발표되면서 1987년 3월에 채택된 몬트리올 의정서(Montreal Protocol)에 의해서 처음으로 그 생산 및 사용이 강제적으로 규제되었고 계속적인 가입국 회의에서 그 규제가 강화되고 있는 실정이다. 따라서 선진국에서는 대체 냉매의 개발과 더불어 대체 냉매를 사용한 공조 시스템 요소의 최적화가 새로운 쟁점으로 떠오르고 있다.

• 에너지공학
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• 제9권3호
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• pp.192-201
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• 2000

증발기와 응축기로 폐회로 냉동 시스템을 구성하여 기존 사용 냉매인 R22와 대체냉매로써 부각되고 있는 R407C, R410A를 사용하여 여러 가지 관 직경과 휜 형상을 가지는 열교환기에 대한 열전달량, 질량유량, 열교환기를 지나가는 냉매의 온도분포 그리고 공기측 압력강하를 측정하였다. 모든 열교환기에서 냉매의 질량유량이 증가함에 따라 열전달량은 증가하였다. R22와 R407C의 경우에 증발기측에서는 거의 같은 열전달량을 나타냈고 응축기측에서는 R407C가 전체적으로 열전달량이 높게 나타났다. 그리고 열교환기의 전달량은 유로의 형상보다는 냉매의 질량유량과 전열면적에 더 많은 영향을 받는다. 공기측 압력 강하는 열수가 많은 열교환기의 경우가 작게 나타났으며 슬릿휜을 가지는 열교환기의 압력강하가 가장 크고 웨이비휜을 가지는 열교환기가 가장 작게 나타났다.

• 기계저널
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• 제33권11호
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• pp.942-950
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• 1993

이 글에서는 자동차용 에어컨의 냉매 규제에 따른 대체냉매의 적용시 에어컨의 성능 변화를 이 론적으로 예측하여 보고, 냉매의 대체에 따른 응축기의 변경에 의한 성능 특성을 실험 결과로 설명하였다. 기존의 응축기(SPC)를 SCC로 교체함으로써 대체냉매를 사용하는 시스템에서 열전 달성능의 향상을 꾀할 수 있었다. 자동차용 에어컨에서 냉매의 교체에 따라 변경이 예상되는 부품으로는 응축기를 비롯하여 증발기, 팽창밸브, 수액기건조제, 압력스위치, 배관호스류, 압축기 압축기오일, 팬모터 등이 될 수 있다. 이러한 요소부품의 변경을 위해 연구개발되어야 할 기술 로는 먼저 운전 및 성능을 고려한 각 부품의 설계기술과 제작기술의 개발이 필요하다. 특히 자 동차의 내구연한의 확장에 따른 에어컨의 내구성 및 신뢰성의 문제는 지속적으로 연구되어야 할 것이다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제31권4호
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• pp.777-799
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• 2022

본 연구는 지구온난화잠재력(GWP)이 매우 큰 냉매가스에 대한 EU의 최신 규제 강화 동향을 살펴보고 탄소중립에의 시사점을 도출하였다. EU집행위는 최근 F-가스 규정(Regulation)을 대폭 강화하는 개정안을 공개하였다. 본 연구는 개정안의 냉매 관련 주요 내용의 의미를 현행 규정과 비교해 제시하였다. 개정안의 주요 내용은 시장출시 허용 HFC 최대량 대폭 축소, HFC 할당 관련 규정 강화, 고GWP 냉매 사용 제품 및 장비의 시장출시 금지 대상 추가, 규제대상 F-가스 추가 및 기존 가스의 GWP 업데이트, 그 외에도 보다 촘촘해지고 강화된 규제설계등이다. EU의 이러한 움직임은 미국, 일본 등 선진국의 정책기조에 영향을 미칠 것이며, 우리나라의 정책도 더욱 강화될 것이다. 따라서 관련 산업계에서는 차세대 냉매가스로의 변경이 불가피한 상황이 될 것이다. 한편, 본 연구는 기존의 냉매 및 F-가스 관련 연구에서는 주목하지 않았던 과불화화합물(PFAS) 규제와 관련된 최신 정책 동향에 대해서도 분석하였다. 유럽 5개국의 추진하고 있는 PFAS의 REACH(EU의 화학물질 등록, 평가, 승인 및 제한 제도) 제한물질 등록이 이뤄지게 된다면, 냉매가스와 관련해서는 산업계에 매우 큰 파장을 불러일으킬 것이다. 또한, 냉매를 비롯한 F-가스 물질과 관련된 각국의 온실가스 감축 전략도 전면 재검토가 불가피해질 것이다.

• 에너지공학
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• 제18권3호
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• pp.203-211
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• 2009

기존의 CFC 계열 및 HCFC 계열 냉매들이 오존층 붕괴와 지구온난화의 원인들 중의 한가지로 밝혀지면서 이것을 대체할 수 있는 냉매의 개발은 주요한 연구과제였다. 이제 몇 가지 대체 냉매들이 개발되면서 이것들 이 냉동시스템에 사용될 때 발생하는 상용성 (Compatibility)이 연구될 필요가 있다. 본 연구에서는 대체냉매의 상용성 연구의 일환으로 1,1,1,2-Tetrafluoroethane(HFC-134a) +1,1,1-Trifluoroetane(HFC-143a) + Pentafluoroethane (HFC-125)의 혼합대체냉매 HFC-404a 와 냉매 윤활유의 하나인 POE 오일 혼합물의 증기압을 측정하였다. 측정온도범위는 냉매 시스템의 운전온도를 고려하여, 263.15K 에서 323.15 K로 하였으며 오일농도범위는 0 mass% 에서 90 mass% 까지로 하였다. 측정결과 273.15K 이하의 온도에서 오일 농도 30 mass%까지 증기압에 대한 오일의 영향은 미미하였으며 50 mass% 이상에서는 증기압이 급격히 떨어지는 것이 밝혀졌다. 측정자료를 이용하여 HFC-404a와 POE 오일 혼합물의 증기압을 예측할 수 있는 모형을 개발 하기 위하여 Rault 모델과 Flory-Huggins 모델을 사용하여 측정치와 비교하였다. 그리고 보다 정확하고 실용적으로 증기압을 예측할 수 있는 경험식을 도출하였다.

• 기계저널
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• 제35권9호
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• pp.816-828
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• 1995

냉동공조용 열교환기의 종류, 특징, 기술개발 동향, 전망 등에 대해 요약한 결과를 정리하면 다 음과 같다. (1) 암모니아 냉매가 다시 각광을 받음에 따라 응축기의 형식도 크게 변하고 있다. 이러한 변화로 핀 튜브를 사용한 횡형, 금속용착형 플레이트 식, 플레이트 핀 식의 응축기들이 암모니아 용으로 적용되기 시작하고 있다. (2) 암모니아 냉동장치는 현재에도 많이 적용되고 있으나 대부분 중앙 집중식 천정증발기나 강관 제 유닛 쿨러를 사용하고 있다. 그러나 최근 기술의 발전과 더불어 알루미늄 관 알루미늄 핀 증발기가 개발됨에 따라 암모니아 냉매도 프레온 냉매와 마찬가지로 건식, 분산식으로 적용되게 되었으며 이 분야의 기술개발이 요청된다. (3) 열교환기의 연구 방향은 에너지 절약, 공간 절약에 기여하면서도 성능향상을 이룩할 수 있는 기술개발, 그리고 소음이 적은 기기 제조 기술이 요망된다. 또한, 착상에 대한 기술적 대책, 근 본적 대책에 대한 대비가 요망되며, 기존 냉매에 대한 대체 냉매용 최적 열교환기에 대한 적극적 연구가 요망된다. (4) 제한된 에너지 자원, 지구환경, 열악한 우리나라의 에너지 사정 등을 고려할 때 냉동공조용 열교환기의 성능 향상에 대한 국가와 일반 소비자들의 기대는 더욱 증가하리라 예상된다. 이들 요구를 만족시키기 위해서는 냉동공조용 열교환기의 성능 향상, 열교환기의 제작에 필요한 자 원의 절약, 생산성 향상, 설치장소와 관련한 효율적인 공간활용, 열교환기 자체 소음의 최소화 등의 방면에 착실한 연구 개발이 있어야 할 것이다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제28권5호
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• pp.368-374
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• 1999

최근 세계적으로 환경보호에 대한 관심이 고조됨에 따라 기술개발 방향이 환경을 고려한 규정 및 장치에 제한을 받고 있다. 따라서 냉동 공조 기기에 사용되는 기존의 CFC계열 냉매가 오존층 파괴의 주 원임이 판명됨에 따라 환경 문제가 없는 HCFC계열인 R123와 HFC R134a로의 대체가 불가피하게 되었다.