HFO, HC 냉매에 대한 교수의 강의

수소화불화올레핀(HFO), 탄화수소(HC) 냉매는 염화불화탄소(CFC), 수소염화불화탄소(HCFC), 수소화불화탄소(HFC)에 이어 21세기 4세대 냉매로 불린다.

HFO 냉매는 실제로 불포화 HFC 냉매이며 환경 친화성, 비용 효율성 및 뛰어난 에너지 효율성으로 인해 차세대 냉매로 널리 인식되고 있습니다.

HFO는 알칸(파라핀)이 아닌 올레핀의 유도체라는 점에서 HFC와 구별됩니다. 올레핀은 탄소 원자가 이중 결합으로 연결된 반면, 알칸은 탄소 원자 사이에 단일 결합을 가지고 있습니다. R-134a, -125, -143a 및 -152a와 같은 HFC(수소불화탄소) 냉매와 R-507, -407A, -407B, -407C 및 -410A와 같은 HFC 기반 냉매 혼합물은 모두 수소, 불소로 구성됩니다. , 원자 사이의 단일 결합으로 연결된 탄소. 하이드로플루오로올레핀(HFO) 냉매도 수소, 불소, 탄소 원자로 구성되어 있지만 탄소 원자 사이에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하고 있습니다.

널리 사용되는 두 가지 HFO 냉매는 HFO-1234yf와 HFO-1234ze입니다(참조:여기 표 1 ). HFO-1234yf와 HFO-1234ze는 모두 지구 온난화 지수(GWP)가 매우 낮고 오존층 파괴 지수(ODP)가 0입니다. GWP 값이 낮기 때문에 이러한 냉매는 대기 중 수명 주기가 훨씬 짧습니다.

이 두 HFO 냉매는 A2L 안전 분류를 갖고 있습니다. 즉, 독성은 낮지만 가연성이 약간 있습니다(참조:여기 표 2 ). A2L 및 B2L은 최대 연소 속도가 초당 10센티미터(cm/s) 또는 초당 3.9인치(in./s) 이하인 저인화성 냉매입니다. 대문자 "L"은 "낮은" 가연성을 나타냅니다. A1(불연성) 안전 등급을 갖는 HFO가 존재합니다. 그러나 이러한 냉매에 대해서는 추가 연구와 테스트가 필요합니다.

HFO-1234yf는 자동차 산업의 이동식 에어컨(MAC) 시스템에 사용하도록 고안된 R-134a의 저GWP 대체품입니다. 많은 유럽 및 일부 미국 자동차 제조업체는 현재 이동식 에어컨 애플리케이션에 HFO-1234yf를 사용하고 있습니다.

HFO-1234yf는 HFC-134a보다 GWP가 300배 적습니다.

HFO-1234yf는 다른 대안에 비해 자동차 제조업체의 전환 비용이 가장 낮습니다. 그러나 냉매의 초기 비용은 HFC-134a보다 훨씬 높습니다.

냉매는 ASHRAE에 의해 약한 가연성으로 분류되었지만 SAE(Society of Automotive Engineers)에서 수년간의 테스트를 통해 HFO-1234yf는 차량이 일반적으로 경험하는 조건에서는 점화될 수 없다는 것이 입증되었습니다.

HFO-1234ze는 주거용 및 상업용 조명 에어컨 및 열 펌프 응용 분야에서 R-410A를 대체하는 동시에 GWP를 75% 감소시키도록 고안되었습니다. 슈퍼마켓과 상업용 건물의 공냉식 및 수냉식 냉각기에 모두 사용할 수 있습니다. 다른 응용 분야로는 자동 판매기, 냉장고, 음료수 디스펜서, 공기 건조기 및 상업용 냉장고의 이산화탄소 캐스케이드 시스템이 있습니다.

HFO-1234ze는 또한 뛰어난 에너지 효율성을 제공하고 비용 효율적이며 최소한의 변경으로 기존 장비 설계에 사용할 수 있습니다. 이는 중간 GWP, A2 냉매 안전 등급 및 높은 토출 온도를 갖는 R-32에 비해 상당한 이점을 가지고 있습니다. (A2는 낮은 인화성과 낮은 독성을 의미합니다.) 높은 배출 온도는 더운 기후에서 시스템 성능과 내구성에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 R-32의 경우 오일 교환이 필요할 수 있습니다. (표 2여기에는 일부 인기 있는 CFC, HCFC, HFC, HFO, HC 및 천연 냉매의 대기 끓는점 비교가 포함되어 있습니다.)

HFO의 약간의 가연성으로 인해 자동차, 원심 냉각기 및 기타 고정 응용 분야의 안전성에 대한 광범위한 연구가 수행되었습니다. HFO 냉매의 광범위한 수용을 위한 주요 고려 사항은 이러한 약한 인화성 A2L 냉매의 안전한 사용을 위한 표준 및 코드의 개발입니다.