냉매 순환 시스템의 리크 테스트

냉장 및 공조의 기본 작동
냉장고의 시원한 맥주 또는 20°C(70°F)의 쾌적한 사무실 온도를 통해 우리는 매일 냉장과 공조를 접합니다. 냉장고가 작은 단열 공간을 냉각한다면, 에어컨은 집, 사 무실 공간 또는 슈퍼마켓을 쾌적한 온도로 유지시킵니다. 이러한 작동은 오랫동안 알려진 물리적 원리, 즉 응집의 기체 상태와 액체 상태가 번갈아 일어나기 때문입니 다.

기체 +액체는 주변 물질이나 표면에서 열을 빼앗습니다. 산업 환경에서 이 과정은 냉매에 의해 촉진됩니다. 냉매는 물보다 훨씬 낮은 온도에서 증발하거나 끓으면서 주변에서 열을 더 빨리 빼앗을 수 있습니다. 간단히 정리하면 냉장 사이클은 필수적 으로 압축기, 증발기, 응축기, 팽창 밸브 및 다양한 연결 지점으로 구성됩니다. 또한 여기에는 예를 들어 용접 또는 볼트에 의한 개별 구성품 간의 연결부도 있습니다. 이러한 각 구성품은 전체 시스템이 수명 주기 내내 효율적이고 지속 가능하게 작동 할 수 있도록 리크 테스트를 실시해야 합니다. 냉매의 지구 온난화 지수(GWP: Global Warming Potential)가 상당히 높기 때문에 이를 바탕으로 냉장 및 공조 분야 에서 규제 및 표준이 점점 더 엄격해지고 있습니다.

냉장 및 공조의 규칙과 표준
냉장 및 냉각 시스템의 기밀도는 일정한 시간 동안 발생하는 질량 손실로 설명됩니 다. 냉장 및 공조 기술의 경우 시스템의 냉매 손실을 연간 그램(g/y) 단위로 측정합 니다. 가정과 소규모 식당 및 상점에서는 2 ~ 5 g/y의 냉매 손실이 허용됩니다. 이 냉매 손실을 추적 가스 농도가 100%일 때의 등가 리크율로 변환하면 이는 1 ~ 5 10^-5 mbar l/s의 리크율에 해당합니다. 이 값은 생산 시 리크 테스트 프로세스에서 리크율 한계값을 정의합니다. 호텔, 사무실 건물 및 병원과 같은 상업 용도에 쓰이 는 시스템은 크기와 복잡성 면에서 주거 용도에 쓰이는 시스템과 다릅니다. 그 결과 상용 시스템은 누출에 대한 취약성이 더 높습니다. 요컨대 상용 시스템의 경우 최대 5 ~ 15 g/y의 냉매 손실이 허용됩니다. 산업 부문의 경우 잠재적 누출의 합은 냉매 손실로 볼 때 15 ~ 30 g/y입니다. 이러한 값은 식품 또는 의약품 생산과 같이 대규모 공정을 냉각해야 하는 화학적 공정 때문입니다.

규정 및 표준의 요구 사항을 준수하려면 냉장 회로에서 가능한 한 리크가 발생하지 않도록 기밀도를 유지해야 합니다. 10 μm의 아주 작은 리크(비교하자면 사람의 머 리카락 단면은 40 μm 임)조차도 막대한 피해를 초래할 수 있습니다. 피해의 결과는 다음과 같습니다.

• 시스템 성능의 저하
• 필요한 에너지 증가
• 과열
• 압축기 손상 및 고장

이러한 손상은 한 두 가지 냉매, 서비스 및 전기와 관련된 운영 비용뿐만 아니라 가 동 중지 시간을 증가시킵니다. 또한 이는 판매와 기업 이미지, 그리고 무엇보다도 기후 변화의 가속화하는 부정적인 결과로 이어질 수 있습니다.

동시에 규정과 표준이 점점 더 엄격해지면서 업계는 전례 없이 어려운 도전에 직면
했습니다. 키갈리(Kigali) 개정 의정서는 국제적으로 적용됩니다. 유럽의 경우 유럽
F-가스 규정, 즉 EU No. 517/2014가 적용됩니다. 이 규정은 다양한 규정의 원천으
로서 GWP가 높은 다양한 냉매에 대한 제한을 포함하고 있습니다. 2030년까지 단
계별 감축을 통해 다수의 냉매 사용이 금지될 것이며, 이로써 공급업체와 제조업체
에서는 전체 시스템을 효율적인 동시에 비용 효과적으로 운영할 수 있도록 시스템
을 전반적으로 수정해야 하는 노력을 기울일 것입니다.

이것은 발췌일 뿐입니다.
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