CO2 (R744) 초임계 시스템: 실무 서비스 가이드

국제 · 단계별 안내서

초임계 CO2 시스템을 안전하게 서비스하는 방법: 압력, 드라이아이스와 삼중점, 갇힌 액체, 회수, 충전, 테스트 및 EU 인증 B 규정.

최종 확인일: 2026년 10월 29일마지막 변경일: 2026년 10월 29일 – 새로 게시된 가이드입니다.

핵심 요약

CO2의 임계점은 31 °C 및 73.8 bar이며, 삼중점은 -56.6 °C 및 5.2 bar입니다. 임계점 이상에서는 초임계 유체 상태이며, 삼중점 이하에서는 드라이아이스를 형성합니다 ^[1]^[4].
초임계 운전 시 토출 압력은 일반적으로 80-120 bar이며, 정지된 온열 시스템의 정지 압력은 일반적인 흡입 압력보다 훨씬 높을 수 있습니다 ^[1]^[2].
CO2는 EN 378에 따라 실용 한계가 0.1 kg/m3인 A1 냉매이지만, 바닥에 고이는 질식성 가스입니다. 누출이 한계를 초과할 수 있는 곳에는 감지기와 환기 장치가 필요합니다 ^[2]^[4]^[7].
삼중점 압력 미만인 시스템에 액체를 충전하지 말고, 닫힌 밸브 사이에 액체가 갇히지 않도록 하십시오 ^[2]^[3].
CO2는 F-가스가 아니므로 규정 (EU) 2024/573의 누출 점검 의무가 적용되지 않습니다. 단, 기술자는 여전히 CO2용 B형 인증이 필요합니다 ^[5]^[6].

CO2의 차이점

R744은 작동 범위의 양 끝에서 HFC와 다르게 거동합니다. 임계점은 31 °C 및 73.8 bar입니다. 더운 날에는 가스 쿨러에서의 열 방출이 해당 압력 이상에서 발생하므로 냉매가 응축되지 않고 초임계 유체로 냉각됩니다. 이를 초임계 운전이라고 합니다 ^[1]. 삼중점은 -56.6 °C 및 5.2 bar(절대압)입니다. 이 압력 미만에서는 액체가 존재하지 않고 고체와 기체만 존재하므로, 너무 많이 팽창되거나 배출된 CO2는 약 -78 °C에서 드라이아이스로 변합니다 ^[1]^[4].

값	수치	서비스 시 고려 사항
임계점	31 °C, 73.8 bar	그 이상에서는 액체가 없으며 명확한 액위가 없음 ^[1]
삼중점	-56.6 °C, 5.2 bar abs (약 4.2 bar gauge)	그 이하에서는 드라이아이스가 형성되어 호스와 벤트 라인을 막을 수 있음 ^[2]^[4]
토출 압력, 초임계	일반적으로 80-120 bar	부품, 호스 및 도구는 해당 압력 등급을 만족해야 함 ^[1]^[2]
20 °C에서의 실린더 압력	57.3 bar	시스템 일부 부품의 작동 압력보다 높음 ^[3]^[4]

일반적인 슈퍼마켓이나 산업용 시스템은 고압 측에 가스 쿨러, 중간 압력에 리시버(플래시 탱크)가 있으며, 저온 및 중온용 압축기가 있습니다. 팽창 시 발생하는 플래시 가스는 바이패스 밸브나 병렬 압축기로 처리되며, 이는 더운 기후에서 더 효율적입니다 ^[8]. CO2 구리 및 강철 계산기는 이러한 압력에 맞는 배관 크기를 산정합니다.

작업 전 안전

질식. CO2는 무취이며 공기보다 무거워 기계실, 피트, 냉장실의 낮은 곳에 고입니다. 8시간 노출 한계는 5,000 ppm입니다 ^[2]. 공기 중 약 10 % 농도에서는 1분 이내에 의식을 잃을 수 있습니다 ^[4].
실용 한계. CO2는 A1 등급이며 EN 378 실용 한계는 0.1 kg/m3입니다 ^[4]^[7]. 사람이 거주하는 공간에서 누출 시 이 한계를 초과할 수 있는 경우, 알람이 포함된 상시 감지기가 필요합니다 ^[2]. 감지기는 호흡 높이가 아닌 낮은 곳에 설치하십시오 ^[3].
압력 방출. 리시버 및 기타 용기의 안전 밸브는 정전 후와 같은 결함 발생 시 방출될 수 있습니다. 배출구는 실외로 연결되어야 하며, 그곳에 드라이아이스가 형성될 수 있습니다 ^[2]. EN 13136 안전 장치 관련 문서를 참조하십시오.
정지 압력. 정지된 시스템은 온도가 상승하면서 압력이 가해집니다. 일부 시스템에서는 정지 압력이 최대 정격 흡입 압력을 초과합니다. 이 경우 보조 냉각 장치나 안전 밸브가 압력을 제한합니다 ^[2]^[3]. 무엇이든 열기 전에 압력을 확인하십시오.
개인 보호 장구(PPE). 장갑과 고글을 착용하십시오. 고체 또는 액체 CO2와 접촉하면 동상을 입을 수 있습니다 ^[2]^[4]. 낮은 공간에서 작업할 때는 개인용 CO2 감지기를 사용하십시오 ^[4].

갇힌 액체 CO2는 파열 위험이 있습니다. 경험상 닫힌 밸브 사이에 갇힌 액체의 압력은 1 °C 상승할 때마다 약 10 bar씩 증가합니다. Copeland의 예: -10 °C, 44 bar의 액체는 20 °C 상승 후 약 240 bar에 도달합니다 ^[2]. 두 밸브 사이나 호스 안에 액체를 가두지 마십시오.

서비스 단계

상황 평가. 압력을 읽고, 감지기가 작동하는지, 실내가 환기되는지 확인하십시오. 시작하기 전에 작업에 대한 위험 분석을 수행하십시오. 이는 인증된 기술자가 수행해야 할 작업의 일부입니다 ^[6].
정격 장비 사용. 호스, 매니폴드, 게이지 및 회수 장비는 연결하는 부품의 압력에 맞는 등급이어야 합니다. 안티 휩 케이블이 있는 고압 호스를 사용하십시오 ^[2]^[4].
격리 및 회수. 갇힐 수 있는 액체를 위한 방출 경로를 확보한 상태에서 해당 섹션을 차단하십시오. CO2를 적절한 실린더로 회수하십시오. 배출이 불가피한 경우, 사람과 떨어진 실외로 배출하고 압력을 모니터링하십시오. Copeland는 드라이아이스 형성을 방지하기 위해 액체 상태로 배출할 것을 권장합니다 ^[2].
테스트. 건조 질소로 압력 테스트를 수행하되, 강도 테스트 후 기밀 테스트를 진행하십시오. Danfoss 가이드는 테스트 압력을 1.43 × PS로 제시합니다 ^[1]; 자세한 내용은 압력 테스트 가이드에 있습니다. CO2가 이미 공기 중에 존재하므로 CO2 감지기로 누출 점검을 수행하십시오 ^[3]. 누출 점검 가이드를 참조하십시오.
진공 작업. CO2는 수분을 거의 허용하지 않습니다. 약 10 ppm이 적절한 최대치이며, 자유 수분은 얼음 결정과 산을 생성합니다. 철저히 진공 작업을 수행하십시오; 분자체 필터 드라이어가 도움이 됩니다 ^[1]. 진공 작업 가이드를 참조하십시오.
증기로 진공 파괴. 진공 작업 후 시스템은 삼중점 미만 상태입니다. 이때 액체를 충전하면 드라이아이스가 생성됩니다. 압력이 삼중점 이상이 될 때까지 제조사의 지침에 따라 증기를 충전한 후, 그때 액체로 전환하십시오 ^[2]^[3].
천천히 충전. 캐스케이드 시스템 및 부스터 시스템 일부와 같은 일부 시스템의 최대 압력은 실린더 압력보다 낮습니다. 안전 밸브가 열리지 않도록 천천히 충전하십시오 ^[2].
확인 및 문서화. 시스템을 가동하고 매뉴얼에 따라 압력, 가스 쿨러 설정값 및 리시버 압력을 확인하십시오. 서비스 보고서를 작성하십시오.

Danfoss 가이드에 따르면 오일 충전 진공 펌프는 CO2를 포함한 모든 냉매에 대해 에스테르 오일과 함께 사용할 수 있습니다 ^[1]. 압축기 오일 유형 및 오일 교체는 압축기 제조사의 지침을 따르십시오; 여기서는 일반적인 규칙을 제시하지 않습니다.

EU 내 규정

R744은 F-가스가 아닙니다. F-가스 규정은 부속서 I 및 II에 나열된 물질을 다루며, CO2는 여기에 포함되지 않습니다 ^[5]. 제5조의 누출 점검 의무는 해당 가스를 사용하는 장비에 적용되므로 ^[5], CO2 전용 시스템에는 적용되지 않습니다.
여전히 역량이 요구됩니다. (EU) 2024/573의 제10조는 설치, 유지보수, 수리 및 해체에 대한 인증을 요구하며, 자연 냉매를 포함한 F-가스의 관련 대체 물질을 다룹니다 ^[5]. 시행 규정 (EU) 2024/2215는 유형을 설정합니다: F-가스 및 탄화수소용 A1 및 A2, CO2용 B, 암모니아용 C (제3조(2)). 면제되지 않는 한, 보유자는 해당 활동에 대한 인증서를 소지해야 합니다 ^[6].
B 시험의 범위. 테스트에는 압력 및 진공 테스트, R744의 안전한 제거 및 충전, 위험 분석, 가스 감지 및 PPE, 삼중점에서 형성되는 드라이아이스가 포함됩니다 (부속서 I, 항목 13) ^[6]. 브레이징은 감독 하에 국가 자격을 갖춘 사람이 수행할 수 있습니다 (제3조(3)(a)) ^[6].
압력 장비 및 안전. 압력 장비 지침 2014/68/EU 및 EN 378은 냉매와 관계없이 시스템에 적용되며, 국가별 검사 규정에 따라 추가 요구 사항이 있을 수 있습니다. PED 및 EN 378 관련 문서를 참조하십시오. B 인증이 필요한지 여부와 방법은 각 회원국이 결정하므로 국가별 문서를 확인하십시오.

일반적인 결함 및 확인 사항

결함은 Danfoss AK-PC 782 또는 Carel 컨트롤러와 같은 팩 컨트롤러의 설정값과 압력 및 온도 판독값을 비교하여 찾는 것이 가장 좋습니다. 매개변수 이름과 알람 코드는 제조사마다 다릅니다. 추측하지 말고 문제 해결 앱과 컨트롤러 매뉴얼에서 확인하십시오.

체크리스트

CO2에 대한 유효한 인증서(EU의 경우 B형) 및 위험 분석 완료.
감지기 작동, 실내 환기, 장갑, 고글 및 개인용 감지기 사용 중.
개방 전 압력 판독; 정지 압력 고려됨.
호스, 매니폴드 및 회수 장비가 해당 압력에 적합함.
닫힌 밸브 사이에 액체가 갇히지 않음.
진공 시스템 충전 시 증기 우선, 그 다음 액체 충전.
압력 테스트, 누출 점검 및 진공 작업 완료 및 기록됨.
안전 밸브 배출구가 막히지 않고 실외로 연결됨.

제조사 매뉴얼과 현지 규정이 결정합니다. 국가 당국에 인증 및 검사 요구 사항을 확인하고, EUR-Lex에서 최신 텍스트를 확인하십시오 ^[5]^[6].

직접 계산해 보기

CO2 (R744) 배관 사이징 – 동관 →CO2 (R744) 배관 사이징 – 강관 →안전밸브 및 방출관 (EN 13136) →고장 진단: 냉동 및 히트펌프 →

이 글의 용어

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