이차 냉각 시스템: 글리콜, 브라인, CO2 및 냉수 규정

간접 시스템이란 무엇인가

EN 378-1은 이차 냉각 또는 난방 시스템을 유체를 사용하여 압축하거나 팽창시키지 않고 제품 또는 공간에서 냉동 시스템으로 열을 이동시키는 시스템으로 정의하며, 본 표준은 이러한 시스템에도 적용됩니다 ^[3]. 냉수, 글리콜 또는 소금 브라인이 냉각기로 배관됩니다. CO2는 휘발성 이차 냉매로도 사용할 수 있습니다. 액체 상태로 펌핑되어 냉각기에서 부분적으로 증발하며 1차 회로에 의해 응축되는데, 이는 글리콜 루프보다 훨씬 높은 압력에서 이루어집니다.

그 이유는 한 곳의 작은 냉매 충전량 때문이며, 인화성(A2L, A3) 또는 독성(B2L, 암모니아) 냉매를 사람이 있는 공간으로부터 멀리 유지하기 위함입니다. 그 대가로 추가적인 온도 차이와 펌프 에너지가 소모됩니다.

EN 378-1의 시스템 분류 방식

EN 378-1은 조항 5.4에서 냉동 시스템을 분류합니다. 누출된 냉매가 사람이 있는 공간에 도달할 수 있는 직접 방출 시스템과 간접 시스템을 구분하며, 조항 5.5는 둘 다의 예를 제공합니다 ^[3]. 시스템 등급은 충전량 한도가 설정될 때 위치 등급 및 접근 범주와 함께 사용됩니다. EN 378 및 ISO 5149에 관한 문서를 참조하십시오.

EU F가스 규정 (EU) 2024/573

본 규정은 불소계 온실가스를 다룹니다. 물, 글리콜, 브라인 및 CO2는 여기에 포함되지 않으므로 의무 사항은 냉매 회로를 따릅니다 ^[1]:

• 부속서 I 가스 5톤 CO2e 이상부터 누출 점검 (제5조 제1항), 0, 50, 500톤 CO2e에서 최소 12, 6, 3개월마다 또는 누출 감지 시스템 장착 시 24, 12, 6개월마다 실시 (제5조 제6항). CO2e 톤수는 톤 단위의 충전량에 GWP를 곱한 값입니다 (제3조) ^[1].
• 고정식 냉동, 공조 및 히트펌프 장비에서 500톤 CO2e 이상부터 누출 감지 시스템 의무화 (제6조 제1항) ^[1].
• 자격증(제10조)(설치, 유지보수 또는 서비스, 수리, 해체 및 누설 검사 관련). 유지보수 또는 서비스란 불소화 가스가 포함된 회로를 개방하거나, 가스를 주입하거나, 누설을 수리하는 작업을 의미합니다(제3조 제18호). 펌프, 스트레이너 또는 글리콜만을 대상으로 하는 작업은 냉동 회로를 개방하지 않습니다 ^[1].

규정이 간접 시스템을 명시하는 경우

칠러는 열전달 유체를 냉각하는 것을 주된 기능으로 하는 단일 시스템이며, 규정에서는 물, 글리콜, 브라인 및 R744을 그 예로 들고 있습니다(제3조 제44호) ^[1]. 따라서 2차 회로에 서비스를 제공하는 유닛은 일반적으로 칠러이며, 부속서 IV 제7호의 적용을 받습니다:

현장의 안전 요건을 충족하기 위해 F-가스가 필요한 경우에는 (b)항부터 (d)항까지가 적용되지 않습니다. 2030년 1월 1일부터 GWP 150 이상의 기타 냉동 장비에 대한 일반적인 사용 금지(제5호 (c)목)에서는 칠러가 제외됩니다 ^[1].

멀티팩 및 캐스케이드 시스템. GWP 150 이상의 F-가스를 사용하는 40 kW 이상의 상업용 멀티팩 시스템은 2022년 1월 1일부터 금지되나, GWP 1,500 미만이 허용되는 캐스케이드 시스템의 1차 회로는 예외입니다(제6호) ^[1]. 여기서 2차 회로는 브라인 루프가 아니라, 응축기 열을 1차 회로가 흡수하는 중온 냉매 회로입니다(제3조 제35호) ^[1].

서비스 금지. 2025년 1월 1일부터 GWP 2,500 이상의 가스는 냉동 장비 서비스에 사용할 수 없으며, 2030년 1월 1일까지는 재생 또는 재활용 가스만 예외적으로 허용됩니다(제13조 제3항). 2032년 1월 1일부터 시행되는 GWP 750 이상 금지 규정에서는 칠러가 제외됩니다(제13조 제5항) ^[1].

스위스: ChemRRV 부속서 2.10

스위스는 화학물질 위험 감소 조례(ChemRRV, SR 814.81) 부속서 2.10에 자체 규정을 두고 있습니다. 이는 HFC와 같이 공기 중에서 안정한 냉매와 관련이 있습니다. 2027년 1월 1일부터 시행되는 버전에서는 2차 회로(Kälteträgerkreislauf)를 다음과 같이 언급합니다 ^[4]:

• 독립형이거나 2차 회로가 있는 상업 및 산업용 식품 냉동 장비는 GWP 150 이상의 냉매를 사용하여 시중에 유통할 수 없습니다(제2.1조 제3항 (b)목 제4호) ^[4].
• 건물 공조 및 산업용 공정 냉각의 경우, GWP 150 이상 금지 규정은 직팽식 시스템을 대상으로 합니다(제2.1조 제3항 (a)목 제5호 및 (c)목 제5호) ^[4].
• 식품 및 산업용 냉동 및 아이스링크에서는 GWP 750 이상으로의 재충전이 금지되나, 2차 회로가 있는 시스템에서는 신규 냉매(virgin refrigerant)가 계속 허용됩니다(제3.3.1조 제2항 및 제3.3.2조 제2항 (b)목). 기타 시스템의 경우 신규 냉매 금지 조치는 2031년 12월 31일 이후에 시작됩니다(제7조 제5항) ^[4].

압력 장비: 2차 측에 대한 PED

지침 2014/68/EU에서는 허용 최고 온도 TS에서의 증기압이 대기압보다 최대 0.5 bar 초과하는 유체를 액체로 취급합니다. 물, 글리콜 및 브라인은 일반적으로 여기에 해당합니다. 제1구룹은 제13조 제1항 (a)목에 나열된 가연성, 독성 및 기타 유해 유체와 인화점보다 높은 TS를 가진 유체를 다루며, 나머지는 모두 제2구룹입니다 ^[2]. 제4조 제1항에서는 다음 한계를 규정합니다:

따라서 PS 10 bar 이하의 글리콜 루프는 크기에 상관없이 제4조 제1항의 적용을 받지 않습니다. 이러한 장비는 건전한 엔지니어링 관행을 따르며, 지침이 함께 제공되고 지침에 따른 CE 마킹이 부착되지 않습니다(제4조 제3항) ^[2]. 2차 냉매로서의 CO2는 제2구룹에 해당하지만 가스 제한 기준을 따릅니다: PS 40 bar에서 DN 40 배관은 1,600 bar가 되므로 적용 대상이 됩니다 ^[2]. 여러 개의 챔버가 있는 증발기나 판형 열교환기는 가장 높은 카테고리를 가진 챔버에 따라 분류됩니다(제13조 제2항) ^[2].

글리콜, 브라인 및 수자원 보호

글리콜과 브라인은 수자원과 토양에 유해할 수 있습니다. 수질 유해 물질에 관한 국가 규정이 적용될 수 있으므로 지역 환경 당국에 문의하십시오.

실무 체크리스트

• 냉매 회로에 대해서만 CO2e를 계산하십시오 ^[1].
• 냉각 유닛이 칠러(제3조 제44호)에 해당하는지 확인하고 부속서 IV 제7호를 적용하십시오 ^[1].
• 냉동 회로를 개방하려면 F-가스 자격증이 필요하며, 브라인 측 작업만 수행하는 경우에는 필요하지 않습니다 ^[1].
• EN 378-1 조항 5.4 및 5.5에 따라 시스템 등급을 확인하십시오 ^[3].
• 브라인 측의 PS를 설정하고 10 bar를 초과하는지 확인하며, CO2의 경우 가스 제한 기준을 사용하십시오 ^[2].
• 스위스의 경우 ChemRRV 부속서 2.10의 2차 회로 규정을 확인하십시오 ^[4].

난방 및 냉방(수배관) 계산기를 사용하여 물 또는 글리콜 회로의 배관, 펌프 및 압력 손강을 사이징하십시오.