지구 달구는 냉매가스도 화석연료 만큼 위기
친환경·고효율 자연냉매 온난화지수 'O' 탄생
뜨겁고 찬공기 방출하는 실외기 없는냉‧난방
지구 온난화 현상 가중에 화석연료 위험성과 에너지절감 문제가 겹치면서 남극과 북극 빙하의 눈물을 멈추는 데 세계 관심사가 집중되고 있다.
UN도 지구 온도가 2℃만 올라갈 경우, 자연생태계는 물론 동물과 식물이 멸종된다는 사실을 경고한지 오래다. 아울러 세계인의 관심사도 효율은 높고 지구에는 피해를 주지 않는 친환경 냉매가스와 신냉매에 더 해 '불 꺼지는 냉매' 등 안전한 개발에 집중되고 있다.
자동차 냉매가스로 군림했던 듀폰의 프레온(R-12) 냉매가 오존층을 파괴해 지구를 달구고 파괴하는 물질이라는 사실이 밝혀지면서 이보다 안전하다는 R-134a로 잠시 대체한다는 것이 듀폰사 계획이었는데 결국은 20년을 넘기고서야 친환경 냉매 시판에는 들어갔다.
3년 전 신차용 냉매가스로 대 당 70만원에서 30만원이 넘는 가격의 친환경 물질로 바꿨지만 수소 또는 LPG 기반의 냉매인 만큼 초기에는 소량 수소계열의 '가연성' 단점을 극복하지 못했다.
30여년전 한국에서 개발한 TCC의 신냉매와 같은 맥락인데도 대체물질인 134a 냉매가스가 20년 넘게 사용되면서 현재 대부분의 차량, 즉 국내 2천만대 정도의 차들이 폐차되기 전 까지는 지구온난화를 가중시키는 화석연료 못지 않은 문제점을 가진 R-134a 사용을 막을 길은 없다고들 한다.
향후 수소 계열의 친환경보다 더 위험한 냉매지만 약 15년 이상 성수기를 누리는 사이 서서히 신차에 밀려 바뀌어 가는 수순을 밟을 것이다.
물론 친환경 냉매 교체를 앞당기는 간단한 방법은 있다. 냉매 가격만 대당 30만 원이 넘는 현실에서는 지구를 좀 먹을 망정 비싼 친환경 냉매를 쓰면서 환경을 지키자는 사고를 발휘하기는 그리 쉽지 않다.
분명한 것은 지구 온난화 방치를 장기간 허용할 수 없다는 상황이라는 점과, 전문회사 TCC가 개발한 고효율 냉난방기의 보급을 국내에서부터 시작하는 것이다. 한국 TCC 대표 오석재 박사가 개발한 냉매와 '저전력' 실외기 없는 냉난방기는 이를 실행할 대안으로 손꼽힌다.
30여년 간 독자 개발‧등록(미국공조협)을 필한 저렴한 친환경천연탄화수소계 혼합냉매인 ‘OS-12a’와 ‘OS-12b’ 등 OS-12 융복합 시리즈로 대체하면 에어컨·히터의 효율이 획기적으로 개선된다고 한다.
TCC는 연료사용을 줄여 유독가스와 미세먼지 배출은 몰론 냉난방기 가동 손실이 적어 친환경적이고, 냉매의 주를 차지하는 '요오드'는 화재 시 유출된 냉매가 불을 끄는 소화기 역할까지 한다.
특히 TCC의 친환경 냉매 개발 노하우는 온도 격차가 커져도 비중을 유지하는 특성을 유지하기 때문에 고압호스 등에 이슬이 맺히거나 성애가 어는 일이 전혀 없는 만큼 실외기가 없는 컴팩트한 일체형 냉난방기에 제격이다.
이를 바탕으로 '전기자동차용' 저전력 일체형, 한 마디로 실외기 없는 에어컨과 히터를 개발한 것이다. TCC의 신냉매를 자체 개발한 다중 '히팅' 파이프에 충전해서 방열과 응축 등 냉온방기의 열교환을 자체적으로 해결하고, 이 과정에서 맑은 공기 정화기능까지 내장된 신기술이다.
TCC는 천연탄화수소계 혼합냉매인 ‘OS-12a’와 ‘OS-12b’를 개발해 특허를 등록한 바 있다. 해당 냉매들은 자연 냉매라는 점이 특징적이다.
현재 상용화된 개발한 제품은 히트펌프식 실외기 없는 기술을 적용한 것으로, IoT 및 Heat Pump, 전열형 열교환기와 융합한 냉난방 겸용 복합모델이다.
특히 증발기에서 발생한 응축수를 분무, 혹은 모세관 원리를 적용해 방열기에 흐르게 함으로써 열효율을 극대화한 것이 제품의 특징이다. 또한 옥외와 실내 온도, 습도와 CO2 농도에 따라 작동 모드가 자동으로 선택되는 기능도 탑재했다.
TCC는 판매 5년차에 200만대를 팔 것을 목표로 정하고 사업을 진행해 나가고 있다.
기존 전기차의 경우는 동절기 히터를 가동하면 120km 남게 표시되는 주행거리가 달리기 시작하면 50km로 줄어든다. 히터를 가동함으로서 3배의 배터리 소모가 발생했다는 뜻이다. 히터 가동으로 전기 소모가 급격히 늘어난다는 증거다.
이를 TCC의 신개념 냉난방기가 해결할 수 있을 전망이다. 80W급 이동식 저전력 냉난방 장치는 초소형전기차에서는 15℃로 실내 온도를 낮추면서 소모전력이 80w에 불과해 배터리 용량이 작은 이런 이동수단에 적합하다.
현재 마스타자동차에서 판매 중인 초소형 전기차에 시범 장착할 예정이며, 필드와 랩 주행을 통해 확실한 결과를 얻어 개발을 이어갈 계획이다.
이와 같은 신냉매의 활발한 연구와 적용은 자동차 연비의 향상 등 환경 문제 해결책에 한 발짝 가까이 다가갈 수 있는 의미 있는 움직임이 될 수 있을 것으로 보인다.
