R-410A

R-410A는 공기조화 및 열펌프 응용 분야에 사용되는 냉매 유체이다. 이는 디플루오로메테인(CH2F2, R-32라고 함)과 펜타플루오로에탄(CHF2CF3, R-125라고 함)의 비공비 혼합물이지만 거의 불변 끓음 혼합물이다. R-410A는 AZ-20, EcoFluor R410, Forane 410A, Genetron R410A, Puron, Suva 410A라는 상표명으로 판매된다. 지구 온난화 지수가 높아 여러 국가에서 R410a의 사용이 단계적으로 중단되고 있다.

역사
R-410A는 1991년 앨라이드 시그널(나중에 허니웰)에 의해 발명되고 특허를 받았다. 전 세계의 다른 생산자들은 R-410A를 제조 및 판매할 수 있는 라이선스를 획득했다. R-410A는 캐리어 코퍼레이션, 에머슨 기후 기술, 코플랜드 스크롤 압축기(에머슨 일렉트릭 컴퍼니의 사업부) 및 앨라이드 시그널의 공동 노력으로 공기조화 부문에서 성공적으로 상업화되었다. 캐리어 코퍼레이션은 1996년에 R-410A 기반 주거용 공기조화 장치를 시장에 출시한 최초의 회사이며 "Puron" 상표를 보유하고 있다.

R-22에서 R-410A로의 전환

몬트리올 의정서(오존층을 파괴하는 물질에 대한 몬트리올 의정서)에서 합의된 조건 및 협정에 따라 미국 환경보호청은 R-22 및 기타 수소염화플루오르화탄소(HCFC)의 생산 또는 수입을 미국에서 단계적으로 중단하도록 의무화했다. 유럽 연합과 미국에서는 2010년 1월 1일 이후에 새로운 공기조화 또는 유사 장치 제조에 R-22를 사용할 수 없었다. 세계 다른 지역에서는 단계적 중단 날짜가 국가마다 달랐다.
2020년 1월 1일부터 미국에서 R-22의 생산 및 수입이 금지되었다. R-22의 유일한 가용 출처는 재고로 보관되었거나 기존 장치에서 회수된 것이다.

2020년까지 미국에서 새로 제조된 대부분의 창문형 에어컨과 미니 스플릿 에어컨은 냉매 R-410A를 사용했다. 또한 R-410A는 일본과 유럽, 그리고 미국에서 주거용 및 상업용 에어컨에 사용되는 선호 냉매로서 R-22를 크게 대체했다.

환경 영향
섬네일|right|upright=1.5|R-410A(HFC-125/HFC-32) 대기 농도의 급격한 증가, 누출 시 (오른쪽 아래 그래프).
브롬이나 염소를 포함하는 할로알킬 냉매와 달리 R-410A(불소만 포함)는 오존홀에 기여하지 않으므로 R-22와 같은 오존층 파괴 냉매가 단계적으로 중단됨에 따라 더 널리 사용되었다. 그러나 메테인과 마찬가지로 R-410A는 지속되는 기간 동안 CO2(GWP = 1)보다 훨씬 더 나쁜 지구 온난화 지수(GWP)를 가지고 있다. R-410A는 50% HFC-32와 50% HFC-125의 혼합물이다. HFC-32는 4.9년의 수명과 675의 100년 GWP를 가지며, HFC-125는 29년의 수명과 3500의 100년 GWP를 가진다. 이 조합은 R-22(100년 GWP = 1810)보다 높은 2088의 유효 GWP와 R-22의 12년 수명에 비해 거의 30년의 대기 수명을 가진다.

R-410A는 전력 소비를 줄여 R-22 시스템보다 더 높은 계절 효율비 등급을 허용하므로, R-410A 시스템의 전반적인 지구 온난화 영향은 발전소에서 발생하는 온실가스 배출 감소로 인해 일부 경우 R-22 시스템보다 낮을 수 있다. 이는 대기 누출이 충분히 관리될 것이라는 가정 하에 그렇다. 단기적으로 오존층 파괴를 방지하는 것이 GWP 감소보다 더 중요하다고 가정하면 R-410A가 R-22보다 선호된다.

R-410A 단계적 폐지
여러 국가에서는 높은 지구 온난화 지수로 인해 R410a를 포함한 수소불화탄소 냉매에 대한 단계적 폐지 활동을 시작했다.

미국
2020년 12월 27일, 미국 의회는 수소불화탄소(HFC)의 생산 및 소비를 단계적으로 줄이도록 미국 환경보호청(EPA)에 지시하는 미국 혁신 및 제조(AIM) 법안을 통과시켰다. AIM 법안은 HFC가 높은 지구 온난화 지수를 가지고 있기 때문에 키갈리 개정안을 준수하여 통과되었다. AIM 법안에 따라 개발된 규칙은 2022년부터 2036년까지 HFC 생산 및 소비를 85% 줄이도록 요구한다. R-410A는 HFC R-125를 포함하고 있기 때문에 이 법에 의해 제한될 것이다. 낮은 지구 온난화 지수를 가진 다른 냉매가 대부분의 응용 분야에서 R-410A를 대체할 것이다. 이는 R-410A가 이전에 오존층을 파괴하는 냉매인 R-22를 대체했던 것과 같다.

AIM 법안에 따라 의무화된 단계적 폐지는 2022년부터 R-410A를 다른 냉매로 대체하게 될 것이다. 하이드로플루오로올레핀, R-454B(R-32와 R-1234yf의 비공비 혼합물), 탄화수소(프로판 R-290 및 이소부탄 R-600A 등), 심지어 이산화탄소(R-744, GWP = 1)를 포함한 대체 냉매가 있다. 대체 냉매는 R-410A보다 훨씬 낮은 지구 온난화 지수를 가진다. 일부 대체품은 약하거나 중간 정도의 가연성을 가지거나, 더 높은 압력 범위에서 작동하거나, 특수 압축기 윤활유 및 밀봉재를 필요로 한다.

유럽 연합
온실가스 배출을 줄이기 위해 유럽 연합은 R-32를 포함한 여러 고GWP 수소불화탄소 냉매를 단계적으로 폐지하는 법률을 통과시켰다. R32는 R410a의 구성 요소이므로 단계적 폐지는 R410a에도 영향을 미친다. R410a 기반 가정용 냉장고는 2026년 1월 1일부터, 에어컨 및 열펌프는 용량 및 장비 유형에 따라 2027년부터 2030년까지 판매가 금지된다.

 물리적 특성 
R-410A는 ISO 817 및 ASHRAE 34에 따라 A1급 불연성 물질이다. 그 구성 요소 중 하나인 R-32는 약하게 가연성(AL2)이고, 다른 하나인 R-125는 R32의 가연성을 억제하는 A1급 물질이다.

+ R-410A 냉매의 물리적 특성 속성 값 화학식 CH2F2 (디플루오로메테인)  (50%) CHF2CF3 (펜타플루오로에탄) (50%) 분자량 (Da) 72.6 녹는점 (°C) −155 끓는점 (°C) −48.5 액체 밀도 (30 °C), kg/m3 1040 증기 밀도 (30 °C), 공기=1.0 3.0 21.1 °C에서의 증기압 (MPa) 1.383 임계 온도 (°C) 72.8 임계 압력, MPa 4.90 기체 비열 용량 (kJ/(kg·°C)) 0.84 액체 비열 용량 @ 1 기압, 30 °C, (kJ/(kg·°C)) 1.8 인화점 R-410A는 압력 하에서 공기 또는 산소와 혼합하면 안 된다. 자연발화온도 648 °C

열역학적 특성 - 냉매 R410a의 특성

 주의사항 
R-410A는 작동 압력이 높기 때문에(약 40~70% 높음) R-22 서비스 장비에 사용할 수 없다. R-410A용으로 특별히 설계된 부품을 사용해야 한다. 따라서 R-410A 시스템은 더 높은 압력을 관리하기 위해 서비스 직원이 다른 도구, 장비, 안전 표준 및 기술을 사용해야 한다. 장비 제조업체는 이러한 차이점을 인식하고 R-410A 시스템을 설치하는 전문가의 인증을 요구했다. 또한 AC&R 안전 연합이 전문가들에게 R-410A 시스템에 대해 교육하기 위해 설립되었다.

R-410A 실린더는 한때 장미색이었지만, 지금은 표준 연회색을 띠고 있다.

R-410A는 분별 가능성이 거의 없지만, 충전 시 무시할 수 없다.

 상표명 
 Suva 410A (듀폰)
 Puron (캐리어)
 Genetron AZ-20 (허니웰)

 같이 보기 
 하이드로플루오로올레핀
 R-32
 R-454B
 냉매 목록

 각주 

분류:온실 기체
분류:냉매