環境汚染ゼロの水冷媒技術、画期的なシステムを発表！コスト削減と環境保護の新時代

カーボン・ニュートラルを達成するための国際的な冷媒規制が強化される中、環境汚染指数がゼロの水を冷媒（設備内で循環過程を通じて熱を吸収し温度を下げる化学物質）として使用できる冷却技術が開発された。

この技術は、既存の化学冷媒よりも価格が安く、経済的である。今後、エアコンや産業冷房機など、環境に優しい冷媒を適用させるため、カーボン・ニュートラルの実現に大きく貢献すると期待されている。

韓国機械研究院のヒートポンプ研究センター、キム・ジョンチョル上級研究員は、水を冷媒として冷却または熱を移動させることができる環境に優しい水冷媒冷却システムの源泉技術を開発した。

今回開発されたシステムは、既存の化学冷媒ではなく水を冷媒として使用する技術である。環境に優しく安価であるため冷媒コストの削減はもちろん、維持管理や運用コストでも効率性が大きく向上されることが期待される。

この技術はドイツや日本などの先進国を中心に開発されていた技術であったが、今回韓国初の源泉技術が開発され、国家競争力を確保できるようになった。

機械研究院は、既存の合成冷媒を使用する圧縮機とは異なり、水を冷媒として使用できる遠心式圧縮機、蒸発器、凝縮器を開発した。水を冷媒として使用する場合、冷却システムでは蒸発器内部を7℃以下に、凝縮器内部を35℃以上に維持しなければならない。

また、冷却システム内部は真空状態でなければならず、水の表面張力が大きいため、蒸発器と凝縮器の構造に合わせて熱交換器（2つの流体間で熱を伝達する装置）を合成冷媒システムとは別として選定し配置した。

このシステムは、圧縮が難しい水の特性に合わせて設計されており、システムの既存機能は維持しながらも、冷却過程で水の利点を最大限に活用できる。

アンモニアやプロパンなどの今まで環境に優しいとされてきた冷媒は、可燃性または毒性がある場合が多く、これらを使用する場合は、高圧ガス安全管理法に従って冷却装置に別途安全施設を必ず設けなければならない。一方、水は無毒性で不燃性の特性を持つため、別途安全施設を設ける必要がないという利点もある。

現在市場で広く使われている冷媒は、環境規制基準の強化により、2045年までに冷媒の種類に応じて冷媒を全量廃棄または80%まで使用量を削減しなければならない。また、開発用として販売されている環境に優しい合成冷媒は単価が高く、これを生産する企業が市場を独占しているため、代替の選択肢が必要である。

今回開発された冷却システムは、既存の冷媒に比べて単価が最大100倍まで低い水を冷媒として使用できるため、冷却システムの維持管理にかかるコストを削減できる。水を冷媒として使用することで、熱を効率的に吸収し放出できるため、既存の冷媒と同じ冷却効果を得ながらもエネルギー消費量を減らすことができる。そのため、電気料金の削減も期待できる。

キム・ジョンチョル上級研究員は、「一部の先進国を中心に開発されていた水を冷媒とする産業用冷却機・ヒートポンプシステムを韓国で開発した初めての事例」とし、「新規冷媒規制関連の環境に優しい冷却機・ヒートポンプ技術の開発が継続的に求められる国際的な潮流に従い、韓国内でも関連技術が体系的に開発され、商業化に至るよう努力する」と述べた。