초록 ▼

□ 개발 목적 및 필요성
보통의 냉방기에서는 HFCs 등의 불화가스 기반 냉매를 사용하고 있으나, HFCs는 높은 지구온난화지수로 인하여 키갈리 국제협약 등을 통해 국제사회에서 점진적으로 그 사용이 규제될 예정임. 이에 따라, HFCs 주사용처인 냉매물질로써의 사용을 저감하기 위하여, 대체냉매로써 CO₂ 자연냉매를 활용한 공유체(Co-Fluid) 방식 신냉방기술을 개발하고자 함. 공유체 방식 냉방기술의 개발을 통하여 기존 CO₂ 자연냉매 활용한 증기압축식 냉방기술의 한계로 여겨진 고압 운

□ 개발 목적 및 필요성
보통의 냉방기에서는 HFCs 등의 불화가스 기반 냉매를 사용하고 있으나, HFCs는 높은 지구온난화지수로 인하여 키갈리 국제협약 등을 통해 국제사회에서 점진적으로 그 사용이 규제될 예정임. 이에 따라, HFCs 주사용처인 냉매물질로써의 사용을 저감하기 위하여, 대체냉매로써 CO₂ 자연냉매를 활용한 공유체(Co-Fluid) 방식 신냉방기술을 개발하고자 함. 공유체 방식 냉방기술의 개발을 통하여 기존 CO₂ 자연냉매 활용한 증기압축식 냉방기술의 한계로 여겨진 고압 운전 문제를 해결하고, 기존의 불화가스 기반 상용냉매와 유사한 압력범위인 30기압이내에서 작동가능한 CO₂ 자연냉매 활용 냉방시스템을 개발하고자 함.

□ 연구개발 결과
• 효율적인 CO₂ 자연냉매를 활용 공유체 방식 냉방 기술 개발을 위한 공유체 확보
- 다양한 이온성 액체의 용해도 및 설계 물성 비교 연구 수행 (점도, 열역학적 특성 및 부식성 등)
- 신규 공유체 후보물질의 이산화탄소 용해도 >30mol% 달성 (10기압 기준)
- 첨가제 혼합을 통한 공유체 물성 개선 연구 수행을 통한 최적의 공유체 조합 확보
• 공유체 후보 이온성 액체 물질의 경제적 제조법 및 상용생산기술 연구
- 벤치스케일 제조 장치 구축 및 시운전을 통한 시제품 생산 (1kg/일)
- 50톤/연 규모 생산공정 기본 설계 (Block diagram 및 PFD 작성 등)
- 공유체 후보 이온성 액체의 경제성 검토 및 경제적 제조법 검토
• 효율적인 공유체 방식 냉방 시스템 설계를 위한 냉방 사이클 연구 수행
• 습식압축식 냉방 실증 시스템 성능평가를 위한 단위시스템 구축 및 측정환경 조성
- 실증 냉방 시스템의 작동효율 측정 및 목표 (≥0.7) 달성

□ 성능사양 및 기술개발 수준
- 신규 공유체 후보물질의 이산화탄소 용해도 >30mol% (10기압 기준)
- 벤치규모 [BMIM][BF₄] 제조 장치 구축 및 시제품 생산 (1kg/일)
- 50톤/연 규모 [BMIM][BF₄] 생산 공정 기본 설계
- 자연냉매 활용 실증 냉방 시스템의 작동효율≥0.7

□ 활용계획
- 본 과제를 통해 확보된 공유체 제조 기술 노하우 및 냉방 시스템 단위기술 구성 노하우를 활용하여 냉방 효율 및 공유체의 성능·가격경쟁력을 추가적으로 확보하여 이산화탄소 자연냉매 활용 냉방기 시작품을 출시할 계획임.
- 확보된 이온성 액체의 경제적 제조 기술을 바탕으로 이온성 액체 활용 기술 분야를 다변화하여 기타 이산화탄소 포집공정 및 환경 설비에 적용할 계획임.

( 출처 : 요약서 4p )

Abstract ▼

Ⅳ. Results
• Discovery of co-fluid for co-fluid refrigeration systme using CO₂ as refrigerant
- Measurements of CO₂ solubility in diverse IL and physical properties of IL
(viscosity, thermodynamic properties and corrosiveness etc.)
- Achieved CO₂ solubili

Ⅳ. Results
• Discovery of co-fluid for co-fluid refrigeration systme using CO₂ as refrigerant
- Measurements of CO₂ solubility in diverse IL and physical properties of IL
(viscosity, thermodynamic properties and corrosiveness etc.)
- Achieved CO₂ solubility >30 mol% (10 atm)
- Enhancement of co-fluid using additives
- Selected optimal IL as CO₂ absorbent

• Development economical production method of IL
- Bench-scale production of IL
(1kg/day, production and usage of IL for co-fluid refrigeration system)
- Design of the commercial level (50 ton/year) IL production system
(block diagram, PFD)
- Consideration of economic production of IL
- Economic feasibility check by comparison with conventional system
• Study of co-fluid refrigeration cycle
- Optimization of refrigeration cycle and componet selection
• Construction of COP measurement system
- Development of prototype refrigeration system using CO₂ and [BMIm][BF₄]
(COP≥0.7 achieved)
- Development of COP measurement system

( 출처 : SUMMARY 11p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약서 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 10
• 목차 ... 13
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 14
• 1-1. 연구개발 목적 ... 14
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 18
• 1-3. 연구개발 범위 ... 21
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 2-1. 국내외 기술 동향 ... 26
• 2-2. 국내 에어컨 및 냉매 시장 동향 ... 27
• 2-3. 국내외 정책 동향 ... 28
• 2-4. 선진국 대비 국내 기술 수준 ... 29
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 30
• 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 30
• 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 31
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 138
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 143
• 4-1. 목표달성도 ... 143
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 144
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 145
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 147
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 148
• 8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 148
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 149
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 150
• 11. 기타사항 ... 150
• 12. 참고문헌 ... 150
• 끝페이지 ... 152