KITECH 생산기술 전문지

반도체용 초저온 칠러의 경우, 냉매(Refrigerant)를 직접 순환시킬 수 없기 때문에 간접 냉각을 위하여 냉각유체(Coolant)를 이용한 2차 냉각시스템이 필수적으로 구축되어야 하고, 세부적으로는 열전달을 위한 냉각유체 물질의 선정(특히 어는점 문제), 열교환기 설계, 열교환기 소재, 열교환기 회로 설계 등 사전에 고려할 부분이 많아 이를 해결하기 위한 방안이 시급한 상황이다. 공기냉매를 적용한 칠러의 경우, 공기의 비열과 냉각유체간의 비열차이가 매우 커, 냉동기가 구동이 잘되더라도, 제대로 냉열을 냉각유체로 전달하지 못할 문제가 발생할 가능성이 매우 높다. 단기적으로 이 문제를 해결하더라도, 냉매가 더 이상 온도가 내려가지 않는 문제(-120℃ 이하 동결)가 존재한다. 이 문제를 해결을 위해서는 단순한 장치로는 해결되지 않으며, 복합적인 시스템의 요소 기술을 개발해야 된다. 따라서, 이 시스템의 핵심구성품인 컴팬더(Compander), 인터쿨러(Intercooler), 복열기(Recuperator), 2차 열교환기 등 통합적인 공기 냉매 적용 터보 초저온 냉동 시스템 개발이 진행되고 있다. 그리고, 최근 탄소중립 및 온실가스 규제에 관련한 이슈가 국내외에 대두되고 있으며, 이에 따라 온실가스와 관련된 CFO/HFC 등의 냉매에도 국제 산업 무역규제 강화로 인한 친환경 냉매 기술 개발이 필요하다. 다만, 초저온(-80℃이하) 냉동기에 적용되는 냉매들은 온난화지수가 높은 냉매들만 존재하여, 향후 2016년 키갈리 개정의정서 합의에 따라 국내에서도 지구온난화 방지에 대한 노력으로 High GWP(Global Warming Potential) 냉매의 감축 및 친환경 냉매 이용이 급부상하고 있다. 따라서, 최근에는 이를 해결하기 위하여, 다양한 연구가 진행되고 있으며, 혼합냉매의 조성 변화 또는 운전조건의 변화에 따른 냉동기의 성능특성에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 해설서는 이러한 혼합냉매의 제조 방법을 인공지능 기법을 적용한 구매자 요구를 반영한 초저온 냉동기용 혼합 냉매 제조 및 검증 시스템을 설명하여, 혼합냉매를 사용하는 칠러 개발 연구에 기여하고자 한다.

키워드 빅데이터, 혼합 냉매, 선정 모듈, 제조 모듈, 평가 모듈