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이 글의 목적은 산업현장과 건물 설비에서 자주 사용하는 액화가스, 압축가스, 냉동용가스의 정의와 차이를 고압가스안전관리법 기준으로 정리하여, 실무자가 인허가·설계·안전관리 업무에 바로 활용할 수 있도록 돕는 것이다.
1. 왜 액화가스·압축가스·냉동용가스를 구분해야 하는가
현장에서 가스를 다룰 때 가장 먼저 확인해야 하는 것은 “이 설비가 고압가스안전관리법 적용 대상인가, 어떤 종류의 가스인가”이다.
특히 다음과 같은 상황에서 액화가스, 압축가스, 냉동용가스의 정확한 구분이 중요하다.
- 고압가스 제조·저장·사용 허가 또는 신고 대상 여부 검토
- 냉동기(냉동제조시설) 인허가 및 안전관리자 선임 여부 판단
- LPG, LN₂, 냉매가스(R-22, R-410A, CO₂ 등) 설비 설계 및 용량 산정
- 위험성 평가, 비상대응계획, 누출·화재·폭발 시나리오 작성
액화가스와 압축가스는 “상태(상·기상)”와 “압력”에 따라 나뉘는 분류이고, 냉동용가스는 “용도(냉매로 사용)”에 따라 나뉘는 개념이다. 따라서 하나의 가스가 동시에 액화가스이면서 냉동용가스일 수 있고, 압축가스이면서 냉동용가스일 수도 있다.
2. 고압가스안전관리법에서 보는 기본 개념
고압가스안전관리법과 시행령·시행규칙에서는 고압가스를 크게 “압축가스”와 “액화가스”로 나누고, 별도로 “냉동기·냉동용 특정설비”라는 형태로 냉동용 고압가스를 다루고 있다.
2-1. 고압가스란 무엇인가
일반적으로 고압가스란 일정 온도에서 일정 압력 이상을 가지는 압축가스 또는 액화가스를 말한다. 법령에서는 다음과 같은 항목을 충족하면 고압가스로 본다.
- 상용 온도에서 게이지압력 1MPa 이상이 되거나, 35℃에서 1MPa 이상이 되는 압축가스
- 상용 온도에서 게이지압력 0.2MPa 이상이 되거나, 0.2MPa가 되는 온도가 35℃ 이하인 액화가스
- 특정 독성·특수가스는 보다 완화된 압력 조건에서도 고압가스로 취급한다.
즉, 같은 질소라도 압력이 낮으면 단순 설비이지만, 일정 압력 이상으로 압축되면 고압가스가 되어 인허가와 기술기준의 적용을 받게 된다.
2-2. 액화가스의 법적 정의
시행규칙에서는 액화가스를 대략 다음과 같이 정의한다.
- 가압 또는 냉각 등의 방법으로 액체 상태가 된 가스
- 대기압에서 끓는점이 섭씨 40℃ 이하 또는 통상 사용하는 온도 이하인 것
실무적으로는 다음과 같이 이해하면 편하다.
- 상온에서 비교적 쉽게 액체로 만들 수 있어, 용기 안에 액체 상태로 충전하는 가스
- 용기 내부에는 액체와 기체가 공존하며, 액체 표면 위에 형성된 증기의 압력이 곧 용기 압력이다.
대표적인 액화가스 예시는 다음과 같다.
- LPG(프로판, 부탄 혼합), 액화암모니아(NH₃), 액화이산화탄소(CO₂)
- 각종 냉매가스(R-22, R-134a, R-410A, R-404A 등 상당수는 액화가스 계열이다.)
2-3. 압축가스의 법적 정의
시행규칙에서는 압축가스를 “일정한 압력에 의해 압축되어 있는 가스”로 정의한다. 시행령의 고압가스 정의를 결합하면 다음과 같이 이해할 수 있다.
- 상온에서 기체 상태로 존재하며, 높은 압력으로 기체 자체를 압축해 용기에 담아두는 가스
- 상용 온도 또는 35℃에서 압력이 1MPa 이상이 되는 경우 고압가스 범위에 들어간다.
대표적인 압축가스 예시는 다음과 같다.
- 산소(O₂), 질소(N₂), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 수소(H₂)
- 압축공기(일정 압력 이상일 경우 고압가스에 해당할 수 있다.)
2-4. 냉동용가스(냉매가스)의 개념
냉동용가스는 별도의 물리적 상태 분류라기보다 “냉동기나 냉동용 특정설비에 사용되는 냉매”를 의미한다. 법령상으로는 “냉매가스를 이용하여 냉동하는 과정에서 압축 또는 액화의 방법으로 고압가스를 제조하는 설비”를 냉동제조시설로 본다.
따라서 냉동용가스는 다음과 같이 정리할 수 있다.
- 냉동기·냉동설비에서 열을 이동시키는 용도로 사용되는 가스(냉매)
- 물리적 상태에 따라 액화가스일 수도 있고 압축가스일 수도 있다.
- 냉동능력이 일정 기준 이상이면 고압가스 냉동제조시설로 인허가, 검사, 안전관리자 선임 등의 규제를 받는다.
대표적인 냉동용가스 예시는 다음과 같다.
- 불소계 냉매: R-22, R-134a, R-404A, R-410A 등
- 자연냉매: 암모니아(NH₃), 이산화탄소(CO₂), 프로판(R-290), 프로필렌(R-1270) 등
주의 : 냉동용가스는 “용도 개념”이므로, 단지 냉동기로 사용된다는 이유만으로 자동으로 별도 분류가 되는 것이 아니다. 고압가스 적용 여부는 여전히 압력, 온도, 충전량, 냉동능력 등 법령상 기준으로 판단해야 한다.
3. 액화가스 vs 압축가스 vs 냉동용가스 핵심 차이 정리
세 가지 개념을 혼동하지 않도록, 물리적 특성과 법적 관리 관점에서 한 번에 비교하면 다음과 같다.
| 구분 | 액화가스 | 압축가스 | 냉동용가스(냉매) |
|---|---|---|---|
| 기본 개념 | 가압·냉각으로 액체 상태로 충전된 가스 | 상온 기체를 높은 압력으로 압축한 가스 | 냉동기·냉동설비에서 열을 운반하는 용도의 가스 |
| 법령 분류 기준 | 상용 온도에서 0.2MPa 이상 또는 0.2MPa가 되는 온도가 35℃ 이하인 경우 고압가스 범위 | 상용 온도 또는 35℃에서 1MPa 이상이면 고압가스 범위 | 특정 압력·온도·냉동능력을 넘으면 냉동제조시설로 규제 |
| 대표 예시 | LPG, 액화 CO₂, 액화 NH₃, 대부분의 불소계 냉매 | 압축 N₂, O₂, Ar, H₂, 압축공기(조건 충족 시) | R-22, R-410A, NH₃, CO₂, R-290 등 |
| 용기 내부 상태 | 액체+기체 공존, 증기압으로 압력 결정 | 기체만 존재, 압축 정도에 따라 압력 결정 | 액체/기체/과냉·과열 등 시스템에 따라 다양 |
| 주요 설비 형태 | 저장탱크, 초저온·저온저장탱크, 액화가스 용기 | 고압가스 용기, 맨홀드·집합용기, 압축기·버퍼탱크 | 냉동기, 응축기, 증발기, 냉매배관, 오일분리기 등 |
| 위험 특성 | 대량 누출 시 기화 팽창, 질식·폭발·냉동화상 위험 | 용기 파열, 제트 화염, 고압 분사, 비산물 충격 위험 | 화재·폭발(가연 냉매), 독성(암모니아), 고압·저온 혼재 |
| 주요 인허가 포인트 | 저장능력(톤 단위) 기준으로 허가·신고 여부 판단 | 저장능력(Nm³, 용기수 등) 기준으로 허가·신고 판단 | 냉동능력(톤)과 사용 냉매 종류·량으로 대상 여부 판단 |
4. 물리적 관점에서 보는 액화가스와 압축가스의 차이
4-1. 임계온도와 상변화
액화가스와 압축가스를 나누는 핵심 물리 개념은 “임계온도”이다.
- 임계온도가 상온보다 높은 가스: 상온에서 압력을 올려주면 비교적 쉽게 액체가 되므로, 보통 액체 상태로 저장·운송한다. → 액화가스로 취급하기 쉽다.
- 임계온도가 상온보다 낮은 가스: 상온에서는 아무리 압력을 높여도 액화가 어렵고, 극저온까지 낮춰야 액화된다. → 상온에서는 압축가스로 취급하는 것이 일반적이다.
예를 들어 이산화탄소는 임계온도가 약 31℃ 정도이므로, 주변 온도와 압력 조건에 따라 액화 상태로 저장하기 적합하다. 반면 산소, 질소, 아르곤 등은 임계온도가 매우 낮기 때문에 상온에서는 액체가 아니라 압축가스로 저장하는 것이 일반적이다.
4-2. 압력과 온도의 제약
압축가스 용기는 대부분 고압의 기체를 안전하게 유지하도록 설계되어 있다. 반면 액화가스 용기는 액체와 기체가 공존하므로, 온도 상승에 따라 증기압이 급격히 증가할 수 있다.
- 압축가스: 압력 상승은 주로 추가 압축 또는 온도 상승에 의해 일어난다.
- 액화가스: 동일한 온도 변화에서도 증기압 변화가 커서, 여름철 일사·고온 환경에서 과압 위험이 크다.
주의 : 액화가스 용기는 직사광선·열원과의 거리를 충분히 확보하고, 35℃를 넘지 않도록 온도 관리를 해야 한다. 실외 배치 시 차양, 환기, 도장 색상 등도 과압 방지 관점에서 검토해야 한다.
4-3. 누출 시 거동
- 액화가스 누출: 액체 상태로 쏟아져 나와 빠르게 기화하면서 주변을 냉각시키고, 저지대에 체류하거나 질식·폭발 위험을 증가시킨다.
- 압축가스 누출: 고속 제트 형태로 분출되며, 충격·소음·분사에 의한 2차 피해와 함께 산소 농도 변화, 화재·폭발 위험을 야기한다.
- 냉동용가스 누출: 위 두 가지 특성이 동시에 나타날 수 있으며, 암모니아·가연 냉매의 경우 독성과 가연성을 동시에 고려해야 한다.
5. 냉동용가스(냉매)가 액화가스인지 압축가스인지 판단하는 방법
현장에서 가장 많이 묻는 질문 중 하나는 “냉동기 냉매도 고압가스인가, 액화가스인가 압축가스인가” 하는 점이다. 실무 판단 절차는 다음과 같이 정리할 수 있다.
5-1. 1단계: 사용 냉매의 물성 확인
- 안전자료(SDS) 또는 냉매 카탈로그에서 끓는점, 임계온도, 증기압 곡선을 확인한다.
- 대부분의 할로카본 냉매(R-22, R-410A 등)는 상온에서 액체 저장이 가능한 액화가스 계열이다.
- CO₂ 냉매는 상온에서 초임계 영역 운전이 많으며, 설계 압력이 매우 높은 냉동제조시설이 많다.
5-2. 2단계: 운전 압력과 온도를 고압가스 기준에 대입
- 냉매가 순환하는 배관·수액기·리시버 등에서 상용 온도 및 최대 온도(보통 35℃ 이상)를 기준으로 압력을 검토한다.
- 해당 온도에서의 정지·정상 운전 압력이 고압가스 기준(압축가스 1MPa, 액화가스 0.2MPa 등)을 초과하는지 확인한다.
5-3. 3단계: 시스템 규모와 냉동능력 확인
- 냉동용 고압가스는 냉동능력(톤) 기준으로 일정 규모 이상일 경우 “냉동제조시설”로 허가·신고 대상이 된다.
- 동일 냉매라도 소형 에어컨·냉장고 수준은 다른 법령(전기안전, 제품안전 등) 관리가 중심이고, 대형 산업용 냉동설비는 고압가스안전관리법 적용을 받기 쉽다.
주의 : 냉매 충전량(kg)만 보고 단순 비교하면 안 된다. 실제 인허가 판단은 냉동능력, 압력, 장치 구성을 함께 고려해야 한다. 반드시 설비 도면, 사양서, 법령 기준을 동시에 검토해야 한다.
6. 인허가·설계 관점에서 본 세 가지 가스의 차이
6-1. 액화가스 설비의 특징
- LPG 저장탱크, 액화 CO₂ 탱크, 액화 암모니아 탱크 등이 대표적이다.
- 저장능력(톤) 기준으로 허가·신고 여부가 결정되며, 탱크 종류(지상·지하·초저온)에 따라 기술기준이 달라진다.
- 탱크 주변 방유제, 긴급 차단밸브, 과압 방지장치, 누출 감지 시스템 등이 필수적으로 검토된다.
6-2. 압축가스 설비의 특징
- 질소·산소·아르곤 집합용기, 고압공기 저장탱크, 수소 충전설비 등이 대표적이다.
- 설계 압력과 용기 용적, 집합 수량 등을 바탕으로 고압가스 적용 여부를 판단한다.
- 용기 고정, 전도 방지, 충격 방지, 호스·레귤레이터의 압력 등급 적합성 확인이 중요하다.
6-3. 냉동용가스 설비(냉동제조시설)의 특징
- 냉동창고, 급속동결 설비, 공정용 냉각설비, 대형 빙축열설비 등이 대표적인 적용 대상이다.
- 냉매 종류(가연성, 독성 여부)와 냉동능력, 설계 압력을 모두 고려하여 인허가, 검사 주기, 안전관리자 선임 여부를 판단한다.
- 압축기-응축기-수액기-증발기-배관 전체를 하나의 고압가스 제조·사용설비로 보고 설계·검사한다.
주의 : 냉동용가스 설비는 “냉동기만 설치했으니 단순 설비”라고 오인하기 쉽다. 그러나 법에서 정한 냉동능력과 압력 기준을 넘으면 명백한 고압가스 냉동제조시설이며, 허가 없이 설치하면 중대한 행정처분·형사처벌 대상이 될 수 있다.
7. 현장에서 자주 묻는 사례별 정리
7-1. LPG 저장탱크는 액화가스인가, 냉동용가스인가
LPG는 일반적으로 연료용으로 사용되며, 액화 상태로 저장·공급되므로 법적으로는 전형적인 액화가스에 해당한다. 냉동용 냉매로 사용하는 특수한 사례도 있으나, 대부분의 시설에서는 연료·연소용 가스로 취급된다.
- LPG 저장능력이 일정 톤 이상이면 고압가스 제조·저장 시설로 허가·신고 대상이다.
- 냉매가 아니라 연료 가스로 분류되지만, 물리적 상태는 액화가스이므로 액화가스 기술기준을 따른다.
7-2. 액체질소(기체질소)는 압축가스인가 액화가스인가
질소는 상온에서 압축가스로 취급되는 것이 일반적이다. 소형 용기(실린더)에 채워진 N₂는 대부분 압축가스이며, 극저온 저장탱크에 담긴 LN₂는 극저온 액화질소로서 액화가스 계열이다.
- 상온 고압 실린더: 압축질소(압축가스)
- 극저온 탱크·듀어병: 액화질소(액화가스)
같은 질소라도 설비·온도·압력에 따라 압축가스와 액화가스로 모두 존재할 수 있다.
7-3. 산업용 암모니아 설비: 액화가스이면서 냉동용가스가 될 수 있다
암모니아(NH₃)는 상온에서 비교적 쉽게 액화되는 가스로, 액화암모니아 탱크에 저장하면 전형적인 액화가스 설비이다. 동시에, 암모니아 냉동기는 냉매로 암모니아를 사용하므로 냉동용가스(냉매가스) 설비가 된다.
- 저장탱크 중심 설비: 액화가스 저장 설비
- 냉동기 중심 설비: 냉동용 고압가스(냉동제조시설)
주의 : 암모니아는 고도의 독성과 부식성을 가진 가스이다. 누출 시 인체 위해성이 크므로, 액화가스 기준뿐 아니라 독성가스 관련 추가 규정을 함께 검토해야 한다.
7-4. CO₂ 냉동 시스템은 어떤 분류에 속하는가
CO₂ 냉매 시스템(트랜스크리티컬 CO₂ 시스템 등)은 고압·초고압 운전이 많고, 압력이 매우 높게 형성된다. 저장 조건에 따라 액화 CO₂ 탱크는 액화가스 설비가 되며, 냉동기로 구성된 회로는 냉동용 고압가스 설비로 분류될 수 있다.
- 벌크 저장 탱크: 액화 CO₂ 저장 설비
- 높은 설계 압력을 가진 냉동 회로: 냉동제조시설로 인허가 대상이 될 수 있다.
8. 실무자가 기억해야 할 체크리스트
현장에서 액화가스, 압축가스, 냉동용가스를 구분할 때 다음 항목을 순서대로 확인하면 실수를 줄일 수 있다.
- 가스 종류
- 물질명·혼합명(예: 프로판, R-410A, NH₃, N₂ 등)을 정확히 확인한다.
- SDS에서 끓는점, 임계온도, 증기압, 가연성·독성 여부를 확인한다.
- 설비 상태
- 상온 압축가스 용기인가, 극저온·저온 액화 저장탱크인가, 냉동기 회로인가를 구분한다.
- 온도·압력
- 상용 운전 온도와 35℃ 기준에서의 압력을 확인하여 고압가스 기준(1MPa, 0.2MPa 등)과 비교한다.
- 저장·사용 용량
- 질량(kg, 톤) 또는 부피(Nm³) 단위로 설비 전체를 합산한다.
- 냉동용 설비라면 냉동능력(톤)을 산정한다.
- 법령 적용 범위
- 고압가스안전관리법 적용 여부, 허가·신고 대상인지 확인한다.
- 냉동제조시설·특정설비·용기제조 등 세부 구분을 검토한다.
주의 : “압력만 높으면 압축가스, 액체로 되어 있으면 액화가스” 정도의 단순한 구분으로는 실제 법적 판단을 할 수 없다. 반드시 법령에 규정된 압력·온도·용량 기준을 함께 대조해야 한다.
FAQ
Q1. 냉동용가스는 모두 액화가스인가, 압축가스인 냉동용가스도 있는가?
냉동용가스는 “냉매로 사용하는 가스”라는 용도 개념이므로, 액화가스일 수도 있고 압축가스일 수도 있다. 대부분의 불소계 냉매(R-22, R-410A 등)는 액화가스에 가까운 특성을 보이며, CO₂처럼 고압·초임계 상태로 운전되는 시스템도 있다. 따라서 냉매라는 이유만으로 자동으로 액화가스로 단정할 수 없으며, 물성표와 운전 조건을 확인하여 압축가스인지 액화가스인지를 판단해야 한다.
Q2. 공장에서 사용하는 압축공기 설비도 고압가스안전관리법 적용 대상인가?
압축공기 자체도 가스이므로, 압력과 용량이 법에서 정한 기준을 넘으면 고압가스에 해당할 수 있다. 다만, 대부분의 중·소형 압축공기 설비는 압력·용량이 기준 미만이거나, 별표에서 제외된 설비에 해당해 고압가스 인허가 대상이 아니다. 실제 판단 시에는 설계 압력, 저장조 크기, 배관 구성 등을 법령 기준과 비교하여 검토해야 한다.
Q3. 냉동창고 냉동기에서 사용하는 냉매량이 많으면 반드시 허가를 받아야 하는가?
냉동창고 냉동기 설비가 고압가스 냉동제조시설에 해당하는지는 냉매량뿐 아니라 냉동능력, 설계 압력, 냉매 종류(가연·독성 여부)를 함께 고려해야 한다. 소규모 냉동창고는 대상에서 제외되는 경우도 있고, 대형 급속동결 설비나 공장용 냉동설비는 허가·신고와 정기검사, 안전관리자 선임까지 필요한 경우가 많다. 구체적인 대상 여부는 최신 법령과 고시를 기준으로 개별 검토해야 한다.
Q4. 같은 물질이 압축가스와 액화가스로 동시에 분류될 수 있는가?
가능하다. 예를 들어 질소의 경우 상온 고압 실린더는 압축가스로 분류되지만, 극저온 저장탱크에 담긴 액체질소는 액화가스로 분류된다. 물질이 아니라 “상태와 조건(온도, 압력, 저장 형태)”에 따라 압축가스인지 액화가스인지가 결정된다는 점을 기억해야 한다.