삼성전자, 美 국립연구소와 ‘영하 30도’ 차세대 난방 기술 개발

[이슈밸리=임정은 기자] 삼성전자가 미국 에너지부(DOE) 산하 오크리지 국립연구소(ORNL)와 손잡고 영하 30도 이하의 극저온에서도 안정적으로 작동하는 차세대 히트펌프 기술 개발에 나선다.

삼성전자는 오크리지 국립연구소와 ‘한랭지용 증기압축식 난방과 멀티 솔루션 개발’ 연구를 내년 상반기까지 진행한다고 9일 밝혔다. 단일 압축기만으로 극한의 추위 속에서도 난방과 온수를 안정적으로 공급하는 기술을 확보하는 것이 목표다.

증기압축 기술은 냉매를 압축·순환시켜 외부의 열을 실내로 옮기는 히트펌프의 핵심 원리다. 냉난방과 온수 공급을 하나의 시스템으로 구현할 수 있고 전기 저항식 난방보다 에너지 효율이 높지만, 외부 기온이 크게 떨어지면 난방 성능과 효율이 저하되는 한계가 있다.

삼성전자는 두 개의 나선형 스크롤이 맞물려 냉매를 압축하는 스크롤 압축 방식을 적용할 계획이다. 피스톤이 왕복하는 방식보다 에너지 손실과 진동이 적고 장시간 운전 안정성이 높아 한랭지 난방에 유리하다는 설명이다.

압축기의 과열을 억제하는 ‘플래시 인젝션’ 기술도 적용한다. 운전 상태를 감지해 필요한 냉매를 압축 과정에 추가로 공급함으로써 저온 환경에서 난방 능력을 높이고 압축기의 온도를 안정적으로 관리하는 기술이다.

삼성전자는 연구를 마친 뒤 미국 알래스카주 페어뱅크스에 있는 로키국립연구소(NLR) 알래스카 캠퍼스에서 현장 실증에 나선다. 이곳은 영하 40도 이하까지 떨어지는 환경을 재현하거나 실제 조건에서 한랭지용 공기열원 히트펌프의 성능을 시험할 수 있는 연구시설을 갖추고 있다. 로키국립연구소

연구진은 혹한기 난방 성능과 에너지 효율, 장시간 운전 안정성, 온수 공급 능력 등을 종합적으로 검증할 예정이다. 삼성전자는 실증을 거쳐 확보한 기술을 냉난방 겸용 시스템에어컨과 히트펌프 보일러 등 다양한 냉난방공조(HVAC) 제품에 확대 적용할 방침이다.

임성택 삼성전자 DA사업부 부사장은 “실제 극저온 환경에서 삼성전자의 고효율 기술과 기기 신뢰성을 증명하는 계기가 될 것”이라며 “탄소 배출을 줄이면서 성능과 에너지 효율을 높인 히트펌프 제품을 글로벌 시장에 선보이겠다”고 말했다.