알래스카 혹한서 검증하는 삼성 차세대 히트펌프

삼성전자가 미국 에너지부 산하 오크리지 국립연구소와 영하 30도 이하에서도 효율적이고 안정적으로 작동하는 차세대 난방 기술을 공동 개발한다. 9일 공개한 연구 과제는 ‘한랭지용 증기압축식 난방과 멀티 솔루션 개발’이다. 극저온 환경에서 성능과 신뢰성을 확보한 증기압축 기술을 구현해 난방과 냉방, 온수 공급이 가능한 공조기기에 활용하는 것이 목표다.

증기압축 기술은 외부 열을 흡수한 냉매를 압축기로 보내 고온·고압의 기체로 만든 뒤, 발생한 열을 열교환기를 통해 실내 공기나 물에 전달하는 방식이다. 열을 내보낸 냉매는 액체로 바뀌어 다시 외부의 열을 흡수하며, 이 순환을 반복해 냉난방과 온수를 공급한다. 삼성전자는 에너지 손실이 적고 안정성이 높은 회전식 스크롤 압축기와 압축기 과열을 막고 냉매량을 조절하는 ‘플래시 인젝션’을 적용해 성능을 높일 계획이다.

기존 증기압축 기술은 외부 기온이 내려갈수록 성능이 떨어지는 한계가 있다. 북미와 북유럽처럼 영하 30도 이하의 날씨가 장기간 이어지는 지역에서는 난방 능력과 운전 신뢰성을 함께 갖춘 기술이 필요하다. 기술 검증 장소인 미국 알래스카 페어뱅크스는 월평균 최저 기온이 영하 40도 안팎이며, 역대 최저 기온은 영하 50도 아래까지 내려간 극한 환경을 갖추고 있다.

공동 연구는 내년 상반기까지 진행된다. 이후 연구진은 알래스카의 혹한기 조건에서 난방 성능과 에너지 효율, 장시간 운전 안정성, 온수 공급 능력을 종합적으로 시험하고 실제 주거 환경에서 안정적으로 사용할 수 있는지 확인한다. 삼성전자는 검증 결과와 연구 데이터를 토대로 탄소 배출을 줄이면서 성능과 효율을 높인 기술을 다양한 히트펌프 냉난방공조 제품에 적용해 글로벌 시장에 선보일 방침이다.