영하 30도 견디는 히트펌프, 알래스카서 검증

삼성전자가 미국 에너지부 산하 오크리지 국립연구소와 영하 30도 이하의 극한 환경에서 난방과 온수를 안정적으로 공급하는 차세대 기술을 공동 개발한다. 연구 과제는 ‘한랭지용 증기압축식 난방과 멀티 솔루션 개발’로, 단일 압축기를 사용하면서도 북극의 연평균 기온 수준에서 효율적인 난방 성능을 구현하는 것이 목표다.

핵심 기술은 냉매를 압축하고 순환시켜 외부의 열을 실내로 옮기는 증기압축 방식이다. 외부 열을 흡수한 냉매가 압축기에서 고온·고압 기체로 바뀌면 열교환기가 그 열을 실내 공기나 물에 전달한다. 열을 내보낸 냉매는 다시 액체로 변해 외부 열을 흡수하며, 이러한 순환으로 난방과 냉방, 온수 공급을 함께 처리할 수 있다.

증기압축 기술은 외부 기온이 내려갈수록 성능이 떨어지는 한계가 있다. 영하 30도 이하의 추위가 장기간 이어질 수 있는 북미와 북유럽에서는 난방 성능과 신뢰성을 한층 높인 기술이 필요하다. 삼성전자는 에너지 손실이 적고 안정성이 높은 회전식 스크롤 방식을 압축기에 적용하고, 냉매량을 조절해 압축기 과열을 막는 ‘플래시 인젝션’ 기술도 도입할 계획이다.

공동 연구는 2027년 상반기까지 진행되며, 이후 미국 알래스카 페어뱅크스의 로키국립연구소 필드테스트 랩에서 실증에 들어간다. 삼성전자는 현장 시험을 통해 극저온 조건에서의 성능과 신뢰성을 검증한 뒤 연구 결과를 다양한 히트펌프 냉난방공조 제품에 적용할 방침이다. 확보한 연구 데이터를 토대로 탄소 배출을 줄이면서 성능과 에너지 효율을 높인 제품을 세계 시장에 내놓는다는 구상이다.