영하 30도 견디는 히트펌프, 삼성 기술 고도화

삼성전자가 미국 에너지부 산하 오크리지 국립연구소와 손잡고 영하 30도 이하에서도 안정적으로 난방과 온수를 공급하는 차세대 히트펌프 기술 개발에 착수했다. 양측은 내년 상반기까지 ‘한랭지용 증기압축식 난방과 멀티 솔루션 개발’ 연구를 진행하며, 한랭 지역에서 난방 성능과 에너지 효율을 함께 높이는 핵심 기술을 확보할 계획이다.

개발 목표는 단일 압축기로 극저온 환경에 대응하는 증기압축 시스템을 구현하는 것이다. 삼성전자는 기존 피스톤 방식 대신 회전식 스크롤 압축 방식을 적용해 에너지 손실을 줄이고 장시간 운전 안정성을 높인다. 압축기 과열을 막도록 냉매량을 조절하는 ‘플래시 인젝션’ 기술도 도입해 외부 기온이 크게 떨어진 상황에서도 난방 성능을 최적화한다.

증기압축은 냉매를 압축하고 순환시켜 외부의 열을 실내로 옮기는 히트펌프의 핵심 기술이다. 냉매가 액체와 기체 상태를 오가며 열을 흡수하고 방출하는 원리를 이용하기 때문에 난방뿐 아니라 냉방과 온수 공급에도 활용할 수 있다. 다만 기온이 내려갈수록 난방 성능이 낮아지는 특성이 있어 북미와 북유럽 등 한랭지에서는 저온 대응력이 제품 경쟁력을 좌우한다.

연구가 마무리되면 미국 알래스카 페어뱅크스의 로키국립연구소 필드 테스트 랩에서 실증을 진행한다. 월평균 최저기온이 영하 40도 안팎까지 내려가는 현지에서 난방 성능과 에너지 효율, 장시간 운전 안정성, 온수 공급 능력을 점검한다. 검증을 거친 기술은 냉난방 겸용 시스템에어컨과 히트펌프 보일러 등 냉난방공조 제품군에 확대 적용해 글로벌 난방 전기화 시장 대응에 활용할 방침이다.