ORNL과 내년 상반기까지 한랭지 난방 공동 연구 추진
알래스카 페어뱅크스 필드테스트 랩서 혹한 성능 검증 예정
핵심 요약
- 삼성전자는 ORNL과 내년 상반기까지 ‘한랭지용 증기압축식 난방과 멀티 솔루션 개발’ 연구 과제를 추진한다고 8월 9일 밝혔다.
- 삼성전자는 8월 9일 단일 압축기 기준 영하 30도 이하에서도 안정적인 난방 성능을 확보하는 차세대 히트펌프 기술을 개발한다고 밝혔다.
- 삼성전자는 연구 이후 미국 알래스카 페어뱅크스 NLR 필드테스트 랩에서 난방·온수 성능과 장시간 운전 신뢰성을 검증할 예정이다.
삼성전자는 8월 9일 미국 에너지부 산하 오크리지 국립연구소(ORNL)와 내년 상반기까지 ‘한랭지용 증기압축식 난방과 멀티 솔루션 개발’ 연구 과제를 추진하고, 이후 알래스카에서 영하 30도 이하 극저온 실증을 진행한다고 밝혔다.
증기압축식 히트펌프는 냉매를 압축·순환시켜 외부 열을 실내로 옮기는 기술이다. 난방뿐 아니라 냉방과 온수 공급을 하나의 시스템에서 구현할 수 있어 에너지 효율을 높이는 방식으로 쓰인다.
임성택 삼성전자 DA사업부 부사장은 “이번 협업은 실제 극저온 환경에서 삼성의 독보적인 고효율 기술과 기기 신뢰성을 증명하는 중요한 계기가 될 것”이라며 “연구 데이터를 바탕으로 탄소 배출을 줄이면서도 성능과 에너지 효율을 극대화한 히트펌프 제품을 글로벌 시장에 선보일 것”이라고 말했다.
삼성전자는 단일 압축기를 기준으로 영하 30도 이하에서도 안정적인 난방 성능을 확보하는 데 초점을 맞춘다. 외부에서 열을 흡수한 냉매를 고온·고압 상태로 압축한 뒤 열교환기를 통해 실내 공기나 물에 열을 전달한다.
북미와 북유럽처럼 영하 30도 이하의 극저온이 장기간 이어지는 지역에서는 난방 성능과 장시간 운전 신뢰성이 핵심 과제로 꼽힌다. 증기압축 기술은 외기 온도가 낮아질수록 성능이 떨어지는 한계가 있어 한랭지 대응 기술 확보가 중요하다.
삼성전자는 압축기에 회전식 스크롤 방식을 적용해 에너지 손실을 줄이고 안정성을 높일 계획이다. 두 개의 스크롤이 맞물려 회전하며 냉매를 압축하는 구조라 장시간 운전이 필요한 한랭지 난방에 적합하다고 삼성전자는 설명했다.
냉매량을 제어하는 ‘플래시 인젝션’ 기술도 적용한다. 장기간 작동으로 열 효율이 낮아질 경우 기기가 상태를 감지해 필요한 냉매를 추가 주입하고 성능을 최적화하는 방식이다.
삼성전자는 연구 결과를 바탕으로 미국 알래스카 페어뱅크스에 있는 로키국립연구소(NLR) 필드테스트 랩에서 신기술을 실증할 예정이다. 페어뱅크스는 월평균 최저기온이 영하 40도 안팎까지 내려가고 역대 최저기온이 영하 50도 이하를 기록한 지역이다.
연구진은 혹한기 동안 난방 성능, 에너지 효율, 장시간 운전 안정성, 온수 공급 성능을 종합적으로 검증한다. 삼성전자는 실제 주거 환경에서 차세대 증기압축 난방 기술을 안정적으로 적용할 수 있는지도 확인한다.
삼성전자는 이번 연구로 증기압축 난방 기술 경쟁력을 높이고 글로벌 난방 전기화 시장에 대응할 계획이다. 향후 냉난방 겸용 시스템에어컨과 히트펌프 보일러 등 다양한 HVAC 제품으로 기술 적용 범위를 확대할 방침이다.