삼성전자가 미국 에너지부 산하 오크리지 국립연구소와 함께 영하 30도 이하의 극저온 환경에서도 안정적인 난방과 온수 공급이 가능한 차세대 증기압축 기술 개발에 착수했다.

이번 연구는 단일 압축기 기준으로 한랭지에서 효율적인 난방과 온수를 제공할 수 있는 솔루션 구현에 초점을 맞추고 있다. 증기압축 기술은 냉매가 압축과 순환을 반복하며 외부의 열을 실내로 전달하는 방식으로, 냉방과 온수를 동시에 공급하는 공조기기에 적용된다. 그러나 외부 온도가 낮아질 경우 성능이 저하되는 한계가 있어 북미와 북유럽 등 극한기후에 적합한 기술 고도화가 요구된다.

이에 삼성전자는 기존의 피스톤 방식 대신 두 개의 스크롤이 맞물려 회전하는 회전식 스크롤 압축기를 채용해 에너지 손실을 줄이고 장시간 운전 시 안정성을 강화한다. 또한, 장기 가동으로 인한 성능 저하를 방지하기 위해 냉매량을 자동으로 조절하는 ‘플래시 인젝션’ 기술도 도입했다. 이 기술은 필요에 따라 냉매를 추가로 주입해 열 효율을 유지한다.

연구 과제명은 ‘한랭지용 증기압축식 난방과 멀티 솔루션 개발’이며, 삼성전자는 내년 상반기까지 연구를 완료한 후 미국 알래스카 로키국립연구소 필드테스트 랩에서 실제 극한 환경 조건을 바탕으로 성능과 신뢰성을 검증할 계획이다. 알래스카 페어뱅크스는 월평균 최저 기온이 영하 40도, 역대 최저 기온은 영하 50도 이하로, 난방 성능과 에너지 효율, 장시간 운전 안정성, 온수 공급 능력 등을 종합 시험한다.

삼성전자는 실증 결과를 근거로 다양한 히트펌프 냉난방공조(HVAC) 제품에 해당 신기술을 확대 적용할 예정이며, 시스템에어컨과 히트펌프 보일러 등에도 기술을 접목해 글로벌 난방 전기화 추세에 대응할 방침이다.

임성택 삼성전자 DA사업부 부사장은 "이번 협업은 실제 극저온 환경에서 삼성의 고효율 기술과 기기 신뢰성을 입증하는 중요한 계기가 될 것"이라며 "연구 데이터를 바탕으로 탄소 배출을 줄이면서도 성능과 에너지 효율을 극대화한 히트펌프 제품을 글로벌 시장에 선보일 것"이라고 말했다.

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