버려지는 40도 수준 저온 폐열만으로 냉방이 가능한 차세대 히트펌프 시스템이 개발됐다.
한국기계연구원(원장 류석현)은 김영 탄소중립기계연구소 히트펌프연구센터 책임연구원팀과 김민성·김동규 중앙대 교수팀이 '전기화학적 압축기를 이용한 화학흡착식 히트펌프 시스템'을 개발했다고 5일 밝혔다.
기계연은 40도 저온 폐열로 구동되는 화학흡착식 히트펌프를, 중앙대는 소음·진동이 없는 전기화학적 압축기를 개발했다. 삼중테크가 10kW 화학흡착식 히트펌프 시제품을 제작했다.
연구진이 개발한 화학흡착식 히트펌프는 공장 폐열이나 데이터센터 배열과 같은 저온 폐열을 활용해 냉방을 구현하는 기술이다. 기존 흡착식 냉방 기술이 70도 이상 고온 열원을 필요로 했던 것과 달리, 이번 기술은 저온 폐열만으로도 냉방이 가능함을 실증했다.
또 연구진은 히트펌프 핵심 부품인 흡착베드 구조를 개선해 비냉방출력(SCP) 346.5 W/㎏을 달성했다. 해외 경쟁 기술 대비 2배 이상 높은 수준이다.
개발 시스템에는 기계적 구동부가 없는 전기화학적 압축기가 적용됐다. 기존 기계식 압축기보다 에너지 소비를 줄일 수 있으며, 소음과 진동이 거의 발생하지 않아 병원과 학교, 주거지역 등 다양한 환경에서 활용할 수 있다.
김영 책임연구원은 “공장과 데이터센터에서 버려지는 40도 수준의 저온 폐열만으로 냉방을 구현한 것이 이번 연구의 가장 큰 성과”라며 “현재 10kW급 시제품 실증 시험을 진행하고 있으며, 향후 데이터센터와 건물, 산업 현장 등에 적용해 에너지 절감에 기여할 계획”이라고 밝혔다.
연구진은 이번 과제를 통해 SCI 논문 74건, 특허 출원 67건·등록 29건 등의 성과를 창출했으며, 현재 10kW급 시제품을 활용한 실증 시험을 진행하고 있다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
