폭염 속 버려지는 폐열로 ‘냉방’ 구현… 냉매 대신 친환경 ‘암모니아’ 활용

기계연, 화학흡착식 히트펌프 시스템 개발 70도 고온 대신 40도 저온 활용… 소음·진동 없어 기록적인 폭염이 연일 이어지며 냉방 수요가 크게 늘어나는 가운데 공장이나 데이터센터에서 버려지는 저온 폐열만으로 냉방이 가능한 기술이 개발됐다. 기존 에어컨이 전기를 이용해 냉매를 압축하는 방식이라면, 이 기술은 활용되지 않는 열을 에너지원으로 활용해 냉방을 구현한다는 점에서 에너지 절감과 환경 규제 대응에 기여할 것으로 기대된다. 한국기계연구원은 김영 박사 연구팀과 김민성·김동규 중앙대 교수 연구팀이 전기화학적 압축기를 이용한 화학흡착식 히트펌프 시스템을 개발했다고 5일 밝혔다. 개발된 시스템은 기계적 구동부가 없는 전기화학적 압축기를 적용해 기존 기계식 압축기보다 에너지 소비를 줄일 수 있다. 소음과 진동도 거의 발생하지 않아 병원과 학교, 주거지역 등 다양한 환경에 적용할 수 있다. 특히 흡착식 냉방 기술은 70도 이상의 고온 열원을 필요하지만, 이 시스템은 40도 수준의 저온 폐열만으로 냉방이 가능하다. 연구팀은 히트펌프의 핵심 부품인 흡착베드 구조를 개선해 해외 경쟁 기술 대비 2배 이상 높은 비냉방출력을 달성했다. 비냉방출력은 흡착제의 냉방 성능을 나타내는 값이다. 기계연은 화학흡착식 히트펌프를, 중앙대는 전기화학적 압축기를 각각 개발해 삼중테크와 함께 10㎾ 화학흡착식 히트펌프 시제품으로 제작, 실증시험을 진행하고 있다. 김영 기계연 박사는 "앞으로 데이터센터와 건물, 산업 현장 등 냉난방시스템 등에 적용할 수 있다"며 "자연 냉매인 암모니아를 사용해 국제 냉매 규제에도 대응할 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구는 한국에너지기술평가원 알키미스트 사업 지원을 받아 진행됐다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr