'성능 높이고 탄소 배출량 낮추고' 삼성전자, 히트펌프 기술 공개

삼성전자가 한국형 'EHS 히트펌프 보일러'를 통해 국내 난방 전기화 사업을 본격화한다. 투입되는 전기 에너지 대비 4배 이상의 열을 만들면서 이산화탄소 배출량은 60% 낮추는 등 효율·성능·탄소 저감 능력을 고도화했다. 정부의 보조금 정책까지 맞물리며 시장 내 영향력 확대에 속도가 붙을 것으로 전망된다.


삼성전자는 29일 오전 서울 중구 서소문동 태평로빌딩에서 미디어 브리핑을 열고 히트펌프 설루션을 소개했다. 해당 설루션은 냉매가 액체와 기체 상태를 오가며 열을 흡수·방출하는 성질을 활용한 '증기 압축 사이클'을 기반으로 작동한다. 외부에서 열을 흡수한 냉매는 압축기를 거쳐 고온·고압의 기체 상태가 되고 이때 발생한 열이 교환기를 통해 실내 공기나 물로 전달된다.

열을 방출한 냉매는 다시 팽창해 온도가 낮아지고 외부에서 열을 흡수할 수 있는 액체 상태로 변환된다. 해당 순환이 반복되면서 비교적 적은 에너지 투입만으로도 높은 열에너지를 확보할 수 있다.


삼성전자 히트펌프 설루션은 대용량 열교환기가 탑재됐다. 압축기 내부 밸브가 압축 과정에서 에너지 손실을 최소화하고 외기 온도 및 운전 조건에 따라 시스템을 최적 제어한다. '계절성능계수'는 4.9로 투입 전력 대비 5배 수준의 열에너지를 공급할 수 있다. 계절성능계수는 연간 총난방 에너지 공급량을 소비전력량으로 나눈 값이다.

냉매를 높은 압력으로 압축해 열전달 속도와 양을 늘리는 '고효율 압축 기술'과 액체·가스 냉매를 혼합 주입해 압축하는 고효율 냉매 분사 방식인 '플래시 인젝션 기술'도 적용됐다. 해당 기술들을 통해 혹한기 환경에서도 안정적인 난방을 제공한다. 영하 25도 환경에서도 동작 가능하며 영하 15도에선 최대 70도의 고온수를 안정적으로 공급한다.


가정용 에어컨 등 냉난방기기 제품에서 범용적으로 사용되는 R410A냉매보다 지구온난화지수(GWP)가 68% 낮은 R32 냉매가 적용돼 이산화탄소 배출량도 적다.

히트펌프 설루션은 전기보일러 외에도 다양한 제품군에 활용된다. 에어컨·세탁건조기·에어드레서·식기세척기 등의 제품에도 공기를 직접 가열하는 '에어 투 에어' 방식이 적용됐다.


삼성전자는 현재 북미, 유럽, 일본 등 20여개 지역서 히트펌프 연구소와 테스트 랩을 운영하고 있으며 글로벌 히트펌프 시장 공략에 속도를 내고 있다. 글로벌 히트펌프 시장의 약 50%를 차지하는 유럽은 탄소 중립과 가스 의존도 낮추기 위해 히트펌프를 재생에너지원으로 인정하고 제조사 지원 정책을 확대하고 있다. 미국·일본·중국도 보조금 지원과 세금 감면 등을 통해 히트펌프 보급 확대를 추진하고 있다.


국내서도 정부가 '2050 탄소 중립' 목표를 달성하기 위해 지원을 확대하고 있다. 정부는 2035년까지 히트펌프 350만대 보급을 목표로 가구당 설치비 최대 70%를 보조금으로 지원할 계획이다.

송병하 삼성전자 DA사업부 그룹장은 "히트펌프는 전기 난방화 전환과 탄소 중립을 위한 핵심 설루션"이라며 "검증된 기술력과 글로벌 연구 인프라를 기반으로 지속 혁신해 나갈 것"이라고 했다.