브레이크뉴스 정민우 기자=
삼성전자가 독자적인 히트펌프 기술력을 바탕으로 국내 난방 전기화 사업에 본격적으로 나선다.
삼성전자는 지난 20일 히트펌프 기술력 집약해 성능과 효율, 탄소 저감을 모두 강화한 한국형 ‘EHS 히트펌프 보일러’ 신제품을 출시했다.
히트펌프 솔루션은 외부의 열 에너지를 흡수해 내부의 열 에너지원으로 활용하는 에너지 전환 솔루션으로, 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, 이로 인해 발생한 열이 열교환기를 통해 실내의 공기나 물로 전달된다.
열을 방출한 냉매는 다시 팽창하며 온도가 낮아지고, 외부에서 열을 흡수할 수 있는 액체 상태로 변환된다. 이 순환이 반복되면서 상대적으로 적은 에너지 투입만으로도 높은 열에너지를 확보할 수 있다.
삼성전자 히트펌프 솔루션은 대용량 열교환기가 탑재됐고, 압축기 내부 밸브가 한층 효율적인 구조로 설계돼 압축 과정에서의 에너지 손실을 최소화한다. 외기 온도 및 운전 조건에 따라 시스템을 최적 제어해 불필요한 에너지 소비를 줄이고 안정적인 난방 성능을 유지한다.
이를 통해 바닥 난방에 주로 사용되는 35도 출수 조건에서 ‘계절성능계수(Seasonal Coefficient of Performance, SCOP)’가 4.9로, 투입 전력 대비 5배 수준의 열 에너지를 공급할 수 있다. 55도 출수 조건에서의 SCOP는 3.78이다. 일반적인 화석연료 기반의 난방기기의 에너지 효율은 100% 미만이다.
또한, 삼성전자 히트펌프 솔루션은 국내 주거 환경과 기후 특성에 최적화된 기능을 대거 탑재해 한층 강력한 성능을 제공한다.
냉매를 높은 압력으로 압축해 열을 전달하는 속도와 양을 늘리는 ‘고효율 압축 기술’과 액체 냉매와 가스 냉매를 혼합 주입해 압축하는 고효율 냉매 분사 방식 ‘플래시 인젝션(Flash Injection)’ 기술이 적용됐다.
이를 통해 혹한기 환경에서도 안정적인 난방 성능을 제공한다. 고효율 냉매 압축 기술과 결빙 방지 기술로 영하 25도 극저온 환경에서도 동작이 가능하며, 영하 15도 조건에서도 최대 70도의 고온수를 안정적으로 공급해 신뢰성 있는 난방 성능을 제공한다.
이산화탄소 배출량도 약 60%가 더 낮다. 가정용 에어컨 등 냉난방기기 제품에서 범용적으로 사용되는 R410A냉매보다 지구온난화지수(Global Warming Potential, GWP)가 68% 낮은 R32 냉매가 적용됐다.
히트펌프 솔루션은 전기 보일러 외에도 다양한 제품군에 활용된다. 실내에 냉난방을 공급하는 ‘에어컨’, 따뜻한 공기로 의류를 건조하는 ‘건조기’와 ‘세탁건조기’, 의류를 관리하는 ‘에어드레서’나 식기를 건조하는 ‘식기세척기’ 등에는 공기를 직접 가열하는 ‘에어 투 에어(Air to Air, A2A)’ 방식의 히트펌프 기술이 활용된다.
삼성전자의 ‘EHS 히트펌프 보일러’에는 공기의 열을 물로 전달하는 ‘에어 투 워터(Air to Water, A2W)’ 방식이 적용돼 가열된 공기로 데워진 물이 바닥 아래 배관을 흐르며 집 안을 따뜻하게 하고 온수를 공급한다.
바닥에 물 배관을 설치해 난방을 하는 한국 온돌 주거 문화에 적합하며, 기존 보일러 시스템과의 호환성이 높아 별도의 대규모 설비 변경 없이 전기 보일러로의 전환이 용이한 것이 특징이다.
삼성전자는 차별화된 히트펌프 성능 구현을 위해 북미, 유럽, 일본 등 20여 개 지역에서 히트펌프 연구소와 테스트 랩을 운영하고 있다.
일본 아사히카와에 위치한 ‘삼성 HVAC 테스트 랩’에서는 혹한·강설 환경에서의 히트펌프 솔루션의 신뢰성 검증을 진행하고 있으며, 미국 보스턴에서는 히트펌프 실사용 가구에서 사용 패턴을 분석하고 에너지 절감 효과를 검증하는 실증 작업을 진행하고 있다.
스웨덴 왕립공과대학(KTH), 룰레오 공과대학(LTU)과 컨소시엄을 구성해 고효율 난방 기술을 개발 중이다. 국내에서는 고려대학교와 차세대 히트펌프 난방, 급탕 기술 개발을 위한 산학 협력을 진행하며 기술 경쟁력 강화에 나서고 있다.
이러한 연구개발 역량을 기반으로 삼성전자는 빠르게 성장하는 글로벌 히트펌프 시장 공략에 속도를 내고 있다.
글로벌 히트펌프 시장의 약 50%를 차지하는 유럽은 탄소 중립과 가스 의존도 해소를 위해 히트펌프를 재생에너지원으로 인정하고 제조사를 지원 정책을 확대하고 있다.
미국, 일본, 중국 역시 보조금과 세금 감면 등의 국가 차원의 지원을 통해 히트펌프 보급 확대를 추진 중이다.
국내에서도 정부가 ‘2050 탄소 중립’ 목표에 따라 이달 히트펌프 보급 사업을 발표했으며, 2035년까지 350만대 대상으로 지원 대상을 확대할 예정이다.
삼성전자는 이러한 정책 방향에 발맞춰 제품 출시와 서비스 인프라를 구축해 국내 전기 난방화 전환 사업에 적극 참여할 계획이다.
삼성전자 DA사업부 송병하 그룹장은 “히트펌프는 전기 난방화 전환과 탄소 중립을 위한 핵심 솔루션”이라며 “검증된 기술력과 글로벌 연구 인프라를 기반으로 국내 소비자들이 안정적인 난방 성능과 에너지 효율 가치를 동시에 누릴 수 있도록 지속적으로 혁신해 나갈 것이다”고 말했다.
한편, 정부는 이달부터 제주, 전남, 경남 등 주요 지자체 내 연탄·등유 보일러 사용 가구 및 도시가스 미공급 지역을 대상으로 히트펌프 보일러 지원 사업을 시행한다. 신청자는 지자체 공고문을 통해 지원 대상 여부를 확인한 후 직접 방문해 신청할 수 있다.
지원 대상 가구는 제품 설치 완료 후 지자체의 현장 확인을 거쳐 보조금을 환급 받을 수 있으며, 가구당 지원금은 히트펌프 보일러의 구입 및 설치 비용 포함해 최대 70% 수준이다.
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