공장·데이터센터 등에서 버려지는 40도 수준의 저온 폐열만으로 냉방을 할 수 있는 차세대 히트펌프 시스템이 개발됐다.

5일 한국기계연구원에 따르면 탄소중립기계연구소 김영 책임연구원 연구팀 등은 '전기화학적 압축기를 이용한 화학흡착식 히트펌프 시스템'을 개발했다.

화학흡착식 히트펌프는 공장·데이터센터의 저온 폐열을 활용해 냉방을 구현하는 기술이다. 기존 흡착식 냉방 기술이 70도 이상의 고온 열원이 필요했던 것과 달리 이번 기술은 40도 수준의 저온 폐열만으로도 냉방을 할 수 있다.

연구팀은 히트펌프 핵심 부품인 흡착베드의 구조를 개선해 비냉방출력(SCP) 346.5W/㎏을 달성했다. 이는 해외 경쟁 기술 대비 2배 이상 높은 수준이라고 연구팀은 설명했다.

개발된 시스템에는 기계적 구동부가 없는 전기화학적 압축기가 적용됐다.

이를 통해 기존 기계식 압축기보다 에너지 소비를 줄일 수 있으며, 소음과 진동이 거의 발생하지 않아 병원과 학교, 주거지역 등 다양한 환경에서 활용할 수 있다.

이 기술은 지금까지 활용되지 못했던 폐열을 에너지원으로 사용할 수 있어 에너지 절감 효과가 크고, 자연 냉매인 암모니아를 사용해 국제 냉매 규제에도 대응할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

김영 책임연구원은 "공장과 데이터센터에서 버려지는 40도 수준의 저온 폐열만으로 냉방을 구현한 것이 이번 연구의 가장 큰 성과"라며 "현재 10㎾급 시제품 실증 시험을 진행하고 있고 향후 데이터센터와 건물, 산업 현장 등에 적용해 에너지 절감에 기여할 계획"이라고 말했다.