탄소중립을 달성하기 위한 국제적인 냉매 규제가 강화되는 가운데, 환경 오염 지수가 0인 물을 냉매로 하는 냉각기술이 국내 최초로 개발됐다.

과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(이하 기계연) 히트펌프연구센터 김정철 선임연구원은 물을 냉매로 해 냉각하거나 열을 이동시킬 수 있는 친환경 물 냉매 냉각 시스템 원천기술을 국내 최초로 개발했다.

이번에 개발한 시스템은 기존 화학 냉매가 아닌 물을 냉매로 사용하는 기술로, 친환경적이며 가격도 저렴하다. 냉매 비용 절감은 물론, 유지 보수와 운영 비용에서도 효율성을 크게 높일 것으로 기대된다.

기계연은 기존의 합성 냉매를 사용하는 압축기와 다르게 물을 냉매로 사용할 수 있는 원심식 압축기와 증발기, 응축기를 개발했다. 물을 냉매로 사용하는 경우 냉각 시스템에서는 증발기 내부를 7°C 이하로, 응축기 내부를 35°C 이상으로 유지해야 하며, 냉각 시스템 내부는 진공 상태여야 한다.

물은 무독성이고 비가연성 특징을 갖고 있어 별도의 안전시설을 구비하지 않아도 된다는 장점이 있다.

현재 시장에서 사용 중인 냉매는 환경규제 기준이 강화되면서 2045년까지 냉매 종류에 따라 전량 폐기 또는 80%까지 사용량을 감축해야 한다.

이번에 개발한 냉각 시스템은 기존 냉매 대비 단가가 최대 100배까지 낮은 물을 냉매로 사용할 수 있어 냉각 시스템 유지 보수에 드는 비용을 절감할 수 있다. 또한, 물을 냉매로 사용하면 열을 효율적으로 흡수하고 방출할 수 있어, 기존 냉매와 같은 냉각 효과를 내면서도 에너지 소비량을 줄일 수 있어 전기 사용료 절감도 기대할 수 있다.

기계연 김정철 선임연구원은 “일부 선진국을 중심으로 개발됐던 물을 냉매로 하는 산업용 냉각기·히트펌프 시스템을 국내에서 개발한 첫 번째 사례”라며, “신규 냉매 규제 관련 친환경 냉각기·히트펌프 기술 개발이 꾸준히 요구되는 국제적 추세에 따라, 국내에서도 관련 기술이 체계적으로 개발되고, 상용화에 이를 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.