삼성전자는 전남광주통합특별시에 위치한 광주사업장 제2캠퍼스 내 2,132㎡ 규모의 ‘EHS 히트펌프 보일러’ 생산라인을 구축하고, 이달 19일부터 시험생산에 돌입했다.

공정과 설비의 안정성을 검증하고 완제품의 성능과 품질을 종합적으로 평가해 오는 9월 말부터 본격적으로 양산 체제에 들어갈 예정이다.

이번 국내 생산라인 구축은 난방 전기화 사업에 참여하는 히트펌프 제조사 중 최초로 해외 생산 라인을 국내로 이전한 사례다.

완제품 생산뿐만 아니라 핵심 부품의 생산과 제조 공정 전반의 국내 투입 비중을 확대해 협력회사와의 동반성장은 물론 지역 경제 활성화에도 기여할 방침이다.

국내 신규 생산라인에서는 연간 10만 대 이상의 ‘EHS 히트펌프 보일러’를 생산할 수 있으며, 생산되는 히트펌프 제품 전량은 국내에 판매된다.

신규 생산라인이 구축된 삼성전자 광주사업장은 냉장고, 세탁기, 에어컨 등 삼성전자의 주요 프리미엄 가전을 생산하며 축적한 제조 기술과 품질관리 노하우를 보유하고 있다.

삼성전자는 광주사업장의 뛰어난 제조 경쟁력을 바탕으로 국내 난방 전기화 보급과 히트펌프 대중화에 적극 동참할 계획이다. 이와 동시에 개발·제조·품질 간 연계를 한층 강화해 시장 요구에 즉각 대응할 계획이다.

신규 생산라인에서 생산되는 ‘EHS 히트펌프 보일러’는 자연상태의 공기열과 전기를 활용해 실내 난방과 온수를 공급하는 난방 솔루션으로 소비되는 전기 에너지 대비 5 배에 가까운 열을 생성할 수 있는 제품이다.

※ 35℃ 출수 조건 기준 계절성능계수(SCOP) 4.9

에너지 효율이 100% 미만인 화석연료 기반의 보일러와 비교해 에너지 효율이 더 높고 탄소 배출량이 적다. 또 가정 내 설치된 태양광 설비 등으로 생산된 재생에너지를 히트펌프 구동에 활용할 경우, 에너지 비용 절감 효과도 기대할 수 있다.

제주 보급 사업 참여 및 전국적인 제품 실증으로 난방 전기화 기여

삼성전자는 국내 환경에 최적화된 ‘EHS 히트펌프 보일러’ 출시와 함께 전국 단위의 실증 프로젝트를 추진하며 국내 히트펌프 시장의 대중화를 추진하고 있다.

올해 제주도에서 진행된 난방 전기화 보급 사업에 참여해 제품을 공급하고 있으며, 하반기에는 1,418가구 규모의 2차 보급 사업에도 참여해 공급 규모를 확대할 계획이다.

이와 함께 국내 지역별 기후와 주거환경에 최적화된 맞춤형 솔루션을 확보하기 위한 실증 연구도 진행하고 있다.

현재 양평, 충주, 남해 등 전국 각지의 실제 주거환경에서 ‘EHS 히트펌프 보일러’의 난방·온수 성능과 에너지 효율 등을 검증하고 있다.

이와 함께 제주도와 경기도 용인시 소재의 삼성물산 주거연구소에서는 냉방과 난방, 온수를 하나의 시스템으로 제공할 수 있는 ‘EHS 올인원’ 솔루션을 실증하며 단독주택부터 아파트와 같은 공동주택까지 다양한 주거환경에서의 적용 가능성을 검증하고 있다.

삼성전자 DA사업부 임성택 부사장은 “히트펌프 제품의 국내 생산 체제 구축으로 난방 전기화 추세에 보다 적극적으로 대응해 히트펌프 사업 확대에 속도를 낼 것”이라며 “글로벌 시장에서 축적한 히트펌프 기술력과 국내 제조·서비스 경쟁력을 결합해 한국 주거환경에 최적화된 솔루션을 지속 선보이겠다”고 말했다.

연구 과제명은 ‘한랭지용 증기압축식 난방과 멀티 솔루션 개발(Cold Climate Vapor Compression Space Heating and Multi-functional Equipment)’로, 영하 30도 이하의 환경에서도 효율적이고 안정적인 난방 성능을 내는 기술을 구현하는 것이 목표다.

이번 연구의 핵심인 증기압축 기술은 냉매를 압축·순환시켜 외부의 열을 실내로 전달하는 역할을 한다. 이를 통해 에너지 효율이 높고 난방과 냉방, 온수 공급까지 가능한 공조기기를 구현할 수 있다.

삼성전자는 이번 연구를 내년 상반기까지 진행한 뒤, 미국 알래스카의 극한 환경에서 기술의 성능과 신뢰성을 검증하고 다양한 히트펌프 냉난방공조(HVAC) 제품에 적용할 예정이다.

단일 압축기 기준, -30℃ 이하 환경에서 안정적 난방·온수 구현 목표

삼성전자는 단일 압축기 기준으로 영하 30도 이하의 극저온 환경에서도 안정적인 난방 성능을 제공하는 솔루션을 구현하기 위해 증기압축 기술을 고도화할 계획이다.

증기압축 기술은 압축기에서 냉매가 액체와 기체 상태를 오가며 열을 흡수·방출하는 성질을 활용한 에너지 전환 기술이다.

외부에서 열을 흡수한 냉매는 압축기를 거치며 고온·고압의 기체 상태로 압축되고, 이때 발생한 열은 열교환기를 통해 실내의 공기나 물로 전달된다. 이후 열을 방출한 냉매는 다시 액체 상태로 변해 외부의 열을 흡수하며, 이러한 순환 과정을 반복해 난방·냉방·온수를 공급한다.

다만 증기압축 기술은 외기 온도가 낮아질수록 성능이 저하되는 한계가 있다. 특히 북미와 북유럽 등 한랭 지역은 영하 30도 이하의 극저온이 장기간 지속되는 경우가 많아, 보다 높은 수준의 난방 성능과 신뢰성을 갖춘 차세대 증기압축 기술 확보가 중요하다.

삼성전자는 압축기에 회전식 스크롤 방식을 적용해 성능을 한층 끌어올릴 예정이다. 스크롤 방식은 피스톤이 직선 운동을 하며 냉매를 압축하는 기존 방식과 달리, 두 개의 스크롤이 맞물려 회전하면서 압축하는 형태다. 기존 대비 에너지 손실이 적고 안정성도 높아, 장기간 운전이 필요한 한랭지 난방에 유리하다.

또한 압축기 과열을 방지해 성능을 최적화하는 냉매량 제어 기술인 ‘플래시 인젝션’도 적용한다. ‘플래시 인젝션’ 기술은 장기간 작동 시 열 효율이 떨어지는 현상을 기기가 센싱해, 필요한 경우 냉매를 기기 내부에 추가 주입하는 기술이다.

알래스카서 신기술 필드테스트 이후 다양한 냉난방공조에 적용 예정

삼성전자는 미국 알래스카 페어뱅크스에 위치한 로키국립연구소(National Laboratory of the Rockies, NLR)의 필드테스트 랩에서 이번 연구 결과를 통해 개발한 기술을 실증할 예정이다.

페어뱅크스는 월평균 최저 기온이 영하 약 40도 안팎이고 역대 최저 기온은 영하 50도 이하까지 내려가는 한랭 지역으로, 극한 환경에서 제품 성능과 신뢰성을 검증하기에 최적의 장소다.

연구진은 혹한기 동안 난방 성능과 에너지 효율, 장시간 운전 안정성, 온수 공급 성능 등을 종합적으로 검증해 실제 주거 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있는지를 검증할 계획이다.

삼성전자는 이번 연구를 통해 증기압축 난방 기술 리더십을 강화하고 글로벌 난방 전기화 흐름에도 적극 대응해 나갈 계획이다.

향후 냉난방 겸용 시스템에어컨·히트펌프 보일러 등 다양한 HVAC 제품에 해당 기술을 확대 적용할 예정이다.

삼성전자 DA사업부 임성택 부사장은 “이번 협업은 실제 극저온 환경에서 삼성의 독보적인 고효율 기술과 기기 신뢰성을 증명하는 중요한 계기가 될 것”이라며 “연구 데이터를 바탕으로 탄소 배출을 줄이면서도 성능과 에너지 효율을 극대화한 히트펌프 제품을 글로벌 시장에 선보일 것”이라고 말했다.

삼성전자는 지난 6월 25일 제주 애월 지역의 단독주택에 ‘EHS 히트펌프 보일러’를 설치하고, 30일 해당 설치 가구에서 고효율 난방 솔루션의 본격적인 확대를 알리는 현판식을 가졌다.

‘EHS 히트펌프 보일러’는 자연 상태의 공기열과 전기를 활용해 실내 난방과 온수를 공급하는 통합 솔루션으로, 에너지 효율이 100% 미만인 화석연료 기반의 기존 보일러와 비교해 투입되는 에너지 대비 더 많은 열을 생성할 수 있는 것이 장점이다.

냉난방 성능 효율을 나타내는 ‘계절성능계수(Seasonal Coefficient of Performance, SCOP)’는 바닥 난방에 사용되는 35℃ 출수 조건에서 4.9를 기록해 소비 전력 대비 약 5배에 가까운 난방 에너지 효율을 보인다. 55℃ 출수 조건에서의 SCOP는 3.78 이다.

※ 계절성능계수: 연간 총 난방 에너지를 소비전력으로 나눈 값으로 실사용 환경에 따라 다를 수 있음

또, 동파로 인한 고장과 배관 결빙을 방지하기 위해 실외기 내부에는 전기 히터와 동파 방지 밸브가 적용됐으며 제품 하단에도 배수를 돕는 히터가 추가로 탑재됐다.

이와 함께 고효율 냉매 압축 기술로 열 에너지를 활용해 겨울철 영하 15℃에서도 최대 70℃의 고온수를 안정적으로 공급할 수 있다.

아울러 설치 고객은 히트펌프 외관에 설치된 직관적인 터치 디스플레이를 통해 주요 기능을 편리하게 조작할 수 있으며, 스마트싱스 앱으로 실내 온도와 출수 온도 확인 및 원격 제어가 가능하다.

삼성전자 히트펌프 보일러를 최초 설치해 사용 중인 박종연 고객은 “다가오는 겨울철에 본격적인 난방 사용이 시작되면 비용 절감 효과와 함께 온수 사용도 편할 것 같아서 기대된다”고 말했다.

삼성전자는 난방전기화 확대 흐름에 맞춰 차별화된 기술을 기반으로 히트펌프 기반 난방 솔루션 경쟁력을 지속 강화하고 있다.

EHS 히트펌프 보일러의 상세 내용과 구매상담은 삼성전자 비즈니스 사이트(https://www.samsung.com/sec/business)와 콜센터(1588-3536)을 통해 가능하다.

삼성전자 한국총괄 김용훈 상무는 “삼성전자 EHS 히트펌프 보일러는 높은 난방 효율과 안정적인 고온수 공급 성능을 갖춘 솔루션”이라며 “실제 주거 환경에서 검증된 기술력을 바탕으로 고객에게 편리하고 효율적인 사용 경험을 제공하고, 고효율 난방 시장 확대에 기여할 계획이다”고 말했다.

‘EHS 히트펌프 보일러’는 자연 상태의 공기열과 전기를 활용해 실내 난방과 온수를 공급하는 난방 솔루션으로, 투입되는 전기 에너지 대비 4배 이상의 열을 생성할 수 있다.

에너지 효율이 100% 미만인 화석연료 기반의 보일러와 비교해, 히트펌프 보일러는 에너지 효율이 더 높고 탄소 배출량이 적다.

※ 계절별 외부 기온 변화를 반영한 연간 난방 효율 시험 결과로, 실사용 환경에 따라 차이가 있을 수 있음

또 가정 내 설치된 태양광 설비 등으로 생산된 재생에너지를 히트펌프 구동에 활용할 경우, 에너지 비용 절감 효과도 기대할 수 있다.

정부는 이달 2035년까지 온실가스 518만 톤 감축을 목표로 히트펌프 제품 350만 대 보급 계획을 발표했다. 이를 위해 올해 144억 원 규모의 예산을 투입하고, 가구당 설치비의 최대 70%를 보조금으로 지원해 화석연료 보일러의 전기화 전환을 가속화할 예정이다.

삼성전자 히트펌프 기술력 집약해 성능·효율·탄소 저감 모두 강화

삼성전자가 새롭게 출시한 가정용 ‘EHS 히트펌프 보일러’는 고효율 냉매 압축 기술과 결빙 방지 기술을 갖춰, 겨울철 영하의 환경에서도 안정적인 성능을 구현한다.

이 제품은 고효율 냉매 압축 기술로 발생시킨 열 에너지를 활용해 영하 15도에서도 최대 70도의 고온수를 공급할 수 있다.

또 실외기 내부에는 전기 히터와 동파 방지 밸브가 탑재돼, 열교환기 동파와 배관 결빙을 방지했으며, 제품 하단에도 배수를 돕는 히터가 추가로 탑재됐다. 이를 통해 영하 25도의 혹한 환경에서도 출수 온도가 급격히 감소하는 것을 방지하고 동파로 인한 기기 고장을 예방할 수 있다.

신제품은 열교환 면적을 극대화한 대용량 열교환기가 탑재돼 에너지 효율이 높다.

냉난방 성능 효율을 나타내는 ‘계절성능계수(Seasonal Coefficient of Performance, SCOP)’는 바닥 난방에 주로 사용되는 35℃ 출수 조건에서 4.9를 기록해, 소비 전력 대비 약 5배에 가까운 난방 에너지를 생산할 수 있다. 55℃ 출수 조건에서의 SCOP는 3.78 이다.

※ 계절성능계수: 연간 총 난방 에너지 공급량을 소비전력량으로 나눈 값
※ 실제 사용 환경에 따라 결과는 달라질 수 있음

또 이번 제품에는 가정용 에어컨 등 냉난방기 제품에서 범용적으로 사용되는 R410A 냉매보다 지구온난화지수(Global Warming Potential, GWP)가 68% 낮은 R32 냉매를 적용했다.

※ 지구온난화지수: 이산화탄소가 지구 온난화에 미치는 영향을 기준으로 온난화 정도를 표시

삼성전자는 실외기에서 발생하는 소음과 진동의 주된 원인인 팬 회전에 따른 불규칙한 공기 소용돌이를 줄이기 위해 톱날형 팬 구조를 적용했다. 톱날형 팬은 공기 저항을 줄여 최소 35dB의 저소음을 구현하면서도 강력한 풍량을 유지한다.

※ 실제 사용 환경 및 개인의 사용 조건에 따라 결과는 달라질 수 있음

신제품은 다크 그레이 컬러와 실외기 내부가 노출되지 않는 그릴 구조가 적용돼 주변과 자연스럽게 조화를 이룬다. 제품 높이는 약 100cm로 창문 아래에도 시야를 방해하지 않고 깔끔하게 설치할 수 있다.

7형 디스플레이, 스마트싱스 앱 활용해 언제 어디서나 편리한 제어

신제품의 제어기에는 7형 터치 디스플레이가 탑재됐다. 디스플레이를 통해 난방, 급탕 등 히트펌프 시스템 전체를 한 눈에 모니터링하고 손쉽게 제어할 수 있다.

또 스마트싱스 앱과 연동하면 언제 어디서나 간편하게 실내 온도, 출수 온도를 확인할 수 있으며 설정을 조작할 수 있다.

삼성전자는 전국 어디서나 전문 엔지니어를 통해 신속하고 정확한 유지보수 서비스를 제공하고 있다.

삼성전자 DA사업부 신문선 상무는 “삼성전자 ‘EHS 히트펌프 보일러’는 압도적인 난방 효율과 성능, 최소 35dB의 저소음, 사용 편의성까지 두루 갖춘 완성형 솔루션”이라며 “차별화된 기술력과 서비스 인프라를 바탕으로 국내 난방 전기화 보급사업에 적극 동참할 것”이라고 말했다.