지구 온난화에 전혀 영향을 미치지 않는 냉매인 ‘Zero GWP 냉매’를 적용한 대용량 초저온 터보-브레이튼 냉각시스템의 냉각성능 시험이 국내 최초로 성공했다

한국기계연구원은 고준석 에너지저장연구실장 연구팀이 Zero GWP 냉매를 이용한 터보-브레이튼 냉각시스템을 개발하고 영하 100도에서 10㎾ 이상의 냉각용량을 확인하는 운전시험을 국내 최초로 성공했다고 20일 밝혔다. 터보-브레이튼 냉각기술은 수만에서 수 십만 rpm의 고속으로 회전하는 터보기계를 이용하는 냉각시스템으로 초전도 케이블 냉각, 극저온 유체 과냉각, LNG 재액화 등 제한된 영역에서 사용되고 있지만 최근에는 반도체 제조공정과 바이오산업에서 대용량 초저온 냉각기술에 대한 요구가 급증하고 있는 추세다.

특히 기존 증기-압축 방식의 초저온 칠러(냉각 장비)는 높은 GWP의 냉매 혹은 폭발의 위험성이 높은 자연 냉매를 이용하며 기자재의 제약 조건으로 인한 대용량화의 어려움, 냉매의 특성과 제한적인 제어방식으로 인한 운전 온도 및 용량 제어의 어려움이 있다.

이번에 개발된 냉각시스템은 5.5~11㎾ 범위에서 자유롭게 용량 제어가 가능하며 Low GWP를 넘어서는 Zero GWP 냉매를 사용해 최근 산업계의 요구 방향인 ‘초저온, 대용량, 고효율’을 모두 만족할 수 있는 기술이다. 고 실장은 “3년 이내에 산업용 칠러에 적합한 형태로 시스템을 개발해 반도체 산업 등 다양한 산업 현장에서 사용할 수 있는 수준으로 발전시키겠다”고 말했다.

이재영 기자 now@ggilbo.com