국내 연구진이 친환경 냉매를 활용한 초저온 냉매시스템을 개발하는 데 성공했다. 연구를 이끈 고준석 기계연 실장이 연구성과에 대해 설명하고 있다. /사진=한국기계연구원
한국기계연구원(기계연)은 고준석 에너지저장연구실장 연구팀이 '제로 GWP' 냉매를 이용한 '터보-브레이튼 냉각시스템'을 개발했다고 20일 밝혔다. 초저온인 영하 100도(℃)에서 10킬로와트(kW) 이상 냉각할 수 있는 대용량 냉각시스템이다.
연구팀은 자체 개발한 원심압축기와 터보팽창기를 이용해 '터보-브레이튼 냉각시스템'을 개발했다. 고속으로 회전하는 터보 기계를 활용한 냉각시스템으로 초전도 케이블 냉각, 극저온 유체 과냉각, LNG 재액화 등 제한된 영역에서만 사용돼 왔다.
연구팀이 개발한 터보-브레이튼 냉각시스템은 5.5~11kW 범위에서 자유롭게 용량을 제어할 수 있다. 지구온난화 영향 지표가 낮은 냉매를 사용해 최근 산업계의 요구 방향인 '초저온, 대용량, 고효율'을 모두 만족했다는 설명이다.
또 전량 수입에 의존하던 핵심 부품인 원심압축기와 터보팽창기를 자체 개발하는 데 성공했다. 이를 통해 제작한 터보-브레이튼 냉각시스템을 실제 가동해 성능시험까지 성공한 건 이번이 국내 최초다.
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연구를 이끈 고준석 연구 실장은 "3년 이내에 산업용 냉각시스템에 적합한 형태로 개발해 반도체 산업 등 다양한 산업 현장에서 사용할 수 있는 수준으로 발전시키겠다"고 밝혔다.
한편 이번 연구는 기계연 기본사업 '반도체 제조공정 초저온 냉각시스템 핵심기계 개발' 과제의 지원을 받아 수행됐다.