국내 연구진, 한겨울 찬바람 저장했다가 여름에 꺼내 쓰는 신기술 개발 성공

자연냉열생산 열교환장치를 이용한 온실 냉방공급 테스트하는 모습 / 한국에너지기술연구원

겨울 냉기 저장해 여름에 꺼내 쓴다

[인사이트] 김다솜 기자 = 차가운 겨울철 냉기를 땅속에 저장했다가 한여름에 꺼내 냉방에 이용하는 새로운 기술이 개발됐다.

지난달 30일 한국에너지기술연구원은 윤영직 에너지네트워크연구실 박사팀이 '기포자가진동현상'을 적용한 열교환장치 개발에 성공했다고 밝혔다.

겨울철에는 차가운 외부 공기와 비교적 덜 차가운 땅속 물의 온도 차이가 발생한다.

기포자가진동현상 이용 자연냉열생산 열교환 장치 / 한국에너지기술연구원

이때 모세관 속 냉매가 진동하고 물의 열기를 빼앗아 더 차가운 외부로 방출한다.

냉매가 기체에서 액체, 다시 액체에서 기체로 변하는 성질을 이용한 원리다.

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기포자가진동현상을 적용한 열교환 장치 개발

기포자가진동은 양쪽 온도 차가 존재할 때 기포와 액체가 연속 배열된 슬러그류가 외부 동력 없이 빠르게 진동하는 현상이다.

이 기술은 외부 동력이 따로 필요하지 않아 기존 열교환 기술보다 에너지를 절감할 수 있다.

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기존 장치와 비교하면 에너지 소비량은 50% 이상, 크기는 30% 이상 줄일 수 있다.

이런 방식으로 차가운 땅속의 물을 여름까지 보관했다가 여름이 되면 찬 공기로 바꿔 사용한다.

딸기 자료 사진 / gettyimagesBank

한여름 딸기 재배 농가 등의 하우스 냉방에 이용

한여름 폭염에 달궈진 하우스 온도는 50~70℃에 육박해 농작물의 생육에 치명적이라고 알려졌다.

폭염을 막기 위해 전기 냉방기기에 의존하고 있는데, 이는 한계가 있고 비용 부담도 크다.

한국에너지기술연구원 측은 "(이 기술은) 온도 차만 존재하면 외부 동력 없이 많은 양의 열을 빠르게 전달할 수 있는 무동력 초열전도체 기술"이라고 설명했다.

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연구진은 이 기술을 적용해 겨울 냉기를 저장한 뒤 내년 여름 딸기 재배 농가에 사용할 계획이다.

윤영직 박사는 "기후 위기에 따른 식량안보 강화를 위해서는 고효율, 저비용 신재생에너지 기반 시설하우스 냉방 기술 확보가 중요하다"며 "겨울철 신재생 자연 냉기를 이용한 냉방 기술이 좋은 대안이 될 수 있을 것"이라고 말했다.