サムスン電子は、米エネルギー省傘下のオークリッジ国立研究所と共に、氷点下30度以下でも安定して動作する次世代ヒートポンプ技術を開発する。これは、北米や北欧市場における暖房の電化が進む中、寒冷地向けの冷暖房技術の競争力を高めるための取り組みである。
サムスン電子は9日、オークリッジ国立研究所と「寒冷地向け蒸気圧縮式暖房とマルチソリューション開発」の研究を進めると発表した。単一の圧縮機を使用しながらも、氷点下30度以下で暖房と温水を安定的に供給できる技術の確保が目標である。
核心となるのは、ヒートポンプに使用される蒸気圧縮技術である。冷媒が外部から吸収した熱を圧縮機を通じて高温・高圧状態にした後、室内の空気や水に伝える方式である。燃料を直接燃焼させず、外部の熱を移動させるため、暖房の電化の鍵となる技術とされている。
問題は、外部気温が大幅に低下すると、冷媒が吸収できる熱が減少し、暖房性能と効率も低下することである。氷点下の気候が長期間続く北米北部や北欧では、ヒートポンプ市場の拡大のために、極低温運転性能を確保することが主要な技術課題とされている。
サムスン電子は、圧縮機に回転式スクリュー方式を適用し、このような限界を補完する計画である。二つのスクリューが噛み合って冷媒を圧縮する構造で、エネルギー損失を減らし、長時間運転時の安定性を高めることに焦点を当てている。
冷媒量を制御する「フラッシュインジェクション」技術も適用する。長期間の暖房で圧縮機の温度が上昇した場合、冷媒を追加で注入し、過熱を抑制し、暖房性能を維持する方式である。
米エネルギー省は2021年から「寒冷地ヒートポンプ技術チャレンジ」を推進し、北米の低温環境でも暖房能力とエネルギー効率を維持できる製品の開発と現場実証を支援してきた。
オークリッジ国立研究所も寒冷地ヒートポンプ技術を継続的に研究している。今年公開された研究では、蒸気注入技術を適用したヒートポンプをアラスカの氷点下34度の環境で試験し、安定した運転性能を確認した。
サムスン電子は、来年上半期まで共同研究を進めた後、米アラスカのフェアバンクスで実証を行う予定である。極寒期の暖房性能やエネルギー効率、長時間運転の安定性、温水供給性能などを実際の居住環境に近い条件で検証する。
イム・ソンテク サムスン電子DA事業部副社長は「実際の極低温環境で高効率技術と機器の信頼性を証明する契機となる」と述べ、「研究データを基に、炭素排出を削減しながら性能とエネルギー効率を高めたヒートポンプ製品をグローバル市場に投入する」と語った。
* この記事はAIによって翻訳されました。
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