[공감신문] 이다견 기자 = 리더에너지(대표 정춘식)에서 에너지 소비가 전혀 없는 냉각 및 난방 시스템 '히트파이프'를 개발했다.

현재 전 세계 에너지 소비량의 15~20%가 냉장 및 냉동, 난방용으로 사용되고 있다. 이에 많은 에너지 기업들이 여기에 소비되는 전력을 줄이기 위한 신기술 개발과 시스템 확보에 나섰으며, 신재생 에너지 확보에 앞서 에너지의 소비 자체를 줄일 수 있는 친환경 기술력 확보가 시급한 상황이다.

리더에너지가 개발한 '히트파이프'는 인공지능과 빅데이터, 4차산업을 대변하는 핵심 기술로 많은 양의 빅데이터를 확보하고 이를 분석하여 활용한다. 막대한 양의 정보를 확보하기 위해서는 엄청난 서버가 있어야 하며, 서버 관리를 위해서는 냉각 시스템이 필수적이다. 서버가 크면 클수록 냉각 장치의 효율이 더욱 중요하다. 

이러한 서버 냉각을 위한 리더에너지의 무동력 냉각 시스템 ‘히트파이프’에는 냉온 히트파이프(특허 10-2010846)가 탑재되어 있는데, 이 기술은 음속보다 빠른 열전도율을 이용해서 빠르게 가열된 서버를 빠르게 냉각시키는 원리다. 냉각 시스템을 작동하기 위한 외부적인 동력이 전혀 필요 없다. 작동원리가 간단할 뿐만 아니라 설치비용이 저렴하고, 한 번 설치하면 반영구적으로 사용이 가능하다. 

리더에너지의 냉온 히트파이프 형태는 막대 형식의 전열관이다. 전열관 내부에는 구리보다 1,500배 이상 열전도가 빠른 작동 유체 소재가 들어있다. 열전도가 빠른 만큼 냉각이나 난방의 효율성도 높다. 대형 서버용으로 생산되는 제품에는 약 60여 개의 냉각용 히트파이프가 대형서버의 높은 열기를 빠르게 흡수하여 외부로 방출하게 된다. 무동력으로 움직이기 때문에 에너지 사용량도 0이다. 나노 히트파이프의 기본 구조는 진공 밀폐 용기 내부의 작동 유체가 연속적으로 기체와 액체간의 상 변화과정을 통해 열을 전달하는 원리를 담고 있다. 

막대 형식의 히트파이프 전열관 내부에는 기화점이 섭씨 20도인 특수한 작동 유체가 담겨 있다. 쉽게 말해 섭씨 20도가 넘는 물체에 히트파이프 한쪽이 닿으면, 파이프 안에 있는 소재가 빠르게 기화하며 다른 반대쪽으로 열을 전달하는 방식이다. 구리보다 1500배 빠른 열전도율로 인해 중간에 손실되는 열도 거의 없다. 반대쪽 순환식 냉각수에 도착한 후 20도 밑으로 온도가 떨어지면 빠르게 액화되어 다시 반대쪽으로 간다. 그리고 다시 기화와 액화를 무한 반복하면서 무동력 냉각 시스템이 작동하게 된다. 

정춘식 대표는 “냉각용 히트파이프는 4차 산업시대에 매우 중요한 설비가 될 것이다. 디지털 시대에 접어들면서 냉각용 장치의 중요성이 더욱 커지고 있다. 히트파이프는 해외 글로벌 기업에서도 그 성능을 인정받았다”고 언급했다. 

실제로 얼마 전 글로벌 대기업에서 냉각용 히트파이프의 성능을 확인하자마자 대형 서버 냉각용으로 설치를 계약한 바 있다. 시장에서는 냉각용 히트파이프를 두고 냉각 장치의 새로운 패러다임을 열었다는 반응이다. 리더에너지는 이번 계약으로 현재 생산량 증대를 위해 미국에 독립법인을 설립하고 생산 설비를 증축 중이다.

나노 히트파이프의 높은 열전도율은 난방설비에도 적극 사용되고 있다. 축열식 히트파이프를 이용한 ‘바닥난방 구조체(특허 10-1782467호)’, ‘히트파이프 매트리스 난방장치(특허 10-1218669호), ‘냉난방 겸용매트 및 냉난방장치(특허 10-1903737)’가 대표적인 나노 히트파이프 제품이다. 이밖에도 탄소침대, 탄소의자, 좌욕기, 개인사우나, 냉온보일러 등 다양한 제품에 축열식 히트파이프가 활용되고 있다.  

정 대표는 "앞으로도 신기술 연구개발에 더욱 박차를 가할 예정이다. 먼저 나노 히트파이프의 혁신적인 기술을 다양한 분야로 확대하여 활용할 계획"이라며, “냉난방을 혼용해 사계절 내내 사용할 수 있는 냉온 보일러 개발을 완료했다. 정부의 뉴딜정책에 맞추어 탄소 절감을 위해서도 우리 기술을 적극 활용할 계획이며, 이밖에도 신재생 에너지 분야에도 우리의 히트파이프 시스템을 적용할 수 있다"고 전했다.

이어 "현재 수소전기차에 장착되는 차량용 2차전지는 겨울철과 여름철에 효율성 측면에서 큰 차이를 보이고 있다. 나노 히트파이프를 이용해서 4계절 내내 배터리의 상태를 균일하게 유지할 수 있다. 현재 미국에 있는 법인과 협력하여 다양한 제품을 개발 중이다. 앞으로도 제품 개발에 몰두하여 글로벌 시장에서 4차 산업을 리드할 수 있는 리더에너지가 되는 것이 가장 큰 목표다”라고 포부를 밝혔다.