백화점이나 대형 쇼핑몰과 같은 넓은 면적을 냉방하려면 에어컨이 아니라 칠러(chiller)라고 하는 대용량 냉방기가 냉방을 담당한다. 냉방의 기술적 원리는 에어컨과 거의 유사하지만 칠러는 훨씬 더 효율적이고 친환경적이다.

LG전자에서 기술혁신에 성공한 무급유 터보 냉난방기는 고객의 필요에 따라 맞춤형으로 칠러로 쓸 수도 있고 난방기로도 사용이 가능하면서 동시에 고효율과 친환경이라는 고객 가치 창출에 성공하여 2025년 6주 차 IR52 장영실상을 수상하였다.

LG전자의 무급유 터보 냉난방기는 GWP가 1 이하인 차세대 친환경 냉매R-1233zd를 사용하였으며 동일 면적을 에어컨으로 냉방하는 것과 비교하면 연간 전력 사용량과 탄소 배출량은 무려 30~40%의 절감 효과가 있다. 동일한 냉방효과를 기준으로 전력 사용량과 함께 비교하면 무급유 칠러는 가정용 에어컨에 비해 약 71% 효율이 향상되는 효과가 있다.

개발에 성공한 무급유 터보 냉난방기는 3가지의 기술혁신 포인트를 가진다. ▲친환경 냉매 R-1233zd를 사용 ▲자기베어링 자체 개발을 통한 무급유 원심식 터보 압축기 개발 ▲히트펌프(Heat Pump)를 적용하여 신재생에너지 활용이 가능한 난방기로의 기술 확장으로 요약할 수 있다.

친환경 냉매를 사용하는 것은 기존 설비에서 단순히 냉매만 바뀌는 일이 아니라 냉매의 물성이 달라짐에 따라 압축기, 열교환기, 인버터, 퍼지장치 등 모든 부품에 대해 100% 신규 설계를 해야만 하고, 시험 테스트를 수없이 진행하여 제품의 신뢰성을 확보해야만 하는 어려운 일이라 세계적으로도 차세대 친환경 냉매를 사용해 제품 개발에 성공한 기업은 손에 꼽는다.

또 다른 기술혁신 포인트는 히트펌프로 기존의 화석연료를 대체한 난방기로도 사용할 수 있다는 점이다. 기존의 칠러는 냉방기를 의미하지만, LG전자의 무급유 터보 냉난방기는 고객 요구가 있으면 난방기로도 제공할 수 있다. 냉방기와 난방기는 완전히 정반대의 용도이지만 냉매를 이용해서 열을 이동시킨다는 기술적 원리 측면에서 히트펌프는 냉방기로도 난방기로도 사용이 가능하다.

2024년 냉방기 및 냉동기 전 세계 시장 규모는 약 36조 원으로 매년 꾸준히 4~5% 성장하고 있으며 앞으로는 인공지능을 위한 데이터센터의 냉각 솔루션 수요로 인해 더 큰 성장이 예상된다. 난방기 역시도 화석연료 수급의 불안정성으로 인해 서유럽 및 북유럽에서 히트펌프 수요가 폭발적으로 증가하고 있어 시장 전망은 밝다.

LG전자는 히트펌프에 주목하여 또 한 번의 기술적 도약을 준비 중이다. 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아‘대용량 대온도차 히트펌프 핵심기술 개발’과제를 2023년부터 시작하여 2027년 완료를 목표로 진행 중이다.