[한국기술뉴스] 조선대학교 전자공학과 김남훈 교수 연구팀은 LED 조명의 열에너지를 재활용하는 히트 펌프 LED조명을 개발했다. 개발된 기술은 조선대학교 산학협력단을 통해 2019년 11월 28일 특허를 출원(출원번호 제1020190156007호)했다. 특허 명칭은 '히트 펌프를 이용한 엘이디 조명 시스템’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

최초의 전등은 19세기에 개발된 백열등입니다. 백열등이 보급되면서 빛이 들지 않는 야간에도 자유롭고 편리하게 활동하는 것이 가능해졌습니다. 하지만, 백열등은 사용하는 전기 에너지 중 약 5% 정도를 빛 에너지로 변환하는 매우 낮은 효율을 갖고 있습니다. 최근에는 우수한 효율을 지닌 LED 조명 기구가 개발되어 백열등이나 형광등을 대체하고 있습니다. LED 조명 기구는 전기 에너지 중 20%를 빛으로 변환하며, 나머지 80%는 열에너지로 소모합니다. 현재까지는 조명에서 발생한 열을 활용하지 않고 방출하고 있어, 낭비되는 에너지를 사용할 방법이 필요한 실정입니다.

조선대학교 김남훈 교수 연구팀은 LED 조명 기구에서 발생하는 열에너지를 난방이나 온수에 활용하는 기술을 개발했습니다.

LED 조명 기구를 작동시키면 빛을 방출하며 열을 함께 생성합니다. 생성된 열은 열 파이프를 통해 열 싱크로 전도되고, 흡열 배관 내부의 냉매로 배출됩니다. 냉매는 열을 흡수해 기체 상태로 증발합니다. 기체 상태의 냉매가 압축될 때 방출되는 열을 온수와 난방에 활용할 수 있습니다. 압축된 냉매는 다시 팽창시킨 후 흡열 배관으로 이동해 조명 기구의 열을 흡수합니다.

냉매가 회전하는 과정에서 조명 기구가 냉각되며, 냉매를 압축하는 속도를 조절해 LED 조명의 온도를 적절하게 유지합니다.

본 방법을 활용할 경우 LED 조명 기구에서 낭비되는 열에너지를 활용해 난방비를 줄일 수 있습니다. 또한, LED 조명 기구의 발열 상태에 따라 냉각 속도를 효율적으로 조절해 LED 조명 기구의 수명을 늘리고 효율성과 기능성을 향상시킬 것으로 기대됩니다.