AI·혁신소재 新냉각 삼성 냉장고, 에너지 30% 절감하고 내부 넓어져

삼성전자가 인공지능(AI)과 혁신 반도체 소자 '펠티어' 결합을 통해 에너지 효율을 극대화한 '비스포크 AI 하이브리드' 시대를 연다. 삼성전자는 펠티어 소자를 향후 냉장고 외에도 다양한 가전에 적용할 계획이다.

삼성전자 냉장고 미디어 브리핑에서 삼성전자 선행개발팀 위훈 부사장이 '비스포크 AI 하이브리드' 냉장고를 설명하고 있다. (사진=삼성전자)

■ 두 가지 동력 사용한 하이브리드 냉각 방식...전기료 연간 2만8천원 절감

비스포크 AI 하이브리드는 기존 냉장고 냉각 방식이 컴프레서만을 단일 동력원으로 사용하던 구조에서 벗어나 국내 최초로 반도체 소자인 '펠티어(peltier)'를 결합한 하이브리드 냉각 방식을 채택한 점이 특징이다.

위훈 삼성전자 DA사업부 선행개발팀장(부사장)은 20일 기자 간담회에서 "냉장고는 365일 24시간 전원이 켜져 있어 가정 내에서 전력 소모가 큰 가전 중 하나로, 전기요금 절감에 대한 소비자 니즈가 크다"라며 "이런 니즈를 반영해 컴프레서와 반도체가 하이브리드 자동차처럼 함께 구동하며 최적의 효율을 낼 수 있는 새로운 냉각 형태의 냉장고를 개발했다"고 말했다.

이어서 "비스포크 AI 하이브리드는 에너지소비효율이 국내 최고 등급인 1등급 최저 기준보다 에너지 사용을 30% 절감할 수 있고, 이를 전기요금으로 환산하면 1년에 2만8천원을 줄일 수 있다"고 강조했다.

2024년형 '비스포크 AI 하이브리드' 냉장고는 고효율 컴프레서와 올해 처음으로 펠티어 소자가 탑재됐다.(사진=지디넷코리아)

비스포크 AI 하이브리드에 채택된 반도체 소자는 서로 다른 두 반도체에 전류를 흘려주면 한쪽 면은 열을 흡수하고, 반대편에서는 열을 방출하는 원리를 이용해 냉각에 이용할 수 있다.

평상시에는 AI 인버터 컴프레서가 단독 운전하며 에너지 소비량을 일정하게 유지하지만, 한여름 무더위로 얼음 소비가 급증하거나 새로 구매한 식재료를 대량으로 넣을 때처럼 한 번에 큰 에너지가 필요한 상황이 되면 펠티어 소자가 함께 가동해 빠르고 효율적으로 냉각한다.

삼성전자는 펠티어 소자의 특징을 활용해 냉장고 외의 다른 가전제품 개발도 검토 중이다.

위훈 부사장은 "펠티어 소자는 한쪽에 뜨겁고 차가운 기능이 동시에 가능하기 때문에, 이를 활용할 수 있는 기술을 개발해 냉장고 외에도 다른 제품으로도 지속적으로 확대할 계획이다"라고 전했다.

■ 자체 생산하는 컴프레서에 신기술 적용

비스포크 AI 하이브리드는 반도체 소자뿐만 아니라 컴프레서 자체에도 신기술이 적용됐다. 삼성전자가 컴프레서를 자체 생산을 시작한 1997년부터 8세대에 걸쳐 꾸준한 업그레이드가 이뤄진 24년형 AI 인버터 컴프레서는 제조공법 연구·개발과 구조 변경을 통해 소비 전력을 줄여주는 것이 특징이다.

컴프레서의 에너지 효율과 내구성을 동시에 높이기 위해 내부 모터, 볼베어링, 피스톤, 밸브 등 제조공법까지 연구·개발해 컴프레서 효율을 높였다. 또한, AI 인버터 컴프레서는 모터의 회전부인 로터(Rotor)를 안쪽이 아닌 바깥쪽으로 이동시켜 회전 시 관성을 기존보다 약 4배 증가시켰다. 이는 운전 중에 발생하는 속도 변동을 최소화해 소비 전력을 줄이는 효과를 준다.

위훈 부사장 "컴프레서 3세대의 에너지 효율이 7.9EER이었다면 8세대는 9.3EER로 높13% 이상 향상됐다"라며 "가전 시장에서 컴프레서가 9대 EER을 넘은 것은 삼성전자가 최초다"라고 강조했다.

비스포크 AI 하이브리드는 반도체 소자 채택을 통해 내부 공간도 넓어졌다. 내부 부품을 간소화해 기존과 동일한 외관 크기를 유지하면서 6㎝ 더 깊어진 내부 선반과 25ℓ나 늘어난 내부 용량으로 더 많은 식재료를 보관할 수 있다. 이를 캔 개수로 환산하면 기존보다 24개를 더 채울 수 있는 수준이다.

■ 스마트싱스 'AI 절약 모드' 개선...에너지 소비량 최대 25% 절감

비스포크 AI 하이브리드는 'AI 절약 모드 알고리즘' 적용도 특징이다. 삼성전자는 스마트싱스(SmartThings)의 'AI 절약 모드'를 사용하면 머신러닝으로 구축한 AI 알고리즘이 단순한 문 여닫음과 실제 최대 냉각이 필요한 상황을 스스로 판단해 운전을 최적화한다.

예를 들어 과거에는 문을 열기만 해도 컴프레서의 운전 속도를 올려 불필요한 에너지를 많이 소비했지만, 비스포크 AI 하이브리드는 AI가 온도 데이터를 토대로 미래 온도를 예측해 필요한 만큼만 운전 속도를 올릴 수 있도록 한다. 이 같은 맞춤형 에너지 절약 기능을 통해 소비자들은 실사용 에너지 소비량을 최대 25%까지 더 줄일 수 있다.