삼성전자 또 일냈다…냉장고 전기료 '확' 줄인 비결은

삼성 "반도체소자로 냉각하고 AI까지 적용"…냉장고 전기료 '확' 줄였다
반도체 소자 펠티어·AI 인버터 컴프레서 사용
하이브리드 냉각 방식…"에너지 효율 극대화"
스마트싱스 'AI 절약 모드'로 소비전력 최대 25% 줄여

위훈 삼성전자 생활가전(DA)사업부 선행개발팀장이 20일 서울 중구 태평로빌딩에서 연 미디어 행사에서 지난 4월 출시한 비스포크 AI 하이브리드 냉장고에 대해 소개하고 있다. 사진=오정민 한경닷컴 기자

"'비스포크 AI 하이브리드' 냉장고는 자동차에 비유하면 '두 개의 엔진'으로 독립 냉장을 하는 셈입니다. 에너지 소비효율이 국내 최고 1등급보다도 최대 30% 개선돼 (누진제 적용 전) 전기요금으로 환산하면 1등급 냉장고보다 1년에 2만8000원을 줄일 수 있습니다." 

위훈 삼성전자 생활가전(DA)사업부 선행개발팀장은 20일 서울 중구 태평로빌딩에서 연 미디어 행사에서 지난 4월 출시한 비스포크 AI 하이브리드 냉장고에 대해 이 같이 설명했다.

신제품은 기존 냉장고 컴프레서와 함께 반도체 기반 냉각 기술인 펠티어 소자를 동력원으로 추가 적용한 제품이다. '인공지능(AI)가전은 삼성'이란 인식 확산에 공을 들이고 있는 삼성전자는 AI 기술과 반도체 기반 기술을 적용한 신제품으로 소비자 공략에 나설 계획이다. 

반도체 소자 이용 하이브리드 냉각 방식…스마트싱스로 맞춤형 에너지 절약

사진=삼성전자

비스포크 AI 하이브리드는 컴프레서만으로 동력원을 삼은 기존 냉장고와 달리 국내 최초로 냉매 없이 전기만으로도 냉장·냉동을 할 수 있는 반도체 기반 냉각 기술인 펠티어 소자를 컴프레서와 결합했다. 컴프레서와 펠티어 소자를 병용하는 가정용 하이브리드 타입 냉장고로는 국내 첫 제품이다.

삼성전자는 전력 소모가 큰 가전 중 하나인 냉장고의 전기요금 절감에 대한 소비자 수요가 많은 점을 고려해 하이브리드 냉장고를 기획했다.

비스포크 AI 하이브리드에 채택된 펠티어 소자는 서로 다른 두 반도체에 전류를 흘려주면 한쪽 면은 열을 흡수하고, 반대편에서는 열을 방출하는 원리를 이용해 냉각에 이용하는 원리다. 다만 아직 컴프레서 만큼의 효율은 달성하지 못해 해외에서도 펠티어 소자를 사용한 냉장고는 소형 냉장고에 국한됐다. 삼성전자는 펠티어 소자의 효율을 개선하고, 기존 컴프레서의 기능을 보완하는 방식으로 하이브리드 냉장고를 설계했다.

삼성전자는 신제품을 '두 개의 엔진'을 사용하는 '하이브리드 자동차'에 비유했다. 24시간 가동하는 냉장고의 최대 출력 구간은 10%에 그치는 만큼 컴프레서와 펠티어가 필요한 시기에만 함께 작동하는 방식으로 국내 최고 에너지 효율을 달성했다는 설명이다. 

신제품의 가장 큰 특징은 'AI 하이브리드 쿨링'기능과 AI 절약 모드 알고리즘이 꼽힌다. 평상시에는 AI 인버터 컴프레서가 단독 운전하며 에너지 소비량을 일정하게 유지하지만 한 번에 큰 에너지가 필요한 상황이 되면 펠티어 소자가 함께 가동해 빠르고 효율적으로 냉각한다. 900L 용량 에너지 소비효율 1등급 냉장고와 비교해도 월간 소비 전력을 30% 절감했다고 부연했다.

또한 비스포크 AI 하이브리드는 기기 간 연결과 제어가 가능한 '스마트싱스(SmartThings)'를 이용한 맞춤형 에너지 절약 기능을 갖췄다고 회사 측은 소개했다. 스마트싱스 'AI 절약 모드'를 사용하면 머신러닝으로 구축한 AI 알고리즘이 운전을 최적화하는 방식. 이를 통해 소비자들이 실사용 에너지 소비량을 최대 25%까지 더 줄일 수 있다. AI 절약 모드 이용 시 기본 15%를 줄일 수 있고, 스마트 온도 조절 시 추가로 10%를 절약할 수 있다.

과거에는 문을 열기만 해도 컴프레서 운전 속도가 올라가 불필요한 에너지를 많이 소비했지만, 비스포크 AI 하이브리드는 AI가 온도 데이터를 토대로 미래 온도를 예측해 필요한 만큼만 운전 속도를 올릴 수 있도록 했다. 일정 주기마다 일률적으로 성에 제거를 수행하던 기존 제품과 달리 신제품은 데이터를 토대로 착상을 감지해 꼭 필요할 때만 제상을 하는 기능도 갖췄다. 

위훈 팀장은 "에너지소비효율이 1등급 냉장고보다 30% 개선됐고, 실사용 에너지를 25% 절약할 수 있다"면서 "(누진제 적용 전) 전기요금으로 환산 시 1등급 냉장고를 사용하는 것보다 1년에 2만8000원을 줄일 수 있다"고 설명했다.

 자체 생산하는 컴프레서에도 신기술…소비 전력 줄여줘

위훈 삼성전자 생활가전(DA)사업부 선행개발팀장이 20일 서울 중구 태평로빌딩에서 연 미디어 행사에서 지난 4월 출시한 비스포크 AI 하이브리드 냉장고에 대해 소개하고 있다. 사진=오정민 한경닷컴 기자

비스포크 AI 하이브리드는 반도체 소자뿐만 아니라 컴프레서도 소비 전력을 줄여주는 신기술이 적용됐다.

삼성전자는 컴프레서를 자체 생산하기 시작한 1997년부터 8세대에 걸쳐 꾸준히 업그레이드를 진행했다. 2024년형 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 높였다는 설명이다. 

또한 AI 인버터 컴프레서는 모터의 회전부인 로터를 안쪽이 아닌 바깥쪽으로 이동시켜 회전 시 관성을 기존보다 약 4배 증가, 운전 중 발생하는 속도 변동을 최소화해 소비 전력을 줄였다. 

그 결과 일반적인 냉장고의 주요 운전 영역인 '저속 운전 구간'에서 에너지 효율을 이전 세대 컴프레서보다 최대 13% 이상 끌어올렸다고 소개했다.

비스포크 AI 하이브리드는 반도체 소자를 채택 내부 부품을 간소화하면서 내부 용량도 늘렸다. 기존과 동일한 외관 크기를 유지하면서도 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. 

정교한 제어로 식품 보존 성능도 개선됐다. 삼성전자는 오는 8월 정기 소프트웨어 업데이트 서비스인 '스마트 포워드'의 일환으로 '하이브리드 정온' 기능을 업데이트로 제공할 계획이다. 해당 기능은 성에 제거 때 반도체 소자를 가동해 온도 상승을 줄여 식품 보존 성능을 더 향상시킬 수 있다. 글로벌 인증전문 기업인 인터텍 검증 결과, 생연어의 경우 하이브리드 정온 기능을 적용하면 식재료 보관 한계 도달일이 최대 1.2배 연장된다. 

위훈 팀장은 "비스포크 AI 하이브리드는 삼성전자의 강점인 AI에 반도체 소자를 결합해 에너지 사용량을 손쉽게 줄일 수 있는 냉장고"라며 "앞으로도 삼성전자만의 새로운 혁신 기술을 접목해 소비자들의 일상을 더욱 편리하게 하는 다양한 가전을 선보여 나갈 것"이라고 말했다. 

오정민 한경닷컴 기자 blooming@hankyung.com