韓国機械材料研究院（KIMM）からの共同研究チームが中央大学と協力して、新しい化学吸着熱ポンプを開発しました。このポンプは、低温廃熱を直接冷却エネルギーに変換することができます。データセンターや工業プラントは、設備の冷却に大量の電力を消費しており、周囲環境に排出される低温熱廃気は完全に未利用であり、これはエネルギーの大きな浪費です。韓国の研究者たちは、この新しい熱ポンプシステムを通じてこの問題を解決することを目指しています。KIMMが設計した熱ポンプは、工場やデータセンターから排出される温かい廃気を効果的に利用でき、中央大学は無音で振動のない電気化学圧縮機を開発しました。
製造業者のSamjung Tech Co., Ltd.は、その画期的なシステムを示す10 kWクラスのプロトタイプを成功裏に製造しました。
従来の吸着冷却技術は、70°C以上の高温熱源を必要とし、標準の空調は騒音が大きく、エネルギーを消費する機械圧縮機に依存しています。新しいシステムは、40°C（104°F）という低温の廃熱を使用して冷却を行うことができ、化学吸着技術と静音電気化学圧縮機を組み合わせることで、ほぼ無音の効率的な冷却ソリューションが重い機械設備に代わって提供されます。特に、このシステムは熱ポンプのコア吸着ベッドを徹底的に再設計することによって、世界最高の特定冷却能力（SCP）346.5 W/kgを実現しました。
この構造の最適化により、熱効率が向上し、システムは単位質量あたりより多くの冷却能力を引き出すことができ、最終的に提供される性能は既存の国際技術の2倍を超え、よりコンパクトで強力な廃熱冷却ユニットへの道を開きました。
新型熱ポンプシステムが冷却技術の未来を変える
このシステムは天然アンモニアを作動冷媒として使用し、HCFCやHFCなどの合成化合物による地球温暖化やオゾン層の消耗に対する影響を完全に克服しています。アンモニアの使用は、オゾン消耗がほとんどなく、地球温暖化の潜在能力がほぼゼロであり、今日の厳しい国際環境基準を容易に満たしています。さらに、これにより熱ポンプはグリーン技術となり、エネルギー生産や化学冷媒から排出される温室効果ガスを大幅に削減します。
現在進行中のプロトタイプテストでは、施設が毎日大量の40°Cの熱 runoffを排出していることが示されています。以前は、この熱エネルギーは冷却が過剰で実際の作業に使用できないと考えられていました。今では、これらの廃熱が空調の主要なエネルギー源となっています。10 kWクラスのプロトタイプがデモテストを行っています。さらに、この共同研究は大面積のアンモニア圧縮機の開発を進めており、この静音技術が病院、学校、家庭などの騒音に敏感な環境での商業利用に近づく可能性があります。この圧縮機は多層スタッキング構成を採用しており、オペレーターはスタックにさらにユニットを追加するだけで容量を拡大でき、重い機械の外装を再設計する必要がありません。
韓国機械材料研究院の主任研究員である金揚博士は、「この研究の最大の成果は、工場やデータセンターからわずか40°Cの低温廃熱で冷却を行うことが成功したことです。現在、私たちは10 kWクラスのプロトタイプのデモテストを行っています。これらのテストを基に、技術の現場デモを進めるためのさらなる研究を計画しています。」と述べています。チームが商業化に向けて進む中、この技術はデータセンターや工場の電気料金を大幅に削減し、同時に世界の産業における炭素フットプリントを減少させることが期待されています。