[Tech&]새로운 냉각 방식을 통한 에너지 효율 극대화, 냉장의 새로운 기준 제시하는 ‘인공지능(AI) 하이브리드 쿨링’

두 개의 심장으로 에너지는 아끼고 신선함은 오래도록 유지

《냉장고는 24시간 작동하는 가전제품인 만큼 에너지 소비를 줄이면서도 최적의 냉각 성능을 유지하는 기술이 필수적이다.

삼성전자는 이러한 핵심 요건을 충족하기 위해 비스포크 냉장고에 ‘AI 하이브리드 쿨링’을 도입하며 냉장고 선택의 새로운 기준을 제시했다.

삼성전자는 단일 동력원만을 사용해 냉각하던 기존의 냉장고 방식에서 벗어나 국내 최초 인공지능(AI) 하이브리드 쿨링 방식을 적용해 에너지 효율을 극대화했다.

‘AI 하이브리드 쿨링’이 어떻게 에너지를 절약하면서도 강력한 성능을 구현할 수 있는지 그 원리를 살펴보자.》

크게보기

평소에는 효율적으로, 필요할 땐 강력하게
두 가지 동력으로 에너지 사용 최적화

삼성전자는 지난해 ‘비스포크 AI 하이브리드’ 냉장고를 출시하며 국내 최초로 ‘펠티에(Peltier)’ 소자를 결합한 ‘AI 하이브리드 쿨링’ 기술을 선보였다. 기존 냉장고가 단일 동력원인 컴프레서만으로 냉각했다면, 이 기술은 냉매 없이 전기로 냉각하는 펠티에 소자를 추가 동력원으로 탑재해 에너지 효율을 극대화했다.

해당 기술의 작동 원리는 하이브리드 자동차와 유사하다. 자동차가 주행 환경에 따라 엔진과 모터를 최적의 조합으로 제어해 연료소비효율을 높이듯, 냉장고도 외부 환경과 사용 상황에 맞춰 컴프레서와 펠티에 소자를 단독 또는 함께 운전하며 최적의 냉각 방식을 구현한다.

스마트한 운전 방식 덕분에 ‘AI 하이브리드 쿨링’은 필요에 따라 에너지 소비를 조절한다. 평상시에는 고효율 AI 인버터 컴프레서만 단독으로 작동해 에너지 사용을 최소화하고, 무더운 여름철처럼 냉장고 외부 온도가 급격히 높아지거나 이사, 대청소 등으로 집중 냉각이 필요할 때는 펠티에 소자를 함께 가동시켜 보다 신속하고 정밀한 냉각을 제공한다.

그 결과, ‘비스포크 AI 하이브리드’ 냉장고는 에너지소비효율 1등급 최저 기준 대비 최대 30%의 소비 전력 절감을 실현했다. 연간 전기요금으로 환산하면 약 2만8000원을 아낄 수 있어 경제적 효과도 뛰어나다. 냉각 성능과 에너지 절감을 모두 만족시키며 차세대 냉장고 기술의 새로운 기준을 제시하고 있다.

AI가 사용 습관 분석해 온도 변화 예측,
정밀 온도 조절로 신선한 식재료 보관

‘AI 하이브리드 쿨링’ 기술의 또 다른 혁신은 이름에서도 알 수 있듯, AI 기반의 정밀 온도 조절이다. AI가 사용자의 냉장고 사용 패턴을 학습해 최적의 온도를 자동으로 유지하는 방식이다.

작동 원리는 간단하다. 냉장고 문 개폐 시 머신러닝 기반 AI가 데이터를 수집·분석해 5분 후 온도를 예측한다. 이를 바탕으로 컴프레서를 단독으로 가동할지, 펠티에 소자와 함께 운전할지를 결정한다. 예를 들어, AI가 온도 상승을 예상하면 실제로 올라가기 전에 미리 대응해 불필요한 냉각 낭비를 방지한다.

AI 기반의 정밀 제어 덕분에 에너지 효율도 크게 향상됐다. 기존 냉장고는 단순히 문이 열리면 컴프레서 속도를 일괄적으로 높여 불필요한 에너지를 소비했지만, ‘AI 하이브리드 쿨링’은 상황에 따라 필요한 만큼만 냉각을 가동해 최적의 효율을 유지한다.

그뿐만 아니라 ‘AI 하이브리드 쿨링’은 육류, 과일, 김치 등 정온 유지가 중요한 식재료를 최적의 상태로 보관한다. AI 기술로 냉장실과 냉동실의 온도 편차를 ±0.5도로 유지해 신선도를 높이고, 수분 손실을 최소화해 맛과 질감을 더욱 오래 지켜준다. 특히 하이브리드 정온 모드 사용 시 온도 상승을 최소화시켜 육류 및 어류의 냉장고 저장 기간을 연장할 수 있다. 돼지고기는 1.4배, 연어는 1.2배 더 오래 보관할 수 있다.

부품 간소화로 내부 용량 확대,
더 깊고 넓어져 공간 효율성 극대화

비스포크 냉장고에 적용된 ‘AI 하이브리드 쿨링’ 기술은 에너지 효율과 냉각 성능뿐만 아니라 공간 활용성까지 획기적으로 개선했다.

공간 활용성을 높일 수 있었던 핵심 요소는 바로 펠티에 소자의 적용이다. 기존 냉장고는 여러 개의 열교환기를 탑재해야 해 내부 공간이 제한적이었지만, 펠티에 소자가 일부 열교환기를 대체하면서 내부 부품이 간소화됐다. 그 결과 저장 공간이 확대되어 보다 넓고 효율적인 수납이 가능해졌다.

특히 ‘비스포크 AI 하이브리드’ 900L 모델은 기존 대비 용량이 최대 25L 증가했다. 이는 355mL 캔 기준으로 약 24개를 추가로 보관할 수 있는 수준이다. 또 내부 선반 깊이도 기존보다 60mm 늘어나 동일한 외관 크기를 유지하면서도 더 많은 식재료를 효과적으로 보관할 수 있도록 설계됐다. 덕분에 대용량 식재료를 자주 보관하는 소비자들에게 더욱 만족스러운 사용 경험을 제공한다.

삼성 냉장고의 ‘AI 하이브리드 쿨링’ 기술은 단순한 신선 보관을 넘어 AI 기반의 맞춤형 냉각을 제공한다. 컴프레서와 펠티에 소자를 최적의 조합으로 가동해 에너지 효율을 극대화하며, 혁신적인 기술력으로 소비자들에게 보다 편하고 효율적인 사용 경험을 선사한다.

[AI 하이브리드 쿨링] * 컴프레서와 펠티에 소자를 병용하는 가정용 하이브리드 타입 냉장고 기준 국내 최초. * 펠티에 소자는 냉매 없이 전기만으로도 냉각을 할 수 있는 반도체 소자이며, 다음 조건 중 하나 이상에 해당할 때 작동함. -냉장실의 온도가 정상 범위 이상 올라갈 때. -AI가 사용자의 냉장실 개폐 패턴을 분석, 5분 뒤의 냉장실 온도를 예측하여 대량 식료품 입고, 청소 등의 상황이 발생한 것으로 판단했을 때. * 냉장고 외부 온도는 냉장고가 설치되어 있는 실내 온도 기준. * 에너지 소비전력 30% 절감 관련. -‘비스포크 AI 하이브리드’ 냉장고 중 에너지소비효율 1등급 최저 기준 대비 최대 30%의 소비 전력 절감을 실현하는 모델은 초전력 모델에만 해당됨(RF91DB90LE01). -900L 냉장고(RF91DB90LE01) 모델의 월간 소비전력은 ‘33.0kWh’이며, 이를 에너지소비효율 1등급 최저 기준 월간 소비전력량 ‘47.23kWh’와 비교한 수치. -제품에 부착된 에너지소비효율 등급 라벨 표기치 기준으로 한국에너지공단 규격 인증 시 실측된 소비전력량과 다를 수 있음. * AI 인버터 컴프레서의 AI 기능 활용을 위해서는 Wi-Fi 연결, SmartThings 앱을 바탕으로 ‘AI 절약 모드’ 작동이 필요함. [±0.5도 미세정온] * 정온 냉장 동작 시 온도 편차 ±0.5도(자사 실험치 기준). * 정온 냉동 동작 시 온도 편차: 평상시 정온 냉동 ±0.5도, 일반 냉동 ±1.5도 / 성에 제거 시 정온 냉동 최대 3도, 일반 냉동 최대 10도(자사 실험치·일반 냉장고 기준). * Intertek사의 검증을 받은 자사 시험 결과로 실사용 환경에 따라 달라질 수 있으며, 자사 일반 냉장고 모델(RF28HDEDPBC)과 비교. [하이브리드 정온 모드] * Intertek사의 검증을 받은 자사 시험 결과로 실사용 환경 및 식품의 종류, 상태 및 크기 등과 보관 방법에 따라 효과가 달라질 수 있음. * 하이브리드 정온 모드 작동은 냉장실에 한하며, 제상 기능 작동 시 펠티에 소자 쿨러가 가동되어 냉장실 온도 상승을 줄여줌. * 하이브리드 정온 모드에 관련한 자세한 내용은 삼성닷컴 참고. [900L 이상 대용량] * 기존 선반 대비 깊이 60mm, 선반 적재 면적 약 13.8% 증가. * 자사 냉장고 RF85C90N1AP와 비교한 수치로, 66X122mm(지름X높이) 크기의 355mL 캔 음료 기준임. 더 깊어진 선반은 냉장실의 상·중 선반만 해당함.