'알아서 척척'···삼성전자 AI 하이브리드 냉장고 "에너지 30% 절감"

국내 최초 펠티어 소자 결합

컴프레서와 하이브리드 냉각

에너지 소비량↓·공간 활용↑

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

삼성전자가 인공지능(AI)과 반도체 소자를 결합한 '비스포크 AI 하이드리드' 냉장고를 선보였다. AI 하이브리드 냉장고는 AI 하이브리드 쿨링 기능과 AI 절약 모드 등을 통해 소비전력은 에너지 소비효율 1등급 보다 최대 약 30%를 절약하고 공간 활용성은 높인 것이 주된 특징이다.

위훈 삼성전자 DA사업부 위훈 선행개발팀장은 20일 서울 중구 세종대로에 위치한 삼성전자 기자실에서 열린 '삼성전자 비스포크 AI 하이브리드 냉장고 브리핑'을 통해 "미니 냉장고 등 펠티어 소자가 사용된 적은 있었지만 대형 냉장고에 적용된 것은 '비스포크 AI 하이브리드 냉장고'가 국내 최초"라고 밝혔다.

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

냉장고는 365일 24시간 전원이 켜져 있어 가정 내에서 전력 소모가 큰 가전 중 하나로, 전기요금 절감에 대한 소비자 니즈가 크다. 삼성전자는 이런 니즈를 반영해 컴프레서와 반도체가 하이브리드 자동차처럼 함께 구동하며 최적의 효율을 낼 수 있는 새로운 냉각 형태의 냉장고를 개발했다는 설명이다.

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.

신제품 비스포크 AI 하이브리드의 가장 큰 특징은 ▲'AI 하이브리드 쿨링' 기능과 ▲AI 절약 모드 알고리즘이다.

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.

이로써 에너지소비효율이 국내 최고 등급인 1등급 최저 기준보다도 30% 더 뛰어나고, 이를 전기요금으로 환산하면 1년에 2만8000원을 줄일 수 있다.

위 팀장은 "하이브리드 자동차가 구간에 따라 모터 2개를 나눠쓰면서 기존 내연 기관 대비 30% 연비가 좋아지는 것과 같이 비스포크 AI 하이브리드도 기존의 컴프레서와 펠티어 소자가 나뉘어 하이브리드로 작동해 30% 정도 효율이 좋아질 수 있는 것"이라고 말했다.

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.

뿐만 아니라 일정 주기마다 일률적으로 성에 제거를 수행하던 기존 제품과 달리 신제품은 데이터를 토대로 착상을 감지해 꼭 필요할 때만 제상을 한다.

이 같은 맞춤형 에너지 절약 기능을 통해 소비자들은 실사용 에너지 소비량을 최대 25%까지 더 줄일 수 있다.

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 증가시킴으로써 운전 중에 발생하는 속도 변동을 최소화해 소비 전력을 줄였다.

특히 일반적인 냉장고의 주요 운전 영역인 저속 운전 구간(950~1,450rpm)에서 에너지 효율을 이전 세대 컴프레서 대비 최대 13% 이상 끌어올렸다는 게 강점이다.

비스포크 AI 하이브리드는 반도체 소자 채택을 통해 내부 부품을 간소화해 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.

삼성전자는 8월 정기 소프트웨어 업데이트 서비스인 '스마트 포워드(Smart Forward)'의 일환으로 '하이브리드 정온' 기능을 업데이트로 제공할 계획이다.

이 기능은 성에 제거 때 반도체 소자를 가동해 온도 상승을 줄여줘 식품 보존 성능을 더 향상시킬 수 있다. 생연어의 경우 하이브리드 정온 기능을 적용하면 식재료 보관 한계 도달일이 최대 1.2배 늘어난다.

위 팀장은 "현재는 펠티어 소자가 컴프레서를 완전히 대체할 수 있을 정도는 아니지만 성능이 조금씩 올라가고 있고 다방면의 연구도 이어지고 있는 만큼 언젠가 컴프레서를 대체해 새로운 타입의 냉장고가 나올 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

그는 이어 "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.