박윤철 교수

저GWP(지구온난화지수) 냉매 적용 필요성과 고효율 냉동사이클에 대한 요구가 증대됨에 따라, 친환경 냉매를 적용한 차세대 냉동공조 시스템 개발을 목표로 연구를 수행하고 있습니다. 핵심 기술로는 이젝터(Ejector) 기반 고효율 냉동사이클 설계와 노즐 통합형 전자식 팽창밸브(EEV) 제어 기술을 개발하여 기존 시스템 대비 에너지 효율을 개선했습니다. 이 기술은 산업용 냉난방기, 친환경 콜드체인, 자동차 HVAC 시스템 등에 적용되고 있으며, 특히 가전 및 차량용 공조 시스템 분야에서 삼성전자 등 산업체와 공동 연구를 수행하고 있습니다. 관련 기술은 (주)에센텍에 복수 개의 증발기로 제습기능을 구비한 히트펌프 시스템 기술(10-2012-0036115)로 이전된 바 있습니다. 노즐 통합형 EEV 성능평가 논문을 2025년 게재했으며, 관련 특허를 다수 등록해 에젝터 노즐 통합형 제어 기술 시스템은 TRL 7 수준의 실증 및 표준화 단계에 도달했습니다.

전기차 배터리는 저온 환경에서 성능이 저하되는 문제가 있어, 이를 해결하기 위한 배터리 열관리 시스템 연구를 수행하고 있습니다. 핵심 기술로 인덕션 히터(Induction Heating) 기반 배터리 급속 가열 기술과 통합 수가열 히팅 시스템 제어 기술을 개발했습니다. 이 기술은 EV/HEV 통합 열관리 모듈(TMS)과 전기차 배터리 저온 성능 개선에 적용되고 있습니다. 국가기술은행(NTB)에 등록된 기술을 바탕으로 중소기업에 기술이전을 수행했으며(S2020010550, S2023013065), 와우쿨에 공기조화기 사용에 따른 전기자동차의 전기소비량 제어방법을, 주식회사 지니에 전기자동차 배터리 안정성 확보를 위한 냉각장치 열특성 분석 기술을 이전했습니다. 연구 성과로 'Induction Heater Based Battery Thermal Management System for Electric Vehicles'(Energies, 2020)를 게재했으며 피인용 15회 이상을 기록했습니다. 통합된 수가열식 히팅 시스템(특허 10-2018272)을 등록했으며, 노즐 통합형 EEV 적용 차세대 공조 시스템은 시제품 성능평가를 완료해 TRL 6 수준에 도달했습니다.

태양열, 지열, 풍력 등 신재생에너지의 계절적 저장과 하이브리드 난방 활용 필요성이 커짐에 따라, 열저장 및 신재생에너지 융합 시스템을 연구하고 있습니다. 핵심 기술로 계절 지중 열저장(ATES, Aquifer Thermal Energy Storage) 기술과 태양열 보조 하이브리드 난방 제어 기술을 개발했습니다. 이 기술은 스마트팜, 제로에너지 하우스, 지역 에너지 신산업 분야에 적용되고 있습니다. 복수개의 축열조를 구비한 태양열 축열 시스템(특허 10-1406589)을 등록했으며, 한국에너지종합기술(주)에 비상전원용 이동식 풍력발전기 기술을 이전한 바 있습니다. 한국지열수열에너지학회 활동과 ISO/TC86(냉동 및 공기조화) 국제표준화 한국 대표단으로 참여하며 산학 협력 및 국제 표준화 기여를 이어가고 있습니다. 연구 성과로 'A Parametric Study of a Solar-Assisted House Heating System with a Seasonal Underground Thermal Energy Storage Tank'(Sustainability, 2020)를 게재해 피인용 12회를 기록했으며, 직렬 연결 복수 축열조 구비 난방 시스템(특허 10-20200089818)을 등록했습니다. 현재 연구실 환경에서의 시스템 최적화 해석 및 테스트 단계로 TRL 5 수준에 있습니다.