히트파이프(heat pipe)는 파이프를 통해 열을 전달하는 요소기술이다. 파이프와 같은 용기 내부를 진공으로 하여 작동유체를 주입하면 낮은 온도에서도 작동유체는 증발하여 열에 의해 열을 전달하게 된다. 히트파이프 기술은 무중력상태에서 이용되는 우주용 전자부품을 냉각하기 위해 1950년대에 미국에서 개발되었다. 1960년대에는 소련, 유럽 등 우주개발의 선두국가들도 히트파이프 기술을 국책 전략과제로 선정하고 연구개발을 추진했다. 이후 지상용으로 응용이 되면서 에너지 회수 및 각종 냉각장치의 고성능화기술로 급속히 사용되기 시작했고, 국내에서는 1970년대에 산업분야 배가스열의 회수를 위해 히트파이프 연구가 시작되었다. 국가 차원의 계획은 아직 수립되지 않은 상태에서 국책연구소를 중심으로 연구가 시도되었는데, 이 시기에는 실질적인 연구로는 이어지지 못했다. 1980년대가 되면 히트파이프 기술은 반도체 등 첨단 전자부품의 온도제어에 응용되면서 민수용 산업에 접목되기 시작했다. 이에 따라 우리나라에서도 기술수요가 증가하기 시작했고 일부 대학과 국책연구소들을 중심으로 기초연구가 활기를 띠게 되었다. 1987년에는 KIER도 히트파이프 연구에 착수했다. 이로부터 폐열회수용 히트파이프 기술, 냉각용 히트파이프 기술, 히트파이프 응용기술을 대상으로 약 17개의 연구과제가 수행되었다. 폐열을 회수하는 히트파이프 기술의 개발로는 1989년에 공조용 히트파이프 열교환기가 개발돼 첫 성과를 거두었다. 이로써 KIER는 공조용 히트파이프 요소 열설계 기술, 히트파이프 요소 제작 기술, 히트파이프식 열교환기 설계 및 제작기술을 보유하게 되었다. (성능시험 평가 및 열교환기 성능예측 프로그램도 개발했다.) 1997년에는 분리형 히트파이프 열교환기가 개발되었다. 증발기와 응축기의 분리 설치가 가능한 열교환기로서, 두 열교환기의 설치높이 차에 의해 작동유체가 자연순환하는 원리를 활용한 기술이었다. KIER는 300kW급 시제품의 실증운전을 통해설계 및 제작기술을 확보했고, 보일러와 요로의 배가스열과 BFG의 가열 등에 설치할 경우 투자비의 회수기간은 1.35년이면 가능할 것으로 평가되었다. 1999년에는 회전형 히트파이프 열교환기의 개발에도 성공했다. 1997년부터 산자부 출연사업으로 수행된 프로젝트였다. 이를 통해 분진에 의한 오염배가스로부터 열을 회수할 수 있게 되었으며, 특히 장기간 사용하는 경우 오염물질 축적으로 유효전열면적이 감소돼 열교환 성능이 급격히 저하되는 히트파이프기술의 문제점이 해결되었다. 1990년대에는 전자기기가 대용량화 및 고속화 되고 크기는 더욱 소형화하는 추세를 보였다. 반도체 등 작동온도에 민감한 전자부품들에 히트파이프 기술의 적용이 요구되면서 히트 파이프 기술도 보다 다양화되었다. 이에 1994년 KIER는 냉각 기능을 하는 히트파이프 기술의 개발에도 착수했다. 오디오앰프 냉각용 히트싱크, 싸이리스터 냉각용 히트파이프를 개발했고, 산업기기용 콘트롤러, 반도체 등 분진이 회피되어야 하는 곳에 적용할 수 있는 캐비넷형 히트파이프 열교환기도 개발했다. 지하철시대가 도래하면서는 고성능 지하철 냉각장치 히트싱크도 개발했다. 이들 제품은 기업체와 공동개발 되며 수출로도 이어졌다. 히트싱크용 히트파이프 기술은 2000년 과학기술부의 국가지정 연구실 사업으로 선정되었고, KIER가 이를 수행하게 되었다. 2005년까지 수행된 이 사업을 통해 KIER는 열발생부위와 냉각부위를 분리시킨 루프히트파이프 기술 개발, 열량변화에도 냉각온도를 일정하게 유지시키는 가변전열 윅히트파이프 기술개발에 잇달아 성공하며 우리나라 히트파이프 기술을 선진국 수준으로 향상시켰다. 히트파이프 응용기술의 개발도 추진되었다. 1994년에는 (1996년까지 수행) 과학기술부사업으로 모터의 로터축을 회전형 히트파이프축으로 제작하여 냉각능력을 30%나 향상시켰다. 1999년에는 산자부 에너지절약과제를 수행하여 응축용 히트파이프를 개발했다. 에너지다소비공정인 건조공정의 고온고습 열풍을 루프형 히트파이프 증발기로 통과시키고 대기의 공기는 응축기로 유동시켜 건조기에서 배출되는 열을 회수하는 기술로 에너지절약 효율을 25% 향상시켰다. 또한 2002년에는 중소기업청 기술혁신과제로 제습용 루프 히트파이프를 개발했다. 건조공정에 루프형 히트파이프가 설치됨으로써 건조공정에서 발생하는 악취를 외부로 배출시키지 않고 폐순환으로 건조가 가능해졌다. 1980년대 말 이후 국가지정연구실 사업으로 히트싱크용 히트 파이프 기술 연구를 선도적으로 수행하는 동안 KIER는 이처럼 수많은 히트파이프 기술을 보급시키고 국내 히트파이프 기술을 선진화하는 발판을 마련했다. KIER는 현재 전자기기의 고속화 및 초소형화 추세 속에 전자부품 냉각장치를 마이크로화 하는 연구를 진행 중이며 통신장비냉각용 히트파이프 기술을 개발하는 등 히트파이프 기술을 더욱 고도화하는 노력을 집중해 나가고 있다. 본 메일은 발신전용메일로 메일수신을 동의하셨기에 기재해 주신 이메일 주소로 발송되었습니다. 한국에너지기술연구원에서 드리는 각종 정보의 메일 수신을 원치 않으시면 [수신거부]를 눌러 회원 개인정보를 변경해 주시기 바랍니다. If you do not want this type of information or email, please click here 기타 문의 사항은 한국에너지기술연구원 웹사이트의 [ 참여마당> 묻고 답하기 ] 메뉴를 이용하여 주시기 바랍니다.