전기전자/정보통신

Mitsubishi Electric_2016_Vol.90 No.10

미쓰비시전기 기보
주거 진화를 지원하는 가정전기의 최신기술

[권두 논문]
●주거 진화를 지원하는 가정전기의 최신기술

(Latest Technologies of Home Appliances Supporting Evolution of Home Living)
Takashi Yamamoto / 리빙·디지털미디어 기술부장

미쓰비시전기는 지속 가능한 순환 형 사회와 건강장수사회 등 사회 전체가 갖고 있는 다양한 과제를 고도의 기술로 해결하고, 한 사람 한 사람의 “삶의 질”을 높이는 것을 목적으로 제품개발을 추진하고 있다. 주택설비 기기인 미쓰비시 EcoCute(EcoCute는 간사이(關西)전력의 등록 상표다)의 경우, 미쓰비시 HEMS(Home Energy Management System)와 접속하여, 태양광발전시스템과 연계함으로써 에너지의 효과적 활용을 도모했다.

공조기기인 룸 에어컨 “Kirigamine(霧ヶ峰)”의 경우는, 최신 Sensing기술로 사람의 위치나 얼굴, 손발의 체감 온도를 세세하게 판별하고, 사람 중심으로 바람을 향하게 함으로써 쾌적성과 효율적인 운전을 모두 달성했다.

가사 가전기기 중 하나인 냉장고의 경우, 광합성을 이용한 영양분의 증량과 야채실 보습성능 개선을 통해 야채의 선도를 길게 유지시켰다. 또한, IH Jar 밥솥 “Honsumihagama(本炭羽釜)”로 밥을 지을 때 “Hondaki(本炊き)”(물이 끓어서 쌀에 열을 통과시키는 과정) 공정에서 화력을 강화하여, 종래의 찰진 밥알의 촉감을 유지하면서 촉촉한 느낌을 향상시켰다.
이 특집호는 주거 진화의 시점에서 “주거공간의 질”과 “식생활의 질”을 실현하는 미쓰비시의 다양한 제품의 최신기술 특집이다.

1. 머리말
지속 가능한 순환형 사회나 건강장수 사회, 정보화 사회 등의 다양한 과제와 함께 우리들을 둘러싸고 있는 생활 환경은 크게 변화하고 있다. 본고에서는 주거환경 진화의 시점에서, 한 사람 한 사람의 “삶의 질”을 높이기 위한 “주거공간의 질”과 “식생활의 질”을 실현하는 제품의 최신 기술에 대해 논한다.

2. 주거공간의 질
2.1 EcoCute와 태양광발전시스템과의 연계에 의한 에너지의 유효 활용 기술
미쓰비시 EcoCute에서는, 지금까지 전력회사가 제공하는 야간시간대의 저렴한 전기요금 플랜에 적합한 “wakiage(沸き上げ, 낮 시간의 낮은 전기료를 사용하여 물탱크의 물을 가열해 두는 기능)”기능을 설치해 왔다. 그러나 2016년 4월 1일의 전력소매시장자유화 이후, 많은 전력회사가 다양한 전기요금 플랜을 제공하고 있다. 신제품의 경우 이들 전기요금 플랜에 유연히 대응할 수 있는 “wakiage”기능을 새롭게 설치했다.

또한, 2014년말에 자원에너지청은 태양광발전에 대한 출력제어 규칙을 공시했다. 신제품인 “B2시리즈”에서는 이에 대응하기 위해, 미쓰비시 HEMS와 접속하여 태양광발전시스템과 연계하는 “태양광발전 출력제어연계” “전기판매우선” “잉여활용”의 세 개 모드로 구성되는 연계운전 기능을 탑재했다.

일반적으로 태양광발전 시스템에서는 태양광발전전력에서 자가소비전력을 제외한 잉여전력을 판매할 수 있다. 그러나 20%의 출력제어 지시가 전력회사로부터 발령된 경우, 태양광발전의 정격(定格)전력의 20%를 넘는 잉여전력은 판매할 수 없게 된다. 때문에 “태양광발전출력제어연계”모드에서는, EcoCute가 강제 “wakimashi”(沸き増し, 탱크의 물을 추가하여 가열하는 것)를 시행함으로써 판매할 수 없는 잉여전력을 EcoCute에 열에너지로서 뜨거운 물을 저장하여 유용하게 활용하는 연계운전을 가능하게 했다. 또한, 출력제어가 발령되지 않은 경우는 “전력판매 우선”모드에 의해 태양광발전전력의 판매량에 손해가 생기지 않도록 EcoCute의 “wakiage”를 강제정지하고, 고정매입제도 종료후의 판매단가가 하락한 경우는 “잉여활용”모드에 의해 잉여전력으로 강제 “wakimashi”를 시행하는 연계운전도 가능하도록 했다.

2.2 룸 에어컨의 최신기술
1) 주거 공간온도와 체감온도의 Sensing 기술
2016년에 50주년을 맞이한 룸 에어컨 “Kirigamine”는 항상 쾌적성과 에너지절약을 동시에 추구해 왔다. 신제품의 경우는 적외선센서 “Move Eye극(極)”이 천장, 벽, 바닥 등의 습도나 손끝, 발끝 등의 신체 온도변화를 0.1도 단위로 측정하고, 사람이 느끼는 습도(체감습도)를 고려하였고, 사람 중심으로 바람이 가도록 하여 쾌적성과 효율적인 운전을 실현했다. 또한 사람의 체감습도를 관찰하여 송풍운전과 냉방운전을 자동으로 전환하는 “하이브리드 운전”을 탑재하였다. 이를 통해 쾌적성을 유지한 채로 냉방운전시간을 줄여 전기를 크게 절약할 수 있었다.

2) 고효율 모터기술
룸 에어컨 Kirigamine에 탑재된 압축기 모터의 경우는, 미쓰비시의 독자적인 “Poki-Poki Motor”를 탑재하고 있다. Poki-Poki Motor는 Stator Core를 분할하여 winding이 가능하도록 만든 구조다. 새 모터에서는 Stator Core와 권선 사이의 절연부를 수지성형에서 얇은 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름으로 변경하고, 권선부의 면적을 더 확대했다. 이로 인해 저저항의 굵은 권선을 사용할 수 있기 때문에, 종래의 모터와 비교하여 권선저항을 30% 줄여 고효율화를 도모했다.

3) 성(省) 희토류 모터 기술
압축기 모터에서는 지금까지 소형, 고효율화를 실현하기 위해 고성능의 희토류 자석을 채용했다. 압축기 내부의 고온에서 사용되는 희토류 자석에는, 감자(減磁, Degaussing)를 억제하기 위해 고가의 Dy(Dysprosium)를 사용하였으나, 새 모터에서는 Dy를 사용하지 않는 소형, 고효율 모터를 개발했다. Dy 삭감을 실현하기 위해서는, rotor의 감자내력(減磁耐力)을 개선해야 했다. 이를 위해 자석 stopper를 없애면서 생길 수 있는 자석단부의 부분 감자의 회피, 자석의 두께나 자석 설치 자리의 깊이를 최적화함으로써, 압축기 내부가 고온일 때의 감자내력(減磁耐力)을 15% 개선하여, Dy를 삭감한 희토류 자석의 채용을 가능하게 했다.

4) 청결성과 청소성의 향상
실내기의 오염 방지에 대해서는, Fan과 송풍구에 미쓰비시의 독자적인 Hybrid Nano Coating을 사용했다. 먼지 등 친수성(親水性)의 오염을 방지하는 불소(Fluorine)입자와 기름 등 소수성(疎水性)의 오염을 방지하기 위해 친수성의 얇은 막을 코팅함으로써, Fan이나 송풍구의 청결성을 유지하면서 오염에 의한 운전효율의 악화를 억제하였다.

또한, 리모콘의 “청소 어시스트”버튼을 누르면 덮개(Flap)가 자동으로 열리고, 덮개를 간단히 떼어낼 수 있도록 했다. 이에 따라 내부의 Fan이나 송풍구의 청소성을 향상시켰다.

5) 주거공간과 조화되는 디자인
룸 에어컨의 경우, 지금까지 센서 등의 최신 기능을 강조하는 디자인을 채용하였다. 신제품인 “Kirigamine Style FL 시리즈”는 에어컨 정면에 바람이 나오는 입구가 보이지 않는 심플하고 단정한 구조로 고기능을 확보하면서 주거공간과의 조화를 고려했다. 또한 새로 개발된 격납식 덮개 구조를 채용했다. 정시 시에는 큰 덮개가 바람 입구를 막고, 운전 시에는 격납식 덮개가 실내기보다 바깥 측으로 열려 정면 방향부터 아래 방향까지 광범위하게 바람을 제어한다. 이에 따라 정면에서 바람입구가 보이지 않는 심플한 디자인과 바람 제어에 의한 쾌적함을 동시에 실현했다.

3. 식생활의 질
3.1 냉장고 야채의 맛과 장기보존 기술
냉장고의 경우, 지금까지 상하기 쉬운 고기나 생선을 맛을 유지하면서 장기 보존할 수 있는 “잘라지는 순냉동(瞬冷凍)”과 “빙점하 Stocker D”를 탑재했었다. 신제품인 “WX/JX/B시리즈”는 육류와 생선뿐 아니라 채소의 선도도 유지하면서 오랫동안 보관할 수 있도록, 광합성을 이용한 영양분의 증량과 채소실의 보습성 향상을 고려한 “아침에 수확하는 채소실”을 탑재했다.

광합성을 이용한 “아침에 수확하는 채소실”은 빨간 파장(620~680nm)의 빛은 가장 엽록소에의 흡수 효율이 높고, 광합성에 효과가 있는 파장이다. 초록 파장(500~560nm)의 빛은 잎의 내부에 침투하여 반사, 산란하여 광합성의 효율을 높이는 효과가 있다. 또한 파란 파장(450nm)의 빛은 공기 구멍을 열어 이산화탄소를 빨아들여, 광합성을 촉진시키는 작용이 있다. 이러한 3색 LED빛을 사용하여, 조사(照射)리듬의 조합을 실험한 결과, 연속조사(빨강과 초록은 12시간, 파랑은 2시간)와 소등(12시간)을 반복함으로써, 비타민C의 양이 약 20% 증가했다. 또한, 채소실의 약(略)밀폐구조화와 그 약밀폐공간의 공기흐름의 개선을 통해 야채실의 보습성능 향상과 함께 채소의 맛과 선도를 유지하면서 오랫동안 보관할 수 있게 되었다.

3.2 IH Jar 밥솥의 아궁이 밥짓기 기술
IH Jar 밥솥의 경우, 2015년에 Honsumigama(本炭釜) 발매 10주년 기념 모델로서, 아궁이로 밥을 지은 것과 같은 효과를 재현한 “Honsumihagama(本炭羽釜)”를 탑재한 “Honsumigama KAMADO”를 발매했다. 아궁이로 지은 듯한 밥맛은, 압력은 가하지 않고 강한 화력과 높은 단열성으로 실현되었다. 아궁이 특유의 구조에 의해 솥은 고온이 되며, 연속 비등으로 맛을 내고 있다. 또한 날개부분의 상부와 하부의 습도 차이가 크고, 밥을 짓는 중에 생기는 증기 분출을 약하게 하여 맛의 손실을 줄였다.

새 제품에서는 이와 같은 아궁이 맛을 재현한 “Honsumihagama”의 대화력화(大火力化)를 더욱 증강하였다. 대화력화 취반(炊飯)제어의 경우, 예열과 밥짓기, 뜸들이기의 각 공정의 화력을 올려, 밥알의 찰진 감촉과 촉촉함(함수량)을 평가했다. 평가 결과, 밥짓기 공정의 전반부분에 물이 끓어오를 때의 화력을 더욱 강화함으로써, 기존의 찰진 밥알의 감촉을 유지하면서도 촉촉함을 더욱 향상시킬 수 있었다. 또한 대화력화에 따른 증기분출 문제를 해결하기 위해 안쪽 뚜껑의 분출 제어구조를 재고하였다.

        -- 끝 --