韓国機械材料
研究院（KIMM）の主任研究員であるキム・ヨン氏によると、同研究院は、40°C（104°F）という低い温度の廃熱を冷却に利用できるアンモニア式吸着ヒートポンプの実証に成功しました。
HVAC&Rメーカーのサムジュン・テック社は、KIMMの化学吸着式ヒートポンプの10kW（2.8TR）プロトタイプを製作しました。このプロトタイプには、KIMMと中央大学のキム・ミンソン教授およびキム・ドンギュ教授との共同研究により開発された電気化学式圧縮機が組み込まれています。 このプロジェクトは、高リスク・高インパクト技術を対象とした政府の研究開発プログラム「アルケミスト・プロジェクト」を通じて、韓国エネルギー技術評価計画院（KETEP）の支援を受けました。
「70°C [158°F] 以上の熱源を必要とする従来の吸着冷却システムとは異なり、この新システムはわずか40°Cの廃熱を用いて冷却運転に成功しました」とKIMMは述べましたが、試作機の冷却側の構成や出力温度については明らかにしませんでした。 「ヒートポンプの中核となる再設計された吸着層は、346.5W/kgの比冷却出力（SCP）を達成しており、これは同等の国際的な技術の2倍以上です。」
仕組み：このシステムは、機械的な圧縮の代わりに、KIMMのアンモニア化学吸着層における低温駆動の吸着・脱着と、電気化学圧縮機を組み合わせて冷却を行います。
- 加熱されると、吸着床は高圧のアンモニア蒸気を放出します。その後、電気が電気化学圧縮機を駆動し、イオン伝導性膜を通してアンモニアを輸送することで、その圧力をさらに高めます。
- 凝縮器内で、アンモニア蒸気は熱を放出して液体に凝縮し、その後、膨張装置を通過して圧力と温度が低下します。
- 低圧のアンモニアは蒸発器で蒸発する際に熱を吸収し、冷却効果をもたらします。その後、冷媒は吸着層に戻ることでサイクルを完了します。
補足情報：KIMMは、再設計された吸着層に使用された材料について具体的に明記していません。これとは別に、同じKETEP助成金の下で、慶尚国立大学のヒルフ・フィサハ氏とキム・ドゥクジョン氏の研究チームは、高いアンモニア吸着能力を示す塩を埋め込んだ共有結合性有機骨格（COF）エアロゲル複合材料を開発しました。
- KIMMによると、このプロジェクトでは、Science Citation Index Expanded（SCIE）に収録された論文74編、特許出願67件、登録特許29件が生み出されました。
- 同研究所のキム・ヨン氏によると、同研究所は今後の実地実証研究に備え、10kWのプロトタイプを用いた試験を引き続き実施するとのことです。
- 世界的な規制動向も、廃熱回収を後押ししています。例えば、EUの2023年改定版「エネルギー効率指令」では、IT設備の消費電力が1MWを超えるデータセンターに対し、技術的または経済的に実現可能な場合、廃熱回収へのアクセスを確保し、その実施を義務付けています。
応用可能性：従来の吸着式冷却システムは通常、70°C（158°F）以上の熱源を必要としますが、KIMMが報告した40°Cでの運用能力は、低温のデータセンター廃熱への応用が期待されます。
- ATMOsphereの2025年報告書『データセンター向けClean Cooling（Clean Cooling for Data Centers）』によると、世界のデータセンター容量は、現在の103GWから2030年までに200GWへとほぼ倍増すると予想されています。ATMOsphereは、NaturalRefrigerants.comの発行元です。
- 空冷式データセンターでは通常、25～35°C（77～95°F）前後の廃熱が発生しますが、液冷式データセンターでは、最高50°C（122°F）もの廃熱が発生する可能性があります。
- 例えば、NVIDIAの新しいRubin AIサーバーは、水とグリコールの混合液で冷却されるコールドプレートを採用しています。この流体は45°C（113°F）でコールドプレートに入り、55°C（131°F）で流出するため、回収に適した廃熱流が生成されます。
製造分野との連携：低温の廃熱を活用する吸着式ヒートポンプの技術が発展する中、その普及を後押しする技術を開発している企業がいくつかあります。
- サムジョン・テックの現在の製品ラインナップには、直火式、蒸気駆動式、温水駆動式の吸収式チラーが含まれていますが、同社の研究開発チームはKIMM向けにアンモニア吸着式のプロトタイプを開発しました。
- スウェーデンを拠点とするアルファ・ラバル社も、吸収式冷却装置を提供しています。しかし、同社のデータセンター部門責任者であるアンナ・ブロムボルグ氏によると、同社の多様な熱交換器製品群は、吸収式冷却のための低温廃熱回収を支援することができ、さまざまな熱再利用オプションと統合できるよう設計された製品が揃っているとのことです。
- スウェーデンのメーカーであるSWEPが新たに開発したろう付けプレート式熱交換器も、データセンターからの廃熱回収に対応可能です。同社の事業開発マネージャーであるクリスター・フレンフェルト氏によると、データセンターの温度は、ストレージ用途では30～33°C（86～91°F）から、AIワークロード向けには45～60°C （113～140°F）まで上昇していると、同社の事業開発マネージャーであるクリスター・フレンフェルト氏は述べています。
「70°C [158°F] 以上の熱源を必要とする従来の吸着式冷却システムとは異なり、この新システムはわずか40°Cの廃熱を用いた冷却運転に成功しました。」
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