LG R1 kompresszor: születéstörténet

A szellőztető-, fűtő- és légkondicionáló rendszerek egyik vezető fejlesztője, az LG R1 az LG kompresszor születésnapjáról mesél.

A kompresszor, amely az elektromos energiafogyasztás mintegy 90 %-át teszi ki, döntő szerepet játszik a légkondicionáló rendszer hatékonyságának és teljesítményének meghatározásában.

–

Kérem, meséljen magáról, a pozíciójáról és arról, hogy az LG-nél melyik munkaterületért felelős.

A nevem Kim Cheol-hwan, és fejlesztő vagyok az L&A Központ Légkondicionáló Laboratóriumában, amely a CTO részleg része. Együttműködünk az LG csangwoni gyárával, hogy egyfajta hídként támogatást nyújtsunk a koncepció kidolgozásától a teljes kereskedelmi forgalomba hozatalig. 2002-ben csatlakoztam ehhez a csapathoz, és én felelek a tekercses kompresszorunk kutatásáért és fejlesztéséért. Ez a második projektem, az első egy nagynyomású spirálkompresszoron dolgoztam a Multi V rendszerhez.

–

Mennyi ideig tart általában egy projekt befejezése??

A kezdeti tervezéstől a tömeggyártásig hét-nyolc év is eltelhet. Ami az R1 kompresszort illeti, a technológia tanulmányozását 2010-ben kezdtük el 2014-ben fejeztük be , 2012-ben szabadalmat jelentettünk be, 2015-ben kezdtük meg a forgalmazást, és 2023-ban vezettük be a terméket.

–

Meséljen nekünk az LG R1 kompresszorról.

A légkondicionáló berendezések kompresszorainak rendkívül energiatakarékosnak kell lenniük, és kevés zajt kell termelniük. Az LG R1 egyesíti a scroll és a rotációs kompresszorok jellemzőit, hogy megfeleljen ennek a két kihívásnak.

A tengelynek át kell haladnia a tömörítőelem közepén, hogy optimális olajáramlást biztosítson a magas súrlódási együtthatóval rendelkező kritikus területeken. Az LG fejlesztette ki a világ első átmenőtengelyes hibrid tekercsszerkezetét, amely nem csak a szükséges nyomást biztosítja még átmenőtengelyes kivitelben is, hanem megőrzi a tekercs alakjának szerkezeti integritását is.

A hibrid spirál húsz különböző alakú ívből áll, hogy a hűtőközeget ellipszis alakban tömörítse, így elkerülhető, hogy a tengely a kompresszor közepén keresztülmenjen. A sűrítési ciklus végén a dőlésszöget megnövelik, hogy a hűtőközeg gyorsabban elérje a szükséges nyomást, valamint növelik a mag megbízhatóságát – több mint kétszeresére növelve a mag körüli szigetelés vastagságát. Az LG szabadalmaztatta ezt a technológiát Koreában és az USA-ban.

–

Tehát az új kompresszor egyesítette elődje scroll és rotációs kompresszorának előnyeit. Hogy jutott eszedbe egy ilyen innovatív ötlet?

Az R1 kompresszor kifejlesztése azzal az ötlettel kezdődött, hogy a scroll kompresszor hatékonyságát a rotációs kompresszor versenyképes árával, valamint az olajellátási kapacitásával és egyszerű kialakításával megőrizzük.

Szeretem egy teherautó-analógiával magyarázni, hogy az R1 hatékonysága jobb, mint a korábbi kompresszoros modelleké. Míg korábban az emberek egy 10 tonnás teherautót használtak egy tonnás rakomány szállítására, ma már egy tonnás teherautót használhatnak egy tonnás rakományhoz, és egy 10 tonnás teherautót tíz tonnás rakományhoz. Ésszerűnek tűnik egy olyan kompresszor, amely a terhelési körülményeknek megfelelően tudja beállítani a kapacitást. Az R1 kompresszor pontosan ezt teszi.

Az LG R1 kompresszor az első olyan eszköz, amely hatékonyan ötvözi a scroll-kompresszor „kompressziós módszerét” és a rotációs kompresszor „mechanikai kialakítását”, miközben kiküszöböli az egyes típusok hátrányait és hiányosságait.

–

Melyek voltak a legnagyobb kihívások a fejlesztés során, és hogyan küzdöttétek le őket??

• Az első kihívás: a megfelelő egyensúly megtalálása a gázerő és a csapágyerő között – a tengely elhelyezése a kompressziós elem belsejében a scroll-kompresszorok alapvető problémájának megoldása érdekében. Miután azonban a tengelyt a tömörítési terület közepére helyezzük, azt tapasztaljuk, hogy nincs elég hely a tömörítéshez, és ez a hatékonyság és a megbízhatóság csökkenéséhez vezet. A szerkezeti szilárdság hiánya is nyilvánvaló. Úgy találtam, hogy a jelenlegi hagyományos tekercsformával nem lehetséges az „átmenő tengely” elrendezés. Miután a projektcsapattal megvitattuk a probléma lehetséges megoldásait, a scrollkompresszorok új formáját találtuk ki, amely a tengely körüli forgás során ellipszis alakban sűríti a hűtőközeget. Ekkor született meg az R1 kompresszor egyik legjobb tulajdonsága: a világ első hibrid scroll formájú, átmenő tengelyű kompresszora. Ezt követően mélyreható kutatásokba kezdtünk, hogy ezt a tervet megvalósíthassuk.

• A második nehézség az volt, hogy a tengely nagy nyomáson meghajlott. Ebbe belefutottunk, amikor megpróbáltuk kitalálni, hogyan építsünk egy átmenő tengelyű és felső kompressziós elemmel ellátott scroll kompresszort. A projektet ideiglenesen fel is függesztették, mert nem találtak megoldást. Olyan válaszúthoz érkeztünk, ahol a kutatásunk teljesen leállhatott volna. Szerencsére az LG Electronics nagyszerű támogatási programmal segíti a kutatókat, amikor a kudarc szélén állnak. Ez a felbecsülhetetlen értékű támogatás lehetővé tette számunkra, hogy több kutatási finanszírozást nyerjünk, és a csapat átszervezését követően képesek voltunk egy alsó kompressziós elemmel ellátott tekercses konstrukciót kifejleszteni, amely képes volt a tengelyt nagy kimeneti nyomáson tartani.

–

Kérem, röviden ismertesse az R1 kompresszor fő jellemzőit és azok előnyeit az ügyfelek számára.

Napjainkban a légkondicionálókra vonatkozó éves energiahatékonysági szabványok szigorodása felé mutató tendencia figyelhető meg. Az energiahatékonyság javítása érdekében tehát fontos az energiaveszteség csökkentése az alacsony terhelésű üzem során. Az R1 kompresszor egyik legnagyobb erőssége, hogy képes kiterjeszteni a változtatható üzemi tartományt, hogy minimalizálja az energiaveszteség lehetőségét. Ez lehetővé teszi a fogyasztók számára, hogy éves energiaköltségeket takarítsanak meg, és élvezzék a nyugodt beltéri környezetet az alacsony zajszintnek és a kompresszor alacsony rezgésének köszönhetően. A nagy fordulatszámon való működés képessége pedig javítja a fűtés hatékonyságát alacsony hőmérsékleten.

–

Milyen termékekben fogja használni az R1 kompresszort??

Az R1-et a levegő-víz hőszivattyúktól AWHP a hűtőrendszerekig terjedő termékekben fogjuk használni. Az alsó sűrítőelemmel ellátott scroll-kompresszorral felszerelt légkondicionáló egység a hűtőközeg befecskendezéses technológiát használhatja, ami megkönnyíti a hőmérséklet szabályozását és szabályozását. Az R1 kompresszor erősségei a legfontosabb európai piacokra szánt AWHP-rendszereknél kiemelkedőek lesznek. Európában a kazánok szegmense fokozatosan az AWHP rendszerek felé mozdul el a környezetbarátság és az energiahatékonyság irányába mutató általános tendencia hatására.

Az R1 kompresszor nagy nyomásaránya miatt ideális olyan hűtőrendszerekhez, amelyekben akár -45 °C-os hőmérsékletre is szükség van. Ezek az alkalmazások jellemzően két sorba kapcsolt scroll kompresszort használnak. Most azonban már egyetlen R1 kompresszorral is elvégezhetjük a munkát.

– Hogyan befolyásolja az R1 kompresszor a légkondicionáló ágazatot és más feldolgozóipari ágazatokat??

Kiterjesztjük az R1 kompresszor hatókörét a teljes légkondicionáló ágazatra. A jövőben arra törekszünk, hogy fejlett technológiánkat más iparágakban is alkalmazzuk. Ebben a szakaszban még folyamatban van a jövőbeli megvalósítás lehetőségeinek feltárása és mérlegelése.

– Meg tudja jósolni, milyen lesz a klímapiac a jövőben??

Az elmúlt években a HVAC-iparban a gazdasági fejlődés és a világ egyes részein tapasztalható hőmérséklet-emelkedés miatt megnőtt a légkondicionálás iránti kereslet. Ennek eredményeképpen az energiafogyasztás nőtt, és továbbra is nő. Ez a növekedés szerepet játszott a légkondicionáló berendezések energiahatékonyságára vonatkozó előírások szigorításában.

Európa már megszigorította az energiafogyasztó termékekről szóló irányelvét ErP , amely 2013-ban az A osztályról hűtés 5,1/fűtés 3,4 2015-ben A+-ra 5,6/4,0 , majd 2023-ben A++-ra 6,1/4,6 és 2023-ben A+++-ra 8,5/5,1 szigorodott.

Ahhoz, hogy ezeknek az előírásoknak mindenkor megfeleljen, olyan környezetbarát légkondicionálót kellett kifejlesztenünk, amely nagy hatékonyságot biztosít, és alacsony globális felmelegedési potenciállal GWP rendelkező hűtőközeget használ. Nem gondoljuk, hogy a közeljövőben sokat szigorodnak a szabályozások.

A HVAC-ipar új vezetői azonban azok a vállalatok lesznek, amelyek a hatékonyságra és a fenntarthatóságra összpontosítva innovatív technológiát fejlesztenek.