LG R1: историята на раждането

Един от водещите разработчици на LG в областта на HVAC&R разказва историята на раждането на компресора LG R1.

Компресорът, на който се пада около 90 % от потреблението на електроенергия, играе решаваща роля при определянето на ефективността и работата на климатика.

–

Моля, разкажете ни за себе си, за длъжността си и за коя област на работа отговаряте в LG.

Казвам се Ким Чол-хван и съм разработчик в лабораторията за климатизация в Центъра L&A, който е част от отдела CTO. Сътрудничим си с фабриката на LG в Чангвон и осигуряваме подкрепа от концепцията до пълната комерсиализация като своеобразен мост. Присъединих се към този екип през 2002 г. и сега отговарям за научните изследвания и развойната дейност на нашия компресор. Това е вторият ми проект, като първият беше спирален компресор за високо налягане за системата Multi V.

–

Колко време обикновено отнема завършването на?

От първоначалното планиране до етапа на масово производство могат да минат седем или осем години. Що се отнася до компресора R1, започнахме да проучваме технологията през 2010 г. завършихме през 2014 г. , подадохме заявка за патент през 2012 г., започнахме търговска реализация през 2015 г. и пуснахме продукта на пазара през 2023 г.

–

Разкажете ни за LG R1.

Компресорите в климатиците трябва да са енергийно ефективни и да не издават шум. Компресорът LG R1 съчетава характеристиките на спиралните и ротационните компресори, за да постигне тези две цели.

Валът трябва да преминава през центъра на компресионния елемент, за да се осигури оптимален поток на маслото в критичните зони с висок коефициент на триене. За тази цел LG разработи първата в света хибридна конструкция на спирала с проходни валове, която не само генерира необходимото налягане дори с проходни валове, но и осигурява структурната цялост на спиралната форма.

Хибридната спирала се състои от двадесет дъги с различна форма и позволява компресирането на хладилния агент в елипсовидна форма, като по този начин се избягва преминаването на вала през центъра на компресора. След приключване на цикъла на компресия наклонът се увеличава, за да може хладилният агент да достигне по-бързо необходимото налягане, както и да се повиши надеждността на сърцевината – дебелината на изолацията около сърцевината се увеличава повече от два пъти. LG е патентовала тази технология в Корея и САЩ.

–

Така новият компресор съчетава предимствата на своите предшественици – спирални и ротационни компресори. Как ви хрумна тази иновативна идея??

Разработването на компресора R1 започна с идеята да се запази ефективността на спиралния компресор, като се използва конкурентната цена на ротационния компресор, както и възможностите му за подаване на масло и простата му конструкция.

Обичам да използвам аналогия с камион, за да обясня как R1 е по-ефективен от предишните модели компресори. Докато в миналото хората използваха десеттонен камион за превоз на един тон товар, сега те могат да използват еднотонен камион за един тон товар и десеттонен камион за десет тона товар. Струва ми се разумно да има компресор, който може да регулира капацитета си според условията на натоварване. Точно това прави компресорът R1.

Компресорът LG R1 е първото устройство, което ефективно съчетава „метода на компресия“ на спиралния компресор и „дизайна на механизма“ на ротационния компресор, като елиминира недостатъците и несъвършенствата на всеки тип.

–

Какви бяха основните трудности, които срещнахте при разработването, и как ги преодоляхте??

• Първото предизвикателство: намиране на правилния баланс между силата на газа и силата на реакцията на лагера – позициониране на вала в компресионния елемент през – решава основен проблем на спиралния компресор. Въпреки това, след като разположихме вала в центъра на зоната за компресиране, установихме, че няма достатъчно място за компресиране, което води до по-ниска ефективност и надеждност. Липсата на здравина на дизайна също беше очевидна. Осъзнах, че при сегашната конвенционална форма на свитъка е невъзможно да се направи „проходна шахта“. След като обсъдихме възможните решения с екипа на проекта, предложихме нова форма на спирален компресор, който компресира хладилния агент в елипсовидна форма по време на въртене около вала. Тогава се появява една от най-добрите характеристики на компресора R1: първата в света хибридна форма на спирала с проходни валове. След това започнахме да правим задълбочени проучвания, за да реализираме този дизайн.

• Втората трудност е, че валът се огъва при високи налягания на изхода. Сблъскахме се с тази трудност, когато се опитвахме да разберем как да конструираме спирален компресор с проходен вал и горен компресиращ елемент. Проектът дори е временно спрян, защото не е намерено решение. Намирахме се на кръстопът, където изследванията ни можеха да спрат напълно. За щастие LG Electronics има чудесна програма за поддръжка, която помага на изследователите, когато са на ръба на повредата. Тази безценна подкрепа ни позволи да привлечем повече средства за научни изследвания и след реорганизацията на екипа успяхме да разработим конструкция на свитък с долен компресиращ елемент, който е в състояние да задържи вала при високи налягания на изхода.

–

Моля, разкажете ни накратко за основните характеристики на компресора R1 и за ползите от тях за клиентите.

Днес наблюдаваме тенденция към по-строги годишни норми за енергийна ефективност на климатиците. Затова, за да се подобри енергийната ефективност, е важно да се намалят загубите на енергия при работа при ниско натоварване. Едно от най-големите предимства на компресора R1 е възможността за разширяване на диапазона на променливо натоварване, за да се сведе до минимум потенциалната загуба на енергия. Това позволява на потребителите да спестят годишните разходи за енергия и да се наслаждават на по-тиха домашна среда благодарение на ниския шум и минималните вибрации на компресора. А способността му да работи с високи скорости подобрява ефективността на отопление при ниски температури.

–

В какви продукти ще използвате компресор R1??

Ще използваме R1 в продукти, вариращи от термопомпи въздух-вода AWHP до охладителни системи. Климатик, оборудван със спирален компресор с долен компресиращ елемент, може да използва технология за впръскване на хладилен агент, което улеснява контрола и регулирането на температурата. Силните страни на компресора R1 ще се проявят в системите за AWHP за ключовите европейски пазари. В Европа сегментът на котлите постепенно се насочва към системи за AWHP, повлиян от общата тенденция към екологичност и енергийна ефективност.

Възможността за висок коефициент на налягане на компресора R1 го прави идеален за хладилни приложения, които изискват температури до -45˚C. В такива случаи обикновено се използват два последователно свързани спирални компресора. Но сега за целта е необходим само един компресор R1.

– Какво въздействие ще окаже компресорът R1 върху сектора на климатичната техника и други производствени отрасли??

Ще разширим обхвата на компресора R1 в целия сектор на климатизацията. В бъдеще ще се стремим да прилагаме нашите усъвършенствани технологии и в други отрасли. На този етап все още сме в процес на проучване и обмисляне на варианти за бъдещо изпълнение.

– Можете ли да прогнозирате какъв ще бъде пазарът на климатици в бъдеще??

През последните години в ОВК индустрията се наблюдава увеличаване на търсенето на климатици поради икономическото развитие и повишаването на температурите в някои части на света. В резултат на това потреблението на енергия се е увеличило и продължава да се увеличава. Това увеличение е свързано с по-строгите разпоредби относно енергийната ефективност на климатиците.

Европа вече е затегнала своята Директива за продуктите, свързани с потреблението на енергия ErP – от клас А охлаждане 5.1/отопление 3.4 през 2013 г. на А+ 5.6/4.0 през 2015 г., след това на А++ 6.1/4.6 през 2023 г. и на А+++ 8.5/5.1 през 2023 г.

За да отговорим на тези стандарти по всяко време, трябваше да разработим екологичен климатик, който предлага висока ефективност и използва хладилен агент с нисък потенциал за глобално затопляне GWP . Не смятаме, че скоро ще се стигне до затягане на правилата.

Но новите лидери в ОВК индустрията ще бъдат компаниите, които разработват иновативни технологии с акцент върху ефективността и екологичността.