Компрессор R1 от LG Electronics
07.03.2019Инновационный компрессор R1 от LG Electronics задает новые стандарты в отрасли. Впечатляющие характеристики, сочетание лучших из существующих технологий раскрывают большие перспективы для применения нового компрессора.
Разработка новых продуктов и услуг является основой деятельности любой компании. Новые разрабатываемые продукты и предлагаемые услуги обеспечивают механизм роста и улучшения. LG Electronics является признанным лидером в секторе производства систем вентиляции, отопления и кондиционирования. Компания постоянно ведет исследования и разработки, чтобы добиться технологического преимущества. LG стремится предоставить более эффективные, альтернативные компрессорные технологии, и предлагает наилучшие возможные решения. Так, к примеру, уже известный инверторный компрессор LG Smart Inverter, получивший широкое распространение. Стремление к развитию безусловно способствовало созданию нового инновационного компрессора. Он эффективно использует лучшие характеристики существующих компрессорных систем и расширяет границы современных технологий.
Инновационный компрессор R1 от LG
Видео о новом компрессоре LG R1 — https://www.youtube.com/
Компания LG коренным образом изменила свою модель компрессора. В ней применили не только инновационное сквозное расположение вала, но и технологию нижнего размещения компрессора. Традиционно компрессорный элемент располагается в верхней части вала. И в тех случаях, когда ротор работает на низкой скорости, а система кондиционирует воздух при низкой нагрузке, может возникать наклон. Чтобы компенсировать эту проблему, обычный компрессор должен приложить противодавление к вращающейся спирали (компрессионной части), чтобы уменьшить потери трения. При этом разработчики учли растущий спрос на компрессоры с меньшим размером и более высокой скоростью.
Новый подход устраняет проблему наклона. Размещение компрессионного элемента снизу и сквозное расположение вала обеспечивают очень стабильную работу даже в условиях низкой нагрузки, а также повышает эффективность работы. Благодаря этой конструкции, разработанной LG, компрессор LGR1 предлагает беспрецедентную производительность и пониженное энергопотребление. Это обеспечивает улучшенное качество продукта и большую удовлетворенность пользователей в сравнении с конкурентами.
Кроме того, новый компрессор LG R1 весит на 20% меньше, чем обычный. То есть уменьшается и вес наружного блока, что облегчает процесс установки. Более широкий рабочий диапазон от 10 до 150 Гц превосходит рабочий диапазон обычного компрессора, который достигает только 100 Гц. В силу расширения рабочего диапазона компрессора, использующие его системы от компании LG были оптимизированы и могут обеспечить множество операций охлаждения и отопления, включая различные условия частичной нагрузки. Помимо этого, данный компрессор отличается более высокой энергоэффективностью. По мнению специалистов, до 20% по рейтинговой системе SEER для охлаждения и до 13% по коэффициенту SCOP для отопления.
Новая категория компрессоров
Благодаря инновациям в сегменте компрессорных устройств компания LG, по сути, создала новую категорию. Объединив инновационные функции и свою эксклюзивную технологию, LG предлагает решение для тех, кто ценит высокий уровень производительности в целом. Инновационный компрессор R1 от LG имеет целый ряд преимуществ, включая более высокую эффективность и удобство.
История появления компрессора LG R1
Обсуждаем историю рождения уникального компрессора R1 и многое другое с одним из ведущих разработчиков систем вентиляции, отопления и кондиционирования компании LG.
Потребление электроэнергии в мире увеличилось, так как во многих странах продолжает расти спрос на кондиционирование воздуха. Частично вследствие этого отрасль производства кондиционеров стала фокусироваться на увеличении энергоэффективности систем. На это повлияло и ужесточение экологического и энергетического законодательства.
На компрессор приходится примерно 90 % потребления электроэнергии. Компрессор играет решающую роль в определении эффективности и производительности кондиционера. Следовательно, чтобы обеспечить необходимое охлаждение и соответствовать жестким требованиям законов об использовании энергии (или превосходить их), необходимо усовершенствовать именно компрессор.
Решая эту сложную задачу, компания LG Electronics (LG) создала революционный компрессор. Он поднимает планку для всей отрасли производства коммерческих систем кондиционирования воздуха.
Нам удалось встретиться с одним из ведущих разработчиков нового компрессора R1 компании LG и получить самую достоверную информацию о том, как состоялся этот впечатляющий технологический прорыв. Выдержки из этого содержательного интервью вы можете прочитать ниже.
Начнем со знакомства. Расскажите, пожалуйста, нашим читателям о себе, своей должности и о том, за какое направление в компании LG вы отвечаете.
Ким Чоль-хван (Kim Cheol-hwan).
Меня зовут Ким Чоль-хван (Kim Cheol-hwan), я разработчик в лаборатории кондиционирования воздуха Центра L&A, который является частью подразделения CTO. В нашей лаборатории мы разрабатываем инновационные технологии. Как правило, они обычно появляются на рынке после пяти-десяти лет напряженной работы и неустанных исследований и усовершенствований. Мы сотрудничаем с фабрикой LG в Чханвоне и обеспечиваем поддержку от разработки идеи до полной коммерциализации, как своего рода мост. Я начал работу в этой команде в 2002 году. Сейчас отвечаю за исследования и разработки для нашего спирального компрессора. Это мой второй проект, первым была работа над спиральным компрессором высокого давления для системы Multi V.
Вы работаете в LG более 10 лет — удивительно, что это всего лишь ваш второй проект. Сколько времени обычно требуется для завершения проекта?
Разработка нового типа компрессора требует технологического совершенства. От первоначального планирования до этапа массового производства может пройти семь или восемь лет. Что касается разработки спирального компрессора высокого давления — первого проекта, над которым я работал, — для его завершения потребовалось около восьми лет. Что касается компрессора R1, мы начали изучать технологию в 2010 году, а завершили в 2014 году. Заявку на патент подали в 2012 году, в 2015 году начали коммерциализацию и приступили к запуску продукта в 2018 году.
Поскольку разработка компрессора R1 заняла так много времени, вы, должно быть, сильно к нему привязались. Можете кратко рассказать о нем нашим читателям?
Компрессоры в кондиционерах должны быть высокоэффективными в плане энергосбережения и производить мало шума. LG R1 сочетает в себе характеристики спиральных и роторных компрессоров, которые позволяют соответствовать этим двум целям.
Для успешного внедрения спиральной конструкции с нижним сжатием вал должен проходить через центр компрессионного элемента, чтобы обеспечить оптимальную подачу масла в критические области с высоким коэффициентом трения. Для этого LG разработала первую в мире гибридную спиральную конструкцию со сквозным валом. Она не только нагнетает требуемое давление даже при сквозном расположении вала, но и обеспечивает структурную целостность формы спирали.
Кроме того, обычный спиральный компрессор, как правило, имеет форму дуги с постоянной толщиной, что не дает большой вариативности с точки зрения дизайна. С другой стороны, гибридная спираль состоит из двадцати дуг различной формы, что, в конечном счете, дает больше свободы. Важно отметить, что эта установка позволяет сжимать хладагент в форме эллипса, тем самым избегая прохождения вала через центр компрессора. По завершении цикла сжатия наклон увеличивается, чтобы позволить хладагенту быстрее достичь требуемого давления, а также повысить надежность сердечника — более чем вдвое увеличивая толщину изоляции вокруг сердечника. LG запатентовала эту технологию в Корее и США.
Итак, новый компрессор объединил в себе преимущества своих предшественников — спиральных и роторных компрессоров.
Как Вам пришла в голову такая инновационная идея?
Разработка компрессора R1 началась с идеи поддержания эффективности спирального компрессора при использовании конкурентоспособной цены роторного компрессора, а также его возможностей подачи масла и простой конструкции. Мне нравится проводить аналогию с грузовиком, чтобы объяснить, насколько R1 лучше по эффективности, чем предыдущие модели компрессоров. Если в прошлом люди использовали 10-тонный грузовик для перевозки одной тонны груза, то теперь они могут использовать грузовик весом в одну тонну для одной тонны груза и 10-тонный грузовик для десятитонной нагрузки. Представляется разумным иметь компрессор, который сможет регулировать производительность в зависимости от условий нагрузки. Это как раз то, что делает компрессор R1.
Итак, мы начали искать способы объединить преимущества обоих типов компрессоров. В случае роторного компрессора сжатие происходит один раз за оборот. Это приводит к большим колебаниям нагрузки и шумной работе. Тем не менее, эта технология по-прежнему имеет свои достоинства. Система подачи масла лучше, так как компрессионный элемент расположен в нижней части устройства. Кроме того, простая конструкция корпуса делает его производство относительно недорогим.
Спиральный компрессор, с другой стороны, эффективен и не производит шума. Ведь две взаимосвязанные спирали обеспечивают плавность сжатия. Тем не менее сложность конструкции его верхнего компрессионного элемента приводит к относительно низкой конкурентоспособности с точки зрения цены.
То есть, компрессор R1 — первое устройство, которое эффективно сочетает «метод сжатия» спирального компрессора и «конструкцию механизма» роторного компрессора. При этом удалось устранить недостатки и несовершенства каждого типа.
С какими основными трудностями вы столкнулись при разработке и как вы их преодолели?
Насколько я помню, было две основные трудности.
Во-первых, подобрать верное соотношение между силой газа и силой реакции подшипника. То есть, расположить вал внутри компрессионного элемента насквозь, чтобы решить фундаментальную проблему спирального компрессора. Однако после размещения вала в центре области сжатия мы обнаружили, что не хватает места для сжатия и это приводит к снижению эффективности и надежности. Также проявилась недостаточная прочность конструкции. Я понял, что при нынешней обычной форме спирали расположение «вала насквозь» невозможно. Обсудив возможные решения проблемы с командой проекта, мы придумали новую форму спирального компрессора. Он сжимает хладагент в форме эллипса во время оборота вокруг вала. Тогда и появилась одна из лучших характеристик компрессора R1. Это первая в мире гибридная форма спирали со сквозным валом. После этого мы начали проводить глубокие исследования, чтобы воплотить в реальность эту конструкцию.
Вторая трудность была связана с тем, что вал изгибался при высоком выходном давлении. Мы столкнулись с этим, когда пытались понять, как создать спиральный компрессор со сквозным валом и верхним компрессионным элементом. Проект даже был временно приостановлен, так как решения не находилось. Мы оказались на распутье в ситуации, когда наше исследование могли полностью остановить. К счастью, у компании LG Electronics есть отличная программа поддержки. Она помогает исследователям в тот момент, когда они находятся на грани провала. Эта неоценимая поддержка позволила нам привлечь больше финансирования для исследований. После реорганизации команды мы смогли разработать спиральную конструкцию с нижним компрессионным элементом. Она была способна удерживать вал при высоком выходном давлении.
Ваш пример действительно показывает, что новаторские продукты требуют долгосрочных исследований и разработок. Расскажите, пожалуйста, об основных характеристиках компрессора R1. И о том, какую пользу они принесут клиентам.
Сегодня мы наблюдаем тенденцию ужесточения годовых норм энергоэффективности для кондиционеров. Таким образом, для повышения энергоэффективности важно снизить потери энергии при работе с низкой нагрузкой. Одним из самых больших преимуществ компрессора R1 является его способность расширить переменный рабочий диапазон, чтобы минимизировать вероятность потери энергии. Это позволяет потребителям экономить на ежегодных затратах на электроэнергию. И наслаждаться спокойной домашней обстановкой благодаря низкому уровню шума и минимальному уровню вибрации компрессора. А благодаря его способности работать на высоких скоростях улучшается эффективность нагрева при низких температурах.
В каких продуктах вы будете использовать компрессор R1?
Мы будем использовать R1 в различных продуктах. От тепловых насосов «воздух — вода» (AWHP) и до охлаждающих систем. Блок кондиционирования воздуха, оснащенный спиральным компрессором с нижним компрессионным элементом, может использовать технологию впрыска хладагента. При этом облегчается контроль и регулировка температуры. Сильные стороны компрессора R1 проявят себя в системах AWHP, ориентированных на ключевые европейские рынки. В Европе сегмент котлов постепенно переходит на системы AWHP. Это происходит под влиянием общей тенденции ориентированности на экологичность и энергоэффективность.
Способность компрессора R1 работать с высоким коэффициентом давления делает его идеальным и для холодильных установок. Там, где требуется температура до –45 °С, обычно используются два спиральных компрессора, соединенных последовательно. Однако теперь для выполнения такой работы достаточно использовать всего один компрессор R1.
Как вы думаете, какое влияние компрессор R1 окажет на сектор кондиционеров и другие отрасли производства?
Во-первых, мы расширим охват компрессора R1 на весь сектор кондиционеров. Его непревзойденная производительность будет предоставлена решениям для крупных коммерческих зданий и сооружений, а также для небольших жилых помещений. В будущем мы постараемся использовать нашу передовую технологию не только в системах кондиционирования воздуха и охлаждения, но и в других отраслях промышленности. На данном этапе мы все еще находимся в процессе изучения и рассматриваем возможности для будущей реализации.
Что ожидает этот революционный компрессор в будущем? Зная LG, могу смело утверждать, что вы не остановитесь на том, что сделали. Развитие, несомненно, является частью ваших планов.
Несмотря на то, что у нас пока нет конкретных планов, мы постараемся разработать технологии, необходимые как для увеличения, так и для уменьшения компрессора R1. Я так долго и усердно работал над этим проектом и потратил так много времени, чтобы увидеть, как он развился до сегодняшнего уровня, что R1 для меня уже как родной сын!
Если ваша уверенность в этом компрессоре окажется обоснованной, он может стать козырем компании LG, который изменит условия игры на рынке. Как вы думаете, вы все станете миллионерами в ближайшем будущем и уйдете в отставку?
Я думаю, что самая большая награда для исследователя — это получение знаний, профессиональный рост и участие в разработке технологий, которые раньше не существовали. Моя цель не деньги. Я считаю, что мне повезло. В моей жизни было целых две возможности создать оригинальные технологии. И я довел оба проекта до конца. Если рассматривать такой опыт как ценность, я думаю, что уже стал очень богатым.
Можете ли дать прогноз, что ждет рынок кондиционеров в будущем?
Как и во всех других отраслях, среда и рыночные условия могут быстро измениться. В последние годы в отрасли наблюдается рост спроса на кондиционирование воздуха. Это происходит как в силу экономического развития, так и повышения температуры в некоторых регионах мира. В результате увеличилось потребление энергии, и оно продолжает расти. Это увеличение сыграло роль в ужесточении нормативов, касающихся энергоэффективности кондиционеров.
В Европе уже ужесточили директиву по энергопотребляющей продукции (ErP). От класса A (охлаждение 5,1/нагрев 3,4) в 2013 году повысили до A+ (5,6/4,0) в 2015. Затем до A++ (6,1/4,6) в 2017 году и до A+++ (8,5/5,1) в 2019 году. Чтобы постоянно соответствовать этим стандартам, нам пришлось разработать экологичный кондиционер. Такой, который обеспечивает высокую эффективность и использует хладагент с низким потенциалом глобального потепления (GWP). Мы не думаем, что нормативы будут сильно ужесточены в ближайшее время. Однако, новыми лидерами отрасли ОВКВ станут компании, которые будут разрабатывать инновационные технологии с опорой на эффективность и экологичность.
