LG R1 kompresör: doğuş hikayesi

Havalandırma, ısıtma ve iklimlendirme sistemlerinin önde gelen geliştiricilerinden LG R1, LG kompresörün doğuş hikayesini anlatıyor.

Elektrik enerjisi tüketiminin yaklaşık %90’ını oluşturan kompresör, bir klima sisteminin verimliliğini ve performansını belirlemede çok önemli bir rol oynar.

–

Lütfen bize kendinizden, pozisyonunuzdan ve LG’de sorumlu olduğunuz alandan bahsedin.

Adım Kim Cheol-hwan ve CTO bölümünün bir parçası olan L&A Klima Laboratuvarı’nda geliştiriciyim. Changwon’daki LG fabrikası ile işbirliği yapıyoruz ve bir tür köprü olarak konseptten tam ticarileştirmeye kadar destek veriyoruz. Bu ekibe 2002 yılında katıldım ve şu anda scroll kompresörümüz için araştırma ve geliştirmeden sorumluyum. Bu benim ikinci projem, ilki Multi V sistemi için yüksek basınçlı scroll kompresördü.

–

Bir projenin tamamlanması genellikle ne kadar sürer??

İlk planlamadan seri üretime kadar geçen süre yedi veya sekiz yıl sürebilir. R1 kompresörüne gelince, 2010 yılında teknoloji üzerinde çalışmaya başladık 2014 yılında tamamlandı , 2012 yılında patent başvurusunda bulunduk, 2015 yılında ticarileştirmeye başladık ve 2023 yılında ürünü piyasaya sürdük.

–

Bize LG R1’den bahsedin.

Klimalardaki kompresörlerin yüksek enerji verimliliğine sahip olması ve düşük gürültü üretmesi gerekir. LG R1, scroll ve döner kompresörün özelliklerini bu iki amaca uyacak şekilde birleştirir.

Yüksek sürtünme katsayısına sahip kritik alanlarda optimum yağ akışını sağlamak için şaft sıkıştırma elemanının ortasından geçmelidir. LG, dünyanın ilk içinden geçen şaftlı hibrit scroll tasarımını geliştirdi; bu tasarım sadece içinden geçen bir şaftla bile gerekli basıncı sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda scroll şeklinin yapısal bütünlüğünü de sağlıyor.

Hibrit scroll, soğutucu akışkanı eliptik bir şekilde sıkıştırmak için yirmi farklı şekilli yaydan oluşur ve böylece şaftın kompresörün merkezinden geçmesini önler. Sıkıştırma döngüsünün sonunda, soğutucu akışkanın gerekli basınca daha hızlı ulaşmasını sağlamak ve çekirdeğin güvenilirliğini artırmak için eğim artırılır – çekirdek etrafındaki yalıtım kalınlığı iki kattan fazla artırılır. LG bu teknolojinin patentini Kore ve ABD’de aldı.

–

Böylece yeni kompresör, önceki scroll ve rotary kompresörün avantajlarını bir araya getirdi. Böylesine yenilikçi bir fikir nasıl ortaya çıktı??

R1 kompresörün geliştirilmesi, döner kompresörün rekabetçi fiyatının yanı sıra yağ besleme kapasitesi ve basit tasarımını kullanarak bir scroll kompresörün verimliliğini koruma fikriyle başladı.

R1’in önceki kompresör modellerine göre verimlilik açısından nasıl daha iyi olduğunu açıklamak için bir kamyon benzetmesi kullanmayı seviyorum. Eskiden insanlar bir tonluk yük taşımak için on tonluk bir kamyon kullanırken, şimdi bir tonluk yük için bir tonluk, on tonluk yük için on tonluk bir kamyon kullanabiliyorlar. Kapasiteyi yük koşullarına göre ayarlayabilen bir kompresöre sahip olmak mantıklı görünüyor. Bu tam olarak R1 kompresörünün yaptığı şeydir.

LG R1 kompresör, scroll kompresörün “sıkıştırma yöntemini” ve döner kompresörün “mekanizma tasarımını” etkili bir şekilde birleştiren ve her bir tipin dezavantajlarını ve kusurlarını ortadan kaldıran ilk ünitedir.

–

Karşılaştığınız ana tasarım zorlukları nelerdi ve bunların üstesinden nasıl geldiniz??

• İlk zorluk: gaz kuvveti ile yatak reaksiyon kuvveti arasında doğru dengeyi bulmak – scroll kompresörün temel sorununu çözmek için şaftı sıkıştırma elemanının içine yerleştirmek. Ancak, şaftı sıkıştırma alanının ortasına yerleştirdikten sonra, sıkıştırma için yeterli alan olmadığını ve bunun da verimliliğin ve güvenilirliğin azalmasına yol açtığını görüyoruz. Tasarımın sağlamlık eksikliği de açıkça görülmektedir. Mevcut geleneksel kaydırma şekli ile “şaft boyunca” konumlandırmanın mümkün olmadığını fark ettim. Proje ekibiyle olası çözümleri tartıştıktan sonra, şaft etrafında dönerken soğutucuyu eliptik bir şekilde sıkıştıran yeni bir scroll kompresör formu bulduk. İşte o zaman R1 kompresörün en iyi özelliklerinden biri doğdu: dünyanın ilk hibrit scroll şekli ve geçiş mili. Daha sonra tasarımı gerçeğe dönüştürmek için derinlemesine bir çalışma başlattık.

• İkinci zorluk ise silindirlerin yüksek deşarj basınçlarında bükülmesiydi. Şaftlı ve üstten sıkıştırma elemanlı bir scroll kompresörü nasıl tasarlayacağımızı bulmaya çalışırken bununla karşılaştık. Hatta çözüm bulunamadığı için proje geçici olarak askıya alındı. Araştırmamızın tamamen durdurulabileceği bir kavşak noktasındaydık. Neyse ki, LG Electronics’in başarısızlığın eşiğine geldiklerinde araştırmacılara yardımcı olmak için harika bir destek programı var. Bu paha biçilmez destek, daha fazla araştırma fonu almamızı sağladı ve ekibi yeniden organize ettikten sonra, mili daha yüksek bir çıkış basıncında tutabilen daha düşük bir sıkıştırma elemanına sahip bir scroll tasarımı geliştirebildik.

–

Bize kısaca R1 kompresörün temel özelliklerinden ve müşterilere nasıl fayda sağladığından bahsedebilir misiniz?.

Bugün klimalar için daha katı yıllık enerji verimliliği standartlarına doğru bir eğilim görüyoruz. Bu nedenle, enerji verimliliğini artırmak için, düşük yükte çalışma sırasında enerji kaybını azaltmak önemliydi. R1 kompresörün en büyük avantajlarından biri, enerji kaybı olasılığını en aza indirmek için değişken hız çalışma aralığını genişletebilmesidir. Bu, kullanıcıların yıllık enerji maliyetlerinden tasarruf etmelerini ve kompresörün düşük gürültüsü ve minimum titreşimi sayesinde daha sessiz bir ev ortamının keyfini çıkarmalarını sağlar. Ve yüksek hızlarda çalışabilme özelliği düşük sıcaklıklarda ısıtma verimliliğini artırır.

–

R1 kompresörü hangi ürünlerde kullanacaksınız??

R1’i havadan suya ısı pompalarından AWHP soğutma sistemlerine kadar çeşitli ürünlerde kullanacağız. Alttan sıkıştırma elemanlı bir scroll kompresör ile donatılmış klima ünitesi, sıcaklığın kontrolünü ve düzenlenmesini kolaylaştıran soğutucu akışkan enjeksiyon teknolojisini kullanabilir. R1 kompresörün güçlü yönleri, önemli Avrupa pazarlarını hedefleyen AWHP sistemlerine yansıyacaktır. Avrupa’da kazan segmenti, çevre dostu olma ve enerji verimliliğine yönelik genel eğilimden etkilenerek yavaş yavaş AWHP sistemlerine doğru kaymaktadır.

R1 kompresörün yüksek basınç oranında çalışabilmesi, -45˚C’ye kadar düşük sıcaklıkların gerekli olduğu soğutma uygulamaları için de ideal olmasını sağlar. Bu gibi durumlarda genellikle seri bağlı iki scroll kompresör kullanılır. Ancak, artık işi yapmak için sadece bir R1 kompresör kullanmak yeterlidir.

– R1 kompresörünün iklimlendirme sektörü ve diğer imalat sanayileri üzerinde nasıl bir etkisi olacak??

R1 kompresörün kapsamını tüm iklimlendirme sektörüne genişleteceğiz. Gelecekte ileri teknolojimizi diğer sektörlere de uygulamaya çalışacağız. Bu aşamada, gelecekteki uygulama seçeneklerini araştırma ve değerlendirme sürecimiz devam etmektedir.

– AC pazarı için geleceğin ne getireceğine dair bir tahminde bulunabilir misiniz??

Son yıllarda HVAC sektörü, ekonomik gelişme ve dünyanın bazı bölgelerinde artan sıcaklıklar nedeniyle iklimlendirmeye yönelik artan bir talep görmüştür. Sonuç olarak, enerji tüketimi artmıştır ve artmaya devam etmektedir. Bu artış, klimaların enerji verimliliğine ilişkin düzenlemelerin sıkılaştırılmasında rol oynamıştır.

Avrupa, Enerji Tüketim Ürünleri Direktifini ErP 2013 yılında A Sınıfından soğutma 5.1/ısıtma 3.4 2015 yılında A+’ya 5.6/4.0 , 2023 yılında A++’ya 6.1/4.6 ve 2023 yılında A+++’ya 8.5/5.1 yükseltmiştir.

Bu standartları karşılamak için yüksek verimlilik sunan ve düşük küresel ısınma potansiyeline GWP sahip soğutucu akışkan kullanan çevre dostu bir klima geliştirmemiz gerekiyordu. Yakın gelecekte düzenlemelerin çok fazla sıkılaştırılacağını düşünmüyoruz.

Ancak HVAC sektörünün yeni liderleri, verimlilik ve çevre dostu olma temelinde yenilikçi teknolojiler geliştiren şirketler olacaktır.