△왼쪽부터 김철환 연구위원, 이강욱 책임, 최용규 책임, 한나라 책임

LG전자가 개발한 `싱글 CAC용 하부압축 축관통 스크롤 압축기`가 2019년도 제9주차 IR52 장영실상을 수상했다. 

압축기는 에어컨 실외기에 설치되는 부품으로 실내기와 연결돼 냉매 압축을 통해 냉난방 사이클이 형성되도록 돕는다. 압축기는 에어컨이 소비하는 전력의 약 90%를 차지할 만큼 중요한 핵심부품으로 에어컨의 에너지 절감 및 신뢰성 확보에 핵심적인 역할을 한다. 일반적으로 빌딩용 에어컨에는 `스크롤 압축기`가 사용된다.

스크롤 압축기는 서로 맞물린 두 개의 스크롤 형상을 갖고 연속적으로 압축되기 때문에 고효율·저소음의 특성을 가진다. 그러나 압축부가 압축기 상단에 위치해 이를 위한 별도의 프레임이 필요한 만큼 구조가 복잡해 원가가 비싸다는 단점이 있다. LG전자 연구진은 스크롤 압축기의 성능을 높이면서도 가격 경쟁력을 갖추기 위해 압축기 하단부에 스크롤을 설치하는 기술 개발을 시작했다. 김철환 LG전자 연구위원은 "1980년대 일본 업체들도 하부에 놓이면서 스크롤 구조를 갖고 있는 하부압축 스크롤을 구현하기 위해 연구했지만 효율이 떨어지는 문제가 발생해 양산화하지 못했다"고 말했다. LG전자 연구진도 과거 관련 연구를 한 적이 있지만 상용화에는 실패했다. 김 연구위원은 "2013년부터 해당 연구를 다시 시작했다"며 "결국 구조를 단순화하면서 효율을 높인 하부압축 스크롤 기술을 개발했다"고 말했다. 

LG전자에 따르면 하부압축 스크롤 압축기는 스크롤 연속압축 방식을 적용해 효율과 소음 등을 획기적으로 개선했다. 또한 기존 스크롤 압축기의 고질적인 문제였던 `선회스크롤 전복모멘트 문제`를 해결해 마찰 손실을 50% 가까이 줄임으로써 효율과 신뢰성을 높였다. 선회스크롤 전복모멘트란 스크롤이 돌면서 떨리는 현상을 말한다.

LG전자에 따르면 이 압축기를 적용한 에어컨은 기존 대비 에너지 효율이 4~10% 향상됐으며 제품 소음도 약 4㏈ 저감됐다. 또한 난방운전이 가능한 온도를 영하 20도에서 영하 25도로 확대했고 외부 기온이 급격히 떨어지는 겨울에도 난방이 가능해졌다. 

김철환 연구위원은 "하부압축 스크롤 압축기가 적용된 싱글 CAC 에어컨은 한국·유럽·호주 등에서 고효율과 저소음이 요구되는 시장을 타깃으로 판매되고 있다"며 "올해 약 2000억원의 매출을 달성할 것"으로 예상했다. LG전자는 현재 상업용 싱글 CAC 에어컨용으로 개발된 하부압축 스크롤 압축기를 대용량 빌딩 멀티, 소용량 가정용 에어컨 등 냉동·공조 전 분야로 확대해 나갈 방침이다.