Compresorul LG R1: povestea nașterii sale

LG R1 spune povestea despre cum s-a născut compresorul LG R1, explică unul dintre principalii dezvoltatori de sisteme de ventilație, încălzire și aer condiționat LG.

Compresorul, care reprezintă aproximativ 90% din consumul de energie, joacă un rol crucial în determinarea eficienței și capacității unui aparat de aer condiționat.

–

Vă rugăm să vă prezentați, să vă prezentați funcția și domeniul de responsabilitate la LG.

Mă numesc Kim Cheol-hwan și sunt dezvoltator în cadrul Laboratorului de climatizare de la L&A, care face parte din CTO. Cooperăm cu fabrica LG din Changwon și oferim sprijin de la dezvoltarea ideii până la comercializarea completă, ca un fel de punte. M-am alăturat acestei echipe în 2002 și acum sunt responsabil de cercetare și dezvoltare pentru compresorul nostru de derulare. Acesta este al doilea proiect al meu, primul fiind compresorul scroll de înaltă presiune pentru sistemul Multi V.

–

Cât timp durează în mod normal finalizarea?

De la planificarea inițială până la producția de masă, pot trece șapte sau opt ani. În ceea ce privește compresorul R1, am început să studiem tehnologia în 2010 finalizată în 2014 , am depus o cerere de brevet în 2012, am început comercializarea în 2015 și am început să lansăm produsul în 2023.

–

Spuneți-ne despre compresorul LG R1.

Compresoarele din aparatele de aer condiționat trebuie să fie foarte eficiente din punct de vedere energetic și să producă puțin zgomot. LG R1 combină caracteristicile compresoarelor scroll și rotative pentru a îndeplini aceste două obiective.

Arborele trebuie să treacă prin centrul elementului de compresie pentru a asigura un flux optim de ulei în zonele critice de frecare ridicată. Pentru a realiza acest lucru, LG a dezvoltat primul design hibrid de spirală din lume cu un arbore de trecere, care nu numai că presurizează chiar și un arbore de trecere, dar asigură și integritatea structurală a formei spiralei.

Scroll-ul hibrid este alcătuit din douăzeci de arcuri de forme diferite și permite comprimarea agentului frigorific în formă eliptică, evitând astfel ca arborele să treacă prin centrul compresorului. La sfârșitul ciclului de compresie, panta este mărită pentru a permite agentului frigorific să atingă mai repede presiunea necesară, precum și pentru a crește fiabilitatea miezului – mai mult decât dublând grosimea izolației din jurul miezului. LG a brevetat această tehnologie în Coreea și în SUA.

–

Astfel, noul compresor combină avantajele predecesorului său, compresorul scroll și compresorul rotativ. Cum ți-a venit această idee inovatoare??

Dezvoltarea compresorului R1 a pornit de la ideea de a menține eficiența unui compresor scroll folosind un compresor rotativ la un preț competitiv, precum și de la capacitățile sale de livrare a uleiului și designul simplu.

Îmi place să folosesc o analogie cu un camion pentru a explica modul în care R1 este mai eficient decât modelele anterioare de compresoare. În timp ce în trecut oamenii foloseau un camion de 10 tone pentru a transporta o încărcătură de o tonă, acum pot folosi un camion de 1 tonă pentru o încărcătură de o tonă și un camion de 10 tone pentru o încărcătură de 10 tone. Este logic să aveți un compresor care să poată ajusta capacitatea la condițiile de încărcare. Aceasta este exact ceea ce face un compresor R1.

LG R1 este prima unitate care combină în mod eficient „metoda de compresie” a compresorului scroll și „designul mecanismului” compresorului rotativ, eliminând în același timp dezavantajele și imperfecțiunile fiecărui tip.

–

Care au fost principalele provocări pe care le-ați întâmpinat în dezvoltarea aparatului și cum le-ați depășit??

• Prima provocare: găsirea echilibrului corect între forța gazului și forța de reacție a rulmentului – plasarea arborelui în interiorul elementului de compresie pentru a rezolva problema fundamentală a compresorului scroll. Cu toate acestea, după ce am poziționat arborele în centrul zonei de compresie, am constatat că nu exista suficient spațiu pentru compresie, ceea ce a dus la o eficiență și o fiabilitate reduse. De asemenea, lipsa de robustețe a construcției a fost evidentă. Mi-am dat seama că aranjamentul „shaft through” nu era posibil cu actuala formă convențională a scroll-ului. După ce am discutat posibilele soluții cu echipa de proiect, am ajuns la o nouă formă de compresor scroll care comprimă agentul frigorific într-o formă eliptică în timpul rotației în jurul arborelui. Atunci a apărut una dintre cele mai bune caracteristici ale compresorului R1: primul compresor hibrid scroll din lume cu arbore trecător. Apoi am început să facem cercetări aprofundate pentru a transforma acest design în realitate.

• A doua provocare a fost îndoirea arborelui la presiuni de ieșire ridicate. Am întâlnit acest lucru atunci când am încercat să înțelegem cum să creăm un compresor scroll cu un arbore de trecere și un element de compresie superior. Proiectul a fost chiar întrerupt temporar, deoarece nu s-a găsit nicio soluție. Ne aflam la o răscruce de drumuri, când cercetarea noastră ar fi putut fi oprită complet. Din fericire, LG Electronics are un program de asistență excelentă pentru a ajuta cercetătorii atunci când sunt în pragul eșecului. Acest sprijin neprețuit ne-a permis să atragem mai multe fonduri de cercetare și, după reorganizarea echipei, am reușit să dezvoltăm un design de tip scroll cu un element de compresie inferior, care a fost capabil să mențină arborele la o presiune de ieșire ridicată.

–

Vă rugăm să ne spuneți pe scurt care sunt principalele caracteristici ale compresorului R1 și care sunt avantajele acestora pentru clienți.

În prezent, asistăm la o tendință către standarde anuale mai stricte de eficiență energetică pentru aparatele de aer condiționat. Prin urmare, pentru a îmbunătăți eficiența energetică, este important să se reducă pierderile de energie în timpul funcționării cu sarcină redusă. Unul dintre cele mai mari avantaje ale compresorului R1 este capacitatea sa de a extinde intervalul de funcționare variabilă pentru a minimiza potențialul de pierdere de energie. Acest lucru permite consumatorilor să economisească din costurile anuale cu energia și să se bucure de un mediu casnic mai liniștit datorită nivelului redus de zgomot și vibrațiilor minime ale compresorului. Iar capacitatea sa de a funcționa la viteze mari îmbunătățește eficiența încălzirii la temperaturi scăzute.

–

În ce produse veți utiliza compresorul R1?

Vom utiliza R1 în produse care variază de la pompe de căldură aer-apă AWHP la sisteme de refrigerare. O unitate de aer condiționat echipată cu un compresor scroll cu un element de compresie inferior poate utiliza tehnologia de injecție a agentului frigorific, ceea ce facilitează controlul și reglarea temperaturii. Punctele forte ale compresorului R1 se vor manifesta în sistemele AWHP care vizează piețele europene cheie. În Europa, segmentul de cazane se orientează treptat către sistemele AWHP, influențat de o tendință generală de respectare a mediului și de eficiență energetică.

Capacitatea compresorului R1 de a funcționa la un raport de presiune ridicat îl face ideal și pentru instalațiile de refrigerare unde sunt necesare temperaturi de până la -45 ˚C. În astfel de cazuri, se folosesc de obicei două compresoare scroll conectate în serie. Dar acum trebuie să folosiți doar un singur compresor R1 pentru a face treaba.

– Care ar fi impactul compresorului R1 asupra sectorului de aer condiționat și a altor industrii?

Vom extinde aria de acoperire a compresorului R1 la întregul sector de aer condiționat. În viitor, vom încerca să folosim tehnologia noastră avansată și în alte industrii. În acest stadiu, suntem încă în curs de studiu și de examinare a posibilităților pentru viitoarele implementări.

– Puteți face o predicție cu privire la viitorul pieței aparatelor de aer condiționat??

În ultimii ani, industria HVAC a înregistrat o creștere a cererii de aer condiționat datorită dezvoltării economice și creșterii temperaturilor în unele părți ale lumii. Ca urmare, consumul de energie a crescut și continuă să crească. Această creștere a jucat un rol în înăsprirea reglementărilor privind eficiența energetică a aparatelor de aer condiționat.

Europa a înăsprit deja Directiva privind produsele cu consum de energie ErP – de la clasa A răcire 5,1/încălzire 3,4 în 2013 la A+ 5,6/4,0 în 2015, apoi la A++ 6,1/4,6 în 2023 și la A+++ 8,5/5,1 în 2023.

Pentru a respecta aceste standarde, a trebuit să dezvoltăm un aparat de aer condiționat ecologic, care să ofere o eficiență ridicată și să utilizeze un agent frigorific cu potențial de încălzire globală GWP redus. Nu credem că reglementările vor fi înăsprite prea mult în viitorul apropiat.

Cu toate acestea, noii lideri din industria HVAC vor fi companiile care dezvoltă tehnologii inovatoare, punând accentul pe eficiență și ecologie.