LG R1: a história do seu nascimento

Sobre a história do nascimento da LG R1 conta um dos principais criadores da empresa de ventilação, aquecimento e ar condicionado LG.

O compressor, que representa cerca de 90% do consumo de energia eléctrica, desempenha um papel crucial na determinação da eficiência e desempenho de um sistema de ar condicionado.

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Pode falar-nos de si, da sua posição e da sua área de responsabilidade na LG?.

O meu nome é Kim Cheol-hwan, sou desenvolvedor no Laboratório de Ar Condicionado do L&A Center, que faz parte da Divisão CTO. Estabelecemos uma parceria com a fábrica da LG em Changwon para fornecer apoio desde o desenvolvimento do conceito até à comercialização completa, como uma espécie de ponte. Juntei-me a esta equipa em 2002 e sou responsável pela investigação e desenvolvimento do nosso compressor scroll. Este é o meu segundo projecto, o primeiro foi um compressor scroll de alta pressão para o sistema Multi V.

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Quanto tempo demora normalmente a conclusão de um projecto?

Desde o planeamento inicial até à fase de produção em massa, pode demorar sete ou oito anos. Quanto ao compressor R1, começámos a investigar a tecnologia em 2010 concluído em 2014 , solicitámos uma patente em 2012, começámos a comercialização em 2015 e começámos a lançar o produto em 2023.

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Fale-nos sobre o compressor LG R1.

Os compressores em aparelhos de ar condicionado devem ser altamente eficientes em termos energéticos e produzir pouco ruído. O LG R1 combina as características dos compressores scroll e rotativos para cumprir estes dois objectivos.

O eixo deve passar pelo centro do elemento de compressão para assegurar um fluxo óptimo de óleo em zonas críticas com um elevado coeficiente de fricção. LG desenvolveu o primeiro desenho de scroll híbrido do mundo com um eixo passante, que não só fornece a pressão necessária mesmo com um eixo passante, mas também assegura a integridade estrutural da forma do scroll.

O pergaminho híbrido consiste em vinte arcos de forma diferente e permite que o refrigerante seja comprimido de forma elíptica, evitando assim que o eixo passe através do centro do compressor. Uma vez concluído o ciclo de compressão, a inclinação é aumentada para permitir que o refrigerante atinja a pressão necessária mais rapidamente, bem como aumentar a fiabilidade do núcleo – mais do que duplicando a espessura do isolamento em torno do núcleo. LG patenteou esta tecnologia na Coreia e nos EUA.

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Assim, o novo compressor combinou as vantagens do seu predecessor, o compressor scroll e o compressor rotativo. Como surgiu uma ideia tão inovadora??

O desenvolvimento do compressor R1 começou com a ideia de manter a eficiência de um compressor scroll utilizando o preço competitivo de um compressor rotativo e a sua capacidade de fornecimento de óleo e desenho simples.

Gosto de usar uma analogia de camião para explicar como o R1 é melhor em eficiência do que os modelos anteriores de compressores. Enquanto no passado, as pessoas costumavam utilizar um camião de dez toneladas para transportar uma tonelada de carga, agora podem utilizar um camião de uma tonelada para uma tonelada de carga e um camião de dez toneladas para uma carga de dez toneladas. Parece sensato ter um compressor que possa ajustar a capacidade de acordo com as condições de carga. É exactamente isso que o compressor R1 faz.

O compressor LG R1 é a primeira unidade a combinar eficazmente o ‘método de compressão’ de um compressor scroll e o ‘desenho do mecanismo’ de um compressor rotativo, eliminando ao mesmo tempo as desvantagens e imperfeições de cada tipo.

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Quais foram os principais desafios de concepção que enfrentou e como os superou??

• O primeiro desafio: encontrar o equilíbrio certo entre a força do gás e a força de reacção do rolamento – colocar o eixo dentro do elemento de compressão para resolver um problema fundamental nos compressores scroll. Contudo, após o posicionamento do eixo no centro da área de compressão, descobrimos que não havia espaço suficiente para a compressão, o que resultava numa menor eficiência e fiabilidade. Também a falta de robustez do desenho é aparente. Percebi que com a actual forma convencional de bobina, um arranjo “shaft through” é impossível. Depois de discutir possíveis soluções com a equipa do projecto, chegámos a uma nova forma de compressor scroll que comprime o refrigerante de forma elíptica durante a rotação em torno do eixo. Foi aí que nasceu uma das melhores características do compressor R1: a primeira forma de rolagem híbrida através do eixo de rolagem do mundo. Desde então, temos vindo a realizar uma investigação aprofundada para tornar este projecto uma realidade.

• O segundo desafio era o facto de o eixo estar a dobrar-se a alta pressão de saída. Encontramo-los quando tentamos descobrir como desenhar um compressor scroll com um eixo de passagem e um elemento de compressão superior. O projecto foi mesmo temporariamente interrompido porque não foi encontrada nenhuma solução. Encontramo-nos numa encruzilhada onde a nossa investigação poderia ter sido completamente interrompida. Felizmente, a LG Electronics tem um grande programa de apoio para ajudar os investigadores quando estes estão à beira do fracasso. Este apoio inestimável permitiu-nos assegurar mais financiamento para a investigação, e após reorganizarmos a equipa conseguimos desenvolver um desenho de scroll com um elemento de compressão inferior, capaz de manter o veio a altas pressões de saída.

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Fale-nos brevemente sobre as principais características do compressor R1 e como beneficiam os clientes.

Assistimos hoje a uma tendência para normas anuais mais rigorosas de eficiência energética para aparelhos de ar condicionado. Assim, para melhorar a eficiência energética, é importante reduzir a perda de energia durante a operação de baixa carga. Uma das maiores vantagens do compressor R1 é a sua capacidade de alargar a sua gama de funcionamento variável para minimizar a possibilidade de perda de energia. Isto permite aos consumidores poupar nos custos anuais de energia e desfrutar de um ambiente doméstico mais calmo graças ao baixo nível de ruído e à mínima vibração do compressor. E a sua capacidade de funcionar a alta velocidade melhora a eficiência de aquecimento a baixas temperaturas.

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Em que produtos irá utilizar o compressor R1??

Vamos utilizar o R1 em produtos que vão desde bombas de calor ar-água AWHPs a sistemas de refrigeração. Uma unidade de ar condicionado equipada com um compressor scroll com elemento de compressão inferior pode utilizar a tecnologia de injecção de refrigerante, facilitando o controlo e ajuste da temperatura. Os pontos fortes do compressor R1 irão revelar-se nos sistemas AWHP que visam os principais mercados europeus. Na Europa, o segmento das caldeiras está a avançar gradualmente para sistemas AWHP, influenciado por uma tendência geral para o respeito pelo ambiente e a eficiência energética.

A capacidade do compressor R1 de funcionar com uma elevada relação de pressão torna-o ideal para sistemas de arrefecimento onde são necessárias temperaturas até -45 ˚ C. Nestes casos, são normalmente utilizados dois compressores scroll ligados em série. No entanto, apenas um compressor R1 é agora necessário para fazer o trabalho.

– Qual será o impacto do compressor R1 no sector do ar condicionado e outras indústrias transformadoras?

Estamos a alargar a cobertura do compressor R1 a todo o sector do ar condicionado. Estamos ansiosos por aplicar a nossa tecnologia avançada a outras indústrias no futuro. Nesta fase, estamos ainda em processo de revisão e a considerar a implementação futura.

– Consegue prever o que está no futuro do mercado do ar condicionado??

Nos últimos anos, a indústria HVAC tem assistido a um aumento da procura de ar condicionado devido ao desenvolvimento económico e ao aumento das temperaturas em algumas partes do mundo. Como resultado, o consumo de energia aumentou, e continua a aumentar. Este aumento tem desempenhado um papel no aperto dos regulamentos que regem a eficiência energética dos aparelhos de ar condicionado.

A Europa já reforçou a sua Directiva de Produtos de Consumo de Energia ErP da Classe A arrefecimento 5,1/ aquecimento 3,4 em 2013 para A+ 5,6/4,0 em 2015, depois para A+++ 6,1/4,6 em 2023 e para A++++ 8,5/5,1 em 2023.

A fim de cumprir estas normas em todos os momentos, tivemos de desenvolver um ar condicionado ecológico que oferece alta eficiência e utiliza um refrigerante de baixo potencial de aquecimento global GWP . Pensamos que os regulamentos não serão muito mais rigorosos num futuro próximo.

Mas os novos líderes da indústria HVAC serão as empresas que desenvolvem tecnologias inovadoras que se concentram na eficiência e na eco-amizade.