Compresseur LG R1 : l’histoire de sa naissance

LG R1 raconte l’histoire de la naissance du compresseur LG R1 par l’un des principaux développeurs de systèmes CVC de LG.

Le compresseur, qui représente environ 90 % de la consommation électrique, joue un rôle crucial dans la détermination de l’efficacité et des performances du climatiseur.

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Parlez-nous de vous, de votre poste et de votre domaine de responsabilité chez LG.

Je m’appelle Kim Cheol-hwan et je suis développeur au laboratoire de climatisation du Centre L&A, qui fait partie de la division CTO. Nous coopérons avec l’usine LG de Changwon et fournissons un soutien de la conception à la commercialisation complète, comme une sorte de pont. J’ai rejoint cette équipe en 2002 et je suis maintenant responsable de la recherche et du développement pour notre compresseur de parchemin. Il s’agit de mon deuxième projet, le premier ayant consisté à travailler sur un compresseur scroll haute pression pour le système Multi V.

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Combien de temps faut-il normalement pour réaliser?

De la planification initiale à la production en série, cela peut prendre sept ou huit ans. En ce qui concerne le compresseur R1, nous avons commencé à étudier la technologie en 2010 terminé en 2014 , déposé un brevet en 2012, commencé la commercialisation en 2015 et lancé le produit en 2023.

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Parlez-nous du compresseur LG R1.

Les compresseurs des unités de climatisation doivent être très économes en énergie et peu bruyants. Le LG R1 combine les caractéristiques des compresseurs scroll et rotatifs pour répondre à ces deux objectifs.

L’arbre doit passer par le centre de l’élément de compression pour garantir un flux d’huile optimal dans les zones critiques à fort coefficient de frottement. À cette fin, LG a développé la première conception de spirale hybride au monde avec un arbre traversant, qui non seulement fournit la pression requise même lorsque l’arbre est traversant, mais assure également l’intégrité structurelle de la forme de la spirale.

La spirale hybride est constituée de vingt arcs de forme différente et permet de comprimer le réfrigérant sous une forme elliptique, évitant ainsi que l’arbre ne passe par le centre du compresseur. Une fois le cycle de compression terminé, la pente est augmentée pour permettre au réfrigérant d’atteindre la pression requise plus rapidement, et pour augmenter la fiabilité du noyau – en faisant plus que doubler l’épaisseur de l’isolation autour du noyau. LG a breveté cette technologie en Corée et aux États-Unis.

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Ainsi, le nouveau compresseur intègre les avantages de son prédécesseur, le compresseur scroll et le compresseur rotatif. Comment avez-vous eu cette idée novatrice ??

Le développement du compresseur R1 a commencé avec l’idée de maintenir l’efficacité d’un compresseur scroll en utilisant le prix compétitif d’un compresseur rotatif, ainsi que sa capacité d’alimentation en huile et sa conception simple.

J’aime faire une analogie avec un camion pour expliquer comment le R1 est plus efficace que les modèles de compresseurs précédents. Alors que dans le passé, les gens utilisaient un camion de dix tonnes pour transporter une charge d’une tonne, ils peuvent maintenant utiliser un camion d’une tonne pour une charge d’une tonne et un camion de dix tonnes pour une charge de dix tonnes. Il est judicieux d’avoir un compresseur qui peut ajuster sa capacité en fonction des conditions de charge. C’est exactement ce que fait le compresseur R1.

Le compresseur LG R1 est la première unité à combiner efficacement la « méthode de compression » des compresseurs scroll et la « conception du mécanisme » des compresseurs rotatifs, tout en éliminant les inconvénients et les imperfections de chaque type.

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Quels ont été les principaux défis auxquels vous avez été confronté lors du développement et comment les avez-vous relevés ??

• Le premier défi : trouver le bon équilibre entre la force du gaz et la force du roulement – positionner l’arbre à l’intérieur de l’élément de compression pour résoudre le problème fondamental du compresseur à spirale. Cependant, après avoir placé l’arbre au centre de la zone de compression, nous avons constaté qu’il n’y avait pas assez d’espace pour la compression, ce qui a entraîné une réduction de l’efficacité et de la fiabilité. Le manque de robustesse de la conception est également apparu. Je me suis rendu compte qu’avec la forme conventionnelle actuelle de la volute, le positionnement « shaft through » n’est pas possible. Après avoir discuté des solutions possibles avec l’équipe du projet, nous avons proposé une nouvelle forme de compresseur à spirale qui comprime le réfrigérant en forme d’ellipse pendant la rotation autour de l’arbre. C’est alors qu’est apparue l’une des meilleures caractéristiques du compresseur R1 : la première forme de volute hybride au monde avec un arbre traversant. Ensuite, nous avons commencé à réaliser une étude approfondie pour faire de ce projet une réalité.

• Le deuxième défi était que l’arbre se plie à une pression de sortie élevée. Nous avons rencontré ce problème en essayant de comprendre comment concevoir un compresseur à spirale avec un arbre traversant et un élément de compression supérieur. Le projet a même été temporairement arrêté, aucune solution n’ayant été trouvée. Nous étions à la croisée des chemins, dans une situation où nos recherches auraient pu s’arrêter complètement. Heureusement, LG Electronics dispose d’un excellent programme d’assistance pour aider les chercheurs lorsqu’ils sont sur le point de tomber en panne. Ce soutien inestimable nous a permis d’obtenir davantage de fonds pour la recherche et, après avoir réorganisé l’équipe, nous avons pu développer un modèle de volute avec un élément de compression inférieur capable de maintenir l’arbre à une pression de sortie élevée.

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Veuillez nous décrire brièvement les principales caractéristiques du compresseur R1 et les avantages qu’elles présentent pour les clients.

Aujourd’hui, nous constatons une tendance à l’adoption de normes d’efficacité énergétique annuelles plus strictes pour les climatiseurs. Ainsi, afin d’améliorer l’efficacité énergétique, il était important de réduire les pertes d’énergie dues au fonctionnement à faible charge. L’un des principaux avantages du compresseur R1 est sa capacité à étendre sa plage de fonctionnement variable afin de minimiser les risques de perte d’énergie. Cela permet aux consommateurs d’économiser des coûts énergétiques annuels et de profiter d’un environnement domestique plus silencieux grâce au faible niveau de bruit et de vibrations du compresseur. Et sa capacité à fonctionner à des vitesses élevées améliore l’efficacité du chauffage à basse température.

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Dans quels produits utiliserez-vous le compresseur R1 ??

Nous utiliserons le R1 dans des produits allant des pompes à chaleur air/eau AWHP aux systèmes de réfrigération. Une unité de climatisation équipée d’un compresseur scroll avec un élément de compression inférieur pourrait utiliser la technologie d’injection de réfrigérant, ce qui faciliterait le contrôle et le réglage de la température. Les atouts du compresseur R1 se manifesteront dans les systèmes AWHP destinés aux principaux marchés européens. En Europe, le segment des chaudières s’oriente progressivement vers les systèmes AWHP, influencé par la tendance générale au respect de l’environnement et à l’efficacité énergétique.

Le rapport de pression élevé du compresseur R1 le rend idéal pour les applications de refroidissement où des températures allant jusqu’à -45°C sont requises. Ces appareils utilisent normalement deux compresseurs scroll connectés en série. Cependant, il suffit maintenant d’utiliser un seul compresseur R1 pour faire le travail.

– Quel sera l’impact du compresseur R1 sur le secteur de la climatisation et les autres industries manufacturières ??

Nous étendons la portée du compresseur R1 à l’ensemble du secteur de la climatisation. Nous essaierons d’utiliser notre technologie avancée dans d’autres domaines à l’avenir. À ce stade, nous sommes encore en train d’explorer et d’examiner les possibilités de mise en œuvre future.

– Pouvez-vous prédire ce que l’avenir du marché de la climatisation vous réserve ??

Ces dernières années, le secteur du CVC a connu une augmentation de la demande de climatisation en raison du développement économique et de la hausse des températures dans certaines régions du monde. En conséquence, la consommation d’énergie a augmenté et continue de croître. Cette augmentation a joué un rôle dans le renforcement des réglementations relatives à l’efficacité énergétique des climatiseurs.

L’Europe a déjà renforcé sa directive sur la consommation d’énergie ErP – de la classe A refroidissement 5,1/chauffage 3,4 en 2013 à A+ 5,6/4,0 en 2015, puis à A++ 6,1/4,6 en 2023 et à A+++ 8,5/5,1 en 2023.

Afin de respecter ces normes à tout moment, nous avons dû mettre au point un climatiseur respectueux de l’environnement qui offre une grande efficacité et utilise un réfrigérant à faible potentiel de réchauffement global PRG . Nous ne pensons pas que les réglementations seront trop élevées dans un avenir proche.

Mais les nouveaux leaders du secteur du chauffage, de la ventilation et de la climatisation seront les entreprises qui développeront des technologies innovantes en mettant l’accent sur l’efficacité et le respect de l’environnement.