Brevet FR2011045A1 — publié le 19700227

i 2011045 La présente invention est relative à un système de réfrigération. Dans ces systèmes, il est fréquemment souhaitable d'utiliser deux ou plus d'évaporateurs pour l'air de réfrigération circulant à travers ou autour d'installations frigorifiques. Dans de nom-5 breux cas, il est également important que l'installation frigorifique et l'air réfrigéré, amené à ce dernier, soient maintenus essentiellement à une température uniforme. En même temps, les éva-porateurs doivent être dégivrés de temps en temps afin d'éliminer le givre des serpentins et des ailettes pour pouvoir garantir une 10 réfrigération continue et efficace. Actuellement, le dégivrage des serpentins et des ailettes des évaporateurs est généralement effectué en utilisant des éléments de chauffe électriques ou en faisant circuler du gaz réfrigérant chaud directement du compresseur vers 1'évaporateur. Ces systèmes 15 exigent fréquemment l'utilisation d'éléments qui sont d'une installation et d'un fonctionnement relativement coûteux. En outre, le dé. accroît moyen de givrage, utilise habituellement,/la température de l'éva- porateur et/ou de l'air en contact avec ce dernier à un degré qui est de beaucoup supérieur à celui nécessaire pour faire fondre le 20 givre des serpentins et des ailettes de 1'évaporateur. De cefait, il est nécessaire de dissiper cette chaleur par une réfrigération additionnelle. Le réfrigérant liquide, amené aux évaporateurs en voie de réfrigération des systèmes antérieurs connus, est fourni par un|con-25 denseur et récepteur courants ou bien il peut être constitué par un condensât provenant entièrement ou partiellement de 1'évaporateur en cours de dégivrage par la circulation du gaz réfrigérant chaud à travers ce dernier. Cependant, dans tout système quelconque, la température du réfrigérant liquide, amené à l'évaporateur 30 en voie de réfrigération, se situe généralement à environ 23,9 -24,3°C ou plus. Il en découle qu'au moins une partie de la chaleur latente, absorbée lors de l'évaporation du réfrigérant, est consommée pour abaisser la température du réfrigérant liquide qui pénètre dans l'évaporateur par la soupape de détente. 35 Conformément à la présente invention, le réfrigérant liquide, amené à un évaporateur travaillant dans le cycle de réfrigération, traverse d'abord un évaporateur se trouvant en cours du dégivrage. De cette manière, la chaleur est extfaite du réfrigérant liquide en faisant fondre le givre se trouvant sur les serpentins et les 40 ailettes de l'évaporateur en cours de dégivrage. En même temps, la température du réfrigérant liquide est abaissée, de manière 69 18644 2 2011045 qu'il soit amené à l'évaporateur de réfrigération à une température réduite, ce qui accroît le pouvoir d'absorption de chaleur et l'efficacité thermique du cycle de réfrigération. En outre, étant donné que l'évaporateur en cours de dégivrage sert à compléter l'ac-5 tion du condenseur utilisé dans le système, la dimension du dit condenseur peut être réduite. De manière similaire, l'efficacité accrue du cycle de réfrigération permet d'atteindre l'action de réfrigération voulue pari'évaporation d'une quantité inférieure du réfrigérant liquide, ce qui fait que le dimension du compresseur 10 utilisé peut également être réduite. En même temps, aucun des évaporateurs utilisés dans le système ne doit être chauffé à des températures élevées inadmissibles pendant le dégivrage, ce qui élimine le risque d'accroître défavorablement la température de l'air circulant sur les évaporateurs et de l'installation réfrigérée, 15 Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée aux dessins annexés, dans lesquels : La fig, 1 est une vue schématique d'une installation incorporant la présente invention. La fig. 2 est un schéma de la disposition des éléments utili-20 sés pour la mise en oeuvre de la présente invention. Dans la forme d'exécution, représentée à titre illustratif aux dessins, le système est utilisé pour la réfrigération d'un comptoir frigorifique ouvert de libre service. Un tel comptoir présente une enfreinte isolée 2 dont la paroi frontale est munie d'une ouverture 25 d'accès 4. L'espace réfrigéré 6,délimité par l'enceinte, est réfrigéré en faisant circuler de l'air alternativement sur un ou l'autre des deux évaporateurs 8 et 10 au moyen d'un ventilateur 12 ou similaire. L'air est chassé sur l'évaporateur 8 ou 10 qui se trouve dans le cycle de réfrigération, par exemple l'évaporateur 8, et 30 est orienté vers le bas par une ouverture de décharge 14 afin de former un rideau d'air 16, l'air pouvant également être déchargé dans l'espace réfrigéré 6. L'air est aspiré dans une ouverture d'admission de retour 18, située dans la partie inférieure du caisson délimitant le oomptoir et il traverse un conduit 20 jusqu'au ven-35 tilateur 12, afin d'être remis en circulation sur l'évaporateur qui assume la réfrigération. Les évaporateurs 8 et 10 sont séparés l'un de l'autre par une paroi isolante 26 de manière à se situer dans les compartiments voisins 22 et 24. Des régistres ou obturations mobiles 28 sont as-40 sociés au compartiment supérieur 22 dans lequel se situe le ser 69 18644 3 2011045 pentin d'évaporateur 8, alors que des registres ou obturations similaires 30 sont associés au compartiement inférieur 24 dans lequel est disposé le serpentin d'évaporateur 10„ Ainsi que représenté, le serpentin d*évaporateur 8 peut être considéré comme fonc 5 tionnant dans le cycle de réfrigération, alors que le serpentin in férieur 10 est en voie de dégivrage. De ce £aits les registres 28 du compartiement 22 sont ouverts, comme représenté,, afin que l'air venant du ventilateur 12, puisse circuler sur le serpentin et les ailettes de l'évaporateur 8 et à travers la chambre à pulsions 32 10 jusqu'à 11 ouverture de décharge 14, Bn même temps, les régistrès 30 du compartiement 24 sont fermés pour empêcher que l'air ne circule sur l'évaporateur 10 et à travers ce compartiement pendant que l'évaporateur 10 e£t dégivré. Il en découle que l'air relativement chaud ou non-réfrigéré, se trouvant au voisinage de l'éva-15 porateur 10, ne peut pas se mélanger â l'air réfrigéré, traversant le compartiement 22 et passant -sur l'évaporateur 8 et ne puisse pas élever la température de l'air amené au comptoir à réfrigâer. L'installation peut fonctionner de cette manière jusqu'au moment où l'évaporateur 8 est recouvert de givre. A ce moment, lors 20 qu'il s'agit de dégivrer l'évaporateur 8, les régistres 28 sont fermés et les régistres 30 sont ouverts et l'évaporateur 10 est commuté au cycle de réfrigération pendant que l'évaporateur 8 est dégivré. De cette manière, il est possible de garantir un flux continu d'air réfrigéré vers l'ouverture de décharge 14, afin d'é-25 tablir le rideau d'air 16 devant l'ouverture d'accès 4 et afin de faire circuler l'air réfrigéré à travers et autour de l'espace réfrigéré 6 dans le caisson, pour réfrigérer eet espace et les produits qui s'y trouvent. L'installation représentée à la fig, 1 est, de préférence, 30 mise en oeuvre au moyen d'un système de réfrigération illustré schématiquement à la £ig. 2» Âinqi que représenté,, le dispositif de réfrigération comprend un compresseur 340 un condenseur 36, un récepteur 38 et un sécheur 40. Lorsque l'évaporateur 8 travaille dans le cycle de réfrigération, le réfrigérant, comprimé par le 35 compresseur 34, passe vers le condenseur 36 et le récepteur 38 et, ensuite, vers le sécheur 40 à partir duquel le réfrigérant liquide circule à travers un conduit d'alimentation 42 vers une soupape à deux voies 44. Ainsi qu5 indiqué par les flèches à la fig. 2, la soupape 44 est réglée initialement de manière que le réfrigérant 40 liquide circule à travers le conduit 46 vers le serpentin de 1s s«= 69 18644 4 2011045 vaporateur 10. La température du réfrigérant liquide se situe à ce moment à 0°C ou à environ la température ambiante, à savoir environ 19 à 21°C. En même temps, la température du serpentin et des ailettes givrées de l'évaporateur 10 n'est pas supérieure à 0° 5 et elle peut même se situer à une température inférieure à-18°C ou moins. Le réfrigérant liquide, venant du conduit 46, pénètre dans le serpentin del'évaporateur 10 et est donc refroidi par le serpentin et les ailettes, tandis que la température de ces derniers est suffisamment accrue pour faire fondre le givre de manière à 10 dégivrer efficacement l'évaporateur 10. Le réfrigérant liquide refroidi, sortant de l'évaporateur 10» présente à ce moment une température d'environ -40 à -35°C et circule à travers le conduit de sortie 48 et le conduit de contournement 50 vers une soupape de diversion 52. De cette manière le réfrigérant liquide refroidi est 15 amené à la soupape de détente 54, associée à l'évaporateur 8. Le réfrigérant liquide refroidi est évaporé dans l'évaporateur 8 et, étant donné que sa température a été réduite au préalable enjraison de son passage à travers l'évaporateur 10, la température du réfrigérant liquide, pénétrant dans la soupape de détente 54 est es-20 sentiellement réduite et se situera entre environ -35 à -40°C. De ce fait, le pouvoir d'absorption de chaleur du réfrigérant est accru de manière que lors de la détente dans le serpentin de l'évaporateur 8, la température du serpentin et des ailettes de l'évaporateur 8 soit réduite à un degré essentiellement inférieur à celui 25 pouvant être atteint par le serpentin et les ailettes si le réfrigérant liquide, amené à la soupape de détente 54, présente-n la température ambiante ou environ 24 à 26°Cf ce qui est de pratique courante. De ce fait, il est possible de détendre une quantité moindre de réfrigérant afin d'obtenir les basses températures vou-• 30 lues et la quantité de réfrigérant évaporé, retournant au compresseur, est également réduite. De cette manière le compresseur utilisé peut être de dimensions réduites et sa capacité peut être inférieure à celle généralement requise. Le réfrigérant gazeux évaporé, quittant l'évaporateur 8, re-36 tourne vers le compresseur 34 à travers le conduit 56, la soupape 62 et le conduit de retour 64 afin d'être recomprimë et refroidi dans le condenseur 36.. L'installation peut fonctionner comme décrit ci-dessus jusqu'au moment où le serpentin et les ailettes de l'évaporateur 10 sont dégivrés et ne servent plus à refroidir effi-40 cacement le réfrigérant liquide à amener l'évaporateur 8. A ce BÂD ORIGINAL 69 18644 5 2011045 moment, le fonctionnement est inversé et l'évaporateur 8 travaille en cycle de dégivrage, tandis que l'évaporateur 10 est actionné en cyci de réfrigération. Cette inversion est obtenue en actionnant les soupapes à deux voies 44 et 62 et la soupape de diversion 52 5 de manière que le réfrigérant liquide circule du récepteur 38 et du sécheur 40 à travers le conduit 42 et la soupape 44 vers le conduit 56 qui sert à amener le réfrigérant liquide non-refroidi au serpentin et aux ailettes de l'évaporateur 8. Le réfrigérant liquide, circulant à travers le serpentin de l'évaporateur 8, sert 10 à dégivrer le serpentin et les ailettes de ce dernier et à réduire la température du réfrigérant liquide sortant de l'évaporateur 8. Le réfrigérant liquide refroidi circule à travers le conduit 66 qui contourne la soupape de détente 54. Ensuite le réfrigérant liquide traverse la soupape de diversion 52 qui est réglée, à ce 15 moment, de manière que le réfrigétant liquide puisse traverser le conduit 56 et la soupape de détente 58 jusqu'au serpentin de l'évaporateur 10, Ensuite, la réfrigérant liquide refroidi est détendu dans le serpentin de l'évaporateur 10 et Retourne par le conduit 46 et la soupape 62 vers le conduit 64 et le compresseur 20 34. De ce fait, l'évaporateur 8 est dégivré, alors que l'évaporateur 10 est réfrigéré. En outre, pendant cet actionnement inversé de 19installation, les régistres 28, associés à l'évaporateur 8, sont fermés et les régistres 30, associés à l'évaporateil¥ 10 sont ouverts, de manière 25 que l'air, mis en circulation par le ventilateur 12, circule à travers le compartiment inférieur 24 et sur le serpentin et les ailettes de l'évaporateur réfrigéré 10 pour atteindre l'ouverture de décharge 14. Etant donné que les régistres 28 du compartiment 22 logeant l'évaporateur 8 sont fermés pendant ce temps, on empê-30 che que le flux d'air, passant sur l'évaporateur 8 qui se dégivre, ne se mélange à l'air réfrigéré circulant sur l'évaporateur 10 qui est réfrigéré et à travers le compartiement inférieur 24. Il en découle que le dégivrage de l'évaporateur 8 ne donne lieu à aucun accroissement ou modification de la température del'air circu-35 lant à travers l'ouverture de décharge 14 et â travers et autour de l'espace d'entreposage 6 du comptoir. L'actionnement des régistres 28 et 30 et des soupapes 44, 52 -et 62 afin d'inverser le sens de la circulation du réfiigérant dans le système, peut être effectué sous la commande d'un moyen appro-40 prié qui agit sous l3ia£luencs fcêffipéïaïure du réfrigéraat li 69 18644 6 2011045 quide quittant le serpentin en voie de dégivrage et circulant vers le serpentin à réfrigéeer. A cette fin, des thermostats 70 et 72 peuvent être disposés de manière à être en contact avec les conduits de contournement 50 et 66, ou bien à un autre point, afin 5 d'actionner des solénoïdes 74, 76 ou similaires qui commandeat les soupapes 44, 52 et 62. En outre, 1'actionnement des régistres 28 ou 30 qui commandent les flux d'air à travers les compartiments 22 et 24 peut être obtenu par un moyen électiique, par exemple les solénoïdes 74, 76 ou autres, de manière à coïncider avec l'açtionne-10 ment des soupapes 44, 52 et 62 au moyen desquelles le cyclefinversé Ces solénoïdes peuvent évidemment être connectés à un seul circuit électrique en vue d'un actionnement simultané qui garantit l'action nement convenable et voulu des soupapes et des régistres qui commandent le fonctionnement du système, 15 Bien que la présente invention ait été décrite comme étant utilisée dans un comptoir frigorifique, il est évident que le système peut être utilisé dans d'autres types d'installations ou d'appareils de réfrigération. En outre, il est évident qu'il est possible d'utiliser un nombre quelconque d'évaporateurs en combinaison 20 et l'invention peut également être mise en oeuvre pour commander la réfrigération de plusièurs dispositifs de réfrigération disposés à des endroits différents, De ce fait, il est évident que de nombreuses modifications de la présente invention sont possibles pour ïa mise en pratique. 69 18644 7 2011045 REVEND ICATIONS 1,- Procédé pour dégiveer les serpentins et les ailettes d'é-vaporateurs qui sont actionnés alternativement et successivement dans le cycle de réfrigération et de dégivrage, caractérisé en ce que le réfrigérant liquide, à une température d'environ 0°C, tra- 5 verse un premier évaporateur qui est en cours de dégivrage sans détente du réfrigérant afin d'élever la température du serpentin et des ailettes du premier évaporateur suffisamment pour faire fondre le givre de ces derniers et d'abaisser simultanément la température du réfrigérant liquide, ensuite, le réfrigérant liqui-10 de, refroidi en raison de son passage à travers le premier évapora-teuT, pénètre dans un deuxième évaporateur qui est en cours de réfrigération, le réfrigérant liquide refroidi étant évaporé dans le deuxième évaporateur en vue de réfrigérer ce dernier, tandis qu' ensuite le sens du flux du réfrigérant est inversé à-travers le 15 premier et le deuxième évaporateur afin de dégivrer le deuxième évaporateur et d'actionner le deuxième évaporateur en cycle de réfrigération, 2,- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'inversion du sens dû flux de réfrigérant entre les deux évapora- 20 teurs est obtenue à la suite d'un accroissement de la température du réfrigérant liquide quittant l'évaporateur en voie de dégivrage. 3,- Procédé pour la réfrigération d'une installation à laquelle l'air réfrigéré est amené à partir d'un premier et d'un deuxième évaporateur, caractérisé en ce que le réfrigérant liquide 25 traverse, à une température supérieure à 0°C, le premier ées évaporateurs sans détente du réfrigérant, de ce fait le premier évaporateur est dégivré et la température du réfrigérant liquide est réduite, ensuite le réfrigérant liquide, refroidi de cette manière, pénètre dans le deuxième évaporateur dans lequel il est évaporé 30 afin de réduire la température du dit deuxième évaporateur, de 1' air est mis en circulation sur le deux—ième évaporateur pour être envoyé dans l'installation jusqu'au moment où la température du réfrigérant liquide traversant le deuxième évaporateur s'accroît, ensuite le sens du flux du réfrigérant traversant les évaporateurs 35 est inversé afin de dégivrer le deuxième évaporateur et d'évaporer le réfrigérant liquide refoidi dans le premier évaporateur et d* interrompre simultanément la circulation d® l'air entre le deuxiè 69 18644 s 2011045 me évaporateur et l'installation, tout en provoquant la circulation de l'air sur le premier évaporateur et, de ce dernier, vers l^îns-tallation, 4.- Système de réfrigération, caractérisé en ce qu'il com-5 prend un premier et un deuxième évaporateur, un moyen pour amener le réfrigérant liquide â une température supérieure â 0°C vers le premier des évaporateurs sans évaporer le dit réfrigérant dans ce dernier, un moyen pour amener le liquide, ayant traversé le premier évaporateur, vers le deuxième évaporateur dans lequel il est 10 évaporé, et un moyen pour inverser le sens du flux du réfrigérant à travers les évaporateurs de manière à dëgivuer le deuxièmqjëvapo-rateur et d'évaporer le réfrigérant dans le premier évaporateur. 5»- Système de réfrigération suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on prévoit un moyen agissant sous l'influence 15 de l'accroissement de la température du réfrigérant liquide afin de commander l'inversion du sens du flux du réfrigérant à travers les évaporateurs. 6.- Système de réfrigération associé à une installation à réfrigérer, caractérisé en ce qu'il comprend : un premier évapora- 20 teur, un deuxième évaporateur, un moyen pour amener le réfrigérant liquide à une température supérieure à 0°C vers le premier évaporateur sans évaporer le dit réfrigérant dans ce dernier, un moyen pour amener le réfrigérant liquide du premier évaporateur au deuxième évaporateur, un moyen pour obtenir 1'évaporation du réfrigé-25 rant dans le deuxième évaporateur, un moyen pour inverser - périodiquement le sens du flux du réfrigérant à travers les évaporateurs afin de dégivrer un des évaporateurs pendant que l'autre est soumis à la réfrigération et un moyen pour faire passer de l'air sur l'évaporateur en voie de réfrigération jusque dans l'installa-30 tion. 7.- Système de réfrigération suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le premier et le deuxième évaporateurs sont disposés dans des compartiements séparés qui sont munis, chacun, d'éléments d'obturation, tandis qu'on prévoit un moyen qui ouvre 35 les éléments d'obturation associés au compartiment logeant l'évaporateur en voie de réfrigération afin de permettre la circulation de l'air réfrigéré dans ce comparti-jntnt vers l'installation, alors que simultanément les éléments d'obturation associés au compartiment qui loge l'évaporateur en voie de d%ivrage sont fermés. 40 8.- Système de réfrigération suivant la revendication 7, ca- 69 18644 9 2011045 ractërisé en ce que l'inversion du sens du flux de réfrigérant entre les évaporateurs et l'ouverture et la fermeture des éléments d'obturation sont commandées par un moyen qui agit sous l'influence de l'accroissement de la température du réfrigérant liquide.