Brevet FR2015830A1 — publié le 19700430

La présente invention se rapporte à un appareil frigorifique, notamment à une armoire frigorifique ou à un congélateur, comportant un évaporateur à ventilation forcée qui se compose d'une spirale disposée entre deux plaques de recouvrement, comportant au moins un canal de fluide réfrigérant et au centre de laquelle est disposé un ventilateur refoulant l'air froid au travers de la spirale. Dans les armoires frigorifiques ou congélateurs classiques à ventilation forcée, ltévaporateur est généralement pourvu d'ailettes planes qui sont balayées sur un bord frontal par un courant d'air froid. Le transfert de chaleur dans ces ailettes est seulement intense dans la zone du bord frontal soumiw directement à l'action du courant d'air car il ne s'établit un écoulement turbulent d'air que dans cette zone.Sur la surface de l'ailette, il s'établit rapidement un écoulement laminaire qui diminue le taux de transmission de cha- leur entre le courant d'air froid et l!évaporateuro En conséquence, l'humidité contenue dans l'air froid se condense sous forme de givre principalement dans la zone des bords frontaux des ailettes balayés par les courants d'air I1 en résulte que la section de passage disponible entre les ailettes est rapidement comblée par du givre et que le rendement de l'évaporateur diminue en conséquence. Pour éviter cette réduetion de rendement de l'évaporateur, on doit fréquemment le dégivrer et il en résulte une consommation d'énergie fortement accrue. On connaît également un condenseur comportant un échangeur de chaleur à ventilation forcée et qui se compose d'une spirale disposée entre deux plaques de recouvrement, contenant des canaux de fluide réfrigérant et au centre de laquelle est disposé un ventilateur refoulant l'air froid au travers de la spirale. Dans ce condenseur, les plaques de recouvrement sont en contact thermiquement conducteur avec la spirale, ce qui augmente par conséquent sa capacité calorifique Sion voulait utiliser un tel condenseur comme évaporateur dans un appareil frigorifique, il serait alors nécessaire d augmenter la puissance calorifique de dégivrage et d'allonger la période de dégivrage. Celà aurait un effet très perturbateur sur le bilan thermique de l'appareil frigorifique. L'invention a pour but dune part, d'éliminer les inconvénients rencontrés dans les évapora teurs classiques munis d'ailettes et, d'autre part, d'agencer un échangeur de chaleur en forme de spirale qui était utilisé jusquta maintenant exclusivement comme condenseur de façon qu'il puisse également fonctionner correctement, même en cas de givrage, comme évaporateur susceptible d'être dégivré rapidement et économiquement. Ce problème est résolu selon l'invention en ce qu'au moins l'une des deux plaques de recouvrement de l'évaporateur est disposéeà une faible distance de la spirale. Avec un évaporateur constitué conformément à l'invention, on augmente d'une part considérablement les intervalles séparant les différentes périodes de dégivrage du fait que le courant d'air froid est mis en turbulence sur toute sa longueur par suite de l'incurvation de la spirale et que la masse de givre est répartie par conséquent uniformément sur toute la spirale, d'autre part la quantité de chaleur nécessaire pour dégivrer l'évaporateur reste faible du fait de la faible capacité calorifique de la spirale. Une partie de l'air froid pénètre en outre par l'intervalle existant entre la spirale et la plaque de recouvrement dans les voies formées l'une à côté de l'autre dans la spirale, ce qui augmente par conséquent la turbulence du courant d'air. Dans une spirale dont l'axe est orienté au moins approximativement verticalement, on obtient suivant l'invention un agencement avantageux en réalisant la plaque de recouvrement intérieure de l'évaporateur sous la forme d'une cuvette d'égouttage qui est munie d'une couche thermiquement isolante. L'eau de dégivrage s'égouttant de la spirale lors du dégivrage est alors captée par cette plaque de recouvrement intérieure de l'évaporateur en forme de cuvette. Au total, on obtient une construction compacte du fait de l'agencement particulier de l'éyaporateur, ce qui permet d'aug menter!le )olumeutile de l'appareil frigorifique. Un appareil frigorifique conforme à l'invention est représenté à titre d'exemple non limitatif sur les figures ci-jointes, dans lesquelles : - La figure i est une coupe longitudinale, faite suivant la ligne I-I de la figure 2, de la partie supérieure d'une armoire frigorifique comportant un évaporateur en forme de spirale, muni d'un ventilateur et d'une cuvette d'égouttage. - La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure i de l'armoire frigorifique. Dans le coffre thermiquement isolé d'une armoire frigorifique 1, est prévu en-dessous de son couvercle 2 un évaporateur 3 à ventilation forcée. L'évaporateur 3 comporte une spirale 4 en forme de bande constituée de plusieurs canaux d'écoulement de fluide réfrigérant placés l'un à côté de l'autre, un ventilateur 5 étant placé au centre de la spirale de manière à faire passer de l'air froid au travers. Le ventilateur est réalisé souslaforme d'un ventilateur radial dont le tambour est entrainé par un moteur électrique 6 agencé sous la forme d'un rotor extérieur et placé à l'intérieur du tambour. La spirale 4 est disposée de manière que son axe soit orienté verticalement dans l'armoire frigorifique 1 et elle est placée à une faible distance du couvercle 2 du coffre. Sur son côté inférieur, la spirale 4 est pourvue d'une plaque de recouvrement 7 également placée à faible distance et ayant la forme d'une cuvette d'égouttage qui est munie d'une couche thermiquement isolante. Au centre de la spirale 4, est prévu, dans la plaque de recouvrement intérieure 7, un évidement servant d'entrée d'air pour le ventilateur et recouvert par une grille protectrice 8. La sortie d'air placée à l'extrémité de la spirale 4 est située au-dessus de la plaque de recouvement 7 et débouche dans une chambre de pré-refroidissement 10 séparée de la chambre froide de l'armoire frigorifique par une cloison verticale 9. L'air échauffé qui monte dans la chambre froide de armoire frigorifique par convection est aspiré à la partie supérieure par le ventilateur 5 au travers de la grille protectrice 8 et il est refoulé au travers de la spirale 4 de l'évaporateur de façon à être refroidi. L'air froid sortant de la spirale pénètre dans la chambre de pré-refroidissement 10 vers le bas et arrive en-dessous de la cloison séparatrice 9 de façon à pénétrer à nouveau dans la chambre froide de l'armoire frigorifique. Le ventilateur 5 peut être accouplé, dans la disposition décrite, à un régulateur de température à l'aide duquel son moteur électrique 6 est enclenché et arrêté. Lors du passage de l'air dans la spirale, I'humidité contenue dans l'air froid se condense sur la spirale sous forme de givre. Du fait de la turbulence qui est maintenue dans l'écoulement d'air dans son parcours incurvé dans la spirale, l'échange de chaleur et par conséquent l'accumula- tion de givre sont répartis à peu près uniformément sur toute la longueur de la spirale. La turbulence de ltécoulement d'air est encore améliorée par le courant d'air froid qui pénètre dans l'intervalle entre la spirale 4 et le couvercle 2 - ou la plaque de recouvrement 7 - sur la longueur des volutes de spirale placées les unes à côté des autres.Par différence à un évaporateur à ailettes, il ne se produit qu'une réduction très lente et pratiquement uniforme de la section d'écoulement, ce qui permet d'augmenter considérablement l'intervalle séparant les différentes périodes de dégivrage. Dans le bilan thermique de l'armoire frigorifique intervient comme perte la chaleur dégagée par le moteur électrique entrainant le ventilateur. Celà est cependant positif pour le fonctionnement de l'installation1 car l'air est échauffé par la chaleur cédée par le moteur électrique à son entrée dans la spirale. En conséquence, on évite une formation de givre directement à l'entrée de la spirale 5, ce qui pourrait autrement provoquer un blocage du ventilateur. A la différence de l'exemple de réalisation représenté, la spirale de l'évaporateur peut également être réalisée sous la forme d'une platine fabriquée suivant le procédé Roll-Bond, cette platine étant elle-même enroulée en forme de spirale. Il est en outre possible de modifier à volonté le guidage de l'air sortant de l'évaporateur en spirale dans le coffre de l'armoire frigorifique par des canaux et des registres prévus dans ceux-ci. L'évaporateur peut également être installé en un autre endroit du coffre de l'armoire frigorifique, par exemple au-dessus de son fond ou bien également sur ou dans une paroi séparatrice du coffre. Bien entendu l'invention n'est pas limitée a .x exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Appareil frigorifique, notamment armoire frigorifique ou congélateur, comportant un évaporateur à ventilation forcée qui se compose d'une spirale disposée entre deux plaques de recouvrement, comportant au moins un canal de fluide réfrigérant1et au centre de laquelle est disposé un ventilateur refoulant l'air froid au travers de la spirale, appareil caractérisé en ce qu'au moinsl'une des deux plaques de recouvrement de l'évaporateur est placée à une faible distance de la spirale. 20) Appareil frigorifique selon la revendication 1, comportant une spirale dont l'axe est orienté verticalement au moins approximativement, caractérisé en ce que la plaque de recouvrement intérieure de l'évaporateur est réalisée sous la forme d'une cuvette d'égouttage qui est munie d'une couche thermiquement isolante. 30) Appareil frigorifique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'une plaque de recouvrement de l'évaporateur est formée par la paroi intérieure du coffre de l'appareil frigorifique. 4 ) Appareil frigorifique selon la revendication 1, la revendication 2, ou la revendication 3, comportant une spirale en forme de bande, caractérisé en ce que la bande de la spirale est constituée par au moins deux canaux d'écoulement de fluide réfrigérant orientés parallèlement et dont les embouchures sont situées à l'extrémité de la spirale. 5 ) Appareil frigorifique selon la revendication i, la revendication 2, la revendication 3, ou la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme ventilateur un ventilateur radial comportant un moteur électrique agencé sous la forme d'un rotor extérieur.