Brevet FR2125401A1 — publié le 19720929

La présente invention est relative aux systèmes de réfrigération et concerne plus particulièrement un appareil destiné à commander le dégivrage pour de tels systèmes de réfrigération. Il est connu que les systèmes de réfrigération comprenant un évaporateur à 5 serpentin nécessitent un dégivrage périodique de ces derniers pour empêcher que le givre ne s'y accumule en quantité telle qu'il puisse perturber le bon fonctionnement du système ou être la cause de sa mise hors service. Il existe de nombreux dispositifs conçus pour engendrer dans certaines conditions un signal destiné à commander périodiquement le dégivrage du serpentin d'un évaporateur; 10 ces conditions étant définies pour certains d'entre eux par un nombre déterminé d'heures de fonctionnement du système, pour d'autres par une quantité donnée de givre accumulé sur le serpentin de l'évaporateur et pour d'autres encore par la combinaison du nombre d'heures de fonctionnement et de la quantité de givre accumulé. Un exemple de dispositif classique de commande de dégivrage est décrit 15 dans le brevet US. 3 159 980 dans lequel un interrupteur est agencé pour être actionné par une minuterie entraînée directement à partir du moteur du ventilateur entraînant le fluide devant être refroidi à travers le serpentin de l'évaporateur . Le but principal de la présente invention est de réaliser un appareil de 20 commande de dégivrage dont la mise en fonctionnement est provoquée par un fluide circulant dans le système plutôt que par une liaison mécanique avec un élément rotatif du système tel que l'arbre du moteur du compresseur ou du ventilateur principal. Le fait que la manoeuvre de l'interrupteur de l'appareil de commande de dégivrage est occasionnée par le fluide circulant dans le système présente 25 certains avantages comme, par exemple, que la liaison mécanique avec l'interrupteur ne doit pas être dans le voisinage immédiat, soit du ventilateur de la soufflerie et de son moteur, soit du compresseur et de son moteur, et qu'elle peut être conçue pour être influencée soit par un changement de vitesse ou de débit du courant de fluide devant être refroidi par le serpentin de l'évapora-30 teur, soit par le temps pendant lequel le dit fluide passe à travers ce serpentin ou, soit encore, par la combinaison du changement de vitesse ou de débit et du temps de circulation de fluide. Dans ce dernier cas, à mesure que le givre s'accumule, le temps pendant lequel le fluide circule avant qu'un signal de dégivrage soit émis peut être réduit en conséquence. 35 Suivant la présente invention, une roue â aubes est agencée pour que sa rotation soit tributaire d'un fluide qui circule pendant le fonctionnement du système de réfrigération. Le fluide en circulation est, de préférence, celui qui doit être refroidi en passant par les ailettes d'échange de chaleur du serpentin de l'évaporateur, mais pourrait être un autre fluide comme, par exemple, 40 le réfrigérant. L'interrupteur de mise en route du dégivrage est raccordé à la 72 04694 2 2125401 roue à aubes par l'intermédiaire d'une liaison mécanique à engrenages de manière que l'interrupteur soit manoeuvré en réponse à une condition de rotation de la roue à aubes comme, par exemple, après un nombre déterminé de tours de la roue correspondant à la période de temps de fonctionnement du système ou suite 5 à un changement de vitesse de rotation de la roue à aubes correspondant à un changement de condition de la circulation du fluide à travers le système. Par exemple, la roue à aubes peut être logée dans une dérivation débouchant de part et d'autre de l'évaporateur à serpentin et, dans ce cas, l'interrupteur peut réagir à un nombre prédéterminé de tours de la roue à aubes donné par une minu-10 terie entraînée par la dite roue à aubes afin d'indiquer ainsi la durée totale de fonctionnement du système. Grâce à l'agencement ci-dessus, la roue à aubes et la minuterie sont entraînées par la circulation de fluide plus importante passant par la dérivation aboutissant de part et d'autre de l'évaporateur à serpentin lorsque le serpentin de l'évaporateur se charge de givre pour, de ce 15 fait, faire fonctionner l'interrupteur de commande de dégivrage plutôt que si le serpentin n'était pas chargé de givre. En variante, l'interrupteur peut être du type centrifuge et être raccordé par un train d'engrenages à la roue à aubes pour assurer sa rotation lorsque cette roue tourne à une vitesse prédéterminée indicative de débit de fluide passant par le serpentin de l'évaporateur qui cor-20 respor.d à la condition d'une accumulation préjudiciable de givre sur le serpen-tiu. Lorsque l'interrupteur est du type centrifuge et que la roue à aubes est logée dans la dérivation débouchant de part et d'autre de l'évaporateur, l'interrupteur est manoeuvré par une augmentation de la vitesse de rotation. En alternative, si la roue à aubes est située dans le courant direct du fluide soit 25 avant, soit après son passage par l'évaporateur, l'interrupteur centrifuge réa-■ git à une réduction de la vitesse de rotation de la dite roue à aubes due à une accumulation de givre pour envoyer le signal de dégivrage. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui va suivre et aux dessins annexés. Sur ces dessins: 30 - La figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, d'une réalisation de l'invention dans laquelle l'interrupteur de commande du dégivrage est manoeuvré par une minuterie sensible au courant de fluide passant sur le serpentin de l'évaporateur. - La figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1 mais montrant un 3 5 autre agencement suivant lequel l'interrupteur, la roue à aubes et le train d' engrenages sont logés à l'intérieur d'une conduite de dérivation débouchant de part et d'autre de l'évaporateur. - La figure 3 est une représentation schématique d'une autre forme de l'invention dans laquelle la roue à aubes et l'interrupteur de commande du dégivrage 40 sont agencés pour répondre au déplacement d'un réfrigérant gazeux dans un 72 04694 3 2125401 système de réfrigération et, - La figure 4 est une vue en élévation fragmentaire partiellement en coupe d'une autre forme modifiée de l'invention dans laquelle l'interrupteur est un interrupteur centrifuge commandé par un train d'engrenages raccordé à une roue 5 à aubes disposée en aval de l'évaporateur. Comme indiqué à la figure 1, le serpentin d'évaporateur 10 est monté sur une cloison transversale II disposée dans la conduite 12 d'un système-de réfrigération. Le fluide, qui est habituellement de l'air, devant être refroidi par le système de réfrigération, est soufflé par le ventilateur 13 dans la directi-10 on des flèches à travers le serpentin d'évaporation 10. La cloison transversale 11 est percée d'une ouverture 14 dans laquelle est placée une roue à aubes 15 raccordée à un interrupteur 17 de commande de dégivrage par l'intermédiaire d' un train d'engrenages 16. Le train d'engrenages 16 peut être un simple train d' engrenages de minuterie entraîné par la roue à aubes 15 au lieu d'un ressort d' 15 horloge classique. Il est bien entendu que la roue à aubes 15 tournera aussi longtemps que le ventilateur 13 sera en fonctionnement pour entraîner le fluide à refroidir à travers le serpentin de l'évaporateur 10, dont une partie est dérivée par l'ouverture 14 et qu'après un nombre déterminé de révolutions de la roue à aubes 15 correspondant à une période de temps donnée de circulation de 20 fluide à travers le serpentin d'évaporation 10, le train d'engrenages 16 fermera l'interrupteur 17 de démarrage du dégivrage et déclenchera ainsi l'émission d'un signal qui sera transmis par des conducteurs *18 et 19 à un appareil non re présenté. A la réception de ce signal, l'appareil non représenté inversera le fonctionnement du système de réfrigération pour assurer le dégivrage du serpen-25 tin d'évaporateur 10. Au fur et à mesure que le serpentin d'évaporateur 10 se charge de givre, le débit d'air à travers ce dernier diminue, ce qui entraîne une augmentation du débit d'air à travers l'ouverture 14 et par conséquent une augmentation de la vitesse de rotation de la roue à aubes 15 et du train d'engrenages 16, ce qui fait que l'interrupteur 17 sera manoeuvré pour transmettre 30 un signal de démarrage de dégivrage plus tôt qu'il ne l'aurait été si le givre ne s'était pas accumulé sur le serpentin d'évaporateur 10. Bien que le train d'engrenages 16 ait été décrit ci-dessus comme un train d'engrenages d'horlogerie pour calculer le nombre total de révolutions de la roue à aubes 15, l'agencement peut être nodifié en utilisant un interrupteur de 35 démarrage du dégivrage, tel que l'interrupteur 17, mais du type centrifuge et en remplaçant le train d'engrenages d'horlogerie par un engrenage réducteur cou plé à l'interrupteur centrifuge par un arbre 21 et qui permet à la roue à aubes 15 de tourner à une vitesse considérable avec un couple très faible avant que l'arbre 21 ne tourne à une vitesse suffisante pour faire fonctionner l'interrup 40 teur centrifuge 17. Grâce à cet agencement, lorsque le serpentin d'évaporateur 72 04694 4 2125401 10 se couvre de givre, une circulation de fluide plus importante passe par l'ouverture 14 et entraîne la roue à aubes 15 à une vitesse plus élevée et, par conséquent, l'arbre 21 tourne également à une vitesse plus élevée jusqu'à ce qu'une vitesse prédéterminée soit atteinte. Cette vitesse prédéterminée, qui correspond 5 à un degré inacceptable de formation de givre sur le serpentin d'évaporateur 10, est suffisante pour faire fonctionner l'interrupteur centrifuge de manière à transmettre un signal de démarrage du dégivrage. L'interrupteur centrifuge peut évidemment être, soit du type normalement ouvert, soit du type normalement fermé suivant le genre de circuits d'émission de signaux auxquels l'interrupteur est 10 raccordé, la seule chose qui importe étant que son fonctionnement soit tel qu'il puisse commander le dégivrage du serpentin d'évaporateur 10 quand la vitesse prédéterminée de la roue à hélice est atteinte suite à une accumulation inacceptable de givre. La figure 2 représente une forme modifiée de l'invention dans laquelle la 15 roue à aubes 15, le train d'engrenages 16 et l'interrupteur 17 de commande de dégivrage sont disposés dans une conduite de dérivation 26 dont l'entrée et la sortie communiquent avec la conduite principale 12 en des points situés respectivement en amont et en aval du serpentin d'évaporateur 10. Une fraction de fluide soufflé par le ventilateur 13 est donc dérivée par la conduite de dériva-20 tion 25 et la pression du fluide ainsi dérivé augmentera avec l'accumulation de givre au serpentin d'évaporateur 10 et obligera la roue à aubes 15 à tourner plus vite, accélérant ainsi le mouvement du train d'engrenages 16 qui fera fonctionner l'interrupteur après un nombre prédéterminé de tours de la roue à aubes 15 ou lorsqu'une vitesse prédéterminée de l'arbre 21 est atteinte. 25 Dans la forme modifiée de l'invention montrée à la figure 4, la roue à au bes 15, le train d'engrenages 16 et l'interrupteur 17 de commande de dégivrage sont disposés à l'intérieur de la conduite 12, en aval du serpentin d'évaporateur 10. Donc, lorsque le serpentin d'évaporateur se charge de givre, le débit de fluide à refroidir se déplaçant à travers le serpentin d'évaporateur diminue, 30 amenant ainsi la roue à aubes 15 à tourner moins vite. Dans cette réalisation, l'interrupteur de commande du dégivrage 17 est, de préférence, un interrupteur centrifuge adapté pour transmettre un signal de démarrage de dégivrage lors d' un ralentissement prédéterminé de la vitesse de rotation de la roue à aubes 15. Au lieu de placer cette roue 15, le train d'engrenages 16 et l'interrupteur 17 35 en aval du serpentin d'évaporateur 10, comme montré à la figure 4, on peut également les disposer en amont du dit serpentin d'évaporateur 10. Le résultat serait sensiblement le même du fait que l'encrassement du serpentin d'évaporateur 10 par du givre se traduit par une réduction du débit de fluide passant par la roue à aubes 15 et par le serpentin d'évaporateur 10, ce qui fait que la dite 40 roue tournerait plus lentement et actionnerait l'interrupteur 17 lorsque sa 72 04694 5 2125401 vitesse tomberait à un niveau prédéterminé. La figure 3 représente un système de réfrigération dans lequel un compresseur 30 est raccordé par un conduit d'aspiration 31 de diamètre relativement grand à la sortie d'un évaporateur à serpentin 32 et par un conduit 33 â l'en-5 trée d'un condenseur à serpentin 34 dont la source est raccordée à l'entrée de l'évaporateur à serpentin 32 par un conduit 35 contenant un dispositif de détente ou soupape 36. Un appareil de commande de dégivrage comprenant une roue à aubes 40, un train d'engrenages 41 et un interrupteur de commande de dégivrage 42 est monté à l'intérieur du conduit d'aspiration 31 de manière que la roue 40 10 puisse être entraînée en rotation par le réfrigérant circulant dans le conduit 31 vers le compresseur 30 pendant le fonctionnement du système de réfrigération et que le train d'engrenages puisse fonctionner pour calculer la durée totale de fonctionnement du système entre des périodes de dégivrage devant être commandées par l'interrupteur 42. 72 04694 6 2125401 REVENDICATIONS. 1. Appareil de commande du dégivrage pour un système de réfrigération ayant un serpentin d'évaporateur devant être périodiquement dégivré et un fluide en circulation pendant son fonctionnement, caractérisé en ce que le dit appareil de 5 commande de dégivrage comprend une roue à aubes adaptée pour être entraînée par le déplacement du dit fluide et un moyen de contact raccordé à la dite roue à hélice de façon à être manoeuvré en réponse à une condition prédéterminée de ro~ tation de la dite roue à aubes pour ainsi transmettre un signal de dégivrage pour le dit système. 10 2. Appareil de commande de dégivrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dit fluide est le fluide qui doit être refroidi en passant à travers les ailettes d'échange de chaleur du dit serpentin d'évaporateur. 3. Appareil de commande du dégivrage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dit serpentin d'évaporateur possède une conduite de dérivation a- 15 boutissant de part et d'autre du dit serpentin pour dériver une partie du dit fluide, la dite rcue à aubes étant adaptée pour répondre au déplacement du fluide dans la dite dérivation. 4. Appareil de commande de dégivrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dit fluide est le réfrigérant se trouvant dans le système. 20 5. Appareil de commande de dégivrage suivant l'une des revendications précédantes, caractérisé en ce que le dit moyen de contact est raccordé à la dite roue à aubes par un train d'engrenages d'horlogerie agencé pour actionner le dit moyen de contact après un nombre prédéterminé de tours de la dite roue à aubes. 6. Appareil de commande de dégivrage suivant l'une des revendications de I à 25 4, caractérisé en ce que le dit moyen de contact est un interrupteur centrifuge - actionné en réponse à une vitesse de rotation prédéterminée de la dite roue à aubes. 7. Appareil de commande de dégivrage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la vitesse de rotation prédéterminée est plus élevée que la vitesse de 30 rotation de la dite roue à aubes quand le serpentin d'évaporateur ne nécessite pas de dégivrage. 8. Appareil de commande de dégivrage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la vitesse de rotation prédéterminée est inférieure à la vitesse de rotation de la roue à aubes quand le serpentin d'évaporateur ne nécessite pas de 35 dégivrage.