Brevet FR2151048A1 — publié le 19730413

La présente invention se rapporte à un procédé et à une inscsllation pour dégivrer d'évaporateur d'un appareil de réfrigération à abscr-tlon fonctionnant avec un gaz inerte. Dans la chambre de refroidissement d'un réfrigérateur, l'humidité d- l'air se condense et se dépose sur les surfaces les plus froides, c'est-à- dire sur l'élément de refroidissement et les éléments qui 2i sont adjoints pour accroitre sa surface. Du givre et de la glace sont formes progressivement à cet emplacement, ce qui pose des problèmes importants du fait que les capacités de transfert de chaleur de l'élément refroidisseur sont de ce fait réduites. De nombreuses propositions d'installations de dégivrage dans les appareils réfrigérateurs à absorption ont été déjà faites mais un petit nombre seulement de ces installations se sont avérées remplir, en pratique, toutes les conditions requises.Dans une solution connue, l'évaporateur reçoit de la chaleur à partir du bouilleur par un conduit de vapeur direct. Le conduit comporte un joint d'étanchéIté liquide qui est supprimé de façon iatermi tente. Cet agencement est basé sur la condition que le conduit de vapeur normal de l'appareil, qui conduit de la chambre de vapeur du bouilleur au condenseur de l'appareil, comporte un joint d'étanchéité liquide que la vapeur traverse au cours de la production normale du froid mais non au cours des périodes de dqSnsg ~ pendant lesquelles la vapeur doit, au lieu de suivre ce trajet, passer par le conduit direct relié à l'évaporateur. I1 existe cependant également des appareils réfrigérateurs à absorption comportant des bouilleurs qui fonctionnent sans aucun joint d'étanchéité liquide dans le conduit de vapeur les reliant au condenseur de l'appareil. Dans un tel appareil, le procédé de dégivrage précité ne peut pas être appliqué sans que soit formé un joint d'étanchéité Liquide dans le conduit de vapeur normal mais, de ce fait, les propriétés du bouilleur sont modifiées d'une façon trop importante. L'invention a pour but d'apporter une solution au problème du dégivrage dans un appareil de réfrigération à absorption comportant un bouilleur du type ci-dessus. A cet effet, l'invention est essentiellement caractérisée en ce qu'un agent de travail liquide est recueilli au-dessus d'un premier niveau dans un joint d'étanchéité liquide et, au-dessus d'un second niveau, est amené à interrompre un écoulement de gaz dans le circuit de circulation de gaz de l'appareil jusqu a ce qu'un troisième niveau ait été atteint, à la suite de quoi le joint liquide est vidé. L'invention sera maintenant décrite de façon plus detaillee en se référant à deux modes de réalisation représentés sehématiquemeat sur Des dessins annexés dans lesquels la Pig. 1 montre un appareil de réfrigération à absorption dans lequel des moyens arrêtant la circulation du gaz sont disposés dans un conduit pour le gaz pauvre en réfrigérant, reliant l'absorbeur a ltevapcrateur de l'appareil la Fig. 2 montre un appareil de réfrigération de conception similaire dans lequel des moyens arrêtant la circulation du gaz sont disposés dans un conduit pour 12 gaz riche en réfrigérant, allant de l'évaporateur à la Fig. 3 montre une variante du mode de réalisation de l'appareil représenté sur la Fig. 1 la Fig. 4 montre un autre mode de réalisation comportant des movens d'arrêt disposés dans un conduit pour le gaz riche. L'appareil de réfrigération représenté au dessin peut être, d'une façon connue rempli d'eau, d'ammoniac, et d'hydrogène, respectiverert etant que solution d'absorption, réfrigérant et gaz égalisateur de pression. Au cours de la production normale du froid, l'appareil fonctionne d'une façon connue et peut être commandé par un thermostat, non représenté, qui, en fonction des besoins en froid coupe un circuit électrique relié par des conducteurs électriques 10 à un bloc électrique chauffant 11 monté dans une gaine métallique 12 qui est reliée, en relation d'échange thermique, a des soudures 13, 14 à un bouilleur 15 et à une pompe 16.La solution d 'absoe- ption riche en réfrigérant s'élève dans le tube de montée 17 de la pompe et est amenée au bouilleur 15 jusqu'à un niveau qui est suffisamment élevé pour que la solution contenue dans le bouilleur, après une nouvelle production de vapeur de réfrigérant au cours de son passage vers le bas à travers le bouil- leur, puisse s'écouler par gravité par un conduit 18 de l'échangeur de chaleur à liquide de l'appareil puis par un conduit vertical 19 pour pénétrer dans l'absorbeur 20 de l'appareil. La solution pauvre en réfrigérant qui s'écoule de haut en bas à travers l'absorbeur absorbe le réfrigérant d'un mélange de gaz inerte et de vapeur, riche en réfrigérant, qui passe de bas en haut à travers l'absorbeur.La solution, riche en réfrigérant, qui est aussi présente à la sortie de l'absorbeur 20 est recueillie dans un vase d'absorbeur 21. De ce vase, la solution riche est conduite par un conduit 22 de L'échangeur de chaleur à liquide jusqu'à la pompe 16. Les vapeurs d'ammoniac et une faible quantité d'eau produites dans la pompe 16 et le bouilleur 15 sont amenées, par un conduit de vapeur 23, à un condenseur 25 muni d'ailettes 24. Le conduit de vapeur 23 peut, d'une façon connue, comporter un séparateur d'eau, non représenté, grâce auquel la teneur en eau du condensat obtenu dans le condenseur 25 est maintenue très faible. Le condensat de réfrigérant est alors amené par un conduit de ccnden- sat 26 à ltextremité supérieure 27 de l'évaporateur. Dans l ageneement représenté sur la Fia. 1, le système d 'évaporteur wom- porte un évaporateur à basse température 28 et un évaporateur à haute tempe- rature 29 qui peuvent être interconnectés par un échangeur de chaleur à gaz. L'évaporateur 28,29 est raccordé à l'absorbeur de l'appareil par l'intermé~ diaire d'un échangeur de chaleur à gaz 30, d'une part par un conduit 31 pour le gaz riche en réfrigérant relié au vase d'absorbeur 21, d'autre part par un conduit 32 pour le gaz pauvre en réfrigérant provenant de l'extrémité supérieure de l'absorbeur 20 et relié à l'évaporateur. Dans le mode de réalisation représenté, l'évaporateur comporte deux tuyaux concentriques, le tuyau intérieur 33 étant relié au conduit 32 et amenant du gaz pauvre à l'extrémité supérieure 27 du système et le tuyau extérieur 34 constituant la conduite proprement dite de l'évaporateur dans laquelle le condensat de réfrigérant est évaporé dans un courant de gaz inerte.Le conduit 26 de condensat est monté en relation d'échange thermique, en premier lieu avec l'évaporateur à haute température 29 puis avec l'évaporateur à basse température 28 et débouche ensuite à l'extrémité supérieure 27 de l'évaporateur. De ce fait, en fonctionnement normal, le condensat est refroidi avant d'être introduit dans l'évaporateur. Un conduit de ventilation 35 s'étend du condenseur 25 jusqu'au système de circulation du gaz et est, dans le mode de réalisation représenté, raccordé au conduit 31 servant au transport du gaz riche. Au cours du fonctionnement d'un appareil de réfrigération du type décrit ci-dessus et montré dans un réfrigérateur, le givre s' accumule progressivement sur l'évaporateur à haute température 29 et sur les éléments d'élargissement de surface dont il est muni. Selon l'invention le givre est enlevé de la manière suivante Dans l'agencement selon la Fig. 1, le conduit 32 de gaz pauvre, qui va de l'absorbeur 20 à l'évaporateur 28, 29, se prolonge par une branche 37 d'une conduite en forme de U 36 dont l'autre branche 38 communique avec la chambre de vapeur 39 du bouilleur, par l'intermédiaire d'un conduit 40. L'ex trémité inférieure 41 du conduit intérieur 33 de l'évaporateur pénètre dans la branche gauche 37 du tuyau en U 36. De la chambre de vapeur 39 du bouilleur, un mélange de vapeur d'ammoniac et d'eau diffuse lentement dans la conduite en U 36 et s'y condense de façon continue. En cours du fonctionnement normal, le gaz pauvre s'écoule par le conduit 32 vers le bas dans la branche gauche 37 et pénètre dans l'extrémité inférieure 41 du conduit intérieur 33 pour traverser le système d'évaporateur et être amené en contact avec le condensat de réfrigérant, à l'extrémité supérieure 27 du sytème. Cependant, dans la conduite en U 36, le niveau de condensat accumulé s'élève simultanément et, lorsque ce niveau a atteint l'extrémité inférieure 41 du conduit intérieur 33, la circulation du gaz est interrompue. Il en résulte qu'il n'y a plus d'effet de refroidissement du système d'évaporateur. D'autre part, l'application de chaleur au bouilleur n'est pas interrompue et la vapeur continue d'y être produite.Dans le mode de réalisation représenté, le bouilleur est du type ne comportant pas de joint d'étanchéité liquide dans le conduit de vapeur relié au condenseur 25 et le courant de vapeur du bouilleur au condenseur est également maintenu lorsque la circulation du gaz a cessé. D'une manière correspondante, le courant de vapeur est maintenu dans un appareil du type dans lequel le bouilleur comporte un analyseur, ou joint liquide similaire, dans le conduit de vapeur. Ainsi, un condensat de réfrigérant continue d'être produit et est introduit dans l'évaporateur par le conduit 26. Le condensat chaud est utilisé pour transmettre de la chaleur à l'évaporateur à haute temperature et également, la chaleur qui pénètre à travers les parois isolantes de l'armoire du réfrigérateur est utilisée à cet effet. Le niveau du liquide dans la conduite en U 36 s'élève au cours du dégivrage et la vitesse à laquelle s'effectue cette montée du niveau peut être réglée au moyen des dimensions choisies pour une partie 42 de la branche de droite 38 de la conduite en U 36. La partie 42 s'étend vers le haut sur une faible distance à partir d'un niveau correspondant à celui de l'extrémité inférieure 41 du conduit intérieur 33. Dans le mode de réalisation représenté, la partie 42 a une section transversale beaucoup plus petite que le reste de la branche de droite de la conduite en U 36. Lorsque le liquide a atteint ledit niveau correspondant à l'extrémité 41, il s'élève considérablement plus vite qu'antérieurement.Un siphon 43 est raccordé à la branche gauche 37 de la conduite en U 36, le point le plus haut 44 du siphon étant situé à une hauteur appropriéeaudessus de l'extrémité inférieure 41 du conduit 33. Lorsque le liquide contenu dans la conduite en U 36 s'est élevé au même niveau que le point le plus haut 44 du siphon 43, le liquide recueilli s > en écoule par le siphon et est transféré au vase 21 de l'absorbeur. La solution d'absorption, riche en réfrigérant, est recueillie dans la conduite en U 36 et est ramenée par le siphon au côté riche en réfrigérant du système de circulation du liquide, de sorte que la solution est fournie à la pompe 16 qui fonctionne également à la température de fonctionnement normale pendant les périodes de dégivrage. Le condensat de réfrigérant qui, pendant ces périodes de dégivrage, a été amené à l'évaporateur, ne s 'éva- pore pas mais, au lieu de cela, s'écoule dans l'évaporateur, dans l'échangeur de chaleur à gaz 30, dans le conduit 31 et, de là, dans le vase 21 de l'absorbeur.Il est nécessaire que le siphon 43 soit raccordé à la branche gauche 37 de la conduite en U 36 à une hauteur telle que ladite conduite ne soit pas vidée de liquide à un niveau si bas dans ladite conduite que les vapeurs provenant de la chambre de vapeur 39 puissent passer dans l'absorbeur. On a déjà indiqué que la durée de la période de dégivrage peut être influencée, d'une part par le changement de la différence de hauteur entre l'extrémité inférieure 41 du conduit de gaz et la position du point supérieur 44 du siphon 43 et d'autre part par les dimensions choisies pour la partie 42 de la branche droite 38 de la conduite en U 36. En donnant une forme différente à la conduite en U 36 et aux éléments raccordés, il est également possible de déterminer la période de temps qui s'écoule entre deux périodes de dégivrage consécutives. La Fig. 2 montre un appareil de réfrigération à absorption qui, en ce qui concerne sa production normale de froid, est d'une conception identique à celle de l'appareil représenté sur la Fig. 1 et il apparait en conséquencc inutile de décrire en détail les différents éléments de l'appareil. Dans cet appareil, cependant, l'invention est appliquée d'une façon différente de celle précédemnent décrite, étant donné que la circulation du gaz est arrêtée dans un conduit 50 pour le gaz riche en réfrigérant, allant du système d"va- poration 28,29 au vase 21 de l'absorbeur. Un conduit 5 pour le gaz pauvre cil réfrigérant est raccordé directement entre l'absorbeur 20 et le conduit interieur du système d'évaporateur.Le conduit 50 comporte une partie ,2 en forte de U dans laquelle le liquide provenant du système d'évaporateur 28,29 et de l'échangeur à gaz 30 est recueilli et forme un joint d'étanchéité liquide qui arrête de façon intermittente l'écoulement du gaz.Au bas de la conduite en U 52, une courte branche 53 d'un siphon est raccordée de manière telle que la conduite en U 52, lorsque le liquide qu'elle contient s'eSt elevé au deia d'un niveau correspondant au point le plus élevé 54 du siphon 3, est vidée du liquide par la grande branche 55 du siphon 53 qui est raccordée au vase de l,absorbeur. En choisissant une hauteur appropriée pour le siphon et des dimensions convenables pour la conduite en U 52, tant la durée du dégivrage que l'intervalle de temps entre deux dégivrages peuvent être déterminés. La liquide recueilli dans la conduite en U 52 en fonctionnement normal comprend le réfrigérant qui n'a pas été évaporé dans l'évaporateur et comporte une grande proportion de l'agent d'absorption.La quantité Je liquide contenue dans le joint liquide s'accroit lentement tant que la circulation du gaz n'est pas interrompue, mais, lorsque la circulation du gaz eE interrompue, la totalité du réfrigérant obtenu dans le condenseur 25 s'écoule à travers le système d'évaporation, l'échangeur de chaleur à gaz ec le onduit 50 pour parvenir à la conduite en U 52 et le liquide s'élève rapideme.lt dans alite conduite. Dans ce mode de réalisation également, la solution riche en réfrigérant est amenée, pendant toute la période de dégivrage, à la pompe 16 qui, en conséquence, est maintenue de façon continue à la température de fonctionnement prévue. D'une part, le liquide recueilli dans la conduite en U 36 de la Fig. 1 comporte le condensat qui s'écoule vers le bas dans la branche 38 à partir du conduit 40. D'autre part, il comporte du condensat qui a été formé dans le conduit 33 et s'écoule dans la branche 37 Du fait que la quantité de condensa mentionnée en dernier lieu est principalement dépendante de la temperature du milieu ambiant elle peut avoir ces effets sur le dégivrage à diverses occasions de telle sorte que le dégivrage ne se produise pas à des intervalles constants.Cèci, cependant, peut être e-ite par le mode de réalisation de la Fig. 3, étant donné que, dans ce mode de réalisation, le condensat formé par le gaz pauvre dans l'échangeur de chaleur à gaz 30 et dans le système d'évaporation 28, 29 est empoché de s'écouler vers le bas dans la conduite en U 36. L 'appareil de la Fig. 3 comporte un échangeur de chaleur à gaz concentrique 30 dont le conduit intérieur 33 comporte un prolongement 57 qui pénètre dans le liquide contenu dans le vase 21 de I' absorbeur. Une conduite 58 qui transporte le gaz pauvre mais est obturça iules du dégivrage, est raccordée au conduit intérieur 3 et comporte une partie qui va en s'inclinant vers le bas en direction du point de liaison. De la sorte, le condensat formé par intermittence dans le conduit intérieur 33 est totalement empêché de s'écouler dans le joint d'étanchéïté liquide. L'appareil de la Fig. 4 est similaire dans son ensemble à l'appareil de la Fig. 3 mais en diffère en ce que le courant de gaz riche est interrompu au cours du dégivrage de l'évaporateur. Le gaz pauvre en réfrigérant provenant de l'absorbeur 20 passe par un conduit 59 raccordé au conduit intérieur 23 dans l'échangeur de chaleur à gaz 30. Le gaz riche provenant de l'extrémité inférieur de l'échangeur de chaleur à gaz 30 passe dans un conduit 60 et a travers les moyens d'arrêt pénètre dans un conduit 61, traverse le vase 21 de l'absorbeur et s'élève dans l'absorbeur 20. - REVENDICATIONS 1. Procédé pour dégivrer l'évaporateur d'un appareil de réfrigération à absorption fonctionnant avec un gaz inerte, caractérisé en ce que l'on recueille l'agent liquide de travail au-dessus d'un premier niveau dans un joint d'étanchélté liquide et, au-dessus d'un second niveau, et on l'astreint à interrompre un courant de gaz dans le système de circulation de gaz de l'appareil jusqu a ce qu'un troisième niveau ait été atteint, à la suite de quoi le joint liquide est vide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un courant de gaz, pauvre en vapeur de réfrigérant, aboutissant à l'évaporateur est interrompu de façon intermittente. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un courant de gaz riche en réfrigérant, provenant de l'évaporateur est interrompu de façon intermittente. 4. Appareil de réfrigération à absorption fonctionnant avec un gaz inerte et comportant une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de circulation de gaz de l'appareil comporte un dispositif d'arrêt qui fonctionne avec un agent de travail liquide, le liquide étant recueilli de façon continue au-dessus d'un premier niveau, de façon à interrompre la circulation du gaz lorsqu'un second niveau a été atteint et, après qu'un troisième niveau a été atteint, de façon - à être transféré à une autre partie de l'appareil. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de circulation de gaz de l'appareil est raccordé à une conduite en U dans laquelle l'agent de travail liquide s'accumule automatiquement et qui comporte des moyens de vidange périodiquement actifs, le liquide, situé au-dessus d'un certain niveau dans la conduite en U arrêtant la circulation du gaz. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dits moyens de vidange sont constitués par un siphon. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie du siphon est raccordée à une source de liquide. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le siphon est raccordé au vase de l'absorbeur de l'appareil. 9. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt sont disposés dans un conduit de gaz pauvre en réfrigérant du système de circulation du gaz. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt sont constitués par une conduite en U dont une branche est raccordée à un conduit de gaz pauvre en réfrigérant et dont l'autre branche est raccordée à la chambre à vapeur du bouilleur, un conduit destiné à amener du gaz pauvre à l'évaporateur débouchant dans ladite première branche au-dessous du niveau ousqutauquel le liquide stélève dans ladite branche. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la branche de la conduite en U qui est raccordée à la chambre de vapeur du bouilleur présente, dans sa partie s 'étendant vers le haut à partir d'un niveau situé à la même hauteur que l'ouverture du conduit de gaz débouchant dans l'autre branche > une sectiontransverualede surface plus petite que le reste de la conduite en U, par exemple par déformation de la section de la partie de ladite conduite. 12 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt sont disposés dans un conduit de gaz riche en réfrigérant du système de circulation du gaz. 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à carac térisé en ce qu'un conduit pour le condensat de réfrigérant provenant du condenseur de l'appareil est disposé en relation d'échange thermique avec l'évaporateur qui doit être dégivre. 14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l'appareil de réfrigération comporte un conduit de gaz pauvre à l'intérieur du système d'évaporateur, caractérisé en ce qu'une partie dudit conduit est inclinée vers un point de raccordement avec un conduit qui débouche dans le liquide contenu dans le récipient de l'absorbeur.