Brevet FR2191082A1 — publié le 19740201

La présente invention concerne un procédé et un dispositif utilisables pour la congélation et la conservation dans des conditions optima de produits périssables dans des appareils réfrigérateurs, notamment dans des réfrigérateurs domestiques équipés d'un compresseur à moteur, d'un condensateur monté en aval, d'un élément injecteur y raccordé, dlun double évaporateur entouré d'un bottier isolant, montés en série ou en parallèle, ainsi qu'un dispositif régulateur entrant en action en fonction de la température, un collecteur de produit réfrigérant et une valve consistant à commander le fluide réfrigérant dans l'élément formant évaporateur. Ces appareils réfrigérateurs, notamment les réfrigérateurs à usage domestique servent aussi bien à conserver qu'à congeler de la marchandise et,en outre,ils doivent être capables d'assurer les deux fonctions simultanément. I1 est connu d'utiliser dans les congélateurs un dispositif évaporateur dans lequel les plaques de l'évaporateur sont engagées selon plusieurs plans horizontaux dans le compartiment d'isolation. Ces différentes plaques sont montées les unes derrière les autres et, lorsque le compresseur à moteur est en action, elles sont parcourues par le fluide réfrigérant afin de refroidir tout l'intérieur. En outre, il est connu de monter dans les congélateurs un compartiment de pré-congélation. Une section du compartiment isolé est munie de plusieurs canaux traversés par le fluide sons pression, de telle sorte que la chaleur pouvant provenir de produits fraichement introduits soit évacuée plus rapidement. Dans tous les cas, le réglage de la température est assuré par un thermostat qui met en action ou hors d'action le moteur du compresseur faisant partie du circuit de froid, commandé par une sonde palpeuse placée en un endroit de l'évaporateur le plus favorable à la répartition de la température dans ltensem- ble de l'appareil. lorsque le réglage est effectué de cette fa çon, la température régnant dans tout le compartiment isolé est influencée par chaque phase de fonctionnement (arr8t ou fonctionnement) du compresseur à moteur. Ces solutions présentent cependant des inconvénients en ce sens que, lorsqu'on enferme en meme temps des produits à congeler alors qu ils sont encore chauds avec des produits qui sont déjà froids, les produits qui sont encore chauds exercent une influence sur les produits conservés et ce, pendant le processus de congélation, d'une part par suite de 11 échange thermique entre les divers produits et d'autre part par suite de l'échange thermique résultant de la condensation de fluides de refroidissement évaporés dans l'évaporateur du réfrigérateur .Les produits conservés dans le réfrigérateur sont ainsi chauffés de façon inadmissible par suite de la conjugaison de ces deux propriétés, et il en résulte une diminution de la qualité des produits conservés Le but de l'invention est, tout en évitant les défauts précités, de fournir un procédé qui permet, dans un appareil réfrigérateur et congélateur combiné contenant des produits froids, de permettre la congélation. de grandes quantités de produits nouvellement déposés. Ainsi, les produits déjà enfermés ne peuvent atteindre des températures indûment élevées pendant que steffec- tue la congélation de produits fratchement déposés. L'invention a également pour but de permettre la réalisation d'un dispositif permettant de réaliser le procédé économiquement, de façon techniquement stre et automatique. Suivant l'invention, ce problème est résolu du fait que. les températures dans le compartiment congélateur et dans le com partiment réfrigérateur du double évaporateur sont surveillées séparément et ce grâce à un dispositif de réglage fonctionnant de façon alternée et selon la température, mettant alternativement en action ou hors d'action le moteur du compresseur, selon la température régnant dans les deux compartiments de l'évaporateur, et d'autre part, lorsqu'on dépose des produits chauds et des articles froids en vue de leur congélation, agissant exclusivement sur l'évaporateur, afin d'éviter qu'il ne se produise des températures trop élevées résultant des actions conjuguées précitées dues aux produits chauds, une valve séparant l'évapo- rateur du congélateur du circuit de refroidissement pendant le temps du nouveau refroidissement des produits conservés, de telle sorte que, pendant ce laps de temps, tout le froid eoit produit dans l'évaporateur du réfrigérateur. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, il est avantageux que les températures régnant dans les deux évaporateurs soient contrSlées par les sondes palpeuses du dispositif de réglage entrant en action selon les températures, après quoi ce dispositif commande alternativement, selon les températures, le double évaporateur ou l'évaporateur du réfrigérateur par l'intermédiaire dune valve. Afin de maintenir la qualité des produits introduits dans le congélateur, il est essentiel que la température des matières à congeler soit maintenue au-dessous d'une température limite prédéterminée, même lors de la congélation et de la conservation dans le réfrigérateur simultanée;. Lorsque la réfrigération et la congélation simultanées sont terminées, il faut veiller à maintenir la température minimum de conservation aussi bien dans l'évaporateur du réfrigérateur que dans celui du congélateur, au-dessous de la température- limite, le thermostat ne mettant en action le compresseur que pour maintenir la différence entre la température du réfrigérateur et celle du congélateur, On règle la température dans l'évaporateur du réfrigérateur, l'évaporateur du congélateur étant fermé, du fait que le compresseur abaisse la pression dans le circuit de refroidissement et ainsi, en abaissant la température d1évaporation, ne refroidit que l'évaporateur du réfrigérateur. En outre, suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, lors du refroidissement de l'évaporateur du réfri gérateur, tout le fluide de refroidissement se trouvant dans l'é- vaporateur du congélateur s'évapore et cet excès est absorbé par le collecteur. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, les évaporateurs doubles (évaporateur du réfrigérateur et évaporateur du congélateur) sont disposés dans un bottier isolant commun (le thermostatlui étantraccordé) la valve ainsi que le collecteur de fluide réfrigérant étant raccordés à la sortie du fluide réfrigérant. Suivant ce mode de réalisation, le dispositif de réglage, entrant en action en fonction de la température doit être constitué par un thermostat muni de sondes palpeuses. En outre, il est avantageux que la valve soit oenstituée par une valve à une ou plusieurs voies montée à la sortie du fluide de refroidissement, de façon correspondante au branchement du double évaporateur. En outre, le montage en série ou en parallèle du double évaporateur implique que les dimensions du collecteur de fluide de refroidissement soient calculées en vue du volume qu il doit contenir. Ce qui est essentiel, c'est que, lorsque les évaporateurs sont montés en série, un conduit de dérivation 7 soit raccordé entre 1'évaporateur du réfrigérateur et l'évaporateur du congélateur d'une part, et au droit de la valve à trois voies, d'autre part. Les avantages obtenus grace à l'invention résident notamment dans le fait que, d'une part, il est possible de placer dans les deux évaporateurs des produits déjà gelés, à des températures se situant au-dessous de la température limite et que, d'autre part, il est possible de congeler des aliments placés dans un compartiment de réfrigération à réglage simultané et automatique, ainsi que dans l'autre compartiment dont la contenance est simplement limitée par sa capacité, sans que les produits mis à refroidir soient échauffés au-dessus de la température limite. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, un mode de réalisation possible de l'objet de l'invention. La fig. 1 est un schéma d'une armoire frigorifique comportant des évaporateurs montés en parallèle et une valve à sa sorts ainsi qu'un thermostat. La fig. 2 est un schéma d'une armoire frigorifique comportant deb éléments évaporateurs montés en série ainsi qu'une valve à sa sortie avec raccordement à un conduit en dérivation, ainsi qu'un thermostat. La fig. 3 montre un schéma de thermostat assurant plusieurs fonctions ainsi qu'un compresseur et une valve. La fig. 4 est un graphique indiquant l'évolution de la température des produits conservés dans le congélateur et des produits conservés dans le réfrigérateur. On a représenté sur la fig. 1 un boîtier isolé 1 d'armoire frigorifique dans lequel l'évaporateur 2a du réfrigérateur et l'évaporateur 2b du congélateur sont montés en parallèle. Le fluide de refroidissement est envoyé par un compresseur 8 à moteur dans les conduits d'amenée parallèles du double évaporateur 2 en passant par le condenseur 9 et le circuit d'étranglement 10. La valve 5 (constituée ici par une valve à une seule voie) étant ouverte dans sa position de base admet une quantité régulier de fluide de refroidissement dans les deux évaporateurs 2a et 2b. I1 s'en suit que l'évaporateur du réfrigérateur ainsi que l'évaporateur du congélateur subissent une évolution thermique à peu près égale. Lorsqu'on dépose des produits chauds dans l'évaporateur de congélation 2b, toute la vapeur aspirée par le compresseur 8 à moteur est produite du fait de l'augmentation de pression qui en résulte, et l'évaporateur 2a du réfrigérateur se remplit de fluide de refroidissement liquide. Si, par suite d'une arrivée de chaleur à l'évaporateur 2a du réfrigérateur (produite directement par l'arrivée de produits chauds ou par la condensation de la vapeur du fluide de refroidissement s'étant produite dans l'évaporateur du congélateur) la température monte dans 11 évaporateur 2a au delà d'une valeur limite admissible (+ G) le thermostat 3 ferme la valve 5.Ainsi, il n'est plus aspiré de fluide de refroidissement que de l'évaporateur 2a et, du fait de la chute de pression qui en résulte, et également de l'abaissement de la température dA à l'évaporation, les produits déposés dans l'armoire frigorifique se refroidissent jusqu'à la température limite-inférieure. Tout le fluide de refroidissement contenu dans l'évaporateur 2b du congélateur se transforme en vapeur par suite de la pression plus élevée qui y règne, et cette vapeur doit être absorbée par le collecteur 6. Après que l'évaporateur 2a du réfrigérateur s'est de nouveau refroidi, le palpeur 11, actionnant le thermostat 3 ouvre la valve 5 libérant le circuit. Le fluide de refroidir sement traverse alors les deux évaporateurs et la chaleur est de nouveau extraite exclusivement de l'évaporateur du congélateur et des produits qui y ont été déposés. On a représenté sur la fig. 2 un bottier isolant 1 d'noi- re frigorifique comportant un évaporateur de réfrigérateur 2a et un évaporateur de congélateur 2b montés en série, le fluide de refroidissement arrivant dans le double évaporateur 2 en passant par le compresseur 8 à moteur, le condenseur 9 et le conduit étranglé 10. Entre les deux évaporateurs 2a et 2b montés en série et la valve 5 est prévu un conduit de dérivation 7. Au début du processus, l'évaporateur 2a du réfrigérateur et l'évaporateur 2b du congélateur sont également traversés par le fluide de refroidissement.Lorsqu'on met des articles à congeler, la plus grande partie du fluide de refroidissement se vaporise dans l'évaporateur 2b du congélateur selon l'arrivée de chaleur, et l1é- vaporateur 2a du réfrigérateur se remplit de liquide de refroidissement. Lorsque l'évaporateur du réfrigérateur atteint une température trop élevée (comme décrit à propos de la fig. 1) la valve 5 à trois voies est actionnée par la sonde palpeuse Il du thermostat 3 ce qui, par commutation, ouvre le conduit de dérivation 7. L'évaporateur 2b du congélateur est alors séparé du c8té aspiration et seul l'évaporateur 2a du réfrigérateur est alimen td en fluide de refroidissement, et refroidi.Bans ce cas égale- ment, le collecteur 6 doit absorber le fluide de refroidissement de l'évaporateur 2b du congélateur. Une fois l'évaporateur 2a du réfrigérateur de nouveau refroidi, la sonde palpeuse Il montée sur celui-ci rétablit la valve dans sa position de départ et, ainsi qu'il a été expliqué ci-avant, le fluide sous pression repasse à travers le double évaporateur 2. On a représenté sur la fig. 3 un mode de réalisation avantageux du dispositif de réglage. Le thermostat 3 est subdivisé en deux éléments 3a et 3b. L'élément 3a est rationnellement réglé à une température un peu plus basse que l'élément 3b et il est commandé par la sonde palpeuse Il de l'évaporateur 2a du réfrigérateur. Lorsque la température est trop élevée dans le réfrigérateur, le moteur du compresseur 8 est mis en action et en même temps l'électrovanne 5 qui isole l'évaporateur 2b du congélateur du côté aspiration.L'élément 3b du thermostat est sollicité par la sonde palpeuse 12 de l'évaporateur 2b du congélateur et ne commande plus que le compresseur à moteur, de sorte que celui-cifaxt tionne également lorsque, l'évaporateur 2b du congélateur étant trop chaud, l'élément 3a du thermostat s'est ouvert du fait que l'évaporateur 2a du réfrigérateur a atteint la température de commande. On a représenté sur la fig. 4 un schéma dans lequel on a représenté par I la courbe de refroidissement de la charge à congeler ut par Il la courbe de refroidissement de la charge à re froid. Lorsqu'on charge le réfrigérateur de produits chauds, ces produits sont immédiatement refroidis comme indiqué par la courbe de refroidissement I, et en même temps la température des produits mis à réfrigérer augmente selon la courbe II jusqu'à atteindre une valeur admissible.Lorsque cette température est atteinte, le dispositif représenté sur les fig. 1 à 3 assure de nouveau le refroidissement des produits mis à refroidir, tandis que les produits mis à congeler ne sont pendant ce temps maintenus qu'à la température préalablement produite puis, en alternance, d'une part la charge à congeler selon la courbe de refroidissement I et d'autre part la charge à refroidir selon la courbe II sont ramenées et maintenues à la température de conservation, audessous de la température-limiteG, et ce sans dépasser la tel- pérature limite admissible. Les détails de mise en oeuvre du procédé et les détails de réalisation du dispositif décrits peuvent tre modifiés sans s'écarter de l'invention1dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la congélation et la conservation simultanée à ltétat congelé de marchandises dans des appareils frigorifiques, notamment dans des armoires frigorifiques à usage domestique équipées d'un compresseur à moteur, d'un condenseur monté en aval auquel est raccordé un élément injecteur, d'un double évaporateur entouré d'un bottier isolant, ces deux évaporateurs étant montés en série en parallèle, ainsi que d'un dispositif de réglage entrant en action en fonction de la température, d'un collecteur de fluide réfrigérant et d'une valve, consistant à commander le fluide de refroidissement dans l'élément évaporateur caractérisé en ce que les températures du compartiment de congélation et du compartiment de conservation par réfrigération du double évaporateur sont surveillées séparévent, un dispositif de réglage fonctionnant alternativement en réponse aux températures mettant d'une part en action ou hors d'action le compresseur à moteur indépendamment de la température régnant dans les deux compartimezts et d'autre part lorsque sont déposés simultanément des produits froids destinés à être maintenus à basse température et des produits chauds destinés à etre congelés agissant exclusivement sur l'évaporateur du réfrigérateur afin d'éviter que des températures indûment élevées soient produites par l'action des produits chauS sur le compartiment de conservation du réfrigérateur, une valve séparant d'un c8té du circuit de refroidissement l'évaporateur de congélation pendant le temps durant lequel les marchandises déposées dans le réfrigérateur se soit de nouveau refroidies, de telle sorte que pendant ce laps de temps tout le froid soit produit dans l'évaporateur du réfrigérateur. 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les températures dans l'évaporateur du réfrigérateur et dans l'évaporateur du congélateur sont surveillées par les sondes palpeuses du dispositif de réglage fonctionnant en réponse à la température, après quoi ce dispositif commande alternativement et selon les températures, les deux évaporateurs ou l'évaporateur du réfrigérateur au moyen d'une valve. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la température à laquelle sont conservés les produits gelés est toujours maintenue au-dessous d'une température-limite déterminée même en cas de congélation et de refroidissement simultanés. 4e Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température minimum se situant audessous de la température-limite est maintenue aussi bien dans l'évaporateur du réfrigérateur que dans l'évaporateur du congélateur du fait que le dispositif de réglage fonctionnant en réponse aux températures n'actionne que le compresseur du moteur en vue de maintenir l'écart entre les températures. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lorsque l'évaporateur du congélateur est fermé, le compresseur à moteur abaisae la pression dans le circuit de refroidissement et, par abaissement de la température d'évaporation, ne refroidit de nouveau que l'évaporateur du ré frigérate ur. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lors du refroidissement de l'évaporateur du réfrigérateur, tout le fluide de refroidissement contenu dans l'évaporateur du congélateur se vaporise, et cet excès est absorbé par le collecteur. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dan un bottier isolant commun sont montés l'évaporateur du réfrigérateur et l'évaporateur du compresseur et à ce bottier isolant est raccordé le dispositif de réglage fonctionnant en réponse à la température, la valve et le collecteur de fluide de refroidissement étant montés à la sortie du fluide de refroidissement. 8. Dispositif suivant la revendicat:ion 7, caractérisé en ce que le dispositif entrant en action en réponse à la température est constitué par un thermostat muni de sondes palpeuses. 9. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la valve est constituée par une valve à une ou plusieurs voies montée à la sortie du fluide sous pression et de façon correspondante au montage du double évaporateur. 100 Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les dimensions du collecteur de fluide de refroidissement sont calculées selon le volume qu'il doit contenir. île Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que, lorsque les évaporateurs sont montés en série, il est prévu un conduit de dérivation d'une part entre l'évaporateur du réfrigérateur et l'évaporateur du congélateur et. raccordé d'autre part à la valve à trois voies0