Brevet FR2147184A1 — publié le 19730309

Il est courant, dans les appareils de réfrigération par absorption, de faire varier la charge de l'appareil par modification du chauffage du générateur. Ce chauffage peut être réalisé par de l'eau chaude, de la vapeur d'@au ou une flamme de combustion d'un gaz, dans un appareil à chauffage direct.Une augmentation du chauffage du générateur provoque une augmentation de production de fluide de refroidissement et une augmentation de la concentration de la solution d'absorption, ces deux facteurs contribuant à accroître la réfrigération, qui s@ manifeste sous forme d'eau à température relativement froide Lorsque l'appareil fonctionne sous de faibles charges, notamment lors de la m se en route, la solution d'absorption dans le générateur est relativement diluée, c'est-à-dire riche en fluide de refroidissement.Une solution diluée bout plus facilement qu'une solution concentrée et, en conséquence, un chauffage important du générateur peut provoquer une ébullition si violente que la solution de saumure est entraînée vers le condenseur avec la vapeur, le fluide de refroidissement étant alors contaminé et la capacité étant réduite. De plus, sous faible charge, la colonne de refroidissement transmettant de l'eau de refroidissement à l'absorbeur et au condenseur a une basse température. La réduction de la température de l'eau de refroidissement du condenseur provoque a réduction de la prossion dans celui-ci, don@ la création d'une grande différence de pression entre le générateur et le condenseur. Cette différence accrue provoque une ébullition violente de la solution diluée dans le genCrateur. On a essayé plusieurs procédés pour empêcher cette ébul litron violente, et l'entraînement dc la solution dans le condenseur. On a ainsi mis en place divers appareils d'élimination et des cloisons entre le générateur et le condenseur, et cet-te disposition est efficace dans la plupart des conditions normales de travail. Cependant, ces dispositifs ne sont pas efficaces lors d'une ébullition treks vialonte dans le générateur,telle qu'il peut s'en produire lors du démarrage et/ou sous faible charge. On a aussi propose d'installer une vanne de dérivation dans la canalisation d'eau de refroidissement, entre le condenseur et la colonne de refroidissement. La vanne fonctionne de manière a' faire passer l'eau de refroidissement en dérivation par rapport à la colonne, de manière à la ramener directement dans l'absorbeur lorsque 11 appareil fonctionne à faible charge. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 254 499 décrit un tel dispositif. Cependant, celui-ci est relativement peu efficace, et il accroît notablement le prix de l'appareil. L'invention concerne une commande de machine de réfrigération par absorption, as@urant efficacement à la réduction de l'entraînement de la solution à faible charge. Son prix est relativement faible. Plus précisément, une telle commande comporte des capteurs places à la sortie de fluide refroidi de l'évaporateur et à la sortie de fluide de refroidissement de la colonne de refroidissement. Un sélecteur reçoit des signaux des doua capteurs et transmet sélecti- vement l'un des signaux à une vanne de chauffage du générateur qui modifie le chauffage de celui-ci en fonction du signal choisi. Le cas échéant, la commande transmet un signal minial. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé qui représente un mode de réalisation dans lequel les différentes partes de la machine sont disposées dans une cule enveloppe, bien que l'appareil de l'invention puisse évidemment comprendre deux ou plusieurs enveloppes, comme le savent les spécialistes. Dans le présent mémoire, l'expression "solution concentrée" désigne une solution concentrée en absorbant, et l'@xpression t'solution diluée" désigne une solution riche en fluide dc refroidissement et diluée en absorbant. L'appareil comprend une enveloppe 10 qui contient un générateur 12, un condenseur 14, un évaporateur 16 et un absorbeur 18. Le générateur 12 comprend un échangeur 20 de chaleur dans lequel circule le fluide de chauffage du générateur 12. Le fluide peu-t être de la vapeur d'eau ou de l'eau chaude et, à titre d'illustration, on considère dans la suite du présent mémoire qu'il s'agit de vapeur d'eau. n faut noter que le générateur 12 peut aussi être du type à chauffage direct dans lequel la chaleur est mesurée par réglage du débot de combustible transmis au brûleur. Le fluide de chauffage provoque l'ébullition de la solution absorbante dans le générateur 12, si bien que le fluide de refroidi dissement se vapo-rise et passe dans le condenseur 14. La solution présente dans le générateur 12 se dilue on conséquence et ,la solution concentrée passe par le conduit 40, l'échangeur 42 de chaleur et le conduit 44 jusqu'au conduit 46 qui parvient à l'aspiration d'une pompe 48. La vapeur de fluide de refroidissement se condense dans le condenseur 14; du fait de l'action du fluide de refroidissement circulant dans l'échangeur 22. L'expression "fluide de refroidissement" désigne tout fluide commode de transfert de chaleur et il s'agit en général d'eau. Le liquide de refroidissement est mesuré par l'orifice 24 avant quril ne pénètre dans l'évaporateur 16.Une partie du fluide de refroidissement se vaporise cn pénétrant dans 1' éva- porateur 16, dont la pression est très inférieure à celle qui règne dans le condenseur i4. Le reste du fluide de refroidissement circule en phase liquide sur le faisceau de tubes de l'échangeur 26 et extrait de la chaleur du fluide qui y circule. Le fluide refroidi circule vers le dispositif à refroidir par le conduit 28. Ce fluide est normalement de l'eau, mais on peut utiliser d'autres f]uides de transfert, par exemple des solutions d'ethylèneglycol dans l'eau ou tout autre fluide convenable. Une partie du fluide de refroidissement ne bout pas à son passage sur l'échangeur 26, et ce liquide est recueilli dans la cuve 30 à partir de laquelle. il circule à nouveau vers les distributeurs 32, par l'intermédiaire du conduit 34, de la pompe 36 et du conduit 38. La vapeur du fluide de refroidissement présente dans l'é- vaporateur 16 reste dans la fonction 18 et une solution de concentration intermédiaire en absorbant est pulvérisée par les distributeurs 50 sur le faisceau de tubes de l'échangeur 52. Après absorption du fluide de refroidissement; la solution diluée se rassemble dans une cuve 54 d'où elle est retirée par le conduit 46 et mélangée avec une solution concentrée revenant du générateur 12 par le conduit 44. La so- lution de concentration intermédiaire ainsi formée est pompée par la pompe 48 par le conduit 56 et par le distributeur 50. La solution diluée est aussi retirée par le conduit 58 et pompée vers le générateur 12 par la pompe 60, par l'intermédiaire du conduit 62, de l'échangeur 42 de chaleur et du conduit 64. La chaleur de l'absorbeur 18 est retirée par le fluide de refroidissement circulant dans l'échangeur 52. Après avoir quitté l'absorbeur 18, le fluide de refroidissement passe dans l'échangeur 22 du condenseur 14 par le conduit 66. Après passage dans 7e condenseur ou' il regoit la chaleur; le fluide passe par le conduit 68 vers colonne 70 de refroidissement où la chal.eur est retirée; le fluide revenant à l'absorbeur 18 par le conduit 72. Pour permettre la modulation de la charge de la machine et l'obtention des avantages selon l'invention tels que décrits précédemment, on place une vanne 74 dans le conduit 76 dans l'entrée de fluide de chauffage. Dans le mode de réalisation représenté, la vanne 74 permet le passage de la vapeur d'eau, mais il faut noter qu'elle peut permettre-le passage d'eau chaude ou commander le passage d'un combustible, commue noté précédemment. Par exemple, il est préférable que la commande de la vanne 74 soit du type pneumatique; mais il faut noter qu'elle peut être commandée par des dispositifs électriques, dans le cadre de l'invention. L'air de commande provient d'une réserve non représentée par une canalisation 80. L'air parvient à la commande 82 de teoipérature dc la colonne de refroidissement; au relais 84 de pression minimale et à la commande 86 de température du fluide refroidi par les canalisations dérivées 88, 90 et 92. La commande 82 peut être classique, et elle peut comporter un capteur 83 de température montée sur le conduit 72. La commande 82 reçoit un signal correspondant à la température mesurée par l'élé- mont 83 et le transforme en signal pneumatique transmis par la canalisation 94. La commande 86 est de conception et de fonctionnement analogues,et elle comprend vn capteur 87; qui mesure la température du fluide dans le conduit 28. La colonne 86 transforme cette température en un signal pneumatique transmis par la canalisation 96. Un relais 84 de pression minimale est placé entre la commande 82 et le sélecteur 98 à basse pression. Le relais lui-même est classique dans la technique des commandes pneumatiques. Le relais 84 peut être choisi ou réglé pour une pression pneumatique minimale prédéterminée. Tans que le signal reçu par la canalisation 94 dépasse la valeur minimale prédéterminée; le signal reçu est transmis par le relais 84 à la canalisation 100. Dans le cas où le signal reçu par le relais 84 par la canalisation 94 est inférieur à la valeur minimale de réglage, le relais transmet un signal par la canalisation 100, qui est égal au minimum prédéterminés le signal provenant de la canalisation principale 90. Les canalisations 96 et 100 sont reliées au sélecteur 98 à basse pression. De tels sélecteurs sont de conception et de fonctionnement classiques, et ils peuvent choisir la plus basse de deux ou plusieurs pressions pncumatiques et la transmettre seule. Eh conséquence, le sélecteur 98 de basse pression choisit la plus basse des pressions qui règnent dans les canalisations 96 et 100; et la transmet par la canalisation 102 à la vanne 74. Celle-ci est alors modulée en fonction du signal reçu par la canalisation 102. Lors du fonctionnement normal il. est souhaitable que la réfrigération assurée par la machine corresponde à la charge. Celle-ci est indiquée par la température du fluide refroidi mesurée par le capteur 87. Cependant, comme noté précédemment, il est souhaitable qutil existe une commande supplémentaire dans le cas où le fluide de refroidissement de la colonne 70 est trop froid; pour la charge. Il faut noter que les points dc réglage choisis pour les colonnes 82 et 86 peuvent être modifiés en fonction d'une application particulière ou d'un paramètre particulier, correspondant au fonctionnement de la machine. A titre d'illustration, dans un mode de réalisation particulier de l'invention; la commande 82 peut eAtrc réglée de manière qu'une température de 27 C du fluide de refroidi sement crée un signal pneumatique de 1,05 bar; et une temi)érature de 13 C un signal de 0,56 bar.Les températures comprises entre 13 et 27 C donnent des signaux pneumatiques compris entre ol56 et 1,05 bar, variant linéairement avec la température De manière analogue; la commande 86 peut filtre réglée de manière qutune température de 40C du fluide refroidi corresponde à un signal de 0,35 bar; et une température de 70C à un signal de 1,05 bar. De même, les températures comprises entre 4 et 70C donnent des signaux proportionnels compris entre 0s35 et l05 bar. On voit ainsi que; lorsque la température du fluide de refroidissement est supérieure à 270C: le signal transmis par la commande 86 est inférieur à celui transmis par la commande 82, si bien que la vanne 74 est directement modulée par la charge. Chaque fois que la température du fluide de refroidisse nient est inférieure à 27 C, le signal dans les canalisations 94 et ioe est inférieur à 1,05 bar; et il peut être inférieur au signal de la canalisation 96. Lorsque c'est le cas; la vanne 74 est modulée par la pression la plus basses choisie par le sélecteur 98. Ainsi, si la température fluide de refroidissement est de 1300 et celle du fluide refroidi de 7 C, indiquant que la réfrigération doit être ma ximale donc que le chauffage du générateur doit être maximal, la vanne 74 est néanmoins fermée dans une certaine mesure par le signal provenant de la commande 82. n est préférable que la quantité minimale de vapeur d'eau parvienne à l'échangeur 20 quelle que soit la température du fluide de refroidissementl de manière que le signal pneumatique transmis à la vanne 74 soit suffisant au démarrage. Pour cette raison; il est préférable que le relais 84 soit placé entre la commande 82 et le sélecteur 93. Le relais 84 a une entrée reliée à la commande 82 par la canalisation 94 et une autre reliée à l'air de commande par la canalisation 90. Le relais 84 fonctionne de manière qu'il passe toujours une pression choisie minimale, qui provient directement de l'air d'alimentation lorsque la pression dans la canalisation 94 tombe au-dessous -de la pression minimale réglée par le relais. Il. est préférable que celui-ci soit réglé de manière à atteindre un tel point lorsque la température du fluide de refroidissement atteint 1300 environ; mais il faut noter qu'on.peut aussi choisir d'autres points de réglage. On voit que les divers constituants des commandes décrites permettent la modulation de la vanne 74 dans toutes les conditions, en fonction de la charges tant que l'eau de la colonne de refroidissement a une température de plus de 270C. Lorsque cette ternpé- rature varie entre environ 27 et l3 CI la vanne 74 est modulée propor tionnellement à la charge, en étant limitée par la température du fluide de refroidissement quittant la colonne de refroidissement. Il faut noter évidemment que toutes les températures données précédemment sont purement illustratives et ne limitent pas l'invention. L'utilisation du dispositif décrit assure la commande d'une machine de réfrigération par absorptions à la fois en fonction de la charge et de la température de fonctionnement de la colonne de refroidissement: sans dispositif coûteux de dérivation de la colonne de refroidissement. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Appareil de réfrigération par absorption, du type qui comprend un générateur muni d'une source de chaleur modulée par une vanne, un condenseur refroidi par un liquide, un évaporateur destiné à produire du liquide de refroidissement un absorbeur refroidi par liquide et un dispositif de refroidissement retirant la chaleur du liquidc de refroidissement provenant du condenseur et de l'ab- sorbeur, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une première commande détecta la températuro du liquide refroidi de l'évaporateur et transmettant un premier signal proportionnel à cette température, une seconde commande détectant la température de sortie du dispositif de refroidissement et transmettant un second signal proportionnel à cette température, et un sélecteur recevant les deux signaux et transmettant sélectivement l'un de ceux-ci à la vanne, cette dernière étant modulée par ce signal. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement est une colonne de refroidissement. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source do chaleur est de la vapeur d'eau. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les doux signaux sont des pressiens pneumatiques. 5. Appareil selon la révendication 4, caractérise en ce que le sélecteur est pneumatique et choisit la plus faible des doua: pressions constituant les signaux. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérise en ce qu'il comprend un relais de pression minimale placé entre la seconde commande et le sélecteur et destiné à transmettre un signal minimal prédéterminé constant au sélecteur lorsque le premier signal est inférieur audit signa] minimal prédétermine. 7. Procédé de commande de l'alimentation en énergie d'une machine de réfrigération par absorption, comprenant un condenseur refroidi par eau et un absorbeur, ainsi qu'un évaporateur destiné à produire de l'eau refroidie ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend la mesure de la température de l'eau refroidie et la création d'un premier signal proportionnel à cette température, la mesure de la température de l'eau de refroidissement destinée au condenseur et à l'absorteur et et la crémation d'un second signal pro- portionnel à cette température, le choix d'un des deux signaux et la modulation de l'alimentation en énergie par le signal choisi.