Brevet FR2249296A1 — publié le 19750523

La présente invention concerne un procédé pour la production et l'accumulation du froid, ctest-à-dire de frigories dans un liquide, tel que par exemple l'eau ; les frigories accumulées ensuite sont destinées à des utilisations de genre treks varié. L'invention concerne en outre un dispositif pour realiser le dit procédé. Un des buts de la presente invention est la réalisation d'un procédé permettant d'obtenir dans un liquide, tel que l'eau ou autre, une accumulation de frigories destines ensuite aux emplois, de genre différent. Un autre but de la présente invention est de permettre selon le procédé une accumulation de frigories d'une manière particulirement simple et rationnelle et sur la baste de puissances installiées assez réduites. Le procédé pour l'accumulation de froid dans des substances li quides telles que par exemple I lteau suivant la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que des surfaces disposées à l'intérieur de la masse liquide sont refroidies de manière à obtenir la formation d'une ou d'une pluralité de plaques de la dite substance au contact avec les dites surfaces Les dites plaques ou glaçons se séparent des dites surfaces alors que les glaçons ont rejoint une épaisseur déterminée. Les glaçons sont laissés dans le liquide, lesquels cèdent au liquide les frigories accumulées. Après la formation des glaçons au contact avec les dites surfaces, ceux-ci sont / séparés des surfaces et de la m8me façon d'autres glaçons peuvent être préparés pour accumuler la quantité de froid désirée. En d'autres termes, o réalise un certain nombre de gla çons pour disposer de la quantité de frigories désirée et a céder à la masse liquide. Suivant la présente invention, pour permettre la réalisation du procédé décrit, on a conçu un dispositif caractérise essentiellement en ce qu'il comprend un récipient recevant la masse de liquide ; une surface disposée à l'intérieur du dit récipient au contact de laquelle le liquide en partie est solidifié de façon à former des plaques ou des glaçons ; des moyens pour rafraîchir la dite surface, pour permettre la formation des glaçons et enfin des moyens pour séparer les glaçons de la surface alors qu' ils auront rejoint ltépaisseur desirée. Pour bien fixer l'objet de l'invention, sanvtoutefois le limiter dans le dessin annexé La figure 1 montre une vue en coupe du dispositif selon un plan vertical. La figure 2 montre une vue en coupe du dispositif, également selon le plan vertical et suivant la ligne II-II de la figure 1. Te dispositif illustré au dessin annexé comprend un récipient repéré dnns son ensemble par 1, dans lequel est introduit un liquide de refroidissement, par exemple de l'eau. Les parois du récipient l sont alises rar des matériaux convenable & isolant la chaleur. Dans le récipient 1 sont loges des éLéments repérés-par 2, faisant fonction d'évaporateur d'un circuit frigorifique ; en d' autres termes les éléments 2 font partie ''un circuit frigorifique et sont parcourus par le fluide destine à enlever la chaleur ambiante, ctest-à-dire corme précite faisant partie d'un e-vapora- teur du dit circuit. Selon l'-exemple illustré, les éléments 2 sont du type à plaque, mais ils p-euvent présenter toute autre forme. En outre, une grille repérée dans son ensemble par 3 est supportée par les parois du recipient 1 , pour être librement traversée par l'eau. La grille 3 présente des pinces 4 de longueur différente l'une de l'autre et s'étendant vers le bas. Le dispositif comprend également un raccord 10, tel qu'un tuyau pour aspirer l'eau ou un autre liquide refroidi ; un raccord d'arrivée 5, tel un tuyau pour ltécoulement de l'eau, ou autre liquide, dans le récipient I. En outre, est prévu un agitateur 6 comprenant un moteur 9 et une hélice 8 disposée à l'intérieur du récipient 1. D'autres accessoires peuvent egalement être appliqués pour adapter l'appareil à ses fonctions spécifiques. Le fonctionnement de l'appareil ou dispositif ainsi décrit est le suivant Le récipient 1 est rempli d'eau ou autre liquide et la grille3 se disposée au-dessus des eléments 2 de l'çvaporateur/trouve au-dessous du niveau de l'eau. L'évaporiseur constitué des flaques 2 est relié à l'installation frigorifique et de ce fait dans une première phase on obtient l'abaissement de la température de l'eau, ou un autre liquide à température fixe de solidification, jusqu'à ce que la température de congélation de 0 degré centigrade soit obtenue. A un certain moment commence la congélation de liteau sur la surface des éléments 2 et la formation de glaçons 7 qui adhèrent sur la surface des dits éléments 2. Lorsque les glaçons 7 ont une épaisseur préalablement établie, on les enlève des éléments 2, au moyen de l'inversion du cycle de fonctionnement de l'installation frigorifique, c'est-à-dire par le léger réchauffement des évaporateurs 2 qui provoquent le détachement des glaçons 7. Evidemment, on peut utiliser d'autres moyens pour détacher les glaçons 7 de la surface des éléments 2. Les glaçons 7 tendent alors à flotter et montent dans la masse liquide jusqu'à rencontrer la grille 3, qui empêche le debordement des dits glaçons et assure leur arrêt, coe illustré figure 2. Les glaçons 7 se disposent alors plus ou moins en désordre par l'intermediaire des doigts 4 de la grille 3. En d'autres termes, les glaçons 7 se disposent sensiblement d'une manire telle a.ne pas adhérer l'un a l'autre à 1'endro-t de certaines zones de leur surface ; éventuellement, les glaçons se touchent simplement en certains points.De ce fait, l'entier surface des glaçons 7 reste directement en contact avec l'eau dans laquelle est plongée la plaque, comme illustré à la figure 2, Les opérations précitées peuvent être répétées et d'autres glaçons 7 peuvent autre formés sur les surfaces des éléments 2 et ensuite séparés pour ainsi rejoindre la grille 3 comme décrit précédemment g de cette façon, on prépare une certaine quantité de glaçons 7 suivant les exigences de l'emploi. Suivant cette disposition, on a ainsi accumulé une quantité déterminée de froid par les glaçons z qui présentent une quantité déterminée et rgglable de frigories comme durit par la quantité de glaçons 7. La dite quantité de froid ainsi accumulée est utilisable par tous moyens appropriés. Le liquide pour amener le froid aux utilisations est l'eau qui sort du récipient 1 par le tuyau 10 ; les frigories transportées ainsi par l'eau sont utilisables pour refroidir, soit directement, par exemple par dispersion, soit indirectement, par exemple au moyen d'echangeurs de chaleur. Ce cheminent peut s'effectuer en cycle fermé avec circulation continue par récupération de l'eau qui est amenée à nouveau dans le récipient par l'intermédiaire du tuyau 5, avec une branche horizontale A qui présente des petits trous F, par lesquels 7'eau descend, comme indiqué schématiquement à la figure l. On peut e-gale- ment réaliser un cycle ouvert sans récupération de l'eau et dans ce cas, on prévoit une source extérieure d'alimentation apte à débiter le liquide dans le récipient. Le procédé décrit ci-dessus présente des avantages remarquables par rapport aux procédés connus. En effet, dans ces procédés connues, l'accumulation du froid est réalisée en se limitant à la formation de glace dans les évaporiseurs, a plaques ou à serpentins, avec les inconvénients notoires, notamment par suite de la limitation de la surface d'échange entre l'eau et la glace fondante ; la dite surface continuant à se réduire, dans le cas de serpentins au fur et à mesure que la glace se liquéfie. Un autre inconvénient est constitue par la nécessité de former des épaisseurs importantes de glaçons, par exemple de 3 cen timètres qui ralentissent le processus de formation de la glace et réduisent le rendement de la machine frigorifique. Selon le procédé faisant l'objet de la présente invention, l'épaisseur des glaçons 7 est lbite-e à une valeur plus réduite et les glaçons formés sont détachés par l'opérateur ; on peut donc poursuivre la production de glaçons 7 jusquà à ltepaisseur desirée pour ensuite détacher les dits glaçons et en produire d'autres égales et ainsi de suite. On obtient également un rendement plus élevé dans le fonctionnement de la machine frigorifique, ot-dPs / surfaces d'é- change très importantes. On peut egalement prévoir un grand nombre de variantes, toujours en restant dans le cadre de l'invention. Le glaçon 7 ainsi formé peut etre séparé des eléments 2 par des moyens variés, électriques ou mécanlques, A titre d'exemple, on peut disposer a l'nndroit des surfaces de contact sur lesquelles se forment les glaçons, une sonde commandée directement par les glaçons lors de leur formation et lorsqu'ils ont atteints une épaisseur préalablement établie. La dite sonde entraîne alors un dispositif électro-mécanique effectuant la séparation du glaçon de la dite surface. On peut prévoir des moyens pour briser chaque glaçon de façon à obtenir une pluralité de fractions de glaçons plongés dans 1' eau pour augmenter ainsi la surface d'echax1-e. Il est évident que les glaçons peuvent cotre de toutes formes appropriées. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application, non plus qu'â ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Procédé pour l'accumulation du froid une nuasse liquide telle que l'eau, caractérisé par le fait qu'on reiroidit des surfaces logées dans la masse du liquide de manière à former un ou plusieurs glaçons du dit liquide au contact Avec les dites surfaces ; les dits glaçons présentant une épaisseur préalablement établie pour être ensuite laissés dans le liquide auquel ils c-dent les frigories accumulées -2- Dispositif d'accum1llation du du froid dans une masse liquide, telle que l'eau, selon la revendication 1, caractéri-é en ce qu'il comprend un recipient recevant la masse liquide ; une surface plongée dans le liquide au contact de laquelle un artie du liquide se solidifie pour former des glaçons ; des moyens pour refroidir la dite surface en vue C-e la formation des dits glaçons et des ;:oyens pour séparer les glaçons des dites surfaces lorsqu'ils obtiennent une épaisseur préalablement établie. -3- Dispositif suivant la revendication 2, caractérise par le falot que les dites surfaces de refroidissement font fonction d'e-vapora- teur d'un circuit frigorifique. -4- Dispositif suivant la revendicaùion 2, caractérisé par le fait que le récipient reçoit au-dessus des surfaces de refroidissement une grille disposée au-dessous du niveau du liquide et destinée à maintenir en plongée les glaçons lorsqu'ils sont détachés de la surface de refroidissement. -5- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la grille comprend des doigts de longueur différente, stéten- dant vers le bas et contribuant - orienter les glaçons de manière que la surface de claque glaçon reste en contact avec la masse liquide. -6- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il est équipé d'un agitateur po1lr mettre en mouvement le liquide ct améliorer ainsi les échanges thermiques,