Brevet FR2252540A1 — publié le 19750620

la présente invention a trait à un groupe monobloc de production de froid, notamment pour les installations de climatisa- tion. Un tel groupe comporte de façon connue en 80i un compresseur hermétique ou semi-hermétique associé å un condenseur à eau et alimente en substance frigorigène une batterie de ventilo-convecteurs à détente directe et régime de marche indépendant. La mise en oeuvre de tels groupes est liée à deux problèmes importants;celui de la consommation d'énergie électrique et celui de la circulation convenable du mélange substance frigorigène et lubrifiant. En effet, jusqu'à ce jour, le groupe était dimensionné en fonction de la charge mstimale et sa consommation était pratiquement indépendante du nombre d'appareils en service; de plus, on sait qutil est primordial de faire revenir vers le compresseur le lubrifiant mélangé i la sortie du condenseur au liquide frigorigène.Or, le groupe tournant à puissante mstimale et n'alimentant, par exemple, qu'un seul échangeur, la vapeur frigorigène retournant à la sortie de ce dernier vers ltentrée du compresseur, n'offre qu'une capacité de transport de lubrifiant donnée et limitée, laquelle peut se révéler insuffisante pour un bon fonctionnement du compresseur Bien entendu, dans les groupes industriels de grande puissance, i l'ammoniac ou au fréon, ces problèmes ont été résolus par les moyens adéquats, en ce qui concerne la puissance ab orbée,par exemple;; on dispose dsun moyen de délestage de pistons en fonction de la demande des échangeurs, moyen non applicable naturellement aux groupes hermétiques du type domestique. L'invention propose une solution rationnelle et peu coûteuse de ces problèmes spécialement étudiés pour les groupes à com presseur hermétique et condenseurs à eau. A cet effet, le groupe monobloc de production de froid, notamment pour dispositifs de climatisation du type basé sur la circulation d'une substance frigorigène mélangée à un lubrifiant et comportant essentiellement un compresseur hermétique ou semi-hermétique et un condenseur i eau, chacun de ces deux organes ayant une entrée et une sortie, ledit compresseur susceptible d'alimen- ter une pluralité d'échangeurs ou ventilo-convecteurs à détente directe et régime de marche indépendant, ayant une entrée et une sortie communes, est caractérisé en ce que l'alimentation de la substance frigorigène desdits échangeurs a lieu par l'intermédi- aire d'un moyen équilibreur. Avantageusement, la sortie dudit compresseur étant reliée par un conduit à l'entrée dudit condenseur, la circulation vers les échangeurs de la substance frigorigène à l'état liquide étant assurée par un premier conduit reliant la sortie du condenseur à l'entrée commune desdits échangeurs, tandis que le retour à l'é- tat de vapeur vers le compresseur de ladite substance frigorigène est assuré par un second conduit reliant la sortie commune desdits échangeurs à 11 entrée dudit compresseur, ledit moyen équilibreur est constitué de deux récipients indépendants ayant chacun une entrée et une sortie et respectivement branchés l'un, dit de haute pression, dans ledit premier conduit entre sortie du condenseur et entrée des échangeurs et l'autre, dit de basse pression, dans ledit second conduit entre sortie des échangeurs et entrée du compresseur et en ce que lesdits deux récipients sont placés en relation d'échange unidirectionnel de substance frigorigène par un troisième conduit comportant un moyen de réglage. Selon une caractéristique de l'invention, ledit moyen de réglage est une vanne du type presso-statique destinée à maintenir par la circulation contr8lée de substance frigorigène du récipient à haute pression vers celui à basse pression par détente de ladite substance la faisant passer de l'état liquide à celui de vapeur, une différence de pression sensiblement constante entre lesdits deux récipients. Une telle disposition offre à première vue les atantages suivants - le conduit de liaison entre les récipients haute et basse pression permet de faire entraîner vers le récipient basse pression le lubrifiant accumulé au fond du récipient haute pression; - le retour de lubrifiant peut donc être assuré en indépendance de la charge du groupe de production; - il devient possible de ce fait, de réduire la puissance installée par rapport à la puissance de pointe éventuellement demandée par la totalité des échangeurs alimentés par un groupe; - le groupe fonctionne néanmoins à puissance sensiblement constante mais dans des conditions très améliorées, car les conditions de détente dans la vanne presso-statique sont nettement supérieures à celles existant dans les échangeurs;; le point de soutirage du récipient basse pression relié à 1' entrée du compresseur, est choisi de sorte à soutirer une vapeur frigorigène riche en lubrifiant, tout en évitant d'entraîner des gouttelettes de condensation, entraînant des à-coups dans le compresseur. A titre indicatif, on signalera que la puissance installée peut être ramenée dans une installation de moyenne importance,à environ 2/3 de la puissance de pointe instantanée. Préférentiellement5 ladite vanne comporte un moyen d'humidification de la vapeur engendrée dans ladite vanne par la détente de la substance frigorigène, en vue de limiter la température de cette vapeur à une valeur prédéterminée. Selon un autre de ses aspects, l'invention a trait à une installation de production de froid telle que définie ci-dessus mais équipée de deux compresseurs hermétiques de plus faible puissance, branchés en parallèle,sur un même moyen équilibreur et SUS- eeptibles de fonctionner séparément. L'avantage de cette disposition réside dans une possibilité de laminer les crêtes d'utilisation; par ailleurs, ces compresseurs de puissance réduite, correspondent à des séries plus importantes, donc dtun prix de revient plus économique. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence à la figure unique qui représente schématiquement le circuit d'un groupe monobloc de production de froid selon l'invention. Seuls ont été préaentés les éléments nécessaires à la bonne compréhension de l'invention, tous autres détails étant connus de l'homme de l'art. Dans le mode de réalisation choisi à titre d'exemple et représenté en figure unique, on retrouvera les éléments connus d'un groupe frigorigène, à savoir le compresseur I avec son condenseur 2 et la batterie d'éehangeurs 3 dont chacun est équipé d'un détendeur 32 et d'une vanne de réglage 33 commandée par thermostat ou manuellement. Les canalisations en traits pointillés correspondent à la circulation de la substance frigorigène, fréon, par exemple, à-l'état liquide, celles en traits pleins à la circulation de cette substance à l'état de vapeur. Une boite électro-vanne 5 asservie aux échangeurs assure L'arrêt de la circulation si les vannes dtslimentation 33 sont toutes fermées. L'equilibreur 4 comporte deux récipients indépendants 41 dit; de haute pression et 42 dit de basse pression, respective- ment branchés entre les canalisations 23 et 34, d'une part, et 35 et 45 d'autre part. Un conduit 44 comportant une vanne pressostatique 43 assure l'intercommunication entre les récipients 41 et 42. La sortie 12 du compresseur est reliée à l'entrée 21 du condenseur dont la sortie 22 est reliée directement, avec interposition de la vanne 5, au récipient haute pression 42. La sortie de ce dernier alimente la rampe d'entrée 36 de la batterie d'échangeurs 3. De son côté, la rampe de sortie 37 est en liaison par le conduit 35 avec le réservoir basse pression 41,dt- où un conduit 45 assure la fermeture du circuit vers 1' entrée 11 du compresseur. Le groupe fonctionne comme suit: Le mélange de substanee frighritgèe liquide et de lubrifiant est refoulé de la sortie 12 du condenseur dans le récipient 42 et alimente, selon la demande, la batterie d'échangeurs. Après détente, le mélange de substance frigorigène à l'état de vapeur et de lubrifiant, est renvoyé dans le récipient 41, puis vers l'entrée 11 du compresseur. Grâce au conduit 44 et à la vanne presso-statique 43, qui maintient une différence de pression constante entre les deux récipients 41 et 42, il y a détente contrôlée de substance frigorigène au niveau de la vanne 43 en fonction de la demande de la batterie 3. A tous les régimes, il y a renvoi vers le compresseur dans les meilleures conditions, du lubrifiant mélangé au ddpart à la substance frigorifique. le point de soutirage 48 est choisi de sorte à prélever un mélange exempt de gouttelettes de liquide frigorigène afin d'éviter les à-coups dans le compresseur. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et.- -epre'entée, mais englobe toutes variantes d'exécution, REVENDICATIONS 1.- Groupe monobloc de production de froid, notamment pour dispositif de climatisation du type basé sur la circulation d'une substance frigorigène mélangée à un lubrifiant et comportant essentiellement un compresseur hermétique ou semi-hermétique et un condenseur à eau, chacun de ces deux organes ayant une entrée et une sortie, ledit compresseur susceptible d'alimenter une pluralité d'échangeurs ou ventilo-convecteurs à détente directe et régime de marche indépendant, ayant une entrée et une sortie communes, caractérisé en ce que l'alimentation en substance frigorigène desdits échangeurs a lieu-.par l'intermédiaire d'un moyen équilibreur. 2.- Groupe selon la revendication j dans lequel la sortie dudit compresseur étant reliée par un conduit à l'entrée dudit condenseur, la circulation vers les échangeurs de la substance frigorigène à l'état liquide étant assurée par un premier conduit reliant la sortie du condenseur à l'entrée commune desdits échangeurs tandis que le retour à l'état de vapeur vers le compresseur de ladite substance frigorigène est assuré par un second conduit reliant la sortie commune desdits échangeurs à l'entrée dudit compresseur, caractérisé en ce que ledit moyen équilibreur est constitué de deux récipients indépendants ayant chacun une entrée et une sortie et respectivement branchés , l'un dit de haute pression, dans ledit premier conduit-entre sortie du condenseur et entrée des échangeurs et l'autre, dit de basse pression, dans ledit second conduit entre sortie des échangeurs et entrée du compresseur et en ce que lesdits deux récipients sont placés en relation d'échange unidirectionnel de substance frigorigène par un troisième conduit comportant un moyen de réglage. 3.- Groupe selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de réglage est une vanne du type presso-statique destinée à maintenir, par la circulation contrôlée de substance frigorigène dudit récipient à haute pression vers celui à basse pression par détente de ladite substance, la faisant passer de l'état liquide à celui de vapeur, une différence de pression sensiblement constante entre lesdits deux récipients. 4.- Groupe selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite vanne comporte un moyen d'humidification de la vapeur engendrée dans ladite vanne par la détente de la substance frigorigène, en vue de limiter la température de cette vapeur à une valeur prédéterminée. 5.- Groupe selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sortie-dudit récipient de basse pression reliée par ledit premier conduit à l'entrée du compresseur est disposée en un mpla- cement prédéterminé, de sorte à assurer le retour vers le compresseur d'un mélange de vapeur de substance frigorigène et de lubrifiant exempt de- gouttellettes liquides de ladite substance. 6.- Installation de production de froid, notamment pour climatisation mettant en oeuvre un groupe monobloc de production de froid selon l'une quelconque des revendications précédentes. 7.- Installation selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit groupe comporte deux compresseurs de plus faible puissance débitant un parallèle sur un moyen équilibreur commun, lesdits compresseurs étant susceptibles de fonctionner séparément.