Brevet FR2412979A1 — publié le 19790720

La présente invention se rapporte â 'me machine frigorifique à compression, notamment pour réfrigérateurs ou aongE- lateurs, colportant plusieurs échangeurs de chaleur et un mo- teur à induction monophasé qui entratne le compresseur et doigt le couple moteur est modifiable électriquement et adaptable en fonction d'une variable d' état de ladite machine à )a demande réelle de couple moteur de celle-ci dans au moins deux états de fonctionnement différents. Les machines frigorifiques â compression de. ce genre éprouvent, pendant leur fonctionnement, des besoins en couple moteur changeants. Ces besoins sont souvent plusieurs fois plus élevés pendant une phase de démarrage relativement courte que pendant la phase normale de fonctionnement, de beaucoup plus longue durée0 On se trouve devant des conditions tout à fait extrêmes lorsque le moteur d'entraSnement de la machine frigorifique à compression doit redémarrer encore avant qu'un équilibre de pression se soit établi dans le système.Les moyens dans lègement connus mis au point spécialement, pour ces cas de dé- marrage, sous la forme de soupapes de décharge et de dérivations apportent certes une amélioration considérable, mais sont dans l'ensemble conteur et sujets à des perturbations. De plus, ils ne permettent de compenser que des pointes extrêmes, tandis que les besoins en couple moteur différents sur toute la durée d'un cycle de refroidissement subsistent comme si de rien n'était.Cela signifie que, par suite de la variation des besoins en couple moteur pendant un cycle de refroidissements le moteur d'en- tratnement de la machine frigorifique à compression,établi d'après le couple moteur maximal se présentant en fonctionnement, ne peut tourner que peu de temps à son rendement optimal, et par suite à Sa consommation la plus économique, au lieu que, pendant la partie de beaucoup la plus longue d'une période de marche, il est obligé de tourner à un rendement relativement faible.On enregistre de la sorte des pertes d'énergie considérables dans les machines frigorifiques à compression connues0 On a récemment proposé un mode d'adaptation électronique du couple moteur à chaque fois déliré aux besoins réels qui rem- plit bien son objet, mais dont la réalisation exige des moyens techniques de commutation compliqués et relativement coûteux. L'invention a par conséquent pour objet une machine frigorifique à compression dans laquelle un montage particulibre- nuent économique et fiable permette d'influencer le couple mo- ter délivré par son moteur d'entraînement en sorte que ce dernier puisse tourner à son rendement optimal au moins sur de grands secteurs d'un cycle de refroidissement et que sa con somation d'énergie soit par conséquent aussi économique que possible. Cette machine frigorifique, du genre annoncé, est caractérisée par le fait que l'enroulement principal de son moteur présente au moins une prise intermédiaire et est branchable en partie ou en totalité, selon les besoins en couple moteur, par un organe de commutation réagissant d'après la variable d'état de ladite machine frigorifique. La prise intermédiaire de ltetroulemeet principal du moteur prévue par l'invention permet d'adapter le couple moteur délivré par ledit moteur aux besoins du compresseur variables au cours d'un cycle de refroidissement et d'atteindre ainsi le but recherché. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la première prise correspond au couple moteur maximal, et l'enroulement principal au couple moyen, nécessaires pendant le fonctionnement du compresseur. Bien que ce dispositif selon l'intention ne couvre que deux états de fonctionnement de la machine frigorifique à comprel sien, le cours, caractéristique de telles Tachines frigorifiques, suivi par le couple moteur pendant un cycle de refroidissement permet d'obtenir ainsi avec une seule prise une économie de éner- gie relativement élevée par les moyens les plus simples. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré sommairement par le dessin annexé, dont la figure unique représente un schéma simplifié d'un moteur asynchrone à phase auxiliaire résistante dont l'enroulement principal comporte une prise intermédiaire. Ce moteur asynchrone à phase auxiliaire résistante pour machine frigorifique à compression est représenté sous une forez symbolique et relié, de façon connue, par une ligne de raccordevent 11, à une source de courant alternative, par exemple une phase 12 et un fil neutre 13 ddun réseau alternatif monophasé. Dans la mtme ligne 11 se trouvent en série avec le moteur asynchrone 10 un interrupteur régulateur de température 14 et un disjoncteur de protection 15. Le moteur asynchrone 10 à phase auxiliaire résistante présente un enroulement principal 16 et un enroulement auxiliaire 17, le second en parallèle sur le premier dans une dérivation 18. L'enroulement auxiliaire 17 est branchable à l'aide d'un relais 19 monté en série avec l'enroulement principal 16 et fermant pour peu de temps, en fonction du courant circulant dans cet enroulement principal 16, des contacts placés dans la dérivation 18. Dans 1' exemple considéré, 1'enroulement principal 16 du moteur asynchrone 10 est muni d'une prise intermédiaire 20, à partir de laquelle une ligne 21 conduit à un contact fixe d'un organe de commutation 22. Ce dernier est placé entre le relais 19 et l'extrémité de l'enroulement principal 16, dans le circuit principal du moteur asynchrone. Son contact mobile en permutateur 23 est transférable alternativement du contact fixe précité de l'extrémité de la ligne 21 venant de la prise 20 à un autre contact fixe placé dans la ligne de jonction entre l'extrémité de l'enroulement principal 16 et le relais 19. Suivant la position de ce contact mobile 23, 1' enroulement principal 16 est donc mis en circuit soit entièrement, soit en partie seulement, c'est-àdire jusqu'à la prise 20.L'organe de commutation 22, agencé en interrupteur à thermostat et de pré-férence muni, en tant que tel, d'une bilame, est placé en bon contact de conduction thermique sur un évaporateur, de contour représenté en trait discon tlnu,d'une machine frigorifique à compression et commute le contact mobile 23 en fonction de la température dudit évaporateur. Le moteur asynchrone 10 à phase auxiliaire résistante pour machine frigorifique à compression, tel qu'il est représenté et ci-dessus décrit, fonctionne comme on va l'exposer. L'interrupteur régulateur de température 14, dès qu'il réagit par suite de montée de la température dans la zone surveillée par lui, ferme ses contacts ainsi que le circuit du moteur asyn chrono 10 en série avec lui. Le courant de démarrage, relative -ment élevé, actionne en même temps le relais 19, qui ferme ses contacts de la dérivation 18, si bien que9 dans cette phase , de démarrage, l'enroulement auxiliaire 17 reste en circuit, en parallèle sur l'enroulement principal-16, Jusqu'à ce que le relais 19 retombe après l'accélération du moteur asynchrone0 L'évaporateur de la machine frigorifique à compression étant tout d'abord encore relativement chaud dans cette phase dé démarrage, le contact mobile de l'organe de commutation 22 agencé en permutateur est en appui sur le contact fixe d'extrémité de la ligne 21 venant de la prise 20 et occupe ainsi la position représentée en trait discontinu sur le dessin , en sorte que, dans cette phase, où l'évaporateur est relativement chaud, l'enroulement principal 16 n1est que partiellement en circuit, I1 en résulte pour le moteur asynchrone, dans ladite phase de démarrage, un couple de décrochage élevé qui le met en mesure de surmonter le couple de démarrage également élevé du compresseur de la machine, si bien que le moteur tourne alors à un bon rendement pour une forte charge. du cours du cycle de refroidissement qui intervient alors, le couple moteur nécessaire diminue. En sême temps, .11 évapora- teur de la machine frigorifique à compression se refroidit. Corrélativement, le contact mobile 23 de l'organe de commuta tion 22 couplé thermiquement avec 1' l'evaporateur change de posi- tion, si bien que d*tOrmais l'enroulement principal 16 est entièrement en circuit. Le flux magnétique dans le moteur et par conséquent aussi le couple de décrochage de celui-ci s'en trouvent diminués , si bien qu'il est tenu compte de la bien moindre demande de couple moteur correspondant à la basse rtmpéra- ture de 1' évaporateur et que le couple effectif de décrochage se trouve adapté à ladite demande en cette phase. Le moteur asynchrone 10 tourne de la sorte à son rendement maximal également avec un moment de décrochage plus faible, si bien que l'on économise-une part considérable d'énergie. Quand , vers la fin-du cycle de refroidissement, on atteint le point- de commutation inférieur de l'interrupteur régulateur de température 14, celui-ci ouvre ses contacts et le moteur asynchrone est ainsi remis à l'arr8t. Dans la phase de repos qui suit, l'évaporateur s' échauffe, par absorption de chaleur en provenance de l'entourage, Jusqu'au point auquel le permutateur 23 revient à sa position de départ sur la prise intermédiaire, A la remise en circuit de l'interrupteur régulateur de température 14, le moteur asynchrone peut ensuite redémarrer avec U couple de décrochage élevé. On peut naturellement utiliser, comme organe de com- mutation 22, tout organe connu réagissant à un changement de température. I1 importe seulement que cet organe de coinnitation 22 soit en contact d'échange thermique direct avec ltévapora- teur de. la machine frigorifique à compression et remplisse son rôle de permutateur en fonction de la température dudit éva- porateur. En modification à l'exemple considéré ci-dessus, le nombre des prises peut être quelconque à condition toutefois que l'on agence de façon correspondante le permutateur 23 en commutateur à échelons. On a cependant constaté que l'économie d'énergie recherchée se réalise de la façon la plus simple au moyen d'une seule prise établie de telle façon qu'elle-même et l'enroulement principal complet correspondent respectivement au couple moteur maximal et à un couple moteur moyen qui se présentent pendant le fonctionnement du compresseur. Il est cependant possible également, sans sortir du cadre de l'invention, que l'organe de commutation précité déclenche sa permutation en fonction, non plus de la température de l'évaporateur, niais d'une autre grandeur d'état variable pendant le fonctionnement de la machine. On peut retenir notas- ment comme telle la température, variable au cours du cycle de refroidissement, du condenseur ou du tuyau de refoulement du compresseur. Nais on peut aussi recourir aux conditions de pression variables du c8té aspiration et/ou du c8té refoulement du compresseur, pour déclencher la fonction de permutation mé- cessaire, en utilisant un organe sensible à la pression au lieu de l'être à la température. REVENDICATIONS 1. Machine frigorifique à eotpressions notamment pour réfrigérateurs ou congélateurs, colportant plusieurs échangeurs de chaleur et un moteur à induction monophasé qui en trine le compresseur et dent le couple moteur est modifiable électriquement et adaptable en fonction d'une variable d'étant de ladite machine à la demande réelle de couple moteur de celle- ci dans au noins deux états de fonctionnement différents, machine frigorifique caractérisée par le fait que l'enroulement principal de son moteur présente au moins une prise interné- diaire et est branchable en partie ou en totalité, selon les besoins en couple moteur, par un organe de commutation réagissant à la variable d'état de ladite machine frigorifique. 2. Machine frigorifique selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la première prise et l'enroulement principal complet correspondent respectivement au couple mo- teur maximal et à un couple moteur moyen nécessaires pendant le fonctionnement du compresseur. 3. Machine frigorifique selon l'une quelconque des re vendications 1 ou 2 caractérisée par le fait que la valeur d'é- tat provoquant le déclenchement de l'organe de commutation est la température des échangeurs de chaleur, de préférence celle de l'évaporateur. 4. Machine frigorifique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée par le fait que la variable d'état provoquant le déclenchement de l'organe de commutation est la pression d'aspiration.