Brevet FR2425042A1 — publié le 19791130

La présente invention concerne un dispositif de réfrigération et plus spécialement une armoire dite de congélation et adaptée à la conservation de produits maintenus à l'état congelé à une température comprise entre - 20 et - 300 C. L'armoire vise à obtenir un équilibre et une répartition harmonieuse et homogène des températures et à permettre le dégivrage de ensemble de réfrigération dans des conditions particulièrement économiques et sures en localisant l'élévation de température nécessaire pour provoquer la fonte des glaces parasites accumulees sur le dispositif de réfrigération ; on évite le réchauffement de l'enceinte contenant les produits qui restent ainsi maintenus à une température correspondant aux normes de congélation. -L'invention concerne un dispositif de réfrigération notamment une armoire de congélation du type constitué d'une enceinte à parois isolantes, associée à une source de froid et à des moyens de circulation de l'air froid à l'intérieur de l'enceinte, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une capacité intérieure apte à contenir les produits soumis à la conservation à l'état congelé, l'armoire comportant un compartiment de réfrigération pourvu de la source de froid, ce compartiment comportant à sa partie supérieure un ventilateur de circulation forcee de l'air, le compartiment débouchant à son extrémité haute, pourvue du ventilateur, sur un couloir supérieur surmontant la capacité, le compartiment étant en communication à sa base avec un couloir inférieur situé sous ladite capacité , les deux couloirs supérieur et inférieur étant réunis, sur la face de l'armoire opposée au compartiment de refri- gération, par un couloir vertical,l'ensemble formant un circuit fermé parcouru par l'air forcé par le ventilateur, l'air parcourant à chaque passage le compartiment de réfrigération et étant refroidi par le passage sur la source de froid. De préférence, la capacité est constituée par un volume paralléle- pipèdique disposé à l'intérieur d'une armoire à parois isolantes de forme générale parallélépipèdique, la capacité rejoignant de chaque côté les parois latérales de l'armoire qui sont communes à l'enceinte isolante et à la capacité intérieure, ladite capacité comportant un fond vertical fermé isolant la capacité du compartiment de réfrigération, une paroi supérieure transversale isolant la capacité du couloir supérieur et une paroi inférieure transversale isolant la capacité du couloir intérieur ; la face avant de la capacité, située parallèlement à la porte d'ouverture de l'armoire, étant munie d'au moins un panneau battant permettant d'accéder à l'intérieur de la capacité. De préférence, la capacité contenant les produits conservés à l'état congelé est divisée intérieurement par des rayonnages définissant une pluralité de casiers étagés, chaque casier étant associé , sur la face avant de la capacité, à une porte battante permettant de refermer individuellement chaque casier Selon une caractéristique importante de l'invention, la source de froid est constituée par un ensemble de tubes parcourus par un fluide frigoporteur et associée à des ailettes transversales l'ensemble des tubes et ailettes transversales définissant une grille à mailles quadrangulaires située dans un plan formant un angle non nul avec la verticale, une extrémité de ladite grille rejoignant une paroi du compartiment de réfrigération tandis que l'extrémité opposée rejoint l'extrémité opposée dudit compartiment. De préférence, les ailettes associées aux tubes de réfrigération sont étagées à intervalle régulier et sont situées dans des plans parallèles horizontaux. De préférence, la chambre de réfrigération comporte à sa base une source de chaleur telle qu'une résistance électrique susceptible d'entre mise en action à intervalle régulier pour provoquer le dégivrage de la source de froid, la base du compartiment étant pourvue à cet effet d'une évacuation vers l'extérieur de l'eau de dégivrage. Dans le dispositif ainsi réalisé le compartiment de réfrigération est divisé en deux chambres par la grille formée par 1'ensemble tubesAilettes de réfrigération et l'air qui arrive à la base du compartiment de réfrigération, et qui doit traverser ce compartiment, ne peut pas passer d'une chambre dans l'autrequten traversant le réseau des mailles constituant le grillage des ailettes et tubes de réfrigération. Les ail lettes horizontales forment en outre déflecteur pour le passage de l'air, ce dernier ne pouvant trouver un passage d'une chambre vers l'autre qu'en traversant les passages individuels formés par deux ailettes superposées. On réalise ainsi un dispositif permettant un excellent échange thermique entre la source de froid et l'air qui véhicule les frigories dans l'ensemble de l'armoire de congélation ; par ailleurs, la source de chaleur qui est disposée à la base des compartiments et qui est utilisée dans la période de dégivrage véhicule les calories selon des courants ascendants de convection dans la première chambre communiquant avec le couloir inférieur et cet air chaud, pour passer dans la chambre opposée doit obli- gatoirementtraverser la grille formée par l'ensemble ailettes/ tubes ; l'air chaud rencontre en premier lieu les ailettes inférieures et il cède ses calories en provoquant la fonte de la glace déposée sur l'ensemble tubes-ailettes et au fur et à mesure de cette fusion, l'air chaud remonte et dégivre progressivement toute la surface de l'ensemble de réfrigération D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation particulière présentée à titre d'exemple non limitatif et en se référant au dessin annexé La figure unique représente une vue en coupe transversale d'une armoire de réfrigération selon l'invention. L'armoire se compose d'une enceinte formée d'une paroi extérieure 1 en matériau isolant ; cette enceinte de forme générale parallélépipèdique est ouverte sur une face ou face avant qui est munie d'une porte 2. A l'intérieur de l'armoire 1 on a prévu une capacité intérieure destinée à recevoir les produits soumis à conservation à l'état congelé ; cette capacité.rejoint sur ses bords parallèles au plan de la figure les parois de l'armoire 1; la capacité est définie par un fond 3 vertical , une paroi supérieure transversale 4 et une paroi intérieur transversale 5. La capacité comporte intérieurement une pluralité de rayonnages ou étagères 6, 6', 7, 7' définissant des casiers individuels étagés 8 et 8' ; chaque casier est refermé sur sa face avant, correspondant à la face parallèle à la porte 2 par des portes individuelles 9, 9'. On voit sur la figure que la capacité destinée à recevoir les produits congelés et qui est définie par la référence générale 10 est donc isolée sur-quatre côtés des parois de l'armoire. Le fond 3 est séparé du fond 3' de l'armoire en définissant un compartiment 11, compartiment de réfrigération qui comporte la source de froid. A sa partie supérieure la cloison 4 qui définit vers le haut la capacité 10 est isolée de la paroi horizontale supérieure 4' de l'armoire en formant un couloir supérieur 12. A sa base, la cloison 5 qui définit vers le bas la capacité 10 est isolée du fond horizontal 5' de l'armoire par le couloir inférieur 13 ; les couloirs supérieur 12 et inférieur 13 communiquent entre eux d'un côte par le comnartiment de réfrigération 11 et du côté opposé par le couloir vertical 14 situé entre la porte 2 et les portes individuelles 9, 9' de la capacité intérieure. Ces quatre couloirs forment un circuit fermé dans lequel l'air forcé par le ventilateur 15 circule suivant les flèches F. Selon une caractéristique importante de l'invention, le compartiment de réfrigération comporte une source de froid et-qui est constituée de colonnes de tubes parcourus par un fluide rerigerant les colonnes étant réunies l'une à l'autre successivement en leur sommet et leur base pour former un serpentin situé dans un plan légèrement incliné ainsi qu'on le voit sur la figure ; ces tubes désignés par la référence générale 16 sont associés à des ailettes 17, 17' , 18, 18'. L'ensemble des colonnes et ailettes est disposé dans un plan légèrement incliné et qui rejoint à son sommet la paroi 3 tandis qu'il rejoint à sa base la paroi opposée 31. Ainsi, le compartiment de réfrigération 11 est divisé par cette cloison ajourée formée par l'ensemble tubes/ailettes en deux chambres respectivement 19 et 20 toutes deux formantun volume diédrique allongé et opposées tête-bêche. On voit que l'air pénétrant à la base du compartiment de réfri gération se disperse dans la chambre 19 et pour passer dans la chambre 20, d'où il est aspiré par le ventilateur 15, il doit obligatoirement traverser la grille formée par l'ensemble tubes 16 et ailettes 17, 17'.... En effet, l'air contenu dans la chambre 19 ne peut pas trouver d'autres voies pour pénétrer vers la chambre 20 que les canaux ou passages formés par l'intervalle entre deux ailettes successives. Le dispositif de l'invention permet ainsi d'excellentes conditions d'échange thermique en obligeant la masse d'air circulant dans les couloirs précédemment décrits, à se disperser en une multitude de filets au niveau du passage sur.l'ensemble de réfrigération et tout l'air circulant doit nécessairement, à chaque passage, lécher les ailettes du dispositif de réfrigération. En outre ces ailettes étant disposées horizontalement, forment un angle avec la- direction générale de l'air traversant le compartiment ; les ailettes forment ainsi une pluralité de déflecteurs obligeant l'air à suivre un parcours fortement incurvé en S ainsi qu'on le voit selon les flèches F' ; on ralentit ainsi la vitesse de circulation de l'air et on augmente le temps de passage de l'air sur chaque ailette ce qui permet d'obtenir de bonnes conditions d'échange thermique. Selon encore une caractéristique importante de l'invention, le compartiment de réfrigération comporte à sa base une source de chaleur telle qu'une résistance électrique électrique 21 ; cette résistance est mise en action pendant que la source de froid est hors circuit afin d'assurer-le dégivrage et l'élimination des cristaux de glace accumulés après un certain temps de fonctionnement sur l'ensemble tubes-ailettes de réfrigération. La résistance dégage de l'air réchauffé qui suit un-courant ascendant de convection dans la chambre 19 ;'l'air rencontre en premier lieu les ailettes inférieures en provoquant la fusion de la glace accumulee sur ces ailettes ; après élimination de cette glace, dont la fusion a absorbé les calories véhiculées par l'air chaud depuis la résistance 21, l'air monte progressivement pour atteindre successivement les ailettes supérieures. On obtient ainsi un dégivrage régulier et progressif. D'une part le dégivrage est ainsi effectué progressivement de sorte que l'eau qui résulte de la fusion des cristaux de glace peut être évacuée sans difficulté depuis le fond 22 du compartiment par la canalisation d'évacuation 23 vers l'extérieur, sans risquer d'engorger cette canalisation ; mais d'autre part, le réchauffement étant progressif et étant ainsi limité zone par zone, une résistance 21 de moyenne ou faible puissance est suffisante pour assurer rapidement la fusion progressive de toute la glace.Enfin, le dispositif de réfrigération constitué par les tubes et ailettes horizontales étant disposé selon un plan incliné, au-dessus de la résistance 21, on oblige ainsi l'air régulièrement chauffé par la résistance 21 et qui monte dans la chambre 19 à traverser toute la grille formée par l'ensemble de réfrigération et c'est bien l'ensemble de ces moyens de réfrigération qui sont desservis par l'air chaud et donc soumis à un dégivrage total. Cette disposition permet donc, en utilisant une résistance de faible puissance et donc en ne dispensant qu'une quantité de calories limitées dans le système, d'assurer le dégivrage total et rapide de l'ensemble-du compartiment de réfrigération. On obtient ainsi ce résultat particulièrement intéressant que toutes les calories qui sont injectées dans le système sont absorbées par le dégivrage sans être transportées de façon parasite dans l'ensemble de 1 'armoire et notamment sans provoquer un réchauffement notable et nocif des produits contenus dans l'enceinte intérieure 10. De façon connue, la mise en action de la résistance 21 peut être asservie à un ensemble de programmation qui, à intervalle régulier, et convenablement déterminé par l'utilisateur, met horscircuit le système de réfrigération pour provoquer l'action , pendant une période de temps limité et approprié de la résistance 21 en provoquant ainsi le dégivrage du compartiment de réfrigération, ce dégivrage étant obtenu dans les conditions précédemment décrites, rapidement et sans réchauffement des produits congelés. Pendant la période de dégivrage, les moyens de réfrigération constitués par les tubes 16 sont évidemment mis hors circuit, c'est- -dire que la circulation du liquide réfrigérant à l'inte- rieur de ces tubes est arrêtée ; et dans le meme temps, les moyens de circulation de l'air forcé, notamment le ventilateur 15 sont également mis hors circuit, c'est-à-dire que le ventilateur ne provoque pas la circulation de l'air selon les flèches F ; dans ces conditions, la chaleur qui est dégagée depuis la résistance 21 reste limitée au compartiment de réfrigération 11 et cette chaleur n'est pas dispersée et dissipée dans l'ensemble de l'armoire de congélation; ainsi cette chaleur est totalement utilisée et absorbée par la fonte de la glace accumulée sur l'ensemble de réfrigération, notamment sur les ailettes 17et17', 18 et 18' , sans provoquer la mise en circulation des vapeurs dégagées depuis le compartiment de réfrigération vers l'ensemble de l'armoire; on évite ainsi la condensation de cette vapeur qui viendrait se déposer sur les produits froids ou sur les parois des étagères contenant les produits. L'enceinte ou capacité 10 qui contient les produits stockés peut être aménagée en fonction des besoins et a cet effet elle peut comporter sur ses parois latérales, et ceci de façon connue en soi,- des rainures ou glissières 24 , 24' entre lesquelles seront susceptibles d'être mises en place les étagères 6 et 6' ; on peut ainsi aménager l'espace intérieur de cette capacité en disposant les étagères à hauteur convenable en fonction des produits à stocker. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de réfrigération notamment une armoire de congélation du type constitué d'une enceinte à parois isolantes, associée à une source de froid et à des moyens de circulation de l'air froid à l'intérieur de l'enceinte, caractérisé en-ce qu'il comporte au moins une capacité intérieure apte à contenir les produits soumis à la conservation à l'état congelé, et un compartiment de réfrigération pourvu de la source de froid, l'air étant pulsé en circulation fermé depuis le compartiment de réfrigération vers la capacité contenant les produits stockés et retournant vers le compartiment de réfrigération, la source de froid constitué de tubes parcourus d'un fluide frigoporteur étant disposée dans le compartiment de réfrigération de façon à diviser ce dernier en deux chambres 1'une communiquant avec 1'entrez de 1 'air et l'autre avec la sortie de l'air et étant séparée l'une de l'autre par ladite source de froid que l'air est ainsi obligé de traverser en parcourant le compartiment de réfrigération. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que ledit compartiment de réfrigération comporte à sa partie supérieure un ventilateur de circulation forcée de l'air, le compartiment débouchant à son extrémité haute, pourvue du ventilateur,sur un couloir supérieur surmontant la capacité, le compartiment étant en communication à sa base avec un couloir inférieur situé sous ladite capacité, les deux couloirs supérieur et infé- rieur étant réunis, sur la face de l'armoire opposée au'comparti- ment de réfrigération, par un couloir vertical, l'ensemble formant un circuit fermé parcouru par l'air forcé par le ventilateur, l'air parcourant à chaque passage le compartiment de réfrigération et étant refroidi par le passage sur la source de froid 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité est constituée par un volume parallélépipèdique disposé à l'intérieur d'une armoire à parois isolantes de forme générale parallélépipèdique, la capacité rejoignant de chaque côté les parois latérales de l'armoire qui sont communes à l'enceinte isolante et à la capacité.intérieure, ladite capacité comportant un fond vertical fermé isolant la capacité du compartiment de réfrigération, une paroi supérieure transversale isolant la capa cité du couloir supérieur et une paroi inférieure transversale isolant la capacité du couloir intérieur, la face avant de la capacité, située parallèlement à la porte d'ouverture de ltarmoire, étant munie d'au moins un panneau battant permettant d'accéder à l'intérieur de la capacité. 4.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la capacité contenant les produits conservés à l'état congelé est divisée intérieurement par des rayonnages définissant une pluralité de casiers étagés, chaque casier étant associé, sur la face avant de la capacité, à une porte battante permettant de refermer individuellement chaque casier. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé en ce que la source de froid est constituée par un ensemble de tubes parcourus par un fluide frigoporteur et associes à des ailettes transversales, l'ensemble des tubes et ailettes transversales définissant une grille à mailles quadrangulaires située dans un plan formant un angle non nul avec la verticale, une extrémité de ladite grille rejoignant une paroi du compartiment de réfrigération tandis que l'extrémité opposée rejoint l'extrémité oppose dudit compartiment. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ailettes associées aux tubes de réfrigération sont étagées à intervalle régulier et sont situées dans des plans parallèles horizontaux. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le compartiment de réfrigération comporte à sa base une source de chaleur telle qu'une résistance électrique susceptible d'être mise en action à intervalle régulier pour provoquer le dégivrage de la source de froid, la base du compartiment étant pourvue à cet effet d'une évacuation vers l'extérieur de l'eau de dégivrage. 8.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le compartiment de réfrigération est divisé en deux chambres par la grille formée par l'ensemble tubes/ailettes de réfrigération une chambre étant en communication avec le couloir supérieur et l'autre chambre étant en communication avec le couloir inferieur en sorte que l'air qui arrive à la base du compartiment de réfri gération, et qui doit traverser ce compartiment, ne peut passer d'une chambre vers l'autre qu'en traversant le réseau des mailles constituant le grillage des ailettes et tubes de réfrigération.