Brevet FR2468087A1 — publié le 19810430

PHA/LEV/GLT I La présente invention concerne un ensemble d'échange thermi- que à fluide frigorigène. Un ensemble ou système d'échange thermique à fluide frigori- gène tel qu'une pompe à chaleur ou une machine frigorifique comprend habituellement dans un circuit fermé un compresseur qui, aspirant ce fluide frigorigène sous forme gazeuse venant d'un évaporateur, le comprime, le refoule dans un condenseur o le fluide se transforme en liquide et cède de la chaleur, puis dans ledit évaporateur o ledit fluide, en se détendant, reprend sa forme gazeuse, donne du froid, et retourne de nouveau au compresseur sous l'aspiration de celui-ci pour recommencer un autre cycle. En raison de sa basse température, l'évaporateur du système provoque fréquemment une condensation de l'humidité sur sa surface. L'humidité condensée se transforme en givre. Le givre accumulé constitue une résistance thermique qui contrarie l'échange thermique entre le fluide frigorigène dans l'évaporateur et l'ambiance extérieure. On a proposé divers procédés pour faire fondre périodiquement le givre, soit en provoquant un réchauffage de l'évaporateur au moyen de résistances électriques soit en utilisant de l'air chaud pulsé sur celui- ci. Ces procédés ont l'inconvénient de nécessiter un apport d'énergie dont on ne récupère aucune contrepartie. Pour éviter cet inconvénient, on a proposé de faire circuler périodiquement du fluide frigorigène chaud, prélevé à la sortie du compresseur. Ce procédé a l'inconvénient de consommer de l'énergie. On a encore proposé de renverser pour le temps du dégivrage, les rôles respectifs de l'évaporateur et du condenseur. Outre qu'il consomme de l'énergie, ce procédé a l'inconvénient de requérir l'utilisation d'un dispositif inverseur de flux qui peut tomber en panne et entralher des fuites. On a également proposé dans le brevet français enregistré sous le NI 76/22921, un système dans lequel le dégivrage de l'évaporateur se fait suivant un double procédé qui consiste d'unepart à envoyer du fluide frigorigène liquide du réservoir dans l'évaporateur à travers un robinet de dérivation monté en parallèle avec le détendeur, et d'autre part à mettre en communication le sommet d'un réservoir de liquide, placé en aval du condenseur et en amont du détendeur, avec la sortie de l'évaporateur du système. Dans un dégivrage selon ce deuxième procédé, le compresseur ayant été arrêté préalablement, les vapeurs chaudes émises par le liquide contenu dans le réservoir vont se de la paroi froide apportant ainsi la chaleur suffisante pour faire fondre le givre. Le liquide ainsi formé fait retour au réservoir a travers le robinet de dérivation contournant le détendeur. Ce robinet de dérivation est ouvert pendant le processus de dégivrage et fermé pendant le fonctionnement normal du système ou de l'ensemble. Ce procédé a l'inconvénient d'obliger à placer un robinet de dérivation contournant le détendeur, robinet qui peut avoir des fuites à disposer l'évaporateur audessus du réservoir de liquide pour que l'écoulement du liquide dans le réservoir se fasse simplement par gravité, et enfin pour que cet écoulement de retour du liquide soit raisonnablement rapide, de disposer entre les entrées normales de l'évaporateur et ce robinet de dérivation des conduits plus gros qu'il n'est en général nécessaire de prévoir pour le fonctionnement normal du système. La présente invention, ayant pour but d'éviter oet inconvénient, apporte des perfectionnements aux systèmes connus et permet de réaliser un ensemble dans lequel le dégivrage de l'évaporateur s'effectue uniquement à compresseur arrêté et selon le principe de la paroi froide au moyen du fluide frigorifique sous forme gazeuse venant d'un réservoir, et sans obliger le liquide condensé de retourner à ce réservoir. Un ensemble d'échange thermique, à fluide frigorigène applica- ble à une pompe à chaleur ou une machine frigorifique réalisé selon l'invention, et ayant dans un circuit fermé, un compresseur, un condenseur, un détendeur, un évaporateur, une bouteille anticoup comprend, dans ce circuit pour assurer le dégivrage de l'évaporateur uniquement par le fluide frigorigène gazeux et à compresseur arPeté au moins en premier lieu un réservoir pour fluide frigorigène dit réservoir collecteur monté entre le condenseur et le détendeur, en deuxième lieu une conduite munie d'un robinet de dégivrage, reliant un point haut c'est- à-dire situé au-dessus du niveau maximum du liquide du réservoir, avec la sortie de l'évaporateur, en amont de la bouteille anticoup. Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrit ci-après un exemple de réalisation, illustré par un dessin unique ci-annexé. Un ensemble d'échange thermique à fluide frigorigène conforme à l'invention, illustré dans la figure unique, comprend en un circuit fermé: - un compresseur I - un condenseur 2 - un réservoir collecteur 3 - un détendeur 4 - un évaporateur S - une bouteille anticoup 6 et en outre une conduite de dégivrage 7 reliant le point haut du réservoir 3 à la sortie de l'évaporateur 5, en amont de la bouteille anticoup 6. La conduite 7 est munie d'un robinet de dégivrage 8. Dans un tel ensemble, l'opération de dégivrage est conduite de la manière suivante: le compresseur 1 est arPeté; le robinet 8 est ouvert ce qui met en communication la partie haute pression avec la partie basse pression du circuit. Le liquide contenu dans le réservoir 3 se met alors à bouillir sous l'effet de la dépression et émet des vapeurs qui viennent se condenser dans les tubes de l'évaporateur 5 en leur cédant de la chaleur. Cette chaleur fait fondre le givre qui entoure ces tubes de l'évaporateur. Quand le dégivrage est terminé, le robinet 8 est fermé et le compresseur 1 est remis en route. Le liquide présent dans Pévaporateur 5 est alors progressivement éliminé, soit par évaporation, soit par entrâinement sous l'effet du courant du fluide gazeux. Le liquide ainsi entralhé est retenu dans la bouteille anticoup 6 ce qui évite tout dommage pour le compresseur 1. L'ensemble revient alors progressive- ment à son fonctionnement normal de régime. Il est entendu que dans l'ensemble ainsi décrit, le volume intérieur de l'évaporateur 5, le volume du réservoir 3, le volume de la bouteille anticoup de liquide 6 et la quantité de liquide frigorigène sont déterminés, mutuellement, d'une manière habituelle pour obtenir un dégivrage complet de cet évaporateur 5 pour des durées choisies de fonctionnement normal du système et de dégivrage de son évaporateur. REVENDICATION Ensemble d'échange thermique à fluide frigorigène ayant dans un circuit fermé un compresseur, un condenseur, un détendeur, un évaporateur, une bouteille anticoup, ensemble dans lequel le dégivrage de l'évaporateur s'effectue uniquement à compresseur arrêté et au moyen de fluide frigorigène gazeux, caractérisé en ce qu'il comprend dans son circuit fermé, en premier lieu un réservoir collecteur (3) pour fluide frigorigène monté entre le condenseur (2) et le détendeur (4), en deuxième lieu, une conduite (7) munie d'un robinet de dégivrage (8), montée entre le point haut de ce réservoir collecteur (3) et la sortie de l'évaporateur (5) en amont de la bouteille anticoup (6).