Brevet FR2498130A1 — publié le 19820723

Dispositif de réfrigération pour les transports La présente invention se rapporte à la techni- que des dispositifs de réfrigération pour les transports, du type agencé pour effectuer sélectivement des opéra- tions de refroidissement ou de rechauffage, et concerne plus particulièrement un dispositif de réfrigération dans lequel toute surcharge du générateur de force mo- trice est évitée pendant des opérations de chauffage et de dégivrage. Dans un type d'unité de réfrigération pour les transports, actuellement sur le marché, et qui est uti- lisé à la fois pour le refroidissement ou le rechauffage en fonction de la température à maintenir à l'intérieur du compartiment, la soupape d'expansion du réfrigérant dans la conduite vers le serpentin assurant l'échange thermique dans le compartiment est du type à limitation de pression afin de limiter la pression d'aspiration dans le mode de refroidissement. Cette soupape d'expansion est dérivée dans le mode de rechauffage ou de dégivrage afin qu'elle ne puisse limiter la pression d'aspiration. Par conséquent, une soupape à étranglement, appelé quel- quefois également une soupape de retien d'aspiration ou une soupape de régulation de pression decarter, est prévue dans la conduite d'aspiration vers le compresseur pour réguler la quantité de réfrigérant retournant à son com- presseur. Par le contrôle de la quantité de'réfrigérant en retour, la charge peut être contrôlée dans les modes de rechauffage et de dégivrage afin que le générateur de force motrice du compresseur ne soit pas surchargé dans des conditions difficiles. Mais ces soupapes provoquent une chute de pression dans la conduite d'aspiration, ce qui est nuisible à la capacité de l'ensemble lorsqu'il fonctionne dans le mode de refroidissement, alors que la présence de la soupape d'étranglement n'est pas nécessaire. Un objet de l'invention est donc d'éliminer la soupape d'étranglement tout en offrant un moyen d'éviter une surcharge du générateur de force motrice pendant l'un quelconque des différents modes de fonctionnement de l'en- semble. Selon l'invention, une unité de réfrigération pour les transports du type pouvant produire un rechauf- fage ou un refroidissement comporte un dispositif de ré- ) frigération avec un distributeur à trois voies agencé pour fournir du gaz chaud provenant du compresseur, soit au condenseur par une première conduite, soit à l'évapo- rateur par une seconde conduite dite conduite de gaz chaud, la seconde conduite contenant une soupape de ré- gulation de pression pour limiter la pression à l'évapora- teur à une première valeur prédéterminée. Une soupape de sûreté est branchée entre la première conduite et la se- conde et elle fonctionne, quand le distributeur à trois voies se trouve dans une position qui alimente la seconde conduite, pour faire passer du réfrigérant vers la premiè- re conduite et vers le condenseur de réfrigération quand la pression du gaz chaud dépasse une seconde valeur prédé- terminée, plus élevée. Le dispositif fonctionne ainsi de manière que les valeurs de pression àl'évaporateur et de pression à la sortie soient limitées afin d'éviter toute surcharge du générateur de force motrice du compresseur dans des opérations de rechauffage et de dégivrage. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaitrontLau cours de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexe sur lequel: La Figure unique représente schématiquement les éléments essentiels d'un dispositif de réfrigération pour les transports réalisé selon l'invention. Selon la Figure, le volume intérieur 10 dans une carrosserie isolée 12 de camion ou autre doit être condi- tionné en température par le dispositif de réfrigération ponwant fonctionner sélectivement en refroidissement, en rechauffage et en dégivrage. Un compresseur 14 de réfrigé- rant est entrainé par un générateur 16 de force motrice qui peut être un moteur à combustion interne ou, dans cer- tains cas, un moteur électrique. Le compresseur refoule du gaz chaud dans la conduite lP vers un distributeur 20 à trois voies comporant une seule entrée 22 et une premiè- re et une seconde sortie 24 et 26. Le distributeur à trois voies est généralement actionné par un électroaimant (non représenté). Dans sa première position, il sert à relier l'entrée 22 à la sor- tie 24 en bloquant la sortie 26. Dans sa seconde position la liaison avec les sorties est inversée, la sortie 24 étant bloquée tandis que le débit se fait par la sortie 26. Les flèches en traits pleins indiquent la circulation du réfrigérant quand le distributeur à trois voies 20 se Lo trouve dans sa première position, l'unité fonctionnant en mode de refroisissement. Les flèches en pointillés indiquent la circulation quand le distributeur à trois voies se trouve dans sa seconde position, l'unité fonc- tionnant soit en rechauffage soit en dégivrage. La seule différence de base entre Le fonctionnement en mode de re- chauffage et en mode de dégivrage est qu'il n'y a pas de mouvement d'air forcé sur l'évaporateur pendant le cycLe de dégivrage. La première sortie 24 est reliée par une con- duite à réfrigérant 2P, qui, dans le cadre de la présente description est appeléepremière conduite à réfrigérant, avec le serpentin réfrigérant 30 qui fonctionne comme un condensateur dans un mode de refroidissement et dont la sortie est à son tour reliée à un récepteur 32. La seconde sortie 26 est reliée à une seconde conduite 34, qui est généralement appelée conduite de gaz chaud dans le jargon du métier. Cette conduite se diviseà un racord en deux branches, dont l'une contient une con- duite de dérivation 36 aboutissant à un clapet de dériva- tion 3q orienté pour interdire toute circulation à partir du récepteur 32 dans la conduite 36. L'autre branche de la conduite de gaz chaud 34 contient une conduite 40 aboutissant à la soupape 42 de régulation de pression. Le réfrigérant qui quitte la sou- pape de régulation de pression passe par le radiateur de dégivrage 44, puis au distributeur 46 et de là au serpen- tin 48 qui fonctionne comme un évaporateur dans le mode de refroidissement. fa sortie de l'évaporateur 49 est reliée par la conduite 50 à un échangeur thermique 52 qui est com- partimenté intérieurement afin que le réfrigérant qui pénètre parla conduite 50 sorte par la conduite 54. Ce réfrigér nt passe ensuite à l'accumulateur 5g et, par la conduite d'aspiration 59, il revient au compresseur 14. Te reste du circuit de réfrigération comporte la conduite à liquide oO partant du récepteur 32 et con- duisant du réfrigérant au déshydrateur 62, la conduite 54 reliée à l'échangeur thermique 52 et la conduite 66 branchée sur la soupape d'expansion ôR dont la sortie est reliée au distributeur 46. La soupape 42 de régulation de pression com- porte un dispositif qui détecte la pression à l'évapora- teur ou la pression du gaz aspiré, comme le capteur 70 branché sur la conduite 50 partant de l'évaporateur. La soupape de régulation de pression est réglée pour con- troler la quantité de réfrigérant passant par l'évapora- teur, afin que cette quantité ne dépasse pas celle dont il pourrait résulter une valeur maximale prédéterminée de pression à l'évaporateur. La soupape d'expansion b9 est du type à limita- tion de pression, comme cela a été indiqué, et elle com- porte par conséquent son propre capteur ou boule de pal- peur *72, qui indique également la pression à l'évapora- teur dans la conduite 50 quittant ce dernier. La soupape d'expansion a pour fonction de controler la pression à IL'évaporateur, seulement dans un mode de refroidissement. Enfin, et selon l'invention, l'ensemble comporte une soupape de sureté 74 branchée entre la première con- duite 2P et la conduite de gaz chaud 34. Elle a pour fonc- tion, quand le distributeur à trois voies 20 se trouve dans sa seoonde position correspondant au rechauffage ou dégivrage, de faire passer du réfrigérant de la conduite de gaz chaud 34 à la première conduite 2R et au condenseur lorsque la pression de sortie du gaz chaud dépasse une seconde val.eur prédéterminée qui est bien entendu relati- vement élevée par rapport aux pressions courantes d'aspira- tion. De préférence, la soupape 74 controle la pression à l'entrée bien qu'elle puisse être d'un type qui con- trôle la pression différentielle en amont et en aval. Le fonctionnement de l'unité dansle mode de refroidissement est courant, du gaz réfrigérant chaud provenant du compresseur étant dérivé par le distribu- teur 20 vers le condenseur 30 dans lequel le réfrigérant cède la plus grande partie de sa chaleur et devient un liquide qui passe au récepteur 32. Le réfrigérant liqui- de passe alors depuis le récepteur, comme le montre les flèches en traits pleins, vers l'échangeur thermique 52 dans lequel il cède une partie de sa chaleur sensible à la vapeur d'aspiration passant séparément dans l'échan- geur. Ensuite, le réfrigérant liquide ayant passé par la soupape d'expansion 69 dans laquelle il subit une chute de pression et se vaporise généralement pour passer en grande partie sous forme d'un gaz à l'évaporateur 48. Acet endroit, le réfrigérant prélève de la chaleur et passe ensuite sous forme d'un gaz d'aspiration par l'échangeur thermique 52 vers l'accumul*eur 569 d'o il passe ensuite par la conduite d'aspiration 58 en retour vers le compresseur. Le dispositif d'expansion 69 est du type à limitation de courant de sorte qu'il fonctionne en mode de refroidissement de manière à éviter une pression d'aspiratoon excessive qui pourrait entrainer une surchar- ge du générateur de foroe motrice. Dans les cycles de rechauffage et de dégivrage, les gaz dg sortie chauds provenant du compresseur sont aiguillés par le distributeur à trois voies 20 dans sa seconde position vers la conduite de gaz chaud 34, la plus grande partie du gaz chaud étant dirigée vers la soupape 42 de régulation de pression tandis qu'une petite partie de ce gazpasse par la conduite de dérivation 36 vers le clapet 3Y dans le réservoir de réception 32. Le réfrigérant gazeux chaud circulant par la soupape de ré- gulation passe par le radiateur de dégivrage 34 et le distributeur 46 vers l'évaporateur 4P dans lequel il fournit de la chaleur à l'air qui passe dans un cycle de rechauffage et fournit de la chaleur de dégivrage pendant un cycle de refroidissement. Pour assurer qu'une charge suffisante en re- frigérant est disponible dans le circuit réfrigérant pendant le mode de rechauffage ou de dégivrage, le ré- servoir récepteur 42 est mis sous pression par la con- duite 36. La pression sur le liquide dans le réservoir 42 force une partie de ce liquide dans la conduite 60 et l'échangeur thermique 52 vers la soupape d'expan- sion 68. Cette dernière comporte un passage de dériva- tion par lequel le liquide passe vers le distributeur 46 et rejoint le gaz réfrigérant chaud passant sur le serpentin évaporateur 48. Tout le réfrigérant qui quit- te l'évaporateur revient au compresseur par le méme trajet que dans le cycle de refroidissement. Selon l'invention, toute surcharge du généra- teur de force motrice est évitée grace à la soupape 42 de régulation de pression et à la soupape de sureté 74 fonctionnant de la manière suivante dans les cycles de rechauffage et de dégivrage. La soupape 42 de régula- tion de pression réagit à la pression d'aspiration en limitant la quantité de réfrigérant qui passe par la soupape, afin d'éviter que la pression d'aspiration ne dépasse une certaine valeur au-delà d'un temps limité. Une pression d'aspiration croissante entraine normale- ment une pression de décharge croissante dans un fonc- tionnement en boucle ferméee. La soupape de sureté 74 réagit à une pression de sortie excessive à son entrée, faisant passer du ré- frigérant par la soupape vers la conduite 2R et le con- denseur 30. Ainsi, le dispositif selon l'invention contrôle une pression d'aspiration excessive et une pression de sortie excessive au compresseur afin d'éviter une sur- charge du générateur de force motrice. Ce résultat est obtenu en éliminant une soupape d'étranglement dans la conduite d'aspiration vers le compresseur, afin d'éviter les inconvénients qu'impose la présence de cette soupape d'étranglement. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de réfrigération destiné à une unité de réfrigération pour les transports du type agen- cé pour produire sélectivement un refroidissement ou un rechauffage, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un distributeur (20) à trois voies comprenant une entrée(22) et des première et seconde sorties (24, 2ô), un compresseur de réfrigérant (14) comprenant une con- duite de sortie (lP) reliée pour alimenter ledit dis- tributeur à trois voies, un condenseur de réfrigérant (30), un évaporateur de réfrigérant (48), une première conduite à réfrigérant (28) reLiant la première sortie dudit distributeur à trois voies audit condenseur pour que le dispositif fonctionne dans un mode de refroidisse- ment quand ledit distributeur à trois voies se trouve dans une première position, une conduite de gaz chaud (34) reliant la seconde sortie dudit distributeur à trois voies pour le passage de gaz chaud vers ledit évaporateur quand le dispositif fonctionne dans un mode de rechauffa- ge ou de dégivrage avec ledit distributeur à trois voies dans ladite seconde position, une soupape (42) de rigu- lation de pression dans ladite conduite de gaz chaud, pour commander la quantité de réfrigérant et limiter la pression à l'évaporateur à une première valeur prédéter- minée, et une soupape de sureté (74) branchée entre la- dite première conduite et ladite conduite de gaz chaud et fonctionnant, quand ledit distributeur à trds voies se trouve dans ladite seconde position, de manière à faire passer du réfrigérant vers ladite première conduite dudit condenseur quand la pression du gaz chaud dépasse une seconde valeur prédéterminée, limitant ainsi les va- leurs de la pression à l'évaporateur et de la pression de sortie, pour éviter la surcharge en fonctionnement en rechauffage et en dégivrage. 2 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte un dispositif (6R) d'expansion de réfrigérant du type à limitation de pression pour limiter la pression d'aspiration, enévitant toute sur- charge dans un mode de refroidissement. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite soupape (68) de régulation de pression réagit à la pression d'aspiration à la sortie dudit évaporateur.