Brevet FR2494409A3 — publié le 19820521

FR 2494409 A3 19820521 FR 8024931 A 19801120 L'invention se rapporte à un agrégat de réfrigérateur à absorption et au réfrigérateur pourvu de cet agrégat. De manière connue, ces agrégats consistent en un circuit en boucle sur lequel sont successivement montés un bouilleur, un rectificateur ou séparateur d'eau, un condenseur, un évaporateur, un absorbeur et un réservoir, ainsi que, entre certaines des conduites desservant ces appareils, des échangeurs de chaleur. Dans ces agrégats, dont le principe de fonctionnement repose sur la théorie des mélanges entre des corps présentant certaines affinites, avec un gaz, tel l'hydrogène, est "introduit" un "mélange" formé au moins d'un fluide frigorigène, tel l'ammoniac, et d'un agent d'absorption, tel l'eau. Issue du réservoir, une solution riche en fluide frigorigène parvient au bouilleur qui est constitue d'un tube relie a une source de chaleur, telle une résistance électrique ou un brûleur0 La chaleur ainsi comrmxniquee à la solution provoque un dégagement de bulles gazeuses, formées à la fois de fluide frigorigène et d'agent d'absorption, et élève cette solution jusqu'en haut d'un tube dénommé pompe. A la partie supérieure de la pompe, les bulles gazeuses se séparent de la solution ainsi appauvrie qui, quant à elle, retourne directement à la partie supérieure de l'absorbeur comprenant, de préférence, plusieurs étages sur lesquels elle ruisselle avant de revenir au réservoir. Les bulles gazeuses séparées comme indiqué plus haut, sté- lèvent jusqu'au rectificateur ou séparateur d'eau, qui est construit de manière telle que seul l'agent d'absorption s'y condense et retourne aussitôt, via la pompe, jusqu'à l'absorbeur. De ce fait, pratiquement seules les vapeurs de fluide frigorigène poursuivent leur ascension jusqu'au condensat beur. Celui-ci, formé par un tube refroidi par une circulation d'air entre les ailettes qu'il porte, condense le fluide frigorigène. Ce condensat, refroidi par un écharlgeur, arrive à la partie supérieure de l'évaporateur comprenant, de préférence, plusieurs étages sur lesquels il ruisselle, afin de s'évaporer en couches minces et se diffuser dans le gaz. Après sa sortie de ltévaporateur, où il a produit le froid recherche, après également échange de chaleur avec le condensat qu y arrive, le mélange de gaz et de vapeurs de fluide frigorigène peut aller à la partie supérieure de l'absorbeur pour y rencontrer la solution pauvre revenant du bouilleur et dans laquelle, pendant que le gaz se libérera pour retourner à l'évaporateur, via ltechangeur de chaleur, le fluide frigorigène se dissoudra pour réenrichir la solution en vue d'un nouveau cycle. C'est, en effet, cette solution enrichie qui, après s'ê- tre rassemblée à la partie inférieure du réservoir de l'absorbeur, ira au bouilleur en traversant un échangeur à dou- ble tube dans lequel la solution pauvre circule à contrecourant. Dans les réalisations connues à ce jour, le bouilleur est généralement constitué par un échangeur à double tube, recevant dans le tube interne ou pompe la solution riche qui doit monter, alors que la solution appauvrie circule à contre-courant dans le passage réservé entre les tubes interne et externe. Abritant ainsi, un contre-courant, le rendement de la pompe se trouve fortement réduit. Par ailleurs, Si le rectificateur ou séparateur d1eau permet de n'envoyer au condenssun- que des vapeurs de fluide frigorigène pratiquement pûr, il n'en rente pas moins que la solution qui, en sortie de la pompe, retournera aussitôt à l'absorbeur, contient encore beaucoup de fluide frigorigène. Le rendement du bouilleur et en général de l'agrégat est donc loin dtêtre optimum, et de ce fait, ce mode de réfrigération n'a pu, a ce jour, entre appliqué qu'à des réfrigérateurs de relativement faible puissance et d'utilisation spéciale comme par exemple dans les caravanes. Par ailleurs, dans les réalisations connues, lorsque l'a- grégat est en service, dès que la température dans l'enceinte du réfrigérateur est suffisamment basse, un thermostat coupe la source de chaleur pour la remettre en service dès que la dite température atteint un certain seuil. Malheureusement, comme entre temps la solution riche s'est refroidie, à partir du moment où la source de chaleur est réactivée et le moment où la pompe chasse à nouveau du fluide frigorigène, un temps assez long va sécouler, ce qui risque de nuire grandement à la qualité des denrées conservées dans le ré frigérat eur. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un agrégat dont le rendement est optimisé et permet mame de chasser pratiquement tout le fluide frigorigène de la solution amenée à la pompe. Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un agrégat qui, à chaque fois, que le thermostat demande d'envoyer à nouveau du fluide frigorigène à l'évaporateurs peut, dans un délai extramement court, satisfaire ce besoin. Pour cela l'invention a pour objet un agrégat notamment caractérisé dune part en ce que, stélevant séparément de la conduite de la solution qui est pauvre en fluide frigorigène, la conduite de la solution qui en est riche, est reliée à au moins une source de chaleur assurant un pré chauffage apte à tiédir la solution et à en dégager des bulles gazeuses en suffisance pour élever la solution dans la conduite qui forme une pompe à thermosyphon, et ce, jusqutà la partie supérieure de la dite conduite où cellenci est raccordée à une chambre communiquant elle-memeS à sa partie supérieure, avec la base du rectificateur et, à sa partie inférieure, avec la texte de la conduite de la solution pauvre, et, d'autre part en ce que la dite chambre est également reliée à au moins une source de chaleur suffisamment intense pour former un bouilleur. Elle a également pour objet le réfrigérateur équipé de cet agrégat. L1invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé, qui représente schématiquement, le tronçon de l'agrégat s'étendant d'une part de l'échan- geur de chaleur entre les solution riche et pauvre en fluide frigorigène, jusqu'à d'autre part le rectificateur ou séparateur d'eaux Dans cette description, on supposera que le mélange comprend de ammoniac comme fluide frigorigène, et de lXeau comme agent d'absorption. L'échangeur 1 de la chaleur entre la solution 2 riche en ammoniac et la solution 3 pauvre en ammoniac consiste, de manière connue en un échangeur à double tube 4, 50 Dans l'exemple représenté, la solution pauvre 3 circule dans le tube interne 4 alors que, la solution riche 2 circule à contre-courant dans 1 intervalle entre les tubes in terne 4 et externe 5. En sortie de ltéchangeurS les tubes 4 et 5 se séparent. Chacun d'eux, par ltintermédiaire du coude 6 ou 7 correspondant, se raccorde à une conduite sensiblement verticale 8 ou 9. La conduite 9 qui reçoit ainsi la solution 2 riche en ammoniac est reliée à au moins une source de chaleur telle, un brdleur 10, par exemple à gaz, ou une résistance 11 dont les bornes 12 sont reliées à un circuit électrique (non représenté). Cette source de chaleur assure un préchauffage suffisant pour tièdir la solution et en dégager suffisamment de bulles gazeuses 13 pour que, avec ces bulles 13, la solution s'élève à l'intérieur de la conduite 9 qui réalise aussi la chambre 14 de la pompe à thermosyphon de l'agrégat. Comme, contrairement aux pompes classiques, la dite pompe n'abrite aucun contre-courant, la puissance à mettre en Jeu pour cette élévation est très faible. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la conduite 9 de cette pompe est, à sa partie supérieure, raccordée par un coude 15 à une chambre 16 communiquant el le-mQme, à sa partie supérieure, avec la base du rectificateur 17 et, à sa partie inférieure, avec la tette de la conduite verticale 8 recevant la solution 3 pauvre en ammoniac. Parvenue en haut de la pompe, au fur et à mesure du déversement de la solution dans la chambre, les bulles ga zeuses, formées de vapeurs d'eau et de vapeurs d'ammoniac, se séparent de la dite solution et s'élèvent ainsi directement vers le rectificateur 17 ou séparateur d'eaux Dans ce rectificateur, les vapeurs d'eau se condensent et les gouttes d'eau 18 ainsi formées, retombent dans la chambre 16 tandis que les vapeurs 1i d'ammoniac sensiblement par, poursuivent leur ascension vers le condenseur (non représenté). Selon une autre caractéristique essentielle de l'inven- tion, la chambre 16 est reliée à une source de chaleur, telle une résistance 20 raccordées via un thermostat 21, à un circuit électrique 22, dont l'action est suffisamment intense pour former un bouilleur ou vaporisateur gracie auquel tout le reliquat de l'ammoniac contenu dans la solution que déverse la pompe, peut se vaporiser et se trouver emporté vers le rectificateur 17. Comme celles issues de la pompe, les vapeurs d'eau qui seraient produites par le bouilleur et qui, avec celles dtam- moniac, stélèveraient dans le rectificateur, se condenseraient dans ce rectificateur et les gouttes dteau ainsi formées reviendraient à la chambre 16. La chambre 16 comprend de préférence un moyen 23 freinant sa traversé. par la solution afin de prolonger 1échange thermique entre la solution déversée par la pompe et la source de chaleur 20. Par exemple, ce moyen consistera en une hélice à faible pas sur laquelle la solution ruisselle pour gagner très lentement, la conduite 8 de retour à ltéchangeur 1. Grâce à cette chambre et à la source de chaleur, pratiquement tout ammoniac peut-être dégagé et ctest donc une solution extrêmement pauvre qui retourne à ltabsorbeur par la conduite 8. Le rendement de l'agrégat s'en trouve optimisé. Un autre avantage de la pompe selon l'invention est que, pendant la coupure par le thermostat 21 du circuit 22 alimentant la source de chaleur 20 de la chambre 16, la source de chaleur 10 ou 17 de la pompe peut continuer d'agir et de chasser une solution tiède alimentant donc en permane:xce la chambre 16. De ce fait, quand le thermostat 21 refermera le circuit 22, une solution préchauffée sera déjà disponible dans la chambre et l'ammoniac pourra en ére chassé dans un délai très court. Aussi se trou-vent assurées une grande régularité et une grande constance de la température dans le réfrigérateur. REVENDICATIONS 1. Agrégat de réfrigérateur à absorption comprenant entre autres parties, tout d'abord : - un échangeur (1) de la chaleur entre une solution (2) riche en fluide frigorigène et, circulant à contre-courant, une solution (3) pauvre en fluide frigorigène puis, - un ensemble comprenant des conduits (8 et 9) séparés pour ces deux solutions (2 et 3) et formant tant une pompe (14) à thermosyphon qu'un bouilleur (16 et 20) et, enfin raccordé à cet ensemble, - un rectificateur (17) ou séparateur d'eau, cet agrégat étant c a r a c t é r i s é d'une part, en ce que, s'élevant séparément de la conduite (8) de la solution qui en est pauvre, la conduite (9) de la solution riche en fluide frigorigène est reliée, à au moins, une source de chaleur (10 et 71) assurant un préchauffage apte à tièdir la solution et à en dégager des bulles gazeuses (13) en suffisance pour élever la solution dans la conduite, qui forme une pompe à thermosyphon, et ce, Jusqutà la partie supérieure de la dite conduite (9) où celle-ci est raccordée à une chambre (16) communiquant elle-mgme, à sa partie supérieure, avec la base du rectificateur (17) et, à sa partie inférieure, avec la tête de la conduite (8) de la solution pauvre, et d'autre part, en ce que la dite chambre est également reliée à > au moins, une source de chaleur (20) suf- fisamment intense pour former un bouilleur. 2. Agrégat selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre (16) comprend un moyen (23) freinant sa traversée par la solution déversée par la pompe (9 et 10 ou 11). 3. Agrégat selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le thermostat (21) n'agit que sur le circuit (22) alimentant la source (20) de chaleur du bouilleur et de ce fait, peut couper le dit circuit (22) mais non celui alimentant la source de chaleur (10 ou t1) de la pompe (9). 4. Réfrigérateur à absorption caractérisé en ce qu'il est pour;u d'unagrégat selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.