Brevet FR2488683A1 — publié le 19820219

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif d'anti-condensation pour appareils frigorifiques du type à compression utilisés pour la congélation de denrées a' - 400 C par exemple, ou pour la conservation de denrées à -18 C. Ce procédé consiste à prélever au fluide lubrifiant caloporteur dans lequel est placé, au moins partiellement, le moto-compresseur, les calories qui seront cédées aux parois extérieures de l'armoire frigorifique et. empecheront la condensation de humidité atmosphérique sur les parois extérieures. Plusieurs systèmes de types connus permettent dé supprimer la formation de rosée sur les parois extérieures d'une armoire frigorifique. Parmi ceux-ci on peut citer les systèmes à résistances électriques chauffantes destinées à apporter aux parois extérieures de l'armoire les calories nécessaires. Mais cette solution augmente de façon sensible la consommation d'énergie électrique et diminue donc le rendement de l'appareil frigorifique. Il est également connu de placer un serpentin condenseur de fluide frigorigène en contact avec les parois extérieures de l'armoire frigorifique de façon à élever très sensiblement la température de ces parois qui se trouvent généralement à une température inférieure à celle de l'air ambiant. I1 est aussi conne' d'utiliser un rré-condenseur ccr.stitué- d'un serpentin appliqué sur les parois extérieures et dans lequel peuvent circuler les gaz réfrigérants réchauffés du circuit frigorifique. Cette solution satisfaisante du point de vue énergetique a l'inconvé^ nient de cesser d'être efficace lorsque le moto-compresseur est à l'arrêt. Le dispositif d'anti-condensation objet de la présente- invention reste efficace lorsque le moto-compresseur est à l'arrêt et assure un rendement satisfaisant de l'appareil frigorifique auquel il est associé. Suivant l'invention, un procédé d'anti-condensation pour ap pareil frigorifique comportant une armoire frigorifique, une enceinte hermétique contenant un fluide lubrifiant et réfrigérant dit fluide principal, un moto-compresseur placé dans l'enceinte et immergé au moins partiellement dans le fluide principal, ce motocompresseur étant muni d'un tube d'aspiration et d'un tube de refoulement auxquels est raccordé un circuit de fluide réfrigérant, est caractérisé en ce qu'il consiste à prélever au fluide principal continu dans l'enceinte hermétique, au moyen d'un fluide caloporteur auxiliaire, une quantité déterminée de calories et à céder ces calories aux parois extérieures de l'armoire frigorifique. Egalement suivant l'invention, un dispositif d'anti-condensation permettant la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif, destiné à être associé à un appareil frigorifique comportant une armoire frigoeifique, une enceinte hermétique contenant un fluide lubrifiant et réfrigérant dit fluide principal,-un moto-compresseur placé dans l'enceinte hermétique et immergé au moins partiellement dans le fluide principal, ce moto-compresseur étant muni de tubes d'aspiration et de refoulement auxquels est raccordé le circuit de circulation du fluide réfrigérant est caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de fluide auxiliaire dont une partie est formée d'un serpentin tubulaire appliqué sur les parois extérieures de l'armoire frigorifique et une autre partie est fouinée d'un éléme.lt plongeur immergé dans le fluide principal contenu dans l'enceinte hermétique et en ce qu'un fluide auxiliaire caloporteur peut circuler dans le circuit auxiliaire. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins qui l'accompagnent et sur lesquels: Les figures 1 et 2 montrent schématiquement deux types d'appareils frigorifiques munis d'un dispositif d'anti-condensation suivant l'invention; les figures 3 et 4 représentent respectivement deux exemples de réalisation de l'élément plongeur immergé dans le fluide caloporteur principal. Les appareils frigorifiques de types vertical et horizontal respectivement montrés schématiquement en figures 1 et 2 comportent chacun une armoire 1 frigorifique, une enceinte 2 hermétique dans laquelle sont disposés et fixés de façon souple un moto-compresseur 3 de type connu muni d'une tubulure 5 d'aspiration et d'une tubulure 6 de refoulement d'un fluide réfrigérant. Dans cette enceinte 2 hermétique est introduit un fluide F lubrifiant et réfrigérant dit fluide principal, constitué, de façon connue, d'un mélange huile et de fluide Fr réfrigérant (du Fréon R 12 par exemple). Le moteur du moto-compresseur 3 est muni d'un villebrequin qui se prolonge, à sa partie inférieure, par un axe 4 qui baigne dans le fluide F lubrifiant et réfrigérant.Cet axe 4 comporte, de façon connue à sa partie inférieure, comme montré en figure 4, un orifice 5 d'aspiration du fluide F et, à sa partie supérieure, des rainures hélicoldales (non visibles) formant vis d'Archimède et qui sont destinées à amener le fluide F jusque l'entrée du compresseur. En fonctionnement, le fluide F est projeté, comme il est connu, d'une part sur la paroi interne de l'enceinte 2 hermétique et, d'autre part, sur le moteur et le compresseur 3, ces projections assurant le refroidissement de la paroi intérieure de l'enceinte 2 et la lubrification du moteur. Cet appareil frigorifique est muni d'un dispositif anti-condensation montré schématiquement en figure 1 et comprenant un circuit 10 auxiliaire dans lequel peut circuler un fluide auxiliaire f caloporteur. Ce circuit 10 auxiliaire comporte à l'une de ses extrémités un serpentin 11 tubulaire, étroitement appliqué contre les parois exté rieurs de l'armoire 1 frigorifique et, à l'autre extrémité, un élément échangeur 12 placé dans l'enceinte 2 hermétique et immergé dans le fluide F qu'elle contient. La figure 4 montre une vue arrachée de l'enceinte 2 laissant apparattre l'élément échangeur 12 disposé dans la partie inférieure de cette enceinte 2.La figure 3 montre, en vue de dessus, un autre exemple de réalisation de l'enceinte 2 hermétique dans laquelle a été placé un élément échangeur 112 de forme sinueuse, ce qui permet d'augmenter de façon importante la surface d'échange calorifique de élément échangeur 112, dans lequel circule par thermosiphon ou par changement d'état le fluide f caloporteur auxiliaire qui peut être un gaz fluorocarbone R 114 par exemple. Le fluide réfrigérant F principal contenu dans l'enceinte 2 hermétique s'échauffe au cours de fisnctionnement du moto-com- presseur 3 et cet apport de chaleur est, suivant le procédé de l'invention, utilisé pour réchauffer les parois extérieures de l'armoire 1 frigorifique de la façon suivante En Eoictionnement, des la mise en marche du moto-compres- seur 3, le fluide F lubrifiant et réfrigérant principal contenu dans l'enceinte entre en ébullition et le fluide F réfrigérant qui contient, et qui se trouve à l'état gazeux, migre à l'extérieur de l'huile du fluide F.L'enceinte 2 hermétique est alors en légère dépression et le fluide F principal est pompé par I'orifice 5 d'aspiration de l'axe 4 (figure 2). L'évaporation du fluide Fr réfrigérant hors du fluide F est maximum lorsque le moto-compresseur 3 est en régime permanent, la température moyenne du fluide F étant alors de 80" environ. Le fluide f auxiliaire, contenu dans l'élément échangeur 12 (ou 112) immergé dans le fluide F, s'échauffe et le fluide fr caloporteur qu'il contient se vaporise. Les vapeurs se dirigent alors vers le serpentin 11 appliqué sur les parois froides extérieures de l'armoire 1 frigorifique. Au contact de ces parois froides, le fluide fur se liquéfie en cédant des calories à ces parois dont la température augmente et devient sensiblement égale à la température ambiante, Une circulation du fluide fr caloporteur auxiliaire s'établit alors dans le circuit 10 auxiliaire lorsque le fluide f r contenu dans le serpentin 11 atteint une saturation suffisante et que l'élévation de pression du fluide- f introduit un léger deséquilibre entre les pressions des tubulures Te d'entrée et T5 de sortie de l'élément échangeur 12, ou 112, placé dans l'enceinte 2 (fonctionnement par thermosiphon). Afin d'amorcer plus rapidement le -phénomène de circulation du fluide frigorifique fr auxiliaire, la tubulure Te d'entrée de l'élément échangeur 12 (ou 112) est mis en contact étroit, sur une longueur déterminée, au moyen d'une soudure 7 ou d'un collier de serrage, avec la tubulure 6 de refoulement du moto-compresseur 3. Le désequilibre de pression entre les tubulures T e et 15 est ainsi réalisé plus rapidement, l'amorçage de la circulation du fluide fr réfrigérant auxiliaire se produisant alors dès la mise en fonction- nement de ce moto-compresseur 3, et évitant ainsi une production de rosée sur les parois extérieures de l'armoire 1. Le serpentin 11 peut être disposé avantageusement entre le matériau isolant tapissant intérieurement - les parois extérieures de l'armoire 1 et ces parois extérieures. Un des avantages du dispositif suivant l'invention est d'assurer l'effet d'anti-condensation sur les parois extérieures de l'armoire 1 après l'arrêt du moto-compresseur 3, en particulier dans le cas de fonctionnement thermostatique (fonctionnement discontinu) de l'appareil frigorifique. Un autre avantage du dispositif est de permettre la poursuite du refroidissement du fluide F principal après l'arrêt du moto-compresseur 3. De plus, le dispositif suivant l'invention permet une diminution de la consommation d'énergie de 4 à 5 %, une diminution de la température des bobinages du moto-compresseur 3 immergés dans le fluide F principal de l'ordre de 250 C par l'abaissement de la température des gaz aspirés et donc une augmentation de la durée de vie de l'appareil frigorifique auquel ce dispositif est associé. REVENDICATIONS 1. Procédé d'antisondensation pour appareil frigorifique comportant : une armoire frigorifique, une enceinte hermétique contenant un mélange- de fluides lubrifiant et réfrigérant dit fluide F principal ; un moto-compresseur placé dans l'enceinte et au moins partiellement immergé dans le fluide F principal, ce moto-compresseur étant muni d'un tube d'aspiration et d'un tube de refoulement de fluide réfrigérant ; et un circuit de circulation de fluide réfrigérant raccordé aux tubes d'aspiration et de refoulement, caractérisé en ce qu'il consiste à prélever au fluide F principal contenu dans l'enceinte hermétique, au moyen d'un fluide caloporteur auxiliaire, une quantité déterminée de calories et à céder ces calories aux parois extérieures de l'armoire frigorifique; 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la circulation du fluide auxiliaire caloporteur dans le circuit auxiliaire est du type à thermosiphon. 3. Dispositif d'anti-condensation permettant la mise en oeuvre du procédé suivant I'une quelconque des revendications 1 et 2, ce dispositif, destiné à être associe à un appareil frigorifique comportant une armoire (1) frigorifique, une enceinte (2) hermétique contenant un fluide lubrifiant et réfrigérant dit fluide (F) principal, un motosompresseur (3) placé-dans l'enceinte (2) hermétique et immergé au moins partiellement dans le fluide (F) principal, ce moto-compresseur (3) étant muni de tubes (5, 6) d'aspiration et de refoulement du fluide réfrigérant destiné à circuler dans un circuit réfrigérant principal, étant caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (10) fermé, auxiliaire, destiné à la circulation d'un fluide (f) auxiliaire caloporteur, en ce qu'une partie de ce circuit (10) auxiliaire est formé un serpentin (11) tubulaire appliqué sur les parois extérieures de l'armoire (1) frigorifique et en ce qu'une autre partie de ce circuit (10) auxiliaire est formée d'un élément échangeur (12) tubulaire immergé dans le fluide (F) principal contenu dans l'en ceinte (2) hermétique. 4. Dispositif d'anti-condensation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément échangeur (12) est un tube en forme de spirale. 5. Dispositif d'anti-condensation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément échangeur (112) est un tube de forme sinueuse. 6. Dispositif d'anti-condensation suivant l'une quelconque des revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce que l'élément échangeur (12 ou 112) comporte une tubulure T e d'entrée et une tubulure Ts de sortie raccordées au circuit (10) auxiliaire, et en ce que la tubulure (T5) de sortie est étroitement appliquée, sur une longueur déterminée, contre le tube (6) de refoulement du moto-compresseur (3). 7. Appareil frigorifique, caractérisé en ce qu'il est muni d'un dispositif d'anti-condensation suivant l'une quelconque des revendications 3, 4, 5 et 6.