Brevet FR2514112A1 — publié le 19830408

PHA/POE INSTALLATION FRIGORIFIQUE A POINTS D'UTILISATION A TEMPERATURES DIFFERENTES D'EVAPORATION La présente invention concerne une installation frigorifique à points d'utilisation à températures différentes d'évaporation. Dans une installation frigorifique o plusieurs points d'utili- sation à températures d'évaporation différentes sont demandés, des organes de production de froid pour ces différentes températures d'évaporation appelés centrales de froid ou frigorifique sont souvent regroupés Or selon la technique connue, ces centrales frigorifiques ne donnent chacune qu'une seule température d'évaporation Il en résulte que pour alimenter une telle installation, la solution connue consiste à choisir des centrales frigorifiques dont les températures d'évaporation correspondent aux températures d'évaporation deman- dées, et à les monter côte-à-côte dans un même local Les centrales frigorifiques, réalisées selon la technique connue comprennent cha- cune habituellement plusieurs motocompresseurs de puissance égale, montés en parallèle, dont l'un sert de motocompresseur de secours. Pratiquement dans une installation frigorifique réalisée selon la solution connue, il existe autant de motocompresseurs de secours que de centrales frigorifiques réunies Ces nombreux moto- compresseurs de secours contribuent à rendre l'installation onéreuse. La présente invention ayant pour but d'éviter cet inconvénient, permet de réaliser non seulement une installation frigorifique éco- nomique o plusieurs points d'utilisation à températures d'évapo- ration différentes sont demandées, mais également une installation frigorifique présentant une meilleure capacité que celle d'une instal- lation connue, étant donné que le nombre de points d'utilisation à températures d'évaporation différentes est plus grand que celui des centrales ou étages frigorifiques réunies, tout en gardant une bonne sécurité de fonctionnement par une utilisation de motocompresseur de fonctionnement normal pouvant travailler en motocompresseur de secours. 251 4 1 1 2 25141 12 Selon l'invention une installation frigorifique à points d'utili- sation à températures différentes d'évaporation, comportant plu- sieurs centrales ou étages frigorifiques-ayant chacune ses propres points d'utilisation à une seule température d'évaporation comprend un motocompresseur qui, fonctionnant habituellement pour fournir du fro id à ses propres points d'utilisation, sert accidentellement de motocompresseur de secours à l'un des autres motocompresseurs de l'installation. Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrit ci- après un certain nombre d'exemples de réalisation illustrés par des dessins ci- annexés dont: -la figure l représente schématiquement une installation fri- gorifique à points d'utilisation à deux températures différentes d'évaporation, réalisée selon une solution connue, -la figure 2 représente schématiquement un premier exemple de réalisation selon linvention d'une installation frigorifique à points d'utilisation à températures différentes d'évaporation et -la figure 3 représente schématiquement un deuxième exemple de réalisation selon l'invention d'une installation frigorifique à points d'utilisation à températures différentes d'évaporation. Une installation frigorifique 1 à points d'utilisation à deux températures différentes d'évaporation par exemple -380 C et -100 C, réalisée selon une solution connue illustrée schématiquement et partiellement dans la figure 1, comprend dans un même local côte-à-côte une centrale frigorifique de type connu 2 à température unique d'évaporation -38 OC ayant quatre motocompresseurs 3, 4, 5, 6 dont l'un 6 est un motocompresseur de secours, et une centrale frigorifique de type connu 7 à température unique d'évaporation -I O C ayant quatre motocompresseurs 8, 9, 10, Il dont l'un Il est un motocompresseur de secours Ces deux centrales 2 et 7 fonction- nent indépendamment l'une de l'autre pour alimenter en froid leurs propres points d'utilisation P 2 et P 7. Quand un des motocompresseurs de l'une des ces centrales frigorifiques 2 et 7 est en panne, le motocompresseur de secours de 25141 12 cette centrale entre alors en fonctionnement L'installation frigori- fique 1 comprend de ce fait, pour deux centrales 2 et 7 deux motocompresseurs de secours 6 et 11 qui ne travaillent pas en temps normal de fonctionnement des autres motocompresseurs de ces deux centrales Ces motocompresseurs de secours 6 et 11 constituent en effet des éléments importants dans le calcul du prix de revient de cette installation frigorifique connue 1. Par contre une installation frigorifique à points d'utilisation à températures différentes d'évaporation réalisée selon l'invention comprend un motocompresseur qui fonctionnant habituellement pour fournir du froid à ses propres points d'utilisation à une température d'évaporation située entre -100 C et + 50 C sert accidentellement de motocompresseur de secours aux autres motocompresseurs de l'installation, et des vannes à commande manuelle ou automatique permettant soit une isolation du circuit frigorifique de ce moto- compresseur, qui le relie à ses propres points d'utilisation, soit une connexion sélective de ce motocompresseur avec le circuit frigo- rifique de l'une de ces centrales ou étages frigorifiques composantes de l'installation, dont l'un des motocompresseurs tombe en panne. Selon un premier exemple de réalisation de l'invention, sché- matiquement et partiellement illustré dans la figure 2, une instal- lation frigorifique 12 à points d'utilisation à températures dif- férentes d'évaporation comprend côte-à-côte d'une-part deux cen- trales frigorifiques fonctionnant chacune d'une manière autonome, à savoir une centrale frigorifique 13 à température unique d'évaporation -380 C ayant deux motocompresseurs de fonction- nement normal 14, 15, une centrale frigorifique 16 à température unique d'évaporation -10 'C ayant trois motocompresseurs de fonc- tionnement normal 17, 18, 19, et d'autre part un motocompresseur 20 fonctionnant habituellement pour fournir du froid-à ses propres points d'utilisation à une température d'évaporation de -11 C et servant accidentellement de motocompresseur de secours en cas de panne de l'un des motocompresseurs des deux centrales frigorifiques 13 et 16. 22514 12 4. La centrale frigorifique 13 comprend un collecteur commun d'aspiration 21, et une conduite commune de refoulement 22 pour ses motocompresseurs 14 et 15 Dans la centrale frigorifique 16 le collecteur commun d'aspiration et la conduite commune de refou- lement des compresseurs des motocompresseurs 17, 18, 19, sont respectivement indiqués en 23 et 24 La conduite d'aspiration 40 du motocompresseur 20 qui sert à titre accidentel de motocompresseur de secours, est reliée d'une côté au collecteur d'aspiration 21 de la centrale 13 et de l'autre côté au collecteur d'aspiration 23 de la centrale 16 respectivement à travers des vannes 25 et 26 tandisque la conduite de refoulement de ce motocompresseur 20 est connectée d'une part à la conduite commune de refoulement 22 de la centrale 13 et d'autre part à la conduite commune de refoulement 24 de la centrale 16 respectivement à travers des vannes 27 et 28 La conduite d'aspiration 40 du motocompresseur 20 est en outre réliée aux points d'utilisation 29 à température d'évaporation -10 C, à travers une vanne 30. Dans la centrale 13, le gaz réfrigérant refoulé par les moto- compresseurs traverse un déshuileur 31, se condense dans un con- denseur à deux circuits 32 commun aux deux centrales et passe sous forme de liquide dans un réservoir 33 qui alimente en réfrigérant liquide les points d'utilisation 34 à température d'évaporation -380 C, et le gaz détendu venant de ces points d'utilisation 34 et entrant dans le collecteur d'aspiration 21 est aspiré par ces moto- compresseurs, les vannes 25 et 27 séparant le motocompresseur 20 de la centrale 13 étant alors fermées. Dans la centrale 16, le gaz réfrigérant refoulé par les moto- compresseurs traverse un déshuileur 35, se condense dans le conden- seur commun 32 et passe sous forme de liquide dans un réservoir 36 qui alimente en réfrigérant liquide les points d'utilisation 37 à température d'évaporation -100 C, et le gaz détendu venant de ces points d'utilisation 37, entrant dans le collecteur d'aspiration 23 est aspiré par ces motocompresseurs, les vannes 26 et 28 séparant le motocompresseur 20 de la centrale 16 étant alors fermées. 25141 12 Les réservoirs de réfrigérant liquide 33 et 36 des centrales 13 et 16 sont reliés aux points d'utilisation 29 à température d'évapo- ration -1 l C du motocompresseur 20, à travers respectivement des vannes 38 et 39. Durant le fonctionnement habituel du motocompresseur 20, les vannes 25, 26, 27 et 38 étant fermées et les vannes 28, 30 et 39 étant ouvertes, le gaz réfrigérant refoulé par le motocompresseur traverse la vanne 28, la conduite de refoulement 24 et le déshuileur 35 de la centrale 16, se condense dans le condenseur 32 et passe sous forme de liquide dans le réservoir 36 qui alimente un réfrigérant liquide les points d'utilisation 29 à température d'évapo- ration -10 C, et le gaz détendu venant de ce point d'utilisation 29, entrant dans la conduite d'aspiration 40 à travers la vanne 30, est aspiré par ce motocompresseur 20. Durant un fonctionnement accidentel en motocompresseur de secours des centrales 13 et 16, les points d'utilisation 29 ne sont pas alimentés en réfrigérant liquide et les vannes 30, 38 et 39 sont fermées En cas de panne d'un des motocompresseurs de la centrale 13, les vannes 25, 27 sont ouvertes et les vannes 26, 28 sont fermées Le gaz détendu venant des points d'utilisation 34 est alors également aspiré par le motocompresseur 20 à travers la vanne 25 et le gaz refoulé par ce motocompresseur 20 passe à travers la vanne 27 dans la conduite commune de refoulement 22 de la centrale 13 pour aller se condenser dans le condenseur 32 puis s'accumuler dans le réservoir 33 qui alimente en réfrigérant liquide des points d'utilisation 34 à température d'évaporation -381 C. En cas de panne d'un des motocompresseurs de la centrale 16, les vannes 26, 28 sont ouvertes et les vannes 25, 27 sont fermées Le gaz détendu 'venant des points d'utilisation 37 est alors également aspiré par le motocompresseur 20 à travers la vanne 26, et le gaz refoulé par ce motocompresseur 20 passe à travers la vanne 28 dans la conduite commune de refoulement 24 pour aller se condenser dans le condenseur 32 puis s'accumuler dans le réservoir 36 qui alimente en réfrigérant liquide des points d'utilisation 37. 25141 12 Les points d'utilisation 29 concernent le plus souvent une climatisation des locaux et un arrêt momentané de production de froid à ces points 29 durant le dépannage du motocompresseur avarié n'entraîne pas un grand inconvénient. En bref, par rapport aux installations frigorifiques connues, l'installation frigorifique 12 réalisée selon l'invention, n'exigeant pour sa sécurité de fonctionnement comme motocompresseur de secours, qu'un seul motocompresseur 20 qui fonctionne habituel- lement pour fournir du froid à ses propres points d'utilisation 29 pour une température d'évaporation située entre -100 C et + 51 C, est de ce fait non seulement plus économique mais présente encore une meilleure capacité sous forme d'un nombre de points d'utilisation à températures d'évaporation différentes, trois dans cet exemple, plus grand que le nombre de centrales constituant l'installation, deux dans cet exemple. Selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention, schématiquement et partiellement illustré dans la figure 3, une installation frigorifique 41 à points d'utilisation à températures différentes d'évaporation comprend d'une part deux centrales ou étages frigorifiques, à savoir un étage basse pression 42 pour une température d'évaporation de -381 C et un étage haute pression 43 pour une température d'évaporation de -10 OC montés selon une technique compound avec une introduction de gaz réfrigérant refou- lé de l'étage 42, dans un collecteur d'aspiration de l'étage 43, et d'autre part un motocompresseur 44 fonctionnant habituellement à une température d'évaporation de -1 j C et servant accidentellement de motocompresseur de secours en cas de panne de l'un des motocompresseurs de ces étages 42 et 43. L'étage basse pression 42 comprend deux motocompresseurs de fonctionnement normal 45 et 46 qui aspirent à travers un collecteur commun d'aspiration 47 du gaz réfrigérant venant de ses points d'utilisation 48 à température d'évaporation -380 C et refoulent à travers une conduite commune de refoulement 49 et un déshuileur dans un collecteur commun d'aspiration 51 des trois moto- 25141 12 compresseurs de fonctionnement normal 52, 53, 54 de l'étage haute pression 43 Ces derniers motocompresseurs aspirent du gaz réfri- gérant venant à la fois des points d'utilisation 55 à température d'évaporation -10 C de l'étage 43 et de la conduite de refoulement 49 de l'étage basse pression 42 dans leur collecteur commun d'aspiration 51, et refoulent du gaz réfrigérant comprimé à travers une conduite commune de refoulement 56 et un déshuileur 57 dans un condenseur 58 Le réfrigérant condensé liquide quitte le conden- seur 58 et entre dans leur réservoir 59 qui alimente en réfrigérant liquide à la fois les points d'utilisation 48 et 55 des étages 42 et 43 et les points d'utilisation 60 à température d'évaporation -1 C, propre au motocompresseur 44, à travers une vanne 68. La conduite d'aspiration 61 du motocompresseur 44 est reliée à travers des vannes 62, 63, 64 respectivement aux collecteurs d'aspi- ration 47, 51 des étages 42, 43 et aux points d'utilisation 60 de ce motocompresseur La conduite de refoulement 65 du moto- compresseur 44 est reliée, à travers des vannes 66 et 67, respecti- vement aux conduites communes de refoulement 49 et 56 des étages 42 et 43. Durant le fonctionnement habituel du motocompresseur 44, les vannes 62, 63 et 66 étant fermées et les vannes 64, 67, 68 étant ouvertes, le gaz réfrigérant refoulé par le motocompresseur 44 traverse la vanne 67, la conduite de refoulement 56 de l'étage 43, le déshuileur 57, se condense dans le condenseur 58 et passe sous forme de liquide dans le réservoir 59 qui alimente en réfrigérant liquide les points d'utilisation 60 à température d'évaporation -1 'C à travers la vanne 68, et le gaz détendu venant de ces points d'utilisation 60 et entrant dans la conduite d'aspiration 61 à travers la vanne 64, est aspiré par le motocompresseur 44. Durant un fonctionnement accidentel en motocompresseur de secours des étages 42 et 43, les points d'utilisation 60 ne sont pas alimentés en réfrigérant liquide, et les vannes 64 et 68 sont fermées. 254 e 1 12 -8 En cas de panne d'un des motocompresseurs de l'étage 42, les vannes 62 et 66 sont ouvertes et les vannes 63 et 67 sont fermées. Le gaz détendu venant des points d'utilisation 48 est alors également refoulé par le motocompresseur 44 à travers la vanne 66 et le deshuileur 50, et entre dans le collecteur commun d'aspiration 51 de l'étage 43 pour suivre ensuite le trajet normal décrit dans un paragraphe précédent. En cas de panne d'un des motocompresseurs de l'étage 43, les vannes 62 et 66 sont fermées et les vannes 63 et 67 sont ouvertes. Le gaz détendu venant des points d'utilisation 55 est alors également aspiré par le motocompresseur 44 à travers la vanne 63, et le gaz refoulé par ce motocompresseur 44 passe à travers la vanne 67 et entre dans la conduite commune de refoulement 56 de l'étage 43 pour suivre ensuite le trajet normal décrit dans un paragraphe précédent. Il -en résulte, que, par rapport aux installations frigorifiques connues, l'installation 41 réalisée selon l'invention n'exige, pour sa sécurité de fonctionnement, comme motocompresseurs de secours qu'un seul motocompresseur 44 pour ses deux étages 42 et 43 En outre ce motocompresseur 44 fonctionne habituellement pour four- nir du froid à ses propres points d'utilisation 60 à une température d'évaporation située entre -100 C et + 51 C. Selon un troisième exemple de réalisation de l'invention, non représentée, une installation frigorifique à plusieurs points d'utili- sation à températures différentes d'évaporation comprend en plus de deux étages basse pression et haute pression et d'un moto- compresseur fonctionnant habituellement pour fournir du froid à ses propres points d'évaporation et accidentellement comme moto- compresseur de secours, analogues à ceux, du deuxième exemple de réalisation ci-dessus, d'autres étages frigorifiques par-exemple un étage haute pression pour une température d'évaporation -60 C Une telle installation frigorifique comme celle de l'exemple ci-dessus comportant également un seul motocompresseur comme moto- compresseur de secours pour les motocompresseurs de tous les étages composants, est avantageusement très économique. 251 4 1 1 2 REVENDICATIONS 1 Installation frigorifique à points d'utilisation à températures différentes dévaporation (-38 C, -10 C, -6 C, -1 C) caractérisée en ce qu'elle comprend un motocompresseur ( 20, 44) qui, fonction- nant habituellement pour fournir du froid à ses propres points d'utilisation ( 29, 60) sert accidentellement de motocompresseur de secours à l'un des autres motocompresseurs de l'installation. 2 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend comme motocompresseur de secours, un moto- compresseur ( 20, 44) fonctionnant habituellement pour fournir du froid à ses propres points d'utilisation ( 29, 60) pour une température d'évaporation située entre -10 C et + 5 C. 3 Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caracté- risée en ce qu'elle comprend des vannes ( 25, 26 62, 63) permettant soit une isolation du circuit frigorifique du motocompresseur ( 20, 44) servant accidentellement de motocompresseur de secours, qui le relie à ses propres points d'utilisation ( 29, 60), soit une connexion sélective de ce motocompresseur ( 20, 44) avec le circuit frigorifique de l'une des centrales ou étages frigorifiques composantes de l'installation ( 13, 16, 42, 43) dont l'un des motocompresseurs tombe en panne. 4 Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend dans le circuit frigorifique du motocompresseur ( 20, 44) servant de motocompresseur de secours, des connexions munies de vannes ( 25, 26 62, 63) reliant respectivement la con- duite d'aspiration ( 40, 61) de ce motocompresseur à chacun des collecteurs communs d'aspiration des motocompresseurs des cen- trales ou étages frigorifiques composantes ( 13, 16, 42, 43) de l'installation, et la conduite de refoulement de ce motocompresseur à chacune des conduites communes de refoulement des moto- compresseurs des centrales ou étages frigorifiques composantes de l'installation. Installation selon l'une des revendications 3 et 4, carac- térisée en ce qu'elle comprend dans le circuit frigorifique du motocompresseur ( 20, 44) servant de motocompresseur de secours des vannes ( 30, 38, 39, 64, 68) qui isolent le motocompresseur de ses propres points d'utilisation ( 29, 60).