Brevet FR2517036A1 — publié le 19830527

INSTALLATION FRIGORIFIQUE MUNIE D'UN DISPOSITIF DE PRODUCTION D'EAU CHAUDE La présente invention concerne une installation frigorifique munie d'un dispositif de production d'eau chaude. Dans le circuit d'une installation frigorifique connue, le réfrigérant gazeux comprimé chaud sorti des motocompresseurs est habituellement recueilli et refroidi dans un condenseur pour être transformé en refrigérant liquide lequel est destiné à être envoyé daris des évaporateurs pour produire du froid. Le condenseur de cette installation est souvent refroidi soit par un courant forcé d'air frais soit par un courant d'eau fraîche. L'eau de refroidissement chauffée récupérée au niveau d'un condenseur peut être destinée a diverses utilisations et le condenseur devient en plus de sa fonction propre, un dispositif de production d'eau chaude.Certaines installations connues dont le condenseur est refroidi par un courant d'air frais, sont munies également d'un dispositif autonome de production d'cau chaude. Ce dispositif comprend habituellement un échangeur monté sur leur circuit frigorifique entre la sortie de leurs motocornpresseurs et leur condenseur pour obtenir un échange thermique entre le réfrigérant gazeux comprimé chaud et l'eau destinée à être chauffée. Cependant la température de l'eau chaude obtenue dans ces installations connues dépasse difficilement 50 "C environ. Cette tenl?érature s'avère souvent insuffisamment élevée pour certaines utilisation courantes.Il en résulte que l'eau chaude produite par ces installations frigorifiques connues doit être réchauffée par une source de chauffage complémentaire indépendante de ces installations afin de lui donner une température désirée de l'ordre de 55"C à GO'C. L'eau chaude ainsi produite n'est plus un sous produit gratuit dc ces instaliations frigorifiques connues. La présente invention, ayant pour but d'éviter ces inconve- nients, per:net de réaliser une installation frigorifique munie d'un dispositif de production d'eau chaude qui, non seulement produit de l'eau à la température de l'ordre de 550C à 600C sans nécessiter aucune source de chauffage complémentaire indépendantc de l'installation mais contribue également à améliorer le coefficient de performance de cette installation. Selon l'invention, une installation frigorifique munie d'un dispositif de production d'eau chaude, comprend dans ce dispositif, au moins deux échangeurs fonctionnant en cascade dont le premier effectue un échange thermique entre le réfrigérant liquide chaud venant d'un condenseur etlou d'un réservoir de réfrigérant liquide de l'installation, et l'eau froide admise pour réchauffer cette dernière et en même temps sous refroidir ce réfrigérant liquide, et le deuxième assure un échange thermique entre le réfrigérant gazeux comprimé chaud sortant de ce premier échangeur, pour compléter le chauffage de cette dernière. Pour mieux faire comprendre l'invention on décrit ci-après un certain nombre d'exemples illustrés par des dessins ci-annexés dont: - la figure 1 représente une vue schématique d'une installation frigorifique connue à dispositif de production d'eau chaude, et -la figure 2 représente une vue schématique d'une installation frigorifique munied'un dispositif de production d'eau chaude, réalisée selon l'invention. Une installation frigorifique connue 1 illustrée dans la figure 1 comprend plusieurs motocompresseurs 2, 3 et 4 qui aspirent du réfrigérant gazeux venant des points d'utilisation 5, le compriment et le refoulent à travers un déshuileur 6, dans un condenseur 7 où le réfrigérant se-transforme en liquide avant d'être renvoyé dans un réservoir de réfrigérant liquide 8 et des évaporateurs des points d'utilisation 5. Cette installation connue est en outre pourvue d'un dispositif de production. d'eau chaude 9 lequel comprend un échangeur 10 assurant un échange thermique entre d'une part un courant d'eau admis de 130C environ, venant d'une source non représentée, à travers une canalisation il, et d'autre part le réfrigérant gazeux chaud, refoulé par les motocompresseurs 2, 3, et 4, traversant une canalisation de liaison 13.L'eau chauffée par cet échangeur 10 ayant une température qui dépasse difficilement 50 C, est stockée dans un ballon 14 avant d'être renvoyée à travers une conduite 15 dans différents lieux d'utilisation non représentés. Cependant bon nombre d'utilisations exigent que l'eau produite ait une température relativement plus élevée, c'est-à-dire de l'ordre de 550C à 60 C. Pour répondre à cette exigence il faut la chauffer complémentairement par une autre source de chauffage, indépendante de l'installation 1. Un supplément de dépense d'énergie est ainsi inévitable. L'eau chaude produite n'est plus un sous produit gratuit de cette installation connue 1. Dans un exemple illustré à la figure 2, une installation frigorifique 16 réalisée selon l'invention comprend également des motocompresseurs, déshuileur, condenseur, réservoir de réfrigérant liquide et points d'utilisation, identiques à ceux de l'installation connue 1, et indiqués par les mêmes numéros de référence. L'installation frigorifique 16 comprend en outre un dispositif perfectionné de production d'eau chaude 17. Selon une caractéristique importante de l'invention, ce dispositif 17 comprend au moins deux échangeurs fonctionnant en cascade, un premier échangeur 18 assurant un échange thermique entre le réfrigérant liquide chaud du circuit frigorifique de l'installation et l'eau froide admise, et un deuxième échangeur 19 identique à celui 10 de l'installation connue 1, assurant un échange thermique entre le réfrigérant gazeux chaud sortant des motocompresseurs et l'eau préchauffée par le premier échangeur. Dans l'installation 16, l'eau froide de l'ordre de 13"C, admise a travers une conduite 20, est préchauffée dans le premier échangeur 18 par un réfrigérant liquide de 3SOC environ, venant du condenseur 7 et/ou du réservoir 8 et allant dans des évaporateurs des points d'utilisation 5. A la sortie de ce premier échangeur 18, le réfrigérant liquide refroidi et l'eau préchauffée ont respectivement des températures de l'ordre de 180C et 34 C. L'eau préchauffée est ensuite envoyée dans le deuxième échangeur 19 où elle est portée à une température de l'ordre de 55 C à 60oC par un réfrigérant gazeux chaud de 70 C à 850C environ refoulé par les motocompresseurs 2, 3 et 4. Ce réchauf fement en cascade- de l'eau permet, grâce à une récupération poussée de la chaleur du refrigérant du circuit haute pression de l'installation 16 de gagner non seulement en élévation de tempé rature de l'eau à chauffer d'une' valeur de 5PC à 100C environ par rapport à un réchauffement simple effectué dans une installation connue 1, mais d'augmenter également d'une manière inattendue et avantageuse le coefficient de performance de l'installation frigo rifique 16, par un bon sous refroidissement du liquide réfrigérant en raînenant la température~ de celui-ci de 38"C environ à I80C environ. L'eau chauffée par les échangeurs 18 et 19 est ensuite stockée dans un ballon 21 avant d'être envoyée à travers une conduite 22 dans différents points d'utilisation. Une pompe à liquide ou circu laveur 23 peut être montée dans le circuit d'eau du dispositif 17 en amont du deuxième échangeur 19, pour faciliter la circulation de ~ l'eau chauffée. Dans le dispositif 17, les échangeurs 18 et 19 sont de préfé rence constitués par des échangeurs du type à contré-courant. L'eau chaude obtenue dans le dispositif 17 a une température adéquate à de nombreuses utilisations et constitue un sous produit gratuit de l'installation frigorifique réalisée selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation frigorifique munie d'un dispositif de production d'eau chaude, caractérisée en ce qu'elle comprend dans ce dispositif de production d'eau chaude (17) au moins deux échangeurs (18, 19) fonctionnant en cascade dont le premier (18) effectue un échange thermique entre le réfrigérant liquide chaud venant du condenseur (7) et/ou d'un réservoir de réfrigérant liquide (8) de lfinstallation, et l'eau froide admise pour préchauffer cette dernière et en même temps sous refroidir ce réfrigérant liquide, et le deuxième (19) assure un échange thermique entre le réfrigérant gazeux comprimé chaud sortant des motocompresseurs (2, 3 > 4) de l'installation et l'eau préchauffée sortant de ce premier échangeur (1S), pour com pléter le chauffage de cette dernière. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend dans le dispositif de production d'eau chaude (17), des échangeurs (18, 19) constitués par des échangeurs du type a contre courant. 3. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend dans le circuit du dispositif de production d'eau chaude (17), une pompe à liquide ou circulateur (23) branchée en amont du deuxième échangeur (19).