Brevet FR2555714A1 — publié le 19850531

INSTALLATION FRIGORIFIQUE A DISPOSITIF DE FONCTIONNEMENT DE SECURITE POUR DENREES CONSERVEES A BASSE TEMPERATURE La présente invention concerne une installation frigorifique à dispositif de fonctionnement de sécurité pour denrées conservées à basse température. Dans une maison de commerce alimentaire telle qu'un supermarché, de nombreux produits ou denrées sont conservées au frais ou à basse température. Une installation frigorifique qui assure leur conservation comprend souvent plusieurs points d'utilisation à températures différentes d'évaporation par exemple-38 C pour les denrées congelées ou surgelées et -10 C pour des denrées conservées au frais telles que viande, fromage, légumes et des enceintes de préparation de la viande connues sous le nom de laboratoire de préparation "boucherie". Pour les denrées congelées et surgelées, une décongélation même partielle ou superficielle risque d'entraîner ou provoquer leur avarie. Dans le cas d'une panne de la partie de l'installation frigorifique qui dessert les points d'utilisation pour denrées congelées, le risque d'une perte importante de marchandises pour cause d'avarie est grand, étant donné que la plupart des pannes dans une telle installation exigent souvent plusieurs heures voire plusieurs jours de réparation. Des systèmes d'alarme même sophistiqués ou efficaces montés dans une telle installation peuvent provoquer une intervention rapide des réparateurs mais ne suffisent pas souvent à enrayer la perte en denrées avariées car ils ne fournissent pas en froid à ces denrées durant ces pannes. La présente invention visant à éviter ces inconvénients, permet de réaliser une installation frigorifique du type à plusieurs étages à pressions d'évaporation différentes, montés en cascade, pourvue d'un dispositif économique et efficace de fonctionnement de sécurité pour les denrées conservées à basse température. Selon l'invention, une installation frigorifique pourvue de plusieurs étages à pressions d'évaporation différentes, montés en cascade et à points d'utilisation propres dont l'un au moins est destiné aux denrées conservées à basse température, est principalement caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de fonctionnement de sécurité pour des denrées conservées à basse température qui, en cas d'une défaillance de fonctionnement d'un étage de l'installation ayant des points d'utilisation destinés à ces denrées conservées à basse température met les motocompresseurs d'un étage aval de cette installation, en état d'aspirer de la vapeur réfrigérant des points d'utilisation de ces deux étages et de fonctionner pour fournir du froid aux points d'utilisation prédéterminés comme points prioritaires, notamment ceux destinés aux denrées conservées à basse température. Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrit ci-après un certain nombre d'exemples de réalisation dont un est illustré dans le dessin unique ci-annexé qui représente un schéma d'une installation frigorifique à deux étages à pressions d'évaporation différentes, montés en cascade. L'invention est applicable à une installation ayant un nombre d'étages à pression d'évaporation différentes, supérieur à deux, chacun de ces étages comprennent un ou plusieurs motocompresseurs montés en parallèle, l'étage en aval fonctionnant à une pression d'évaporation supérieure à celle de l'étage en amont. Une installation frigorifique réalisée selon l'invention, à points d'utilisation à températures différentes d'évaporation par exemple à deux températures d'évaporation tl et t2 avec tl inférieure à t2, est une installation frigorifique à multimotocompresseurs ayant dans son circuit frigorifique un étage amont et un étage aval montés en cascade et qui ont leurs propres points d'utilisation et dont les collecteurs communs d'aspiration des motocompresseurs ont des pressions d'évaporation différentes, respectivement une pression d'évaporation tl et une pression d'évaporation t2.La capacité et le nombre des motocompresseurs de l'étage amont sont prévus pour alimenter correctement en réfrigérant les points d'utilisation propres à cet étage, et la capacité et le nombre de motocompresseurs de l'étage aval sont déterminés pour alimenter correctement en réfrigérant les points d'utilisation de ces deux étages, le gaz réfrigérant refoulé de l'étage amont étant admis dans le collecteur commun d'aspiration de Pétage aval en même temps que le gaz réfrigérant détendu venant des points d'utilisation propres de cet étage aval.L'installation comprend également des dispositifs pour assurer un sous refroidissement du réfrigérant liquide alimentant les points d'utilisation de étage amont et une desurchauffe du gaz réfrigérant refoulé de cet étage amont pour que l'entrée de ce dernier dans le collecteur commun d'aspiration de l'étage aval maintienne la température du mélange gazeux qui s'y trouve à un niveau de désurchauffe souhaité. Selon l'invention, I'installation frigorifique est pourvue d'un dispositif de fonctionnement de sécurité pour denrées conservées à basse température qui relie le collecteur commun d'aspiration de l'étage amont au collecteur commun d'aspiration de Pétage aval et permet en cas d'une défaillance ou anomalie de fonctionnement des motocompresseurs de l'étage amont, au gaz réfrigérant de passer du collecteur commun d'aspiration des motocompresseurs de l'étage amont au collecteur commun d'aspiration des motocompresseurs de l'étage aval, et à cet étage aval de fonctionner pour fournir en froid les points d'utilisation des deux étages, prédéterminés comme points prioritaires notamment ceux destinés aux denrées conservées à basse température. Dans l'exemple illustré, l'installation frigorifique comprend un étage amont A et un étage aval B ayant respectivement des points d'utilisation 1 à une température d'évaporation tl, égale à -38 C, et des points d'utilisation 2 à une température d'évaporation t2, égale à -10"C. L'étage amont A comprend deux motocompresseurs 3, 4 dont la capacité totale est suffisante pour alimenter en réfrigérant les points d'utilisation 1 tandis que l'étage aval B, comporte trois motocompresseurs 5, 6, 7 dont la capacité totale est déterminée pour alimenter correctement en réfrigérant les points d'utilisation 1 et 2 des deux étages A et B. Le collecteur commun d'aspiration 8 des motocompresseurs 3, 4 de étage amont A est à une pression égale à la pression d'évaporation -380C des points d'utilisation 1. Les motocompresseurs 3 et 4 aspirent du gaz réfrigérant détendu venant des points d'utilisation 1 et le refoulent à travers une conduite commune de refoulement 9 et un désurchauffeur 10, dans un collecteur commun d'aspiration 11 des motocompresseurs de l'étage aval B.Le collecteur d'aspiration 1 1 maintenu à une pression égale à la pression d'évaporation -100C des points d'utilisation 2 reçoit à la fois du gaz réfrigérant détendu venant de ces points d'utilisation 2 et du gaz réfrigérant refoulé de l'étage amont A. Les motocompresseurs 5, 6, 7 de l'étage aval B aspirant du gaz réfrigérant se trouvant dans leur collecteur d'aspiration Il et le refoulent à travers leur conduite commune de refoulement 12 et un déshuileur 13, dans un condenseur 14. Le gaz réfrigérant condensé sous forme de liquide passe du condenseur 14 dans un réservoir 15 commun aux deux étages A et B lequel alimente sous une même pression à Ja fois les points d'utilisation 1 et 2 de ces deux étages.Un échangeur 1-6 relié au désurchauffeur 10 est monté en aval du réservoir 15 pour sous refroidir le courant de réfrigérant liquide alimentant les points d'utilisation 1 de l'étage amont A. Dans cet échangeur 16, une partie du liquide réfrigérant venant du réservoir 15 traversant un détendeur 17 est injecté dans le corps de l'échangeur 16 pour sous refroidir le courant de réfrigérant liquide allant de ce réservoir 15 aux points d'utilisation 1 à température d'évaporation -380C tandis que le réfrigérant détendu dans le corps de l'échangeur 16 est injecté dans le courant de gaz réfrigérant refoulé par l'étage amont A dans le désurchauffeur 10 pour le désurchauffer à un niveau choisi, avant son entrée dans le collecteur commun d'aspiration 11 de l'étage aval B. I1 en résulte que le gaz détendu venant des points d'utilisation 2 propres à l'étage aval B est également désurchauffé. On remarque que grâce à une désurchauffe volontaire du gaz détendu venant des points d'utilisation 2 de l'étage aval B et du gaz refoulé de l'étage amont A de l'installation, une appréciable ec6)- nomie d'énergie dépensée est réalisée dans la production du froid dans ces points d'utilisation à températures d'évaporation -380C et 100C. Pour obtenir un bon fonctionnement mécanique par un grain sage correct des motocompresseurs, dans l'installation illustrée, I'huile récupérée par le déhuileur 13 ainsi que du réfrigérant gazeux entraîné par l'huile sont amenés dans des réservoirs d'ruile 13 et 19 dont la partie inférieure est reliée aux carters des motocom- presseurs des deux étages A et B à travers des dispositifs à flotteur et la partie supérieure est reliée respectivement aux collecteurs communs d'aspiration 11 et 3 des motocompresseurs a travers des clapets tarés 20 et 21 qui créent une perte de charge de un bar environ pour mettre les réservoirs d'huile 18 et 19 à une pression de 0,40 bar, supérieure à la pression des carters des motocompresseurs. L'huile des réservoirs 18 et 19 est ainsi amenée sous une différence de pression de 0,40 bar, dans chacun de ces carters à travers les dispositifs à flotteur qui assurent le maintien de l'huile à un niveau préréglé. Selon l'invention, l'installation illustrée est pourvue d'un dispositif de fonctionnement de sécurité 22 pour denrées conservées à basse température telles que produits congelés ou surgelés, crèmes glacées... Ce dispositif de fonctionnement de sécurité 22 comprend un dispositif de contrôle de passage pour gaz réfrigérant 23 et des canalisations 24 et 25 qui relient ce dispositif 23 dans l'installation illustrée, d'un côté au collecteur commun d'aspiration 8 des motocompresseurs de l'étage amont A et de l'autre côté au collecteur commun d'aspiration 11 des rrotocompresseurs de l'étage aval B. Dans l'exemple illustré, le dispositif de contrôle de passage pour gaz réfrigérant est constitué par une électrovanne. L'installation illustrée est en outre pourvue d'un ensemble de cçmmanc!e 26 d'un type coanua schématiquement indique pEr un rectangle, qui assure une commande automatique de l'installation selon un fonctionnement à rendement optimal, donne l'alarme des qu'une anomalie caractérisée prédéterminée de fonctionnement bun organe ou de l'installation se produit, et déclenche la marche du dispositif de fonctionnement de sécurité 22 pour denrées conservées à basse température dans le tas d'une défaillance de fonctionnement de un ou des motocompresseurs 3 et 4 de étage A qui a des points d'utilisation 1 destinés aux denrées conservées à basse température telles que les produits congelés ou surgelés, crèmes glacées ...Autrement dit, Ensemble de commande 24, dans ce dernier cas, ouvre le dispositif de controle de passage pour gaz réfrigérant 23 c'est-à-dire l'électrovanne, dans cet exemple, pour laisser passer le gaz réfrigérant du collecteur commun d'aspiration 8 de l'étage amont A dans le collecteur commun d'aspiration 11 de l'étage aval B et faire fonctionner l'étage B à une pression d'évaporation de l'ordre de -300C pour fournir du froid aux points d'utilisation 1 et 2. Parallèlement, l'ensemble de commande 26 auguste les besoins en froid des points d'utilisation prédéterminés comme points prioritaires, à la puissance des motocompresseurs 5, X, 7 de l'étage B en arrêtant la réfrigération des points d'utilisation prédéterminés comme points non prioritaires tels que les enceintes d'entreposage et d'exposition de légumes, de fromages, les laboratoires de préparation "boucherie". Les denrées conservées à basse température aux points d'utilisation 1 de l'installation sont ainsi sauvegardées par un maintien de ces denrées à une température suffisamment basse par l'étage B pour empêcher toute décongélation inopportune même partielle ou superficielle de celles-ci, durant la défaillance de fonctionnement de l'étage A. Des pertes dues aux denrées avariées à cause de leur décongélation inopportune sont ainsi efficacement évitées. Dans une variante de réalisation de l'invention, le dispositif de controle de passage pour gaz réfrigérant 23 du dispositif de fonc tionnement de sécurité 22 pour denrées conservées à basse température est constitué par un clapet automatique de type connu non représenté. Ce clapet s'ouvre à un seuil préréglé de différence de pressions sur ses deux faces pour laisser passer le gaz réfrigérant du collecteur commun d'aspiration de Pétage amont A au collecteur commun d'aspiration de rétage aval B et se ferme à un niveau de différence de pressions sur ses deux faces, supérieur à ce seuil. En marche normale, la différence de pressions d'évaporation dans les collecteurs communs d'aspiration 8 et 11 des étages- A et B qui est supérieure à ce seuil, maintient le clapet fermé. En cas d'une défaillance de fonctionnement des motocompresseurs 3 et 4 de l'étage A, la pression régnant dans le collecteur commun d'aspiration 8 tend à augmenter et à rattraper le niveau de pression d'évaporation dans le collecteur commun d'aspiration ill de rétage aval B. La différence de pressions dans les deux collecteurs communs d'aspiration 8 et Il tend ainsi à diminuer.Quand cette différence de pressions atteint le niveau du seuil préréglé, le clapet s'ouvre automatiquement et laisse passer le gaz réfrigérant du collecteur commun d'aspiration 8 de l'étage amont A dans celui de l'étage aval B, et permet à cet étage B de fonctionner à une nouvelle pression d'évaporation -300C environ dans cet exemple et de fournir du froid aux postes d'utilisation prioritaires notamment ceux destinés aux denrées conservées à basse température. L'installation frigorifique illustrée pourvue du dispositif de fonctionnement de sécurité 22 décrit ci-dessus s'avère excellement efficace malgré une grande simplicité de struture de ce dispositif 22, dans la sauvegarde des denrées conservées à basse température, dans le cas d'une panne ou d'une défaillance de fonctionnement de un ou plusieurs motocompresseurs de son étage A qui ont des points d'utilisation destinés aux denrées conservées à basse température par rapport à une installation frigorifique connue munie de dispositifs classiques d'alarme sensibles ou sophistiqués. En effet les dispositifs d'alarme dans l'installation frigorifique connue ne permet pas à celle-ci de fournir du froid aux denrées conservées à basse température pendant la durée de réparation de la défaillance de fonctionnement de l'étage qui a des points d'utilisation destinés à ces denrées. Par ailleurs, une simplicité de structure rend écono- mique ce dispositif de fonctionnement de sécurité 22 et en meme temps l'installation frigorifique qui en est pourvue. REVENDiCATIONS 1. Installation frigorifique pourvue de plusieurs étages à pressions d'évaporation différentes (A, B) montés en cascade et à points d'utilisation propres (1, 2) dont l'une (1) au moins est destinée aux denrées conservées à basse température, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de fonctionnement de sécurité pour les denrées conservées à basse température (223 qui met, en cas d'une défaillance de fonctionnement d'un étage (A) de l'installation ayant des points d'utilisations (1) destinés à ces denrées conservées à basse température, les motocompresseurs (5, 6, 73 d'un étage aval (B) de cette installation, en état d'aspirer de la vapeur réfrigérant des points d'utilisation (1, 2) de ces deux étages (A, B) et de fonctionner pour fournir du froid aux points d'utilisation prédéterminés comme points prioritaires, notamment ceux destinés aux denrées conservées à basse température. 2. installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de fonctionnement de sécurité (22) pour les denrées conservées à basse température comprend un dispositif de contrôle de passage pour gaz réfrigérant (23) et des canalisations (24, 25) reliant ce dispositif (23) d'un côté, au collecteur commun d'aspiration (8) des motocompresseurs (3, 4) de l'étage amont (A) ayant des points d'utilisation (1) destinés aux denrées conservées à basse température, et de l'autre côté, au collecteur commun d'aspiration (I1) des motocompresseurs (5, 6, 7) de l'étage aval (B). 3. installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de contrôle de passage pour gaz réfrigérant (23) est constitué par une électrovanne. 4. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de contrôle de passage pour gaz réfrigérant (23) est constitué par un clapet automatique, s'ouvrant à un seuil préréglé de différence de pressions sur ses deux faces et se fermant à un niveau de différence de pressions sur ses deux faces, supérieur à ce seuil. 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, ayant un ensemble de commande (26) assurant une commande automatique de l'installation suivant un fonctionnement à rendement optimal, caractérisée en ce que cet ensemble de commande (26) ajuste lors d'un déclenchement du fonctionnement du dispositif de fonction- nement de sécurité (22) pour denrées conservées à basse température, les besoins en froid des points d'utilisation prédéterminés prioritaires, à la puissance de ces motocompresseurs (5, 6, 7) de l'étage aval (B), en arrêtant la réfrigération d'un certain nombre de points d'utilisation (2) prédéterminés comme points non prioritaires, et déclenche l'alarme.