Brevet FR2567634A1 — publié le 19860117

INSTALLATION FRIGORIFIQUE A FONCTIONNEMENT ADAPTE AUX CONTRAINTES CLIMATIQUES. La présente invention concerne une installation frigorifique à fonctionnement adapté aux contraintes climatiques. Les installations frigorifiques connues sont habituellement réalisées avec des points d'utilisation à températures d'évaporation prédéterminées fixes, par exemple à - 380 C, à - 100 C ou à - 6 C. Dans ces installations frigorifiques connues, le fonctionnement de leur circuit frigorifique s'effectue pour produire du froid à leurs points d'utilisation respectifs à ces températures fixes d'évaporation du fluide réfrigérant, quelles que soient les contraintes climatiques c'est-à-dire la température et le degré hygrométrique du milieu environnant ces points d'utilisation. Il est constaté que l'action de réfrigération est correctement assurée par ces intallations connues mais leur rendement est médiocre. En effet, la dépense d'énergie pour la production du froid est la même dans un cas normal de contraintes climatiques et dans celui d'un changement de température et de dégré hygrométrique favorable à une réduction possible de cette dépense d'énergie. La présente invention, ayant pour but d'éviter ces inconvénients, permet de réaliser une installation frigorifique économique, à fonctionnement adapté aux contraintes climatiques, présentant une appréciable économie d'énergie et un excellent rendement. Selon l'invention, une installation frigorifique ayant une centrale de production de froid et des points d'utilisation, est caractérisée en ce qu'elle comprend une centrale de production de froid dont la basse pression du fluide réfrigérant est réglable et réglée en fonction des contraintes climatiques du local abritant ces points d'utilisation, à savoir notamment la température et le degré hygrométrique de ce local. Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrit ci-après un certain nombre d'exemples de réalisation dont l'un illustré dans le dessin ci-annexé représente une installation frigorifique d'un magasin de produits alimentaires. L'installation frigorifique 1 représentée comprend d'une part une centrale de production de froid 2 et d'autre part des points d'utilisation constitués par exemple par une ou plusieurs vitrines réfrigérées 3. La centrale de production de froid 2 et les points d'utilisation 3 sont, dans l'exemple illustré, respectivement installés dans des locaux distincts 4 et 5. Les vitrines réfrigérées 3 sont destinées dans cet exemple à une conservation des produits alimentaires à une température moyenne de l'ordre de + 50 C. Les vitrines réfrigérées 3 sont pourvues d'évaporateurs 6 alimentés en fluide réfrigérant, par la centrale de production de froid 2. La centrale de production de froid 2 comprend plusieurs compresseurs 7 entraînés par des moteurs électriques 8.Les compresseurs 7 compriment du fluide réfrigérant et le renvoient dans les évaporateurs 6 à travers une conduite commune de refoulement 9, un condenseur 10, un réservoir pour réfrigérant liquide il et des détendeurs 12. Le liquide réfrigérant se transforme en vapeur au niveau des évaporateurs 6 et y produit du froid avant de retourner aux compresseurs 7 à travers une conduite commune d'aspiration 13. Il règne dans la conduite commune de refoulement 9 une haute pression de fluide réfrigérant comprimé chaud, et dans la conduite commune d'aspiration 13, une basse pression de fluide réfrigérant en vapeur froid. Selon une caractéristique importante, l'installation frigorifique l, comprend une centrale de production de froid 2 dont la basse pression de fluide réfrigérant est réglable et réglée en fonction des contraintes climatiques du local 5 abritant des points d'utilisation 3 à savoir notamment la température et le degré hygrométrique de ce local 5. Cette basse pression de fluide réfrigérant est réglée en augmentation en valeur lors d'une baisse de température et/ou de degré hygrométrique du local 5 qui abrite des points d'utilisation 3 et inversement. Le réglage de la basse pression du fluide réfrigérant s'effectue de préférence par paliers de pressions correspondantes à diverses températures d'évaporation du fluide réfrigérant. Selon un exemple de réalisation, quand le local 5 qui abrite les points d'utilisation 3 a une température de + 250 C et un degré hygrométrique de 60 to, la basse pression est réglée à une valeur égale à celle d'un fluide réfrigérant à température moyenne d'évaporation- 15 C. A une température de + 20 C et un degré hygrométrique de 50 % dans le local 5, la basse pression est réglée en augmentation en valeur pour atteindre celle d'un fluide réfrigérant à température moyenne d'évaporation de - 10 C.Quand la température du local 5 et son degré hygrométrique sont respectivement + 150 C et 40 %, la basse pression est réglée en augmentation en valeur pour atteindre celle dlun fluide réfrigérant à température moyenne d'évaporation de 50 C. Dans un circuit frigorifique, pour une basse pression à température moyenne d'évaporation de- 150 C du fluide réfrigérant, et une température du condenseur de + 400 C, il faut en général dépenser 2000 Watts en énergie électrique pour obtenir env i- ron 5 000 frigories par heure. Pour une augmentation de la basse pression dans ce circuit frlgori-fique à une température moyenne d'évaporation de- l0 et une température du condenseur de + 400 C, il faut habituellement dépenser 2 100 Watts en énergie électrique pour obtenir 6 00t frigories par heure.Il en ressort que pour obtenir une me me quantité de 10 000 frigories/heure dans un circuit frigorifiaue il faut ainsi dépenser 3 500 Watts pour une température moyenne d'évaporation de - 100 C de fluide réfrigérant, et 4 000 Watts pour une température moyenne d'évaporation de 15 C de fluide réfrigérant. Une telle adaptation de la basse pression du fluide réfrigérant dans l'installation 1 aux contraintes climatiques, autrement dit une optimisation de cette basse pression permet ainsi d'obtenir une appréciable économie d'énergie électrique qui est supérieure à 10 %. Dans l'exemple illustré, I'installation frigorifique l comprend en vue d'un réglage de la basse pression du fluide réfrigérant de la centrale de production de froid 2 en fonction des contraintes climatiques notamment de la température et du degré hygrométrique du local 5 abritant des points d'utilisation 3, au moins un dispositif de prise de données de températures 14 un dispositif de prise de données hygrométriques 15, un dispositif de commande i6 de réglage de la basse pression de fluide réfrigérant de la centrale de froid 2, en fonction des données hygrométriques et de températures, et un sytème de réglage 17 de la basse pression du fluide réfrigérant de la centrale de froid 2. Les dispositifs de prise de données de température 14 et hygrométrique 15 sont constitués de préférence par des dispositifs de types connus, par exemple des dispositifs à thermistance pour la mesure des températures, et ceux à électrodes en argent recouverts dun sel métallique hygroscopique pour la mesure de degrés hygrométriques. Le dispositif de commande 16 est un dispositif électrique ou électronique à seuils réglables d'un type connu qui reçoit, à l'entrée, des données hygrométriques et de températures, et qui donne à la sortie chaque fois qu'un de ces seuils préréglés pour ces données est franchi, des tensions électriques correspondantes de commande. Le système de réglage 17 de la basse pression du fluide réfrigérant de la centrale de froid 2 est constitué par un régulateur électronique à seuils réglables d'un type connu ou pour un système à pressostats à plage neutre. Le système de réglage 17 comprend habituellement une prise de données de basse pression 18 au niveau de la conduite commune d'aspiration 13 des compresseurs 7 et des lignes de commande 19 de fonctionnement des moteurs d'entraînement S de ces compresseurs 7. Dans un exemple de réglage de seuils préétablis de l'installation frigorifique 1 illustrée, quand la température et le degré hygrométrique du local 5 atteignent des seuils respectifs + 25 C et 60 to, le dispositif de commande 16 déclenche l'intervention du système de réglage 17 au seuil correspondant dans le cas d'un régulateur ou au niveau du pressostat correspondant dans le cas d'un système à pressostats pour assurer dans la conduite commune d'aspiration 13 un maintien d'une basse pression moyenne égale à une pression de fluide réfrigérant à température moyenne d'évaporation - 150 C.Lors d'un changement des contraintes climatiques du local 5 abritant des points d'utilisation 3, la température et le degré hygrométrique atteignent de nouveaux seuils respectifs + 200 C et 50 96, le dispositif de commande 16 déclenche le système de réglage 17 à un nouveau seuil ou au niveau d'un nouveau pressostat correspondant pour assurer dans la conduite commune d'aspiration 12, un maintien d'une basse pression moyenne égale à une pression de fluide réfrigérant à température moyenne d'évaporation- 100 C.Dans le cas où la température et le degré hygrométrique du local 5 atteignent d'autres nouveaux seuils par exemple + 150 C et 40 Só, le système de réglage 17 déclenché par le dispositif de commande 16 à un autre nouveau seuil ou au niveau d'un autre nouveau pressostat correspondant, assure dans la conduite commune d'aspiration 13, un maintien d'une basse pression moyenne égale à une pression de fluide réfrigérant à une température moyenne d'évaporation - 50 C. Une optimisation permanente de la basse pression de fluide réfrigérant de la centrale de froid 2 dans l'installation frigorifique 1 en fonction des contraintes climatiques du local 5 abritant des points d'utilisation 3 permet d'obtenir une substantielle économie d'énergie électrique sans perturber l'efficacité de la conservation des produits entreposés dans les points d'utilisation 3 constitués dans l'exemple illustré par des vitrines réfrigérées. Dans une variante de réalisation, le dispositif de commande 16 et le système de réglage 17 décrits ci-dessus sont remplacés par un système à microprocesseur et un dispositif de prise de données de pression dans la conduite commune d'aspiration 13, de types connus non représentés, pour régler la basse pression du fluide réfrigérant dans la centrale de production de froid 2 en fonction des contraintes climatiques notamment de la température et du degré hygromé- trique du local 5 des points d'utilisation 3. Le système à microprocesseur reçoit à l'entrée, les données de températures, de degrés hygrométriques et de pressions de commande à la sortie selon des états préétablis traduisant les seuils indiqués dans les paragraphes précédents, le réglage de la basse pression de fluide réfrigérant dans la centrale de froid 2. REVENDICATIONS i. Installation frigorifique ayant une centrale de production de froid (2) et des points d'utilisation (3) caractérisée en ce qu'elle comprend une centrale de production de froid (2) dont la basse pression du fluide réfrigérant est réglable et réglée en fonction des contraintes climatiques du local (5) abritant des points d'utilisalon (3), à savoir notamment la température et le degré hygrométrique de ce local. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la centrale de production de froid (2), la basse pression dufluide réfrigérant est réglée en augmentation en valeur lors d'une baisse de température et/ou du degré hygrométrique du local (5) abritant des points d'utilisation (3) et inversement 3. installation selon l'une des revendications I et 2, caractérisée en ce qu'en vlue du réglage de la basse tension du fluide réfrigérant de la centrale de froid (2) en fonction des contraintes climatiques, elle comprend au moins un dispositif de prise de données de température (14), un dispositif de prise de données hygrométriques (15), un dispositif de commande (16) de réglage de la osasse pression du fluide réfrigérant de la centrale de froid (2), et un système de réglage (17) de cette basse pression. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispcstif de commande (16) de réglage de la basse pression de fluide réfrigérant de la centrale de froid (2) est un dispositif électronique à seuils réglables, qui reçoit, à l'entrée9 des données hygrométriques et de températures et donne, à la sortie, des tensions électriques, correspondantes de commande lors d'un fran crissement de cas seuils préréglées, par ces données hygrométriques ei de tempèratures. 5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le syCteme de réglage (17) de la basse pression du fluide réfrigérant de la centrale de froid (2), est constitué ?ar un système à pres- @@@tats à plage neutre. 6. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le système de réglage fol7) de la basse pression du fluide réfrigérant de la centrale de froid (2), est constitué par un régulateur électronique à seuils réglables. 7. Installation - selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'en vue du réglage de basse tension du fluide réfrigérant de la centrale de froid (2), en fonction des contraintes climatiques du local (5) abritant des points d'utilisation (33, elle comprend au moins un dispositif de prise de données de température (17) du local (5), un dispositif de prise de données hygrome- triques (ils) du local (5), un dispositif de prise de données de pression dans la conduite commune d'aspiration (13) et un système à microprocesseur qui reçoit à l'entrée, ces données de température, de degré hygrométrique et de pression, et commande à la sortie selon des états préétablis, le réglage de la basse pression de fluide réfrigérant dans la centrale de froid (2).