Brevet FR2626657A1 — publié le 19890804

Comme on le sait, les machines fr'gorifiques & compresseur comportent un circuit d'évolution d'un fluide convenablement choisi, qui comprend un évaporateur ot le fluide, introduit & l'état liquide, passe & l'état gazeux en absorbant les calories de changement d'état,- un compresseur élevant la pression du gaz, un lié facteur ou le gaz comprimé et convenablement refroidi se liquéfie, et un détendeur précédant le retour du fluide dans l'va-' porateur. Les calories absorbées par le fluide dans 1'évapo- rateur sont prises sur un liquide, saumure ou mélange eau- glycol, qui circule dans les locaux & refroidir et que l'on appelera ci-après liquide d'utilisation. Il arrive que des anomalies de fonctionnement, d'abord insidieuses et non décelées & temps, conduisent & des pannes brutales nécessitant le remplacement de pièces et de sous-ensembles et immobilisant la machine en. pleine période de travail. Le demandeur s'est posé le problème de pouvoir détecter les anomalies de façon simple, alors qu'elles en sont encore & leur début, de manière que les grosses réparations puissent être programmées & l'avance. Il a trouvé - ce qui n'était pas évident - que l'on pouvait résoudre ce problème par I'observation de sondes thermométriques, montées en permanence en des points convenablement choisis de la machine ou de l'installation. Les indications de ces sondes, constituées par exemple par des thermistances, peuvent tre transmises & un point central oû il sera facile de les surveiller et de les comparer. Elles pourront aussi être transformées en signaux d'alarme. Les sondes principales sont associées au coqpres- seur qui occasionne les pannes les plus fréquentes, une sonde étant placée dans le carter d'huile, une autre sur le refoulement du compresseur et une troisième sur son _2_2625? aspiration. Pour une machine donnée, on a observé que les températures aux trois points désignés se stabilisant en fonctionnement & une valeur déterminée, qui dépend du type de l'installation, tandis qu'une anomalie, soit mécanique, soit dans l'état physique du fluide évolutif aspire, se traduit par une augmentation de la température du gaz refoulé ou de la température de l'huile. du carter, ou par une diminution de la température d'aspiration. A ces trois sondes, il est avantageux d'ajouter 1Q une quatrième sonde, placée sur la sortie du liquide d'utilisation refroidi dans l'évaporateur. Il est encore avantageux d'ajouter deux autres sondes placées respectivement & la sortie du liquéfacteur sur le trajet du fluide évolutif et à 'entrée de l'eau de refroidissement du liquéfacteur. La description qui va suivre, en regard des dessins annexes, donnés & titre d'exemple, permpttra de bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un schma d'une installation frigorifique équipée selon l'invention. La figure 2 montre schématiquement le groupement des indications provenant des sondes. Sur la figure 1, on voit en 1 l'évaporateur o le fluide évolutif choisi, par exemple le monochlorodi- fluorométhane (fréon 22), passe & l'état gazeux en absor- bant les calories de changement d'état, en 2 le compres- seur qui aspire par 3 le gaz formé dans l'évaporateur, en 4 le liquéfacteur qui reçoit par 5 le gaz refoulé par le compresseur-et- le restitue en 6 & l'état liquide, enfin, ]0 en 7, le détendeur qui abaisse la pression du fluide avant son retour dans l'évaporateur 1. Le circuit d'utilisation des frigories produites dans l'évaporateur a son départ en 8 et son retour en 9. Le liquide incongelable de ce circuit est généralement constitué par un mélange d'eau et de glycol. Selon l'invention, trois sonde.s thermométriques S1, S2, S3 sont associées au compresseur 2. -3- L'une de ces sondes Sl, placée dans le carter du compresseur, indique la température. de l'huile de graissage. La sonde S2, placée sur le refoulement 5 du compresseur, donne la température du gaz refoulé. IUne êlévation de l'une ou l'autre de ces tempéra- tures ou des deux, audessus de la température génêralement observée en fonctionnement stabilisé, détecte une anomalie du compresseur, par exemple un mauvais fonctiomnnement d'un clapet ou encore une mauvaise circulation de l'huile -10 de graissage. On a observé par exemple que, sur une installation o la température du gaz sortant du compres- seur est normalement comprise entre 87 et 90e'C, une montée de la température & 95oC laisse prévoir la nécessité o4 l'on se trouvera prochainement de visiter les clapets du compresseur et de les changer. La troisième sonde S3, placée sur l'aspiration - du compresseur, doit indiquer normalement une température assez basse, puisque c'est celle du fluide évolutif gazeux sortant de l'évaporateur. Mais il peut arriver que le débit dans le circuit d'utilisation raccordé en 8 et 9, soit insuffisant, par exemple par suite d'encrassement, pour amener dans l'évaporateur les -calories nécéssaires & la vaporisation complète du fluide évolutif* Dans ce cas, le compresseur aspire par 3 un mélange de gaz et de liquide, ce qui est nuisible & son fonction- nement. L'abaissement de la température indiquée par la sonde S3 permettra de déceler ce risque de panne. Par exemle dans le cas du fréon i> tempéurature en S3 est normalement de 4 C et un abaissement dépassant 20C doit alerter le surveillant de l'installation. Cette sonde 83 pourra être avantageusement complé- tée par une sonde S.4 placée sur le départ 8 du liquide d'utilisation sortant de l'vaporateur. ' 3- L'anomalie susdite sera encore mieux détectée par la comparaison différentielle des indications fournie par les sondes 83, 84. Cette anomalie aura en effet pour résultat de diminuer la différence des températures indi- 262665? -4- quées par ces sondes, qui est normalement de 3 & 50C. On peut encore avec avantage disposer deux autres sondes $5 et S6 respectivement sur le trajet du fluide évolutif sort4nt du liquéfacteur 4 et sur l'entrée 10 de l'eau de refroidissement dudit liquéfacteur, qui est en gnér4l-de l'eau & la température ambiante puisée sur le réseau de distribution. On a constaté qu'une anomalie dans le fonctionne- ment du liquéfacteur 4 se traduit par une augmentation de la différence des températures indiquées par les sondes $5 et S6 et re, par exemple dans le cas d'utilisation de "fréon 22', la différence normale est de 20C, de sorte qu'une différence supérieure à 40C doit être jugée anorma- le Les sondes thermométriques utilisées étant généra- lement des thermistances & fil de platine, alimentées par un potentiel constant, donnent un courant électrique dont l'intensité est une mesure de la température. Il est donc facile de grouper les galvanomètres, donnant les températures aux différents points, sur un même tableau installé en un point central comme le montre la figure 2. Les équipages mobiles de ces galvanomètres pourront même déclencher une alarme quand leur position correspondra & une anomalie jugée dangereuse. Pour les sondes telles que S3 et S2 ainsi que S5 et S6, qui neces- sitent une observation différentielle, il sera facile de prévoir un montage électronique traduisant la différence des indications et fournissant une alarme quand la varia- tion de cette différence franchit un seuil. -5- 1 CVN1ATl01qS 1. Dispositif permettant la surveillance permanente d'une machine ou installation frigorifique a compresseur fonctionnant par évaporation et liquéfaction d'un fluide évolutif qui prend sa chaleur de vaporisation sur le li- quide d'utilisation du froid, caractérisée en ce qu'une sonde thermomètrique est disposée en permanence dans le carter d'huile du compresseur {S1), sur la tuhulure de refoulement de celui-ci tion (S3). 2. Dispositif selon la revendication 1. caraci-risé en ce qu'une quatrième sonde (84) est-placée sur la tuhu- lure par laquelle le liquide d'utilisation sort refroidi de 1 ' évaporateur (1). 3.Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que deux autres sondes $5, 86} sont placées respectivement sur les tubulures par lesquelles le fluide évolutif sort du liquéfacteur et le fluide de réfrigération de ce liquéfacteur sort de celui-ci. 4.Dispositif selon l'une des revendications précC- dentes caractérisé en ce que les sondes sont des thermis- tances fournissant un courant électrique fonction de la température et en ce que les appareils donbant les tempé- ratures par la valeur des courants produits sont groupes en un mame point de 1'installation.