Brevet FR2644233A1 — publié le 19900914

"Dispositif pour h poeduction, l'accumulation et la restition de froids La présente invention concerne un dispositif pour la production, I'accumulation et la restitution de froid. Plus particulièrement, cette Invention se rapporte à un tel dispositif asurant l'accumulation du froid au moyen d'une solution eutectique et utilisable comme équipement refrigérant, sur des vehicules de transport à température dirigée destinés, notamment1 au transport de denrées périssables. La plupart des véhicules réfrigérants utilisent actuellement, pour disposer d'une réserve de froid, un système purement statique constitué par des plaques eutectiques qui sont placées en hauteur à l'intérieur de la caisse isotherme du véhicule. Ces plaques eutectiques sont lourdes et encombrantes, et elles sont sujettes à la formation de givre qu'il convient d'enlever par raclage ou décongélation totale des plaques eutecti ques, mais qui se reforme inévitablement, en raison de l'humidité de l'air extérieur qui pénètre lors de chaque ouverture de poste (20 à 50 par jouir). On a déjà proposé l'utilisation d'un contenant rempli d'une solution eutectique, comme moyen d'accumulation du froid - voir le brevet allemand N" 1 015 019 et les demandes de brevets français publiées N" 2 341109 et N" 2 461 209. Dans le cas du brevet allemand N" I 015 019, I'accumulateur de froid se présente comme une cuve remplie d'une solution eutectique, et renfermant un échangeur de chaleur. Ce dernier est parcouru par un fluide qui assure aussi bien l'amenée du froid, produit par un groupe frigorifique, que ltévacuation du froid vers son lieu d'utilisation. L'accumulateur de froid décrit dans le brevet français NO 2341109 se présente comme une cuve remplie d'un mélange eutectique, dans lequel sont immergés des serpentins parcourus par un fluide refrigérant pour l'amenée du froid. La restitution du froid est obtenue en faisant circuler, dans les mêmes serpentins, un fluide caloporteur qui remplace alors le fluide refrigérant. On comprend que la mise en oeuvre des deux solutions techniques précédentes nécessite l'intervention d'un certain nombre de vannes, ce qui en complique la réalisation et le fonctionnement. De plus, dans le cas de la demande de brevet français N" 2 341 109, le mélange eutectique rVest pas statique, mais est mis en circulation à l'intérieur de la cuve ainsi qu'a l'extérieur de celle-ci, d'ou une complication supplémentaire. La demande de brevet français NO 2 461 209 révèle une autre solution technique, consistant a utiliser - comme accumulateur de froid un réservoir rempli d'un mélange eutectique, mais dépourvu de tout serpentin ou autre échangeur intérieur. Le fluide refrigérant s'élève sous forme de gouttes à travers le mélange eutectique, et il en est de même pour le fluide de transfert du froid, ces fluides n'étant pas miscibles avec le mélange eutectique. La mise en oeuvre d'une telle technique est particulièrement délicate. La présente invention vise à éliminer les inconvénients des dispositifs actuels, en fournissant un dispositif utilisant pour l'accumulation du froid et sa restitution un équipement de conception simple, avec une solution eutectique statique, ce dispositif permettant un contrôle parfait de la restitution du froid accumulé et procurant une réserve de froid disponible sur une longue durée. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour la production, l'accumulation et la restitution de froid, comprenant essentiellement une cuve remplie d'une solution eutectique statique, dans laquelle sont immergés un premier échangeur de chaleur et un second échangeur de chaleur, le premier échangeur de chaleur étant parcouru par un fluide refrigérant et étant raccordé à un groupe frigorifique, tandis que le second échangeur de chaleur, parcouru par un fluide caloporteur distinct du fluide refrigérant, est raccordé par un circuit, prévu pour une circulation forcée du fluide caloporteur, à au moins un autre échangeur de chaleur placé sur le lieu d'utilisation du froid. Le dispositif selon l'invention comprend ainsi, à l'intérieur -d'une cuve remplie d'une solution eutectique assurant l'accumulation du froid, un double échangeur de chaleur constitué par exemple par deux serpentins imbriqués l'un dans l'autre, raccordés respectivement à deux circuits extérieurs distincts, l'un pour la production du froid, et l'autre pour la restitution du froid, laquelle s'effectue par une circulation forcée d'un fluide caloporteur.La cuve remplie de solution eutectique pouvant être située à l'extérieur de la caisse du véhicule, on obtient notamment, par rapport aux équipements à plaques eutectiques placées à l'intérieur de la caisse du véhicule, simultanément les avantages suivants - La sécurité procurée par une réserve de froid disponible selon les besoins - La mobilisation rapide du froid à température stable. - L'absence de nuisances sonores sur route ou en ville. - La consommation d'énergie électrique de nuit pendant les heures Creuses EDF. - Le volume utile de la caisse isotherme, libérée de ces plaques eutectiques, est augmenté. - Le froid reste stocké hors de la caisse et il peut être restitué dans cette caisse selon les besoins, ce qui autorise une meilleure gestion du froid (régulation thermostatique de la pompe et du ventilateur). - Le dégivrage de l'échangeur de chaleur, place à l'intérieur de la caisse et assurant le refroidissement de celle-ci, peut etre réalisé automatiquement très rapidement sans devoir décongeler la solution eutectique, ce qui permet de préserver la réserve de froid préalablement sto casée, ainsi que la qualité des échanges de chaleur au niveau de l'échangeur 12. - Le centre de gravité du véhicule avec son équipement complet peut être abaissé par rapport à celui d'un véhicule équipé de plaques eutectiques. - L'équipement essentiellement extérieur à la - caisse du véhicule, peut être aisément monté ou démonté sur une caisse existante de concep tion classique, alors que la mise en oeuvre de plaques eutectiques nécessite des caisses pourvues d'armatures noyées dans les parois pour supporter le poids de ces plaques. - Un thermostat - permet de réguler le niveau de température dans le véhicule et d'exploiter la réserve de froid selon les besoins. - Un ventilateur 13 permet d'homogéniser rapidement la température dans le véhicule après chaque ouverture de porte. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence à l'unique figure du dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif pour la production, I'accumulation et la restitution du froid. Le dessin représente, en coupe verticale, un dispositif conforme å i'invention appliqué à un véhicule à température dirigée, dont la caisse isotherme est désignée dans son ensemble par le repère 1, cette caisse comportant des parois thermiquement isolantes 2 délimitant une "chambre froide" 3. Le dispositif comprend, à l'extérieur de la caisse isotherme 1, un groupe frigorifique 4 assurant la production de froid, et une cuve 5 qui, remplie d'une solution eutectique statique 6, sert à accumuler le froid pour pouvoir le restituer à la caisse 1. Le groupe frigorifique 4 comprend lui-même, -de manière bien connue, un compresseur entraîné par un moteur, un condenseur et un détendeur, ainsi qu'un système de régulation. Ce groupe frigorifique 4 est relié au circuit 7 parcouru par un fluide refrigérant. Le circuit 7 traverse la cuve 5 en formant un premier serpentin 8 immergé dans la solution eutectique 6, le serpentin 8 ayant une fonction d'échangeur de chaleur et plus précisément d'évaporateur: lors du fonctionnement du groupe frigorifique 4, le fluide refrigérant amené à l'état liquide à l'entrée du serpentin 8 s'y évapore en absorbant la chaleur de la solution eutectique 6, donc en refroidissant cette solution pour la congeler, ledit fluide retournant à l'état gazeux vers le groupe frigorifique 4. La cuve 5 renferme encore un second serpentin 9, immergé dans la solution eutectique 67 imbriqué - dans le premier serpentin 8 et il est relié à un autre circuit I O parcouru par un fluide caloporteur distinct du fluide refrigérant. Le second serpentin 9 constitue ainsi un échangeur de chaleur, permettant de transférer le froid depuis la solution eutectique 6 vers le fluide caloporteur parcourant le circuit 10. Le circuit de fluide caloporteur 10 sert à restituer le froid à la caisse isotherme 1. A cet effet, la partie du circuit 10 extérieure à la cuve 5 comporte une pompe Il assurant une circulation forcée du fluide caloporteur, et un dernier échangeur de chaleur 12 placé dans la "chambre froide" 3. L'échangeur 12 peut être constitué par une batterie à ailettes, associée à un ventilateur 13 mettant en circulation, à travers cette batterie, I'air de la "chambre froide" 3. Le froid stocké par la solution eutectique 6 peut ainsi être transféré, selon les besoins, vers l'intérieur de la caisse isotherme l, pour maintenir à la température basse désirée les produits transportés dans cette caisse 1.La réserve de froid représentée par la solution eutectique 6 congelée permet de restituer ce froid à la caisse 3, en dehors des périodes de fonctionnement du groupe frigorifique 4. Comme il va de soi, J'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif pour la production, l'accumulation et la restitution du froid qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. Ainsi, les deux serpentins 8 et 9 immergés dans la solution eutectique 6 de la cuve 5 sont remplaçables par tous échangeurs de chaleur équivalents, à disposition imbriquée, par exemple coaxiale ou en nappes. Quant au domaine d'application de l'invention, celui-ci n'est pas limité aux véhicules frigorifiques, il comprend entre autres les véhicules pour le transport de denrées à température dirigée, et les - chambres froides, fixe pour le stockage de ces mêmes denrées. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la production, l'accumulation et la restitution de froid, et plus particulièrement dispositif assurant l'accumulation de froid au moyen d'une solution eutectique et utilisable comme équipement refrigérant sur des véhicules de transport à température dirigée, caractérisé en ce qu'il comprend~ essentiellement une cuve (5) remplie d'une solution eutectique statique (6), dans laquelle sont immergés un premier échangeur de chaleur (8) et un second échangeur de chaleur (9), le premier échangeur de chaleur (8) étant parcouru par un fluide refrigérant et étant raccordé à un groupe frigorifique (4), tandis que le second échangeur de chaleur (9), parcouru par un fluide caloporteur distinct du fluide refrigérant, est raccordé par un circuit (10), prévu pour une circulation forcée du fluide caloporteur, à au moins un autre échangeur de chaleur (12) placé sur le lieu d'utilisation du froid (I). 2. Dispositif pour la production, l'accumulation et la restitution du froid, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le double échangeur de chaleur de la cuve (5) est constitué par deux serpentins (8,9) imbriqués l'un dans l'autre, et immergés tous deux dans la solution eutectique (6). 3. Dispositif pour la production, l'accumulation et la restitution du froid, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (12), placé sur le lieu d'utilisation du froid et notamment à l'intérieur de la caisse isotherme (1) d'un véhicule frigorifique, est constitué par une batterie à ailettes, associée à un ventilateur (13) mettant de l'air en circulation à travers cette batterie. 4. Dispositif pour la production, l'accumulation et la restitution de froid, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, appliqué à un véhicule frigorifique, caractérisé en ce que le groupe frigorifique (4) est prévu amovible, et notamment séparable de la cuve (5) remplie de solution eutectique (6) au moyen de coupleurs (14,15) prévus sur le circuit de fluide refrigérant (7).