Brevet FR2672376A1 — publié le 19920807

La présente invention concerne un système de refroidissement apte à générer instantanément de l'air froid par stockage de réfrigérant, comme par exemple un conditionneur d'air. Au conditionneur d'air, tel que connu selon l'art antérieur, possède une structure de base telle qu'illustrée sur la figure 2 annexée et dont lefonctionnement est rappelé ci-après. Le compresseur 1 comprime la vapeur de réfrigérant 11 sous haute pression et haute température à travers le condenseur 2, qui est refroidi par le ventilateur 3 (soufflant de l'air chaud à l'extérieur) pour donner un condensat de liquide 21 sous haute pression et basse tem- pérature Ce liquide 21 passe dans le dessicateur 8 pour éliminer par filtratkion l'eàu et Les impuretés puis dans le tube capillaire 9 pour réduire sa pression jusqu'au désenbueur 51 à une basse pression et faible température et il entre ensuite da Us l'évaporateur 6 pour expansion. L'évaporateur absorje une grande quantité d'énergie (chaleur) venant de l'air intérieur, aspiré par le ventilateur 7 (ou bien l'air vient de l'extérieur par la canalisation d'air frais V) et il souffle alors de l'air refroidi C La vapeur 61, à basse pression et basse température, évaporée par l'évaporateur 6 est alors dirigée à nouveau dans le compres- seur 1 pour augmenter sa pression et sa température Le réfrigérant est ainsi en circulation continue Dans ce cas, les ventilateurs 3 et 7 uti- lisent le même moteur M Le flux d'air froid C est contrôlé par le venti- lateur 7 Le compresseur 1 est commandé, soit en position de fonctionne- ment soit en fin de circuit, par un régulateur thermostatique (non illustré ici) selon la température ambiante et selon une-valeur prédéterminée Le flux de réfrigérant s'arrête peu après que le compresseur 1 soit stoppé. Le nouveau système selon l'invention, tel que défini dans les revendications qui suivent, permet de stocker le réfrigérant liquide, condensé à partir de la vapeur comprimée sous haute pression, dans un conte- neur liquide et de le libérer, par un détendeur, dans un évaporateur et un récepteur de vapeur temporaire; le système permet de libérer de l'air refroidi et d'assurer indépendamment la rotation du compresseur, en accord avec la rotation d'un ventilateur-évaporateur t régulation indépendante. Le réfrigérant liquide pré-stocké peut générer une quantité adéquate d'air refroidi juste après la mise en route du dispositif. Les dessins annexés illustrent des modes de réalisation o la figure 1 montre une réalisation conforme à l'invention alors que la fi- gure 2 représente un système conventionnel de refroidissement. Comme on peut le voir sur la figure 1, un dispositif conforme à l'invention comprend tout d'abord les mêmes mécanismes que ceux du dis- positif classique de la figure 2, à savoir: le compresseur 1, le conden- seur 2, le ventilateur 3,l'éVaporateur 6, le ventilateur 7 et la canalisa- tion d'arrivée d'air frais V, la vapeur 11 de réfrigérant circulant dans le tube sous haute pression et à température élevée, le liquide 21 à hau- te pression et à basse température, la buée 51 à basse pression et basse température, la vapeur 61 à basse pression et basse température, et l'air chaud généré H et l'air refroidi obtenu C. Les ventilateurs 3 et 7 sont de préférence actionnés par deux moteurs 30 et 70 commandés indépendamment Conformément à l'invention, au lieu de relier directement le dessicateur de réfrigérant 8 et le tube capillaire 9 au condensateur 2 et à l'évaporateur 6 comme illustré sur la figure 2, on prévoit un conteneur à liquide 4 pour stocker le liquide con- densé à haute pression et basse température, purifié dans le filtre 41 qui est commandé par un détendeur 5 à solsnoide (électromagnétique) pour effec- tuer l'injection dans l'éVaporateur 6 et se transforme Pen buée 51 à basse pression et basse température puis commencer à s'évaporer Le détenteur à solénoïde 5, qui peut être soit un clapet à ouverture/fermeture soit une soupape à pointeau et qui est apte à être actionné en continu, fonctionne sous le signal de commande délivré par le système de commande 10 Le déten- deur 5 dispose d'une soupape à pointeau tirée et retirée par la puissance électromagnétique et un ressort de façon à ouvrir et fermer un injecteur. Ce dernier s'ouvre jusqu'à un certain degré pendant le temps o la soupape à soléno Tde peut contrôler la quantité injectée de réfrigérant 51 Ce type de structure et de fonction peut être comparé à l'injection de fuel dans l'art antérieur et ne sera donc pas décrit ici plus en détail. Le conteneur à liquide 4 comprend On détecteur à levier 42 qui contrôle la quantité stockée de réfrigérant liquide 21 et envoie un signal au système de commande 10 pour ajuster et maintenir la quantité adéquate de réfrigérant liquide à tout moment; lorsque le niveau de stocka- ge tombe à un seuil faible, la rotation du compresseur 1 et le moteur 30 du ventilateur seront alors en accélération ou en démarrage Quand le niveau monte à un seuil élevé, la rotation du compresseur 1 et le moteur 30 du ventilateur de condenseur seront en ralentissement ou arrêt Selon une autre fonction du dispositif, lorsque le compresseur 1 est prêt d'être stoppé mais que le niveau de stockage est encore en dessous du seuil élevé, le compresseur 1 et le moteur 30 resteront en rotation jusqu'à ce que la déficience soit compensée. Le conteneur à liquide 4 stocke le liquide réfrigérant 21 à tout moment; ainsi, la quantité ou le débit du réfrigérant 51 issu de la soupape à soléinoïde 5 peut être ajusté(e) à tout moment, si néces- saire De ce fait, le moment d'ouverture/fermeture de la soupape à solénoïde 5 et la vitesse du moteur 70 du ventilateur d'évaporateur, commandés par le système 10, peuvent agir sur la capacité en frigories de l'air de refroidissement C, ceci même lorsque le compresseur 1 se trouve en faible rotation ou ne tourne pas du tout C'est seulement s'il existe une diffés rence de pression entre les deux extrémités de la soupape à solénoïde 5 que le réfrigérant peut être injecté et introduit dans l'évaporateur et le réceptacle de vapeur; on peut alors libérer une quantité d'air réfri-, géré C du fait de l'action de la soupape à solénoïde 5 et du moteur 70 du ventilateur de l'évaporateur. Afin d'ajuster la quantité adéquate de réfrigérant 51, 61 dans le tube à basse pression avant que le compresseur 1 commence sa rotation ou lorsqu'il tourne à faible vitesse, on peut accroître le dia- mètre ou la longueur de l'évaporateur 6 ou encore disposer un réceptacle de vapeur 62 après l'évaporateur 6 comme illustré sur la figure 1 La sortie 622 de ce réceptacle 62 est à un niveau plus élevé que l'entrée 621, si bien que le compresseur 1 est protégé des dommages qui pourraient être dus à tout liquide réfrigérant ou eau condensés si, par hasard, il en reste dans le fond 623 du réceptacle 62; ces derniers ne peuvent donc s'écouler dans le compresseur 1. On notera en outre qu'une soupape d'arrêt 12 est avanta- geusement prévue entre le compresseur 1 et le condenseur 2. -REVENDICATIONS- * R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Dispositif de refroidissement, tel que conditionneur d'air, apte à générer instantanément de l'air refroidi, avec stockage de réfrigé - rant, du type comportant: un compresseur ( 1), un condenseur ( 2), un éva- porateur ( 6) et des ventilateurs ( 3,7) pour le condenseur et l'évaporateur; caractérisé en ce qu'il comprend un réceptacle de réfrigérant liquide ( 4) et une soupape de commande ( 5) qui soft reliés successivement entre le con- denseur ( 2) et l'évaporateur ( 6); la vapeur à haute pression comprimée par le compresseur ( 1) entrant dans le condenseur ( 2) alors que le récepteur de liquide ( 4) stocke le réfrigérant liquide condensé; ladite soupape ( 5) commandant la quantité injectée de réfrigérant liquide, stockée dans le réceptacle à liquide, dans l'évaporateur pour provoquer l'évaporation et refroidirl'air en circulation; ledit dispositif permettant au débit de l'air refroidi d'être commandé par ladite soupape ( 5) et l'action du ven- tilateur d'évaporateur ( 7) au lieu d'être commandé par le compresseur ( 1) et la vitesse opérationnelle du ventilateur de condenseur ( 3). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un détecteur à levier ( 42) dans le réceptacle à liquide ( 4) pour contrôler la quantité stockée de réfrigérant liquide et pour générer des signaux utilisés par un système de commande ( 10) pour commander ladite soupape ( 5) afin de maintenir une quantité stockée adéquate de réfrigérant liquide à tout moment, à savoir: lorsque le niveau de stockage chute à un seuil bas, le condenseur ( 2) et le compresseur ( 1) étant alors mis en ac- célération ou en marche; ou, quand le dit niveau atteint un seuil élevé, ledit compresseur et ledit condenseur étant alors mis en chute de vitesse ou stoppés. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une soupape d'arrêt ( 12) entre le compresseur ( 1) et le condenseur ( 2) 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un réceptacle à vapeur ( 62) entrel'évapo- rateur ( 6) et le compresseur ( 1) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ventilateurs du condenseur et de l'évaporateur ( 3,7) sont actionnés par deux moteurs indépendants ( 30, 70). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la soupape de commande ( 5) est une soupape à soléno T- de commandée par un microcalculateur. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérise en ce que le condenseur ( 2) utilise de l'eau comme milieu de refroidissement.