Brevet FR2679987A1 — publié le 19930205

Il est bien connu qu'il est nécessaire de réfrigérer les enceintes de transport de produits périssables Il est aussi bien connu qu'il est nécessaire d'apporter périodiquement de la chaleur pour éliminer le gel ou la glace qui s'est accumulé sur l'évaporateur du système de réfrigération De plus, lorsque des produits périssables sont transportés dans des régions ayant un climat froid, il est nécessaire d'introduire de la chaleur dans l'enceinte de transport pour éviter que les produits périssables se refroidissent ou se gèlent de manière excessive. Un procédé bien connu pour apporter de la chaleur de dégel et assurer des cycles de chauffage consiste à détourner le gaz chaud refoulé par le compresseur du circuit normal de réfrigération pour le diriger directement sur l'évaporateur afin d'obtenir le chauffage souhaité Il a été observé qu'au moment d'un tel passage d'un cycle de refroidissement à un cycle de chauffage, une quantité considérable de l'agent réfrigérant circulant dans le système se bloque dans des parties inactives de ce système et en conséquence n'est pas disponible pour le chauffage. Le brevet US 3 219 102 ayant pour titre "procédé et appareil pour dévier la chaleur provenant de l'évaporateur de l'agent réfrigérant" décrit un tel système de chauffage et de dégel dans lequel une quantité de gaz chaud comprimé provenant du compresseur est envoyée au récepteur afin de mettre ce dernier sous pression et de refouler le liquide réfrigérant hors de ce récepteur pour l'envoyer dans le reste du circuit de réfrigération. Les systèmes de réfrigération de ce type qui sont prévus pour le transport sont en général équipés de plusieurs dispositifs de sécurité Ces dispositifs de sécurité sont conçus pour protéger les éléments du système contre le dégâts causés par des conditions de fonctionnement dangereuses En général, ces dispositifs sont conçus pour détecter un paramètre du système et comparer le paramètre détecté à une valeur prédéterminée de ce paramètre et pour couper le circuit lorsque ces valeurs prédéterminées sont dépassées. Dans des conditions de fonctionnement défavorables, un système de réfrigération de ce type destiné à des véhicules de transport et du type décrit dans le brevet des USA mentionné ci-dessus N O 3 219 102 peut être exposé à des températures de refoulement du compresseur qui sont élevées de manière inadmissible en mode de chauffage par les gaz chauds Lorsque les agents réfrigérants utilisés, tels que le R-22, sont prévus pour des pressions élevées et ont pour particularité d'être à des températures élevées au refoulement du compresseur, ces températures risquent de provoquer des dégâts au compresseur ou des arrêts fréquents, ces deux facteurs étant inadmissibles. Un objet de la présente invention réside dans un réglage de la température de refoulement du compresseur dans un système de réfrigération du type dans lequel un gaz réfrigérant chaud est dirigé sur l'évaporateur pour le chauffage, le liquide réfrigérant étant injecté du récepteur dans le conduit d'aspiration du compresseur. Selon une particularité essentielle du système de réfrigération selon l'invention, destiné à un véhicule de transport et qui est du type dans lequel un point fixe de réglage de la température est maintenu par des cycles de chauffage et de refroidissement, il comprend un circuit fermé d'agent réfrigérant comportant un compresseur d'un gaz réfrigérant qui lui est envoyé, un condenseur d'évacuation de la chaleur de l'agent réfrigérant qui passe par lui, un premier conduit de raccord du refoulement dudit compresseur à l'admission dudit condenseur, un second conduit de raccord de la sortie dudit condenseur à l'admission d'un récepteur, une première soupape montée dans le second conduit, un troisième conduit de raccord de la sortie dudit récepteur à l'admission d'un évaporateur, un quatrième conduit de raccord de la sortie dudit évaporateur à l'admission dudit compresseur, un cinquième conduit de raccord des premier et troisième conduits et une seconde soupape montée dans ledit cinquième conduit, ledit circuit réfrigérant fermé du système de réfrigération étant caractérisé par un sixième conduit de raccord dudit cinquième conduit à l'admission dudit récepteur en un emplacement situé entre ladite seconde soupape et ledit troisième conduit, une soupape de retenue disposée dans ledit sixième conduit et n'autorisant la circulation que dans le sens allant du cinquième conduit audit récepteur, un septième conduit de raccord de la sortie dudit récepteur audit quatrième conduit ainsi qu'une commande du débit de l'agent réfrigérant dans ledit septième conduit. Le circuit fermé du système de l'invention comprend donc un compresseur, un condenseur, un récepteur, un dispositif de détente et un évaporateur Ce système fonctionne en mode de chauffage de manière à dévier la chaleur provenant de l'agent réfrigérant circulant dans le système par blocage de la circulation du gaz chaud provenant du compresseur de manière à lui faire contourner le condenseur pendant que le compresseur fonctionne Le gaz chaud refoulé du compresseur est alors dirigé par des trajets séparés à l'intérieur du circuit vers l'évaporateur et le récepteur de manière à faire pénétrer le gaz comprimé dans l'évaporateur et à refouler le liquide réfrigérant hors du récepteur Le flux du liquide réfrigérant provenant du récepteur est dirigé dans des trajets séparés à l'intérieur du circuit Le premier trajet provenant du récepteur dirige le liquide réfrigérant vers le dispositif de détente de manière qu'il se détende dans l'évaporateur pour ajouter un complément d'agent réfrigérant dans le circuit de chauffage Le second trajet provenant du récepteur dirige le liquide réfrigérant sur le conduit qui raccorde l'évaporateur à l'admission du compresseur La température du gaz chaud refoulé du compresseur est détectée Le flux du liquide passant par le second trajet est ensuite réglé en fonction de la température détectée du gaz refoulé par le compresseur de manière à maintenir la température dans une plage prédéterminée. L'invention va être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre non limitatif et sur lequel: la figure 1 est un schéma d'un système de réfrigération d'une enceinte de transport conforme à la présente invention; la figure 2 est une représentation schématique partielle d'un mode de réalisation d'un système de réfrigération équipé d'un compresseur à deux étages et conforme à la présente invention; la figure 3 est un graphique analogue à celui de la figure 2 et représente une variante de réalisation et la figure 4 est un graphique semblable à celui de la figure 2 et représente une autre variante de réalisation. Sur la figure 1, la référence 10 désigne de manière générale un système de réfrigération à compression du type utilisé pour refroidir des enceintes de transport Ce système est conçu pour maintenir un point fixe de réglage de la température à l'intérieur d'une enceinte de transport par des cycles de chauffage et de refroidissement Le système 10 est du type fréquemment mentionné par le terme: système à trois soupapes destiné à diriger le gaz chaud refoulé par le compresseur sur un évaporateur pour le chauffage ou le dégel Le système 10 est en principe monté sur la cloison antérieure d'un camion ou d'une remorque Ce système comprend un compresseur 12 à piston Le compresseur se trouve dans un circuit de réfrigération dont les composants principaux montés en série sont ce compresseur 12, un condenseur 14 refroidi à l'air, un récepteur 16, une soupape de détente 18 et un évaporateur 20 à détente directe. Le compresseur 12 est commandé de manière usuelle par un moteur à combustion interne représenté schématiquement par la case portant la référence 22 Le fonctionnement du circuit de réfrigération en mode de refroidissement est classique et sera décrit brièvement en regard du dessin avant de passer à une description plus détaillée du système 2679987 et de son mode de fonctionnement lorsqu'il est utilisé en mode de chauffage et de dégel. Pour le refroidissement, lorsque le compresseur 12 est entrainé par le moteur 22, il comprime l'agent réfrigérant dans le système en élevant sa température et sa pression et il refoule l'agent réfrigérant comprimé par le conduit 24 dans le condenseur 14 dans lequel il se condense, puis se dirige sur le récepteur 16 par le conduit 26 et par l'intermédiaire de l'électrovanne 28 de réglage de la pression du condenseur qui est normalement ouverte. Le récepteur 16 emmagasine la charge supplémentaire d'agent réfrigérant nécessaire pour les modes de fonctionnement à basse température ambiante et de chauffage ainsi que de dégel L'agent réfrigérant quitte le récepteur 16 et passe par une vanne 30 de fermeture manuelle de ce récepteur et par un conduit 31 pour parvenir à un réfrigérant secondaire 32 Le réfrigérant secondaire 32 occupe une partie de la surface des serpentins principaux de condensation et lorsque le réfrigérant passe par lui, il abandonne un complément de chaleur à l'air en circulation. A la sortie du réfrigérant secondaire, l'agent réfrigérant passe dans un filtre de séchage 34 qui contient un agent absorbant destiné à maintenir l'agent réfrigérant propre et sec Du filtre 34, le liquide réfrigérant passe par le conduit 35 sur lequel est montée une électrovanne 36 normalement fermée qui fait passer ou coupe la circulation du réfrigérant liquide vers la soupape thermostatique principale 18 de détente Le réfrigérant liquide passe par la soupape de détente 18 dans laquelle il est partiellement évaporé et sa pression est abaissée avant qu'il atteigne l'évaporateur 20 dans lequel le reste du réfrigérant liquide s'évapore Le gaz réfrigérant est ensuite renvoyé par le conduit 37 à l'admission du compresseur pour achever le cycle La soupape principale 18 de détente est commandée par un ballon thermique 33 et une canalisation extérieure 39 d'égalisation de manière classique. Un conduit de refroidissement brusque 47, dans lequel est monté une soupape correspondante 43, est branché par un raccord en T 41 sur le conduit à liquide 35 La soupape 43 est actionnée par un ballon 45 placé sur le conduit 24 de refoulement du compresseur et ouvrant et fermant la soupape 43 de la manière nécessaire à maintenir la température de refoulement du compresseur dans une plage souhaitée Plus particulièrement, la soupape 43 de refroidissement brusque est une soupape de détente à pression constante qui règle l'admission de réfrigérant liquide dans le conduit d'aspiration 37 à l'emplacement du raccord en T 50 auquel il se mélange avec l'agent réfrigérant quittant le serpentin de l'évaporateur La soupape 43 de refroidissement brusque est semblable à une soupape usuelle de détente thermique, sauf qu'elle ne comporte aucune entrée aval de pression, c'est-à-dire aucun égalisateur La soupape ne fonctionne qu'en réponse à la température du ballon 45 fixé sur le conduit de refoulement du compresseur La température de fonctionnement de la soupape est calculée de manière que la température de refoulement demeure notablement sous la température maximale de fonctionnement de la combinaison particulière huile/agent réfrigérant qui est utilisée dans le système La nature de la soupape de refroidissement brusque est telle qu'elle répond lentement aux variations de température de manière à éviter une "chasse" qui pourrait se produire avec une soupape de détente thermique qui répond plus rapidement. Cette disposition est particulièrement utile lorsque les agents réfrigérants utilisés dans le système, tels que le R-22, ont potentiellement des températures élevées de refoulement Comme on le verra au cours de la description des modes de fonctionnement à chauffage par le gaz chaud et à dégel, cette disposition permet aussi à la soupape 43 de refroidissement brusque de régler la température de refoulement du compresseur pendant ces modes de fonctionnement. Les composants combinés avec le système de chauffage par les gaz chauds et de dégel vont être décrits Le conduit 38 de chauffage par le gaz chaud va d'un raccord 40 en T au conduit 24 de refoulement du compresseur L'autre branche du raccord 40 en T établit la communication entre le conduit de décharge du compresseur et le condenseur 14. L'autre extrémité du conduit 38 de gaz chaud communique directement avec le conduit 52 de l'agent réfrigérant qui va à l'évaporateur 20, en aval de la soupape de détente thermique 18 Le conduit 38 de gaz chaud sert aussi de radiateur d'évacuation de la chaleur de la cuve, de manière classique, bien que non représentée sur le dessin Un embanchement 42 part d'un raccord 54 en T sur le conduit 38 de gaz chaud pour établir la communication fluidique avec le récepteur 16 Une soupape d'arrêt 44 de dérivation est montée dans l'embranchement 42 et n'autorise la circulation que dans le sens allant du conduit 38 de gaz chaud au récepteur 16 Une électrovanne 46 est montée dans le conduit 38 de gaz chaud en aval du raccord 40 en T. La commande automatique du système de réfrigération est assurée par un appareil électronique 48 de commande qui comprend de préférence un microprocesseur disposant de mémoires et programmable de manière à pouvoir commander les composants du système La commande de l'électrovanne 46 par laquelle passent les gaz chauds et celle de l'électrovanne 28 de commande de la pression du condenseur ont une importance particulière dans le cadre de la présente invention. Lorsque l'appareil de commande 48 demande un refroidissement, l'électrovanne 46 est fermée et l'électrovanne 28 de commande de la pression du condenseur est ouverte, ce qui permet au système de fonctionner en mode de refroidissement tel que décrit ci-dessus alors que le compresseur est en fonctionnement Lorsque l'appareil de commande 48 demande un chauffage, soit pour chauffer l'enceinte de transport, soit pour dégeler l'évaporateur, l'électrovanne 46 normalement fermée est mise en position d'ouverture et l'électrovanne 28 de commande de la pression du condenseur est mise en position de fermeture Lorsque ceci se produit, le condenseur se remplit d'agent réfrigérant et le gaz chaud provenant du compresseur passe directement du conduit 38 dans l'évaporateur 20 de manière à fournir la chaleur souhaitée pour le chauffage ou le dégel. Pendant les modes de fonctionnement à chauffage et à dégel, l'électrovanne 28 de commande de la pression du condenseur est fermée, ce qui bloque l'arrivée d'agent réfrigérant gazeux dans le récepteur 16 Le récepteur continue d'être alimenté en gaz réfrigérant chaud, toutefois, pendant ces modes de fonctionnement, au moyen du conduit 42 branché sur le conduit 38 de gaz chaud afin d'alimenter le récepteur en agent réfrigérant par l'intermédiaire de la soupape de retenue 44 En conséquence, aussi longtemps que l'électrovanne 36 du conduit à liquide est ouverte, une alimentation en liquide réfrigérant est disponible pour être dosée par la soupape de détente 18 afin d'autoriser un complément d'agent réfrigérant à pénétrer en quantité dosée dans le cycle des gaz chauds pour fournir un complément de capacité de chauffage Conformément à la présente invention, le conduit à liquide provenant du récepteur communique aussi directement avec le conduit 47 de refroidissement brusque du liquide en assurant ainsi une alimentation en liquide réfrigérant du système de refroidissement brusque, comme décrit plus en détail plus haut, pendant les modes de fontionnement à chauffage et à dégel. Trois modes de réalisation de l'invention comprenant un compresseur à deux étages sont représentés sur les figures 2, 3 et 4 Dans chacun de ces modes de réalisation, le conduit 37 d'admission dans le compresseur et le conduit 24 de refoulement de ce dernier sont ceux représentés sur la figure 1 Le compresseur 12 comprend un premier étage 12 a et un second étage 12 b raccordés par un conduit 14. Dans les modes de réalisation des figures 2 et 3, le conduit 47 de refroidissement brusque communique avec le conduit 37 d'admission du compresseur Dans le mode de réalisation de la figure 2, le ballon 45 de commande de la soupape de refroidissement brusque est placé sur le conduit 14 situé entre les deux étages et il commande ainsi ce refroidissement en fonction de la température à la sortie du premier étage Dans le mode de réalisation de la figure 3, le ballon 45 de commande de la soupape de refroidissement brusque est placé sur le conduit 24 de refoulement du second étage et commande ainsi ce refroidissement en fonction de la température au refoulement du second étage. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le conduit 47 de refroidissement brusque communique avec le conduit 14 situé entre les étages du compresseur Le ballon 45 de commande de ce refroidissement est placé sur le conduit 24 de refoulement du second étage et il commande ainsi le refroidissement en fonction de la température au refoulement du second étage. Donc, conformément à l'invention, celle-ci comprend une commande de la température de refoulement du compresseur qui est équipée d'un système de refroidissement brusque à injection de liquide qui fonctionne dans tous les modes de fonctionnement d'un système de réfrigération d'une enceinte de transport. Il va de soi que différentes modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Système de réfrigération ( 10) du type qui maintient un point fixe de réglage de la température par des cycles de chauffage et de refroidissement et qui comprend un circuit fermé d'agent réfrigérant comportant un compresseur ( 12) de gaz réfrigérant qui lui est envoyé, un condenseur ( 14) destiné à évacuer de la chaleur de l'agent réfrigérant passant par lui, un premier conduit ( 24) de raccord du refoulement dudit compresseur à l'admission dudit condenseur, un second conduit ( 26) de raccord de la sortie dudit condenseur à l'admission d'un récepteur ( 16), une première soupape ( 28) fonctionnant entre une position d'ouverture et une position de fermeture et montée dans ledit second conduit, un troisième conduit ( 31, 35, 52) de raccord de la sortie dudit récepteur à l'admission d'un évaporateur ( 20), un quatrième conduit ( 37) de raccord de la sortie dudit évaporateur à l'admission dudit compresseur, un cinquième conduit ( 38) de raccord desdits premier et troisième conduits, une seconde soupape ( 46) fonctionnant entre une position d'ouverture et une position de fermeture et montée dans ledit cinquième conduit, ledit système de réfrigération étant caractérisé en ce qu'il comprend un sixième conduit ( 42) de raccord dudit cinquième conduit ( 38) à l'admission dudit récepteur ( 16) en un emplacement situé entre ladite seconde soupape ( 46) et ledit troisième conduit, une soupape de retenue ( 44) disposée dans ledit sixième conduit ( 42) de manière à n'autoriser la circulation que dans le sens allant du cinquième conduit ( 38) audit récepteur ( 16), un septième conduit ( 47) de raccord de la sortie dudit récepteur ( 16) audit quatrième conduit ( 37) et une commande ( 43, 45) de la circulation de l'agent réfrigérant dans ledit septième conduit ( 47). 2 Système de réfrigération selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite commande de la circulation du réfrigérant dans ledit septième conduit ( 47) comprend un détecteur ( 45) de la température de l'agent réfrigérant chaud et comprimé, refoulé dudit compresseur ( 12) par ledit premier conduit ( 24) et une soupape ( 43) montée dans ledit septième conduit ( 47) et qui fontionne en réponse à la température détectée par ledit détecteur ( 45) afin de régler la circulation de l'agent réfrigérant passant par elle de manière à commander ainsi la température du gaz refoulé par le compresseur. 3 Système de réfrigération selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une commande ( 48) destinée à déterminer quand un cycle de chauffage est nécessaire et, lorsque cette nécessité a été déterminée, à actionner ladite première soupape ( 28) pour la mettre en position de fermeture et pour mettre ladite seconde soupape ( 46) en position d'ouverture, de manière que la circulation du réfrigérant provenant dudit compresseur ( 12) soit dirigée sur ledit évaporateur ( 20) par lesdits premier ( 34) et cinquième ( 38) conduits et vers ledit récepteur ( 16) par lesdits premier, cinquième et sixième ( 42) conduits et le liquide réfrigérant est envoyé sur ladite soupape ( 43) par ledit septième conduit (( 47) afin de régler la température de refoulement du compresseur. 4 Système de réfrigération selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détente ( 18) disposé dans ledit troisième conduit ( 31, 52). 5 Système de réfrigération selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un économiseur à échange de chaleur ( 32) monté fonctionnellement dans ledit troisième conduit ( 31, 35, 52) entre ledit récepteur ( 16) et ledit moyen de détente ( 18). 6 Système de réfrigération selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième soupape ( 36) fonctionnant entre une position d'ouverture et une position de fermeture et disposée dans ledit troisième conduit ( 31, , 52) entre ledit économiseur ( 32) et ledit dispositif de détente ( 18). 7 Système de réfrigération selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur de la il 12 2679987 pression de refoulement du compresseur (HP-2) qui est destiné à mettre ladite troisième soupape ( 36) en position de fermeture lorsque ladite pression détectée dépasse une valeur prédéterminée.5