Brevet FR2768497A1 — publié le 19990319

L'invention concerne un dispositif frigorifique en conditions de fonctionnement variables, et plus particulièrement des climatiseurs qui fonctionnent à des régimes très variables de température extérieure et de puissance frigorifique à fournir, ou encore des groupes frigorifiques. Les solutions de l'état de l'art actuel consistent généralement à alterner des séquences de marche / arrêt du compresseur pour réguler la puissance frigorifique à fournir. La détente du liquide se fait:15 - soit par un capillaire, sur des machines classiques, - soit par des détendeurs thermostatiques, maintenant sur des appareils plus évolués. Ces deux solutions nécessitent une régulation de la température de condensation et la présence d'une réserve de20 liquide à l'amont du dispositif de détente. Par ailleurs, les organes de détente sont: - soit fragiles, comme c'est le cas pour le train thermostatique, - soit onéreux pour les organes de détente de type électronique. Un avantage du dispositif de l'invention est d'augmenter la fiabilité du dispositif de détente par l'utilisation de deux organes de détente, comme des capillaires au lieu d'un seul comme classiquement. Le fait de rajouter un deuxième30 organe de détente supprime le besoin d'une réserve de liquide à l'amont du détendeur. Ce deuxième capillaire permet une adaptation à des températures extérieures et à des charges frigorifiques variables. Un autre avantage du dispositif de l'invention est de permettre également de réduire la charge de fluide frigorigène et supprime presque totalement les risques de coups de liquide si néfastes à la vie de l'installation. 2 Un autre avantage du dispositif de l'invention est d'être entièrement statique, ce qui permet d'augmenter considérablement la fiabilité du groupe frigorifique. En effet, la présente invention concerne un dispositif5 frigorifique en conditions de fonctionnement variables, du type comportant au moins sur un circuit d'un fluide frigorifique un évaporateur, un compresseur, un organe de détente principal et un condenseur. Selon l'invention, le dispositif comporte aussi un organe de détente secondaire,10 de sorte que l'organe de détente principal assure l'alimentation de l'évaporateur aux conditions nominales de sélection, et que l'organe de détente secondaire court- circuite une partie des gaz haute pression saturés lorsque les conditions de fonctionnement réelles sont plus élevées que les conditions de fonctionnement nominales. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et de la figure unique annexée qui est: - la figure 1: un schéma bloc d'un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un exemple de réalisation de l'invention proposée. Le capillaire principal 1 est dimensionné pour le régime nominal de fonctionnement du groupe frigorifique. La charge de fluide frigorigène est adaptée pour être tout juste suffisante au régime nominal souhaité. Cette charge ainsi définie permet d'alimenter le capillaire secondaire 2 en gaz lorsque la température est supérieure à la température extérieure nominale de sélection ou en liquide dans le cas contraire. Ce capillaire secondaire 2 permet donc de réduire la puissance frigorifique fournie du compresseur lorsque la pression de condensation monte et facilite de ce fait le démarrage du groupe frigorifique lors des hautes températures de condensation. Lorsque les besoins frigorifiques et la température de condensation baissent, la surchauffe des gaz à l'aspiration du compresseur augmente et provoque en règle générale un arrêt du compresseur par déclenchement de son dispositif de protection. Dans ce cas de fonctionnement, le capillaire secondaire est alimenté en liquide et permet une injection de liquide à l'aspiration du compresseur reculant d'autant le point de déclenchement de son dispositif de protection. On va maintenant décrire les diverses variantes possibles de l'invention. Le dispositif de l'invention n'est pas limité à la forme de réalisation de la figure annexée, mais au contraire peut être varié, particulièrement dans le nombre de ses composants principaux. Il peut comporter au moins un capillaire pour constituer l'un des organes de détente principal 1 ou secondaire 2. Il peut comporter au moins un détendeur thermostatique pour constituer l'un des organes de détente principal 1 ou secondaire 2. Dans un mode de réalisation, l'organe de détente secondaire 2, et préférentiellement quand cet organe est constitué par un capillaire, exécute une injection de liquide au piquage 9 lorsque la surchauffe augmente du fait du fonctionnement de l'organe de détente secondaire 2, de sorte qu'il refroidit les gaz à l'aspiration du compresseur 5. Dans un mode préféré de réalisation, le dispositif frigorifique ne comporte pas de réserve de liquide, de sorte qu'il puisse fonctionner en état de manque de liquide lorsque les conditions nominales sont dépassées. Dans un autre mode de réalisation, la position du piquage de l'organe de détente secondaire 2 se fait sur la conduite haute pression 3 à la sortie du condenseur 4 sur le circuit frigorifique. Dans un autre mode de réalisation, la position du piquage 10 de l'organe de détente secondaire 2 se situe près de l'endroit o la tuyauterie n'est plus pleine de liquide durant le fonctionnement nominal. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif frigorifique de l'invention comporte, en série sur le circuit de circulation du fluide frigorigène, un déshydrateur 8 disposé du côté haute pression du premier organe de détente 1, de sorte que, notamment, le déshydrateur 8 se situe du côté basse pression du piquage déshydrateur 8 se situe du côté basse pression du piquage du second organe de détente 2. Ainsi qu'il est connu, le déshydrateur 8 est équipé d'un moyen indiquant son état de marche comme un voyant allumé lorsqu'il fonctionne. Dans un mode alternatif de réalisation, le dispositif frigorifique de l'invention comporte aussi un élément de régulation de la puissance du compresseur 5 et/ou un moyen commandant un démarrage programmé selon, par exemple, le séquencement suivant: 1 démarrage du compresseur avec fermeture de l'alimentation en fluide frigorigène de l'évaporateur; 2 évaporation du liquide frigorigène restant dans l'évaporateur; 3 alimentation normale de l'évaporateur; et comandant un arrêt programmé selon, par exemple, la séquence suivante: 1 fermeture de l'alimentation en fluide frigorigène de l'évaporateur; 2 évaporation du fluide frigorigène restant dans l'évaporateur; 3 arrêt du compresseur frigorifique; lors des séquences arrêt marche du compresseur. L'élément de régulation et/ou le moyen commandant un démarrage programmé et commandant un arrêt programmé comportant au moins un dispositif d'arrêt de l'alimentation en fluide frigorigène comme par exemple une électrovanne 7. Les informations contenues dans la présente invention permettent de réaliser un climatiseur d'air ambiant qui comporte au moins un dispositif frigorifique tel que défini plus haut. Les informations contenues dans la présente invention permettent de réaliser un groupe frigorifique, qui comporte au moins un dispositif frigorifique tel que défini plus haut. REVEND I CATIONS 1 - Dispositif frigorifique en conditions de fonctionnement variables, du type comportant au moins sur un circuit d'un fluide frigorifique un évaporateur, un compresseur, un organe de détente principal et un condenseur, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un organe de détente secondaire 2, de sorte que l'organe de détente principal 1 assure l'alimentation de l'évaporateur aux conditions nominales de sélection, et que l'organe de détente secondaire 2 court- circuite une partie des gaz haute pression saturés lorsque les conditions de fonctionnement réelles sont plus élevées que les conditions de fonctionnement nominales. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins l'un des organes de détente principal 1 ou secondaire 2 est constitué par un capillaire. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins l'un des organes de détente principal 1 ou secondaire 2 est constitué par un détendeur thermostatique. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de détente secondaire 2 exécute une injection de liquide lorsque la surchauffe augmente du fait du fonctionnement de l'organe de détente secondaire 2, de sorte qu'il refroidit les gaz à l'aspiration du compresseur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il ne comporte pas de réserve de liquide, de sorte qu'il puisse fonctionner en état de manque de liquide lorsque les conditions nominales sont dépassées. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la position du piquage de l'organe de détente secondaire 2 se fait sur la conduite haute pression 3 à la sortie du condenseur 4 sur le circuit frigorifique. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le piquage se situe près de l'endroit o la tuyauterie 6 n'est plus pleine de liquide durant le fonctionnement nominal. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un élément de régulation de la puissance du compresseur et/ou un moyen commandant un démarrage programmé et commandant un arrêt programmé lors des séquences arrêt marche du compresseur, ledit élément de régulation et/ou ledit moyen commandant un démarrage programmé et commandant un arrêt programmé10 comportant au moins un diospositif d'arrêt de l'alimentation en fluide frigorigène comme une électrovanne. 9. Climatiseur d'air ambiant, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif frigorifique selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Groupe frigorifique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif frigorifique selon l'une des revendications 1 à 8.