Brevet FR2983283A1 — publié le 20130531

La présente invention concerne une installation frigorifique pour la production de froid dans une zone à refroidir du type comprenant au moins : - une unité frigorifique comportant au moins un compresseur à vitesse variable 5 et un évaporateur à travers lesquels un fluide frigorigène circule, - des moyens de mesure de la température aptes à être positionnés dans la zone à refroidir, - des moyens de pilotage du compresseur en fonction des données fournies par les moyens de mesure de la température. 10 Une installation comportant une unité frigorifique dont le compresseur est un compresseur à vitesse variable dont la vitesse varie en fonction de la température de la zone à refroidir, c'est-à-dire en fonction de la demande en froid, est une installation connue de l'état de la technique. Toutefois, jusqu'à 15 présent, de telles installations ne sont pas installées dans des sites isolés dépourvus de réseau électrique, tels que certaines régions d'Afrique, de sorte que dans ces régions à fort ensoleillement, le stockage et la conservation de denrées périssables, telles que le lait, sont problématiques. 20 Une solution à ce problème serait d'alimenter ladite installation frigorifique à l'aide d'une unité photovoltaïque pour permettre l'alimentation en énergie électrique du compresseur de l'unité frigorifique de l'installation. Toutefois, jusqu'à présent, une telle solution n'a pas été envisagée car les unités frigorifiques sont connues comme très énergivores et nécessitent des unités 25 photovoltaïques dont les surfaces des panneaux ou les capacités des batteries ne seraient pas compatibles avec une solution économiquement viable. Un but de la présente invention est donc de proposer une installation frigorifique dont la conception permet l'obtention d'une installation frigorifique 30 solaire apte à fonctionner de manière continue sur une longue période de temps. Un autre but de la présente invention est de proposer une installation frigorifique dont la conception permet l'obtention d'une installation dont l'unité photovoltaïque est de dimension acceptable économiquement. A cet effet, l'invention a pour objet une installation frigorifique pour la production de froid dans une zone à refroidir du type comprenant au moins : - une unité frigorifique comportant au moins un compresseur à vitesse variable et un évaporateur à travers lesquels un fluide frigorigène circule, - des moyens de mesure de la température aptes à être positionnés dans la 10 zone à refroidir, - des moyens de pilotage du compresseur en fonction des données fournies par les moyens de mesure de la température, caractérisée en ce que l'installation comporte en outre au moins une unité photovoltaïque raccordable à l'unité frigorifique pour l'alimentation en énergie 15 électrique du compresseur de ladite unité et un capteur de rayonnement lumineux, les moyens de pilotage du compresseur étant équipés de moyens de réception des signaux du capteur de rayonnement lumineux pour piloter également le compresseur en fonction desdits signaux. 20 Le pilotage du compresseur de l'unité frigorifique par deux capteurs, à savoir un capteur de température et un capteur de rayonnement lumineux permet d'optimiser la performance du compresseur et de limiter sa demande lors de la chute d'intensité d'éclairement du soleil tout en continuant à fonctionner, ce qui ne serait pas le cas avec une installation frigorifique traditionnelle. En d'autres 25 termes, lors de la chute du rayonnement solaire, par exemple pendant la période nocturne, le compresseur réduit sa consommation électrique et donc la production de froid de l'unité frigorifique mais ne s'arrête pas comme une installation frigorifique traditionnelle. 30 De préférence, les moyens de pilotage du compresseur en fonction des données fournies par les moyens de mesure de la température sont des moyens de pilotage dits de type tout ou rien de commande de marche ou d'arrêt du compresseur en fonction desdites données. Les moyens de pilotage du compresseur commandent le compresseur en fonction de la demande en froid. De préférence, les moyens de pilotage du compresseur en fonction des signaux du capteur de rayonnement lumineux sont des moyens de pilotage de la vitesse du compresseur en fonction desdits signaux. Les moyens de pilotage du compresseur commandent donc la vitesse du compresseur en fonction par exemple de l'intensité lumineuse et/ou du flux lumineux et/ou de l'éclairement lumineux, en particulier d'origine solaire. De préférence, le capteur de rayonnement lumineux est un pyranomètre ou un 15 irradiancemètre. Généralement, le compresseur à vitesse variable est, pour la variation de la vitesse dudit compresseur, équipé d'un variateur de fréquence. 20 L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence à la figure unique qui représente une vue schématique d'ensemble d'une installation conforme à l'invention. Comme mentionné ci-dessus, l'installation frigorifique, objet de l'invention, est 25 plus particulièrement destinée à être installée dans une région isolée de préférence à fort taux d'ensoleillement mais dépourvue de réseau électrique comme cela est le cas par exemple dans certaines régions isolées d'Afrique ou d'autres continents. 30 Cette installation frigorifique est destinée à permettre le refroidissement ou le maintien à une température basse d'une zone 10 à refroidir formée par exemple par une enceinte de réfrigération, telle qu'une chambre froide, une citerne de lait ou autre. Cette installation frigorifique comprend une unité frigorifique dite à compression qui comporte au moins un compresseur 1, un condenseur 3, un détendeur 4 et un évaporateur 2 à travers lesquels circule, dans cet ordre, un fluide frigorigène qui forme ainsi un circuit en boucle entre lesdits éléments de ladite unité frigorifique. L'évaporateur 2 est disposé dans la double paroi de l'enceinte à refroidir et/ou 10 à maintenir à température basse. Le compresseur 1 est quant à lui un compresseur à vitesse variable. A cet effet, le compresseur 1 est équipé d'un variateur 9 de fréquence. Cette installation comporte encore des moyens 5 de mesure de la température 15 aptes à être positionnés dans la zone 10 à refroidir. Dans l'exemple représenté, ces moyens 5 de mesure sont formés par un capteur de température disposé dans le volume intérieur de l'enceinte. L'installation comporte encore des moyens 6 de pilotage du compresseur 1. 20 Ces moyens de pilotage comprennent généralement une unité de traitement électronique et/ou informatique qui peut être formée par un microprocesseur ou une carte électronique. Cette unité de traitement est apte à traiter les données d'entrée qui lui sont fournies et à émettre un signal de commande du compresseur en fonction du résultat du traitement des données. Il doit être noté 25 que lorsqu'il est précisé que l'unité de traitement est configurée pour réaliser une opération, telle que le traitement de données, cela signifie que ladite unité comprend des instructions de préférence informatiques permettant de réaliser lesdites opérations. 30 Ces moyens de pilotage peuvent se présenter sous forme d'un boîtier ou d'une armoire déportée par rapport à l'unité frigorifique ou accolée à ladite unité frigorifique. L'installation comporte encore une unité 7 photovoltaïque raccordable à l'unité frigorifique pour l'alimentation en énergie électrique du compresseur 1 de ladite unité frigorifique et un capteur 8 de rayonnement lumineux. L'unité 7 photovoltaïque comporte au moins un panneau 71 photovoltaïque, un accumulateur 72 d'énergie électrique, tel qu'une batterie, un régulateur 73 de charge, et un onduleur 74, ledit régulateur 73 étant disposé entre d'une part, l'accumulateur 72 d'énergie ou l'onduleur 74 et, d'autre part, le au moins un panneau 71 photovoltaïque, ledit régulateur 73 présentant deux modes de fonctionnement, l'un, dans lequel il alimente en énergie électrique l'accumulateur 72, l'autre, dans lequel il alimente en énergie électrique l'onduleur 74, ce régulateur 73 étant un régulateur pilotable en fonctionnement apte à être piloté à partir des données fournies par les moyens 5 de mesure de température de la zone à refroidir pour le passage dudit régulateur d'un mode de fonctionnement à un autre. Ainsi, lorsque le capteur de température mesure une température inférieure à la valeur ou plage de valeurs de consigne nécessitant la mise en marche du compresseur, l'énergie électrique produite par le ou les panneaux photovoltaïques peut être stockée dans les accumulateurs. Le capteur 8 de rayonnement est de préférence un capteur 8 de mesure d'irradiance disposé au voisinage de l'unité 7 photovoltaïque. Les moyens 6 de pilotage comprennent des moyens de réception des signaux du capteur 8 de rayonnement lumineux et des signaux du capteur 5 de température. L'unité de traitement des moyens de pilotage est apte à traiter les signaux fournis par lesdits capteurs. Les données relatives à la température commandent la marche ou l'arrêt du compresseur. En effet, l'unité de traitement des moyens de pilotage est configurée pour comparer les valeurs de température mesurées à une plage de température de consigne, par exemple 1-5°C et à commander l'arrêt du compresseur en dessous de 1°C et la remise en marche du compresseur au- delà de 5°C. L'unité de traitement des moyens de pilotage est également configurée pour comparer les valeurs de rayonnement lumineux du capteur de rayonnement lumineux avec des valeurs de rayonnement lumineux prédéterminées et faire varier la vitesse par variation de la fréquence du compresseur à l'intérieur d'une plage de fréquences prédéterminée, par exemple 25 à 85 Hertz en fonction desdites valeurs d'irradiance. L'unité de traitement est également configurée pour corréler les données des deux capteurs mentionnées ci-dessus et en tenir compte dans le traitement final desdites données. Grâce au pilotage du compresseur, à partir à la fois des données de températures et des données de rayonnement lumineux, le fonctionnement du compresseur est optimisé et il est possible de maintenir le fonctionnement du compresseur sur une longueur période avec une production de froid conforme à celle attendue sans nécessiter une unité photovoltaïque de grande dimension.20 REVENDICATIONS1. Installation frigorifique pour la production de froid dans une zone (10) à refroidir du type comprenant au moins : - une unité frigorifique comportant au moins un compresseur (1) à vitesse variable et un évaporateur (2) à travers lesquels un fluide frigorigène circule, - des moyens (5) de mesure de la température aptes à être positionnés dans la zone (10) à refroidir, - des moyens (6) de pilotage du compresseur (1) en fonction des données 10 fournies par les moyens (5) de mesure de la température, caractérisée en ce que l'installation comporte en outre au moins une unité (7) photovoltaïque raccordable à l'unité frigorifique pour l'alimentation en énergie électrique du compresseur (1) de ladite unité et un capteur (8) de rayonnement lumineux, les moyens (6) de pilotage du compresseur (1) étant équipés de 15 moyens de réception des signaux du capteur (8) de rayonnement lumineux pour piloter également le compresseur (1) en fonction desdits signaux. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (6) de pilotage du compresseur (1) en 20 fonction des données fournies par les moyens (5) de mesure de la température sont des moyens de pilotage dits de type tout ou rien de commande de marche ou d'arrêt du compresseur (1) en fonction desdites données. 3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, 25 caractérisée en ce que les moyens (6) de pilotage du compresseur (1) en fonction des signaux du capteur (8) de rayonnement lumineux sont des moyens de pilotage de la vitesse du compresseur (1) en fonction desdits signaux. 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisée en ce que le compresseur (1) à vitesse variable est, pour la variation de la vitesse dudit compresseur (1), équipé d'un variateur (9) de fréquence. 5. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le capteur (8) de rayonnement lumineux est un pyranomètre ou un irradiancemètre. 6. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité (7) photovoltaïque comporte au moins un panneau (71) photovoltaïque, un accumulateur (72) d'énergie électrique, un régulateur (73) de charge, et un onduleur (74), ledit régulateur (73) étant disposé entre d'une part, l'accumulateur (72) d'énergie ou l'onduleur (74) et, d'autre part, le au moins un panneau (71) photovoltaïque, ledit régulateur (73) présentant deux modes de fonctionnement, l'un, dans lequel il alimente en énergie électrique l'accumulateur (72), l'autre, dans lequel il alimente en énergie électrique l'onduleur (74), ce régulateur (73) étant un régulateur pilotable en fonctionnement apte à être piloté à partir des données fournies par les moyens (5) de mesure de température de la zone à refroidir pour le passage dudit régulateur d'un mode de fonctionnement à un autre.