Brevet FR3010506A1 — publié le 20150313

La présente invention est une combinaison nouvelle de moyens connus séparément. Elle concerne les appareils frigorifiques du type réfrigérateurs, congélateurs, et réfrigérateurs-congélateurs, dans lesquels une ou des enceintes sont refroidies. Le dispositif inventé, adapté à la saison ou aux climats chauds, vise à éviter que la chaleur absorbée dans l'enceinte intérieure de l'appareil ne soit rejetée dans la pièce où se trouve l'appareil, généralement la cuisine. Dans l'état actuel de la technique le fonctionnement de ces appareils utilise les lois de la physique qui indiquent que la condensation d'un gaz ou de vapeur (sa transformation en liquide) produit de la chaleur et qu'inversement l'évaporation d'un liquide (sa transformation en gaz, ou en vapeur qui est un gaz) absorbe de la chaleur. L'application est compliquée, mais le principe des réfrigérateurs les plus courants est simple (les numéros des différents organes sont les mêmes que pour les figures) : 1. Un compresseur aspire la vapeur du frigorigène qui a parcourue l'échangeur et la comprime (ce qui a aussi pour effet non recherché de la réchauffer). Il la refoule dans le condensateur. 2. Dans le condensateur (un radiateur placé contre la paroi extérieure du réfrigérateur et qui dégage de la chaleur quand le compresseur est en marche) la vapeur perd de sa chaleur, qui est transmise au milieu ambiant (c'est-à-dire à la pièce où est installé le réfrigérateur), et se condense (se transforme en liquide) toujours sous pression. 3. Un détendeur abaisse brutalement la pression du liquide qui se vaporise et se refroidit fortement car il ne peut pas absorber aussi rapidement de la chaleur. Le détendeur est souvent un tube capillaire le long duquel lequel le liquide chaud qui entre se transforme en gaz très froid. 4. Un échangeur placé au contact de la paroi interne du réfrigérateur ou directement dans l'enceinte à réfrigérer, est parcouru par le gaz très froid qui arrive du détendeur. Ce gaz se réchauffe en absorbant la chaleur de l'enceinte du réfrigérateur, qui est ainsi refroidie, puis le gaz est aspiré par le compresseur. Le tout forme un appareil en un seul ensemble, et dont l'essentiel du volume est occupé par l'enceinte à refroidir. Les congélateurs et les appareils combinés réfrigérateur-congélateur fonctionnent de la même façon mais avec des réglages différents, et avec un système d'échangeur plus compliqué pour les appareils combinés. Le réfrigérateur, comme le congélateur ou le climatiseur, est une pompe à chaleur. Il prend de la chaleur dans l'enceinte à réfrigérer et la rejette dans le milieu ambiant. Ce faisant il réchauffe l'appartement, ce qui est favorable en hiver, mais gênant en été. C'est pour cette raison que les climatiseurs ont, soit un ensemble comprenant le compresseur et le condensateur placé à l'extérieur, soit un conduit permettant d'évacuer à l'extérieur l'air chaud réchauffé par le condensateur. La solution avec une unité extérieure imposait de faire appel à un installateur car il fallait relier entre elles les unités intérieur et extérieur, sans risque d'intrusion d'air dans les conduits. Cette question a été parfaitement réglée avec les raccords operculables. Ces raccords entre canalisations sont fermés par un opercule qui est perforé par serrage au cours du raccordement. Le vide, aussi bien que les gaz, sont préservés sans crainte de pollution. Un particulier peut ainsi installer lui-même son climatiseur. De nouveaux raccords peuvent être démontés et remontés plusieurs fois. Par temps chaud, dans la pièce où est installé un réfrigérateur ou un congélateur, soit il fera encore plus chaud, soit un climatiseur, dont le condensateur est placé à l'extérieur, renverra à l'extérieur la chaleur dégagée par le condensateur du réfrigérateur. Il en résultera une sur-consommation d'électricité au moins égale à la consommation du réfrigérateur. En France, avec un climat tempéré et à titre indicatif, les consommations annuelles figurant sur les étiquettes d'appareils classés A+, donc parmi les plus économiques, et avec un coût du kWh à 0,14 E tout compris (taxes abonnement...) sont indiqués ci-dessous : Réfrigérateur américain de 500 à 550 I : environ 440 kWh/an soit 62 E Grand réfrigérateur-congélateur de 300 à 350 I : environ 300 kWh/an soit 42 E Réfrigérateur de 350 I : 140 kWh/an soit 20 E Réfrigérateur top: 170 kWh/an soit 24 E Congélateur de 230 I : 280 kWh/an soit 39 E Congélateur coffre de 230 I : 230 kWh/an soit 32 E Le coût de l'électricité consommée durant la durée de vie d'un appareil (une quinzaine d'années) sera équivalent ou supérieur au prix d'achat de l'appareil. Il est à noter qu'une hausse de température dans la pièce augmente la consommation électrique. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il consiste à appliquer, avec deux variantes possibles, aux réfrigérateurs, congélateurs et appareils combinés, la solution utilisée pour les climatiseurs : conception en deux ensembles, A et B, reliées par des canalisations, des connexions électriques et de l'isolation : - l'ensemble A comprenant notamment l'enceinte à réfrigérer, un évaporateur et est destiné à être installée dans une pièce, en général la cuisine, - l'ensemble B comprenant notamment le condensateur et est destinée à être installée à l'extérieur. Dans la variante pour les climats très chauds où le chauffage est nul ou négligeable, l'appareil comprendrait : - l'ensemble A incluant l'enceinte à réfrigérer et l'évaporateur, - l'ensemble B incluant le compresseur et le condensateur. Ces deux ensembles pouvant être raccordés par l'acheteur. En cas de montage par le vendeur des raccords moins couteux peuvent être utilisées. Le coût supplémentaire pour les canalisations, l'isolation, les raccords, le câble électrique et le boitier doit être de l'ordre de 60 E prix de détail (les raccords achetés à la pièce coutent 15 E et il en faut au moins 2). Ce coût supplémentaire pourrait être amorti en un à deux ans, ou moins selon les conditions climatiques, sauf pour les appareils top. Dans la variante pour les climats moins chauds, où le chauffage est nécessaire, la solution est plus compliquée et un peu moins rentable : - L'ensemble A comprendrait un réfrigérateur ou un congélateur complet équipé d'un système de vanne. Ce système de vanne permet d'envoyer le gaz sortant du compresseur : soit vers le condensateur de l'unité intérieure durant la saison froide ; soit vers le condensateur de l'unité extérieure durant la saison chaude. - L'ensemble B comprendrait le condensateur et son boitier. Il pourrait aussi comprendre éventuellement le compresseur, notamment si l'on veut réduire le bruit dans la pièce où est disposé l'enceinte à réfrigérer. Ces deux parties seraient raccordées comme ci-dessus. Le coût supplémentaire pour la jonction entre les deux unités, l'isolation, les raccords, le câble électrique, le boitier, ainsi qu'un deuxième condensateur et la ou les vannes doit être de l'ordre de 80 C. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 schématise le fonctionnement d'un appareil courant, en un seul ensemble, tel qu'on en trouve dans le commerce. La figure 2 schématise, selon l'invention, la variante pour climat chaud où le chauffage est négligeable. La figure 3 schématise, selon l'invention, la variante pour climat moins chaud où le chauffage est appréciable. En référence à ces dessins, les appareils selon l'invention (réfrigérateurs, congélateurs ou appareils combinés) sont réalisés en deux ensembles, l'ensemble A et l'ensemble B, reliées par un ensemble de canalisation et de câbles électriques et d'isolants. L'ensemble A qui comprend la ou les l'enceintes réfrigérées est en principe installé dans la cuisine ou une autre pièce. L'ensemble B est destiné à être placée dans un espace extérieur ou non climatisé. La solution de base, figure 2, pour les climats chauds où le chauffage est négligeable, comprend : l'ensemble A avec l'enceinte et l'échangeur (4) installé dans l'enceinte réfrigérée ou contre sa paroi interne ; l'ensemble B avec le compresseur (1), le condensateur (2'). Le détendeur (3) est placé, au choix du fabricant, soit dans l'unité 1, soit dans l'unité 2. La variante figure 3, pour les climats moins chauds, comprend aussi deux ensembles. L'appareil a deux condensateurs (2, 2'), l'un dans chaque l'ensemble, mais un seul à la fois est en service. Le système de vanne (5) permet de choisir l'échangeur en service, soit manuellement, soit par pilotage automatique. L'ensemble A comprend notamment l'enceinte, l'échangeur (4), et le condensateur (2). L'ensemble B comprend notamment le compresseur (1), et le condensateur (2'). Le détendeur (3), le système de vannes (5), et le compresseur (1) sont placés, selon le choix du fabricant soit dans l'ensemble A, soit dans l'ensemble B. En résumé, l'invention porte sur la conception, avec deux variantes principales possibles, des appareils frigorifiques dans lesquels une enceinte est refroidie, du type réfrigérateurs, congélateurs, et réfrigérateurs-congélateurs, de la conception en deux ensembles (A, B) reliées par des canalisations, des connexions électriques et de l'isolation : - l'ensemble (A) est destiné à être installée dans une pièce, en général la cuisine, et comprenant notamment l'enceinte à réfrigérer, un évaporateur(4) et, - l'ensemble (B) destinée à être installée à l'extérieur et comprenant notamment le condensateur(2). Elle est également caractérisée en ce que : - le détendeur (3) et/ou le compresseur (1) sont disposés, au choix du fabriquant, dans l'ensemble (A) ou l'ensemble B ; - il y a deux condensateurs (2, 2'), l'un (2) placé contre ou dans l'enceinte réfrigérée de l'ensemble A et l'autre (2') dans l'ensemble B, un système de vanne (5) permet le choix du condensateur (2, 2') en service en fonction de la température extérieure et de la température souhaitée dans la pièce où est installé l'appareil ; - une commande manuelle, disposée en une partie quelconque de l'appareil, permet de choisir le condensateur (2 ou 2') en service en agissant sur le système de vannes (5) ; - la commande du choix du condensateur (2 ou 2') en service est pilotée automatiquement, par un système doté de sondes l'informant des températures extérieure et/ou intérieure, et qui peut éventuellement recevoir des consignes de l'utilisateur.20 REVENDICATIONS1) Appareils frigorifiques dans lesquels au moins une enceinte est refroidie, du type réfrigérateurs, congélateurs, et réfrigérateurs-congélateurs, conçus en deux ensembles-(A, et B) reliées par des canalisations, des connexions électriques et de l'isolation : - l'ensemble (A) est destiné à être installée dans une pièce, en général la cuisine, et comprenant notamment l'enceinte à réfrigérer, un évaporateur (4) et, - l'ensemble (B) destinée à être installée à l'extérieur et comprenant notamment le condensateur (2). 2) Appareils selon la revendication 1 caractérisé en ce que le détendeur (3) et/ou le compresseur (1) sont disposés, au choix du fabriquant, dans l'ensemble (A) ou l'ensemble B. 3) Appareils selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que il y a deux condensateurs (2, 2'), l'un (2) faisant partie de l'ensemble A et l'autre (2') faisant partie de l'ensemble B ; un système de vanne (5) permet le choix du condensateur (2, 2') en service en fonction de la température extérieure et de la température souhaitée dans la pièce où est installé l'appareil. 4) Appareils selon la revendication 3 caractérisé en ce que une commande manuelle, disposée en une partie quelconque de l'appareil, permet de choisir le condensateur (2 ou 2') en service en agissant sur le système de vannes (5). 5) Appareils selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que une commande du choix du condensateur (2 ou 2') en service est pilotée automatiquement, par un système doté de sondes l'informant des températures extérieure et/ou intérieure, et qui peut éventuellement recevoir des consignes de l'utilisateur.