Brevet FR3077123A1 — publié le 20190726

Dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et de chambres contenues dans un bâtiment destiné à stocker des produits alimentaires frais ou congelés (magasins, chambres froides) DESCRIPTION L'invention est relative à un dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides contenues dans un bâtiment destiné à stocker des produits alimentaires frais ou congelés, selon un quadruple principe : - de récupération des énergies extérieures au bâtiment pour assurer le refroidissement des appareils de stockage, dès lors que la température extérieure est inférieure ou égale à 20°C' - d'utilisation d'une boucle d'eau assurant le transfert énergétique des appareils vers l'extérieur, en lieu et place des dispositifs connus gaz ou glycolés, - de récupération des énergies dégagées par les appareils refroidis, aux fins d'être utilisées à d'autres besoins énergétiques au sein du bâtiment, - de production et de stockage de froid à des périodes dites creuses (nuit par exemple, où les appareils de refroidissement sont les moins sollicités) aux fins que ces ressources puissent être utilisées en période pleine, évitant ainsi les crêtes en matière de besoins énergétiques. Etat des sachant Les magasins d'alimentation sont dotés d'un dispositif intégré au bâti ayant pour objet d'assurer le refroidissement des équipements électriques qui composent le magasin (réfrigérateurs principalement), de telle façon que les calories dégagées par ces équipements n'entravent pas la température à l'intérieur du bâtiment. Cette technologie est composée de deux modules que sont : Un dispositif de production de froid qui rejette à l'extérieur les calories et produit le froid, Un réseau de distribution du froid qui alimente les équipements électriques assurant ainsi leur refroidissement. Deux problèmes ont été constatés relatifs à ces dispositifs : Il est nécessaire d'évacuer en extérieur les calories produites par les équipements, alors que ces calories peuvent être utiles pour alimenter les besoins énergétiques du bâtiment, Les magasins s'installent habituellement sous des immeubles, ce qui réduit l'espace extérieur potentiel à l'installation du dispositif d'évaporation des calories. De plus et compte tenue de la production énergétique importante devant être rejetée, il est nécessaire que les équipements extérieures d'évacuation soient dimensionnés en conséquence, ce qui provoque des désagréments à la fois d'espace (pollution visuelle, contrainte d'avoir l'espace nécessaire pour 2 les installer) et sur le plan phonique (bruit conséquent provoqué par les souffleries). L'état de la technologie de refroidissement est caractérisé historiquement par soit : un réservoir de fluide frigorigène (gaz réfrigérant) comprimé à haute pression et à l'état gazeux, 5 puis ensuite condensé (liquéfié) et détendu aux fins d'assurer le refroidissement des équipements. Ce premier dispositif, le plus répandu, a pour limites principales d'utiliser des quantités importantes de gaz frigorigène sont polluants et nocifs pour l'hêtre humain et l'environnement en général. Dès lors que des fluides interviennent dans ce dispositif les risques de pollution sont importants. Le Coefficient de Performance (dit COP) moyen des installations 10 bâtis selon ce dispositif sont de l'ordre de 1,8 à 2,5. Un second dispositif, plus rare, existe reposant sur une technologie de production centralisée d'eau dotée d'un frigoporteur très basse température. Ce dispositif présente un inconvénient majeur en ce que le rendement énergétique est extrêmement dégradé par à la fois la nécessité d'un double échange et les pressions nécessaires au fonctionnement des compresseurs à basse 15 température. Dans le cas de cette technologie le COP moyen constaté varie entre 1 et 1,3. Dans les deux dispositifs connus, la quantité globale de fluide frigorigène contenu reste très élevée. De plus tous les dispositifs ci-dessus exposés fonctionnent sur le même cycle chaque jour de l'année 20 quelques soit la saisonnalité rencontrée, faisant reposer le fonctionnement sur un cycle thermodynamique unique, ce qui implique de dépenser plus de puissance que nécessaire en raison que les systèmes sont réglés pour fournir l'énergie nécessaire au point le plus faible. 25 Description L'invention est relative à un dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides contenues dans un bâtiment destiné à stocker des produits alimentaires frais ou congelés, selon un quadruple principe : - de récupération des énergies extérieures au bâtiment pour assurer le refroidissement des 30 appareils de stockage, dès lors que la température extérieure est inférieure ou égale à 20°C' - d'utilisation d'une boucle d'eau assurant le transfert énergétique des appareils vers l'extérieur, en lieu et place des dispositifs connus gaz ou glycolés, - de récupération des énergies dégagées par les appareils refroidis, aux fins d'être utilisées à d'autres besoins énergétiques au sein du bâtiment, 35 - de production et de stockage de froid à des périodes dites creuses (nuit par exemple, où les appareils de refroidissement sont les moins sollicités) aux fins que ces ressources puissent être utilisées en période pleine, évitant ainsi les crêtes en matière de besoins énergétiques. 3 Ce dispositif de refroidissement est caractérisé par : Une boucle d'eau (a) maintenue à température constante, pouvant s'émanciper de fluide frigoporteur, installée entre la salle des machines et chaque équipement se destinant à être 5 refroidi, la dite boucle d'eau s'affranchissent d'un circuit frigorifique (composé de fluide frigorigène et d'équipements : compresseur, condenseur, détendeur, évaporateur) lorsque les températures extérieures au bâtiment sont faibles ( REVENDICATIONS1. Dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides contenues dans un bâtiment destiné à stocker des produits alimentaires frais ou congelés, selon un quadruple principe : - de récupération des énergies extérieures au bâtiment pour assurer le refroidissement des appareils de stockage dès lors que la température extérieure est inférieure ou égale à 20°C, - d'utilisation d'une boucle d'eau assurant le transfert énergétique des appareils vers l'extérieur, en lieu et place des dispositifs connus gaz ou glycolés, - de récupération des énergies dégagées par les appareils refroidis, aux fins d'être utilisées à d'autres besoins énergétiques au sein du bâtiment, - de production et de stockage de froid à des périodes dites creuses aux fins que ces ressources puissent être utilisées en période pleine évitant ainsi les crêtes en matière de besoins énergétiques, caractérisé par : Une boucle d'eau (a) maintenue à température constante, pouvant s'émanciper de fluide frigoporteur, installée entre la salle des machines et chaque équipement se destinant à être refroidi, la dite boucle d'eau s'affranchissent d'un circuit frigorifique (composé de fluide frigorigène et d'équipements : compresseur, condenseur, détendeur, évaporateur) lorsque les températures extérieures au bâtiment sont faibles 2. Procédé de fonctionnement du dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres 7 froides selon la revendication 1, caractérisé par quatre phases de fonctionnement : - la première utilisant uniquement l'échangeur aéro-réfrigérant (b) pour refroidir la boucle d'eau (a), - la seconde mixant l'utilisation des modules échangeur aéro-réfrigérant (b) avec le module 5 de stockage de froid (d) dès lors que la température externe (c) est suffisante à refroidir la boucle d'eau, - la troisième utilisant simultanément le module de production de froid (e) et celui aéro- réfrigérant (b) lorsque le module de stockage de froid (d) ne fournit plus la puissance nécessaire au refroidissement de la boucle d'eau, 10 - la quatrième cumulant l'utilisation des modules aéro-réfrigérant (b) de production (e) et de stockage (d) de froid dans le but d'agir à la fois au stockage de froid tout en maintenant la boucle d'eau (a) en température. 3. Procédé de fonctionnement du dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres 15 froides selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors de la première phase, dès lors que la température extérieur (c) est inférieure à 20°C, la boucle d'eau (a) est dirigée vers l'aéro-réfrigéra nt (b) qui utilise la température extérieure de l'air (c) pour assurer le refroidissement de la boucle d'eau (a). 20 4. Procédé de fonctionnement du dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides lors de la deuxième phase selon la revendication 2, caractérisé en ce que la boucle d'eau (a) est dirigée d'abord vers l'aéro-réfrigérant (b) qui refroidit ponctuellement la dite boucle (a), qui est ensuite dirigée vers le module de stockage de froid (d) assurant ainsi une température constante de la boucle d'eau (a) quelque soient les conditions thermique extérieures (c). 25 5. Procédé de fonctionnement du dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides lors de la troisième phase selon la revendication 2, caractérisé en ce que la boucle d'eau (a) est d'abord orienté vers la production de froid (e), l'aéro-réfrigérant (b) est alors utilisé pour évacuer les calories produites par la mise en fonctionnement du module de production de froid (e). 30 6. Procédé de fonctionnement du dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors de la quatrième phase, la boucle d'eau (a) est orientée vers l'aéro-réfrigérant (b) afin qu'elle soit refroidie, parallèlement le module production de froid (e) alimente le module de stockage de froid (d), tandis que les calories produites par la mise en fonctionnement du module de production de froid sont également évacuées par l'aéro-réfrigérant.