FR2778970A1 - Procede et dispositif de degivrage par condensation et/ou sous-refroidissement de fluide frigorigene - Google Patents

Procede et dispositif de degivrage par condensation et/ou sous-refroidissement de fluide frigorigene Download PDF

Info

Publication number
FR2778970A1
FR2778970A1 FR9806700A FR9806700A FR2778970A1 FR 2778970 A1 FR2778970 A1 FR 2778970A1 FR 9806700 A FR9806700 A FR 9806700A FR 9806700 A FR9806700 A FR 9806700A FR 2778970 A1 FR2778970 A1 FR 2778970A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
evaporator
refrigerant
defrosting
high pressure
evaporators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR9806700A
Other languages
English (en)
Inventor
Denis Clodic
Abdoulhafid Benamer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AUSTRIA HAUS TECHNIK AKTIENGES
Original Assignee
AUSTRIA HAUS TECHNIK AKTIENGES
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AUSTRIA HAUS TECHNIK AKTIENGES filed Critical AUSTRIA HAUS TECHNIK AKTIENGES
Priority to FR9806700A priority Critical patent/FR2778970A1/fr
Publication of FR2778970A1 publication Critical patent/FR2778970A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/02Subcoolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02Defrosting cycles
    • F25B47/022Defrosting cycles hot gas defrosting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2347/00Details for preventing or removing deposits or corrosion
    • F25B2347/02Details of defrosting cycles
    • F25B2347/021Alternate defrosting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Defrosting Systems (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de dégivrage des ailettes des évaporateurs(3, 4) des meubles frigorifiques de vente ou des pompes à chaleur.Le dispositif de dégivrage comprend des circuits de dérivation et des vannes (8a, 8b, 9a, 9b, 11a, 11b, 12a, 12b, 14) permettant - de dériver la circulation du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée, à la sortie du compresseur (1) ou la sortie dudit condenseur (2) et, - d'introduire le fluide dans l'un des deux évaporateurs (3) montés en parallèle, en aval du détendeur (7), afin de procéder à son dégivrage et,- de maintenir simultanément la circulation du fluide frigorigène dans l'autre évaporateur (4), en l'introduisant en amont du détendeur (7).La continuité de la production frigorifique est ainsi assurée et le dégivrage est réalisé en minimisant la consommation d'énergie.

Description

I Procédé et dispositif de dégivrage par condensation et/ou
sous-refroidissement de fluide frigorigène.
La présente invention concerne les meubles frigorifiques de vente et/ou les pompes à chaleur. Elle concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de dégivrage des ailettes des évaporateurs autrement appelés aérofrigorifères. Il est connu que le processus de dégivrage implique des remontées de la température de l'air circulant sur les aérofrigorifères, aussi bien dans l'ensemble des applications de réfrigération, entrepôts frigorifiques, meubles frigorifiques de vente (MFV), mais aussi pour les pompes à chaleur dotées d'un aérofrigorifère pour l'évaporation. Cette interruption de la production frigorifique peut avoir des conséquences néfastes pour la température des produits qui doit être maintenue dans des limites bien précises. Ceci est particulièrement vrai pour les MFV utilisés en froid commercial. Les brevets et demandes de brevets EP 0768 501A2, FR 2 713 320 Ai, US 4 449 374, US 5
031 413 proposent des solutions qui tentent de pallier à ces inconvénients.
De la même manière pour les pompes à chaleur (PAC) air/air ou air/eau, la formation du givre sur des échangeurs dont le pas d'ailette est particulièrement rapproché (pour des raisons évidentes de coût), implique des dysfonctionnements rapides et nombreux. La présente invention vise à maintenir la température d'air de soufflage à une température froide constante pour le maintien en température des produits ou la continuité de la production frigorifique, et à réaliser le dégivrage en minimisant la consommation d'énergie. Le procédé de dégivrage, selon l'invention, concerne des équipements frigorifiques et/ou des pompes à chaleur qui comprennent, de manière en soi connue, des circuits parcourus par un fluide frigorigène. Ces circuits sont composés d'un ou plusieurs compresseurs, de condenseurs et d'évaporateurs généralement montés en batterie. Le fluide frigorigène subit un cycle de température et de pression en passant successivement d'une phase vapeur de haute pression et de température élevée à la sortie du compresseur, à une phase liquide haute pression température élevée à la sortie du condenseur, puis à une phase basse pression et basse température à la sortie du détendeur, notamment
thermostatique, avant de pénétrer dans la batterie d'évaporateurs.
Le procédé selon l'invention présente les traits caractéristiques suivants. Lorsque l'équipement frigorifique et/ou la pompe à chaleur sont exploités en mode frigorifique, dans ce cas ils sont agencés pour que deux évaporateurs puissent fonctionner soit en parallèle soit en fonctionnement alterné. En phase de dégivrage, le procédé selon
l'invention comprend les étapes suivantes.
Il comprend les étapes de dériver tout ou partie du fluide frigorigène lorsqu'il est à haute pression et à température élevée, puis d'introduire le fluide frigorigène à haute pression et à température élevée ainsi dérivé, dans l'un desdits deux évaporateurs, en aval du détendeur, afin de procéder à son dégivrage. Pendant la mise en oeuvre de ces étapes du procédé, l'autre échangeur est maintenu en service. Grâce à ce procédé la continuité de la production frigorifique est assurée. Notamment dans le cas des équipements frigorifiques contenant des produits à conserver, la température d'air de soufflage est maintenue à une température froide constante. Par ailleurs le dégivrage est réalisé en
minimisant la consommation d'énergie.
Le procédé accroît l'efficacité énergétique globale du cycle de réfrigération (incluant le dégivrage) par utilisation de la chaleur de sous refroidissement (première variante de réalisation) ou de condensation (deuxième variante de réalisation) pour le dégivrage. Les pertes énergétiques sont donc limitées au réchauffement de l'air autour de la batterie dégivrée, qui est dans tous les cas très faible puisque l'expérience montre que le
dégivrage est achevé pour des températures de parois supérieures à 10 C (environ).
De préférence, dans le cas de la première variante de réalisation le procédé selon l'invention est tel que la totalité du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée, introduite dans le premier évaporateur à dégivrer, est dérivée en phase liquide à la sortie dudit condenseur. Le fluide frigorigène liquide sort à l'état sous-refroidi de
l'évaporateur en cours de dégivrage.
Dans le cas de cette première variante de réalisation, le procédé comprend en outre l'étape de recycler le fluide liquide frigorigène sous- refroidi provenant de l'évaporateur en cours de dégivrage, en amont du détendeur du second évaporateur. Le second
évaporateur fonctionne en mode frigorifique.
De préférence, dans le cas de la deuxième variante de réalisation le procédé selon l'invention est tel que la totalité ou une partie du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée, introduite dans le premier évaporateur à dégivrer, est dérivée en phase vapeur à la sortie dudit compresseur. Le dégivrage de l'évaporateur est assuré par la chaleur de condensation du fluide frigorigène. Dans le cas de cette deuxième variante de réalisation, le procédé comprend en outre l'étape de recycler le fluide frigorigène sortant à l'état liquide du premier évaporateur en cours de dégivrage, en amont du détendeur du
second évaporateur. Le second évaporateur fonctionne en mode frigorifique.
Avantageusement, l'évaporateur en cours de dégivrage est isolé de l'air circulant
dans l'équipement frigorifique ou de la pompe à chaleur.
La présente invention concerne également un dispositif de dégivrage pour les évaporateurs des équipements frigorifiques et/ou des pompes à chaleur comprenant des circuits parcourus par un fluide frigorigène. Le fluide frigorigène subit un cycle de température et de pression en passant successivement d'une phase vapeur de haute pression et de température élevée à la sortie du compresseur, à une phase liquide haute pression température élevée à la sortie du condenseur, puis à une phase basse pression et basse température à la sortie du détendeur avant de pénétrer dans les évaporateurs. Le dispositif selon l'invention comprend: - au moins deux évaporateurs (ou deux batteries d'évaporateurs) montés en parallèle au moyen d'un T d'entrée et d'un T de sortie, - des circuits et des vannes (ou des électrovannes) permettant de mettre oeuvre le
dispositif selon deux modes de fonctionnement.
a) Mode frigorifique. Dans ce cas, le fluide frigorigène sortant à l'état liquide, à haute pression et à température élevée est introduit à travers le détendeur soit dans les deux évaporateurs dans l'option fonctionnement en parallèle des évaporateurs, soit dans un seul pour l'option fonctionnement alterné. Le fluide frigorigène à l'état de vapeur à la sortie des évaporateurs est comprimé par le compresseur avant d'entrer dans le condenseur, La production de froid résulte de la détente et de l'évaporation du fluide
frigorigène dans les dits évaporateurs.
b) Mode dégivrage. Dans ce cas, lesdits circuits comprennent des moyens de dérivation, notamment des circuits de dérivation et des vannes, permettent de dériver la circulation du fluide frigorigène à la sortie dudit compresseur ou à la sortie dudit condenseur. A la sortie du compresseur, comme à la sortie du condenseur, le fluide
frigorigène est à haute pression et à température élevée.
Les moyens de dérivation permettent également - d'introduire le fluide frigorigène à haute pression et à température élevée ainsi dérivé, dans l'un desdits deux évaporateurs, en aval du détendeur, afin de procéder à son dégivrage et, - de maintenir simultanément la circulation du fluide frigorigène dans l'autre
échangeur, en l'introduisant en amont du détendeur.
Grâce à cette combinaison de moyens, il est possible d'assurer: - la continuité de la production frigorifique et de
- dégivrer en minimisant la consommation d'énergie.
Ainsi, notamment dans le cas des équipements frigorifiques contenant des produits à conserver, la température d'air de soufflage est maintenue à une température
froide constante.
De préférence, selon une première variante de réalisation, les moyens de dérivation, notamment les circuits de dérivation et les vannes associées, du dispositif de dégivrage sont tels que, en mode dégivrage, la circulation de la totalité du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée est dérivée en phase liquide à la sortie du condenseur, avant d'être introduite en aval du détendeur, dans le premier évaporateur à dégivrer. Le fluide frigorigène liquide sort à l'état sous-refroidi de l'évaporateur en cours de dégivrage. Dans le cas de cette première variante de réalisation, les moyens de dérivation, notamment les circuits de dérivation et les vannes associées sont également tels que, en mode dégivrage, la totalité du fluide liquide frigorigène sous-refroidi provenant de l'évaporateur en cours de dégivrage, est introduite en amont du détendeur
du second évaporateur. Le second évaporateur fonctionne en mode frigorifique.
De préférence, selon une deuxième variante de réalisation, les moyens de dérivation, notamment les circuits de dérivation et les vannes associées, sont tels que, en mode dégivrage, la totalité ou une partie du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée est dérivée en phase vapeur à la sortie dudit compresseur, avant d'être introduite en aval du détendeur, dans le premier évaporateur à dégivrer. Ainsi, le
dégivrage de l'évaporateur est assuré par la chaleur de condensation du fluide frigorigène.
Dans le cas de cette deuxième variante de réalisation, les moyens de dérivation, notamment les circuits de dérivation et les vannes associées sont également tels que, en mode dégivrage, les fluides frigorigènes provenant à l'état liquide du premier évaporateur en cours de dégivrage et/ou du condenseur, sont introduit en amont du détendeur du
second évaporateur; Le second évaporateur fonctionne en mode frigorifique.
Avantageusement, l'évaporateur en cours de dégivrage est isolé de l'air circulant dans l'équipement frigorifique ou dans la pompe à chaleur au moyen d'un ou deux volets mobiles, basculant ou glissant. Ces volets permettent d'obturer la section de passage de l'air pendant le dégivrage et d'isoler la batterie en dégivrage de celle qui est alors en
fonctionnement frigorifèere.
L'invention concerne également un équipement frigorifique (armoire frigorifique, meuble frigorifique de vente) mettant en oeuvre l'un quelconque des procédés de
dégivrage et/ou des dispositifs de dégivrage ci-dessus définis.
L'invention concerne également une pompe à chaleur mettant en oeuvre l'un quelconque des procédés de dégivrage et/ou des dispositifs de dégivrage ci-dessus définis. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la
description de variantes de réalisation de l'invention, données à titre d'exemple indicatif et
non limitatif, et de: - la figure 1 qui représente le schéma du circuit frigorifique et du circuit de dégivrage dans le cas o le dégivrage est obtenu par refroidissement du fluide frigorigène seul; - la figure 2 qui représente le schéma du circuit frigorifique et du circuit de dégivrage dans le cas o le dégivrage est obtenu par dérivation de la totalité des gaz chauds et réintégration du condensat à l'amont du détendeur; - la figure 3 qui représente le schéma du circuit frigorifique et du circuit de dégivrage dans le cas o le dégivrage est obtenu par dérivation de la totalité des gaz chauds et réintégration du condensat à l'amont du condenseur; - la figure 4 qui représente le schéma du circuit frigorifique et du circuit de dégivrage dans le cas o le dégivrage est obtenu par dérivation d'une partie des gaz chauds et réintégration du condensat à l'amont du détendeur; - la figure 5 qui représente une vue latérale en coupe d'une variante de réalisation de deux évaporateurs alternativement isolables de la veine d'air par des volets basculants. Sur les figures 1 à 4, on reconnaît les éléments principaux composant un équipement frigorifique (notamment un meuble frigorifique de vente ou une armoire frigorifique) ou une pompe à chaleur; le ou les compresseurs 1; le ou les condenseurs 2 à eau ou à air; Un groupe d'au moins deux batteries frigorifiques 3, 4 autrement appelées évaporateurs. Le nombre de couple de batteries peut être de vingt. Deux volets 5 et 6 (cf. figure 7) basculant ou glissant permettant d'obturer la section de passage de l'air pendant le dégivrage. Deux électrovannes 8a, 8b et 9a, 9b disposées aux entrées des tuyauteries en T 10a, 10b d'entrée de chaque évaporateur 3, 4. Deux électrovannes 1 la, 12a, et 1 lb, 12 b disposées
aux sorties des tuyauteries en T 13a, 13b de sortie de chaque évaporateur 3, 4.
Le motif élémentaire (cf. figures 1, 2, 3 et 4) est donc composé de 2 batteries (ou évaporateurs) aérofrigorifères et ce motif peut être reproduit indéfiniment. Il comporte une branche d'alimentation comportant une électrovanne de branche 14, un détendeur de branche 7 qui peut être thermostatique ou électronique. Les flèches f (sur les figures 1 à 4) indiquent le sens d'écoulement du fluide frigorigène dans les circuits. On déduira les
vannes ou électrovannes qui sont ouvertes.
Le tableau ci-dessous indique la position ouverte ou fermée des différentes électrovannes. Le fonctionnement n'est explicité que pour l'évaporateur 3. La logique est
identique pour l'évaporateur 4.
Electrovannes 14 8a 8b 9a 9b lia 12a l1b 12b Production defroid O F F O O F O F O Dégivrage F O F F O O F F O (F: Fermée; O: Ouverte) En production de froid, pour l'option o les évaporateurs fonctionnent en parallèle l'électrovanne 12b est ouverte. En production de froid pour l'option o les évaporateurs fonctionnent alternativement, selon que l'évaporateur 3 ou 4 est en production frigorifique, l'électrovanne 9a est ouverte et l'électrovanne 9b est fermée ou inversement. Pour la fourniture de la chaleur de dégivrage par le fluide frigorigène haute pression, deux options existent: fourniture par la vapeur haute pression par dérivation à la sortie du compresseur ou fourniture par le liquide haute pression par dérivation à la sortie du condenseur. Le choix entre les deux options dépend essentiellement du rapport
entre la puissance de réchauffement disponible et de la quantité de givre à faire fondre.
Option 1 - Dégivrage par sous-refroidissement du frigorigène seul.
On va maintenant décrire la figure 1 qui explicite le principe de fonctionnement de cette option en se référant à l'évaporateur 3. Le fonctionnement inverse s'en déduit pour l'autre évaporateur 4. Il suffit par la suite d'étendre le raisonnement pour autant de
branches que nécessaire.
Pour l'évaporateur 3, sur un T d'entrée 10Oa, sont disposés deux électrovannes 8a et 9a, et sur un T de sortie 13a, deux électrovannes 1 la et 12a placées de manière symétrique. En fonctionnement frigorifique, l'électrovanne 8a est fermée et donc le fluide frigorigène provenant du détendeur de branche 7 passe par la tuyauterie o se situe l'électrovanne 9a en position ouverte. Dans ce cas le fluide frigorigène s'évapore (par exemple 4bar, -10 C, mais aussi lbar 40 C) ressort en phase vapeur de l'échangeur. A la sortie, l'électrovanne 1 la est fermée, l'électrovanne 12a est ouverte, et la vapeur de
frigorigène rejoint la canalisation générale d'aspiration.
Dans le fonctionnement en dégivrage, l'électrovanne 14 est fermée, l'électrovanne 8a est ouverte et le fluide frigorigène liquide (par exemple, 15bar, 20 C, mais aussi 24 bar, 45 C) sortant du condenseur entre dans l'évaporateur qui fonctionne alors en échangeur de sousrefroidissement. Le frigorigène sort de cet aérofrigorifere avec un sous
refroidissement plus important.
L'électrovanne 12a est alors fermée, l'électrovanne 1 la est ouverte et le liquide frigorigène fortement sous-refroidi revient à l'aval de l'électrovanne 14 et entre dans le
détendeur 7 pour alimenter l'évaporateur 4.
Le dégivrage s'effectue typiquement sur une durée de 7 à 8 minutes, puisqu'il est
possible d'éviter l'accroissement de la formation du givre de manière indue.
Les systèmes frigorifiques ou les pompes à chaleur fonctionnent avec des systèmes de contrôle de la pression (pressostat ou manomètres électroniques) permettant d'arrêter ou de mettre en marche le système à partir de seuils de pression. La formation du givre sur la batterie implique une diminution nette du débit d'air qui est gêné dans son passage par le givre formé sur les ailettes. Cet abaissement du débit externe entraîne un abaissement de la température interne d'évaporation du frigorigène et donc de la pression d'évaporation puisqu'il faut un écart de température plus grand entre le frigorigène et la température moyenne d'air pour échanger la même quantité d'énergie. Donc le pressostat ou le manomètre basse pression, relié à une carte électronique, est réglé avec un seuil différentiel qui permet de déclencher le dégivrage par fermeture de l'électrovanne 14 et de
l'électrovanne 12a et l'ouverture de l'électrovanne 8a et de l'électrovanne 1 la.
Le critère d'arrêt du dégivrage est assuré par une sonde de température disposée sur la partie la plus froide de l'échangeur (généralement à son entrée) qui arrête le
dégivrage lorsque cette température est supérieure à 10 C.
Cette logique simple permet un contrôle suffisamment sensible de la formation du
givre et est reproduit autant de fois que nécessaire.
Cette option de dégivrage par sous-refroidissement du liquide est particulièrement appropriée pour les systèmes frigorifiques ou les pompes à chaleur disposant de peu d'évaporateurs. Option 2 - Dégivrage par gaz chauds Il est intéressant d'utiliser le même principe mais, au lieu de dégivrer par le sous-refroidissement du liquide, le dégivrage se fait par condensation partielle ou totale des vapeurs de frigorigène qui sont alors prélevées à l'amont du condenseur (par exemple bar, 60 ou 90'C). Cette technique impose soit une électrovanne supplémentaire, l'électrovanne 20 (figures 2, 3 et 4) ou deux électrovannes plus une vanne de réglage
(l'électrovanne 20, l'électrovanne 21 et la vanne 22) pour un prélèvement partiel.
Option 2.1 - Dégivrage par prélèvement total ou partiel de gaz chauds (cf. figures 2 et 4) et réintégration du condensat à l'amont du détendeur Les besoins du dégivrage sur un ou plusieurs évaporateurs sont tels qu'il est possible de dériver le débit total de vapeur à l'amont du condenseur pour que ces vapeurs se condensent entièrement dans le ou les évaporateurs. Le débit condensé est réintégré
entièrement à l'amont du détendeur.
Ce schéma est représenté sur la figure 2 o l'on reconnaît le même motif de base, la seule différence est donc l'électrovanne supplémentaire 20 qui est ouverte en cycle
frigorifique normal et qui est fermée lors du dégivrage.
Pour l'option avec réintégration partielle (cf. figure 4), le dispositif de prélèvement est plus compliqué. Il faut deux vannes de réglage 24 et 22, La vanne 24 permet d'ajuster le débit prélevé et la vanne 22 crée une perte de charge pour que la pression sur la branche de prélèvement soit légèrement supérieure à la pression du fluide sortant du condenseur pour assurer la réintégration du liquide formé dans la branche de
liquide sortant du condenseur 4.
Sinon la circulation du frigorigène dans les deux batteries aérofrigoriferes est identique à
celui décrit pour l'option 1.
Option 2.2 - Dégivrage par prélèvement total de gaz chauds (cf. fig. 3) et réintégration du condensat à l'amont du condenseur Lorsqu'il est nécessaire d'effectuer un dégivrage gaz chaud mais qu'il est probable que les vapeurs de frigorigène ne seront pas entièrement condensées, le mélange diphasique sortant de ou des évaporateurs en dégivrage est réintégré en totalité à l'amont du condenseur comme indiqué figure 3. Le condenseur achève la condensation du frigorigène qui circule normalement vers l'évaporateur de branche de l'électrovanne 7 et
qui se détend dans l'évaporateur qui est en production frigorifique.
Minimisation des pertes énergétiques pour les différentes options Considérons que la formation du givre tolérée sur la surface des ailettes est de 1 mmn. Pour une dimension de batterie, un fonctionnement donné amènera à la formation de
x kg de givre.
Pour faire fondre ce givre, il faut: - faire remonter la masse de l'évaporateur à une température supérieure à 0, typiquement jusqu'à + 3 C. Pour cela il faut fournir une puissance théorique élémentaire Q1, faire remonter la température du givre jusqu'à sa température de fusion et donc fournir une quantité de chaleur QG 1, - fournir la chaleur de fusion qui est typiquement pour la glace de 330 kJ/kg soit QG2 =
330 x.
- sécher partiellement la batterie en remontant l'ensemble du métal et l'eau résiduelle
jusqu'à une température d'environ 10 C, c'est une quantité de chaleur Q4.
Les termes Q1, QG1 et QG2 n'entraînent pas de perte thermique dans le système aéraulique lorsque celui-ci est isolé du flux d'air qui balaye habituellement la batterie de l'aérofrigorifère. Cet isolement du flux d'air est obtenu par les volets 5 et 6. Par contre, Q1, QG1, QG2 et Q4 demandent de l'énergie. Cette énergie est fournie selon l'invention, soit par condensation soit mieux par sous refroidissement. Le sousrefroidissement consiste à refroidir le condensat, sous la pression de condensation, ce qui constitue un gain énergétique. Dans cette phase de dégivrage, il y a donc, soit absence de perte
(condensation), soit gain énergétique (sous-refroidissement).
Par contre, la quantité de chaleur Q4 constitue un apport calorifique qu'il faudra compenser mais l'expérience montre que cette quantité représente 20 à 25 % de la quantité
totale d'énergie échangée.
Le dispositif objet de l'invention implique donc bien une minimisation très importante de consommation d'énergie d'autant que les dispositifs classiques ou utilisés dans les brevets précités utilisent des résistances électriques qui impliquent une consommation supplémentaire d'énergie et surtout un temps de fonctionnement beaucoup
plus long puisque l'échange est beaucoup moins efficace que par dégivrage interne.
Pour une pompe à chaleur réversible, le système fonctionne en climatisation l'été. Le condenseur à eau (à l'intérieur du bâtiment) est alors un évaporateur et
réciproquement l'évaporateur à air (à l'extérieur du bâtiment) devient un condenseur.
En fonctionnement hiver, l'évaporateur situé à l'extérieur givre dès que la
température de l'air est inférieure typiquement à 7 C.
L'application du principe du dégivrage par condensation et sousrefroidissement telle que développée précédemment implique que l'évaporateur soit double, ce qui permet de réaliser le dégivrage comme expliqué précédemment. Dans les conditions usuelles de fonctionnement, il n'est même pas nécessaire de disposer de volets pour séparer l'évaporateur en dégivrage du flux d'air, parce que, contrairement aux meubles frigorifiques de vente, le réchauffement de l'air atmosphérique dû au dégivrage est sans conséquence pour le fonctionnement de l'autre évaporateur. La partition est
avantageusement effectuée verticalement pour faciliter l'écoulement de l'eau de dégivrage.
12 2778970

Claims (11)

Revendications
1. Procédé de dégivrage des évaporateurs (3. 4) des équipements frigorifiques et/ou des pompes à chaleur lesdits équipements frigorifiques et/ou les desdites pompes à chaleur comprenant des circuits parcourus par un fluide frigorigène; ledit fluide frigorigène subissant un cycle de température et de pression en passant successivement d'une phase vapeur de haute pression et de température élevée à la sortie d'un compresseur (1). à une phase liquide haute pression température élevée à la sortie d'un condenseur (2). puis à une phase basse pression et basse température à la sortie d'un détendeur (7) avant de pénétrer dans lesdits évaporateurs (3. 4): ledit procédé comprenant. en mode frigorifique. l'étape - de faire fonctionner en parallèle ou alternativement au moins deux évaporateurs (3, 4); ledit procédé comprenant. lors de la phase de dégivrage, les étapes de dériver (8a, 8b. 9a, 9b. lla. llb, 12a. 12b, 14) tout ou partie du
fluide frigorigène lorsqu'il est à haute pression et à température élevée.
- d'introduire le fluide frigorigène à haute pression et à température élevée ainsi dérivé. dans l'un desdits deux évaporateurs (3). en aval du détendeur (7). afin de procéder à son dégivrage et
- de maintenir simultanément en service l'autre évaporateur (4).
2. Procédé selon la revendication 1 tel que - la totalité du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée, introduite dans le premier évaporateur (3) à dégivrer, est dérivée en phase liquide à la sortie dudit condenseur (2), ledit procédé comprenant en outre l'étape de recycler le fluide liquide frigorigène sous-refroidi provenant de l'évaporateur (3) en cours de dégivrage, en amont du détendeur (7) du
second évaporateur (4) fonctionnant en mode frigorifique.
13 2778970
3. Procédé selon la revendication 1 tel que - la totalité ou une partie du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée, introduite dans le premier évaporateur (4) à dégivrer, est dérivée en phase vapeur à la sortie dudit compresseur (1) ledit procédé comprenant en outre l'étape: - de recycler le fluide frigorigène sortant du premier évaporateur (4) en cours de dégivrage, en amont du détendeur (7) du second évaporateur
(3) fonctionnant en mode frigorifique.
4. Procédé selon la revendication 1 tel que - la totalité ou une partie du fluide frigorigène à haute pression et à
température élevée, introduite dans le premier évaporateur (4) à dégivrer.
est dérivée en phase vapeur à la sortie dudit compresseur (1) ledit procédé comprenant en outre l'étape: - de recycler le fluide frigorigène sortant du premier évaporateur (4)
en cours de dégivrage. en amont du condenseur (2).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 tel que
- l'évaporateur (4) en cours de dégivrage est isolé (5, 6) de l'air
circulant dans l'équipement frigorifique.
6. Dispositif de dégivrage d'évaporateurs (3, 4) des équipements frigorifiques et/ou des pompes à chaleur; lesdits équipements frigorifiques et/ou les desdites pompes à chaleur comprenant des circuits parcourus par un fluide frigorigène ledit fluide frigorigène subissant un cycle de température et de pression en passant successivement d'une phase vapeur de haute pression et de température élevée à la sortie d'un compresseur (1), à une phase liquide haute pression température élevée à la sortie d'un condenseur (2), puis à une phase basse pression et basse température à la sortie d'un détendeur (7) avant de pénétrer dans lesdits évaporateurs (3, 4): ledit dispositif comprenant: - au moins deux évaporateurs (3. 4) montés en parallèle au moyen d'un Td'entrée (10a, lob) et d'un Tde sortie (13a, 13b), - des circuits et des vannes (ou des électrovannes) (8a, 8b. 9a, 9b, la, llb, 12a. 12b, 14) permettant de mettre oeuvre le dispositif selon deux modes de fonctionnement: a) un mode frigorifique, auquel cas le fluide frigorigène sortant à l'état liquide, à haute pression et à température élevée est introduit à travers le détendeur (7) dans les deux évaporateurs (3, 4) ou dans l'un des deux; le fluide frigorigène à l'état vapeur à la sortie de l'évaporateur (3 ou 4) ou des évaporateurs (3 et 4) est comprimé par le compresseur (1) avant
d'entrer dans le condenseur (2).
b) un mode dégivrage, auquel cas lesdits circuits comprenant des moyens de dérivation, notamment des circuits de dérivation et des vannes, permettent - de dériver la circulation du fluide frigorigène, à la sortie dudit compresseur (1) ou la sortie dudit condenseur (2). lorsqu'il est à haute
pression et à température élevée et.
- d'introduire le fluide frigorigoène à haute pression et à température élevée ainsi dérivé, dans l'un desdits deux évaporateurs (3) en aval du
détendeur (7), afin de procéder à son dégivrage et.
- de maintenir simultanément la circulation du fluide frigorigène dans
l'autre évaporateur (4), en l'introduisant en amont du détendeur (7).
7. Dispositif de dégivrage selon la revendication 6, les moyens de
dérivation, notamment les circuits de dérivation et les vannes associées.
étant tels que, en mode dégivrage.
- la circulation de la totalité du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée est dérivée en phase liquide à la sortie dudit condenseur (2), avant d'être introduite en aval du détendeur (7), dans le premier évaporateur (3) à dégivrer, les moyens de dérivation, notamment les circuits de dérivation et les vannes associées étant également tels que. en mode dégivrage, - la totalité du fluide liquide frigorigène sous-refroidi provenant de l'évaporateur (3) en cours de dégivrage, est introduite en amont du détendeur (7) du second évaporateur (4).
8. Dispositif de dégivrage selon la revendication 6. les moyens de dérivation, notamment les circuits de dérivation et les vannes associées, étant tels que. en mode dégivrage, - la totalité ou une partie du fluide frigorigène à haute pression et à température élevée est dérivée en phase vapeur à la sortie dudit compresseur (1). avant d'être introduite en aval du détendeur (7). dans le
premier évaporateur (4) à dégivrer.
les moyens de dérivation. notamment les circuits de dérivation et les vannes associées étant également tels que. en mode dégivrage, - le fluide frigorigène provenant à l'état liquide du premier évaporateur (4) en cours de dégivrage et/'ou du condenseur, est introduit
en amont du détendeur (7) du second évaporateur (3).
9. Dispositif de dégivrage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8
tel que - l'évaporateur (4) en cours de dégivrage est isolé de l'air circulant
dans l'équipement frigorifique au moyen d'au moins un volet mobile (5, 6).
10. Equipement frigorifique mettant en oeuvre l'un quelconque des
procédés de dégivrage faisant l'objet des revendications 1 à 5 et mettant
en oeuvre l'un quelconque des dispositifs de dégivrage faisant l'objet des
revendications 6 à 9.
11. Pompe à chaleur mettant en oeuvre l'un quelconque des procédés de
dégivrage faisant l'objet des revendications 1 à 5 et mettant en oeuvre l'un
quelconque des dispositifs de dégivrage faisant l'objet des revendications
6 à 9.
FR9806700A 1998-05-25 1998-05-25 Procede et dispositif de degivrage par condensation et/ou sous-refroidissement de fluide frigorigene Pending FR2778970A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9806700A FR2778970A1 (fr) 1998-05-25 1998-05-25 Procede et dispositif de degivrage par condensation et/ou sous-refroidissement de fluide frigorigene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9806700A FR2778970A1 (fr) 1998-05-25 1998-05-25 Procede et dispositif de degivrage par condensation et/ou sous-refroidissement de fluide frigorigene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2778970A1 true FR2778970A1 (fr) 1999-11-26

Family

ID=9526783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9806700A Pending FR2778970A1 (fr) 1998-05-25 1998-05-25 Procede et dispositif de degivrage par condensation et/ou sous-refroidissement de fluide frigorigene

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2778970A1 (fr)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0974792A3 (fr) * 1998-07-23 2000-08-02 Eaton-Williams Group Limited Installation d'échange thermique
EP1855071A2 (fr) * 2006-05-11 2007-11-14 Aisberg Ltd Procédé de refroidissement d'air continu pour affichages réfrigérant à température moyenne d'un équipement de magasin
EP2213964A1 (fr) * 2009-01-28 2010-08-04 Hermann Gautsch Dispositif pour réchauffer un agent caloporteur dans un système de chauffage avec une pompe à chaleur
CN103542567A (zh) * 2013-10-10 2014-01-29 青岛澳柯玛超低温冷冻设备有限公司 一种用于制冷设备的多温区单独控制***及控温方法
CN104132486A (zh) * 2014-07-11 2014-11-05 浙江大学 一种无泵式热喷射制冷循环方法和装置
CN104654687A (zh) * 2015-01-04 2015-05-27 浙江大学 一种无循环泵式蒸气增压喷射制冷***的控制方法
CN110411048A (zh) * 2018-04-26 2019-11-05 北京四季通能源科技有限公司 一种自化霜连续供热的多蒸发器热泵及其控制方法
CN111637624A (zh) * 2020-05-15 2020-09-08 苏州苏净安发空调有限公司 一种低温型谷物热泵热风机
CN112781268A (zh) * 2021-03-04 2021-05-11 成都绿建工程技术有限公司 一种交替除霜的空气源热泵机组及其运行控制方法
CN112781269A (zh) * 2021-03-04 2021-05-11 成都绿建工程技术有限公司 一种过冷交替除霜的空气源热泵机组及其运行控制方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH249231A (de) * 1944-08-17 1947-06-15 Applic Electr S A Frigidaire Kühlanlage.
FR1263959A (fr) * 1960-05-04 1961-06-19 Perfectionnements aux installations frigorifiques
US3225557A (en) * 1963-06-21 1965-12-28 Jackes Evans Mfg Company Three-way valve and system therefor
US3537274A (en) * 1968-10-18 1970-11-03 Alco Controls Corp Dual evaporator refrigeration system
DE2948520A1 (de) * 1979-12-01 1981-06-04 Walfried 8631 Niederfüllbach Ostrecha Kaeltemittel-doppelverdampfer zur energiesparenden heissgasabtauung fuer kuehlraeume und kuehlgeraete
US4449374A (en) 1981-01-19 1984-05-22 Tyler Refrigeration Corporation Combination hot gas and air defrost refrigerated display case
US4565070A (en) * 1983-06-01 1986-01-21 Carrier Corporation Apparatus and method for defrosting a heat exchanger in a refrigeration circuit
US4644758A (en) * 1984-11-26 1987-02-24 Sanden Corporation Refrigerated display cabinet
US4741171A (en) * 1986-03-15 1988-05-03 Sanden Corporation Refrigerated display cabinet
US5031413A (en) 1988-01-20 1991-07-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Low-temperature foods preserving case and its temperature control method
FR2713320A1 (fr) 1993-12-02 1995-06-09 Mc International Procédé de commande et de dégivrage en continu d'un échangeur frigorifique et installation équipée d'un tel échangeur.
EP0768501A2 (fr) 1995-10-11 1997-04-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Dispositif de dégivrage pour un présentoir à basse température

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH249231A (de) * 1944-08-17 1947-06-15 Applic Electr S A Frigidaire Kühlanlage.
FR1263959A (fr) * 1960-05-04 1961-06-19 Perfectionnements aux installations frigorifiques
US3225557A (en) * 1963-06-21 1965-12-28 Jackes Evans Mfg Company Three-way valve and system therefor
US3537274A (en) * 1968-10-18 1970-11-03 Alco Controls Corp Dual evaporator refrigeration system
DE2948520A1 (de) * 1979-12-01 1981-06-04 Walfried 8631 Niederfüllbach Ostrecha Kaeltemittel-doppelverdampfer zur energiesparenden heissgasabtauung fuer kuehlraeume und kuehlgeraete
US4449374A (en) 1981-01-19 1984-05-22 Tyler Refrigeration Corporation Combination hot gas and air defrost refrigerated display case
US4565070A (en) * 1983-06-01 1986-01-21 Carrier Corporation Apparatus and method for defrosting a heat exchanger in a refrigeration circuit
US4644758A (en) * 1984-11-26 1987-02-24 Sanden Corporation Refrigerated display cabinet
US4741171A (en) * 1986-03-15 1988-05-03 Sanden Corporation Refrigerated display cabinet
US5031413A (en) 1988-01-20 1991-07-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Low-temperature foods preserving case and its temperature control method
FR2713320A1 (fr) 1993-12-02 1995-06-09 Mc International Procédé de commande et de dégivrage en continu d'un échangeur frigorifique et installation équipée d'un tel échangeur.
EP0768501A2 (fr) 1995-10-11 1997-04-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Dispositif de dégivrage pour un présentoir à basse température

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0974792A3 (fr) * 1998-07-23 2000-08-02 Eaton-Williams Group Limited Installation d'échange thermique
EP1855071A2 (fr) * 2006-05-11 2007-11-14 Aisberg Ltd Procédé de refroidissement d'air continu pour affichages réfrigérant à température moyenne d'un équipement de magasin
EP1855071A3 (fr) * 2006-05-11 2008-03-19 Aisberg Ltd Procédé de refroidissement d'air continu pour affichages réfrigérant à température moyenne d'un équipement de magasin
EP2213964A1 (fr) * 2009-01-28 2010-08-04 Hermann Gautsch Dispositif pour réchauffer un agent caloporteur dans un système de chauffage avec une pompe à chaleur
CN103542567A (zh) * 2013-10-10 2014-01-29 青岛澳柯玛超低温冷冻设备有限公司 一种用于制冷设备的多温区单独控制***及控温方法
CN103542567B (zh) * 2013-10-10 2016-03-30 青岛澳柯玛超低温冷冻设备有限公司 一种用于制冷设备的多温区单独控制***及控温方法
CN104132486B (zh) * 2014-07-11 2016-04-27 浙江大学 一种无泵式热喷射制冷循环方法和装置
CN104132486A (zh) * 2014-07-11 2014-11-05 浙江大学 一种无泵式热喷射制冷循环方法和装置
CN104654687A (zh) * 2015-01-04 2015-05-27 浙江大学 一种无循环泵式蒸气增压喷射制冷***的控制方法
CN104654687B (zh) * 2015-01-04 2017-01-11 浙江大学 一种无循环泵式蒸气增压喷射制冷***的控制方法
CN110411048A (zh) * 2018-04-26 2019-11-05 北京四季通能源科技有限公司 一种自化霜连续供热的多蒸发器热泵及其控制方法
CN111637624A (zh) * 2020-05-15 2020-09-08 苏州苏净安发空调有限公司 一种低温型谷物热泵热风机
CN112781268A (zh) * 2021-03-04 2021-05-11 成都绿建工程技术有限公司 一种交替除霜的空气源热泵机组及其运行控制方法
CN112781269A (zh) * 2021-03-04 2021-05-11 成都绿建工程技术有限公司 一种过冷交替除霜的空气源热泵机组及其运行控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1329344A1 (fr) Dispositif de gestion thermique, notamment pour véhicule automobile équipé d'une pile à combustible
US20070101756A1 (en) Air-refrigerant cooling apparatus
FR2611383A1 (fr) Appareils de refrigeration utilisant un materiau d'accumulation de froid
JP2000121233A (ja) 冷凍冷蔵庫
EP3508798A1 (fr) Système thermodynamique de chauffage, de climatisation et de production d'eau chaude sanitaire
FR2778970A1 (fr) Procede et dispositif de degivrage par condensation et/ou sous-refroidissement de fluide frigorigene
JPH11173711A (ja) 二元冷凍装置
JP2003279215A (ja) 空気冷却システム及びガスタービン発電システム
EP2739918B1 (fr) Installation et procédé d'optimisation de fonctionnement d'une installation de pompe à chaleur
JP4622901B2 (ja) 空気調和装置
JPH08193771A (ja) 冷凍サイクル
CN111121352A (zh) 一种减少漏热的连续融霜制冷控制***
KR20000075158A (ko) 냉난방 겸용 분리형 공기조화기 및 그 제상 방법
FR2816697A1 (fr) Systeme reversible de recuperation d'energie calorifique par prelevement et transfert de calories d'un milieu dans au moins un autre milieu d'un lieu quelconque
CN211424781U (zh) 一种热气融霜***
JP2007127302A (ja) 冷凍装置
JP2008122064A (ja) 霜着き防止冷凍機および冷凍機の除霜装置
FR2933482A3 (fr) Centrale frigorifique booster au co2 ou fluide similaire dont la circulation est monotube avec degivrage gaz chaud et recuperation d'energie
JPS63101661A (ja) 太陽熱利用給湯装置
CN110793246A (zh) 一种热气融霜***及热气融霜方法
JPH109709A (ja) 熱駆動型メタルハイドライド吸着式冷凍機
JPS5826511B2 (ja) 冷凍機用除霜装置
CN115046324B (zh) 一种制冷***及蒸发器循环融霜方法
CN210374179U (zh) 用于冰箱的蒸发器结构及冰箱
FR2508147A1 (fr) Dispositif de chauffage avec production d'eau chaude sanitaire fonctionnant en recuperation sur un circuit de pompe a chaleur ou de production de froid