FR3097040A1 - Dispositif de réfrigération et utilisation dudit dispositif pour réfrigérer une installation dans un véhicule - Google Patents

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Abstract

Dispositif de réfrigération et utilisation dudit dispositif pour réfrigérer une installation dans un véhicule Un dispositif de réfrigération, destiné par exemple à une cuisine de bord d’un aéronef, comprend un appareil réfrigérant (10) muni d’un circuit d’agent frigorigène (14) qui renferme un premier échangeur de chaleur (16), affecté au transfert de chaleur dudit agent frigorigène à un flux d’air environnant (17), et un deuxième échangeur de chaleur (19) dévolu à l’absorption de chaleur dudit agent à partir d’un flux d’air froid (20) de ladite cuisine de bord (12). De l’eau (de condensation), engendrée par ledit appareil (10) ou par ladite cuisine (12), est recueillie dans des dispositifs collecteurs (22, 23, 24). L’eau collectée peut, ensuite, être récupérée desdits dispositifs (22, 23, 24) et être introduite dans ledit flux d’air environnant (17), de préférence à l’état volatilisé, de telle sorte qu’une évacuation de l’eau sous forme liquide ne soit plus requise. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif de réfrigération et utilisation dudit dispositif pour réfrigérer une installation dans un véhicule
La présente invention se rapporte à un dispositif de réfrigération, notamment à un dispositif de réfrigération destiné à une installation d’un véhicule devant être réfrigérée comme, par exemple, une cuisine de bord d’un avion de ligne.
Pour réfrigérer des cuisines de bord d’avions de ligne, on utilise habituellement des appareils réfrigérants( aussi dénommés « air refrigeration units » ou « ARU » )revêtant la forme de refroidisseurs à compression. De telles machines sont typiquement dotées d’un circuit d’agent frigorigène qui inclut un compresseur, un échangeur de chaleur haute pression se présentant comme un condenseur dédié au transfert de chaleur dudit agent frigorigène à un flux d’air environnant, un organe d’expansion, et un échangeur de chaleur basse pression se présentant comme un vaporisateur affecté à l’absorption de chaleur dudit agent frigorigène à partir d’un flux d’air froid de l’installation à réfrigérer. Sous l’effet du refroidissement dudit flux d’air froid au cours de la circulation parcourant le vaporisateur, l’humidité de l’air renfermée par ledit flux se condense et se dépose sous forme de glace, sur les surfaces dudit vaporisateur, en cas de dépassement négatif du point de congélation. Etant donné que la puissance frigorifique dudit vaporisateur s’en trouve ainsi réduite, il est régulièrement procédé à des cycles de dégivrage durant lesquels l’eau de condensation déchargée est recueillie dans un récipient collecteur. L’eau de condensation recueillie dans ledit récipient est ensuite canalisée vers une évacuation en empruntant des orifices de purge, conventionnellement par gravité, ce qui est techniquement très complexe, en particulier dans le domaine d’application à des aéronefs. En règle générale, outre l’appareil réfrigérant, la cuisine de bord est également le siège d’une génération, par des flux d’air humide circulant le long de surfaces froides, d’eau de condensation qui peut ensuite être déchargée dans une zone collectrice/un récipient collecteur situé(e) dans ladite cuisine. Qui plus est, de l’eau de condensation ou de l’eau souillée, déchargée dans un récipient collecteur, peut aussi être produite par d’autres appareils réfrigérants ou par des appareils implantés dans la région de ladite cuisine.
L’invention a pour objet de créer une mesure améliorée pour évacuer de l’eau recueillie dans des dispositifs collecteurs.
Le dispositif de réfrigération conforme à l’invention comprend un appareil réfrigérant muni d’un circuit d’agent frigorigène qui renferme un premier échangeur de chaleur, affecté au transfert de chaleur dudit agent frigorigène à un flux d’air environnant, et un deuxième échangeur de chaleur dévolu à l’absorption de chaleur dudit agent frigorigène à partir d’un flux d’air froid d’une installation à réfrigérer ; et au moins un premier dispositif collecteur conçu pour recueillir de l’eau. Le dispositif de réfrigération selon l’invention comprend, en outre, au moins un composant sélectionné au sein d’une unité de refoulement destinée à refouler, dans le flux d’air environnant de l’appareil réfrigérant, de l’eau provenant de l’un des premiers dispositifs collecteurs à présence minimale, et une unité d’aspiration conçue pour aspirer, dans l’un desdits premiers dispositifs collecteurs à présence minimale, de l’eau provenant d’au moins un second dispositif collecteur destiné à recueillir de l’eau émanant d’appareils ou d’installations autres.
Conformément à l’invention, il est proposé un dispositif de réfrigération dans lequel, au moyen d’une unité de refoulement, une eau recueillie dans des dispositifs collecteurs (par exemple, de l’eau ou de l’eau de condensation en provenance de l’appareil réfrigérant, de l’installation à réfrigérer, voire d’appareils ou installations autres) peut être récupérée et introduite dans le flux d’air environnant, en amont du premier échangeur de chaleur de l’appareil réfrigérant, ou dans le flux d’air environnant chaud, en aval dudit premier échangeur de chaleur dudit appareil. Ainsi, l’eau ne doit plus impérativement être évacuée en tant que liquide, mais est, en revanche, retraitée à l’intérieur du système. Dans une application à des cuisines de bord d’avions de ligne, cela permet donc d’éviter des organisations structurelles complexes ciblant l’évacuation de l’eau en recourant à des panneaux de fond ou à des agencements similaires. Un avantage supplémentaire consiste en ce qu’une humidification du flux d’air environnant est provoquée par l’eau. Ledit flux humidifié peut, par exemple, être délivré à l’air de la cabine ou à un puits d’air vicié.
En variante, ou préférentiellement en plus, le dispositif de réfrigération conforme à l’invention inclut une unité d’aspiration ayant pour action d’aspirer, dans l’un des premiers dispositifs collecteurs, de l’eau qui est présente ou engendrée dans des appareils ou installations autres, et qui a été collectée dans un second dispositif collecteur. L’utilisation d’une telle unité d’aspiration est notamment avantageuse lorsque ledit second dispositif collecteur se trouve à proximité du fond et lorsque, de ce fait, l’eau ne peut pas s’écouler dans un autre récipient collecteur (central, par exemple). Etant donné que l’eau, émanant d’appareils ou installations autres, est aspirée dans l’un des premiers dispositifs collecteurs, les quantités d’eau présentes sont regroupées et peuvent, ensuite, être canalisées conjointement. Les mesures techniques peuvent, de la sorte, être nettement simplifiées en comparaison avec la canalisation séparée des différentes quantités d’eau. Dans le cas où ladite unité d’aspiration est prévue en plus de l’unité de refoulement, les quantités d’eau provenant des premiers dispositifs collecteurs et du second dispositif collecteur peuvent être introduites dans le flux d’air environnant.
Dans les deux variantes sélectives ou combinées, le dispositif de réfrigération remplit, outre sa fonction de base consistant à refroidir un flux d’air froid d’une installation à réfrigérer, une fonction additionnelle ciblant l’évacuation d’eau. Le dispositif de réfrigération multifonctionnel permet de renoncer à des appareils ou à des mesures supplémentaires ciblant l’évacuation d’eau, et/ou d’éviter des inconvénients occasionnés par de trop grandes quantités d’eau dans les dispositifs collecteurs. L’appareil réfrigérant forme, de préférence, un ensemble structurel unitaire en association avec l’unité de refoulement et/ou l’unité d’aspiration, si bien que l’opération de montage peut être simplifiée, et que l’installation à réfrigérer ne réclame aucune modification, tout au plus une modification d’ampleur modeste.
De manière générale, le premier dispositif collecteur à présence minimale sert à recueillir de l’eau. De préférence, au moins l’un des premiers dispositifs collecteurs à présence minimale sert à recueillir de l’eau en provenance de l’appareil réfrigérant, notamment de l’eau de condensation engendrée par ledit appareil au cours de cycles de dégivrage. Le second dispositif collecteur à présence minimale sert à recueillir de l’eau émanant d’appareils ou d’installations autres comme, par exemple, d’autres appareils réfrigérants ou l’installation devant être réfrigérée par l’appareil réfrigérant (par exemple, la cuisine de bord d’un véhicule, d’un aéronef en particulier). Il s’agit alors, par exemple, d’une eau de condensation ou d’une eau souillée produite, respectivement, par l’autre appareil considéré ou l’autre installation considérée.
L’appareil réfrigérant du dispositif de réfrigération est conçu, de préférence, comme un refroidisseur à compression muni d’un circuit d’agent frigorigène renfermant un compresseur. De préférence, le premier échangeur de chaleur est un échangeur haute pression revêtant la forme d’un condenseur, le deuxième échangeur de chaleur étant préférentiellement un échangeur basse pression se présentant comme un vaporisateur.
Les premier et second dispositifs collecteurs sont agencés, de préférence, de façon telle que l’eau y afflue par gravité, ou par l’intermédiaire d’un flux d’air. Il peut être préférentiellement prévu des arêtes de dégouttage qui guident l’eau vers lesdits dispositifs collecteurs. Les points les plus bas de l’installation à réfrigérer, c’est-à-dire, par exemple, de la cuisine de bord (dénommée «galley », terme désignant un office) ou d’une région de ladite cuisine, voire d’un chariot de service( dénommé « trolley » )situé dans ladite cuisine, s’avèrent particulièrement appropriés.
Dans un agencement structurel de l’invention, il est prévu plusieurs récipients collecteurs (premiers et second dispositifs collecteurs) conçus pour recueillir de l’eau (de condensation) provenant de régions partielles de l’appareil réfrigérant ou de l’installation à réfrigérer, ainsi qu’au moins un récipient collecteur central (en tant que premier dispositif collecteur) destiné à recueillir l’eau émanant des multiples récipients collecteurs. Ledit récipient central peut être logé, sélectivement, à l’intérieur dudit appareil réfrigérant ou à l’intérieur de ladite installation à réfrigérer.
L’unité de refoulement est préférentiellement munie d’au moins un canal d’aspiration raccordé au premier dispositif collecteur, et d’au moins une pompe (d’une pompe à membrane, par exemple), laquelle pompe peut être implantée, par exemple, à l’intérieur ou à l’extérieur de l’appareil réfrigérant. L’alimentation de la (des) pompe(s) en énergie est, de préférence, assurée par ledit appareil réfrigérant, en particulier également pour des pompes disposées à l’extérieur dudit appareil.
L’unité d’aspiration est préférentiellement munie d’au moins un canal d’aspiration raccordé au second dispositif collecteur, et d’au moins une pompe (d’une pompe à membrane, par exemple), laquelle pompe peut être implantée, par exemple, à l’intérieur ou à l’extérieur de l’appareil réfrigérant. L’alimentation de la (des) pompe(s) en énergie est, de préférence, assurée par ledit appareil réfrigérant, en particulier également pour des pompes disposées à l’extérieur dudit appareil.
Le dispositif de réfrigération comporte en outre, de préférence, au moins un premier capteur (par exemple, un capteur de niveaux de liquide ou un capteur de taux d’humidité) affecté à la détection d’une quantité d’eau dans le premier dispositif collecteur à présence minimale, et/ou au moins un second capteur (par exemple, un capteur de niveaux de liquide ou un capteur de taux d’humidité) affecté à la détection d’une quantité d’eau dans le second dispositif collecteur à présence minimale. Dans ce cas, l’unité de refoulement (sa pompe, en particulier) ou l’unité d’aspiration (en particulier sa pompe) peut être respectivement actionnée, à chaque fois, en fonction de la quantité d’eau respectivement détectée.
Dans un agencement structurel préférentiel de l’invention, l’unité de refoulement est pourvue d’une unité de volatilisation conçue pour volatiliser l’eau avant son introduction dans le flux d’air environnant, ou au cours de ladite introduction. La transmutation de l’eau en l’état d’agrégation gazeux permet une exécution plus efficace de l’introduction dans ledit flux.
Différentes variantes de réalisation de l’unité de volatilisation sont possibles pour la transmutation de l’eau en l’état d’agrégation gazeux. Ladite unité inclut, de préférence, l’un ou plusieurs des composants mentionnés ci-après :
  • un dispositif de pulvérisation affecté à l’atomisation de l’eau dans le flux d’air environnant, en aval du premier échangeur de chaleur ;
  • un élément chauffant affecté au réchauffage de l’eau avant son introduction dans ledit flux d’air environnant, en aval dudit premier échangeur ;
  • un échangeur de chaleur affecté à l’absorption de chaleur par l’eau, à partir du circuit d’agent frigorigène de l’appareil réfrigérant, préférentiellement à partir du compresseur dudit circuit, avant son introduction dans ledit flux d’air environnant en aval dudit premier échangeur ;
  • un récipient ouvert (une cuvette d’égouttage, par exemple) destiné à l’eau et balayé en surface par ledit flux d’air environnant, en aval ou en amont dudit premier échangeur ;
  • un dispositif de pulvérisation affecté à l’atomisation de l’eau dans ledit flux d’air environnant, en amont dudit premier échangeur.
Dans ce cas, les mesures consistant à réchauffer l’eau préalablement à son introduction dans le flux d’air environnant sont sélectionnées, de préférence, uniquement lors d’une introduction en aval du premier échangeur de chaleur.
Au sein des composants listés ci-dessus, des exemples de réalisation de l’invention peuvent inclure un composant individuel ou une quelconque combinaison de ces composants, au nombre de deux ou plus. Dans le cadre de l’invention, il est également possible d’envisager, en particulier, des exemples de réalisation dans lesquels l’eau est introduite, dans le flux d’air environnant, aussi bien en amont qu’en aval du premier échangeur de chaleur.
Divers avantages additionnels du dispositif de réfrigération peuvent être obtenus en fonction de la variante de réalisation de l’unité de volatilisation. Dans le cas de l’atomisation de l’eau dans le flux d’air environnant en amont du premier échangeur de chaleur, ledit flux est refroidi sous l’action de la volatilisation adiabatique, ce qui peut augmenter l’efficacité dudit premier échangeur et, par conséquent, de l’ensemble de l’appareil réfrigérant. Dans le cas d’une absorption de chaleur par l’eau à partir du circuit d’agent frigorigène, de préférence à partir du compresseur dudit circuit, un effet de refroidissement respectif dudit circuit ou de son compresseur est obtenu, ce qui peut pareillement accroître l’efficacité de l’ensemble de l’appareil réfrigérant.
Dans un agencement structurel de l’invention, le premier dispositif collecteur à présence minimale est muni d’un récipient collecteur central dans l’installation à réfrigérer. Ledit récipient central est, de préférence, raccordé à l’unité de refoulement et/ou à une évacuation d’eau. Ledit premier dispositif collecteur à présence minimale est en outre préférentiellement pourvu, dans ou sur l’appareil réfrigérant, d’au moins un récipient collecteur dudit appareil réfrigérant qui est raccordé audit récipient collecteur central, par l’intermédiaire d’un canal d’évacuation, pour permettre à de l’eau (de condensation) de s’écouler, de préférence par gravité, dans ledit récipient central en provenance dudit récipient collecteur dudit appareil réfrigérant. Dans cet agencement structurel, l’unité d’aspiration aspire de préférence, dans ledit récipient collecteur de l’appareil réfrigérant ou dans ledit récipient collecteur central, de l’eau provenant du second dispositif collecteur à présence minimale.
Dans un agencement structurel de l’invention, le premier dispositif collecteur à présence minimale est doté, dans ou sur l’appareil réfrigérant, d’au moins un récipient collecteur dudit appareil réfrigérant qui est raccordé à l’unité de refoulement et/ou à une évacuation d’eau. Dans cet agencement structurel, l’unité d’aspiration aspire préférentiellement de l’eau, provenant du second dispositif collecteur à présence minimale, dans ledit récipient collecteur dudit appareil réfrigérant, ou dans ledit récipient collecteur central pour le cas où ce dernier est également présent. De préférence, ledit second dispositif collecteur à présence minimale est muni d’un dispositif collecteur destiné à recueillir une eau de condensation ou une eau produite par l’installation à réfrigérer, et/ou d’un dispositif collecteur destiné à recueillir une eau de condensation ou une eau produite par un autre appareil réfrigérant ou par un autre appareil.
L’alimentation en énergie destinée à l’unité de refoulement et/ou à l’unité d’aspiration est assurée, de préférence, par l’appareil réfrigérant. Ladite unité de refoulement peut alors être équipée d’une pompe à l’intérieur ou à l’extérieur dudit appareil et, dans le cas où ladite pompe est disposée extérieurement, ledit appareil peut comporter une alimentation en énergie dédiée à ladite pompe de ladite unité de refoulement. Cela est propice à la formation de l’ensemble structurel unitaire de l’appareil réfrigérant en association avec l’unité de refoulement. De façon similaire, ladite unité d’aspiration peut être équipée d’une pompe à l’intérieur ou à l’extérieur dudit appareil et, dans le cas où ladite pompe est disposée extérieurement, ledit appareil peut comporter une alimentation en énergie dédiée à ladite pompe de ladite unité d’aspiration, ce qui favorise la formation de l’ensemble structurel unitaire de l’appareil réfrigérant en association avec l’unité d’aspiration.
D’une manière particulièrement avantageuse, le dispositif de réfrigération conforme à l’invention, décrit ci-avant, peut être utilisé pour une installation devant être réfrigérée dans un véhicule, dans un aéronef en particulier, notamment pour une cuisine de bord d’un aéronef. L’invention n’est, toutefois, pas cantonnée à ce cas d’application.
Les caractéristiques précitées et d’autres encore, ainsi que les avantages de l’invention, ressortiront mieux à la lecture de la description d’exemples de réalisation préférentiels non restrictifs fournie, ci-après, à l’appui de dessins annexés majoritairement schématiques sur lesquels :
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un premier exemple de réalisation de l’invention ;
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un deuxième exemple de réalisation de l’invention ;
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un troisième exemple de réalisation de l’invention ;
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un quatrième exemple de réalisation de l’invention ;
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un cinquième exemple de réalisation de l’invention ;
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un sixième exemple de réalisation de l’invention ;
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un septième exemple de réalisation de l’invention ;
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un huitième exemple de réalisation de l’invention ; et
illustre l’agencement structurel d’un dispositif de réfrigération conforme à un neuvième exemple de réalisation de l’invention.
L’agencement structurel et le mode de fonctionnement d’un premier exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention vont, à présent, être décrits plus en détail en se référant à la figure 1.
Le dispositif de réfrigération comprend, en particulier, un appareil réfrigérant 10 dédié à une installation 12 devant être réfrigérée. Ladite installation 12 se présente, par exemple, comme une cuisine de bord (dénommée «galley ») d’un avion de ligne ou comme une région de ladite cuisine, voire comme un chariot de service( ou « trolley » ).
Dans l’exemple de réalisation de la figure 1, l’appareil réfrigérant 10 est conçu, à titre d’exemple, comme un refroidisseur à compression. Ledit appareil 10 est doté, en particulier, d’un circuit 14 dévolu à un agent frigorigène (R134a, par exemple) et comprenant un compresseur 15 ; un échangeur de chaleur 16 haute pression, revêtant la forme d’un condenseur (premier échangeur de chaleur selon l’invention) ; un organe d’expansion 18 (par exemple, une vanne d’expansion ou un étranglement) ; et un échangeur de chaleur 19 basse pression, revêtant la forme d’un vaporisateur (deuxième échangeur de chaleur selon l’invention). L’agent frigorigène gazeux est tout d’abord comprimé dans le compresseur 15 et est ensuite liquéfié, dans le premier échangeur 16, en cédant de la chaleur à un flux d’air environnant 17. Dans l’enchaînement direct, l’agent frigorigène liquéfié est détendu par l’intermédiaire de l’organe d’expansion 18. Ledit agent se vaporise dans le deuxième échangeur 19 adjacent, avec absorption de chaleur à basse température, pour être ensuite de nouveau comprimé dans ledit compresseur 15. Ledit deuxième échangeur 19 est en échange thermique avec un flux d’air froid 20 afin de provoquer, par l’absorption de chaleur dudit agent, une réfrigération de l’installation 12 à réfrigérer.
Le dispositif de réfrigération est équipé, en outre, d’un récipient collecteur 22 (premier dispositif collecteur au sens de l’invention) implanté dans, ou sur l’appareil réfrigérant 10 et dans lequel une eau de condensation, produite par ledit appareil 10, peut être canalisée et collectée. L’eau de condensation est par exemple engendrée sur les surfaces froides du deuxième échangeur de chaleur 19, par l’humidité renfermée par le flux d’air froid 20, elle est ensuite ramenée à température lors de cycles de dégivrage dudit appareil 10, puis introduite dans le récipient collecteur 22 de ce dernier. Ledit récipient collecteur 22 est implanté, par exemple, à proximité du fond dudit deuxième échangeur 19 ou dudit appareil 10.
Le dispositif de réfrigération est équipé, par ailleurs, d’un collecteur 23 de système de réfrigération (second dispositif collecteur au sens de l’invention) implanté dans, ou sur la cuisine de bord 12 et dans lequel peut être canalisée, et collectée, une eau de condensation ou une eau souillée produite dans/sur ladite cuisine 12. L’eau de condensation est par exemple engendrée sur des surfaces froides de la cuisine 12, par de l’air humide affluant dans l’espace interne de celle-ci, par exemple suite à des fuites ou à une ouverture fréquente des portes.
Les deux récipients collecteurs 22 et 23 sont reliés à un récipient collecteur central 24 (premier dispositif collecteur au sens de l’invention) dans lequel l’eau de condensation, émanant du récipient collecteur 22 de l’appareil réfrigérant et du collecteur 23 du système de réfrigération, s’écoule par gravité et dans lequel elle est ensuite stockée provisoirement.
Comme représenté sur la figure 1, l’appareil réfrigérant 10 est en outre équipé d’une unité de refoulement 25, laquelle unité 25 comporte un canal d’aspiration 26 (un tuyau souple, par exemple) qui, d’une part, est relié au récipient collecteur central 24 et, d’autre part, est raccordé à un canal 28 de circulation d’air environnant dans ledit appareil 10. L’unité 25 présente, de surcroît, une pompe 27 (une pompe à membrane, par exemple) en vue de refouler, dans le flux d’air environnant 17, de l’eau provenant dudit récipient 24. Dans cet exemple de réalisation, ladite pompe 27 est logée à l’intérieur de l’appareil 10 et est alimentée en énergie par ledit appareil 10.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 1, le récipient collecteur central 24 est pourvu d’un premier capteur 35 (d’un capteur de niveaux de liquide, par exemple) affecté à la détection de la quantité d’eau dans ledit récipient 24. La pompe 27 de l’unité de refoulement 25 est activée toutes les fois que ladite quantité d’eau excède une valeur limite prédéterminée dans ledit récipient 24. En variante, il peut également être renoncé audit premier capteur 35 et ladite pompe 27 peut refouler l’eau en mode continu ou périodique, par intervalles de temps préétablis.
Qui plus est, l’appareil réfrigérant 10 est muni d’une unité de volatilisation 29, laquelle unité 29 est prévue pour faire passer, à un état d’agrégation gazeux, l’eau refoulée par la pompe 27 en direction du canal 28 de circulation d’air environnant, en empruntant le canal d’aspiration 26.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 1, l’unité de volatilisation 29 renferme un dispositif de pulvérisation 30 (une petite buse, par exemple) conçu pour atomiser l’eau dans le flux d’air environnant 17, en aval du premier échangeur de chaleur 16, et un échangeur de chaleur 31 en contact avec le compresseur 15 du circuit d’agent frigorigène 14. Ledit échangeur 31 a pour effet de délivrer, à l’eau, une certaine quantité d’énergie calorifique avant qu’elle soit injectée dans le canal 28 de circulation d’air environnant afin d’être mélangée audit flux d’air environnant 17, et réchauffée davantage encore. Il s’opère, de préférence, une volatilisation de l’eau à cent pour cent, de sorte que ledit flux 17 évacue l’eau en tant qu’humidité de l’air accrue, par exemple vers l’air de la cabine de l’aéronef. Par ailleurs, ledit compresseur 15 du circuit 14 est sensiblement refroidi sous l’action dudit échangeur 31, si bien que l’efficacité dudit circuit 14 peut être augmentée. Suite à l’atomisation de l’eau dans ledit flux 17 chaud et sec, celui-ci est humidifié et peut, par exemple, être dirigé vers l’air de la cabine.
Dans cette organisation structurelle du dispositif de réfrigération, dans laquelle l’eau collectée est récupérée (après coup) par l’appareil réfrigérant 10 et est, ensuite, transmutée en l’état d’agrégation gazeux en vue de l’introduire dans le flux d’air environnant 17, il est possible de renoncer à une évacuation d’eau structurellement complexe s’effectuant, par exemple, à partir de l’aéronef.
La figure 2 illustre un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention. Des composants, respectivement identiques ou correspondants, sont alors caractérisés par les mêmes références numériques que dans le premier exemple de réalisation.
Le dispositif de réfrigération de la figure 2 se différencie, de celui du premier exemple de réalisation, en particulier par la forme de réalisation de l’unité de volatilisation 29. Dans cet exemple de réalisation, comme représenté sur la figure 2, ladite unité 29 est munie d’un récipient ouvert 32 qui est, d’une part, couplé thermiquement au compresseur 15 du circuit d’agent frigorigène 14 et est, d’autre part, ouvert en direction du canal 28 de circulation d’air environnant. Sous l’effet de l’échange thermique avec ledit compresseur 15, de l’énergie calorifique est délivrée à l’eau en vue de la vaporiser avant qu’elle ne soit charriée par le flux d’air environnant 17. Ledit compresseur 15 du circuit 14 est, en outre, sensiblement refroidi sous l’effet dudit échange thermique, si bien que l’efficacité dudit circuit 14 peut être augmentée.
Pour le reste, l’agencement structurel et le mode de fonctionnement du dispositif de réfrigération de la figure 2 correspondent à ceux du premier exemple de réalisation de la figure 1.
La figure 3 montre un troisième exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention. Des composants, respectivement identiques ou correspondants, sont alors caractérisés par les mêmes références numériques que dans le premier exemple de réalisation.
Le dispositif de réfrigération de la figure 3 se différencie, de celui du premier exemple de réalisation, en particulier par la forme de réalisation de l’unité de volatilisation 29. Dans cet exemple de réalisation, comme illustré sur la figure 3, ladite unité 29 est pourvue, à côté du dispositif de pulvérisation 30, d’un élément chauffant additionnel 33 (élément chauffant électrique, cartouche chauffante, par exemple), de manière à réchauffer suffisamment l’eau refoulée par la pompe 27, par exemple suivant le principe d’un vaporisateur continu, et à garantir une volatilisation. De préférence, ledit élément 33 est implanté en aval de ladite pompe 27. Il s’opère préférentiellement une volatilisation de l’eau à cent pour cent, de sorte que le flux d’air environnant 17 évacue l’eau en tant qu’humidité de l’air accrue, par exemple vers l’air de la cabine de l’aéronef.
Pour le reste, l’agencement structurel et le mode de fonctionnement du dispositif de réfrigération de la figure 3 correspondent à ceux du premier exemple de réalisation de la figure 1.
La figure 4 illustre un quatrième exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention. Des composants, respectivement identiques ou correspondants, sont alors caractérisés par les mêmes références numériques que dans le premier exemple de réalisation.
Le dispositif de réfrigération de la figure 4 se différencie pareillement, de ceux des exemples de réalisation qui précèdent, par la forme de réalisation de l’unité de volatilisation 29. Dans cet exemple de réalisation, comme représenté sur la figure 4, ladite unité 29 est munie d’un dispositif de pulvérisation 34 en vue d’atomiser, dans le canal 28 de circulation d’air environnant, l’eau refoulée par la pompe 27 en amont du premier échangeur de chaleur 16 (sur la figure 4, la direction d’écoulement du flux d’air environnant 17 est inversée par rapport à celle des figures 1 à 3). Du fait de l’atomisation de l’eau dans le flux 17 en amont du premier échangeur 16, ledit flux 17 est refroidi sous l’action de la volatilisation adiabatique, ce qui permet d’accroître additionnellement l’efficacité dudit premier échangeur 16 et, en conséquence, de l’intégralité du circuit d’agent frigorigène 14.
Pour le reste, l’agencement structurel et le mode de fonctionnement du dispositif de réfrigération de la figure 4 correspondent à ceux du premier exemple de réalisation de la figure 1.
Les exemples de réalisation des figures 1 à 4 peuvent également être combinés les uns aux autres à volonté. Les différentes variantes de réalisation de l’unité de volatilisation 29 peuvent, en particulier, être mutuellement combinées à volonté. Par exemple, les unités 29 des dispositifs de réfrigération des figures 1 et 2 peuvent aussi être équipées, additionnellement, d’un élément chauffant 33 conforme à la variante de réalisation de la figure 3. Par exemple, l’introduction de l’eau dans le flux d’air environnant 17, en amont du premier échangeur de chaleur 16, peut aussi être combinée avec l’introduction de l’eau dans ledit flux 17 en aval dudit premier échangeur 16 comme évoqué dans l’exemple de réalisation de la figure 4, en aval dudit premier échangeur 16, par les composants optionnels 30 et 32 qui peuvent être prévus en amont dudit échangeur 16, en plus de l’unité de volatilisation 29, et peuvent être reliés au récipient collecteur central 24 par l’intermédiaire de la même unité de refoulement 25, ou d’une unité supplémentaire de refoulement.
Dans les exemples de réalisation des figures 1 à 4, l’unité de refoulement 25 est reliée à chaque fois au récipient collecteur central 24 en vue de refouler, dans le flux d’air environnant 17, de l’eau de condensation engendrée par l’appareil réfrigérant 10, et de l’eau de condensation ou de l’eau souillée produite par la cuisine de bord 12. Dans d’autres formes de réalisation de l’invention, l’unité de refoulement 25 peut également être reliée au récipient collecteur 22 de l’appareil réfrigérant afin de refouler, dans ledit flux 17, l’eau de condensation engendrée par ledit appareil 10. Dans ce cas, l’eau de condensation ou l’eau souillée engendrée par ladite cuisine 12 afflue, en provenance du collecteur 23 du système de réfrigération, dans ledit récipient collecteur central 24 à partir duquel elle peut être évacuée sous forme liquide, ou bien l’eau peut être évacuée de l’aéronef, sous forme liquide, directement à partir dudit collecteur 23 du système de réfrigération.
Dans les exemples de réalisation des figures 1 à 4, l’eau provenant du collecteur 23 du système de réfrigération s’écoule à chaque fois, par gravité, dans le récipient collecteur central 24. Cela n’est toutefois pas possible dans le cas où ledit collecteur 23 se trouve à proximité du fond de la cuisine de bord 12 et l’eau doit être aspirée à partir dudit collecteur 23, ou bien directement évacuée de l’aéronef sous forme liquide.
La figure 5 représente un cinquième exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention. Des composants, respectivement identiques ou correspondants, sont alors caractérisés par les mêmes références numériques que dans les exemples de réalisation précédents.
Le dispositif de réfrigération de la figure 5 se différencie, de ceux des exemples de réalisation qui précèdent, notamment par le fait qu’il est prévu non pas une unité de refoulement 25, mais une unité d’aspiration 36. Cette unité 36 comporte un canal d’aspiration 37 (un tuyau souple, par exemple) raccordé, d’une part, à un collecteur 23 de système de réfrigération placé, par exemple, à proximité du fond de la cuisine de bord 12 et, d’autre part, à un récipient collecteur 22 de l’appareil réfrigérant qui occupe un emplacement plus haut. L’unité 36 est munie, en outre, d’une pompe 38 (d’une pompe à membrane, par exemple) en vue d’aspirer l’eau (de condensation) engendrée par ladite cuisine 12, à partir dudit collecteur 23 du système de réfrigération, dans ledit récipient collecteur 22 qui reçoit également l’eau de condensation produite par ledit appareil réfrigérant 10. Dans cet exemple de réalisation, la pompe 38 est logée à l’intérieur de l’appareil 10 et est alimentée en énergie par ledit appareil 10. Par ailleurs, ledit collecteur 23 du système de réfrigération est doté d’un second capteur 39 (par exemple, d’un capteur de niveaux de liquide) en vue de détecter la quantité d’eau. La pompe 38 de l’unité d’aspiration 36 est activée toutes les fois que ladite quantité d’eau excède une valeur limite prédéterminée dans ledit collecteur 23 du système de réfrigération. Il est également possible, en variante, de renoncer audit second capteur 39 et ladite pompe 38 peut refouler l’eau en mode continu ou périodique, par intervalles de temps préétablis.
L’eau de condensation de l’appareil réfrigérant 10, recueillie dans le récipient collecteur 22 dudit appareil, et l’eau de la cuisine de bord 12 aspirée dans ledit récipient collecteur 22 au moyen de l’unité d’aspiration 36, peuvent ensuite s’écouler conjointement, par gravité, dans le récipient collecteur central 24. A partir de ce dernier, l’eau peut par exemple être évacuée sous forme liquide par l’intermédiaire d’orifices de purge.
L’agencement structurel et le mode de fonctionnement de l’appareil réfrigérant 10 correspondent, pour le reste, à ceux de l’appareil réfrigérant des exemples de réalisation des figures 1 à 4 qui précèdent.
En variante ou en plus du collecteur 23 du système de réfrigération, l’unité d’aspiration 36 peut aussi être raccordée à un autre dispositif, ou second dispositif collecteur destiné à recueillir de l’eau (par exemple, de l’eau de condensation ou de l’eau souillée) provenant d’autres appareils réfrigérants, de telle sorte que l’eau, collectée dans ledit dispositif, soit canalisée vers le récipient collecteur central 24 par l’intermédiaire du récipient collecteur 22 de l’appareil réfrigérant.
La figure 6 illustre un sixième exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention. Des composants, respectivement identiques ou correspondants, sont alors caractérisés par les mêmes références numériques que dans le cinquième exemple de réalisation.
Le dispositif de réfrigération de la figure 6 se différencie, de celui du cinquième exemple de réalisation, en ce sens que la pompe 38 de l’unité d’aspiration 36 est disposée à l’extérieur de l’appareil réfrigérant 10. Dans cette forme de réalisation, ledit appareil 10 est pourvu d’une alimentation en énergie 40 affectée à la pompe 38 extérieure.
Pour le reste, l’agencement structurel et le mode de fonctionnement du dispositif de réfrigération de la figure 6 correspondent à ceux du cinquième exemple de réalisation de la figure 5.
Dans les deux exemples de réalisation des figures 5 et 6, l’eau émanant du collecteur 23 du système de réfrigération est aspirée à chaque fois, par l’unité d’aspiration 36, dans le récipient collecteur 22 de l’appareil réfrigérant. Dans d’autres exemples de réalisation de l’invention, ladite unité 36 peut également être conçue de façon telle qu’elle aspire l’eau dans le récipient collecteur central 24 à partir dudit collecteur 23 du système de réfrigération.
La figure 7 montre un septième exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention. Des composants, respectivement identiques ou correspondants, sont alors caractérisés par les mêmes références numériques que dans les exemples de réalisation précédents.
Le dispositif de réfrigération de la figure 7 est une combinaison des exemples de réalisation des figures 1 à 3 avec l’exemple de réalisation de la figure 5, à savoir que ledit dispositif de réfrigération comprend, à la fois, une unité de refoulement 25 associée à une unité de volatilisation 29, en aval du premier échangeur de chaleur 16, et une unité d’aspiration 36 destinée à aspirer de l’eau dans le récipient collecteur 22 de l’appareil réfrigérant à partir du collecteur 23 du système de réfrigération. Sur la figure 7, ladite unité de volatilisation 29 est évoquée de manière générale et peut, en particulier, être conçue en conformité avec l’un des exemples de réalisation des figures 1 à 3.
En variante ou en plus, l’exemple de réalisation de la figure 5 peut aussi être combiné avec le quatrième exemple de réalisation de la figure 4, comme cela est évoqué dans l’exemple de réalisation de la figure 7, en amont du premier échangeur de chaleur 16, par le dispositif de pulvérisation 34 optionnel qui est prévu en plus de l’unité de volatilisation 29, en aval dudit premier échangeur 16, et peut être relié au récipient collecteur central 24 par l’intermédiaire de la même unité de refoulement 25, ou d’une autre unité supplémentaire de refoulement.
Une autre variante de l’invention peut également résider dans une combinaison de l’exemple de réalisation de la figure 6 avec les exemples de réalisation des figures 1 à 4, c’est-à-dire que la pompe 38 de l’unité d’aspiration 36 peut être disposée à l’extérieur de l’appareil réfrigérant 10, à la différence de l’exemple de réalisation de la figure 7.
La figure 8 illustre un huitième exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention. Des composants, respectivement identiques ou correspondants, sont alors caractérisés par les mêmes références numériques que dans le cinquième exemple de réalisation.
Le dispositif de réfrigération de la figure 8 se différencie, de celui du sixième exemple de réalisation, en ce que l’unité d’aspiration 36 aspire l’eau, à partir du collecteur 23 du système de réfrigération, non pas dans un récipient collecteur 22 de l’appareil réfrigérant, mais directement dans le récipient collecteur central 24. Dans cette forme de réalisation, la pompe 38 de ladite unité 36 est préférentiellement disposée à l’extérieur de l’appareil réfrigérant 10.
L’agencement structurel et le mode de fonctionnement du dispositif de réfrigération de la figure 8 correspondent, pour le reste, à ceux du sixième exemple de réalisation de la figure 6.
La figure 9 montre un neuvième exemple de réalisation d’un dispositif de réfrigération conforme à l’invention. Des composants, respectivement identiques ou correspondants, sont alors caractérisés par les mêmes références numériques que dans les exemples de réalisation qui précèdent.
Le dispositif de réfrigération de la figure 9 est une combinaison des exemples de réalisation des figures 1 à 3 avec l’exemple de réalisation de la figure 8, à savoir que ledit dispositif de réfrigération comprend, à la fois, une unité de refoulement 25 associée à une unité de volatilisation 29, en aval du premier échangeur de chaleur 16, et une unité d’aspiration 36 destinée à aspirer de l’eau dans le récipient collecteur 22 de l’appareil réfrigérant à partir du collecteur 23 du système de réfrigération. Sur la figure 9, ladite unité de volatilisation 29 est évoquée de manière générale et peut, en particulier, être conçue en conformité avec l’un des exemples de réalisation des figures 1 à 3.
En variante ou en plus, l’exemple de réalisation de la figure 8 peut aussi être combiné avec le quatrième exemple de réalisation de la figure 4, comme cela est évoqué dans l’exemple de réalisation de la figure 9, en amont du premier échangeur de chaleur 16, par le dispositif de pulvérisation 34 optionnel qui est prévu en plus de l’unité de volatilisation 29, en aval dudit premier échangeur 16, et peut être relié au récipient collecteur central 24 par l’intermédiaire de la même unité de refoulement 25, ou d’une unité supplémentaire de refoulement.
D’autres variantes de l’invention peuvent consister en ce que les dispositifs de réfrigération illustrés sur les figures 8 et 9 comportent additionnellement, dans ou sur l’appareil réfrigérant 10, un récipient collecteur 22 à partir duquel l’eau (de condensation), provenant dudit appareil 10, peut s’écouler dans le récipient collecteur central 24 par l’intermédiaire d’un canal d’évacuation.
Il va de soi que l’invention n’est pas cantonnée aux exemples de réalisation décrits ci-avant, mais peut faire l’objet de nombreuses modifications sans s’écarter du cadre du contenu divulgué.
Les éléments, parties, objets, et composants suivants sont référencés sur les figures des dessins annexés :
10 : appareil réfrigérant, notamment refroidisseur à compression
12 : installation à réfrigérer, par exemple cuisine de bord d’un aéronef
14 : circuit d’agent frigorigène
15 : compresseur du circuit d’agent frigorigène
16 : premier échangeur de chaleur (condenseur)
17 : flux d’air environnant
18 : organe d’expansion
19 : deuxième échangeur de chaleur (vaporisateur)
20 : flux d’air froid
22 : récipient collecteur de l’appareil réfrigérant
23 : collecteur du système de réfrigération
24 : récipient collecteur central
25 : unité de refoulement de l’appareil réfrigérant
26 : canal d’aspiration de l’unité de refoulement
27 : pompe de l’unité de refoulement
28 : canal de circulation d’air environnant dans l’appareil réfrigérant
29 : unité de volatilisation de l’appareil réfrigérant
30 : dispositif de pulvérisation de l’unité de volatilisation
31 : échangeur de chaleur de l’unité de volatilisation
32 : récipient ouvert de l’unité de volatilisation
33 : élément chauffant additionnel de l’unité de volatilisation
34 : dispositif de pulvérisation optionnel de l’unité de volatilisation
35 : premier capteur associé au récipient collecteur central
36 : unité d’aspiration
37 : canal d’aspiration de l’unité d’aspiration
38 : pompe extérieure de l’unité d’aspiration
39 : second capteur associé au collecteur du système de réfrigération
40 : alimentation en énergie de la pompe extérieure
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (16)

  1. Dispositif de réfrigération comprenant un appareil réfrigérant (10) muni d’un circuit d’agent frigorigène (14) qui renferme un premier échangeur de chaleur (16), affecté au transfert de chaleur dudit agent frigorigène à un flux d’air environnant (17), et un deuxième échangeur de chaleur (19) dévolu à l’absorption de chaleur dudit agent frigorigène à partir d’un flux d’air froid (20) d’une installation (12) à réfrigérer ; et au moins un premier dispositif collecteur (22, 24) conçu pour recueillir de l’eau, dispositif de réfrigération caractérisé par le fait qu’il comprend au moins un composant (25, 36) sélectionné au sein d’une unité de refoulement (25) destinée à refouler, dans le flux d’air environnant (17) de l’appareil réfrigérant (10), de l’eau provenant de l’un des premiers dispositifs collecteurs (22, 24) à présence minimale, et une unité d’aspiration (36) conçue pour aspirer, dans l’un desdits premiers dispositifs collecteurs (22, 24) à présence minimale, de l’eau provenant d’au moins un second dispositif collecteur (23) destiné à recueillir de l’eau émanant d’appareils ou d’installations autres.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l’unité de refoulement (25) est pourvue d’une unité de volatilisation (29) conçue pour volatiliser l’eau avant son introduction dans le flux d’air environnant (17), ou au cours de ladite introduction.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l’unité de volatilisation (29) est dotée d’un dispositif de pulvérisation (30) affecté à l’atomisation de l’eau dans le flux d’air environnant (17), en aval du premier échangeur de chaleur (16).
  4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que l’unité de volatilisation (29) comporte un élément chauffant (33) affecté au réchauffage de l’eau, ou un échangeur de chaleur (31) affecté à l’absorption de chaleur par l’eau, à partir du circuit d’agent frigorigène (14) de l’appareil réfrigérant (10), avant son introduction dans le flux d’air environnant (17) en aval du premier échangeur de chaleur (16).
  5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l’unité de volatilisation (29) est munie d’un récipient ouvert (32) destiné à l’eau et balayé, en surface, par le flux d’air environnant (17).
  6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l’unité de volatilisation (29) est dotée d’un dispositif de pulvérisation (34) affecté à l’atomisation de l’eau dans le flux d’air environnant (17), en amont du premier échangeur de chaleur (16).
  7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu’il comporte, en outre, au moins un premier capteur (35) affecté à la détection d’une quantité d’eau dans le premier dispositif collecteur (22, 24) à présence minimale, l’unité de refoulement (25) pouvant être actionnée en fonction de la quantité d’eau détectée par ledit premier capteur (35).
  8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu’il comporte, en outre, au moins un second capteur (39) affecté à la détection d’une quantité d’eau dans le second dispositif collecteur (23) à présence minimale, l’unité d’aspiration (36) pouvant être actionnée en fonction de la quantité d’eau détectée par ledit second capteur (39).
  9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le premier dispositif collecteur (22, 24) à présence minimale est muni, dans l’installation (12) à réfrigérer, d’un récipient collecteur central (24) raccordé à l’unité de refoulement (25) ou à une évacuation d’eau.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le premier dispositif collecteur (22, 24) à présence minimale est en outre pourvu, dans ou sur l’appareil réfrigérant (10), d’un récipient collecteur (22) dudit appareil réfrigérant qui est raccordé au récipient collecteur central (24) par l’intermédiaire d’un canal d’évacuation, pour permettre à de l’eau de s’écouler dans ledit récipient collecteur central (24) en provenance dudit récipient collecteur (22) dudit appareil réfrigérant.
  11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le premier dispositif collecteur (22, 24) à présence minimale est doté, dans ou sur l’appareil réfrigérant (10), d’un récipient collecteur (22) dudit appareil réfrigérant qui est raccordé à l’unité de refoulement (25) ou à une évacuation d’eau.
  12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé par le fait que l’unité d’aspiration (36) est conçue pour aspirer, dans le récipient collecteur (22) de l’appareil réfrigérant ou dans le récipient collecteur central (24), de l’eau provenant du second dispositif collecteur (23) à présence minimale.
  13. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que le second dispositif collecteur (23) à présence minimale est muni d’un dispositif collecteur destiné à recueillir une eau de condensation ou une eau produite par l’installation (12) à réfrigérer et éventuellement, ou en variante, d’un dispositif collecteur destiné à recueillir une eau de condensation ou une eau produite par un autre appareil réfrigérant ou par un autre appareil.
  14. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que l’unité de refoulement (25) est équipée d’une pompe (27) à l’intérieur de l’appareil réfrigérant (10), ou bien ladite unité (25) est équipée d’une pompe (27) à l’extérieur dudit appareil (10), lequel appareil (10) comporte une alimentation en énergie dédiée à ladite pompe (27) de ladite unité (25).
  15. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que l’unité d’aspiration (36) est équipée d’une pompe (38) à l’intérieur de l’appareil réfrigérant (10), ou bien ladite unité (36) est équipée d’une pompe (38) à l’extérieur dudit appareil (10), lequel appareil (10) comporte une alimentation en énergie (40) dédiée à ladite pompe (38) de ladite unité (36).
  16. Utilisation du dispositif de réfrigération conforme à l’une quelconque des revendications précédentes, dévolu à une installation (12) d’un véhicule devant être réfrigérée, en particulier à une cuisine de bord d’un aéronef.
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