WO2012080599A1 - System for defrosting heat exchangers of refrigerated trucks using an indirect injection of a cryogenic liquid - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of processes for the transport and distribution of heat-sensitive products, such as pharmaceuticals and food products, in refrigerated trucks, and is particularly interested in one of the techniques used in this type of truck.
- direct injection which uses one (or more) heat exchanger (s) (for example coils), in which circulates a cryogenic fluid such as liquid nitrogen or liquid CO2, the enclosure being Furthermore, it has an air circulation system (fans) putting this air in contact with the cold walls of the exchanger, thereby cooling the internal air in the cold room of the truck, the cryogenic fluid.
- the atmospheres maintained inside the cold room can be as well provided for fresh products (typically a temperature of about 4 ° C) as for frozen products (typically a temperature of -20 ° C).
- these exchangers or refrigerating units may consist of copper turns, supplied with liquid nitrogen. These turns are for example placed in a box that i gu ide the flow of air sucked by a fan, for example, but this is only illustrative, in a configuration of suction to the ground for discharge of air on the ceiling. The sucked air is thus cooled by contact with the cold walls of the turns fed with liquid nitrogen. But this is only one example of the multiple configurations of interchange positions practiced in this industry.
- One of the objectives of the present invention is therefore to propose a new deicing approach providing a solution to the disadvantages listed above.
- the present invention proposes to de-ice the exchanger by a mechanical action (to shake and drop the frost formed), this mechanical action does not intervene on any situation since in accordance with the invention, it will be done so that the frost is formed on a situation known as "zero adhesion", that is to say on a heat exchanger surface whose temperature is sufficiently cold (below a temperature limit data that we will explain later), allowing the frost that will form on this surface will attach less, and will then be easier to fall.
- the term "sufficiently cold temperature” means a cryogenic temperature, typically less than -50 ° C, but more preferably less than -80 ° C, for example about -90 to -100 ° C.
- pre-cooling of the exchanger (pre” because before the fans start), pre-cooling, the advantage of which is that the frost that will form later will attach less, will be easier to drop: pre-cooling obtained by the fact that we leave a period of time between the cold setting of the exchanger by admission of the cryogen and the startup of the fan or fans that are associated latency for example a few minutes (typically of the order of 5 to 10 minutes), which allows, as will be understood from reading the above, to bring the surface of the exchanger (for example turns in copper) at the desired cryogenic temperature (for example close to -90 ° C), before forcing the air into contact with the exchanger.
- this surface temperature can be taken into account at variable locations of the exchanger (inlet, outlet, medium, etc.
- This latency can of course vary depending on the conditions, for example the initial temperature of the truck chamber before restarting.
- the invention thus relates to a method of transporting thermosensitive products in a refrigerated truck, of the type where the truck is equipped with: at least one product storage chamber,
- a reserve of a cryogenic fluid such as liquid nitrogen
- an air circulation system for example of the fan type, capable of bringing the internal air into contact with the chamber with the cold walls of the exchangers of the assembly,
- the present invention may furthermore adopt one or more of the following features:
- a latency time is left between the cooling of the exchanger or exchangers of the assembly by admission of the cryogenic and the starting of the fan or fans associated with them. j) said latency time is a few minutes, for example 5 to 10 minutes.
- said limiting temperature is below -50 ° C, more preferably below -80 ° C, for example in the range of -90 to -100 ° C.
- said mechanical action is an action of vibrating the exchanger considered de-icing, by an electric or pneumatic vibration system, but it will be preferred according to the invention a pneumatic system to save the truck batteries, air for example being present in the braking systems of trucks and can be used for this purpose, not to mention the fact that a pneumatic system has better cold resistance than an electrical system.
- vibration systems are available on the market, very small footprint (a few centimeters) facilitating their attachment to the turns of the exchanger, for example in the lower part of the turn (but other locations such as in the center of a coil have been practiced successfully according to the frequency of vibration practiced), these systems available can reach very high vibration frequencies (20 to 30,000 vibrations per minute) thus providing a very good efficiency.
- the said mechanical action is implemented after a given period of time (called the "ventilation period") following the start-up of the air circulation systems (fans);
- said mechanical action is implemented at regular time intervals ⁇ following an en route run of the air circulation systems (fans), and during a given action time tvib;
- said mechanical action is implemented when a temperature set point in the product storage chamber of the truck has been reached (by way of illustration -18 ° C for frozen products);
- a measurement of a surface temperature of the exchanger is carried out and the mechanical action is applied when the surface temperature of the exchanger measured is greater than said given limit temperature.
- the compressed air consumption was evaluated at 50 l / min by pneumatic system and by defrost (ie by request), the duration of each defrost was evaluated at 20-30 seconds (but it should be noted that defrosting times of less than 10 seconds were satisfactory with adequate vibrators pressure settings).
- a vibration system exchanger such as a vertical exchanger typically has 3 to 4 turns while a horizontal heat exchanger typically comprises 2).
- the peeled snow may, instead of accumulating at the bottom of the exchangers, finally give rise to puddles of water (in the case of cords). heated), be “sucked” by the fans (which have not been stopped) and pushed back out of the box or diluted in the box itself. It is precisely this phenomenon of aspiration that the Applicant has observed during its tests.
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Abstract
The invention relates to a method and equipment for transporting heat-sensitive materials by means of a refrigerated truck provided with: at least one chamber for storing the materials; a store of cryogenic fluid such as liquid nitrogen; a heat-exchanger system in which the cryogenic fluid flows, said heat-exchanger system including a set of one or more heat exchangers; and an system for circulating air, for example fans, capable of placing the air inside the chamber in contact with the cold walls of the heat exchangers of the set, characterized in that, when one or more heat exchangers of said set need to be defrosted, a mechanical action is applied to the heat exchanger(s) to be defrosted, said action being capable of detaching and causing the frost, formed on the surface of the heat exchanger(s), to drop off, and in that measures are implemented for enabling said frost to be formed in so-called zero-adhesion conditions, that is, on one surface of the heat exchanger, the temperature of which is less than or equal to a given temperature limit.
Description
« Système de dégivrage d'échangeurs de camions frigorifiques utilisant une injection indirecte d'un liquide cryogénique » "Refrigerator truck exchanger de-icing system using indirect injection of a cryogenic liquid"
La présente invention concerne le domaine des procédés de transport et de d istribution de produits thermosensibles, tels les produits pharmaceutiques et les produits alimentaires, en camions frigorifiques, et elle s'intéresse tout particulièrement à l'une des techniques utilisées dans ce type de camions, d ite « injection indirecte », qui met en œuvre un (ou plusieurs) échangeur(s) de chaleur (par exemple des serpentins), dans lequel circule un fluide cryogénique tel l'azote liquide ou le CO2 liquide , l'enceinte étant par ailleurs mun ie d'un système de circulation d'air (ventilateurs) mettant en contact cet air avec les parois froides de l'échangeur, ce qui permet ainsi de refroidir l'air interne à la chambre froide du camion , le fluide cryogénique alimentant le ou les échangeur(s) provenant d'un réservoir de cryogène traditionnellement situé sous le camion. The present invention relates to the field of processes for the transport and distribution of heat-sensitive products, such as pharmaceuticals and food products, in refrigerated trucks, and is particularly interested in one of the techniques used in this type of truck. , called "indirect injection", which uses one (or more) heat exchanger (s) (for example coils), in which circulates a cryogenic fluid such as liquid nitrogen or liquid CO2, the enclosure being Furthermore, it has an air circulation system (fans) putting this air in contact with the cold walls of the exchanger, thereby cooling the internal air in the cold room of the truck, the cryogenic fluid. supplying the exchanger (s) from a cryogenic tank traditionally located under the truck.
Les ambiances maintenues à l'intérieur de la chambre froide peuvent être aussi bien prévues pour des produit frais (typiquement une température voisine de 4°C) que pour des produits surgelés (typiquement une température voisine de -20°C). The atmospheres maintained inside the cold room can be as well provided for fresh products (typically a temperature of about 4 ° C) as for frozen products (typically a temperature of -20 ° C).
A titre illustratif, ces échangeurs ou unités frigorifiques peuvent être constitués de spires en cuivre, alimentées en azote liquide. Ces spires sont par exemple placées dans une caisse qu i gu ide le fl ux d 'air aspiré par un ventilateur, par exemple, mais ceci n'est qu'illustratif, dans une configuration d'aspiration au sol pour refoulement de l'air au plafond. L'air aspiré est donc refroidi par le contact avec les parois froides des spires alimentées en azote liquide. Mais ceci n'est donc qu'un exemple des multiples configurations de positionnements d'échangeurs pratiquées dans cette industrie. As an illustration, these exchangers or refrigerating units may consist of copper turns, supplied with liquid nitrogen. These turns are for example placed in a box that i gu ide the flow of air sucked by a fan, for example, but this is only illustrative, in a configuration of suction to the ground for discharge of air on the ceiling. The sucked air is thus cooled by contact with the cold walls of the turns fed with liquid nitrogen. But this is only one example of the multiple configurations of interchange positions practiced in this industry.
On assiste alors au phénomène suivant : l 'humidité contenue dans l'atmosphère interne à la chambre, entraîne en fonctionnement la formation de givre autour des spires de l'échangeur, givre qui fait diminuer considérablement le rendement de ces échangeurs car la couche de givre forme un isolant thermique autour des tubes.
La conséquence de ce phénomène est que dans un cycle classique de fonctionnement de ces échangeurs, par exemple de plus de 20 heures, plusieurs dégivrages au cours de ce cycle seront nécessaires. Une des solutions de dégivrage répertoriées dans la littérature est de dégivrer en plaçant des rubans chauffants autour des spires, solution qui n'est pas sans poser des inconvénients : We then witness the following phenomenon: the humidity contained in the internal atmosphere of the chamber, causes in operation the formation of frost around the turns of the exchanger, frost which significantly reduces the efficiency of these exchangers because the frost layer forms a thermal insulation around the tubes. The consequence of this phenomenon is that in a conventional cycle of operation of these exchangers, for example more than 20 hours, several defrosting during this cycle will be necessary. One of the deicing solutions listed in the literature is de-icing by placing heating strips around the turns, a solution that is not without its disadvantages:
1 - poser des rubans autour des spires diminue la surface d'échange avec les spires, donc le rendement de l'échangeur ; 1 - laying ribbons around the turns decreases the exchange surface with the turns, so the efficiency of the exchanger;
2- la consommation électrique d'un tel dégivrage (donc l'autonomie des unités cryogéniques qui fonctionnent sur batteries), sans oublier le fait que la place disponible dans le camion est d'autant réduite de même que le poids accepté. 2- the electrical consumption of such a defrost (thus the autonomy of cryogenic units that run on batteries), not to mention the fact that the space available in the truck is reduced as well as the weight accepted.
3- lors du chauffage des spires par les rubans chauffant, l'injection d'azote et donc l'échangeur doit être à l'arrêt, la température dans la caisse va donc augmenter pendant le temps de dégivrage et de remise au froid des échangeurs. When the heating of the turns by the heating strips, the injection of nitrogen and therefore the exchanger must be stopped, the temperature in the box will therefore increase during the defrosting time and cooling of the exchangers .
4- la surconsommation d'azote. Un des objectifs de la présente invention est donc de proposer une nouvelle approche de dégivrage apportant une solution aux inconvénients listés plus haut. 4- the overconsumption of nitrogen. One of the objectives of the present invention is therefore to propose a new deicing approach providing a solution to the disadvantages listed above.
Comme on le verra plus en détail dans ce qui suit, la présente invention propose de dégivrer l'échangeur par une action mécanique (pour secouer et faire chuter le givre formé), cette action mécanique n'intervenant pas sur une situation quelconque puisque conformément à l'invention, on aura fait en sorte que le givre se soit formé sur une situation dite de « zéro adhésion », c'est-à- dire sur une surface d'échangeur dont la température soit suffisamment froide (inférieure à une température limite donnée que nous expliciterons plus loin), permettant que le givre qui se formera sur cette surface attachera moins, et sera alors plus aisé à faire chuter.
On entend par « température suffisamment froide » une température cryogénique, typiquement inférieure à -50°C, mais plus préférentiellement inférieure à -80 °C, par exemple voisine de -90 à -100 °C. En pratique, selon une des mises en œuvre de l'invention, pour favoriser ces conditions de « zéro adhésion », lors de la mise en route du système frigorifique du camion (par exemple au démarrage d'une tournée ou après un arrêt prolongé du système frigorifique pour une raison quelconque), on procédera à un pré-refroidissement de l'échangeur (« pré » car avant mise en route des ventilateurs), pré-refroidissement dont l'avantage réside dans le fait que le givre qui se formera ultérieurement attachera moins, sera plus aisé à faire chuter : pré-refroidissement obtenu par le fait qu'on laisse un temps de latence entre la mise en froid de l'échangeur par admission du cryogène et la mise en route du ou des ventilateurs qui lui sont associés, temps de latence par exemple de quelques minutes (typiquement de l'ordre de 5 à 10 minutes), qui permet, comme on l'aura compris à la lecture de ce qui précède, d'amener la surface de l'échangeur (par exemple des spires en cuivre) à la température cryogénique recherchée (par exemple voisine de -90°C), avant de forcer l'air à entrer en contact avec l'échangeur. Selon les configurations cette température de surface pourra être prise en compte à des endroits variables de l'échangeur (entrée, sortie, milieu...). As will be seen in more detail in the following, the present invention proposes to de-ice the exchanger by a mechanical action (to shake and drop the frost formed), this mechanical action does not intervene on any situation since in accordance with the invention, it will be done so that the frost is formed on a situation known as "zero adhesion", that is to say on a heat exchanger surface whose temperature is sufficiently cold (below a temperature limit data that we will explain later), allowing the frost that will form on this surface will attach less, and will then be easier to fall. The term "sufficiently cold temperature" means a cryogenic temperature, typically less than -50 ° C, but more preferably less than -80 ° C, for example about -90 to -100 ° C. In practice, according to one of the implementations of the invention, to promote these conditions of "zero adhesion" during the start-up of the refrigeration system of the truck (for example at the start of a tour or after a prolonged stop of the refrigeration system for any reason), pre-cooling of the exchanger ("pre" because before the fans start), pre-cooling, the advantage of which is that the frost that will form later will attach less, will be easier to drop: pre-cooling obtained by the fact that we leave a period of time between the cold setting of the exchanger by admission of the cryogen and the startup of the fan or fans that are associated latency for example a few minutes (typically of the order of 5 to 10 minutes), which allows, as will be understood from reading the above, to bring the surface of the exchanger ( for example turns in copper) at the desired cryogenic temperature (for example close to -90 ° C), before forcing the air into contact with the exchanger. According to the configurations, this surface temperature can be taken into account at variable locations of the exchanger (inlet, outlet, medium, etc.).
Ce temps de latence peut bien entendu varier selon les conditions, par exemple de la température initiale de la chambre du camion avant la remise en route. This latency can of course vary depending on the conditions, for example the initial temperature of the truck chamber before restarting.
Expliquons mieux ce qui précède et les phénomènes qui sont selon toute vraisemblance observés (sans que l'on puisse être limité en aucune manière par les tentatives d'explication données ci-dessous). Let us better explain the above and the phenomena that are most likely observed (without being limited in any way by the attempts at explanation given below).
Le contrôle de procédé typiquement mis en œuvre dans de tels camions fonctionnant en CTI est le suivant : The process control typically implemented in such trucks operating in CTI is as follows:
1 - lors de la mise en route du système frigorifique du camion (par exemple au démarrage d'une tournée ou après un arrêt prolongé du système
frigorifique pour une raison quelconque) ou encore après une ouverture de porte, on adopte un mode de descente rapide en température. 1 - when the truck refrigeration system is switched on (for example at the start of a tour or after a prolonged shutdown of the system refrigeration for some reason) or after a door opening, a mode of rapid descent in temperature is adopted.
2- Une fois la température de consigne atteinte dans la chambre de stockage des produits, on adopte un mode de contrôle/régulation qui permet de maintenir la température de la chambre de stockage des produits à la valeur de la consigne. 2- Once the set temperature reached in the product storage chamber, we adopt a control / regulation mode that keeps the temperature of the product storage chamber to the value of the setpoint.
Et l'on sait que c'est pendant la phase de « descente rapide » que le maximum de cryogène est en circulation dans les échangeurs tandis que la quantité de cryogène adm ise dans les échangeu rs d urant la phase de « contrôle/régulation » est beaucoup moins importante, c'est donc pendant cette phase de descente rapide intervenant par exemple au démarrage d'une tournée ou après un arrêt prolongé du système frigorifique pour une raison quelconque ou encore après une ouverture significative de porte, qu'il sera important de favoriser des conditions de zéro adhésion du givre. And it is known that it is during the "rapid descent" phase that the maximum amount of cryogen is circulating in the exchangers while the quantity of cryogen admitted into the exchangers during the "control / regulation" phase is much less important, so it is during this phase of rapid descent occurring for example at the start of a tour or after a prolonged shutdown of the refrigeration system for any reason or after a significant opening of the door, it will be important to promote conditions of zero frost adhesion.
On peut noter que le fait de mettre en œuvre des actions mécaniques pour dégivrer des éléments travaillant en ambiance cryogénique (actions telles que brossage, impaction par des objets tels que barres, marteaux etc .), a déjà été évoqué dans la littérature, par exemple pour dégivrer des convoyeurs de tunnels cryogéniques comme le propose le document US-5 878 582. It may be noted that the fact of implementing mechanical actions to de-ice elements working in a cryogenic environment (actions such as brushing, impaction by objects such as bars, hammers, etc.) has already been mentioned in the literature, for example for defrosting cryogenic tunnel conveyors as proposed in US-5,878,582.
On aura donc compris que tout le mérite de la présente invention réside dans le fait d'une part d'appliquer cette approche à des échangeurs de transport cryogénique mais surtout de proposer de mettre en œuvre cette action mécanique à un moment choisi, où l'action sera plus efficiente, car le givre formé sera alors moins adhérent. It will thus be understood that all the merit of the present invention resides in the fact on the one hand of applying this approach to cryogenic transport exchangers but especially to propose to implement this mechanical action at a chosen moment, where the action will be more efficient because the frost formed will be less adherent.
En effet, les expérimentations menées par la Demanderesse ont permis de démontrer que le givre formé à des températures cryogéniques est très peu dense, il se présente sous forme de neige peu adhérente à la surface de l'échangeur (par exemple des spires en cuivre). Indeed, the experiments conducted by the Applicant have demonstrated that the ice formed at cryogenic temperatures is very sparse, it is in the form of little adhering snow on the surface of the exchanger (for example copper turns) .
L'invention concerne alors u n procédé de transport de prod u its thermosensibles en camion réfrigéré, du type où le camion est muni :
- d'au moins une chambre de stockage des produits, The invention thus relates to a method of transporting thermosensitive products in a refrigerated truck, of the type where the truck is equipped with: at least one product storage chamber,
- d'une réserve d'un fluide cryogénique tel l'azote liquide, a reserve of a cryogenic fluid such as liquid nitrogen,
- d'un système d'échangeur thermique dans lequel circule le fluide cryogénique, système d'échangeur comprenant un ensemble d'un ou plusieurs échangeurs ; - A heat exchanger system in which circulates the cryogenic fluid, exchanger system comprising a set of one or more exchangers;
- ainsi que d'un système de circulation d'air, par exemple de type ventilateurs, apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides des échangeurs de l'ensemble, as well as an air circulation system, for example of the fan type, capable of bringing the internal air into contact with the chamber with the cold walls of the exchangers of the assembly,
se caractérisant en ce que lorsque l'un ou plusieurs échangeurs dudit ensemble doivent être dégivrés, on applique une action mécanique sur le ou les échangeurs devant être dégivré(s), action mécanique apte à détacher et faire chuter le givre formé à leur surface, et en ce que l'on a mis en œuvre des mesures permettant que ce givre se soit formé en conditions dites de « zéro adhésion » i.e. sur une surface d'échangeur dont la température soit inférieure ou égale à une température limite donnée. characterized in that when one or more exchangers of said assembly are to be de-iced, a mechanical action is applied to the exchanger (s) to be de-iced (s), a mechanical action capable of detaching and dropping the frost formed on their surface, and in that measures have been implemented to allow this frost to be formed in so-called "zero adhesion" conditions, ie on an exchanger surface whose temperature is less than or equal to a given limiting temperature.
La présente invention pourra par ailleurs adopter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : The present invention may furthermore adopt one or more of the following features:
i) lors d'une remise en route du système frigorifique du camion, par exemple au démarrage d'une tournée ou après un arrêt prolongé du système frigorifique ou a près u ne ouvertu re d e porte, on procède à un prérefroidissement de la surface du ou des échangeurs considérés afin de faire descendre leur température à une température inférieure ou égale à la dite température limite, ceci de la façon suivante : on laisse un temps de latence entre la mise en froid du ou des échangeurs de l'ensemble par admission du cryogène et la mise en route du ou des ventilateurs qui leur sont associés. j) ledit temps de latence est de quelques minutes, par exemple de 5 à 10 minutes. i) when the truck refrigeration system is restarted, for example at the start of a tour or after a prolonged shutdown of the refrigeration system or near a door opening, the surface of the truck is pre-cooled. or exchangers considered in order to lower their temperature to a temperature less than or equal to said limit temperature, as follows: a latency time is left between the cooling of the exchanger or exchangers of the assembly by admission of the cryogenic and the starting of the fan or fans associated with them. j) said latency time is a few minutes, for example 5 to 10 minutes.
k) ladite température limite est inférieure à -50°C, plus préférentiellement inférieure à -80 °C, par exemple comprise dans la gamme allant de -90 à -100 °C.
I) ladite action mécanique est une action de mise en vibration de l'échangeur considéré à dégivrer, par un système de vibration électrique ou pneumatique, mais on préférera selon l'invention un système pneumatique pour économiser les batteries du camion, de l'air étant par exemple présent au niveau des systèmes de freinage des camions et pouvant ainsi être utilisé à cette fin, sans oublier le fait qu'un système pneumatique possède une meilleure tenue au froid qu'un système électrique. k) said limiting temperature is below -50 ° C, more preferably below -80 ° C, for example in the range of -90 to -100 ° C. I) said mechanical action is an action of vibrating the exchanger considered de-icing, by an electric or pneumatic vibration system, but it will be preferred according to the invention a pneumatic system to save the truck batteries, air for example being present in the braking systems of trucks and can be used for this purpose, not to mention the fact that a pneumatic system has better cold resistance than an electrical system.
On notera que de nombreux systèmes de vibration sont disponibles sur le marché, de très faible encombrement (quelques centimètres) facilitant leur fixation sur les spires de l'échangeur, par exemple en partie basse de la spire (mais d'autres localisations telles qu'au centre d'une spire ont été pratiquées avec succès selon la fréquence de vibration pratiquée), ces systèmes disponibles pouvant atteindre des fréquences de vibrations très élevées (20 à 30000 vibrations par minute) fournissant ainsi une très bonne efficacité. Note that many vibration systems are available on the market, very small footprint (a few centimeters) facilitating their attachment to the turns of the exchanger, for example in the lower part of the turn (but other locations such as in the center of a coil have been practiced successfully according to the frequency of vibration practiced), these systems available can reach very high vibration frequencies (20 to 30,000 vibrations per minute) thus providing a very good efficiency.
On notera également qu'afin de limiter la consommation en air comprimé de tels systèmes de vibration pneumatiques, il est possible de ne pas installer un système par spire mais d'installer un seul système par échangeur en reliant les spires entre elles. Note also that in order to limit the compressed air consumption of such pneumatic vibration systems, it is possible not to install a system by turn but to install a single system exchanger by connecting the turns together.
Selon la configuration d'échangeurs (par exemple une série de 3 spires, une des spires formant l'arrivée de l iqu ide cryogénique, les deux autres formant un retour gaz) il est possible également de ne positionner le système de vibrations que sur la spire liquide. Depending on the configuration of the exchangers (for example a series of 3 turns, one of the turns forming the arrival of the cryogenic ion, the other two forming a gas return) it is also possible to position the vibration system only on the liquid turn.
m) la mise en œuvre de ladite action mécanique est déclenchée de façon automatique sur la base d'au moins l'un des événements suivants : m) the implementation of said mechanical action is triggered automatically on the basis of at least one of the following events:
- on procède à l a su rveil lance d u rendement d u ou des échangeurs de l'ensemble par le suivi des températures d'entrée et sortie de fluides de l'échangeur considéré, la mesure d'une température de sortie de l'échangeur inférieure à une température de sortie l imite étant considérée comme un signe de baisse de rendement entraînant la mise en œuvre de ladite action mécanique (il faut souligner que l'on peut également envisager d'utiliser la donnée de différence entre les températures d'entrée et sortie de fluides de
l'échangeur considéré, et l'on déclenche l'action mécanique quand ce delta est inférieur à une consigne donnée Te-s ) ; - One awakens the efficiency of the exchanger (s) of the assembly by monitoring the inlet and outlet temperatures of fluids of the exchanger in question, the measurement of an outlet temperature of the exchanger less than a lite output temperature being considered as a sign of a drop in efficiency resulting in the implementation of said mechanical action (it should be noted that it is also possible to consider using the difference data between the inlet and outlet temperatures fluids the exchanger considered, and the mechanical action is triggered when this delta is less than a given setpoint T e -s);
- on met en œuvre ladite action mécanique après une période de temps donnée (dite « période de ventilation ») suivant la mise en route des systèmes de circulation d'air (ventilateurs) ; the said mechanical action is implemented after a given period of time (called the "ventilation period") following the start-up of the air circulation systems (fans);
- on met en œuvre ladite action mécanique après chaque arrêt des systèmes de ventilation d'air ; said mechanical action is implemented after each shutdown of the air ventilation systems;
- on met en œuvre ladite action mécanique à intervalles de temps réguliers Δί su ivant une m ise en route des systèmes de circulation d'air (ventilateurs), et durant un temps d'action donné tvib ; said mechanical action is implemented at regular time intervals Δί following an en route run of the air circulation systems (fans), and during a given action time tvib;
- on met en œuvre ladite action mécanique lorsqu'une consigne de température dans la chambre de stockage des produits du camion a été atteinte (à titre illustratif -18°C pour des produits congelés) ; said mechanical action is implemented when a temperature set point in the product storage chamber of the truck has been reached (by way of illustration -18 ° C for frozen products);
- on effectue une mesure d'une température de surface de l'échangeur et l'on met en œuvre l ad ite action mécan iq ue lorsque la température de surface de l'échangeur mesurée est supérieure à ladite température limite donnée. a measurement of a surface temperature of the exchanger is carried out and the mechanical action is applied when the surface temperature of the exchanger measured is greater than said given limit temperature.
Des essais de mise en œuvre de l'invention ont été réalisés, mettant en œuvre un système de vibration de référence GT-10-RF commercialisé par la société Casadio, dont la fréquence de vibration est voisine de 30000 vibrations par minute ce qui le rend très efficace, dont l'encombrement est très réduit (7cm x 5cm x 4cm) ce qui rend son implémentation très facile, fixé en partie basse des spires d'un échangeur vertical (mais ceci n'est bien entendu qu'un exemple), i.e. là où le givre est prédominant puisqu'il s'agit d'une zone toujours en azote liquide. Attempts to implement the invention have been made, using a reference vibration system GT-10-RF marketed by the company Casadio, whose vibration frequency is close to 30,000 vibrations per minute which makes it very effective, whose size is very small (7cm x 5cm x 4cm) which makes its implementation very easy, fixed in the lower part of the turns of a vertical heat exchanger (but this is of course only an example), ie where the frost is predominant since it is a zone always in liquid nitrogen.
La consommation en air comprimé a été évaluée à 50 l/min par système pneumatique et par dégivrage (i.e. par soll icitation), la durée de chaque dégivrage a été évaluée à 20-30 secondes (mais il faut noter que des temps de dégivrage de moins de 10 secondes ont donné satisfaction avec des réglages de pression des vibrateurs adéquates).
Comme signalé plus haut, pour limiter la consommation d'air comprimé, il est possible de relier les spires entre elles et ainsi n'installer qu'un système de vibration par échangeur (un tel échangeur vertical comporte typiquement 3 à 4 spires tandis qu'un échangeur horizontal en comporte typiquement 2). The compressed air consumption was evaluated at 50 l / min by pneumatic system and by defrost (ie by request), the duration of each defrost was evaluated at 20-30 seconds (but it should be noted that defrosting times of less than 10 seconds were satisfactory with adequate vibrators pressure settings). As indicated above, to limit the consumption of compressed air, it is possible to connect the turns together and thus install a vibration system exchanger (such a vertical exchanger typically has 3 to 4 turns while a horizontal heat exchanger typically comprises 2).
Ces essais ont permis de démontrer l'efficacité incontestable de l'invention pour dégivrer un échangeur vertical en cuivre d'un camion frigorifique fonctionnant en injection indirecte, et ont également confirmé le fait que le système de vibration peut être mis en œuvre lorsque l'échangeur est en fonctionnement (alimenté en cryogène) apportant ainsi une solution à l'un des problèmes techniques associés aux solutions antérieures de cordon chauffant. These tests have demonstrated the undeniable effectiveness of the invention for deicing a vertical copper exchanger of a refrigerated truck operating by indirect injection, and also confirmed the fact that the vibration system can be implemented when the heat exchanger is in operation (supplied with cryogen) thus providing a solution to one of the technical problems associated with prior solutions heating cord.
On note aussi que grâce à l'invention, il n'est pas nécessaire de remettre en froid les spires après l'opération de vibration, contrairement ici encore au cas des solutions antérieures de cordons chauffant (de façon bien compréhensible, ayant chauffé les spires il était nécessaire de les remettre en froid pour récupérer un fonctionnement normal). It is also noted that thanks to the invention, it is not necessary to cool the turns after the vibration operation, unlike here again in the case of previous solutions of heating cords (understandably, having heated the turns it was necessary to put them in cold to recover normal operation).
On conçoit alors également, sans qu'il soit nécessaire de développer plus avant, tous les avantages d'efficacité et de temps gagné qui sont attachés à l'invention en fonction de ce qui vient d'être mentionné. It is then conceivable also, without it being necessary to develop further, all the advantages of efficiency and time gained that are attached to the invention according to what has just been mentioned.
On peut encore signaler les avantages suivants : The following benefits can still be reported:
- une des difficultés des méthodes antérieures à fil chauffant est l'incertitude quant au fait que le dégivrage est bien terminé et l'eau évacuée : tout résidu d'eau demeurant sur les spires après dégivrage reprendra immédiatement en glace à la remise en froid, le givre engendré dans un tel cas (sur surface chaude) étant alors très dense et très difficile à décoller ; one of the difficulties of the prior methods with heating wire is the uncertainty as to the fact that the de-icing is well finished and the water evacuated: any residual water remaining on the turns after defrosting will immediately resume in ice when it returns to cooling, the frost generated in such a case (on hot surface) is then very dense and very difficult to take off;
- selon l'invention, l e d écol l ement d u g ivre étant réa l isé « en fonctionnement », la neige décollée peut, au lieu de s'accumuler en bas des échangeurs pour finalement donner lieu à des flaques d'eau (cas des cordons chauffants), être « aspirée » par les ventilateurs (qu i donc n'ont pas été arrêtés) et refoulée hors de la caisse ou encore allant se diluer dans la caisse elle-même.
C'est précisément ce phénomène d'aspiration que la Demanderesse a observé lors de ses essais.
According to the invention, since the drunken duckling is carried out "in operation", the peeled snow may, instead of accumulating at the bottom of the exchangers, finally give rise to puddles of water (in the case of cords). heated), be "sucked" by the fans (which have not been stopped) and pushed back out of the box or diluted in the box itself. It is precisely this phenomenon of aspiration that the Applicant has observed during its tests.
Claims
1. Procédé de transport de produits thermosensibles en camion réfrigéré, du type où le camion est muni : 1. A method for transporting temperature-sensitive products in a refrigerated truck, of the type where the truck is equipped with:
- d'au moins une chambre de stockage des produits, at least one product storage chamber,
- d'une réserve d'un fluide cryogénique tel l'azote liquide, a reserve of a cryogenic fluid such as liquid nitrogen,
- d'un système d'échangeur thermique dans lequel circule le fluide cryogénique, système d'échangeur comprenant un ensemble d'un ou plusieurs échangeurs ; - A heat exchanger system in which circulates the cryogenic fluid, exchanger system comprising a set of one or more exchangers;
- ainsi que d'un système de circulation d'air, par exemple de type ventilateurs, apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides des échangeurs de l'ensemble, as well as an air circulation system, for example of the fan type, capable of bringing the internal air into contact with the chamber with the cold walls of the exchangers of the assembly,
se caractérisant en ce que lorsque l'un ou plusieurs échangeurs dudit ensemble doivent être dégivrés, on applique une action mécanique sur le ou les échangeurs devant être dégivré(s), action mécanique apte à détacher et faire chuter le givre formé à leur surface, et en ce que l'on a mis en œuvre des mesures permettant que ce givre se soit formé sur une surface d'échangeur dont la température soit inférieure ou égale à une température limite donnée. characterized in that when one or more exchangers of said assembly are to be de-iced, a mechanical action is applied to the exchanger (s) to be de-iced (s), a mechanical action capable of detaching and dropping the frost formed on their surface, and in that measures have been implemented to allow this frost to have formed on an exchanger surface whose temperature is less than or equal to a given limiting temperature.
2. Procédé selon la revendication 1 , se caractérisant en ce que lors d'une remise en route du système frigorifique du camion, par exemple au démarrage d'une tournée ou après un arrêt prolongé du système frigorifique, on procède à un pré-refroidissement de la surface du ou des échangeurs considérés afin de faire descendre leur température à une température inférieure ou égale à la dite température limite, ceci de la façon suivante : on laisse un temps de latence entre la mise en froid du ou des échangeurs de l'ensemble par admission du cryogène et la mise en route du ou des système(s) de circulation d'air qui leur sont associés. 2. Method according to claim 1, characterized in that during a restart of the refrigeration system of the truck, for example at the start of a tour or after a prolonged shutdown of the refrigeration system, is carried out a pre-cooling of the surface of the exchanger or exchangers considered in order to lower their temperature to a temperature less than or equal to the said limit temperature, as follows: a latency time is left between the cooling of the heat exchanger or exchangers together by admission of the cryogen and the start of the air circulation system (s) associated with them.
3. Procédé selon la revendication 2, se caractérisant en ce que ledit temps de latence est de quelques minutes, par exemple de 5 à 10 minutes. 3. Method according to claim 2, characterized in that said latency time is a few minutes, for example from 5 to 10 minutes.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite température limite de surface est inférieure à -50°C, plus préférentiellement inférieure à -80 °C, et encore plus préférentiellement comprise dans la gamme allant de -90 à -100 °C. 4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said surface temperature limit is below -50 ° C, plus preferably below -80 ° C, and even more preferably in the range of -90 to -100 ° C.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite action mécanique est une action de mise en vibration de l'échangeur considéré à dégivrer. 5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said mechanical action is an action of vibrating the exchanger considered defrost.
6. Procédé selon la revendication 5, se caractérisant en ce que la mise en vibration de l'échangeur considéré est obtenue à l'aide d'au moins un système de vibration pneumatique. 6. Method according to claim 5, characterized in that the vibration of the exchanger considered is obtained using at least one pneumatic vibration system.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mise en œuvre de ladite action mécanique est déclenchée de façon automatique sur la base d'au moins l'un des événements suivants : 7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the implementation of said mechanical action is triggered automatically on the basis of at least one of the following events:
- on procède à la surveillance du rendement du ou des échangeurs de l'ensemble par le suivi des températures d'entrée et sortie de fluides de l'échangeur considéré, la mesure d'une température de sortie de l'échangeur inférieure à une température de sortie limite étant considérée comme un signe de baisse de rendement entraînant la mise en œuvre de ladite action mécanique ; the performance of the exchanger or exchangers of the assembly is monitored by monitoring the inlet and outlet temperatures of the fluids of the exchanger in question, the measurement of an outlet temperature of the exchanger less than a temperature; limit output being considered as a sign of yield reduction resulting in the implementation of said mechanical action;
- on met en œuvre ladite action mécanique après une période de temps donnée (dite « période de ventilation ») suivant la mise en route des systèmes de circulation d'air ; the said mechanical action is implemented after a given period of time (called the "ventilation period") following the start of the air circulation systems;
- on met en œuvre ladite action mécanique après chaque arrêt des systèmes de ventilation d'air ; said mechanical action is implemented after each shutdown of the air ventilation systems;
- on met en œuvre ladite action mécanique à intervalles de temps réguliers Δί suivant une mise en route des systèmes de circulation d'air, durant un temps d'action donné tvib ; said mechanical action is implemented at regular intervals of time Δί following an activation of the air circulation systems during a given action time tvib;
- on met en œuvre ladite action mécanique lorsqu'une consigne de température dans la chambre de stockage des produits du camion a été atteinte ; said mechanical action is implemented when a temperature set point in the storage chamber for the products of the truck has been reached;
- on effectue une mesure d'une température de surface de l'échangeur et l'on met en œuvre ladite action mécanique lorsque la température de surface mesurée est supérieure à ladite température limite donnée. a measurement is made of a surface temperature of the exchanger and said mechanical action is implemented when the measured surface temperature is greater than said given limiting temperature.
8. Dispositif de transport de produits thermosensibles en camion réfrigéré, camion qui est muni : 8. Device for transporting thermosensitive products in a refrigerated truck, a truck that is equipped with:
- d'au moins une chambre de stockage des produits, at least one product storage chamber,
- d'une réserve d'un fluide cryogénique tel l'azote liquide a reserve of a cryogenic fluid such as liquid nitrogen
- d'un système d'échangeur thermique dans lequel circule le fluide cryogénique, système d'échangeur comprenant un ensemble d'au moins un échangeur ; - A heat exchanger system in which circulates the cryogenic fluid, exchanger system comprising a set of at least one exchanger;
- ainsi que d'un système de circulation d'air, par exemple de type ventilateurs, apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides des échangeurs de l'ensemble, as well as an air circulation system, for example of the fan type, capable of bringing the internal air into contact with the chamber with the cold walls of the exchangers of the assembly,
se caractérisant en ce qu'il comprend les éléments suivants : characterized in that it comprises the following elements:
- au moins un moyen d'application d'une action mécanique sur ledit au moins un échangeur afin d'en réaliser le dégivrage en permettant de détacher et faire chuter le givre formé à la surface de l'échangeur considéré ; at least one means for applying a mechanical action on said at least one exchanger in order to carry out the defrosting by making it possible to detach and drop the frost formed on the surface of the exchanger in question;
- un système d'acquisition et de traitement de données apte à mettre en œuvre les mesures suivantes : a data acquisition and processing system capable of implementing the following measures:
- lors d'une remise en route du système frigorifique du camion, par exemple au démarrage d'une tournée ou après un arrêt prolongé du système frigorifique, le système d 'acq u isition et de tra itement de don nées est apte à ordonner une action de refroidissement de la surface de l'échangeur afin de faire descendre ou redescendre sa température à une température inférieure ou égale à une température limite de surface, en imposant un temps de latence entre la mise en froid du ou des échangeurs de l'ensemble par admission du cryogène et la mise en route du ou des système(s) de circulation d'air qui leur sont associés. - When the truck refrigeration system is restarted, for example at the start of a tour or after a prolonged shutdown of the refrigeration system, the data acquisition and processing system is able to order a cooling action of the surface of the exchanger in order to lower or lower its temperature to a temperature less than or equal to a surface temperature limit, by imposing a latency time between the cold setting of the exchanger or exchangers by admission of the cryogen and the starting of the air circulation system (s) associated with them.
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