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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES REFRIGERATEURS.
La présente invention se rapporte à des systèmes réfrigérateurs dans lesquels un agent réfrigérant liquide est fourni à un évaporateur et y est vaporisé pour réduire la température de l'air voisin de ou s'écoulant au- tour de l'évaporateuro L'invention se rapporte particulièrement à des procé- dés et à des moyens pour enlever le givre ou la glace des serpentins, ailettes, déflecteurs, attrape-gouttes ou autres surfaces associées à l'évaporateur.
L'accumulation de givre et de glace sur les surfaces d'un évapo- rateur abaisse le rendement de la réfrigération de manière très considérable en réduisant le taux de transmission de chaleur de l'air ambiant à l'évapora- teur et en gênant l'écoulement de l'air autour des surfaces de l'évaportteur.
Dans le réfrigérateur ménager ou commercial ordinaire, employé pour maintenir de l'air à des températures de l'ordre de 400F, le dégivrage est obtenu habi- tuellement en arrêtant l'écoulement d'agent réfrigérant vers l'évaporateur et en permettant à la chaleur de l'air voisin des serpentins et des ailettes, de fondre le givre ou la glace. Ce procédé de dégivrage est lent et ennuyeux pour la maîtresse de maison ou d'autres personnes et ne peut pas du tout être employé lorsque le système réfrigérateur est employé pour maintenir l'air voisin de l'évaporateur à des températures inférieures à celle de fusion de la glace.
Pour vaincre les difficultés propres aux anciens procédés de dé- givrage des évaporateurs:! on a proposé d'employer des éléments électriques chauffants pour élever périodiquement la température des serpentins et des ailettes en vue de fondre la glace qui s'y trouvée Toutefois de tels systèmes nécessitent l'emploi de si fortes charges de courant qu'ils sont antiéconbmi- ques et ont même conduit à fondre l'évaporateur et à produire l'inflammation et l'explosion du gaz réfrigérant..
On a proposé aussi que de l'agent réfrigérant chaud venant du compresseur soit admis directement à l'évaporateur pour fondre la glace qui s'est accumulée. Toutefois, la quantité de glace sur les serpentins et les ailettes et la quantité de chaleur nécessaire pour fondre cette glace sont
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souvent si grandes que l'opération de dégivrage s'en trouve indûment prolongée.
En outre, la quantité de chaleur véhiculée par le gaz réfrigérant comprimé est très limitée et le gaz se condense bientôt dans l'évaporateur et ne peut être réemployé comme agent de dégivrage tant qu'il n'a pas été à nouveau vaporisé en lui appliquant 'de la chaleur latente et sensible. De l'huile entraînée avec l'agent réfrigérant, un robinet qui fuit ou qui colle peuvent faire aussi que de l'agent réfrigérant liquide soit amené au compresseurgênant ainsi le fonc- tionnement du compresseur.
Dans un procédé dans lequel de l'agent réfrigérant chaud est ame- né à l'évaporateur dans des buts de dégivrage, un élément est prévu pour emma- gasiner de la chaleur dans une masse de liquide ou autre agent d'emmagasinage de chaleur pendant la période de réfrigération et cette chaleur est employée pour vaporiser l'agent réfrigérant passant de l'évaporateur au compresseur pen- dant le cycle de dégivrage. Toutefois, la température d'un tel agent d'emma- gasinage est réduite rapidement pendant l'opération de dégivrage de sorte que son rendement est diminué au bout de peu de temps et lorsque l'opération est prolongée., la chaleur emmagasinée est souvent dépensée avant que l'enlèvement du givre et de la glace des surfaces d'évaporateur ait été achevé.
Cette si- tuation se rencontre très souvent lorsque l'évaporateur est exposé à venir en contact avec de l'air humide et l'accumulation de glace est très ennuyeuse.
C'est une caractéristique de tous les systèmes réfrigérateurs dans lesquels l'évaporateur est porté à une température élevée pour des buts de dégivrage, que la période initiale de réfrigération consécutive à un cycle de dégivrage impose une forte charge au compresseur, au condenseur et autres éléments du système. Ceci est dû. au fait que l'évaporateur est relativement chaud à la fin du cycle de dégivrage et que des quantités relativement grandes d'agent réfrigérant sont introduites dans l'évaporateur. Le gaz réfrigérant retournant au compresseur dans ces conditions est à une température et à une pression plus élevées que d'nabitude et par suite la recompression du gaz ré- frigérant l'élève à une température et à une pression anormales.
Le conden- seur est alors appelé à dissiper une quantité excessive de chaleur de sorte qu'il peut., au moins temporairement, être surchargé et que sa température s'é- lève, faisant qu'une contre-pression' est imposée au système et imposant une lourde charge au moteur par lequel le compresseur est entraînée En vue de vain- cre ces objections à des procédés et constructions de genre ancien, l'inventeur a développé un système pour enlever le givre et la glace des surfaces d'un é- vaporateur, qui est de fonctionnement rapide et d'emploi économique. En outre, l'opération de dégivrage peut être continuée indéfiniment sans que le rendement diminue, et aussi longtemps qu'il est nécessaire pour assurer un complet dégi- vrage de l'évaporateur dans toutes les circonstances possibles.
De cette ma- nière un dégivrage complet de l'évaporateur est assuré, le réservoir à chaleur nécessaire jusqu'à présent est éliminé, et la durée du temps nécessaire au dé- givrage de l'évaporateur est réduite de manière importante.
Dans la forme préférée de l'invention ici décrite, la chaleur pour revaporiser l'agent réfrigérant est obtenue de sources de chaleurs perdues telles que l'humidité contenue dans l'air ambiant qui peut avoir eu.9 ou non, sa température élevée par l'échange de chaleur avec le compresseur ou le mo- teur employé dans le système. La chaleur utilisée pour évaporer l'agent réfri- gérant est en premier lieu la chaleur latente de vaporisation donnée par l'hu- midité contenue dans l'air et se condensant sur les serpentins et les ailettes du réchauffeur. Le gel de cette humidité condensée sur les serpentins du ré- chauffeur pendant l'opération de dégivrage'sert en outre pour donner la chaleur latente de fusion pour vaporiser l'agent réfrigérant retournant au compresseur.
La chaleur latente de condensation et de fusion et la chaleur sensible dérivée du compresseur, du moteur et d'autres éléments du. système sont de la chaleur perdue dont une partie peut être effectivement engendrée pendant l'opération de dégivrage. Le rendement global du système est de ce fait augmenté et l'o- pération de dégivrage peut être continuée indéfiniment.
Dans la forme préférée de l'invention, les serpentins ou conduits du revaporiseur sont agencés de manière à permettre un échange de chaleur avec les serpentins du condenseur et une soupape de restriction ou de détente est
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située près de l'admission au revaporiseur pour assurer la détente et la vapo- risation du liquide réfrigérant retournant. L'air ambiant est soufflé sur les deux serpentins, faisant que l'humidité de l'air se condense sur les serpentins du revaporiseur., et cède sa chaleur latente de vaporisation au liquide réfri- gérant qui s'évaporeo
Suivant la présente invention, un tel échange de chaleur entre le revaporisateur et le condenseur est en outre utilisé pour réduire la charge du compresseur pendant les étapes initiales du cycle de réfrigération..
Ceci est réalisé en agengant les serpentins du revaporiseur et du condenseur pour échange de chaleur dans des conditions telles que les serpentins du condenseur soient refroidis assez par la détente du gaz dans le revaporiseur pendant le cycle de dégivrage pour amener l'humidité à se déposer et de la glace à se for- mer sur le condenseur. Après cela pendant la période initiale du cycle de ré- frigération le condenseur rend de la chaleur en fondant cette glace ou ce gi- vre et évaporant l'humidité ce qui augmente la dissipation de chaleur par le condenseur au moment précis où une surcharge du condenseur et d'autres éléments du système se produirait autrement.
La possibilité illimitée d'avoir de l'air pour échange de chaleur avec le revaporiseur permet également la prolongation de l'opération de dégi- vrage de la présente invention, assez pour amener l'évaporateur à fonctionner comme moyen de rejeter de la chaleur ou radiateur,, lorsqu'on le désire. La température de l'air dans une enceinte ou conduite peut par conséquent être élevée ou abaissée sur demande par Inaction réversible de l'évaporateur dans tous les cas où on désire maintenir des températures entre des limites prédé- terminées.
La- construction suivant la présente invention permet en outre de réduire les dimensions et le prix du condenseur et du revaporiseur et tout l'en- semble peut être rendu plus compact et plus simple à construire.
L'un des objets de la présente invention est de procurer une for- me perfectionnée d'équipement dégivreur pour l'emploi dans des systèmes réfri- gérants du-type employant un compresseur, un condenseur et un évaporateur.
Un autre objet de l'invention est de réduire les charges auxquel- les le compresseur, le condenseur et d'autres éléments du système réfrigérateur sont soumis pendant les étapes initiales d'un cycle'de réfrigération suivant un cycle de dégivrage.
Un autre objet de l'invention est de procurer une forme perfec- tionnée d'ensemble condenseur-revaporiseur pour être employé dans des systèmes réfrigérateurs.
Un autre objet de l'invention est de procurer un système dans lequel un transfert de chaleur continu et réversible par l'évaporateur est pos- sible.
Ces objets et particularités de la présente invention et d'autres ressortiront de la description subséquente dans laquelle il est fait référence aux figures du dessin ci-annexé.
Sur ce dessin - Figure 1 est une illustration schématique d'un système réfri- gérant type réalisant l'invention; - Figure 2 est une illustration schématique d'une variante de forme de réalisation du système montré à la figure 1; . - Figure 3 est une autre illustration schématique d'un système réalisant la présente invention; - Figure 4 est.une vue en coupe d'une soupape propre à être em- ployée dans le système de la figure 3; - Figure 5 est une perspective d'une forme préférée de condenseur- réchauffeur propre à être employé dans la présente invention, et - Figure 6 est une vue en coupe verticale dans une partie de la construction montrée à la figure 5 et
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- Figure 7 est une coupe faite suivant la ligne 7-7 de la figure
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o.
La forme de la présente invention illustrée à la figure 1 est réalisée dans un système réfrigérateur habituel comprenant un compresseur 2 entraîné par un moteur 4 pour amener de l'agent réfrigérant au condensateur 6 par la conduite sous pression 8. L'agent réfrigérant liquéfié par le conden- seur passe au receveur 10 et est fourni à l'évaporateur 12 par la conduite d'a- limentation 14 sous contrôle de la soupape de détente 16. L'agent réfrigérant est vaporisé dans l'évaporateur et retourne au compresseur par la conduite de retour 18. Un élément réchauffeur 20 est contenu dans la conduite de retour 18 entre l'évaporateur et le compresseur pour assurer la complète vaporisation de l'agent réfrigérant retournant au compresseur.
En outre pour dégivrer l'é- vaporateur 12, une conduite en by-pass 32 va de la conduite sous pression 8 à la conduite d'alimentation 14 et est commandée par la soupape 24. Suivant la présente invention le réchauffeur est muni de moyens nouveaux pour lui as- surer une alimentation continue et adéquate de chaleur pour dégivrer l'évapo- rateur. Cette chaleur peut être dérivée entièrement ou en partie de l'air par la condensation et le gel de l'humidité qui y est contenu, sur les serpentins et les ailettes du réchauffeur à l'extérieur de l'espace du réfrigérateur.
L'air est de préférence chauffé par des éléments tels que le moteur, le com- presseurle condenseur ou analogues.
Le fonctionnement des éléments décrits est le suivant :
Pendant l'opération normale de réfrigération le compresseur sert à comprimer un agent réfrigérant gazeux et le force à passer par la conduite sous pression 8 vers le condenseur 6. La chaleur engendrée par la compression du gaz et la chaleur de vaporisation de l'agent réfrigérant sont dissipées dans le condenseur., après quoi l'agent réfrigérant se condense et passe au receveur 10 et de là à la conduite d'alimentation 14.
La soupape de détente 16 comman- de l'admission d'agent réfrigérant liquéfié à l'évaporateur où l'agent réfri- gérant est vaporisé en reprenant de la chaleur comme chaleur latente de vapo- risation et en réduisant la température de l'air voisin de l'évaporateur. L'a- gent réfrigérant vaporisé passe alors par la conduite de retour 18 et le ré- chauffeur 20 au côté aspiration du compresseur. Le cycle est continué pendant la réfrigération jusqu'à ce que l'air voisin de l'évaporateur soit réduit à une température prédéterminée ou jusqu'à ce qu'il soit nécessaire de dégivrer l'évaporateuro
Lorsqu'on désire dégivrer l'évaporateur la soupape 24 dans la conduite de by-pass 22 est ouverte..
L'agent réfrigérant chaud venant du com- presseur s'écoule alors directement vers l'évaporateur où il rend sa¯chaleur en fondant la glace et le givre sur les serpentins, ailettes et autres surfa- ces associées à l'évaporateur. La conduite de by-pass par laquelle s'écoule l'agent réfrigérant chaud est de préférence soudée ou autrement agencée pour échange de chaleur avec l'attrape-gouttes 25, le drain 26 et le siphon 27 de manière à fondre la glace dans ces éléments pour empêcher le débordement et assurer le libre passage de l'eau hors de l'espace du réfrigérateur.
L'agent réfrigérant chaud passé à l'évaporateur restitue à la fois de la chaleur sensible et de la chaleur latente en fondant la glace sur les serpentins et autres surfaces et est condensé lorsqu il est refroidi en sorte qu'il passe à la conduite de retour 18 comme liquideo Le compresseur n'est pas prévu ordinairement pour recevoir et traiter l'agent réfrigérant sous forme liquide et en tout cas la chaleur latente de vaporisation doit être fournie à l'agent réfrigérant pour qu'il soit transformé en gaz de manière à pouvoir être comprimé et passé à l'évaporateur pour des buts de dégivrage.
L'agent réfrigérant liquide venant de l'évaporateur est par conséquent passé par le réchauffeur 20 pour l'amener à être complètement revaporisé avant d'ê- tre fourni au compresseur., Le cycle de dégivrage peut alors être continué aussi longtemps que nécessaire et jusqu'à ce que l'évaporateur soit débarras- sé de la glace et du givre. Après fin de l'opération de dégivrage la soupa- pe 24 est fermée pour rétablir le cycle de réfrigération.
Le principe général de fonctionnement des éléments décrits ci-
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dessus est bien connu en théorie mais n'a pas été employé de manière extensi- ve dans la pratique effective parce que jusqu'à présent on n'avait pas procu- ré de moyens pratiques et économiques pour fournir de la chaleur au réchauffeur en quantités suffisante ou pour une durée suffisante pour assurer le dégivrage effectif de l'évaporateur. En particulier, lorsque les systèmes de dégivrage utilisant de l'agent réfrigérant chaud venant du compresseur sont employés pour dégivrer les serpentins d'évaporateur sur lesquels de la glace tend à se for- mer rapidement, l'opération de dégivrage doit être répétée souvent ou continuée pour un temps assez long de sorte que l'emploi d'éléments de chauffage électri- ques est très coûteux.
Au contraire la chaleur emmagasinée dans un accumula- teur de chaleur pendant un cycle de réfrigération est retirée rapidement tandis que l'opération de dégivrage continue. La température de l'agent d'emmagasi- nement de chaleur est par conséquent abaissée puisqu'il n'est pas fourni de chaleur additionnelle au réchauffeur pendant le cycle de dégivrage. Pour cet- te raison la vitesse à laquelle la glace et le givre sont fondus devient de plus en plus lente, prolongeant l'opération de dégivrage et dans bien des cas l'apport de chaleur est impropre à assurer le dégivrage complet de l'évapora- teur. Dans ces circonstances, la glace demeurant à la fin de chaque cycle de dégivrage s'accumule jusqu'à ce que le système-devienne inopérant ou au moins de fonctionnement très défectueux.
Suivant la présente invention la chaleur contenue dans l'air pro- venant de l'extérieur de l'espace du réfrigérateur et la chaleur produite par le moteur, le compresseur et d'autres éléments actionnés pendant le cycle de dégivrage, est fournie au réchauffeur. Comme le compresseur est actionné pen- dant le cycle de dégivrage et que la chaleur contenue dans l'atmosphère ambian- te est continuellement disponible, l'opération de dégivrage peut être continuée indéfiniment jusqu'à ce que l'évaporateur et d'autres surfaces soient dégagées de la glace. L'atmosphère ambiante contient toujours de l'humidité et la con- densation de cette humidité sur les serpentins et ailettes du réchauffeur sert à livrer la chaleur latente de cette humidité pour revaporiser l'agent réfri- gérant condensé.
Lorsque l'agent réfrigérant faisant retour est à une tempé- rature suffisamment basse pour amener l'humidité condensée sur le réchauffeur à être gelée en glace ou givre, la chaleur latente de fusion additionnelle est restituée et aide à revaporiser le réfrigérant avant son passage au compres-
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Dans le mode de construction illustré à la figure 1, un carter 28 sous forme de carter à extrémité ouverte ou tubulaire s'étend autour du compresseur 2, du moteur 4, du condenseur 6 et du réchauffeur 20. Le conden- seur est situé à la droite du carter 28 comme on le voit sur la figure 1 et le réchauffeur est situé à l'extrémité de gauche. Un ventilateur 30 entraî- né par un moteur 32 ou par le moteur 4 du compresseur est disposé dans le car- ter au voisinage du condenseur et sert à amener un courant d'air venant de l'extérieur de l'espace du réfrigérateur à s'écouler à travers le carter 28 et à passer autour du condenseur, du moteur et du compresseur,, au réchauffeur.
L'air ainsi mis en circulation fournit largement de la chaleur latente et sen- sible au réchauffeur 20 de manière à assurer une revaporisation continue de l'agent réfrigérant dans le réchauffeur. L'agent réfrigérant, par conséquent, est continuellement et complètement vaporisé avant de passer au compresseur pendant le cycle de dégivrage. La chaleur extraite de l'atmosphère seule comme chaleur latente de vaporisation et chaleur latente de fusion est dans la plupart des cas suffisante pour ce but mais pour un dégivrage plus rapide le demandeur utilise la chaleur du moteur puisque pratiquement tous les moteurs électriques employés en actionnant les compresseurs des systèmes réfrigérateur-a développent des pertes sous forme de chaleur atteignant 20 à 50% de l'énergie d'entrée.
Le compresseur dégage également de la chaleur en èoürs de-'-fonction-
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nemèftt, tandis quelle condenseur rend la chaleur résidllelle..GUi.y est! rate-" ' nue ' lorsque commence le cycle de dégivrage . ' Ces éléments.. e.'bi-dutrë.âs- engendrent ou restituent de la chaleur qui autrement serait dis-
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sipée et perdue pour le système. En fait la dissipation de cette chaleur per- due a présenté elle-même un problème jusqu'à présenta tandis que le demandeur utilise cette chaleur dissipée de manière à augmenter le rendement global du système et assurer un dégivrage rapide et efficace de l'évaporateur.
En outre, la chaleur utilisée par le réchauffer est en grande partie sinon entièrement libérée par l'air et les éléments réfrigérants pendant la continuation de l'o- pération de dégivrage de sorte qu'il n'y a pas diminution de la quantité de chaleur fournie pour revaporiser l'agent réfrigérant lorsque le cycle de dégi- vrage continue et que le taux auquel la glace est fondue par l'évaporateur est le même à la fin du cycle de dégivrage que lorsque le cycle de dégivrage est commencé. Un dégivrage rapide et complet de l'évaporateur est ainsi assuré.
Comme montré à la figure 1, le compresseur, le moteur, le réchauf- feur et la soufflerie peuvent être englobés de manière à former un ensemble net compact qui 's'installe facilement dans le système et peut être réalisé é- conomiquement pour être appliqué dans des modes de construction réfrigérées existantes.
Dans la construction montrée à la figure 2, le réchauffeur est conformé avec une série de serpentins 44 qui sont disposés au voisinage des serpentins 46 du condenseur 6. Les serpentins du réchauffeur et du condenseur sont de préférence pourvus d'ailettes conductrices de chaleur communes en sor- te qu'ils peuvent être assemblés en un tout. L'air en circulation autour du réchauffeur et du condenseur peut être employé pour enlever la chaleur des ser- pentins du condenseur pendant l'accomplissement du cycle de réfrigération et pour fournir de la chaleur aux serpentin: du réchauffeur pendant l'accomplis- sement du cycle de dégivrage.
Il est généralement préférable lorsqu'on emploie cette construction, d'utiliser un moteur réversible 48 pour le ventilateur 50 et d'actionner le ventilateur en sorte de faire circuler l'air dans un sens allant de l'ensemble condenseur-réchauffeur vers le moteur pendant le cycle de réfrigération, et dans un sens allant du moteur vers l'ensemble condenseur- réchauffeur pendant le cycle de dégivrage.
Dans la forme de l'invention illustrée à la figure 3, la soupa- pe de détente 16 est commandée par un organe 19 sensible à la température, si- tué près de la sortie de l'évaporateur et l'agent réfrigérant vaporisé retour- nant de l'évaporateur au compresseur passe par une soupape ou organe de restric- tion 33 avant d'entrer dans le réchauffeur 20.
La scupape de by-pass 24 est commandée par un solénoïde 34 sous le contrôle d'un moyen d'actionnement 36 tel qu'une horloge, un thermostat ou une combinaison de ces éléments ou d'autres
La soupape de restriction 33 et le réchauffeur 20 sont continuel- lement montés en série entre l'évaporateur et le compresseur.
La soupape de restriction est sensible à un état de l'agent réfrigérant passant vers le cô- té admission du compresseur, tel que la pression ou la température du gaz ré- frigérant faisant retour
En pratique il est généralement préférable d'employer une soupa- pe sensible à la pression qui impose une restriction très limitée a l'écoule- ment de l'agent réfrigérant à travers elle, dans les conditions de basse près- sion du cycle de réfrigération, filais qui restreint effectivement cet écoulement et agit comme soupape de détente dans les conditions de haute pression du cy- cle de dégivrage.
La soupape montrée à la figure 4 est de ce type et est pour- vue d'une lumière d"admission 38, d'une lumière d'évacuation 40 et d'une pièce de soupape principale 42 adaptée avec jeu dans le corps de soupape et pressée par le ressort 66 contre le siège de soupape 64. Un conduit d'aspiration 68 va d'un point voisin de la lumière d'évacuation 40 à une chambre 70 au-dessus d'un siège de soupape secondaire 72. Un conduit latéral 74 va du conduit d'as- piration 68 à l'ouverture centrale 76 de la pièce 72 dans laquelle une pièce de soupape 80 peut se mouvoir. Cette dernière pièce de soupape est maintenue abaissée dans les conditions de fonctionnement à basse pression par le diaphrag- me 82 coopérant avec le ressort 84.
A ces moments la pièce de soupape secon- daire 80 reste ouverte et l'aspiration créée à la lumière d'évacuation de la soupape par l'entrée d'air dans le compresseur s'exerce sur la face supérieure de la pièce de soupape principale 42, ce par quoi la pièce de soupape est éle-
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vée à l'encontre de l'action du ressort 66. De cette manière la soupape de restriction fonctionne en sorte de permettre l'écoulement aisé de l'agent ré- frigérant de la lumière d'admission 38 à la lumière d'évacuation 40 pendant le cycle de réfrigération.
Il y a une augmentation de pression à la lumière d'évacuation 40 de la soupape dès que le cycle d.e dégivrage commence, du fait du by-passa- ge de la soupape de détente 16 et de l'écoulement direct d'agent réfrigérant liquide vers l'évaporateur. La pression du côté évacuation de la soupape 33 s'élève alors,, après. quoi le diaphragme 82 est élevé à l'encontre de l'action du ressort 84 et la pièce de soupape secondaire 80 se ferme alors sous l'action du ressort 66.
Après cela, la pression sur les faces opposées de la pièce de soupape principales est égalisée par l'écoulement de l'agent réfrigérant à travers la petite lumière 83 dans la paroi latérale de la pièce de soupape principale et dans l'espace en dessous de la pièce de siège de soupape 72.
La pièce de soupape est alors passée vers la position ouverte seulement par la pression de l'agent réfrigérant au voisinage de la lumière d'admission 38 et agissant à l'encontre du ressort 66. L'organe de restriction agit alors comme une soupape à étranglement ou de détente pour limiter l'écoulement de l'agent réfrigérant vers le réchauffeur et le compresseur.
De cette manière, une différence de pression convenable est main- tenue des deux côtés opposés du compresseur à tous moments de manière à assu- rer l'uniformité de fonctionnement qui maintient une charge convenable sur le compresseur et empêche l'emballement du moteur. En même temps en plaçant l'or- gane restricteur 33 près du et avant le réchauffeur 20, l'organe restricteur fonctionne comme soupape de détente pendant le cycle de dégivrage. Le réchauf- feur fonctionne alors comme un évaporateur, tandis que l'évaporateur 6 fonction- ne alors comme condenseur ou moyen de dissipation de chaleur pendant le cycle de dégivrage.
La soupape 33 fonctionne en outre pour vaincre l'afflux qui tend à se produire lorsque le cycle de réfrigération est d'abord repris. L'évapo- rateur 6 à ce moment est relativement chaud et l'organe sensible 19 à la sor- tie de l'évaporateur amène par conséquent la soupape de détente 16 à admettre la quantité maxima d'agent réfrigérant liquide à l'évaporateur. Si l'organe restricteur 33 est ouvert positivement ou by-passé dans ces conditions, la va- porisation rapide de l'agent réfrigérant liquide dans l'évaporateur obligera tout liquide restant dans la conduite à aller directement au compresseur., Ce- pendant, l'organe restricteur de la figure 49 étant sensible à la pression, empêche un tel afflux et limite l'écoulement de l'agent réfrigérant vers le compresseur.
De l'air est soufflé sur les serpentins, ailettes et autres surfaces du réchauffeur 20 au moyen d'une soufflerie 32 par suite de quoi l'hu- midité contenue dans l'air est amenée à se condenser sur les surfaces voisines du réchauffeurrendant sa chaleur latente de vaporisation à l'agent réfrigé- rant liquide ce qui fait que l'agent réfrigérant est complètement évaporé avant de retourner par la conduite à basse pression au compresseur 2:
A la fin du cycle de dégivrage la soupape 24 dans la conduite de by-pass 22 est fermée de telle sorte que le gaz réfrigérant passe de nouveau du compresseur au condenseur.
Toutefois, en agençant les serpentins du conden- seur et du revaporiseur d'une manière qui permet des échanges de chaleur inti- mes,l'humidité qui était condensée et la glace qui s'est accumulée sur les surfaces de l'ensemble condenseur-revaporiseur absorbent de la chaleur comme chaleur latente de fusion et chaleur latente de vaporisation du gaz chaud s'é- coulant vers lé condenseur. De la chaleur sensible est aussi donnée par le condenseur aux serpentins, ailettes et autres surfaces du revaporiseur. De cette manière il y a dissipation immédiate et non habituelle de la chaleur par le condenseur pendant la période initiale de réfrigération consécutive au cy- cle de dégivrage et jusqu'à ce que la glace et l'humidité des surfaces de l'en- semble condenseur revaporiseur aient été enlevées.
Après quoi la demande en dissipation de chaleur par le condenseur est réduite et l'écoulement normal d'air de la soufflerie 32 autour des serpentins et des ailettes du condenseur est propre à condenser l'agent réfrigérant et à empêcher la surcharge du sys- tème.
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La construction montrée aux figures 5,6 et 7 des dessins comprend une section de condenseur 85 et une section de condenseur-revaporiseur 860 Le gaz réfrigérant venant du compresseur passe de la conduite à haute pression 8 au petit collecteur 88 de la section de condenseur et s'écoule alors en pa- rallèle à travers les deux jeux de serpentins 90 et 92 qui s'étendent derrière et devant, de la partie inférieure à la partie supérieure de la section de con- denseur 85. Ces serpentins sont pour@us d'ailettes 94 pour augmenter leur sur- face d'échange de chaleur., et les extrémités inférieures des serpentins 90 et 92 se retournant vers le haut comme montré en 96 et 98 et entrent dans le cô- té du collecteur 100 montré du côté droit de la section de condenseur-revapo- riseur 86.
.Comme montré à la figure 6, le collecteur 100 est de préférence formé d'une section de collecteur intérieure 102 et d'une section de collecteur extérieure 104. Le bout opposé du condenseur-revaporiseur est pourvu, d'un col- lecteur semblable 106 qui est conformé avec une section de collecteur intérieu- re 108 et une section de collecteur extérieure 110. Deux séries de tubes de diamètres différents sont agencées l'une à l'intérieur de l'autre et s'étendent entre les collecteurs 100 et 106 avec les tubes 112 de plus grand diamètre com- muniquant avec les sections de collecteur intérieures 102 et 108 et les tubes 114 de plus petit diamètre communiquant avec les sections de collecteur exté- rieures 104 et 110.
Des voiles ou des ondes de matériau conducteur 116 s'é- tendent radialement des tubes intérieurs 114 aux tubes extérieurs 112, donnant une conduction de chaleur effective entre ces tubes tout en offrant très peu de résistance à l'écoulement de gaz à travers l'espace entre les tubes. Les tubes sont également pourvus des habituelles ailettes extérieures 118 pour four- nir des surfaces de transfert de chaleur supplémentaires par lesquelles passe l'air que souffle la soufflerie 32.
L'écoulement d'agent réfrigérant se condensant passant du compres- seur à travers le condenseur-revaporiseur pendant le cycle de réfrigération a lieu comme suit :
Après avoir passé en parallèle à travers les serpentins 90 et 92 de la section de condensation, l'agent réfrigérant s'écoule vers le haut à tra- vers les tubes verticaux 96 et 98 et entre dans le côté du collecteur 100 aux points 120 et 122 dans la section de collecteur intérieur 120 entre une divi- sion supérieure 124 et une division intermédiaire 126. Il s'écoule ensuite en parallèle à travers l'espace entre les tubes 112 et 114 qui forment les pas- sages indiqués par A et B vers la section de collecteur intérieure 102 du col- lecteur 106.
Cette dernière section est pourvue d'une division intermédiaire 128 qui sert à amener l'agent réfrigérant reçu des deux passages A et B à re- tourner au collecteur 100 à travers le passage unique Co Une division inférieu- re 130 dans la section intérieure de collecteur 100 sépare le passage D du pas- sage E et par conséquent l'agent réfrigérant s'écoule par le passage D au col- lecteur 106 et retourne par le passage E à la chambre'132 en dessous de la di- vision 130. De la chambre 132 l'agent réfrigérant maintenant entièrement con- densé et liquéfié passe par la conduite à liquide 138 au receveur 10.
Le gaz réfrigérant retournant au compresseur 2, de l'évaporateur 12, s'écoule par la conduite de retour 18 et le restricteur 33 de manière à pénétrer dans la section extérieure de collecteur 110 du collecteur 106. De ce dernier collecteur l'agent réfrigérant s'écoule en parallèle par les tubes 114 de plus petit diamètre à la section extérieure de collecteur 104 du collec- teur 100 et s'écoule ensuite vers le haut à travers la lumière 140 et le pas- sage supérieur 142 qui fonctionne comme un dé-surchauffeur. Le gaz réfrigérant vaporisé et conditionné s'écoule alors vers la conduite à basse pression 18 allant vers le côté entrée du compresseur 2.
La soupape de restriction 33 à travers laquelle L'agent réfrigé- rant pénètre dans le collecteur 62 est de préférence du type montré à la figu- re 4 et fonctionne en réponse à la pression du gaz, du côté entrée du compres- seur, pour imposer peu ou pas de résistance à l'écoulement d'agent réfrigérant à travers elle pendant le cycle normal de réfrigération lorsque la pression du gaz dans l'évaporateur et la conduite de retour est relativement faible.
Cependant, lorsque la pression du côté entrée du compresseur est relativement
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élevée comme c'est le cas pendant le cycle de dégivrage, et pendant la pério- de initiale de réfrigération faisant suite au cycle de dégivrage, la soupape 33 tend à se fermer et fonctionne comme une soupape de détente pour assurer la vaporisation de l'agent réfrigérant liquide dans les tubes 114 de la sec- tion 86 de condenseur'vaporiseur.
Avec cette construction,$ de la chaleur est fournie pendant le cycle de dégivrage à l'agent réfrigérant s'écoulant à travers les tubes plus petits 114 par conduction à travers les voiles 116 et les surfaces exposées des tubes plus gros 112 et les ailettes 181. De l'air est soufflé sur le con- denseur et les plus gros tubes de l'ensemble condenseur-revaporiseur, par la soufflerie 32.
L'agent réfrigérant s'écoulant par les tubes de revaporiseur est détendu par son passage à travers la soupape de restriction 33 et est gé- néralement à une température inférieure à 0 Fo La température des tubes 112 de plus grand diamètre est par conséquent réduite par l'écoulement de chaleur à travers les voiles 116 et par suite l'humidité de l'air se condense sur la surface des plus gros tubes et des ailettes;, rendant sa chaleur latente de va- porisation pour revaporiser l'agent réfrigérant retournant au compresseur par les tubes 114.
Il y a peu ou pas d'écoulement d'agent réfrigérant à travers le condenseur et les gros tubes 112 pendant le cycle de dégivrage de sorte qué lorsque le cycle de dégivrage continue l'humidité condensée sur les surfaces exposées des tubes et des ailettes est généralement congelée pour former de la glace ou du givre ce par quoi de la chaleur supplémentaire est rendue com- me chaleur latente de fusion de l'humidité condensée provenant de l'air.
Dans la plupart des cas c'est cette chaleur latente qui sert d'abord pour revaporiser l'agent réfrigérant liquide revenant, pendant le cy- cle de dégivrage, puisqu'il peut être facilement montré dans une installation typique qu'environ 300 fois autant de chaleur est rendue à l'agent réfrigérant comme chaleur latente de vaporisation de l'humidité se condensant de l'air et gelant sur les surfaces exposées, qu'il en est rendu comme chaleur sensible en refroidissant l'air qui s'écoule autour de l'ensemble.
L'humidité condensée et gelée continue à s'accumuler sur les tubes 112 et les ailettes 116 pendant l'opération de dégivrage et par conséquent s'accumule pour servir en fait com- me un moyen d'emmagasinement de froid qui ensuite fonctionne automatiquement pour augmenter la capacité effective des éléments condenseurs lorsque du gaz réfrigérant chaud passe de nouveau au condenseur en recommençant le cycle de réfrigération.
Après cela lorsque le cycle de réfrigération est au débuta le gaz réfrigérant chaud venant du compresseur s'écoule d'abord par la section de condenseur 34 et alors s'écoule à travers les tubes 68 couverts de glace de l'ensemble condenseur-revaporiseur. La glace et le givre qui se sont accu- mulés sur les surfaces exposées sont alors fondus, absorbant de la chaleur la- tente de fusion, et l'humidité qui en résulte est évaporée en absorbant de la. chaleur latente de vaporisatiom. Le taux accéléré d'absorption de chaleur résultant d'une telle fusion et évaporation assure une condensation plus rapi- de de l'agent réfrigérant pendant la période initiale de réfrigération et une réduction dans la contre-pression imposée au compresseur et au condenseur.
En même temps, le gaz réfrigérant retournant au compresseur à travers la sou- pape de restriction et les tubes intérieurs 114 du condenseur-revaporiseur ser- vent à refroidir l'agent réfrigérant se condensant-, en en retirant encore de la chaleur. Une telle dissipation non habituelle de chaleur par le condenseur continue jusqu'à ce que toute la glace, le givre et l'humidité de la surface des tubes 112 et des ailettes 118 ont été dissipés. Toutefois, en même temps la température de l'évaporateur sera réduite et la charge sur le compresseur et la demande de dissipation de chaleur par le condenseur sont grandement ré- duites.
En vue de réduire le surplus de chaleur du gaz réfrigérant retour- nant au compresseur après échange de chaleur avec l'agent réfrigérant se con- densant pendant le cycle de réfrigération, le passage le plus élevé 142 du con- denseur-revaporiseur est.prévu pour donner un échange de chaleur par convection avec l'air ambiant et par conduction à travers les ailettes 118. L'agent ré- frigérant retournant est ainsi refroidi suffisamment avant son entrée dans le compresseur pour assurer un fonctionnement à bon rendement du compresseur.
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La construction décrite se révèle comme servant en fait cornue un moyen d'échange de chaleur réversible et d'emmagasinement de froid, qui ré- duit la charge et augmente le rendement de l'opération à la fois pendant le cycle de réfrigération et le cycle de dégivrage. En outre, le système s'adap- te automatiquement aux conditions atmosphériques en raison du fait que les jours et aux endroits où l'air a une forte teneur en humidité produisant une rapide formation de givre sur les serpentins d'évaporateur, la condensation d'humidi- té sur les serpentins et ailettes du condenseur-revaporiseur pendant le cycle de dégivrage aura lieu plus rapidement et la revaporisation de l'agent réfri- gérant sera plus efficace.
Le cycle de dégivrage peut être continué autant que c'est néces- saire pour assurer un dégivrage complet de l'évaporateur puisque l'alimenta- tion en air contenant de l'humidité dont on se sert pour condenser l'humidité sur le condenseur-revaporisaur, est illimitée. En fait le cycle de dégivrage peut être continué longtemps après que la glace a été fondue par l'évapora- teur pour amener de la chaleur à être fournie à l'air dans toute enceinte ou conduit où l'évaporateur est situé. A ces moments l'évaporateur fonctionne comme un radiateur et il peut empêcher le refroidissement excessif d'une en- ceinte juste comme il agit pour empêcher le surchauffage dans le cycle normal de réfrigération.
Un contrôle thermostatique ou autre contrôle convenable de la soupape 24 transformera par conséquent le système en un ensemble complet de contrôle de température ou de conditionnement d'aire ayant une grande varié- té d'applications.
L'agencement compact et les échanges de chaleur effectifs asso- ciés par l'ensemble condenseur-revaporiseur sert à réduire le prix de l'équi- pement d'ensemble complet,en permettant-l'usage d'un plus petit condenseur et revaporiseur, et le logement de l'un de ces éléments à l'intérieur de l'au- tre. Le coût de l'installation est réduit et le rendement de son fonctionne- ment est augmenté, tandis que les sollicitations et les charges du système sont réduites au minimum.
On comprendra cependant que la forme, l'agencement et la construc- tion particulières des éléments employés en réalisant la présente invention sont susceptibles de bien des variantes particulièrement lorsqu'on adapte l'in- vention à des problèmes particuliers d'installations et de réfrigérations.
En considération de ceci il sera évident que l'invention n'est pas limitée à la construction particulière montrée sur le dessin et ici décri- te, mais qu'une telle forme de réalisation a été choisie seulement pour indi- quer la nature de l'invention et en illustrer une forme typique.
REVENDICATIONS.
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1. Sustente rérigérature comprenant un compressaur, un condenseur- Et un évapo- rateur, ues conduites pour conduire l'agent réfrigérant du compresseur au con- denseur et du condenseur à l'évaporateur et de l'évaporateur en retour au com- presseur, une soupape de détente dans la conduite conduisant l'agent réfrigé- rant du condenseur à l'évaporateur} une conduite en by-pass pour conduire l'a- gent réfrigérant du compresseur à l'évaporateur de manière à by-passer le con- denseur et la soupape de détente, une soupape contrôlant l'écoulement de l'a- gent réfrigérant à travers la dite conduite en by-pass, un réchauffeur dans la dite conduite allant de l'évaporateur au compresseur,
et des moyens pour faire circuler de l'air contenant de l'humidité à une température supérieure au point d'ébullition de l'agent réfrigérant disposés de manière à permettre des échanges de chaleur avec ledit réchauffeur.