EP0595724A1 - Installation de production et de distribution de froid - Google Patents

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EP0595724A1
EP0595724A1 EP93402652A EP93402652A EP0595724A1 EP 0595724 A1 EP0595724 A1 EP 0595724A1 EP 93402652 A EP93402652 A EP 93402652A EP 93402652 A EP93402652 A EP 93402652A EP 0595724 A1 EP0595724 A1 EP 0595724A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tank
cold
production
circuit
installation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP93402652A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacques-Antoine Cesbron
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jf Cesbron SAS
Original Assignee
Jf Cesbron SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jf Cesbron SAS filed Critical Jf Cesbron SAS
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration installation of the type comprising a cold production circuit constituted conventionally by a cooler in series with a condenser, a cold distribution circuit constituted by evaporators arranged inside refrigerating chambers, and a buffer tank also called a balloon receiving back and forth from the production and distribution circuits.
  • Such installations are generally based on the circulation of a coolant such as glycol water. These installations allow cold rooms to be kept at low temperatures.
  • the known refrigeration installations are diverse and numerous. However, they all have the same drawbacks, namely a high energy consumption and in particular electricity consumption due to the need to maintain large volumes at very low temperatures.
  • the aim of the present invention is therefore to propose a refrigeration installation of a new type allowing without significant increase in the cost of the installation to save several tens of percent of energy, in particular electrical energy.
  • the invention relates to a refrigeration installation of the type comprising a primary cold production circuit constituted by a cooler in series with a condenser, and a secondary cold distribution circuit constituted by evaporators distributing the cold in cold rooms, a tank receiving the respective back and forth from the production and distribution circuits, characterized in that said tank comprises partitioning means delimiting a hot zone and a cold zone, the return from the distribution circuit and the departure from the production circuit opening , respectively originating in the hot zone, the return from the production circuit and the departure of the distribution circuit opening out, respectively originating in the cold zone.
  • the refrigeration installation according to the invention generally comprises a circuit for producing so-called primary cold and a circuit for distributing this so-called secondary cold.
  • the installations shown are installations based on the circulation of refrigerant fluids such as glycol water.
  • the production circuit includes a cooler 2 connected to a condenser 1. These are connected by means of two independent circuits whose input and output are received by a tank 8 called depending on the type of installation buffer tank or tank 4
  • This cold production circuit which aims at the production of frigories can affect a large number of forms including very conventional embodiments such as that described in patent US-A-3,177,680.
  • This circuit can for example include instead of the cooler 2 and the condenser 1, shown in Figures 1 and 2 or integrated into the latter, a compressor, a condenser, a liquid separator, a pressure reducer and an evaporator. It is the fluid thus refrigerated which can be brought to the buffer tank 4.
  • the circuits connecting the various elements to each other consist of generally metallic or PVC pipes fitted with three-way control valves and isolation hand valves so as to allow the passage from one circuit to another in the event of failure of one of the pipes.
  • This tank 4 also receives the departure and return of the distribution circuit.
  • This distribution circuit includes evaporators 5 connected directly or indirectly to the tank or to the buffer tank 4 by means of appropriate pipes.
  • each evaporator 5 has its own connection with the tank 4.
  • the invention obviously applies to these two types of installation. It should be noted that the installation fitted with a main collector is more particularly suitable for installations where the cold rooms are located at a distance from the cold production circuit.
  • This tank 4 which receives the inputs and outputs of the different circuits is the characteristic element of the installation. Indeed, this tank comprises partitioning means which, depending on the configuration of the tank, are vertical or horizontal and make it possible to delimit a hot zone 8 and a cold zone 7. Indeed, in conventional installations, the inlets and outlets of the production and distribution circuits arrive in bulk inside the tank regardless of the temperature zones.
  • the advantage of such a partitioning is to be able to supply the start of the production circuit with a warmer temperature so as to increase the efficiency of the cold production circuit. It is thus observed that energy consumption is reduced by 5% during an increase of 1 ° in the temperature at the start of the production circuit.
  • the temperature at the start of the cold production pipe is established at - 2 ° C.
  • the return from the cold production circuit it ends up in the cold zone 7 at a temperature of - 5 ° C. From this cold zone 7 also leaves the inlet of the distribution circuit while the return of the distribution circuit leads to the hot zone 8.
  • the temperature difference being 3 °, between the inlet and the output of the production circuit respectively the input and the output of the distribution circuit, the energy saving achieved compared to a conventional installation is 15%.
  • the only difference lies in the partitioning of the tank 4. Consequently, the constructive modifications of the installation allow, due to their low cost, to very quickly lead to profitability. increased installation.
  • the tank 4 actually constitutes a balloon partitioned vertically by means of a metal sheet 9.
  • a fluid exchange zone refrigerants to avoid overpressure in one or other of the zones 7, 8.
  • the cold zone 7 is in the left part of the balloon, the hot zone 8 being in the right part of the balloon .
  • this tank will generally be equipped with means for controlling the level of coolant so as to be able to detect any leak, these detectors being connected directly to means for automatically stopping the pumps.
  • a horizontal partition has been represented, here again produced by a sheet metal plate 9 so as to delimit a hot zone 8 generally situated in the upper part of the tank 4 and a cold zone 7 disposed in the lower part of the tank 4.
  • This metal plate 9 is not completely sealed and allows the flow differentials to pass.

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Abstract

L'invention concerne une installation frigorifique du type comportant un circuit de production de froid constitué notamment par un refroidisseur (2) et un condenseur (1), et un circuit de distribution de froid constitué par des évaporateurs (5), une cuve (4) recevant les allers et retours respectifs des circuits de production et de distribution. Selon l'invention, la cuve (4) comporte des moyens de cloisonnement (9) délimitant une zone chaude (8) et une zone froide (7), le retour du circuit de distribution et le départ du circuit de production aboutissant, respectivement prenant naissance dans la zone chaude (8), le retour du circuit de production et le départ du circuit de distribution aboutissant, respectivement prenant naissance dans la zone froide (7). Application aux installations frigorifiques. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne une installation frigorifique du type comportant un circuit de production de froid constitué de manière classique par un refroidisseur en série avec un condenseur, un circuit de distribution de froid constitué par des évaporateurs disposés à l'intérieur d'enceintes réfrigérantes, et une cuve tampon encore appelée ballon recevant les allers et retours des circuits de production et de distribution.
  • De telles installations reposent généralement sur la circulation d'un fluide frigoporteur tel que de l'eau glycolée. Ces installations permettent le maintien à des températures basses de chambres froides. Les installations frigorifiques connues sont diverses et nombreuses. Elles présentent cependant toutes les mêmes inconvénients à savoir une consommation en énergie et notamment en électricité importante en raison de la nécessité de maintenir des volumes importants à des températures très basses.
  • Le but de la présente invention est donc de proposer une installation frigorifique d'un nouveau type permettant sans augmentation significative du coût de l'installation d'économiser plusieurs dizaines de pour-cents d'énergie en particulier électrique.
  • L'invention concerne à cet effet une installation frigorifique du type comportant un circuit primaire de production de froid constitué par un refroidisseur en série avec un condenseur, et un circuit secondaire de distribution de froid constitué par des évaporateurs distribuant le froid dans des chambres froides, une cuve recevant les allers et retours respectifs des circuits de production et de distribution, caractérisée en ce que ladite cuve comporte des moyens de cloisonnement délimitant une zone chaude et une zone froide, le retour du circuit de distribution et le départ du circuit de production débouchant, respectivement prenant naissance dans la zone chaude, le retour du circuit de production et le départ du circuit de distribution débouchant, respectivement prenant naissance dans la zone froide.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit et des dessins joints, lesquels description et dessins sont donnés surtout à titre d'exemples. Dans ces dessins :
    • la figure 1 représente une installation frigorifique du type par exemple à circulation d'eau glycolée équipée d'évaporateurs reliés à un collecteur principal, lui-même relié à une cuve tampon; et
    • la figure 2 représente une installation frigorifique également du type à circulation de fluide frigoporteur tel que de l'eau glycolée équipée d'évaporateurs reliés directement à la cuve tampon.
  • L'installation frigorifique conforme à l'invention comporte généralement un circuit de production de froid dit primaire et un circuit de distribution de ce froid dit secondaire. Les installations représentées sont des installations reposant sur la circulation de fluides frigoporteurs tels que de l'eau glycolée. Le circuit de production comporte un refroidisseur 2 relié à un condenseur 1. Ceux-ci sont reliés au moyen de deux circuit indépendants dont l'entrée et la sortie sont reçues par une cuve 8 appelée selon le type d'installation cuve tampon ou ballon 4. Ce circuit de production de froid qui a pour but la production de frigories peut affecter un grand nombre de formes y compris des modes de réalisation très classiques tels que celui décrit dans le brevet US-A-3.177.680. Ce circuit peut par exemple comprendre à la place du refroidisseur 2 et du condenseur 1, représentés aux figures 1 et 2 ou intégrés dans ces dernières, un compresseur, un condenseur, un séparateur de liquides, un détendeur et un évaporateur. C'est le fluide ainsi réfrigéré qui pourra être amené à la cuve tampon 4. Les circuits reliant les différents éléments entre eux sont constitués par des canalisations généralement métalliques ou en PVC équipées de vannes de régulation trois voies et de vannes à main d'isolement de manière à permettre le passage d'un circuit à un autre en cas de défaillance d'une des canalisations. Cette cuve 4 reçoit en outre le départ et le retour du circuit de distribution. Ce circuit de distribution comporte des évaporateurs 5 reliés directement ou indirectement au ballon ou à la cuve tampon 4 au moyen de canalisations appropriées.
  • La différence entre les figures 1 et 2 réside dans la conception de la liaison évaporateur 5/cuve 4. Dans la figure 1, les évaporateurs sont reliés à un collecteur appelé collecteur principal qui est relié lui-même directement à la cuve 4. Dans la figure 2 au contraire, chaque évaporateur 5 comporte sa propre liaison avec la cuve 4. L'invention s'applique bien évidemment à ces deux types d'installation. Il est à noter que l'installation équipée d'un collecteur principal est plus particulièrement appropriée pour des installations où les chambres froides se situent à distance par rapport au circuit de production de froid.
  • Cette cuve 4 qui reçoit les entrées et sorties des différents circuits constitue l'élément caractéristique de l'installation. En effet, cette cuve comporte des moyens de cloisonnement qui, selon la configuration de la cuve, sont verticaux ou horizontaux et permettent de délimiter une zone chaude 8 et une zone froide 7. En effet, dans les installations classiques, les entrées et sorties du circuit de production et de distribution arrivent en vrac à l'intérieur de la cuve indépendamment des zones de température. L'intérêt d'un tel cloisonnement est de pouvoir alimenter le départ du circuit de production en une température plus chaude de manière à augmenter le rendement du circuit de production du froid. On observe ainsi qu'on diminue la consommation d'énergie de 5 % lors d'une augmentation de 1° de la température au départ du circuit de production. Ainsi, dans l'exemple représenté aux figures 1 et 2, il est convenu que la température au départ de la canalisation de production de froid est établie à - 2°C. Quant au retour du circuit de production de froid, il aboutit dans la zone froide 7 à une température de - 5°C. De cette zone froide 7 part également l'entrée du circuit de distribution alors que le retour du circuit de distribution aboutit dans la zone chaude 8. Ainsi, dans l'exemple représenté, la différence de température étant de 3°, entre l'entrée et la sortie du circuit de production respectivement l'entrée et la sortie du circuit de distribution, l'économie d'énergie réalisée par rapport à une installation classique est de 15 %. Or, on constate que, par rapport à une installation classique, la seule différence réside dans le cloisonnement de la cuve 4. En conséquence, les modifications constructives de l'installation permettent en raison de leur faible coût d'aboutir très rapidement à une rentabilité accrue de l'installation.
  • Selon la forme de la cuve et en fonction du type d'installation, on envisage des moyens de cloisonnement 9 verticaux ou horizontaux. Ainsi, dans le cas de la figure 1, la cuve 4 constitue en réalité un ballon cloisonné verticalement au moyen d'une tôle métallique 9. Dans la partie haute de la cuve est ménagée une zone d'échange des fluides frigoporteurs permettant d'éviter une surpression dans l'une ou l'autre des zones 7, 8. Dans l'exemple représenté, la zone froide 7 est dans la partie gauche du ballon, la zone chaude 8 étant dans la partie droite du ballon. En outre, on équipera généralement cette cuve de moyens de contrôle du niveau de fluide frigoporteur de manière à pouvoir détecter toute fuite, ces détecteurs étant reliés directement à des moyens d'arrêt automatique des pompes.
  • Dans l'exemple de la figure 2, on a au contraire représenté un cloisonnement horizontal, là encore réalisé par une plaque en tôle 9 de manière à délimiter une zone chaude 8 généralement située dans la partie supérieure de la cuve 4 et une zone froide 7 disposée dans la partie inférieure de la cuve 4. Cette plaque métallique 9 n'est pas complètement étanche et permet le passage des différentiels de débit. Ainsi, cette installation particulièrement simple permet d'augmenter la puissance du groupe frigorifique ainsi que son rendement sans entraîner une augmentation du prix de l'installation. Bien évidemment, les applications d'une telle installation sont les mêmes que celles des installations classiques.

Claims (6)

  1. Installation frigorifique du type comportant un circuit primaire de production de froid constitué notamment par un refroidisseur (2) et un condenseur (1), et un circuit secondaire de distribution de froid constitué par des évaporateurs (5), une cuve (4) recevant les allers et retours respectifs des circuits de production et de distribution,
    caractérisée en ce que ladite cuve (4) comporte des moyens de cloisonnement (9) délimitant une zone chaude (8) et une zone froide (7), le retour du circuit de distribution et le départ du circuit de production aboutissant, respectivement prenant naissance dans la zone chaude (8), le retour du circuit de production et le départ du circuit de distribution aboutissant, respectivement prenant naissance dans la zone froide (7).
  2. Installation selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que les moyens de cloisonnement (9) sont associés à un différentiel de débit pour éviter une surpression dans l'une des zones (7, 8).
  3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2,
    caractérisée en ce que les moyens de cloisonnement (9) sont constitués par une plaque généralement métallique.
  4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3,
    caractérisée en ce que les moyens de cloisonnement (9) sont disposés verticalement à l'intérieur d'une cuve (4) et délimitent en partie haute de la cuve une zone d'échange des fluides frigoporteurs en vue d'éviter toute surpression.
  5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4,
    caractérisée en ce que la cuve comprend des moyens de repérage du niveau de fluide frigoporteur associés à des moyens automatiques d'arrêt des pompes en cas de fuite.
  6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5,
    caractérisée en ce que les canalisations permettant la liaison des éléments constitutifs des circuits entre eux sont équipés de vannes à main d'isolement en sortie ainsi que de vannes à trois voies de régulation.
EP93402652A 1992-10-30 1993-10-28 Installation de production et de distribution de froid Withdrawn EP0595724A1 (fr)

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FR9213012A FR2697619A1 (fr) 1992-10-30 1992-10-30 Installation de production et de distribution de froid d'un nouveau type.

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FR2697619A1 (fr) 1994-05-06

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