FR2564573A1 - Thermodynamic engines and methods for heating a heat exchange fluid and/or keeping one or more environments refrigerated - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDES ET MACHINES THERMODYNAMIQUES POUR CHAUFFER UN FLUIDE CALOPORTEUR ET/OU
MAINTENIR UN (OU DES) MILIEU(X) REFRIGERE(S)
L'invention se rapporte à des procédés et installations de production d'un fluide caloporteur chaud destiné à satisfaire les besoins en chauffage et/ou en eau chaude sanitaire . d'un ensemble par ailleurs équipé d'au moins une machine thermodynamique pour laquelle les besoins en froid sont prioritaires.THERMODYNAMIC METHODS AND MACHINES FOR HEATING A HEAT AND / OR HEAT FLUID
MAINTAIN ONE (OR) MEDIUM (X) REFRIGERATED (S)
The invention relates to processes and installations for producing a heat-transfer fluid intended to satisfy the heating and / or hot water requirements. an assembly also equipped with at least one thermodynamic machine for which the cold needs are priority.
Dans ces machines, de manière connue, un fluide frigorigène est, par passage dans un détendeur, amené à une pression relativement basse qui lui permettra de se vaporiser à basse température. Ensuite, il est conduit à un évaporateur dans lequel, jusqu a évaporation complète, il absorbe de la chaleur. In these machines, in a known manner, a refrigerant is, by passing through an expander, brought to a relatively low pressure that will allow it to vaporize at low temperature. Then, it is led to an evaporator in which, until complete evaporation, it absorbs heat.
Les vapeurs de frigorigène ainsi produites sont alors, par un compresseur, portées à une pression relativement haute assurant leur circulation et accessoirement leur réchauffage, après quoi le gaz comprimé obtenu est amené à un condenseur dans lequel, par condensation, le frigorigène fournit au moins une partie de sa chaleur à un agent refroidisseur,
En se refroidissant, le frigorigène passe de l'état gazeux à l'état liquide avant d'être ramene au détendeur pour recommencer un nouveau cycle.The refrigerant vapors thus produced are then, by a compressor, brought to a relatively high pressure ensuring their circulation and incidentally their heating, after which the compressed gas obtained is brought to a condenser in which, by condensation, the refrigerant provides at least one part of its heat to a coolant,
While cooling, the refrigerant changes from the gaseous state to the liquid state before being returned to the regulator to start a new cycle.
I1 est déjà connu de récupérer, au profit d'une installation de chauffage central et/ou d'eau chaude sanitaire, la chaleur ainsi disponible sur le circuit haute pression de la machine thermodynamique. It is already known to recover, in favor of a central heating installation and / or domestic hot water, the heat thus available on the high pressure circuit of the thermodynamic machine.
Nous trouvons, en particulier, parmi les techniques de récupération - la récupération par chauffage à air chaud pulsé
. soit directement à partir du condenseur,
. soit par un condenseur auxiliaire, - la récupération par échangeur à eau à contre courant installé en amont du condenseur.We find, in particular, among the recovery techniques - recovery by forced hot air heating
. either directly from the condenser,
. or by an auxiliary condenser, the recovery by countercurrent water heat exchanger installed upstream of the condenser.
- la récupération par un ballon échangeur accumulateur produisant de l'eau de chauffage et/ou de l'eau chaude sanitaire.- Recovery by an accumulator exchanger balloon producing heating water and / or hot water.
Les inconvénients majeurs de ces techniques sont - qu'elles sont exclusivement orientées vers la récupération d'énergie, - qu'il y a parfois un manque de concordance entre les besoins en chaud et les possibilités de récupération, - que les possibilités de récupération sont souvent plus modestes que les be- soins en chaud et varient généralement de façon inverse par rapport à la demande de calories. The major drawbacks of these techniques are - that they are exclusively geared towards energy recovery, - that there is sometimes a lack of concordance between the hot needs and the possibilities of recovery, - that the possibilities of recovery are often more modest than hot needs and usually vary inversely with calorie demand.
I1 n'existe pas, actuellement, de système frigorifique qui soit capable - d'assurer en priorité les besoins en froid en associant une récupération de chaleur en amont du condenseur, - et/ou de fonctionner, quand cela est nécessaire et permis, en pompe à chaleur pour une production de chaleur supplémentaire,
Le résultat que l'invention vise à obtenir consiste en procédés et installations qui remédient aux inconvénients énoncés ci-dessus.At present, there is no refrigeration system capable of providing priority for cold needs by combining heat recovery upstream of the condenser and / or operating, when necessary and permitted, heat pump for additional heat production,
The result that the invention aims to achieve consists of processes and installations that overcome the disadvantages mentioned above.
A cet effet, elle a pour objet un premier procédé qui s'applique à des machines frigorifiques comportant un seul compresseur et qui est notamment caractérisé en ce que
- les besoins en froid sont à pourvoir en priorité,
- lorsque les besoins en froid sont à pourvoir, la production de calories est obtenue par récupération d'énergie. Le fluide frigorigène absorbe la chaleur du milieu à refroidir et cède, après compression, ses calories par échange de chaleur du fluide caloporteur contenu dans un réservoir. I1 est à noter que le réservoir peut être en contact avec plusieurs machines frigorifiques par l'intermédiaire du fluide caloporteur. L'échangeur de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide frigorigène joue alors le rôle de précondenseur.Le frigorigène passe ensuite dans le condenseur du système frigorifique pour céder sa chaleur résiduaire à un agent refroidisseur extérieur,
- lorsque les besoins en froid sont pourvus, l'unité d'évaporation proprement dite du groupe frigorifique est déconnectée et est remplacée par un système d'évaporation extérieure qui peut être, dans certains cas, le condenseur du groupe de production de froid utilisé en évaporateur. Le groupe peut fonctionner alors comme une pompe à chaleur. Ainsi - dès que le potentiel thermique du fluide caloporteur est au dessous d'un certain seuil et risque, de ce fait, de ne plus être suffisant pour satisfaire les besoins en chaud, le groupe frigorifique se met à fonctionner en pompe à chaleur.For this purpose, it relates to a first method which applies to refrigeration machines comprising a single compressor and which is characterized in that
- the cold needs are to be filled first,
- When cold needs are to be filled, the production of calories is obtained by energy recovery. The refrigerant absorbs the heat of the medium to be cooled and gives up, after compression, its calories by heat exchange of the coolant contained in a tank. It should be noted that the tank can be in contact with several refrigeration machines via the heat transfer fluid. The heat exchanger between the coolant and the refrigerant then acts as a precooler. The refrigerant then passes into the condenser of the refrigeration system to transfer its waste heat to an external coolant,
- when cold requirements are met, the evaporator unit itself of the refrigeration unit is disconnected and is replaced by an external evaporation system which may in some cases be the condenser of the refrigeration unit used in evaporator. The group can then function as a heat pump. Thus - as soon as the thermal potential of the heat transfer fluid is below a certain threshold and is therefore no longer sufficient to satisfy the heating requirements, the refrigeration unit starts to operate as a heat pump.
Le fluide frigorigène se vaporise alors dans 1 unité d'évaporation extérieure, il est ensuite compressé pour céder ses calories par échange de chaleur au fluide caloporteur. Lorsque le niveau thermique du fluide caloporteur n'est plus suffisant pour satisfaire les besoins en chaud, le réservoir qui le contient peut être déconnecté du circuit utilisateur des calories. Le réservoir, dans ce cas, ne satisfait plus les besoins en chaud qui doivent alors être réalisés par un autre système de production de chaleur tel qu'une chaudière.The refrigerant then vaporizes in 1 unit of external evaporation, it is then compressed to yield its calories by heat exchange heat transfer fluid. When the thermal level of the heat transfer fluid is no longer sufficient to meet the hot requirements, the reservoir that contains it can be disconnected from the user circuit of the calories. In this case, the tank no longer satisfies the heating requirements which must then be achieved by another heat production system such as a boiler.
- dès que le potentiel thermique du fluide caloporteur est au dessus d'un certain seuil, l'installation frigorifique se met à l'arrêt. - As soon as the thermal potential of the heat transfer fluid is above a certain threshold, the refrigeration system switches off.
L'invention a également pour objet un deuxième procédé qui s'applique aux centrales frigorifiques, ou aux machines frigorifiques comportant plusieurs
en parallèle compresseurs/et qui est notamment caractérisé par le fait que - lorsque les besoins en froid ne nécessitent que i compresseurs (i variant de 1 à n-l) sur les n compresseurs composant la centrale
- les (n - i) compresseurs restants de la centrale sont à l'arrêt tant que le niveau thermique du fluide caloporteur ,contenu dans un réservoir et en contact avec le frigorigène par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, est au dessus d'un certain seuil.Dans ce cas, le fluide frigorigène absorbe la chaleur au(x) milieu(x) à refroidir et la cède, après compression, d'une part au fluide caloporteur par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, d'autre part à l'aide du condenseur de la centrale frigorifique, à un agent refroidisseur extérieur. Les besoins en chaud sont alors satisfaits par la récupération de la chaleur issue de la condensation du fluide frigorigène mis en circulation par les i compresseurs.The subject of the invention is also a second method which applies to refrigerating plants, or to refrigerating machines comprising several
in parallel compressors / and which is characterized in particular by the fact that - when the cooling requirements only require i compressors (i varying from 1 to nl) on the n compressors comprising the central unit
- the remaining (n - i) compressors of the plant are shut down as long as the thermal level of the coolant, contained in a tank and in contact with the refrigerant via a heat exchanger, is above In this case, the refrigerant absorbs the heat at the medium (x) to be cooled and gives it, after compression, on the one hand to the heat transfer fluid via a heat exchanger on the other hand, with the aid of the condenser of the refrigeration plant, an external cooling agent. The hot requirements are then satisfied by the recovery of the heat resulting from the condensation of the refrigerant circulated by the compressors.
- les (n - i) compresseurs peuvent fonctionner en pompe à chaleur lorsque le potentiel thermique du fluide caloporteur est au dessous d'un certain seuil. Dans ce cas, le fluide frigorigène parcourt deux circuits basse pression en parallèle et un unique circuit haute pression. Le circuit basse pression destiné à combler les besoins en froid est directement relié aux i compresseurs. the (n - i) compressors can operate as a heat pump when the thermal potential of the heat transfer fluid is below a certain threshold. In this case, the refrigerant travels two low pressure circuits in parallel and a single high pressure circuit. The low pressure circuit designed to meet the cold needs is directly connected to the compressors.
Le deuxième circuit basse pression est relié aux (n - i) compresseurs restants.The second low pressure circuit is connected to the remaining (n - i) compressors.
Une partie du fluide frigorigène en circulation est entraînée par les i compresseurs à l'(ou aui unité (s) d'évaporation de (des) milieu (x) à refroidir afin de satisfaire l'ensemble des besoins en froid. L'autre parts partie/frigorligene en circulation est entraînée par au moins un des (n - i) compresseurs à travers une (des) unité (s) d'évaporation extérieure (s) qui peut/eptre -certains cas le(8condeQseur( la centrale frigorifique,pour s'y vaporiser.Part of the circulating refrigerant is driven by the compressors to the evaporating unit (s) of the medium (s) to be cooled in order to satisfy all the cooling requirements. parts / refrigerant parts in circulation is driven by at least one of the (n - i) compressors through an external evaporation unit (s) which can / in some cases the (8conductor) (the cooling unit to vaporize.
Les vapeurs de frigorigène produites par 1' (ou les) unité (s) d'évaporation du (ou des) milieu (x) à refroidir et par 1' (ou les) unité (s) d'évaporation extérieure (s) sont comprimées respectivement par les i compresseurs et par au moins un des (n - i) compresseurs, Les gaz comprimés obtenus se retrouvent dans l'unique circuit haute pression. L'ensemble du frigorigêne circule alors à travers l'échangeur de chaleur et s'y condense en cédant une partie de sa chaleur au fluide caloporteur du réservoir,
Le frigorigène passe alors de l'état gazeux à l'état liquide et est ramené aux divers détendeurs du système pour recommencer de nouveaux cycles.The refrigerant vapors produced by the evaporation unit (s) of the medium (s) to be cooled and by the external evaporation unit (s) are compressed respectively by the i compressors and by at least one of the (n - i) compressors. The compressed gases obtained are found in the single high pressure circuit. The entire refrigerant then circulates through the heat exchanger and condenses therein by yielding part of its heat to the heat transfer fluid of the reservoir,
The refrigerant then changes from the gaseous state to the liquid state and is returned to the various regulators of the system to start new cycles.
Dans ce cas, les besoins en chaud sont satisfaits par la récupération de la chaleur issue de la condensation du fluide frigorifique mis en circulation par les compresseurs nécessaires au froid et par au moins un des (n - i) compresseurs fonctionnant en pompe à chaleur. In this case, the heating requirements are satisfied by the recovery of the heat resulting from the condensation of the refrigerating fluid circulated by the compressors required for the cold and by at least one of the (n - i) compressors operating as a heat pump.
- La régulation de la centrale est établie pour que les besoins en froid soient en priorité comblés quelque soit le potentiel thermique du fluide caloporteur contenu dans le réservoir. Airfsi, lorsque les besoins en froid nécessitent l'ensemble des compresseurs de la centrale, le circuit basse pression comportant 1' (ou les) unité (s) d'évaporation extérieure(s) est déconnecté afin de supprimer le mode pompe à chaleur. Toute ou partie de la chaleur de condensation du frigorigène mis en circulation est toutefois récupérée par le fluide caloporteur du réservoir. - The regulation of the plant is established so that the cold needs are first filled regardless of the thermal potential of the coolant contained in the tank. Airfsi, when the cold needs require all the compressors of the plant, the low pressure circuit comprising 1 '(or) the unit (s) of external evaporation (s) is disconnected to remove the heat pump mode. All or part of the condensing heat of the circulating refrigerant is however recovered by the heat transfer fluid of the tank.
Les intérêts de développer de tels procédés sont évidents. Ceux-ci permettront, en production froid, de réaliser par récupération en amont du condenseur, des économies d'énergie d'autant plus appréciables que sans cette récupération elles seraient perdues et qu'à ce titre, elles peuvent être considérées comme gratuites. Et, de plus ils permettent d'utiliser les installations frigorifiques en pompes à chaleur et d'acquérir l'ensemble des avantages que l'on peut attribuer à ces dernières (en particulier une utilisation rationnelle et performante de l'électricité) sans les inconvénients (entre autre chose, le cout d'investissement important). The interests of developing such processes are obvious. These will allow, in cold production, to realize by recovery upstream of the condenser, energy savings all the more appreciable that without this recovery they would be lost and as such, they can be considered as free. And, moreover, they make it possible to use refrigeration installations in heat pumps and to acquire all the advantages that can be attributed to them (in particular a rational and efficient use of electricity) without the disadvantages. (among other things, the important investment cost).
Cette invention sera bien comprise à l'aide des descriptions ci-apres, faites à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins ci-annexés, qui représentent schématiquement des installations conformes aux modes préférés de réalisation de l'invention,
Les figures 1A, 13 et 1C sont des elevations schématiques d'une première installation selon le premier procédé de l'invention.This invention will be better understood with the aid of the following descriptions, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, which schematically represent installations in accordance with the preferred embodiments of the invention.
FIGS. 1A, 13 and 1C are diagrammatic elevations of a first installation according to the first method of the invention.
La figure 2.est une élévation schématique d'une deuxième installation selon le premier procédé de l'invention,
Les figures 3A, 3B, 3C et 3D sont des elévations schématiques d'une troisième installation selon le deuxième procédé de l'inventíon. Figure 2.is a schematic elevation of a second installation according to the first method of the invention,
FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D are schematic elevations of a third installation according to the second method of the invention.
De manière générale, ces installations sont destinées à maintenir, prioritairement, la température dans des milieux réfrigérés et à chauffer le fluide caloporteur contenu dans un réservoir avec de la chaleur provenant des milieux à réfrigérer ou de sources d'énergie extérieures-qui peuvent être l'air ou les eaux du sol telles que des lacs, des rivières, des puits... ou de l'énergie résiduelle provenant d'installations industrielles. In general, these installations are intended to maintain, as a priority, the temperature in refrigerated environments and to heat the coolant contained in a tank with heat from the media to be refrigerated or from external sources of energy-which may be the same. air or soil water such as lakes, rivers, wells ... or residual energy from industrial installations.
Les installations sont toutes constituées d'une même série d'ensembles
- un ensemble de compression destiné à comprimer le fluide de réfrigération vaporisé,
- un ensemble échangeur de chaleur du fluide de réfrigératiGn vers le fluide caloporteur,
- un ensemble de condensation dont l'agent refroidisseur est extérieur
- un premier ensemble d'évaporation en contact avec les sources d'énergies extérieures et un second ensemble d'évaporation en contact avec les milieux à réfrigérer.The installations are all made up of the same set of sets
a compression assembly for compressing the vaporized refrigeration fluid,
a heat exchanger assembly of the refrigeration fluid to the heat transfer fluid,
a condensing unit whose external cooling agent is
a first evaporation assembly in contact with the external energy sources and a second evaporation assembly in contact with the media to be refrigerated.
L'ensemble de compression est constitué soit -d'un compresseur (3), soit d'au moins deux compresseurs (C1) et (C2),
L'ensemble échangeur de chaleur est relié au refoulement de l'unité de compression afin de communiquer avec lui et de en toute ou partie, desurchauffer ou condenser le fluide de réfrigération. Il est également constitué d'un réservoir (2), comportant au moins un serpentin (23) de transmission de chaleur du fluide frigorigène vers le fluide caloporteur (7) du réservoir qui circule dans le cires cuit (21) utilisateur des calories. L'ensemble de condensation est constitué d'au moins un condenseur (4) et termine, éventuellement, la condensation du fluide frigorigène.Le premier ensemble d'évaporation comporte au moins un sous ensemble constitué d'un détendeur (10) et d'un évaporateur (6) et le second ensemble d'évaporation d'au moins un sous ensemble constitué d'un détendeur (12) et d'un évaporateur (5).The compression assembly consists of either a compressor (3) or at least two compressors (C1) and (C2),
The heat exchanger assembly is connected to the discharge of the compression unit in order to communicate with it and wholly or partly to overheat or condense the refrigeration fluid. It also consists of a reservoir (2), comprising at least one coil (23) of heat transfer of the refrigerant to the heat transfer fluid (7) of the reservoir which circulates in the burned waxes (21) uses the calories. The condensing unit consists of at least one condenser (4) and optionally terminates the condensation of the refrigerant.The first evaporation unit comprises at least one subassembly consisting of an expander (10) and an evaporator (6) and the second evaporating assembly of at least one subassembly consisting of an expander (12) and an evaporator (5).
En se reportant aux figures IA, IB et 1C, on voit que la première installation comporte un condenseur-évaporateur (4-6) qui joue alternativement le rôle d'évaporateur et de condenseur et présentent trois modes de fonctionnement. Referring to Figures IA, IB and 1C, we see that the first installation comprises a condenser-evaporator (4-6) which alternately acts as an evaporator and condenser and have three modes of operation.
Le boitier de commande (13) reçoit des informations du pressostat basse pression (14) et du pressostat haute pression (15) qui détectent, respect tivement, les demandes de refroidissement du milieu à réfrigérer et les demandes de chauffage du fluide caloporteur, et commandent les électrovannes 16 17 18, 19 et 22. The control box (13) receives information from the low pressure switch (14) and the high pressure switch (15) which detect, respectfully, the cooling demands of the medium to be refrigerated and the heating requirements of the coolant, and control the solenoid valves 16 17 18, 19 and 22.
La figure IA montre un premier mode de fonctionnement (cycle en trait fort) lorsqu'il existe une demande de refroidissement et pas de demande de chaux fage. Les électrovannes (17) (22) permettent la circulation du fluide frigorigène et les électrovannes (16), (18) et (19) ne le permettent pas. A travers le détendur (12), le fluide frigorigène est amené à relativement basse pression et se vaporise dans l'évaporateur (5) en absorbant de la chaleur au milieu à refroidir. FIG. 1A shows a first mode of operation (hard line cycle) when there is a demand for cooling and no demand for lime. The solenoid valves (17) (22) allow the circulation of the refrigerant and the solenoid valves (16), (18) and (19) do not allow it. Through the stretcher (12), the refrigerant is brought to relatively low pressure and vaporizes in the evaporator (5) by absorbing heat in the medium to be cooled.
Il est ensuite entraîné par aspiration dns la bouteille anti-coup de liquide (8) puis dans l'unique compresseur (3) pour y être comprimé à une relativement haute pression. Le gaz comprimé obtenu est amené dans le réservoir (2 > pour y etre, en tout ou partie, condensé et ensuite, dans le condenseursévaporateur (4-6) pour passer totalement en phase liquide.Il arrive enfin, par passage dans le clapet anti-retour (11), dans la bouteille accumulatrice de liquide (9) avant d'être ramené au détendeur (12) pour recommencer un nouveau cycle ai cela est nécessaire,
La figure ]B montre un second mode de fonctionnement (cycle en traits pointillés) lorsqu'il existe une demande de chauffage et pas de demande de re froidissement. Les électrovannes (16) (18) et (19) permettent le passage du fluide frigorigène et les électrovannes (17) et (22) ne le permettent pas. A travers le détendeur (10), le fluide frigorigène est amené à relativement basse pression et se vaporise dans le condenseur--évaporateur (4-6) en absorbant de la chaleur à une source d'énergie extérieure. Il est ensuite entraîné dans la bouteille anticoup de liquide (8).Un clapet anti-retour (20) empêche que les vapeurs du frigorigène aillent se condenser dans l'évaporateur (5). Les vapeurs du frigorigène sont comprimées dans le compresseur et son dirigées dans le réservoir (2) pour y être totalement condensées. A l'état liquide, le fluide frigorigène retourne, après passage dans la bouteille de liquide, au détendeur (10) pour recommencer un nouveau cycle si cela est nécessaire.It is then sucked into the anti-blow bottle (8) and into the single compressor (3) to be compressed at a relatively high pressure. The compressed gas obtained is brought into the tank (2> to be totally or partially condensed and then in the evaporator condenser (4-6) to pass completely into the liquid phase. It finally arrives, by passing through the check valve return (11), in the liquid accumulator bottle (9) before being returned to the regulator (12) to start a new cycle ai it is necessary,
Figure] B shows a second operating mode (dotted line cycle) when there is a heating demand and no cooling demand. The solenoid valves (16) (18) and (19) allow the passage of the refrigerant and the solenoid valves (17) and (22) do not allow it. Through the expander (10), the refrigerant is brought to relatively low pressure and vaporizes in the condenser - evaporator (4-6) by absorbing heat from an external source of energy. It is then driven into the liquid anticlock bottle (8). A check valve (20) prevents the refrigerant vapors from condensing in the evaporator (5). The refrigerant vapors are compressed in the compressor and directed into the tank (2) to be fully condensed. In the liquid state, the refrigerant returns, after passage into the liquid bottle, the expander (10) to start a new cycle if necessary.
La figure 1C montre un troisième mode de fonctionnement (cycle en traits mixtes ) lorsqu'il existe une demande de chauffage et une demande de refroidissement. Les électrovannes (22) et (16) permettent le passage du fluide frigorigène et les électrovannes (17), (18) et (19) ne le permettent pas. Le fluide frigorigène est évaporé par son passage dans l'évaporateur (5),comprimé par le compresseur et condensé par le fluide caloporteur du réservoir (2),
En se reportant à la figure !2 , on constate que l'installation schématisée est une variante de l'installation décrite ci-dessus, caractérisée par la substitution d'un évaporateur (6) et d'un condenseur (4) au condenseur évaporateur (4-6) et aux électrovannes (17), (18), (16). Fig. 1C shows a third mode of operation (phantom cycle) when there is a demand for heating and a demand for cooling. The solenoid valves (22) and (16) allow the passage of the refrigerant and the solenoid valves (17), (18) and (19) do not allow it. The refrigerant is evaporated by its passage in the evaporator (5), compressed by the compressor and condensed by the coolant of the reservoir (2),
Referring to Figure! 2, it can be seen that the schematic installation is a variant of the installation described above, characterized by the substitution of an evaporator (6) and a condenser (4) for the evaporator condenser. (4-6) and solenoid valves (17), (18), (16).
Le circuit de commande (13) permet au système de toujours fonctionner suivant les trois modes : pour le premier mode de fonctionnement , l'électrovanne (19) est fermée et l'électrovanne (22) est ouverte. Le fluide frigorigène s 'éva- pore dans 11 évaporateur (5) est comprimé et ensuite condensé en partie, par le fluide caloporteur, et totalement par le condenseur (4). Pour le second mode l'électrovanne (22) est fermée et l'électrovanne (19) est ouverte. Le fluide frigorigènes'évapore dans l'évaporateur (6), est comprimé et ensuite condensé en totalité par le fluide caloporteur. Le condenseur (4) est à l'arret. Le troi sième mode est identique au premier mode, hormis le fait que le fluide frigorigène est totalement condensé par le fluide caloporteur et que le condenseur est à l'arrêt. The control circuit (13) allows the system to always operate in three modes: for the first operating mode, the solenoid valve (19) is closed and the solenoid valve (22) is open. The refrigerant evaporates in the evaporator (5) is compressed and then condensed in part by the coolant, and completely by the condenser (4). For the second mode the solenoid valve (22) is closed and the solenoid valve (19) is open. The refrigerant evaporates in the evaporator (6), is compressed and then completely condensed by the coolant. The condenser (4) is stopped. The third mode is identical to the first mode, except that the refrigerant is completely condensed by the coolant and the condenser is stopped.
En se reportant aux figures 3A, 3B, 3C et 3D, on voit que la troisième installation comporte un ensemble de compression constitué d'au moins deux com presseurs(Cl)et(C2) un réservoir (2), un condenseur-évaporateur (4 6) > un second ensemble d'évaporation (5) et un boîtier de commande (13) permettant au système de fonctionner selon deuxmodes. Referring to FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D, it can be seen that the third installation comprises a compression assembly consisting of at least two compressors (C1) and (C2) a tank (2), a condenser-evaporator ( 4 6)> a second evaporation unit (5) and a control unit (13) allowing the system to operate in two modes.
Le boitier de commande reçoit des informations des dispositifs(26) et(25)constitués de pressostats haute pression et basse pression qui détectent respectivement, le nombre de compresseurs à mettre en oeuvre pour refroidir les milieux à réfrigérer et celui à mettre en oeuvre pour chauffer le fluide caloporteur et commande les électrovannes (B1 )(B2 (16)(17)(18)et(19 >
La figure 3A montre un premier mode de fonctionnement (cycle en trait fort) lorsqu'il existe un nombre de compresseurs à mettre en service pour maintenir la température dans les milieux réfrigérés supérieur à celui à mettre en oeuvre pour chauffer le fluide caloporteur, Les électrovannes (B1), (B2), (16) (18)et (19) sont alors fermees et l'électrovanne (17) ouverte, Le fluide frigorigène est, dans ce mode, vaporise par le second ensemble d'évaporation(5'),il arrive au collecteur (28) et est aspiré par au moins un compresseur. Il est, ensuite, de manière connue dirigé dans le réservoir (2) puis dans le condenseurévaporateur (4-6) et arrive, en phase liquide, à la bouteille de liquide pret à recommencer un nouveau cycle.The control unit receives information from the devices (26) and (25) consisting of high pressure and low pressure switches that respectively detect the number of compressors to be used for cooling the media to be refrigerated and the number to be used to heat the heat transfer fluid and controls the solenoid valves (B1) (B2 (16) (17) (18) and (19>
FIG. 3A shows a first mode of operation (strong line cycle) when there are a number of compressors to be put into service to maintain the temperature in the refrigerated medium higher than that to be used to heat the heat transfer fluid, the solenoid valves. (B1), (B2), (16) (18) and (19) are then closed and the solenoid valve (17) opened, the refrigerant is, in this mode, vaporized by the second evaporation assembly (5 ' ), it arrives at the collector (28) and is sucked by at least one compressor. It is then, in known manner, directed into the tank (2) and then into the evaporator condenser (4-6) and arrives, in the liquid phase, to the liquid bottle ready to start a new cycle.
Les figures 3B, 3C et 3D montrent un second mode de fonctionnement (cycles en traits forts ou en traits pointillés) lorsqu'il existe un nombre de compresseurs I à mettre en service pour satisfaire à la demande de refroidis se- mnt inférieur à celui J à mettre en oeuvre pour satisfaire à la demande de chaui- fage. Les électrovannes (16), (18), (19) sont ouvertes et l'électrovanne (17) est fermée. Les électrovannes B des I compresseurs sont fermées et ne permettent pas le passage du fluide frigorigène issu du collecteur (27), Les clapets de retenue (A) de ces I compresseurs permettent le passage du fluide frîgorigène issu du collecteur (28).Pour les (J-I) compresseurs restants, les électrovannes (B) sont ouvertes et permettent le passage des vapeurs de frigorigène issues du collecteur (27). Les (J-I) clapets de retenue empêchent, dans ce cas, le passage des vapeurs de frigorigène du collecteur (27) au collecteur (28). FIGS. 3B, 3C and 3D show a second mode of operation (cycles in solid lines or dashed lines) when there exists a number of compressors I to be put into service to satisfy the cooling demand, which is smaller than that of J to implement to meet the heating demand. The solenoid valves (16), (18), (19) are open and the solenoid valve (17) is closed. The solenoid valves B of the compressors are closed and do not allow the passage of the refrigerant from the manifold (27). The check valves (A) of these compressors allow the passage of the refrigerant fluid from the manifold (28). (JI) compressors remaining, the solenoid valves (B) are open and allow the passage of refrigerant vapor from the collector (27). The (J-I) check valves prevent, in this case, the passage of the refrigerant vapor from the collector (27) to the collector (28).
Le cycle indiqué à la figure 3B est un cas limite où les I compresseurs nécessaires au refroidissement correspond à la totalité des comprèsseurs du sys tème. Aucun autre compresseur ne peut alors être mis en oeuvre pour le chauffage du fluide caloporteur. Le fluide frigorigène s 'évapore dans le second ensemble (5'), arrive au collecteur (28) et est comprimé par les I compresseurs, Il est enfin condensé dans le réservoir (2) et retourne à la bouteille de liquide. The cycle indicated in FIG. 3B is a limiting case where the compressors required for cooling correspond to all the compressors of the system. No other compressor can then be used for heating the heat transfer fluid. The refrigerant evaporates in the second set (5 '), arrives at the collector (28) and is compressed by the I compressors, It is finally condensed in the tank (2) and returns to the bottle of liquid.
Le cycle indique à la figure 3C est également un cas limite dans la mesure où aucun compresseur n est necessaire pour le froid, Tous les compresseurs du système peuvent donc ètre utilisés pour chauffer le fluide caloporteur. Le fluide frigorigène s'évapore alors dans le condenseur-évaporateur (4-6), arrive au collecteur (27) et est comprimé par au moins un compresseur, Il est enfin condensé dans le réservoir (2) puis retourne à la bouteille de liquide,
Le cycle indiqué à la figure 3D correspond au cas de fonctionnement intermédiaire, Une première partie du fluide frigorigène se vaporise dans le second ensemble d'évaporation (5'), arrive au collecteur (27) et est comprimé par les I compresseurs nécessaires au maintien en température des milieux réfrigérés. Une seconde partie du fluide frigorigène se vaporise dans le condenseur évaporateur, arrive au cpllecteur (27) et est comprimée par les (J-I) compresseurs.The cycle shown in Figure 3C is also a limiting case in that no compressor is needed for cold, All compressors system can be used to heat the heat transfer fluid. The refrigerant then evaporates in the condenser-evaporator (4-6), reaches the collector (27) and is compressed by at least one compressor, It is finally condensed in the tank (2) and then returns to the bottle of liquid ,
The cycle indicated in FIG. 3D corresponds to the case of intermediate operation. A first part of the refrigerant vaporizes in the second evaporation unit (5 '), reaches the collector (27) and is compressed by the I compressors necessary to maintain temperature of refrigerated media. A second portion of the refrigerant vaporizes in the evaporator condenser, arrives at the plunger (27) and is compressed by the (JI) compressors.
L'ensemble des gaz comprimés issu des J compresseurs se condense dans le réservoir (2) afin de satisfaire au besoin en chauffage et retourne en phase liquide à la bouteille de liquide.All the compressed gases from the J compressors condenses in the tank (2) to meet the need for heating and returns to the liquid phase to the bottle of liquid.
I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent btre apportées aux systèmes décrits et représentés sans sortir du cadre del'invention. It goes without saying that many modifications can be made to the systems described and shown without departing from the scope of the invention.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8408093A FR2564573A1 (en) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | Thermodynamic engines and methods for heating a heat exchange fluid and/or keeping one or more environments refrigerated |
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FR8408093A FR2564573A1 (en) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | Thermodynamic engines and methods for heating a heat exchange fluid and/or keeping one or more environments refrigerated |
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Publication Number | Publication Date |
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FR2564573A1 true FR2564573A1 (en) | 1985-11-22 |
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ID=9304333
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FR8408093A Pending FR2564573A1 (en) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | Thermodynamic engines and methods for heating a heat exchange fluid and/or keeping one or more environments refrigerated |
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FR (1) | FR2564573A1 (en) |
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