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Installation.-. frigorifique.
La présente invention se rapporte à une installation frigorifique à multiples chambres froides ou glacières de ménage pour immeubles comprenant un certain nombre d'appartements, les chambres froides étant réfrigérées à partir d'une installation frigorifique centrale dans laquelle on produit du froid de façon connue au moyen d'une machine à froid à compression actionnée électriquement et refroidie normalement par l'eau, le 'froid ainsi engendré étant réparti entre les diverses chambres froides de ménage ae l'immeuble grâce à la circulation d'un liquide réfrigérant qu'un réseau de conduites amène aux chambres froides des divers appartements; toutefois, certaines particularités de l'invention sont également applicables dans le cas d'installation où le froid est engendré et distribué autrement qu'il n'est dit ci-dessus.
L'invention a pour objet en premier
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lieu de diminuer les dépenses relativement considérables, tant en courant qu'en eau réfrigérante, des appareils du type précité soit en utilisant l'eau provenant du condenseur du compresseur, directement ou indirectement quant à la masse d'eau et à la chaleur qu'elle contient, dans un préchauffeur appartenant à l'appareil d'alimentation en eau chaude de l'immeuble soit en ne maintenant l'installation frigorifique centrale en service que pendant des périodes limitées,, notamment la nuit, pendant lesquelles le courant est fournit à prix réduit, les chambres froides domestiques étant alors réfrigérées pendant le reste du temps au moyen d'un accumulateur de froid disposé dans la chambre froide elle-même,
soit enfin en recourant conjointement à ces deux artifices.
L'invention s'étend également à un certain nombre de détails seconda.ires destinés à en faciliter la mise en oeuvre.
Quelques formes d'exécution de l'invention sont reprp'- sentées aux dessins ci-annexés parmi lesquels:
La figure 1 est un schéma de principe de l'installation frigorifique suivant l'invention vue partiellement en coupe verticale.
Les figures 2 à 8 représententde même schématiquement quelques autres formes d'exécution pour l'utilisation de la chaleur du compresseur pour l'Approvisionnement en eau chaude.
La figure 9 montre, en coupe, une forme d'exécution d'une chambre froide, et
La figure 10 une forme d'exécution de l'Il'ment réfri- gérant de la chambre froide.
Les figures 11 et 12 représentent diverses façons de brancher les chambres froides.
Les figures 13, 14 et 15 montrent quelques façons de raccorder les éléments réfrigérants aux conduites d'alimenta- tion.
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La figure 16 est une vue de côté du calorifùgeage des conduites de l'installation.
La figure 17 est une coupe transversale de ce même dispositif de calorifugeage.
La figure 18 est une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution du calorifugeage.
La figure 19 est une vue de détail à échelle agrandie de la figure 18.
La figure 20 est une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution de la chambre froide.
La figure 21 est une coupe suivant la ligne I-I de la figure 20, et
La figure 22 est une coupe horizontale suivant la ligne II-II de la figure 20.
Considérant les figures 1 à 8, 1 désigne le groupe compresseur d'une installation frigorifique, groupe qui se compose par exemple d'un moteur d'actionnement 2 auquel sont affectés un compresseur 3 et le cylindre 4 correspondant. Le gaz comprimé et par conséquent échauffé dans le compresseur 3, 4 est conduit à travers un condenseur 7 refroidi par de l'eau. On abaisse, ainsi la température du gaz tandis que celle de l'eau.s'élève. L'eau de refroidissement ainsi échauffée est amenée directement ou indirectement au chauffe-eau 11, 12 de l'immeuble; de ce chauffeeau l'eau chaude est distribuée aux prises d'eau chaude T de l'immeuble.
Grâce à ce chauffage préalable de l'eau on diminue les dépenses de combustible nécessaires pour la production de l'eau chaude et cette économie s'inscrit au crédit dans le bilan des dépenses de fonctionnement de l'installation frigorifique du fait qu'elle supprime tous frais spéciaux d'eau de réfrigération. Les figures 1 à 8 représentent diverses façons d'utiliser l'eau de refroidissement du condenseur dans le chauffe-eau de l'immeuble.
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La figure 1 représente une forme (inexécution dans laquelle l'eau qui s'est échauffée dans le condenseur est introduite directement dans le chauffe-eau 11, 12 pour se rendre de là. aux diverses prises d'eau chaude T de 1-'immeuble* Dans ce cas le condenseur 7 de la machine frigorifiaue est alimenté par de l'eau de refroidissement qui afflue sans interruption d'une conduite d'eau froide 8 au serpentin refroidisseur 6. A son passage à travers le serpentin de refroidissement 6 du condenseur 7 cette eau de refroidissement s'échauffe et se rend de là. sous sa. propre pression, par une conduite 9, dans un réservoir calorifugé 10, constitué per exemple par une cuve de béton armé d'acier, un bassin de tôle, etc...
De ce réservoir qui sert avant tout à compenser les à-coups qui résultent de ce aue l'afflux d'eau de refroidissement est en général continu et régulier tandis que l'eau chaude est soutirée par périodes et en quantités variables, l'eau de refroidissement échauffée est refoulée, par exemple au moyen d'une pompe 13 dont les périodes de fonctionnement seront utilement uniformisées grâce à une nourrice 14, dans un chauffe-eau maintenu généralement sous la pleine pression du réseau de distribution.
On peut, de façon connue, subordonner la mise en route et à l'arrêt de la pompe à la pression de l'air emprisonné dans la nourrice, de même au'on peut, à l'aide d'un dispositif à flotteur et trop-plein, établir entre les périodes d.e fonctionnement de la pompe et le niveau de l'eau dans le réservoir 10 une relation telle que le niveau de l'eau dans ce dernier soit maintenu dans des limites convenables.
Pour le cas où la quantité d'eau chaude soutirée aux prises T serait supérieure à celle que la pompe et la nourrice sont capables de fournir, on peut prévoir une soupape 15, utilément commandée par un flotteur, destinée à amener directement du réseau de distribution d'eau froide, où la. pression est supérieure à celle.
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qui règne dans la nourrice, au chauffe-eau la quantité voulue d'eau froide complémentaire par une conduite spéciale 16.
Pour la clarté de l'exposé, la partie gauche de la figure 1 servira à illustrer le processus, connu dans son principe, de la distribution du froid produit par le compresseur de la machine frigorifique aux diverses chambres froides de l'immeuble à l'aide d'une circulation de liquide réfrigérant.
Sur la figure 1, 18 désigne un évaporateur auquel le fluide réfrigérant comprimé dans le compresseur 3 et refroidi dans le condenseur 7 est amené par la conduite 19 et la conduite de retour 20. Ce fluide réfrigérant est évaporé dans l'évaporateur 18 et cède en même temps du froid au milieu environnant, constitué par exemple par un réservoir de saumure 17 contenu dans une enveloppe calorifugée 21. La saumure ainsi refroidie est envoyée à l'aide de la pompe de circulation 22 par la conduite principale 23, la conduite de retour correspondante 24 et les branchements 25 ainsi que les conduites de retour correspondantes 26 aux diverses chambres froides K dont les éléments réfrigérants 27 parcourus par la saumure sont reliés au branchement par des conduites de raccordement spéciales.
Sur les figures 2, 6 et 7 l'appareil évaporateur indiqué en 18/20 sur la figure 1 est désigné schématiquement par la seule référence 30, et avec lui, le cas échéant, le système de distribution correspondant 22-27.
Les figures 2 à 8 représentent quelques formes d'exécution dans lesquelles la chaleur fournie dans le condenseur à l'eau de refroidissement est appâtée indirectement au chauffeeau.
Dans le cas des dispositifs suivant les figures 2 à 5 ce transfert est obtenu du fait qu'à l'aide d'une pompe 31 on fait circuler l'eau de refroidissement entre le condenseur 7 de la machine frigorifique et un échangeur de chaleur 32 avec lequel
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communique le chauffe-eau 11, 12, de la chaleur se trouvant ainsi absorbée dans le condenseur et rétrocédée au chauffe-eau. Dans ce cas il n'y a donc pas apport continu d'eau de ville au con- denseur. Les dispositifs représentas se différencient principa- lement par la façon dont l'échangeur de chaleur est branche.
Suivant la figure 2, l'eau de refroidissement qui s'est échauffée dans le serpentin du condenseur est refoulée par une pompe de circulation 31 par exemple à travers un serpentin d'échange de chaleur 33 disposé dans un récipient clos 32 auquel on peut amener par la conduite 34 de l'eau de ville froide et qui communique par la conduite 36 avec le chauffe-eau Il, 12 de l'immeuble. L'eau présente en 35 dans le récipient 32 est échauffée par l'échangeur de chaleur 33, après quoi cette eau préchauffée est introduite dans le chauffe'eau 12. Il s'ensuit que chaque fois ou'on soutire de l'eau au chauffe-eau il y a introduction d'eau froide dans le récipient 32.
Le serpentin 33 et par conséquent le serpentin 6 du condenseur sont ainsi refroidis par l'eau de refroidissement mise en circulation par la pompe.
La masse d'eau 35 présente dans le récipient 32 sert en ce cas de volant entre les emprunts intermittents faits au chauffe-eau 12 et le refroidissement continu du serpentin 6 du condenseur.
Pour le cas où s'il n'est pas soutiré du chauffe-eau assez d'eau pour assurer un refroidissement suffisant de l'échangeur de chaleur 33, l'apport d'eau froide au récipient 32 deviendrait déficiente on peut introduire automatiquement dans le circuit d'eau de refroidissement de l'eau de ville froide par exemple à l'aide du dispositif représenté à la figure 2.
Pour cela on tire parti du fait qu'à mesure que le gaz présent dans le condenseur 7 s'élève la pression du gaz augmente. On agit ainsi, par l'intermédiaire de la conduite 37, sur une soupape d'eau 38 commandée par diaphragme, soupape qui, grâce à la conduite de trop-plein 41 et aux conduites 39 et 40,soutire de ,,l'eau à un réservoir 42 compris dans le circuit de l'eau de re-
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froidissement ainsi qu'on le voit sur la figure 2.
Cet emprunt d'eau fait au réservoir 42 y engendre une descente du flotteur 43 qui permet à l'eau de ville froide d'affluer par la conduite 44,
Suivant la figure 3 le récipient clos 32 du dispositif représenté à la figure 2 est remplacé par un récipient ouvert 32a plein d'eau ou autre et contenant un serpentin, ou analogue
47a parcouru par de l'eau de consommation froide provenant de la conduite 34a, l'eau présente dans le récipient 32a étant ainsi préchauffée avant d'être acheminée jusqu'au chauffe-eau.
La disposition suivant la figure 4 se différencie de celle de la figure 3 en ce que le serpentin d'échange de chaleur
33a est supprimé et que l'eau présente dans le récipient 32b par- ticipe directement à la circulation d'eau froide par l'intermé- diaire des conduites indiquées en 45b et 46b.
Dans le cas de la figure 5 on emploie pour la circulation d'eau de refroidissement la même disposition que suivant la figure 4 tandis qu'en revanche le préchauffage de l'eau destinée au chauffe-eau s'effectue en principe de même que dans le cas de la disposition suivant la figure 2.
On peut concevoir d'autres combinaisons pour l'échange de chaleur entre l'eau qui circule dans le refroidisseur du con- denseur et celle qui alimente le chauffe-eau, celles qu'on a in- diquées n'étant que des exemples. ,
Dans le cas des dispositions suivant les figures 6 à 8 le gaz comprimé et échauffé dans le compresseur est refroidi et condensé dans un échangeur de chaleur disposé en contact direct ou indirect avec l'eau chaude de consommation. On n'y emploie donc pas de liquide de refroidissement en circulation ni par consé- quent de pompe de circulation spéciale, le transfert de chaleur entre le compresseur et le chauffe-eau étant assuré uniquement par le gaz chaud par l'effet de la pression à laquelle il a été porté.
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Dans la disposition suivant la figure 6 le gaz comprimé et échauffédans le compresseur 3, 4 est amené par une conduite 51 au serpentin 52 du condenseur, dans lenuel le gaz se refroidit et se liquéfie. Le serpentin 52 est enferma dans un récipient 53 clos soumis à la pression de la conduite d'eau et auquel de l'eau froide de consommationestamenée par la conduite 55 lorsqu'on soutire de l'eau chaude au chauffe-eau 57, 58. La masse d'eau 54 présente dans le récipient 53 joue alors le rôle de volant de chaleur, ce qui est nécessaire puisque les emprunts faits au chauffe-eau sont intermittents. Le récipient 53 et le serpentin de condensation tiennent ainsi lieu de condenseur pour la machine frigorifique à compresseur, ce qui permet de supprimer son condenseur habituel, comme on l'a indiau4 sur la figure 4.
Lorsque, par suite d'emprunts insuffisants faits au chauffe-eau, l'afflux d'eau froide au récipient 53 deviendrait insuffisant pour assurer un refroidissement convenable de l'échan- geur de chaleur 52, il est possible d'admettre par la conduite 55 dans le récipient 53 de l'eau de ville froide du fait que ce récipient est muni à sa partie supérieure, la plus chaude, d'un déversoir 65 commandé par une soupape d'eau 64 actionnée par un diaphragme. Lorsque la température de l'eau de refroidissement 54 s'élève la pression du gaz augmente et ouvre la soupape d'eau par l'intermédiaire de la conduite 67, auquel cas le récipient 54 laisse échapper son contenu d'eau chaude et reçoit de l'eau froide.
Souvent cependant il peut être utile et économique de conserver le condenseur usuel 6, 7 en tant qu'organe de sécurité à action rapide pour le cas où, faute d'emprunts assez abondants faits au chauffe-eau 57, 58, la température de l'eau dans le récipient 54 deviendrait trop élevée. La figure 7 représente ,une disposition appropriée à cet effet. Le condenseur usuel 7 (repré- senté au dessin sous forme d'un récipient fermé-entourant le
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serpentin d'eau de refroidissement) est en ce cas branché en série par l'intermédiaire d'une conduite 61 avec le serpentin de condensation 52 monté dans le récipient 53.
Le gaz comprimé et échauffé dans le compresseur se rend, par la conduite 5, le serpentin 52 et la conduite 61, dans le condenseur usuel 7 d'où il retourne au compresseur 3, 4 par la conduite 62 et l'évapora- teur 30, et ainsi de suite. Dans le cas normal, c'est-à-dire lorsque la température de la masse d'eau 54 dans le récipient 53 n'est pas trop élevée, le gaz se condense dans le serpentin 52 et cède ainsideelachaleur à l'eau 54 en vue de son transfert au chauffe-eau. Par contre, si la température de l'eau 54 s'élève au-dessus d'une limite déterminée, la pression du gaz augmente si fortement que la soupape d'eau 64 commandée par le diaphragme par l'intermédiaire de la conduite de gaz 67 est amenée à s'ouvrir.
Il en résulte que de l'eau de ville froide afflue de la conduite 65, traverse le serpentin de refroidissement du condenseur ordinaire pour se rendre ensuite directement au déversoir par la conduite 66. Le gaz comprimé est en ce cas condensé principalement dans le condenseur ordinaire 7 et non dans le serpentin 52 jusqu'à ce que la température de l'eau 54, par suite d'emprunts faits au chauffe-eau et ayant occasionné un afflux d'eau froide par la conduite 55, ait baissé suffisamment, après quoi le serpentin 52 entre de nouveau en action..Il est manifeste que dans le cas de cette disposition il se produit une perte de chaleur et d'eau par le déversoir 66 lorsque le condenseur 7 est en action.
Mais en pratique cela ne se produit que dans le cas relativement peu fréquent d'une pointe de charge, tandis que normalement le condenseur 52, 53, 54 utilise la chaleur du compresseur sans perte d'eau. Grâce à cette disposition il devient inutile de calculer le condenseur 52, 53, 54 en prévision de pointes de charge, ce qui diminue le prix de revient-de l'installation en même temps que la sécurité de fonctionnement est augmentée.
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La forme d'exécution suivant la figura 8 se distingue de celle de la figure 6 principalement en ce que le récipient 53 est remplacé par un récipient ouvert 53a qui renferme à la fois le serpentin de condensation 52a et un échangeur de chaleur spé- cial 71a. Cette disposition permet entre autres d'augmenter de façon économique la réserve d'eau dans l'échangeur de chaleur.
Au surplus, on peut naturellement combiner la disposition suivant la figure 8 avec l'installation de compression tout comme dans le cas des figures 6 ou 7.
De même, les dispositions suivant les figures 6 à 8 ne doivent être considérées que comme des exemples d'exécution qu'il est possible de modifier sans sortir du cadre de l'inven- tion.
Le procédé décrit ci-dessus pour l'utilisation de la chaleur et de l'eau d'un compresseur de frigorifique refroidi par l'eau dans le chauffe-eau installé dans un immeuble est éga- lement applicable dans d'autres systèmes de chambres froides, par exemple dans les installations frigorifiques centrales où la détente du gaz s'effectue directement dans les chambres froides.
Alors que les figures 1 à 8 représentent quelques formes, d'exécution qui permettent de diminuer les frais de fonctionne- ment d'un réseau de chambres froides par l'utilisation de la chaleur et de l'eau de refroidissement du compresseur, la fi- gure 9 montre un autre exemple de réalisation conçu dans le même dessein, c'est-à.-dire une chambre froide de ménage pourvue d'un accumulateur de froid.
L'application de ce principe permet notam- ment de ne maintenir le groupe frigorifique en action que durant des périodes de temps limitées, utilement pendant les périodes où le courant est moins cher, -dire généralement la nuit. courant est moins cher, ceest-à @ Les chambres froides de ménage sont en ce cas munies d'un dispo-. '
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mettre hors-circuit n'importe quelle glacière 81 de la série sans gêner le fonctionnement des autres.
On peut alors raccorder, les glacières ainsi qu'on l'a représenté à la figure 11, où deux conduites de distribution uniques 82 et 83 dans lesquelles des glacières sont intercalées constituent ensemble un circuit, ou bien encore en combinant une conduite de distribution unioue comprenant des glacières avec une conduite de retour unique dépourvue de glacières. Sur la figure 11 on voit en 84 une conduite principale de départ et en 85 une conduite principale de retour pour la circulation de la saumure.
La figure 12 représente schématiquement une autre simplification du réseau de conduites suivant laquelle les conduites principales jumelles 84, 85 sont elles-mêmes remplacées par une conduite unique 86. On parvient à ce résultat en munissant la conduite principale 86, entre les points 87 et 88 où s'embranchent les conduites de distribution 82a et 83a d'un organe utilement réglable 89 faisant obstacle à la circulation, par exemple une vanne. Il se produit alors en 86 entre les points 87 et 88 une chute de pression qui dérive la circulation de liquide par le circuit 82a, 83a.
Cette disposition procure un avantage en ce qu'on peut facilement, en manipulant la vanne 89, régler la circulation du liquide à travers les conduites 82a et 83a et aussi en ce qu'on diminue la longueur de conduite principale nécessaire et par conséquent la déperdition de froid par la conduite.
Les figures 13 à 15 montrent diverses façons de réaliser le réglage individuel des glacières branchées d'après le principe de la figure 11.
Sur la figure 13 on voit en 91 la conduite de distribution unique, en 92 et 93 les conduites d'alimentation et d'évacuation aboutissant à l'élément réfrigérateur 94 parcouru par la saumure et monté dans la glacière, et en 95 un robinet à trois voies. En plaçant le robinet à trois voies 95 dans l'une de
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ses positions extrêmes on peut à volonté permettre à la saumure de circuler soit uniquement par la conduite de distribution 91, auquel cas Isolément réfrigérateur demeure hors-circuit, soit exclusivement par cet élément 94 soit enfin, en plaçant le robinet dans sa position interm4diaire, à la fois par celle-là et celui-ci.
Cette disposition permet donc d'obtenir toutes les allures de fonctionnement de Isolément réfrigérateur depuis l'interruption complète jusqu'à la marche à plein régime.
Suivant la figure 14, un étranglement de préférence réglable 96 est intercalé dans la conduite de distribution 91 entre les conduites de raccordementaboutissant à l'élément réfrigératour. Il se produit ainsi une chute de pression dans la conduite de distribution 61 entre les points de raccordement 97 et 98, de sorte que normalement une certaine quantité de saumure est obligée de circuler à travers l'élément réfrigérateur. En réglant une fois pour toutesl'effet produit par l'étranglement 96, qui peut être réalisé sous forme par exemple d'un robinet ou d'un piston vissable ou dévissable, il est possible d'assigner une valeur convenable quelconque à la proportion du courant de saumure amenée à. passer par l'élément réfrigérateur.
On peut également munir la glacière d'une vanne d'arrêt 99 intercalée dans l'une des conduites de raccordement 92, 93 et dont le volant de manoeuvre sera utilement placé sur le devant de la glacière, c'est-à-dire dans une position facilement accessible. On peut, en manoeuvrant cette vanne et sans modifier le réglage de l'organe d'étranglement 96, régler dans une certaine mesure la quantité de saumure passant par l'élément réfrigérateur et par conséquent le régime de ce dernier et en la fermant complètement mettre la glacière hors d'action, par exemple lorsqu'on veut la dégivrer.
Dans ce dernier cas la, totalité du courant de liquide passe par la conduite 91 en franchissant l'étranglement 96 oui n'occupe au-une partie de la section de cette conduite. Cette @ -
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disposition procure dans son ensemble une grande latitude du point de vue de la mise en action et à l'arrêt de l'élément réfrigérateur et par conséquent de l'apport de froid bien qu'on n'emploie qu'une conduite de distribution unique.
Suivant la figure 15, si la possibilité de régler individuellement l'élément réfrigéteur 94 fait défaut, par contre on obtient un montage particulièrement simple qui dans certains cas, ,en combinaison avec un dispositif de dégivrage qui sera décrit par la suite, constitue une solution intéressante.
Dans le réseau de chambres froides considéré ici, où le froid est distribué par des conduites parcourues par de la saumure, le calorifugeage de ces conduites constitue un détail particulièrement important. Il faut en effet que la surface extérieure de la couche calorifuge' soit particulièrement étanche à la diffusion des vapeurs car, surtout si la conduite véhicule du froid en permanence, l'humidité qui traverse le calorifuge ne cesse de se condenser en eau, voire de se prendre en glace dans ce dernier, qui perd ainsi de plus en plus son pouvoir isolant.
Or il est difficile de réaliser sur place un calorifugeage satisfaisant des conduites. Dans le cas envisagé ici on a sensiblement atténué cette difficulté en composant le réseau distributeur d'éléments tubulaires calorifuges préfabriqués qui seront ensuite assemblés sur place à l'aide de raccords appropriés. Il n'y a plus ensuite à calorifuger sur place que ces raccords.
Les figures 16 et 17 représentent une forme d'exécution de tels éléments tubulaires calorifugés prêts'à être montés, dans lesquels la gaine isolante esj constituée par une boite 101 à parois étanches qui renferme un'calorifuge convenable, par exemple des lames 102 connues commercialement sous les appellations de "Wellit", "Isoflex" ou autres et dont en outre les surfaces extérieures sont revêtues d'un enduit convenable d'asphalte, de péinture à l'huile, etc... destiné à empêcher l'humidité de
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pénétrer. Ces éléments calorifuges préfabriqués peuvent au besoin être établis pour deux conduites 103 et 104 comme le montre la figure 17.
Une forme perfectionnée des boites de calorifugeage suivant les figures 16 et 17 est celle o ces boites sont constituées par des tubes de section ronde ou carrée, par exemple de mince tôle de fer galvanisé, comme le montrent les figures 18 et 19. Ces tubes de tôle 111 peuvent se terminer par des obturateurs extrêmes 112 ou 113 qui d'autre part sont fixés de façon étanche aux vapeurs sur la conduite de saumure 114 qui dépasse les extrémités desdits tubes. A condition de souder à. l'étain, braser ou souder à l'autogène ces tubes de tôle là où ils sont aboutés on peut obtenir ainsi une gaine calorifuge pratiouement étanche aux vapeurs qui défend contre toute humidité l'accès de la couche calorifuge emprisonnée comme il a été dit entre la ou les conduite: de saumure et le tube de tôle.
La figure 19 montre un détail du raccordement étanche des extrémités du tube de tôle. Sur cette figure on voit en 119 une capsule obturatrice de bout soudée à l'étain ou autrement au tube 118 par exemple cylindrique. Une rondelle 126, de caoutchouc ou autre, est apposée comme joint sur l'un des côtés de la capsule de tôle 119 et serrée à l'aide d'un écrou 121 vissé sur l'extrémité filetée de la. conduite 116.
Cette capsule 119 est percée en son centre d'un trou plus large que le diamètre extérieur de la conduite 116. Un autre écrou 123 serre contre l'autre face de la capsule 119 une rondelle d'étan- chage 122. Au besoin, on peut munir ces écrous 121 et 123 d'un joint de chanvre ou autre servant à assurer l'étanchéité du filetage; cependant, les rondelles de caoutchouc 126 et 122 peuvent aussi assurer directement l'étanchéité par rapport à la conduite, auquel cas il n'est pas nécessaire de rendre les écrous étanches. De préférence, ces écrous porteront sur des rondelles d'appui 124, 125.
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sitif accumulateur de froid logé dans la chambre elle-même et destiné à rafraîchir celle-ci pendant les périodes d'inaction de l'installation frigorifique centrale.
Ce dispositif accumula.teur de froid est caractérisé principalement en ce qu'en plus des récipients habituels affectés à la glace à rafraîchir chaque chambre froide est munie d'un réservoir 71 rempli d'eau ou d'un autre liquide destiné à être congelé par l'élément réfrigérateur 72 de la chambre froide pendant la marche de l'installation frigorifique centrale, le froid emmagasiné dans le liquide congelé étant ensuite employé pour réfrigérer la chambre pendant les périodes où la machine frigorifique centrale est hors d'action.
Grâce à la présence d'ailettes ou à la forme même de l'accumulateur à glace les surfaces rayonnantes de ce dernier, qui sont accessibles pour les besoins de la circulation de l'air à l'intérieur de la chambre froide, ont une aire suffisamment supérieure à celle de l'élément réfrigérant parcouru par la saumure pour que soit compensée la température supérieure de l'accumulateur à glace relativement audit élément réfrigérant. En vue d'un réglage satisfaisant de la température de l'air à l'intérieur de la chambre froide on peut alors disposer l'accumulateur à glace de façon particulière relativement à l'élément réfrigérant de façon que la glace ou l'eau de fusion joue le rôle d'un calorifuge entre ledit élément et l'atmosphère de la chambre froide, cette atmosphère étant ainsi, normalement,'rafraîchie uniquement par le magasin à glace.
Toutefois, en période de forte consommation de froid, par exemple en été, on peut grâce à une commutation convenable assurer la réfrigération au moyen à la fois de l'accumulateur à glace et de l'élément réfrigérateur ou uniquement de ce dernier. Comme la chaleur de fusion de la'glace est considérable, ce principe permet d'emmagasiner une très grande quantité de froid même au moyen d'un acculateur de dimensions
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modestes. C'est ainsi que pour une température de 20 C régnant dans la pièce il suffit de 3 à 4 litres de glace pour maintenir pendant une interruption de 16 heures dans le fonctionnement de la machine frigorifique centrale un froid normal dans une chambre froide de 120 litres de capacité.
L'emploi de chambres froides à. accumulateur de froid procure un certain nombre d'avantages remarquables. Comme le courant de nuit est souvent de deux à quatre fois moins coûteux que le courant de jour, ce principe permet de diminuer fortement la dépense d'électricité, Lorsque ce principe est combina avec la récupération de chaleur suivant les figures 1 à 8 la valeur de la chaleur récupérée dépasse d'ordinaire nettement cette dépense d'électricité, si bien qu'on aboutit à ce résultat extaordinaire que la dépense nette entraînée par le fonctionnement du réseau de chambres froides (y compris même les frais d'amortissement de l'installation de récupération de chaleur) devient négative.
On peut remarquer que dans le ces, le plus commun dans la pratique, où les conduites principales du réseau de distribution de froid sont installées dans une pièce non chauffée du rez-de-chaussée (à laquelle normalement l'air extérieur a librement accès par les ouvertures de ventilation nécessaires), environ 85% de la chaleur destinée à être récupérée sont dépensés en partie pour éliminer des chambres froides une certaine quantité de chaleur nuisible et en partie pour la cession de chaleur de l'air du sol aux conduites principales.
Autrementdit, en ce cas, les dépenses d'énergie électrique qu'entraîne le fonctionnement du réseau de chambres froides sont payées en totalité et au delà par la valeur de la chaleur (calculée en économies de combustible pour la distribution d'eau chaude) soustraite aux chambres froides et à l'atmosphère de la pièce du rez-de-chaussée et des environs.
Un autre avantage du principe de l'accumulateur de froid réside en ce que pendant les périodes de repos de la machine
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frigorifique centrale les conduites d'amenée du 11-
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',4ttlfde ',.é-prlg-é-.r.a\nt:".1e prennent une température supérieure à 0 C, ce qui supprime complètement le,givrage sans cela fort gênant et sans cesse croissant qui se produit sur les conduites de saumure refroidies sans interruption lorsqu'elles sont clorifugées de façon insuffisamment étanche. Enfin, on peut aussi diminuer la quantité globale de courant consommée par le réseau en diminuant ou même supprimant pendant les périodes de repos les pertes de froid par les conduites de saumure.
Le principe des,chambres froides à accumulation de froid par congélation de l'eau contenue dans un réservoir ou autre de dimensions appropriées placé dans la chambre froidemême peut aussi s'appliquer dans certains cas à d'autres réseaux de chambres froides, par exemple aux installations de réfrigération centrale dans lesquelles le gaz est détendu directement dans les chambres froides, notamment des chambres avec compresseur, dispositif d'absorption ou d'adsorption, etc...
Après avoir décrit certains détails de construction du réseau de chambres froidés on donnera plus tard quelques détails techniques concernant la réalisation pratique de ce principe pour l'accumulation du froid dans l'installation frigorifique à fonctionnement intermittent. Les principes précédemment décrits qui rendent possible de produire du froid à bon marché, permettent également d'une manière simple et économique des chambres souterraines réfrigérées convenant pour la conservation des denrées alimentaires.
On munit alors ces chambres d'un calorifugeage roprié ainsi que d'un groupe réfrigérateur, éventuellement du type à accumulateur, dont l'alimentation en froid s'effectue à peu près suivant le même principe que pour les chambres froides de 'ménage, le cas échéant en combinaison avec un ventilateur destiné à intensifier la circulation de l'air dans la chambre réfri- gérée.
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La. réalisation de principe d'une chambre froide suivant l'invention ressort de la figure 9, abstraction faite du récipient 71. 73 désigne la chambre froide ou glacière calorifugée munie d'une porte également calorifugée. L'lment de réfrigération 72 que parcourt la saumure est branche à l'aide de conduites de raccordement 74 et 75 entre une conduite d'alimentation 76 et une conduite de retour 77. Ces conduites de distribution sont à leur tour raccordées, dans la cave et au rez-de-chaussée, à des conduites principales horizontales dans leur ensemble et communiquant avec la machine frigorifique centrale.
L'élément réfrigérateur 72 peut être réalisé de façons très diverses, par exemple sous forme d'un radiateur ordinaire de chauffage central, etc.. Une forme d'exécution intéressante sous divers aspects est' toutefois celle où l'lment réfrigérateur est constitué par un cylindre creux à, double paroi comme le montre la figure 10. Cet élément se compose de deux simples cylindres de tôle 77, 78 soudée à l'autogène à leurs deux bouts de manière à constituer entre eux une cavité fermée et de peu d'épaisseur.
On obtient ainsi des éléments réfrigérants bien conçus pour la fabrication en masse tandis que grâce à la forme cylindrique de l'élément il est possible de résister à la pression du liquide même si l'on emploie de la tôle très mince sans qu'on ait à entretoiser les parois l'une relativement à 1'autre.
La figure 11 montre schématiquement comment on peut simplifier le réseau vertical de conduites (''conduites de dis- tribution") d'un réseau de chambres froides du type principal précité et diminuer les pertes de froid dans le réseau de conduites. Cette disposition est caractérisée en ce nue les conduites jumelles de distribution auxquelles se raccordent les glacières installées aux divers étages (montage "en parallèle") sont remplacées par des conduites verticales uniques (conduite de distribution) disposées de façon telle qu'au besoin on puisse
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Les figures 20 à 22 montrent une glacière réalisée d'après les principes précédemment exposés et pourvue d'ailleurs de dispositifs complémentaires.
Cette glacière comprend trois compartiments distincts 131, 132 et 133 où oient régner des températures différentes. Dans le cas de l'exemple représenté à la figure 20 le compartiment 131 renferme l'élément réfrigérateur et ses accessoires, et au-dessus dudit élément est ménagé un espace réduit où règne une température particulièrement basse à peine supérieure à la température superficielle de cet élément. Le compartiment 132 correspond à la chambre froide ordinaire d'une glacière; ses parois sont faites d'un matériau particulièrement approprié à cet effet, par exemple de tôle émaillée, et il y règne une température d'environ +4 à +6 C.
Enfin dans le compartiment 133 doit régner une température de +10 à +120C; sa construction peut donc être plus simple et moins coûteuse que celle du compartiment 132. Au-dessus de la glacière on peut utilement disposer un garde-manger 134 rafraîchi comme d'ordinaire par de l'air pénétrant par une soupape prévue dans sa paroi extérieure, ou autrement.
Les compartiments de la glacière sont tous réfrigérée par l'élément réfrigérateur 135, représenté sur la figure 20 sous forme d'un radiateur horizontal aplati d'un type rappelant celui des radiateurs de chauffage. Cet élément réfrigérateur 135 est raccordé à des conduites de distribution simples 136 et 137 constituant des éléments de la conduite de distribution par laquelle la saumure est amenée de la conduite principale située au soussol ou au rez-de-chaussée. L'élément réfrigérateur 135 peut être raccordé à un réservoir de liquide 138, utilement un réservoir d'eau, qui constitue l'accumulateur de froid de la glacière.
Lorsque la machine frigorifique centrale fonctionne par intermi- tence le liquide contenu dans le ééservoir 138 est congélé au
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cours des périodes de fonctionnement de 1a machine par l'action de l'élément réfrigérateur 135 qu'on peut rendre plus intense en munissant ce dernier d'ailettes 139 qui trempent dans le réservoir de glace 138. Celui-ci peut lui-même être pourvu d'ailettes 140. On peut utilement munir le compartiment d'un revêtement intérieur de tôle émaillée ou autre 141 complètement ouvert en haut ou formant un plafond à claire-voie 142.
Le compa.rtiment 131 de la glacière est réfrigéré directement par l'élément 135. Quant au compartiment 132, sa réfri- gération est assurée du fait que l'air présent dans la glacière et qui s'est échauffé par suite d'un apport de chaleur ou autrement s'élève et vient se refroidir au contact de l'accumulateur de froid 138 et de ses ailettes 140 s'il en est pourwu, ou en l'absence d'un tel accumulateur au contact direct de l'élément réfrigérant 135. L'air refroidi et devenu plus dense redescend dans le compartiment 132, si bien que l'abaissement de température est entretenu par un effet de circulation automatique. L'humidité de l'atmosphère de la glacière se condense sous forme d'eau ou de glace sur l'élément réfrigérateur 135 ou 138.
Lors du dégi- vrege l'eau de condensation se rassemble comme d'ordinaire dans unecuvette 143. On peut utilement relier celle-ci à une conduite légère 144 raccordée en permanence par un tuyau de caoutchouc ou autre à la conduite d'évacuation des eaux de cuisine.
La cuvette se trouve ainsi constamment et automatiquement vidée.
On::peut régler da.ns une certaine mesure 1a. température de l'atmosphère de la glacière 132 en obturant totalement ou partiellement au moyen d'une plaque à claire-voie coulissante la partie supérieure 142, ce qui permet de modérer ou d'interrom- pre la circulation de l'air entre la glacière et l'élément réfrigérateur.
Le compartiment 133, le moins froid de la glacière, est - réfrigéré par circulation d'air dans les cheminées 145 et 146,
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l'air qui s'est refroidi au contact de l'élément réfrigérateur descendant par la cheminée 145 et étant remplacé par de l'air plus chaud qui s'élève par la cheminée 146. Pour favoriser et intensifier cette circulation la cheminée 145 contient la conduite de distribution 136 et se trouve en contact direct avec la paroi refroidie 141 tandis que la cheminée 146 est calorifugée relativement à cette paroi. On peut régler dans une certaine mesure la température à l'intérieur du compartiment 133 au moyen d'un simple registre qui ferme plus ou moins les cheminées 145, 146 ou l'une d'elles seulement.
La disposition représentée procure également certains avantages sous le rapport du raccordement avec l'élément réfrigérateur. On peut réduire à peu de chose le calorifugeage des parties de conduite 136 et 137 ou même le supprimer complètement car la perte de froid par ces conduites se fait au bénéfice de la glacière. La partie de conduite 136 est de préférence munie d'un léger calorifugeage ordinairement insuffisant pour empêcher l'humidité de se condenser sur la surface extérieure de la gaine calorifuge.
Dans le cas de la présente disposition toutefois, à cause de la façon dont la circulation de l'air s'établit, l'humidité se dépose principalement sur.les surfaces froides des éléments 135 et 138, ce qui a pour conséquence de dessécher l'air présent dans la cheminée 145 et d'empêcher la condensation sur la conduite 136 légèrement calorifugée.
Cette possibilité de réduire sensiblement ou de supprimer complètement le calorifugeage des conduites 137 et 136 simplifie encore davantage le raccordement entre ces conduites avec la conduite 147 qui relie la glacière à celles des étages supérieur et inférieur. Ce tronçon de conduite 147 est de préférence réalisé, comme on l'a représenté aux figures 16 à 18, sous forme d'éléments calorifugés tout prêts. On établit le rac- cord 148 sur place'et l'on peut pourvoir à son calorifugeage comme il est indiqué en 149.
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Dans le cas de la glacière représentée aux figures 20 à 22, qui est branchée suivant le mode représenté à la figure 15, il n'existe pas de dispositif de mise hors-circuit de sorte que l'élément réfrigérant est branché en permanence. Son dégi- vrage se produit alors automatiquement pendant les périodes de repos de la machine frigorifique centrale, et comme toute l'eau de condensation est évacuée automatiquement par le tuyau 144, on peut laisser la glacière sans surveillance pendant un temps indéfini.
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Installation.-. refrigerated.
The present invention relates to a refrigeration installation with multiple cold rooms or household coolers for buildings comprising a certain number of apartments, the cold rooms being refrigerated from a central refrigeration installation in which cold is produced in a known manner. by means of an electrically driven cold compression machine normally cooled by water, the cold thus generated being distributed between the various household cold rooms in the building by circulating a refrigerant liquid that a network pipes lead to the cold rooms of the various apartments; however, certain features of the invention are also applicable in the case of an installation where the cold is generated and distributed otherwise than is stated above.
The first object of the invention is
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instead of reducing the relatively considerable expenditure, both in current and in cooling water, of the devices of the aforementioned type either by using the water coming from the condenser of the compressor, directly or indirectly as regards the mass of water and the heat that it contains, in a preheater belonging to the hot water supply apparatus of the building either by keeping the central refrigeration installation in service only for limited periods, especially at night, during which the current is supplied to reduced price, the domestic cold rooms then being refrigerated during the rest of the time by means of a cold accumulator placed in the cold room itself,
or finally by using these two devices jointly.
The invention also extends to a certain number of seconda.ires details intended to facilitate its implementation.
Some embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings, among which:
FIG. 1 is a block diagram of the refrigeration installation according to the invention, seen partially in vertical section.
Figures 2-8 also schematically show some other embodiments for using compressor heat for hot water supply.
Figure 9 shows, in section, an embodiment of a cold room, and
FIG. 10 an embodiment of the refrigerating element of the cold room.
Figures 11 and 12 show various ways of connecting the cold rooms.
Figures 13, 14 and 15 show some ways of connecting the cooling elements to the supply lines.
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Figure 16 is a side view of the heat insulation of the pipes of the installation.
FIG. 17 is a cross section of this same thermal insulation device.
FIG. 18 is a longitudinal section of another embodiment of the thermal insulation.
Figure 19 is an enlarged detail view of Figure 18.
FIG. 20 is a longitudinal section of another embodiment of the cold room.
Figure 21 is a section taken along the line I-I of Figure 20, and
Figure 22 is a horizontal section taken along the line II-II of Figure 20.
Considering FIGS. 1 to 8, 1 designates the compressor unit of a refrigeration installation, which group consists for example of an actuating motor 2 to which a compressor 3 and the corresponding cylinder 4 are assigned. The compressed and consequently heated gas in the compressor 3, 4 is conducted through a condenser 7 cooled by water. The temperature of the gas is thus lowered while that of the water rises. The cooling water thus heated is brought directly or indirectly to the water heater 11, 12 of the building; from this water heater the hot water is distributed to the hot water intakes T of the building.
Thanks to this preliminary heating of the water, the fuel costs necessary for the production of hot water are reduced and this saving is entered into the credit in the balance of the operating expenses of the refrigeration installation because it eliminates any special refrigeration water charges. Figures 1 through 8 show various ways of using the cooling water from the condenser in the building water heater.
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Figure 1 shows a form (non-execution in which the water which has heated up in the condenser is introduced directly into the water heater 11, 12 to go from there to the various hot water intakes T of 1- ' building * In this case the condenser 7 of the refrigeration machine is supplied with cooling water which flows without interruption from a cold water pipe 8 to the cooling coil 6. As it passes through the cooling coil 6 of the condenser 7 this cooling water heats up and goes from there under its own pressure, through a pipe 9, into a heat-insulated tank 10, consisting for example of a concrete tank reinforced with steel, a sheet metal basin, etc ...
From this reservoir, which is used above all to compensate for the jolts which result from this aue, the flow of cooling water is generally continuous and regular while the hot water is withdrawn at times and in variable quantities, heated cooling is delivered, for example by means of a pump 13, the operating periods of which will be usefully standardized thanks to a manifold 14, into a water heater generally maintained under the full pressure of the distribution network.
It is possible, in a known manner, to subordinate the starting and stopping of the pump to the pressure of the air trapped in the manifold, likewise au'on can, using a float device and overflow, establishing between the periods of operation of the pump and the water level in the tank 10 such a relationship that the water level in the latter is kept within suitable limits.
In the event that the quantity of hot water withdrawn from the taps T is greater than that which the pump and the manifold are capable of supplying, a valve 15, usefully controlled by a float, intended to bring directly from the distribution network can be provided. of cold water, where the. pressure is greater than that.
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which reigns in the nurse, to the water heater the required quantity of complementary cold water by a special pipe 16.
For the clarity of the presentation, the left part of figure 1 will serve to illustrate the process, known in principle, of the distribution of the cold produced by the compressor of the refrigeration machine to the various cold rooms of the building to the aid of a circulation of coolant.
In FIG. 1, 18 denotes an evaporator to which the refrigerant fluid compressed in the compressor 3 and cooled in the condenser 7 is fed through the pipe 19 and the return pipe 20. This refrigerant fluid is evaporated in the evaporator 18 and gives way in at the same time from the cold to the surrounding environment, consisting for example of a brine tank 17 contained in a heat-insulated envelope 21. The thus cooled brine is sent using the circulation pump 22 via the main pipe 23, the return pipe corresponding 24 and the connections 25 as well as the corresponding return lines 26 to the various cold rooms K, the refrigerating elements 27 through which the brine flows are connected to the connection by special connection lines.
In FIGS. 2, 6 and 7, the evaporator device indicated at 18/20 in FIG. 1 is designated schematically by the reference 30 alone, and with it, where appropriate, the corresponding distribution system 22-27.
Figures 2 to 8 show some embodiments in which the heat supplied in the condenser to the cooling water is indirectly baited to the water heater.
In the case of the devices according to Figures 2 to 5, this transfer is obtained due to the fact that using a pump 31 the cooling water is circulated between the condenser 7 of the refrigerating machine and a heat exchanger 32 with which
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communicates the water heater 11, 12, the heat thus being absorbed in the condenser and returned to the water heater. In this case there is therefore no continuous supply of tap water to the condenser. The devices shown differ mainly in the way the heat exchanger is connected.
According to FIG. 2, the cooling water which has heated up in the condenser coil is delivered by a circulation pump 31, for example through a heat exchange coil 33 arranged in a closed container 32 to which it is possible to bring by the pipe 34 of cold city water and which communicates through the pipe 36 with the water heater II, 12 of the building. The water present at 35 in the container 32 is heated by the heat exchanger 33, after which this preheated water is introduced into the water heater 12. It follows that each time water is withdrawn from the water heater. water heater cold water is introduced into the container 32.
The coil 33 and consequently the coil 6 of the condenser are thus cooled by the cooling water circulated by the pump.
The mass of water 35 present in the receptacle 32 serves in this case as a flywheel between the intermittent borrowings made from the water heater 12 and the continuous cooling of the coil 6 of the condenser.
In the event that if enough water is not withdrawn from the water heater to ensure sufficient cooling of the heat exchanger 33, the supply of cold water to the container 32 becomes deficient, it is possible to automatically introduce into the cooling water circuit for cold city water, for example using the device shown in Figure 2.
For this, advantage is taken of the fact that as the gas present in the condenser 7 rises, the gas pressure increases. This acts, via the pipe 37, on a water valve 38 controlled by a diaphragm, which valve, thanks to the overflow pipe 41 and to the pipes 39 and 40, draws water. to a reservoir 42 included in the return water circuit
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cooling as seen in Figure 2.
This borrowing of water from the reservoir 42 there generates a descent of the float 43 which allows cold city water to flow through the pipe 44,
According to Figure 3 the closed container 32 of the device shown in Figure 2 is replaced by an open container 32a full of water or the like and containing a coil, or the like
47a traversed by cold drinking water coming from line 34a, the water present in container 32a thus being preheated before being conveyed to the water heater.
The arrangement according to figure 4 differs from that of figure 3 in that the heat exchange coil
33a is deleted and the water present in the receptacle 32b directly participates in the circulation of cold water via the pipes indicated at 45b and 46b.
In the case of FIG. 5, the same arrangement as in FIG. 4 is used for the circulation of cooling water, while on the other hand the preheating of the water intended for the water heater is carried out in principle in the same way as in the case of the arrangement according to figure 2.
Other combinations can be devised for the heat exchange between the water flowing through the condenser cooler and that which feeds the water heater, the ones given being only examples. ,
In the case of the arrangements according to Figures 6 to 8, the compressed gas heated in the compressor is cooled and condensed in a heat exchanger placed in direct or indirect contact with the hot water for consumption. Therefore, no circulating coolant and therefore no special circulation pump are used, the heat transfer between the compressor and the water heater being provided only by the hot gas by the effect of the pressure. to which it was brought.
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In the arrangement according to FIG. 6, the compressed and heated gas in the compressor 3, 4 is brought by a pipe 51 to the coil 52 of the condenser, in which the gas cools and liquefies. The coil 52 is enclosed in a closed container 53 subjected to the pressure of the water pipe and to which cold water for consumption is brought through the pipe 55 when hot water is withdrawn from the water heater 57, 58. The mass of water 54 present in the container 53 then plays the role of heat flywheel, which is necessary since the borrowings made from the water heater are intermittent. The receptacle 53 and the condensing coil thus act as a condenser for the compressor refrigeration machine, which makes it possible to eliminate its usual condenser, as has been shown in FIG. 4.
When, as a result of insufficient borrowings from the water heater, the flow of cold water to the receptacle 53 becomes insufficient to ensure adequate cooling of the heat exchanger 52, it is possible to admit through the pipe 55 in the receptacle 53 for cold tap water because this receptacle is provided at its top, the hottest, with a weir 65 controlled by a water valve 64 actuated by a diaphragm. As the temperature of the cooling water 54 rises the pressure of the gas increases and opens the water valve through line 67, in which case the vessel 54 releases its contents of hot water and receives water. cold water.
Often, however, it can be useful and economical to keep the usual condenser 6, 7 as a fast-acting safety device in the event that, for want of sufficient borrowings made from the water heater 57, 58, the temperature of the water heater. The water in the container 54 would become too high. Figure 7 shows a suitable arrangement for this purpose. The usual condenser 7 (shown in the drawing in the form of a closed receptacle surrounding the
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cooling water coil) is in this case connected in series via a pipe 61 with the condensing coil 52 mounted in the container 53.
The compressed and heated gas in the compressor goes, via line 5, coil 52 and line 61, to the usual condenser 7, from where it returns to compressor 3, 4 via line 62 and evaporator 30 , And so on. In the normal case, that is to say when the temperature of the body of water 54 in the container 53 is not too high, the gas condenses in the coil 52 and thus gives up the heat to the water 54 in view of its transfer to the water heater. On the other hand, if the temperature of the water 54 rises above a determined limit, the gas pressure increases so strongly that the water valve 64 controlled by the diaphragm through the gas line 67 is caused to open.
As a result, cold city water flows from line 65, passes through the cooling coil of the ordinary condenser and then goes directly to the weir through line 66. The compressed gas is in this case condensed mainly in the ordinary condenser. 7 and not in coil 52 until the temperature of water 54, as a result of borrowings from the water heater and having caused an inflow of cold water through line 55, has dropped sufficiently, after which the coil 52 comes into action again. It is obvious that in the case of this arrangement there is a loss of heat and water through the weir 66 when the condenser 7 is in action.
But in practice this only happens in the relatively infrequent case of a peak load, whereas normally the condenser 52, 53, 54 uses the heat from the compressor without loss of water. Thanks to this arrangement, it becomes unnecessary to calculate the condenser 52, 53, 54 in anticipation of load peaks, which reduces the cost price of the installation at the same time as the operating safety is increased.
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The embodiment according to figure 8 differs from that of figure 6 mainly in that the receptacle 53 is replaced by an open receptacle 53a which contains both the condensing coil 52a and a special heat exchanger 71a. . This arrangement makes it possible, among other things, to economically increase the water reserve in the heat exchanger.
In addition, one can naturally combine the arrangement according to Figure 8 with the compression installation as in the case of Figures 6 or 7.
Likewise, the arrangements according to FIGS. 6 to 8 should only be considered as examples of execution which it is possible to modify without departing from the scope of the invention.
The method described above for using heat and water from a water-cooled refrigeration compressor in the water heater installed in a building is also applicable in other room systems. cold, for example in central refrigeration installations where the gas expansion takes place directly in the cold rooms.
While figures 1 to 8 show some embodiments which make it possible to reduce the operating costs of a network of cold rooms by using heat and cooling water from the compressor, the fi - Figure 9 shows another embodiment designed for the same purpose, that is to say a household cold room provided with a cold accumulator.
The application of this principle makes it possible in particular to keep the refrigeration unit in action only for limited periods of time, usefully during periods when the current is less expensive, ie generally at night. current is less expensive, ie @ The cold rooms of household are in this case provided with a dispo-. '
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switch off any 81 series cooler without interfering with the operation of the others.
It is then possible to connect the coolers as has been shown in FIG. 11, where two single distribution pipes 82 and 83 in which the coolers are interposed together constitute a circuit, or else by combining a single distribution pipe. comprising coolers with a single return line without coolers. In FIG. 11 we see at 84 a main outlet pipe and at 85 a main return pipe for the circulation of the brine.
FIG. 12 schematically represents another simplification of the network of pipes according to which the twin main pipes 84, 85 are themselves replaced by a single pipe 86. This is achieved by providing the main pipe 86, between points 87 and 88 where the distribution pipes 82a and 83a branch off from a usefully adjustable member 89 preventing circulation, for example a valve. A pressure drop then occurs at 86 between points 87 and 88 which diverts the flow of liquid through circuit 82a, 83a.
This arrangement provides an advantage in that one can easily, by manipulating the valve 89, regulate the flow of liquid through the lines 82a and 83a and also in that the length of main line required and therefore the loss is reduced. of cold by driving.
Figures 13 to 15 show various ways of carrying out the individual adjustment of the connected coolers according to the principle of figure 11.
In Figure 13 we see at 91 the single distribution pipe, at 92 and 93 the supply and discharge pipes leading to the refrigerator element 94 through which the brine passes and mounted in the cooler, and at 95 a three way. By placing the three-way valve 95 in one of the
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its extreme positions, at will, the brine can be allowed to circulate either only through the distribution pipe 91, in which case the refrigerator remains off-circuit alone, or exclusively through this element 94 or finally, by placing the valve in its intermediate position, to both by this one and this one.
This arrangement therefore makes it possible to obtain all the operating modes of the refrigerator isolation from complete interruption to operation at full speed.
According to Figure 14, a preferably adjustable constriction 96 is interposed in the distribution pipe 91 between the connecting pipes leading to the cooling element. There is thus a pressure drop in the distribution line 61 between the connection points 97 and 98, so that normally a certain amount of brine is forced to flow through the cooling element. By adjusting once and for all the effect produced by the constriction 96, which can be achieved, for example, in the form of a valve or a screw-in or screw-out piston, it is possible to assign any suitable value to the proportion of current of brine brought to. go through the refrigerator element.
It is also possible to provide the cooler with a shut-off valve 99 interposed in one of the connecting pipes 92, 93 and the handwheel of which will be usefully placed on the front of the cooler, that is to say in an easily accessible position. It is possible, by operating this valve and without modifying the setting of the throttle member 96, to a certain extent adjust the quantity of brine passing through the cooling element and consequently the speed of the latter and by closing it completely put the cooler inoperative, for example when you want to defrost it.
In the latter case, all of the liquid stream passes through the pipe 91 passing through the constriction 96 yes does not occupy a part of the section of this pipe. This @ -
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arrangement as a whole provides great latitude from the point of view of switching on and off the cooling element and therefore of the supply of cold although only a single distribution pipe is used .
According to FIG. 15, if the possibility of individually adjusting the cooling element 94 is lacking, on the other hand a particularly simple assembly is obtained which in certain cases, in combination with a defrosting device which will be described subsequently, constitutes a solution. interesting.
In the network of cold rooms considered here, where the cold is distributed by pipes traversed by brine, the thermal insulation of these pipes constitutes a particularly important detail. The outer surface of the heat-insulating layer must in fact be particularly impervious to the diffusion of vapors because, especially if the pipe conveys cold permanently, the humidity which passes through the heat-insulating material continues to condense into water, or even to freezing in the latter, which thus loses more and more its insulating power.
However, it is difficult to carry out satisfactory insulation of the pipes on site. In the case considered here, this difficulty has been substantially alleviated by composing the distribution network of prefabricated heat-insulating tubular elements which will then be assembled on site using suitable fittings. Then there is nothing more to insulate on site than these fittings.
Figures 16 and 17 show an embodiment of such heat-insulated tubular elements ready to be mounted, in which the insulating sheath consists of a box 101 with sealed walls which contains a suitable heat-insulating material, for example blades 102 known commercially. under the names of "Wellit", "Isoflex" or others and whose outer surfaces are further coated with a suitable coating of asphalt, oil paint, etc ... intended to prevent moisture from
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enter. These prefabricated heat insulating elements can if necessary be made for two pipes 103 and 104 as shown in figure 17.
An improved form of the insulation boxes according to Figures 16 and 17 is that where these boxes are formed by tubes of round or square section, for example of thin sheet of galvanized iron, as shown in Figures 18 and 19. These tubes sheet 111 may end with end plugs 112 or 113 which on the other hand are fixed in a vapor-tight manner on the brine pipe 114 which protrudes from the ends of said tubes. On condition of soldering to. tin, braze or autogenously weld these sheet tubes where they abut one can thus obtain a heat-insulating sheath practically tight to vapors which protects against any humidity the access of the heat-insulating layer trapped as it has been said between the pipe (s): brine and the sheet metal tube.
Figure 19 shows a detail of the sealed connection of the ends of the sheet metal tube. In this figure we see at 119 a sealing end cap welded with tin or otherwise to the tube 118, for example cylindrical. A washer 126, of rubber or the like, is affixed as a seal to one of the sides of the sheet metal cap 119 and tightened using a nut 121 screwed onto the threaded end of the. driving 116.
This capsule 119 is pierced in its center with a hole larger than the outside diameter of the pipe 116. Another nut 123 tightens against the other face of the capsule 119 a sealing washer 122. If necessary, one can provide these nuts 121 and 123 with a hemp seal or the like used to seal the thread; however, the rubber washers 126 and 122 can also provide a seal directly to the pipe, in which case it is not necessary to seal the nuts. Preferably, these nuts will bear on support washers 124, 125.
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Cold accumulator sitive housed in the chamber itself and intended to cool the latter during periods of inaction of the central refrigeration installation.
This cold accumulator device is characterized mainly in that, in addition to the usual receptacles assigned to ice to be cooled, each cold room is provided with a reservoir 71 filled with water or another liquid intended to be frozen by the refrigerator element 72 of the cold room during the operation of the central refrigeration installation, the cold stored in the frozen liquid then being used to refrigerate the room during the periods when the central refrigeration machine is out of action.
Thanks to the presence of fins or to the shape of the ice accumulator itself, the radiating surfaces of the latter, which are accessible for the needs of the air circulation inside the cold room, have an area sufficiently higher than that of the refrigerant element through which the brine passes so that the higher temperature of the ice accumulator relative to said refrigerant element is compensated. With a view to a satisfactory control of the temperature of the air inside the cold room, the ice accumulator can then be arranged in a particular way relative to the cooling element so that the ice or water of fusion acts as a heat insulator between said element and the atmosphere of the cold room, this atmosphere being thus, normally, 'cooled only by the ice store.
However, in periods of high cold consumption, for example in summer, it is possible, by means of suitable switching, to ensure refrigeration by means of both the ice accumulator and the cooling element or only the latter. As the heat of fusion of the ice is considerable, this principle makes it possible to store a very large quantity of cold even by means of a dimension accelerator.
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modest. Thus, for a temperature of 20 C prevailing in the room, 3 to 4 liters of ice are sufficient to maintain during a 16-hour interruption in the operation of the central refrigeration machine a normal cold in a cold room of 120 liters. capacity.
The use of cold rooms at. cold accumulator provides a number of remarkable advantages. As the night current is often two to four times less expensive than the day current, this principle makes it possible to greatly reduce the expenditure of electricity, When this principle is combined with the heat recovery according to figures 1 to 8 the value of the recovered heat usually clearly exceeds this electricity expenditure, so much so that we end up with this extraordinary result that the net expenditure incurred by the operation of the network of cold rooms (including even the depreciation costs of the heat recovery installation) becomes negative.
It can be noted that in these, the most common in practice, where the main pipes of the cold distribution network are installed in an unheated room on the ground floor (to which the outside air normally has free access through necessary ventilation openings), about 85% of the heat intended for recovery is spent partly to remove a certain amount of harmful heat from the cold rooms and partly to transfer heat from the air from the floor to the main pipes.
In other words, in this case, the expenditure of electrical energy caused by the operation of the network of cold rooms are paid in full and beyond by the value of the heat (calculated in fuel savings for the distribution of hot water) subtracted to the cold rooms and to the atmosphere of the ground floor room and the surrounding area.
Another advantage of the cold accumulator principle is that during periods of rest of the machine
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central refrigeration the supply lines from 11-
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', 4ttlfde', .é-prlg-é-.ra \ nt: ". 1e take a temperature above 0 C, which completely eliminates the, without this very annoying and constantly increasing icing which occurs on the pipes of brine cooled continuously when they are insulated with insufficient airtightness Finally, the overall amount of current consumed by the network can also be reduced by reducing or even eliminating the loss of cold through the brine pipes during periods of rest.
The principle of cold rooms with accumulation of cold by freezing the water contained in a tank or other of appropriate dimensions placed in the cold room itself can also be applied in certain cases to other networks of cold rooms, for example to central refrigeration installations in which the gas is expanded directly in the cold rooms, in particular rooms with compressor, absorption or adsorption device, etc.
After having described certain details of construction of the network of cold rooms, we will give later some technical details concerning the practical realization of this principle for the accumulation of cold in the refrigerating installation with intermittent operation. The principles described above, which make it possible to produce cold inexpensively, also allow in a simple and economical manner refrigerated underground chambers suitable for the preservation of foodstuffs.
These rooms are then provided with suitable thermal insulation as well as with a refrigerator unit, possibly of the accumulator type, the cold supply of which is carried out roughly according to the same principle as for cold rooms in the household, the if necessary in combination with a fan intended to intensify the air circulation in the refrigerated chamber.
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The principle embodiment of a cold room according to the invention emerges from FIG. 9, apart from the container 71. 73 denotes the insulated cold room or icebox provided with a door which is also insulated. The refrigeration element 72 through which the brine passes is connected by means of connection pipes 74 and 75 between a supply pipe 76 and a return pipe 77. These distribution pipes are in turn connected, in the cellar. and on the ground floor, to horizontal main pipes as a whole and communicating with the central refrigeration machine.
The refrigerator element 72 can be made in a wide variety of ways, for example as an ordinary central heating radiator, etc. An embodiment of interest in various aspects is, however, where the refrigerator element is constituted by a hollow cylinder with double wall as shown in Figure 10. This element consists of two simple sheet metal cylinders 77, 78 welded autogenously at their two ends so as to form between them a closed cavity and little thickness.
Well designed cooling elements are thus obtained for mass production, while thanks to the cylindrical shape of the element it is possible to withstand the pressure of the liquid even if very thin sheet metal is used without having to in bracing the walls relative to one another.
Figure 11 shows schematically how we can simplify the vertical network of conduits (“distribution conduits”) of a network of cold rooms of the above-mentioned main type and reduce the losses of cold in the network of conduits. characterized in that the twin distribution conduits to which the coolers installed on the various floors are connected ("parallel" assembly) are replaced by single vertical conduits (distribution conduit) arranged in such a way as to be possible
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Figures 20 to 22 show a cooler produced according to the principles previously explained and provided moreover with additional devices.
This cooler has three separate compartments 131, 132 and 133 where different temperatures prevail. In the case of the example shown in Figure 20, the compartment 131 contains the refrigerator element and its accessories, and above said element is provided a small space where there is a particularly low temperature barely higher than the surface temperature of this. element. The compartment 132 corresponds to the ordinary cold room of a cooler; its walls are made of a material particularly suitable for this purpose, for example enamelled sheet metal, and there is a temperature of about +4 to +6 C.
Finally in compartment 133 must reign a temperature of +10 to + 120C; its construction can therefore be simpler and less expensive than that of compartment 132. Above the cooler, a pantry 134 can usefully be placed, cooled as usual by air entering through a valve provided in its outer wall. , or otherwise.
The cooler compartments are all refrigerated by the cooling element 135, shown in Fig. 20 as a flattened horizontal radiator of a type reminiscent of heat radiators. This refrigerator element 135 is connected to simple distribution pipes 136 and 137 constituting elements of the distribution pipe through which the brine is brought from the main pipe located in the basement or on the ground floor. The refrigerator element 135 can be connected to a liquid reservoir 138, usefully a water reservoir, which constitutes the cold accumulator of the cooler.
When the central refrigeration machine operates intermittently, the liquid contained in the tank 138 is frozen at the
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during the periods of operation of the machine by the action of the cooling element 135 which can be made more intense by providing the latter with fins 139 which soak in the ice reservoir 138. The latter can itself be provided with fins 140. It is useful to provide the compartment with an interior lining of enamelled sheet metal or the like 141 completely open at the top or forming a slatted ceiling 142.
The compartment 131 of the cooler is refrigerated directly by the element 135. As for the compartment 132, its refrigeration is ensured by the fact that the air present in the cooler and which has heated up following a supply. heat or otherwise rises and cools in contact with the cold accumulator 138 and its fins 140 if any, or in the absence of such an accumulator in direct contact with the refrigerant element 135. The air cooled and become denser goes back down into the compartment 132, so that the lowering of the temperature is maintained by an automatic circulation effect. Moisture in the cooler atmosphere condenses as water or ice on the cooling element 135 or 138.
During defrosting, the condensed water collects as usual in a basin 143. This can usefully be connected to a light pipe 144 permanently connected by a rubber hose or the like to the drainage pipe. of the kitchen.
The cuvette is thus constantly and automatically emptied.
You :: can adjust 1a to a certain extent. temperature of the atmosphere of the cooler 132 by completely or partially blocking the upper part 142 by means of a sliding skeleton plate, which makes it possible to moderate or interrupt the circulation of air between the cooler and the refrigerator element.
The compartment 133, the least cold of the cooler, is - cooled by air circulation in the chimneys 145 and 146,
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the air which has cooled in contact with the cooling element descending through the chimney 145 and being replaced by warmer air which rises through the chimney 146. To promote and intensify this circulation, the chimney 145 contains the distribution pipe 136 and is in direct contact with the cooled wall 141 while the chimney 146 is thermally insulated relative to this wall. The temperature inside the compartment 133 can be regulated to a certain extent by means of a simple register which more or less closes the chimneys 145, 146 or only one of them.
The arrangement shown also provides certain advantages in connection with the connection with the refrigerator element. The heat insulation of the pipe parts 136 and 137 can be reduced to little or even completely eliminated because the loss of cold through these pipes is for the benefit of the cooler. The conduit portion 136 is preferably provided with a light insulation ordinarily insufficient to prevent moisture from condensing on the outer surface of the insulation jacket.
In the case of the present arrangement, however, due to the way in which the air circulation is established, the moisture is mainly deposited on the cold surfaces of elements 135 and 138, which has the consequence of drying out the air. air present in the chimney 145 and to prevent condensation on the slightly insulated pipe 136.
This possibility of substantially reducing or completely eliminating the thermal insulation of the conduits 137 and 136 further simplifies the connection between these conduits with the conduit 147 which connects the cooler to those of the upper and lower floors. This pipe section 147 is preferably produced, as has been shown in FIGS. 16 to 18, in the form of ready-made heat-insulated elements. Connection 148 is made on site and can be provided with thermal insulation as indicated at 149.
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In the case of the cooler shown in Figures 20 to 22, which is connected according to the mode shown in Figure 15, there is no switch-off device so that the cooling element is permanently connected. Its defrosting then takes place automatically during the rest periods of the central refrigeration machine, and as all the condensed water is automatically discharged through the pipe 144, the cooler can be left unattended for an indefinite time.