EP0376389B1 - Générateur de froid muni d'un capteur de fin de dégivrage - Google Patents

Générateur de froid muni d'un capteur de fin de dégivrage Download PDF

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EP0376389B1
EP0376389B1 EP89203266A EP89203266A EP0376389B1 EP 0376389 B1 EP0376389 B1 EP 0376389B1 EP 89203266 A EP89203266 A EP 89203266A EP 89203266 A EP89203266 A EP 89203266A EP 0376389 B1 EP0376389 B1 EP 0376389B1
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Michel Steers
Jean-Pierre Hazan
Gilles Delmas
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Whirlpool France SAS
Whirlpool Europe BV
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Whirlpool France SAS
Whirlpool Europe BV
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/14—Collecting or removing condensed and defrost water; Drip trays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2321/00—Details or arrangements for defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2321/14—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water
    • F25D2321/141—Removal by evaporation
    • F25D2321/1411—Removal by evaporation using compressor heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D2321/00—Details or arrangements for defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2321/14—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water
    • F25D2321/146—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water characterised by the pipes or pipe connections

Definitions

  • the invention relates to a cold generator of the refrigerator or freezer type provided with a member for defrosting the cold parts which transforms the ice into water to be drained, and a tank which receives the water to be drained, in which one of the branches of a siphon to empty the tank when the water reaches the level required to prime the siphon, the other branch being outside the tank.
  • Ventilated cold refrigerators / freezers have the advantage of no frost in the cooling compartments. This frost, however, is deposited in the coldest place of the freezer, that is to say on the fins of the evaporator. If the freezer or refrigerator doors are opened often, the amount of frost on the evaporator is such that it clogs the fins, thereby reducing cooling efficiency and preventing air circulation. It is therefore necessary to defrost this evaporator periodically.
  • a cold generator of the type described in the first paragraph is known from document US-A-2 250 945. It relates to a refrigeration system provided with means for automatically defrosting the cooling element. During periods of generator shutdown, the cooling element heats up, allowing the frost to turn into water, which is collected in a container placed on the evaporator. This container is connected by a conduit to a small tank fitted with a siphon which starts and discharges the defrost water to a control chamber.
  • this defrosting is carried out with a heating resistor placed in contact with the evaporator. Regularly, thanks to a clock, this resistance is powered (usually 1/2 hour every 8 hours). In order to avoid an excessive rise in temperature in the freezing compartment, it is necessary not to supply this heater for too long and to disconnect it as soon as the defrosting is finished.
  • the problem is therefore to determine the end of defrosting time in order to stop the defrosting operation.
  • One solution may consist in detecting the flow of water in the evacuation duct for example by means of a measurement of electrical resistance between two electrodes as described in the document FR-A-2 609 789
  • these measurements are erratic and do not allow reliable operation making it possible to correctly determine the end of defrosting.
  • the ice When the cold generator is defrosted, the ice turns into water. It is evacuated by a pipe at the back of the refrigerator and accumulates in a main tank placed above the refrigeration unit. The heat released by the group evaporates the evacuated water.
  • the end of defrost sensor can be placed between this drain pipe and the main tank.
  • the sensor tank is connected to the main tank via the siphon. During the defrosting operation, the water will flow into the sensor tank and as soon as the level is sufficient to prime the siphon, the water will suddenly flow into the main tank until the siphon is defused.
  • the defrosting operation is therefore characterized by a succession of filling and emptying of the sensor tank. This succession is detected at the level of the optical barrier by a signal which activates a monostable which remains in this state for a time slightly greater than the time separating two emptying of the sensor tank. The pulse corresponding to the second drain is used to reset the monostable for an equivalent time.
  • the RS flip-flop is activated on its other input by a signal which can come from a clock if defrosting operations are programmed in advance. It can also come from a frost sensor which detects that a defrosting operation must be carried out.
  • the electrical signal from the optical barrier activates each time the siphon is primed a monostable which in turn activates one of the inputs of an RS flip-flop so that the output of the RS flip-flop implements the defrosting operation, the active period T2 of the monostable being greater than the relaxation period T1 of the siphon, the flip-flop RS being deactivated when the monostable is itself deactivated, the start of the end of defrost sensor operating by activating the other input of the flip-flop RS at l using either a clock or an external signal.
  • FIG. 1 represents a diagram of a cold generator 10 comprising a tank 11 in which a compressor 12 delivers cold to an evaporator 13.
  • the defrosting of the evaporator can be carried out using a heating resistor 33.
  • the sensor 20 Under the evaporator 13 is placed the sensor 20 according to the invention intended to receive the water due to the defrosting operation. It is shown in Figure 2. It includes a siphon 21, one branch 23 plunges into a small tank 24 of the sensor and the other branch 22 dips into the main tank 25 which is intended to receive the defrost water from the generator cold.
  • the small reservoir of the sensor 24 receives its water from the evaporator via the conduit 26.
  • an optical barrier comprising a light emitter 27 (for example a light emitting diode) and a light receiver 28 (for example a phototransistor).
  • a light emitter 27 for example a light emitting diode
  • a light receiver 28 for example a phototransistor
  • the detector receives a light flux.
  • the light flow is interrupted.
  • the interruptions of the luminous flux will be spaced by a period T1 ( Figure 3).
  • the start of the signal it detects is used to reset a monostable 30.
  • This has a natural period T2 which is greater than the period T1 as shown in Figure 3.
  • the output of the monostable acts on an input R of a flip-flop RS 31 and activates the output of flip-flop 31 so that it activates the supply 32 of the resistor 33 which is used to heat the evaporator and to ensure defrosting.
  • the resistor 33 is supplied.
  • the monostable T2 is no longer reset and switches to deactivate the supply of the resistor 33.
  • the defrosting cycle is finished.
  • a device 34 which can be a programmed clock which imposes regular cycles or by a frost sensor which by measuring the he thickness of the frost detects that a defrosting operation is to be undertaken.
  • the end of defrost sensor according to the invention can be used in a fridge or freezer or any machine intended to produce cold requiring defrosting operations.

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  • Removal Of Water From Condensation And Defrosting (AREA)

Description

  • L'invention concerne un générateur de froid du type réfrigérateur ou congélateur muni d'un organe de dégivrage des parties froides qui transforme la glace en eau à évacuer, et d'un réservoir qui reçoit l'eau à évacuer, dans lequel plonge une des branches d'un siphon afin de vider le réservoir lorsque l'eau atteint le niveau requis pour amorcer le siphon, l'autre branche étant extérieure au réservoir.
  • Les réfrigérateurs/congélateurs à froid ventilé présentent l'avantage d'absence de givre dans les compartiments réfrigérants. Ce givre cependant se dépose à l'endroit le plus froid du congélateur, c'est-à-dire sur les ailettes de l'évaporateur. Si les portes du congélateur ou du réfrigérateur sont ouvertes souvent, la quantité de givre sur l'évaporateur est telle qu'elle obstrue les ailettes, diminuant ainsi l'efficacité de refroidissement et empêchant la circulation d'air. Il est donc nécessaire de dégivrer périodiquement cet évaporateur.
  • Un générateur de froid du type décrit dans le premier paragraphe est connu du document US-A-2 250 945. Il concerne un système de réfrigération muni de moyens pour dégivrer automatiquement l'élément réfrigérant. Au cours de périodes d'arrêt du générateur, l'élément réfrigérant se réchauffe ce qui permet au givre de se transformer en eau qui est recueillie dans un récipient placé sour l'évaporateur. Ce récipient est relié par un conduit à un petit réservoir muni d'un siphon qui s'amorce et évacue l'eau de dégivrage vers une chambre de contrôle.
  • Habituellement ce dégivrage s'effectue avec une résistance chauffante placée en contact avec l'évaporateur. Régulièrement, grâce à une horloge, cette résistance est alimentée (en général 1/2 heure toutes les 8 heures). Afin d'éviter une remontée trop importante de la température dans le compartiment de congélation, il est nécessaire de ne pas alimenter trop longtemps cette résistance et de la déconnecter dès que le dégivrage est terminé.
  • Le problème posé est donc de déterminer l'instant de fin de dégivrage afin d'arrêter l'opération de dégivrage.
  • Une solution peut consister à détecter l'écoulement de l'eau dans le conduit d'évacuation par exemple à l'aide d'une mesure de résistance électrique entre deux électrodes tel que cela est décrit dans le document FR-A-2 609 789. Mais ces mesures sont erratiques et ne permettent pas un fonctionnement fiable permettant de déterminer correctement la fin du dégivrage.
  • La solution au problème posé consiste selon l'invention en ce que le générateur de froid comprend un capteur de fin de dégivrage comprenant :
    • . une barrière optique, comprenant un émetteur de lumière et un récepteur de lumière, disposée autour de l'autre branche du siphon de façon à ce que le faisceau lumineux de la barrière optique soit interrompu par le passage de l'eau dans ladite autre branche lorsque le dégivrage est en cours,
    • . et un circuit électrique, qui traite le signal électrique délivré par la barrière optique, détectant la fin de dégivrage lorsque le faisceau lumineux n'est plus interrompu pendant une durée prédéterminée afin de désactiver l'organe de dégivrage.
  • Lors du dégivrage du générateur de froid, la glace se transforme en eau. Elle est évacuée par un tuyau à l'arrière du réfrigérateur et s'accumule dans un réservoir principal placé au-dessus du groupe frigorifique. La chaleur dégagée par le groupe évapore l'eau évacuée.
  • Selon l'invention, le capteur de fin de dégivrage peut être placé entre ce tuyau d'évacuation et le réservoir principal. L'eau coule par le tuyau d'évacuation dans le réservoir du capteur qui a une contenance par exemple de quelques centimètres-cube. Le réservoir du capteur est relié au réservoir principal par l'intermédiaire du siphon. Lors de l'opération de dégivrage, l'eau va s'écouler dans le réservoir du capteur et dès que le niveau est suffisant pour amorcer le siphon, l'eau s'écoule brusquement dans le réservoir principal jusqu'à désamorcer le siphon.
  • L'opération de dégivrage se caractérise donc par une succession de remplissage et de vidange du réservoir du capteur. Cette succession est détectée au niveau de la barrière optique par un signal qui active un monostable qui reste dans cet état pour un temps légèrement supérieur au temps séparant deux vidanges du réservoir du capteur. L'impulsion correspondant à la deuxième vidange sert à réenclencher le monostable pour un temps équivalent.
  • A la fin du dégivrage, il n'y a plus suffisamment d'eau pour remplir à nouveau le réservoir du capteur. Par suite il n'y a plus de signaux délivrés par la barrière optique pour activer le monostable. Il revient alors à son état initial dès que son temps de basculement est terminé.
  • Pour initialiser le démarrage de l'opération de dégivrage, la bascule RS est activée sur son autre entrée par un signal qui peut provenir d'une horloge si des opérations de dégivrage sont programmées à l'avance. Il peut aussi provenir d'un capteur de givre qui détecte qu'une opération de dégivrage doit être mise en oeuvre.
  • Ainsi le signal électrique de la barrière optique active à chaque amorçage du siphon un monostable qui active à son tour une des entrées d'une bascule RS pour que la sortie de la bascule RS mette en oeuvre l'opération de dégivrage, la période active T2 du monostable étant supérieure à la période de relaxation T1 du siphon, la bascule RS étant désactivée lorsque le monostable est lui-même désactivé, le démarrage du capteur de fin de dégivrage s'opérant en activant l'autre entrée de la bascule RS à l'aide soit d'une horloge soit d'un signal externe.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures suivantes données à titre d'exemples qui représentent :
    • figure 1 : un schéma représentant un générateur de froid muni d'un capteur de fin de dégivrage.
    • figure 2 : un schéma représentant le réservoir, le siphon et la barrière optique du capteur de fin de dégivrage selon l'invention.
    • figure 3 : une représentation des signaux électriques délivrés par la barrière optique et par le monostable.
    • figure 4 : un schéma du circuit électrique du capteur.
  • La figure 1 représente un schéma d'un générateur de froid 10 comprenant une cuve 11 dans laquelle un compresseur 12 délivre du froid à un évaporateur 13. Le dégivrage de l'évaporateur peut être effectué à l'aide d'une résistance chauffante 33. Sous l'évaporateur 13 est placé le capteur 20 selon l'invention destiné à recevoir l'eau due à l'opération de dégivrage. Il est représenté sur la figure 2. Il comprend un siphon 21 dont une branche 23 plonge dans un petit réservoir 24 du capteur et dont l'autre branche 22 plonge dans le réservoir principal 25 qui est destiné à recevoir l'eau de dégivrage du générateur de froid. Le petit réservoir du capteur 24 reçoit son eau en provenance de l'évaporateur par le conduit 26. Autour de la branche 22 située à l'extérieur du petit réservoir 24, on a placé une barrière optique comprenant un émetteur de lumière 27 (par exemple une diode électroluminescente) et un récepteur de lumière 28 (par exemple un phototransistor). Lorsqu'au cours du dégivrage l'eau s'accumule dans le petit réservoir 24 jusqu'au niveau le plus haut du siphon, celui-ci s'amorce, ce qui provoque l'évacuation du petit réservoir 24. Le mécanisme se déroule de la même manière jusqu'à ce que l'évaporateur soit totalement dégivré.
  • Au niveau de la barrière optique lorsque l'eau ne s'écoule pas, le détecteur reçoit un flux lumineux. Lorsque l'eau s'écoule, le flux lumineux est interrompu. Selon la constante de temps propre au siphon les interruptions du flux lumineux se feront espacées d'une période T1 (figure 3).
  • Pour détecter la fin du dégivrage c'est-à-dire la fin du cycle d'interruption et de passage du flux lumineux on utilise le circuit électrique représenté sur la figure 4.
  • Il comprend le détecteur 28 dont le début du signal qu'il détecte sert au réenclenchement d'un monostable 30. Celui-ci a une période propre T2 qui est supérieure à la période T1 comme cela est indiqué sur la figure 3. La sortie du monostable agit sur une entrée R d'une bascule RS 31 et rend active la sortie de la bascule 31 afin qu'elle mette en fonctionnement l'alimentation 32 de la résistance 33 qui sert à rechauffer l'évaporateur et à assurer le dégivrage.
  • Tant que les cycles effectués par le siphon s'effectuent, la résistance 33 est alimentée. Lorsque le dégivrage est terminé le monostable T2 n'est plus réenclenché et bascule pour désactiver l'alimentation de la résistance 33. Le cycle de dégivrage est terminé.
  • Pour démarrer un cycle de dégivrage il suffit de réenclencher la bascule RS en agissant sur son autre entrée S. Ceci peut se faire par un dispositif 34 qui peut être une horloge programmée qui impose des cycles réguliers ou par un capteur de givre qui en mesurant l'épaisseur du givre détecte qu'une opération de dégivrage est à entreprendre.
  • Le capteur de fin de dégivrage selon l'invention peut être utilisé dans un réfrigérateur ou un congélateur ou toute machine destinée à produire du froid nécessitant des opérations de dégivrage.

Claims (3)

  1. Générateur de froid (10) du type réfrigérateur ou congélateur muni d'un organe de dégivrage des parties froides qui transforme la glace en eau à évacuer, et d'un réservoir (24) qui reçoit l'eau à évacuer, dans lequel plonge une (23) des branches d'un siphon (21) afin de vider le réservoir (24) lorsque l'eau atteint le niveau requis pour amorcer le siphon, l'autre branche (22) étant extérieure au réservoir, caractérisé en ce qu'il est muni d'un capteur (20) de fin de dégivrage comprenant :
    . une barrière optique (27, 28), comprenant un émetteur de lumière (27) et un récepteur de lumière (28), disposée autour de l'autre branche (22) du siphon de façon à ce que le faisceau lumineux de la barrière optique soit interrompu par le passage de l'eau dans ladite autre branche lorsque le dégivrage est en cours,
    . et un circuit électrique (30,31,32), qui traite le signal électrique délivré par la barrière optique, détectant la fin de dégivrage lorsque le faisceau lumineux n'est plus interrompu pendant une durée prédéterminée afin de désactiver l'organe de dégivrage.
  2. Générateur de froid selon la revendication 1 caractérisé en ce que le signal électrique de la barrière optique active à chaque amorçage du siphon un monostable (30) qui active à son tour une des entrées d'une bascule RS (31) pour que la sortie de la bascule RS mette en oeuvre l'opération de dégivrage, la période active T2 du monostable étant supérieure à la période de relaxation T1 du siphon, la bascule RS étant désactivée lorsque le monostable est lui-même désactivé, le démarrage du capteur de dégivrage s'opérant en activant l'autre entrée de la bascule RS à l'aide soit d'une horloge soit d'un signal externe.
  3. Générateur de froid selon la revendication 2 caractérisé en ce que le signal externe est issu d'un capteur de givre.
EP89203266A 1988-12-30 1989-12-20 Générateur de froid muni d'un capteur de fin de dégivrage Expired - Lifetime EP0376389B1 (fr)

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