EP1502061A1 - Refroidisseur d'eau en continu - Google Patents

Refroidisseur d'eau en continu

Info

Publication number
EP1502061A1
EP1502061A1 EP03752785A EP03752785A EP1502061A1 EP 1502061 A1 EP1502061 A1 EP 1502061A1 EP 03752785 A EP03752785 A EP 03752785A EP 03752785 A EP03752785 A EP 03752785A EP 1502061 A1 EP1502061 A1 EP 1502061A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
coil
tank
cooler according
ice bank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03752785A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Claude Fongauffier
Claude Leleu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bongard SAS
Original Assignee
Bongard SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bongard SAS filed Critical Bongard SAS
Publication of EP1502061A1 publication Critical patent/EP1502061A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0206—Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • F28D1/0213—Heat exchangers immersed in a large body of liquid for heating or cooling a liquid in a tank
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08—Details
    • B67D1/0857—Cooling arrangements
    • B67D1/0858—Cooling arrangements using compression systems
    • B67D1/0861—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means
    • B67D1/0864—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means in the form of a cooling bath
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08—Details
    • B67D1/0857—Cooling arrangements
    • B67D1/0858—Cooling arrangements using compression systems
    • B67D1/0861—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means
    • B67D1/0865—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means by circulating a cooling fluid along beverage supply lines, e.g. pythons
    • B67D1/0867—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means by circulating a cooling fluid along beverage supply lines, e.g. pythons the cooling fluid being a liquid
    • 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
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/002—Liquid coolers, e.g. beverage cooler
    • F25D31/003—Liquid coolers, e.g. beverage cooler with immersed cooling element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/022—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of two or more media in heat-exchange relationship being helically coiled, the coils having a cylindrical configuration

Definitions

  • the present invention relates to a water cooler making it possible to lower the temperature of the mains water for practically continuous operation between 0 and 3 ° C.
  • the cooler of the invention is used in particular in the bakery industry, an industry in which the water used for making the dough must be at the lowest possible temperature so that at the end of the kneading process, which increases obviously the temperature of the dough, it does not exceed 25 ° C.
  • the three elements involved in the preparation of the dough at the time of kneading are water, ambient air and flour.
  • the latter is at the temperature of the oven, while that of the air depends in particular on climatic conditions, but is generally not lower than 18-20 ° C. In summer, this temperature can however be significantly higher, which considerably complicates the problem.
  • the quantity of cold water required varies according to the size, even the type of bakery.
  • a neighborhood bakery produces, for example, a quantity of bread and therefore dough requiring a quantity of cold water much less than the quantity required for the production of a large area.
  • the means for producing cold water consists of storage tanks for water cooled using a copper or stainless steel coil acting as the evaporator of the cold circuit, which is traversed by a refrigerant gas.
  • the quantity of cold water stored depends on the importance of the production of bread, and the manufacturers of chillers therefore offer a range of tanks whose volumes are adapted to different uses.
  • tanks that can store 1000 liters of water cooled to 0-3 ° C, for use in large areas.
  • suppliers also offer 90-liter vats, more particularly configured for small neighborhood bakeries.
  • coolers which operate to a certain extent continuously, using tanks with ice banks. These tanks are provided with a peripheral coil in which circulates a refrigerant gas which lowers the temperature of the water in its vicinity until creating a peripheral ice bank, which in turn gradually lowers the temperature of the water until 'in the center of the tank, crossed by another coil in which the water to be cooled circulates.
  • the latter system is also not satisfactory, because after a certain number of draws of 60 liters of water (quantity normally used in bakeries to make the standard kneading dough mass according to the operating standards of industrial devices bakery), the ice has melted, and it then takes several hours to rebuild an ice bank. Typically, after six 60-liter draws, the ice is used up, and it takes about 8 hours to recreate a bench of appropriate size. However, a volume corresponding to 6 prints is notoriously insufficient, for example for large surfaces.
  • the invention proposes to remedy these shortcomings by proposing a cooler which offers, in the context of the operation of a bakery, both small and hypermarket, a possibility of drawing water which can be qualified. continuous.
  • the device of the invention is conventionally based, like its predecessors, on a refrigerating gas production group, as well as on a thermally insulated cooling tank filled with so-called cooling water. It is mainly characterized in that the refrigerant gas circuit consists of two parallel branches:
  • a first branch comprising a first coil whose turns are arranged on the one hand near the wall of the tank and on the other leaves below the level of the water filling the tank, to form an ice bank
  • a second branch comprising a second coil doubled by a coaxial coil conveying the network water to be cooled.
  • Document US Pat. No. 4,754,609 describes, for example, a water cooler of a network comprising a refrigeration unit for producing refrigerant gas and a water cooling tank.
  • the refrigerant gas circuit consists of two parallel branches, namely a first branch comprising a first coil whose turns are arranged on the one hand near the wall of the tank and on the other hand below the level of the water filling the tank to form an ice bank.
  • a second branch has a second coil offset outside the first.
  • the second coil is doubled by a coaxial coil conveying the network water to be cooled.
  • This cooler is intended to cool and dispense a drink with the addition of carbon dioxide, and is not suitable for use in food preparation units of the bakery type.
  • the second coil (9) is axially offset outside the first, with one of the ends arranged at least at the proximal end of the first coil (10), the second coil (9) extending along the ice bank (11) formed around the first coil (10).
  • the invention in fact proposes a first pre-cooling of the water, using the double coil, followed by a more conventional additional cooling by means of an ice bank.
  • the water In the second part of the treatment using the ice bank, the water is no longer at network temperature (16-18 ° C), but it has already been cooled by the second coil and is at a temperature around 10 ° C.
  • the temperature exchanges in the second phase are such that the ice bank is much less stressed, and that it therefore runs out less quickly, even in the event of repeated pullings.
  • the double coil is arranged at least partially above the level of the water filling the cooling tank.
  • the direct expansion carried out in the double coil is in fact not dependent on and in principle has no effect on the cooling water filling the tank.
  • the pre-cooling is in fact carried out until the ice bank takes over the second phase of cooling.
  • the double portion of the coil has one end situated below the water level, near the end of the first coil.
  • the coils are provided coaxial.
  • the coil which has become simple, is therefore placed equidistant from the ice bank.
  • This configuration guarantees that the cooling of the water, at least in its second phase, takes place continuously and uniformly.
  • the two branches of the refrigerant circuit are each controlled by a solenoid valve.
  • the gas circuits, for example of freon, constituting the two branches certainly operate in parallel, but must be able to be cut according to the production phase, the thickness of the ice bank, etc. according to an operating mode which will be explained in more detail below.
  • the network water circuit includes a flow controller which manages the flow of gas, which must for example be stopped if there is no draft, in order to prevent water from freezing in the spiral tubing.
  • the tank finally includes an ice bank thickness sensor, which provides information on a threshold thickness of the latter from which the circulation of the refrigerant gas must be cut in the coil that covers the ice bank.
  • an ice bank thickness sensor which provides information on a threshold thickness of the latter from which the circulation of the refrigerant gas must be cut in the coil that covers the ice bank.
  • the tank is of course also provided with at least one means for stirring the cooling water, so as to distribute the frigories correctly, in order to achieve uniform cooling of the water.
  • this measure also aims to balance the cooling process in space, which is applied in a substantially identical manner regardless of the location of the system with symmetry of revolution of the system.
  • the double coil consists of an internal coil conveying the refrigerant gas and an external coil conveying the water to be cooled.
  • This solution is more advantageous in terms of yield. More preferably still, in the double coil, the directions of circulation of the water and the refrigerant gases are reversed.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cooler according to the invention.
  • FIG. 2 shows, in exploded perspective, the cooler of Figure 1;
  • FIG. 3 is a block diagram of the cooler of the invention;
  • FIG. 4 shows, in an elevational view, the double coil performing in particular the pre-cooling of the water
  • FIG. 5 shows, in elevational view, the peripheral coil forming the ice bank
  • FIG. 6 shows, still in an elevational view, the fluid circuits shown respectively in Figure 4 and 5, in their nested configuration
  • FIG. 7 is a diagram showing the temperature of the water produced as a function of the number of flows requested, bearing in mind that these are limited to three per hour.
  • the cooler of the invention of course located in a frame B, comprises a conventional cooling group (1) whose refrigerant is for example freon, which is sent in two parallel branches in particular formed separate coils (see figure
  • the device of the invention comprises a thermally insulated tank (4), intended to receive the cooling water in particular cooled by the ice bank (11).
  • Figure 2 illustrates more precisely the configuration of the cooler of the invention. Most of the constituent elements of the structure of the cooler are however not directly linked to the invention, and are therefore not described in detail below. This is the case for the various components of the cooling group, which are conventional and well known in the technical field of the invention.
  • the cooling unit (1) comprises an outlet pipe (6), which is divided into two branches (7 and 8), at the inlet of which are located said solenoid valves (2 and 3).
  • the branch (7) feeds the internal coil (9) of the double coil, while the branch (8) feeds the coil (10) constituting the ice bank (11).
  • These two branches (7 and 8) meet in common tubing at the inlet (12) of the cooling unit (1).
  • the external coil (13) of the double coil is supplied by a pipe (14) connected to the water network.
  • a flow controller (15) makes it possible to regulate or stop the circulation of gas in the coil (9), which therefore becomes a function of the circulation of water in the coil (13 ).
  • the controller (15) and the solenoid valves (2 and 3) make it possible to adapt the operation to the context of use of the cooler. So the situation is not not the same depending on whether you draw water or not, depending on whether there have been recent or old draws, depending on whether the ice bank is fully formed or not, etc. .
  • the two branches (7, 8) of the refrigerant gas circuit operate in masked time, when it is not necessary that they are active at the same time. This is the case, for example, when the ice bank (11) is completely formed (the ice thickness probe (not shown) indicates that this bank (11) has its maximum volume): in this case, there is no there is no need to circulate the freon in the coil (10).
  • FIG. 4 shows in more detail the double coil and more particularly the refrigerant gas circuit attached to it.
  • a filter drier (16) is arranged upstream of the solenoid valve (2) (and also of the solenoid valve (3) since it is located upstream of the separation of the branches (7 and 8)). It should be noted that the refrigerant gas circulates in the opposite direction to the direction of flow of the water.
  • Figure 7 gives an idea of the water temperature as a function of the number of draws of volumes equivalent to 60 liters of water each, considering that a maximum of 3 draws are made per hour. In this hypothesis, the water temperature does not exceed 3 ° C until around the 25 ⁇ draw, that is to say after 8 hours of "continuous" consumption in the context of working a bakery .

Landscapes

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Abstract

Refroidisseur d'eau opérant par détente directe sur l'eau du réseau, comportant un groupe de production de froid (1) à gaz frigorigène et une cuve de refroidissement (4) à eau thermiquement isolée, le circuit du gaz frigorigène étant constitué de deux branches parallèles : -une première branche (8) comportant un premier serpentin (10) dont les spires sont disposées d'une part à proximité de paroi de la cuve (4) et d'autre part sous le niveau de l'eau remplissant la cuve, pour y former un banc de glace (11); - une seconde branche (7) comportant un second serpentin (9) décalé axialement à l'extérieur du premier (10) et dont l'une des extrémités est disposée au moins au niveau de l'extrémité proximale dudit premier serpentin (10). Le second serpentin (9) étant doublé par un serpentin coaxial véhiculant l'eau (13) du réseau à refroidir, ce dernier se prolongeant le long du banc de glace constitué autour du premier serpentin (10).

Description

Refroidisseur d'eau en continu
La présente invention a trait à un refroidisseur d'eau permettant d'abaisser la température de l'eau du réseau pour un fonctionnement pratiquement en continu entre 0 et 3°C.
Le refroidisseur de l'invention est notamment utilisé dans le domaine de la boulangerie, domaine dans lequel l'eau utilisée pour la fabrication de la pâte doit être à la température la plus basse possible pour qu'en fin du processus de pétrissage, qui augmente bien évidemment la température de la pâte, celle-ci ne dépasse pas 25°C.
Les trois éléments qui interviennent dans la préparation de la pâte au moment du pétrissage sont l'eau, l'air ambiant et la farine. Cette dernière est à la température du fournil, alors que celle de l'air dépend notamment des conditions climatiques, mais n'est en général pas inférieure à 18-20°C. L'été, cette température peut en revanche être sensiblement plus élevée, ce qui complique considérablement le problème.
Pour que la condition précédente soit remplie (température de la pâte inférieure ou égale à 25°C), il est établi que la somme des températures de l'eau, de l'air et de la farine doit être inférieure ou égale à 54°C. Pour y parvenir, notamment en été lorsque la température ambiante est élevée, il faut que l'eau, seule composante sur laquelle il est possible d'influer dans des conditions techniques acceptables, soit à très basse température.
La quantité d'eau froide requise est variable selon l'importance, voire le type de la boulangerie. Une boulangerie de quartier produit par exemple une quantité de pain et donc de pâte nécessitant une quantité d'eau froide bien inférieure à la quantité que requiert la production d'une grande surface. Dans nombre de cas, le moyen de production d'eau froide est constitué par des cuves de stockage d'eau refroidie à l'aide d'un serpentin en cuivre ou en inox jouant le rôle d'évaporateur du circuit froid, lequel est parcouru par un gaz frigorigène. La quantité d'eau froide stockée dépend de l'importance de la production de pain, et les fabricants de refroidisseurs proposent par conséquent une gamme de cuves dont les volumes sont adaptés aux différentes utilisations.
Il existe ainsi des cuves qui peuvent stocker 1000 litres d'eau refroidie à 0- 3°C, pour un usage en grande surface. A l'autre extrémité du spectre d'utilisation, les fournisseurs proposent également des cuves de 90 litres, plus particulièrement configurées pour les petites boulangeries de quartier.
Une telle solution, outre qu'elle n'est pas parfaite en termes d'hygiène, est peu souple, et ne permet en tout état de cause aucune adaptabilité à une variation imprévue de la production. Ainsi, le boulanger qui décide ponctuellement d'augmenter sa production sera dans l'obligation de remplir une seconde fois la cuve dont il dispose, et il devra dès lors attendre que l'eau nouvellement stockée soit à son tour refroidie, ce qui peut prendre plusieurs heures. A l'inverse, une grande surface consommera la même énergie de refroidissement même si elle décide de fortement baisser sa production pour une période limitée.
Pour pallier ce manque de souplesse, il a été proposé des refroidisseurs opérant dans une certaine mesure en continu, à l'aide de cuves à bancs de glace. Ces cuves sont munies d'un serpentin périphérique dans lequel circule un gaz frigorigène qui abaisse la température de l'eau à son voisinage jusqu'à y créer un banc de glace périphérique, lequel abaisse à son tour progressivement la température de l'eau jusqu'au centre de la cuve, parcourue par un autre serpentin dans lequel circule l'eau à refroidir. Ce dernier système n'est pas non plus satisfaisant, car au bout d'un certain nombre de tirages de 60 litres d'eau (quantité normalement utilisée en boulangerie pour réaliser la masse de pâte à pétrir standard selon les normes de fonctionnement des appareils industriels de boulangerie), la glace a fondu, et il faut alors plusieurs heures pour reconstituer un banc de glace. Typiquement, au bout de six tirages de 60 litres, la glace est épuisée, et il faut environ 8 heures pour recréer un banc de taille appropriée. Or, un volume correspondant à 6 tirages est notoirement insuffisant par exemple pour les grandes surfaces.
Il y a dans ce cas une rupture nette dans la continuité de production d'eau froide, et donc de pâte à pétrir, rupture qui s'inscrit d'ailleurs également au détriment de la souplesse d'utilisation de ce type de dispositif pour la production d'eau froide.
L'invention se propose de remédier à ces insuffisances, en proposant un refroidisseur qui offre, dans le contexte de fonctionnement d'une boulangerie aussi bien de petite taille que d'hypermarché, une possibilité de tirage d'eau que l'on peut qualifier de continu.
Le dispositif de l'invention est classiquement basé, comme ses devanciers, sur un groupe de production de froid à gaz frigorigène, ainsi que sur une cuve de refroidissement thermiquement isolée et remplie d'eau dite de refroidissement. II se caractérise à titre principal en ce que le circuit du gaz frigorigène est constitué de deux branches parallèles :
- une première branche comportant un premier serpentin dont les spires sont disposées d'une part à proximité de la paroi de la cuve et d'autre part sous le niveau de l'eau remplissant la cuve, pour y former un banc de glace ; - une seconde branche comportant un second serpentin doublé par un serpentin coaxial véhiculant l'eau du réseau à refroidir. Le document US - 4 754 609 décrit par exemple un refroidisseur d'eau d'un réseau comportant un groupe de production de froid à gaz frigorigène et une cuve de refroidissement à eau. Le circuit du gaz frigorigène est constitué de deux branches, parallèles, à savoir une première branche comportant un premier serpentin dont les spires sont disposées d'une part à proximité de la paroi de la cuve et d'autre part sous le niveau de l'eau remplissant la cuve pour y former un banc de glace. Une seconde branche comporte un second serpentin décalé à l'extérieur du premier. En outre, le second serpentin est doublé par un serpentin coaxial véhiculant l'eau du réseau à refroidir.
Ce refroidisseur est destiné à refroidir et à distribuer une boisson avec adjonction de gaz carbonique, et n'est pas adaptée pour un usage dans les unités de préparations alimentaires du type boulangeries.
Selon l'invention, le second serpentin (9) est décalé axialement à l'extérieur du premier, avec l'une des extrémités disposée au moins au niveau de l'extrémité proximale du premier serpentin (10), le second serpentin (9) se prolongeant le long du banc de glace (11) constitué autour du premier serpentin (10).
L'invention propose de fait un premier pré-refroidissement de l'eau, à l'aide du serpentin double, suivi d'un refroidissement supplémentaire plus classique au moyen d'un banc de glace. Dans la seconde partie du traitement à l'aide du banc de glace, l'eau n'est dès lors plus à température du réseau (16-18°C), mais elle a déjà été refroidie par le second serpentin et se trouve à une température aux alentours de 10°C.
De ce fait, les échanges de température dans la deuxième phase sont tels que le banc de glace est beaucoup moins sollicité, et qu'il s'épuise par conséquent moins vite, même en cas de tirages répétés.
En réalité, il y a dans l'invention deux moyens de refroidissements distincts et qui s'exercent sensiblement séquentiellement sur le liquide à refroidir, et dont la configuration et l'agencement mutuel permettent d'optimiser les performances.
Selon une configuration possible, le serpentin double est disposé au moins partiellement au-dessus du niveau de l'eau remplissant la cuve de refroidissement.
La détente directe réalisée dans le double serpentin n'est en effet pas tributaire de et n'a en principe pas d'effet sur l'eau de refroidissement remplissant la cuve. Pour améliorer le rendement des échanges thermiques, le pré-refroidissement est en fait effectué jusqu'à ce que le banc de glace prenne en charge la seconde phase du refroidissement. Pour cette raison, ledit banc étant immergé dans l'eau, la portion double du serpentin comporte une extrémité située sous le niveau de l'eau, à proximité de l'extrémité du premier serpentin.
De préférence, les serpentins sont prévus coaxiaux. Le serpentin devenu simple est dès lors disposé à équidistance du banc de glace. Cette configuration garantit que le refroidissement de l'eau, au moins dans sa seconde phase, s'effectue continûment et de manière uniforme. Les deux branches du circuit frigorigène sont contrôlées chacune par une électrovanne. En effet, les circuits gazeux, par exemple de fréon, constituant les deux branches fonctionnent certes en parallèle, mais doivent pouvoir être coupés selon la phase de production, l'épaisseur du banc de glace, etc. selon un mode de fonctionnement qui sera expliqué plus en détail dans la suite. De même, le circuit d'eau du réseau comporte un contrôleur de débit qui gère la circulation du gaz, laquelle doit par exemple être stoppée s'il n'y a pas de tirage, afin d'éviter que l'eau ne gèle dans la tubulure spiralée.
La cuve comporte enfin un capteur d'épaisseur du banc de glace, qui fournit une information sur une épaisseur seuil de ce dernier à partir de laquelle la circulation du gaz frigorigène doit être coupée dans le serpentin que recouvre le banc de glace. En l'absence de cette indication, ledit banc pourrait se développer inconsidérément, voire recouvrir le serpentin véhiculant l'eau à refroidir, au risque de faire geler cette dernière et d'endommager la tubulure.
La cuve est bien entendu également munie d'au moins un moyen d'agitation de l'eau de refroidissement, de manière à répartir correctement les frigories, en vue de réaliser un refroidissement uniforme de l'eau. Comme pour la configuration géométrique des serpentins (coaxiaux), cette mesure vise aussi à équilibrer dans l'espace le processus de refroidissement, qui s'applique de manière sensiblement identique quel que soit l'endroit de la configuration à symétrie de révolution du système.
De préférence, le serpentin double est constitué d'un serpentin interne véhiculant le gaz frigorigène et d'un serpentin externe véhiculant l'eau à refroidir. Cette solution est plus avantageuse en termes de rendement. De préférence encore, dans le serpentin double, les sens de circulation de l'eau et du gaz frigorigènes sont inversés.
La présente invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un refroidisseur selon l'invention ;
- la figure 2 représente, en perspective éclatée, le refroidisseur de la figure 1 ; - la figure 3 est un schéma de fonctionnement du refroidisseur de l'invention ;
- la figure 4 montre, selon une vue en élévation, le double serpentin réalisant notamment le pré-refroidissement de l'eau ;
- la figure 5 représente, en vue en élévation, le serpentin périphérique formant le banc de glace ;
- la figure 6 représente, toujours selon une vue en élévation, les circuits fluides représentés respectivement en figure 4 et 5, dans leur configuration emboîtée ; et
- la figure 7 est un diagramme figurant la température de l'eau produite en fonction du nombre de coulées demandées, sachant que celles-ci sont limitées à trois par heure.
En référence à la figure 1 , le refroidisseur de l'invention, bien entendu implanté dans un bâti B, comporte un groupe de refroidissement (1 ) classique dont le fluide frigorigène est par exemple du fréon, lequel est envoyé dans deux branches parallèles notamment formées de serpentins distincts (voir figure
3), via des électrovannes (2 et 3) de contrôle.
En partie inférieure, le dispositif de l'invention comporte une cuve (4) thermiquement isolée, destinée à recevoir l'eau de refroidissement notamment refroidie par le banc de glace (11). La figure 2 illustre de manière plus précise la configuration du refroidisseur de l'invention. La plupart des éléments constitutifs de la structure du refroidisseur ne sont cependant pas directement liés à l'invention, et ne sont donc pas décrits en détail dans la suite. Il en va ainsi pour les différents composants du groupe de refroidissement, qui sont classiques et bien connus dans le domaine technique de l'invention.
En référence à la figure 3, le groupe de refroidissement (1) comporte une tubulure de sortie (6), qui se divise en deux branches (7 et 8), à l'entrée desquelles se trouvent lesdites électrovannes (2 et 3). La branche (7) alimente le serpentin interne (9) du serpentin double, alors que la branche (8) alimente le serpentin (10) constitutif du banc de glace (11). Ces deux branches (7 et 8) se rejoignent en une tubulure commune à l'entrée (12) du groupe de refroidissement (1).
Le serpentin externe (13) du serpentin double est alimenté par une tuyauterie (14) raccordée au réseau d'eau. A l'entrée du conduit (14), un contrôleur de débit (15) permet de réguler ou de stopper la circulation de gaz dans le serpentin (9), qui devient dès lors fonction de la circulation d'eau dans le serpentin (13).
Dé fait, le contrôleur (15) et les électrovannes (2 et 3) permettent d'adapter le fonctionnement au contexte d'utilisation du refroidisseur. Ainsi, la situation n'est pas la même selon que l'on tire de l'eau ou que l'on n'en tire pas, selon qu'il y ait eu des tirages récents ou anciens, selon que le banc de glace est totalement constitué ou non, etc. Dans certains cas, les deux branches (7, 8) du circuit de gaz frigorigène fonctionnent en temps masqué, lorsqu'il n'est pas nécessaire qu'ils soient actifs en même temps. Ainsi en est-il par exemple lorsque le banc dé glace (11) est complètement constitué (la sonde d'épaisseur de glace (non représentée) indique que ce banc (11) présente son volume maximal) : dans ce cas, il n'est nullement nécessaire de faire circuler le fréon dans le serpentin (10). La figure 4 montre de manière plus détaillée le serpentin double et plus particulièrement le circuit du gaz frigorigène qui s'y rattache. Un filtre déshydrateur (16) est disposé en amont de l'électrovanne (2) (et également de l'électrovanne (3) puisqu'il se situe en amont de la séparation des branches (7 et 8)). Il est à noter que le gaz frigorigène circule en sens inverse du sens d'écoulement de l'eau.
Cette figure montre clairement que le serpentin double ne constitue en fait que la moitié de la totalité de la longueur du serpentin géométrique représenté, ce qui est parfaitement cohérent avec la fonction de la branche (7) : réaliser un pré-refroidissement de l'eau. Dans sa partie inférieure, devenu simple, le serpentin ne véhicule plus que de l'eau, laquelle est à présent refroidie par l'eau stockée dans la cuve (4). Cette partie inférieure est d'ailleurs disposée en regard du serpentin (10) représenté en figure 5 équipant la seconde branche (8) du circuit de fréon, serpentin (10) qui donne naissance au banc de glace (11). Le positionnement relatif des différents serpentins (9, 10, 13) apparaît en figure 6, qui montre également leurs structures support ("peignes" périphériques). C'est le circuit complexe de la figure 6 qui est disposé dans et au-dessus de la cuve (4).
Enfin, la figure 7 donne une idée de la température de l'eau en fonction du nombre de tirages de volumes équivalents à 60 litres d'eau chacun, en considérant que 3 tirages au maximum sont faits par heure. Dans cette hypothèse, la température de l'eau ne dépasse les 3°C qu'aux alentours du 25θ tirage, c'est-à-dire après 8 heures de consommation "en continu" dans le contexte de travail d'une boulangerie.
Sur un plan théorique, le fait que la température ne soit pas maintenue sous les 3°C quel que soit le nombre de tirages (toujours dans l'hypothèse de 3 tirages de 60 litres par heure) interdit en principe de qualifier ce fonctionnement de continu. En pratique, compte tenu du contexte réel de fonctionnement d'une boulangerie, le fait de pouvoir disposer pendant 8 heures d'affilée de la possibilité de tirer trois fois 60 litres d'eau par heure conduit à combler les besoins d'une boulangerie traditionnelle : on peut donc parler de continuité pratique.
L'exemple du refroidisseur donné ci-dessus ne doit pas être considéré comme exhaustif de l'invention, qui englobe au contraire toutes les variantes de forme et de configuration qui sont à la portée de l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Refroidisseur d'eau opérant par détente directe sur l'eau du réseau, comportant un groupe de production de froid (1) à gaz frigorigène, une cuve de refroidissement (4) à eau thermiquement isolée et un circuit du gaz frigorigène constitué de deux branches parallèles :
- une première branche (8) comportant un premier serpentin (10) dont les spires sont disposées d'une part à proximité de la paroi de la cuve (4) et d'autre part sous le niveau de l'eau remplissant la cuve, pour y former un banc de glace (11) ;
- une seconde branche (7) comportant un second serpentin (9) doublé par un serpentin coaxial véhiculant l'eau du réseau à refroidir, caractérisé en ce que le second serpentin (9) est décalé axialement à l'extérieur du premier, avec l'une des extrémités disposée au moins au niveau de l'extrémité proximale du premier serpentin (10), le second serpentin (9) se prolongeant le long du banc de glace (11) constitué autour du premier serpentin (10).
2. Refroidisseur d'eau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le serpentin double est disposé au moins partiellement au-dessus du niveau de l'eau remplissant la cuve de refroidissement (4).
3. Refroidisseur d'eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les serpentins (9, 10, 13) sont coaxiaux.
4. Refroidisseur d'eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux branches (7, 8) du circuit frigorigène sont contrôlées chacune par une électrovanne (2, 3).
5. Refroidisseur d'eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit d'eau du réseau comporte un contrôleur de débit (15).
6. Refroidisseur d'eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuve (4) comporte un capteur d'épaisseur du banc dé glace (11).
7. Refroidisseur d'eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuve (4) est munie d'au moins un moyen d'agitation de l'eau de refroidissement.
8. Refroidisseur d'eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le serpentin double (9, 13) est constitué d'un serpentin interne (9) véhiculant le gaz frigorigène et d'un serpentin externe (13) véhiculant l'eau à refroidir.
9. Refroidisseur d'eau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, dans le serpentin double (9, 13), les sens de circulation de l'eau et du gaz frigorigènes sont inversés.
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