FR2484561A1 - Systeme de commande de capacite pour dispositif de refroidissement d'eau a base de compresseur a vis - Google Patents

Abstract

UN SYSTEME DE COMMANDE POUR COMPRESSEUR A VIS HELICOIDALE ROTATIVE 10 DU TYPE A VITESSE VARIABLE COMPREND UN MOTEUR A VITESSE VARIABLE ENTRAINANT 72 LE COMPRESSEUR AFIN DE FAIRE VARIER SA CAPACITE ET UN ELEMENT DE CLAPET COULISSANT QUI EST REGLE DE MANIERE OPTIMUM DE FACON A FAIRE VARIER LE VOLUME DU GAZ EMPRISONNE DANS LA CHAMBRE DE TRAVAIL AVANT SON REFOULEMENT EN FONCTION DU RAPPORT ENTRE LES PRESSIONS DANS LE COMPRESSEUR. ON PREVOIT EGALEMENT UN SYSTEME DE COMMANDE POUR COMPRESSEUR A VIS HELICOIDALE ROTATIVE DU TYPE A VITESSE FIXE, QUI COMPREND UN PREMIER ELEMENT DE CLAPET COULISSANT DE FACON A FAIRE VARIER LA CAPACITE DU COMPRESSEUR PAR MODULATION DU VOLUME DU GAZ EMPRISONNE DANS LA CHAMBRE DE TRAVAIL AVANT SA COMPRESSION ET UN SECOND ELEMENT DE CLAPET COULISSANT PERMETTANT DE REGLER DE FACON OPTIMUM LE VOLUME DU GAZ EMPRISONNE DANS LA CHAMBRE DE TRAVAIL AVANT SON REFOULEMENT EN FONCTION DU RAPPORT ENTRE LES PRESSIONS DANS LE COMPRESSEUR.

Description

La présente invention concerne généralement des

compresseurs à vis hélicoïdale rotative et, plus particuliè-

rement, des systèmes de commande de capacité destinés à des compresseurs à vis hélicoïdale ayant une vitesse fixe et une vitesse variable utilisés dans des appareils de réfrigéra- tion. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3.924.972 au nom de P. G. Szymaszek du 9 décembre 1975, on décrit un moyen de commande d'un compresseur à vis rotative de capacité variable qui comprend un ensemble de commande automatique pour le positionnement d'un clapet coulissant afin de commander la capacité du compresseur en fonction de

certains paramètres du système.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 Re 29.283 au nom de D. N. Shaw du 28 juin 1977, on décrit un

compresseur à vis hélicoïdale, rotatif, comportant un élé-

ment de clapet coulissant, pouvant être déplacé axialement en réponse à une pression différentielle entre les pressions du volume enfermé dans la chambre de compression et de la

conduite de refoulement.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4.058.988 au nom de D.N. Shaw du 22 novembre 1977 on décrit un compresseur rotatif à vis hélicoïdale comportant 2. des clapets coulissants orientés dans des sens opposés aux côtés d'aspiration et de refoulement de la machine dans le but de commander la capacité du compresseur et d'équilibrer

la pression dans le filetage fermé du côté de la ligne de re-

foulement d'un système de réfrigération principal à boucle

fermée comportant une pompe à chaleur.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4.147.475 aux noms de J. C. Shoop et autres du 3 avril 1979, on décrit un compresseur d'air à vis hélicoïdale comportant un clapet de commande de capacité rotatif,un papillon d'admission dans le compresseur, et un clapet de décharge de pression pour la mise

à l'atmosphère de la conduite de refoulement du compresseur.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nD 4.151.725 aux noms de K.J. Kountz et autres du ler mai 1979, on décrit un système de commande pour la régulation d'un compresseur centrifuge par l'intermédiaire de la combinaison d'aubes de guidage d'admission réglables et d'un moteur à vitesse variable

permettant d e faire varier la capacité du compresseur.

Comme cela est généralement connu, un compresseur à vis hélicoïdale rotative comprend un carter de compresseur

fixe qui comporte un orifice basse pression à une de ses ex-

trémités et un orifice haute pression à son autre extrémité.

Le carter comprend une chambre de travail sous forme de filets fermés formés par une paire d'alésages parallèles se coupant dans lesquels sont montés en rotation deux rotors à vis en prise. Le compresseur à vis fonctionne comme une machine à volume engendré positif pour la compression d'air ou d'un gaz tel qu'un réfrigérant entre le côté d'aspiration ou côté

basse pression et le côté de refoulement ou côté haute pres-

sion du compresseur.

Par suite de l'importance que revêtent de nos jours les économies d'énergie, il est nécessaire de trouver un moyen

de faire fonctionner. de tels compresseurs à vis d'une maniè-

re plus efficace et plus fiable dans le but d'améliorer le rendement et par conséquent de réaliser des économies de coût d'énergie. On a découvert qu'un compresseur à vis hélicoïdale rotative du type à vitesse variable peut avoir un meilleur 3. rendement non seulement lorsqu'on fait varier sa capacité en modulant la vitesse d'un moteur à vitesse variable entraînant le compresseur, mais également en réglant de façon optimale le volume du gaz enfermé dans la chambre de travail avant son refoulement en fonction du rapport des pressions régnant dans le compresseur. Dans un compresseur à vis hélicoïdale rotative du type à vitesse fixe, l'amélioration du rendement est obtenue en faisant varier la capacité du compresseur par modulation du volume du gaz emprisonné dans la chambre de travail avant sa compression et en réglant de -façon optimale le volume du gaz emprisonné dans la chambre de travail avant

son refoulement comme dans le cas du type à vitesse variable.

Par conséquent, un objet général de la présente inven-

tion est un système de commande de capacité nouveau et perfec-

tionné pour système de refroidissement d'eau basé sur un com-

presseur à vis.

Un autre objet de la présente invention est un sys-

tème de commande de capacité pour compresseur à vis hélicoî-

dale rotative du type à vitesse variable utilisé dans un ap-

pareil de réfrigération dans lequel la capacité estmodulée en faisant varier la vitesse d'un moteur à vitesse variable

d'entraînement du compresseur alors que le volume du gaz en-

fermé dans la chambre de travail avant son refoulement est ré-

glé de façon optimum en fonction du rapport entre les pressions

14 dans le compresseur.

Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de commande de capacité pour compresseur à vis hélicoïdale rotative du type à vitesse fixe utilisé dans un appareil de réfrigération dans lequel la capacité est modulée en faisant varier le volume du gaz emprisonné dans sa chambre

de travail avant sa compression tout en réglant de façon opti-

male le volume de-ce gaz avant son refoulement en fonction du

rapport entre les pressions dans le compresseur.

Selon ces objets de la présente invention, on prévoit un système de commande de capacité pour compresseur à vis hélicoïdale rotative du type à vitesse variable utilisé dans un système de réfrigération comportant un compresseur, un condenseur, un dispositif d'expansion, et un évaporateur, tous 4., ces éléments étant reliés dans un circuit de réfrigération fermé. Un moteur électrique répond à un signal qui permet d'en faire varier la vitesse afin de réguler la capacité

du compresseur à vis. Un premier moyen de détection de tem-

pérature est placé près de la conduite de refoulement de

l'eau refroidie de l'évaporateur de façon à fournir un pre-

mier signal. Un moyen réglable est prévu dans le système de commande afin d'établir un signal correspondant au point de

réglage de la température. Un premier circuit permet de com-

biner le signal de température d'eau refroidie et le signal de point de réglage de la température,de façon à produire le signal de commande de vitesse qui est appliqué au moteur

électrique.Un second circuit comprend un second moyen de dé-

tection de température placé dans le fluide de condensation

du réfrigérant à deux phases afin de fournir un second si-

gnal représentant la température de vapeur du réfrigérant,

qui est directement proportionnelle à la pression de refoule-

ment du compresseur, et un troisième moyen de détection de température placé à l'intérieur de l'évaporateur de façon à fournir un troisième signal représentatif de la température

du réfrigérant à deux phases en ébullition, qui est directe-

ment proportionnelle à la pression d'aspiration. Un moyen

diviseur et fonctionnel reçoit à la fois les second et troi-

sième signaux et produit un signal de volume optimal. Un troi-

sième circuit répondant au signal de volume optimal et un si-

gnal électrique représentatif de la position physique réel-

le d'un élément du clapet coulissant produisent un signal

d'erreur destiné à réguler la position de l'élément de cla-

pet en fonction du rapport entre les pressions dans le com-

presseur.

La présente invention comprend également un second système de commande de capacité pour compresseur à vis du type à vitesse fixe utilisé dans un appareil de réfrigération

comprenant un compresseur, un condenseur, un dispositif d'ex-

pansion et un évaporateur, tous ces éléments étant reliés

dans un circuit de réfrigération fermé. Le compresseur com-

prend un premier élément de clapet coulissant pour la régu-

5. latzion de la capacité du compresseur,et un second élément de

clapet coulissant pour le réglage du volume réel du gaz em-

prisonné dans la chambre de compression avant son refoule-

ment en fonction du rapport entre pressions dans le compres-

seur. Un premier circuit génère un signal de commande per- mettant de réguler la position du premier élément de clapet coulissant. A l'exception de cette différence, le premier circuit a un fonctionnement identique à celui du premier

circuit du compresseur à vis du type à vitesse variable.

Des second et troisième circuits, identiques à ceux du com-

presseur à vis à vitesse variable, permettent de réguler la

position du second élément de clapet coulissant pour le ré-

glage du volume réel du gaz emprisonné dans la chambre de compression avant son refoulement en fonction du rapport

entre pressions dans le compresseur.

La présente invention sera bien comprise lors de la

description suivante faite en liaison avec les dessins ci-

joints dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique d'un système de commande de capacité pour compresseur à vis hélicoïdale rotative du type à vitesse variable utilisé dans un appareil de réfrigération de la présente invention; La figure 2 est une représentation schématique d'un

système de commande de capacité pour compresseur à vis hélicol-

dale rotative du type à vitesse fixe utilisé dans un appareil de réfrigération de la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un compresseur à vis hélicoïdale rotative d'un type qui peut être

convenablement utilisé avec le système de commande de capaci-

té représenté en figure 1;

La figure 4 est une vue longitudinale d'un compres-

seur à vis hélicoïdale rotative d'un type qui peut être con-

venablement utilisé avec le système de commande de capacité de la figure 2; La figure 5 est une courbe représentant le volume optimal du gaz emprisonné dans la chambre de compression avant son refoulement en fonction du rapport entre pressions dans 6. le compresseur; et La figure 6 est une courbe représentant le volume réel du gaz emprisonné dans la chambre de compression avant son refoulement en fonction de la position de l'élément de clapet coulissant.

En liaison maintenant avec les figures, on a repré-

senté en figure 1, le schéma d'un système de commande de ca-

pacité pour compresseur à vis hélicoïdale rotative du type à

vitesse variable, qui est utilisé dans un circuit de réfri-

gération classique. Le système de commande comprend un com-

presseur à vis hélicoïdale rotative généralement représenté

par la référence 10. En liaison avec la figure 3, le compres-

seur 10 comprend une structure de logement ayant un corps

cylindrique central 12 situé entre des parties formant des pa-

rois extrêmes 14 et 16. Le corps central 12 est formé par deux alésages parallèles se coupant dans lesquels sont disposés en

rotation une paire de rotors hélicoïdaux en prise 18 et 20.

Comme cela est bien connu, les deux rotors mâle et femelle comportent des zones hélicoïdales et des rainures et sont montés en rotation dans lesalésages sur des paliers. Le rotor

mâle 18 est accouplé à une extrémité' d'un arbre 22 qui est sup-

portée en rotation par des roulements anti-friction 24. Les

roulements 24 sont disposés dans la partie 16 et sont égale-

ment montés à l'intérieur d'une cloche 26 par l'intermédiaire d'un manchon 28. L'autre extrémité de l'arbre 22 s'étend dans

la cloche 26 et est entraînée par un moteur électrique cons-

tituant un générateur de force motrice servant à l'entraîne-

ment du compresseur 10.

Comme le compresseur tourne dans une seule direction, le fluide de travail, tel qu'un réfrigérant gazeux, passe par -le canal d'aspiration ou d'admission 30 situé dans la partie 14 et est transmis par un orifice d'entrée 32 à une série de chambres de.travail 34 formées par les zones hélicoïdales en

prise et les rainures des rotors respectifs 18 et 20. Un ori-

fice de refoulement haute pression 36 communique avec les

chambres de travail, qui définissent des chambres de compres-

sion ou filets fermés, et avec un canal de refoulement 38 for-

7.

mé à l'intérieur de la cloche 26.Un élément de clapet coulis-

sant 40 sert au réglage du volume du gaz emprisonné dans les chambres de travail avant son refolement en fonction du rapport entre pressions dans le compresseur. L'élément 40 peut coulisser longitudinalement à l'intérieur d'un évidement s'étendant axialement 42 de façon à faire varier la quantité de gaz emprisonné dans les chambres de travail 34 avant son refoulement. L'élément de clapet est relié à une extrémité

d'une tige 44, dont l'autre extrémité est accouplée mécani-

quement à un moteur de réglage de la position de coulissement 46 (figure 1) qui déplace l'élément 40 entre des positions gauche et droite extrêmes. Par déplacement du clapet vers la position gauche o l'orifice de refoulement 36 est totalement ouvert, le temps de compression est raccourci, et le rapport

des pressions entre l'aspiration et le refoulement du com-

presseur est réduit. D'autre part,lorsque l'élément de clapet

est déplacé vers la position droite de fermeture de l'ori-

fice de refoulement 36, le temps de compression est allongé et le rapport des pressions augmenté. Par conséquent, pour

tout rapport decompression donné ou désiré, l'élément de cla-

pet coulissant 40 peut être déplacé afin d'obtenir ce résul-

tat par réglage du volume du gaz emprisonné dans la chambre

de travail 34 au point de refoulement.

Selon la présente invention, le système de commande de capacité représenté en figure 1 est utilisé pour réguler automatiquement la position de l'élément de clapet 40 en fonction du rapport entre pressions dans le compresseur à vis , alors que la capacité du compresseur est commandée par un

signal de commande de vitesse fourni par une ligne. 48. Le sys-

tème de commande comprend certains composants classiques -

d'un circuit de réfrigération tels-qu'un condenseur 50 qui reçoit la vapeur du réfrigérant comprimé par une conduite

52 en provenance du canal de refoulement 38 du compresseur 10.

L'eau provenant d'une tour de refroidissement (non représen-

tée) est fournie par une conduite 54 au condenseur et est ren-

voyée par une conduite 56 à la tour de refroidissement. Le réfrigérant liquide condensé sortant du condenseur 50 est 8. transmis par une conduite 58 à un dispositif d'expansion 60 et par une conduite 62 à un évaporateur 64. Le réfrigérant liquide sortant de l'évaporateur 64 est renvoyé au canal d'admission 30 du compresseur par une conduite 66. L'eau à température élevés provenant du bâtiment (non représenté) ou

autre système de refroidissement est acheminée par une con-

duite 68 pour être soumise à un échange de chaleur avec le réfrigérant liquide dans l'évaporateur 64, puis est renvoyée

comme eau refroidie au bâtiment par une conduite 70.

Un générateur électrique de force motrice tel qu'un moteur à induction 72 est accouplé par l'arbre 22 au compresseur à vis 10. Le moteur est entraîné par un onduleur 74 qui reçoit une tension d'entrée en courant continu par une

ligne 76 afin de déterminer l'amplitude de la tension de sor-

tie de l'onduleur. Un circuit redresseur 78 est monté entre

une ligne d'alimentation en counant alternatif 80 etJla li-

gne 76 qui fournit la tension en courant continu à P'ondu-

leur 74. La fréquence de la tension de sortie de l'onduleur est régulée par la périodicité des signaux d'impulsion de

déclenchement fournis par une ligne 82 provenant d'un cir-

cuit logique 83. Ce circuit logique est un circuit classique qui reçoit le signal de commande de vitesse par la ligne 48 et utilise ce signal pour réguler la fréquence des impulsions fournies à la ligne 82. Comme cela est généralement connu, la

vitesse du moteur à induction 72 est directement proportion-

nelle à la fréquence de la tension de sortie de l'onduleur.

Le signal de commande de vitesse est une tension en

courant continu présente à la sortie d'un amplificateur opé-

rationnel 84 connecté en circuit d'intégration. Un premier moyen de détection de température tel qu'une thermistance 86

est placé de manière à détecter la température de l'eau re-

froidie sortant de l'évaporateur 64. Le signal de températu-

re d'eau refroidie est appliqué par une ligne 88 à l'entrée

d'inversion de l'amplificateur 84. Un signal de point de ré-

glage de température provenant d'un potentiomètre 90, défi-

nissant un moyen de réglage, établit le niveau de commande de température souhaité et est appliqué à l'entrée de non 9. inversion de l'amplificateur 84.Un signal d'erreur de température est

produit à la sortie de l'amplificateur 84, qui est le signal de com-

mande de vitesse, pour la régulation de la fréquence de fonc-

tionnement de l'onduleur 74 par l'intermédiaire du circuit logique 84 et par conséquent de la vitesse-du moteur 72 et du

compresseur 10 de façon à obtenir la capacité désirée.

La position de l'élément de clapet coulissant 40 est commandée par un signal de positionnement appliqué à une ligne 92 à la sortie d'un circuit de commande de clapet

94. Ce circuit reçoit un premier signal d'entrée par une li-

gne 96 en provenance d'un second moyen de détection, tel

qu'une thermistance 98,placée de manière à détecter la tem-

pérature du réfrigérant de condensation à deux phases du condenseur 50. Ce premier signal d'entrée est directement

proportionnel à la pression P2 régnant dans le canal de re-

foulement 38 du compresseur 10. Un second signal d'entrée est

appliqué par une ligne 100 au circuit de commande, qui pro-

vient d'un troisième moyen de détection tel qu'une thermis-

tance 102, placée de façon à détecter la température du ré-

frigérant en ébullition à deux phases de l'évaporateur 64.

Le second signal d'entrée est directement proportionnel à: la pression P1 régnant dans le canal d'aspiration 30 du

compresseur à vis.

Le circuit de commande de clapet 94 comprend un moyen de circuit amplificateur 104,qui combine les premier

et second signaux d'entrée de façon à fournir un signal ré-

sultant sur une ligne 106 qui correspond au rapport entre

pressions P2/P1 du compresseur. Comme cela apparaîtra à l'hom-

me de l'art,le moyen de circuit d'amplificateur 104 se pré-

sente sous la forme d'un circuit diviseur de façon à fournir un signal de rapport. Ce signal, présent sur la ligne.106,

est appliqué à l'entrée d'un bloc de fonction à mémoire élec-

tronique 108 quidétermine le rapport optimal, V2/opt,du gaz emprisonné dans la chambre de compression 34 avant refoulement

en fonction du signal résultant. Dans la figure 5 des des-

sins on a représenté une courbe du bloc de fonction 108,le volume optimum V2/opt étant indiqué en fonction du signal

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- 10. résultant du rapport P2/P1. Cette courbe peut être déterminée

soit théoriquement comme pour une compression selon une li-

gne isentropique, soit obtenue empiriquement. La sortie du

bloc 108 présente sur une ligne 110 représente le volume op-

timum V 2/opt et est appliquée à l'entrée d'inversion d'un

amplificateur opérationnel 112.

Le circuit de commande 94 reçoit-un troisième si-

gnal d'entrée qui est appliqué à l'entrée de non inversion de l'amplificateur opérationnel 112. Ce troisième signal est un signal de sortie présent sur une ligne 114 en provenance d'un bloc de fonction à mémoire électronique 116. Ce signal

de sortie correspond au volume réel V 2/réel du gaz emprison-

né dans la chambre de compression avant son refoulement, tel qu'il est calculé par le bloc de fonction 116. Dans la figure 6 des dessins on a représenté une courbe du bloc de fonction 116 concernant le volume réel V2/réel en fonction

de la position physique réelle de l'élément de clapet cou-

lissant 40. L'amplificateur opérationnel 112 compare le vo-

lume optimum V2/opt au volume réel V2/réel, puis procède à une intégration de façon à produire un signal d'erreur,qui

est le signal de positionnement de sortie présent sur la li-

gne 92, pour l'actionnement du moteur 46 de réglage de la position de coulissement de façon à compenser toute erreur de position de l'élément de clapet. On doit bien comprendre que les blocs de fonction 108 et 116 peuvent être mis en oeuvre sous forme de circuits électroniques standard, tels

que des amplificateurs logarithmiques.

Un potentiomètre 118 comporte un curseur mobile accouplé mécaniquement à l'arbre de sortie 122 du moteur

46 d'entraînement de la tige 44, de façon à déplacer l'élé-

ment de clapet 40. Le signal électrique présent sur une ligne 124 représente en permanence la position physique réelle de l'élément de clapet 40. Par conséquent, on peut voir que ce signal électrique est combiné par l'intermédiaire du bloc de fonction 116, au signal correspondant au volume optimum V2/opt de l'amplificateur 112 de façon à obtenir le volume

réel du gaz emprisonné dans la chambre de compression.

11. La figure 2 représente un schéma d'un système de

commande de capacité pour compresseur à vis hélicoSdale ro-

tative du type à vitesse fixe qui est utilisé dans un appa-

reil de réfrigération classique. Le système de commande com-

prend un compresseur à vis hélicoïdale rotative, généralement représenté par la référence 126, qui est représenté en détail

en figure 4. Des numéros de référence identiques ont été uti-

lisés dans les figures 2 et 4 pour indiquer des éléments identiques à ceux des figures 1 et 3. Comme le fonctionnement lo et la construction de l'élément de clapet coulissant 40 de régulation du volume du gaz emprisonné dans la chambre de compression avant son refoulement est identique dans tous ses aspects à celui décrit précédemment en liaison avec les

figures 1 et 3, on se reportera à cette description.

Contrairement au compresseur à vis 10 de la figure 1,

le compresseur à vis 126 comprend également un second élé-

ment de clapet coulissant 128 qui est disposé sur le côté des rotors en prise, opposé à celui de l'élément de clapet

coulissant 40 et peut coulisser longitudinalement à l'inté-

rieur d'un second évidement s'étendant axialement 130. Le se-

cond élément de clapet est relié à une extrémité d'une tige

132, dont l'autre extrémité est reliée mécaniquement à un ar-

bre 134 d'un second moteur de réglage de position de coulis-

sement 136 qui déplace l'élément de clapet 128 entre des po-

sitions gauche et droite extrêmes pour permettre la régula-

tion de la capacité du compresseur à vis. Le compresseur à

vis est conçu de façon que le déplacement de l'élément de cla-

pet 128 vers la gauche provoque une diminution de la capaci-

té. Inversement, le déplacement de l'élément de clapet 128 vers la droite provoque une augmentation de la capacité du compresseur étant donné qu'un volume de plus en plus grand de l'espace de travail défini par les rotors en prise et les alésages les supportant se trouve exposé à l'orifice

d'admission 32.

Le système de commande représenté en figure 2 est

utilisé pour réguler automatiquement la position de l'élé-

ment de clapet 40 en fonction du rapport entre pressions 12. dans le compresseur alors que la capacité du compresseur

est commandée par un signal de commande fourni par une li-

gne 138 qui permet de réguler automatiquement l-a position de l'élément de clapet 128. Comme on peut le voir, le système de commande de la figure 2 ne comprend pas le circuit logi- que 83 et l'onduleur 74 de la figure 1, étant donné que le

compresseur fonctionne à vitesse fixe. Ainsi, la source de.

courant alternatif est appliquée directement au moteur 72

par la ligne 80.

D'après la description détaillée précédente, on

peut voir que la présente invention prévoit un nouveau sys-

tème de commande de capacité perfectionné pour compresseur

à vis hélicoïdale rotative du type à vitesse variable utili-

sé dans un appareil de réfrigération dans lequel la position

d'un élément de clapet coulissant est régulée automatique-

ment en fonction du rapport entre pressions dans le compres-

sur alors que la capacité du compresseur est commandée par

* un signal de commande de vitesse appliqué au moteur à induc-

tion entraînant le compresseur. En outre, la présente inven-

tion prévoit un système de commande de capacité pour compres-

seur à vis hélicoïdale rotative du type à vitesse fixe, uti-

lisé dans un appareil de réfrigération dans lequel la posi-

tion d'un premier élément de clapet coulissant est régulée

automatiquement de façon à commander la capacité du compres-

seur alors que la position d'un second élément de clapet

coulissant est régulée automatiquement en fonction du rap-

port entre pressions dans le compresseur.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

13.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 - Système de commande de capacité pour compres-

seur à vis du type à vitesse variable utilisé dans un ap-

pareil de réfrigération comprenant un compresseur, un conden-

seur, un dispositif d'expansion et un évaporateur, tous ces

éléments étant reliés dans un circuit de réfrigération fer-

mé, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison:

- le compresseur (10) du type à vis rotative héli-

coldale pour la compression du gaz entre une basse pression à l'aspiration et une haute pression au refoulement, ce compresseur comportant un logement avec une partie de corps cylindrique (12) comprenant une paire d'alésages parallèles se coupant, un orifice d'admission (32), et un orifice de refoulement (36), deux rotors hélicoïdaux en prise (18, 20)

disposés dans les alésages et formant des chambres de com-

pression à volume variable (34), un évidement s'étendant axialement (42) disposé à l'intérieur de la partie de

corps en communication ouverte avec les alésages, et un élé-

ment de clapet (40) pouvant coulisser axialement dans l'évi-

dement entre une première position o l'orifice de refoule-

ment est totalement ouvert et une seconde position o cet orifice est fermé; - un générateur électrique de force motrice (72) accouplé de façon à entraîner le compresseur à vis; - un moyen pàlur faire varier la vitesse (74) du générateur de force motrice;

- un moteur de réglage de la position de coulisse-

ment (46) accouplé mécaniquement de façon à entraîner l'élément de clapet coulissant; - un premier moyen de circuit (83, 84) connecté de façon à fournir un signal de commande de vitesse au moyen permettant de faire varier la vitesse du générateur de force motrice afin de réguler la capacité du compresseur à vis;

- un second moyen de circuit (94) connecté de fa-

çon à fournir un signal représentant le volume optimum du

gaz emprisonné dans la chambre de compression avant son re-

foulement en fonction du rapport entre- pressions dans le 14. compresseur à vis; et

- un troisième moyen de circuit (120, 116), répon-

dant au second moyen de circuit et connecté de façon à fournir un signal d'erreur au moteur de réglage de position afin de réguler la position de l'élément de clapet coulissant et ré-

gler le volume réel du gaz emprisonné dans la chambre de com-

pression avant son refoulement.

2 - Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de circuit comprend un moyen de détection de température (86) placé de façon à fournir un signal représentatif de la température de l'eau refroidie sortant de l'évaporateur, un moyen de réglage

(90) pour- établir un signal de point de réglage de tempéra-

ture, et un moyen pour combiner (84) le signal de tempéra-

ture d'eau refroidie et le signal de point de réglage de température afin de former le signal de commande de vitesse

qui est appliqué au moyen permettant de faire varier la vites-

se du générateur de force motrice.

3 - Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second moyen de circuit comprend un

premier moyen de détection de température (98) placé de fa-

çon à fournir un premier signal représentatif de la tempé-

rature du fluide de condensation du réfrigérant en deux phases dans le condenseur,qui est directement proportionnel à la pression de refoulement du compresseur à vis, un second moyen de détection de température (102) placé de façon à fournir un second signal représentatif de la température du réfrigérant en ébullition à deux phases dans l'évaporateur,

qui est directement proportionnel à la pression d'aspira-

tion du compresseur à vis, et un moyen pour combiner (104) les premier et second signaux afin de fournir le signal de

volume optimum.

4 - Système de commande selon la revendication 1,

caractérisé en ce qu'il comprend en outre, un moyen pour géné-

rer (118) un signal électrique représentatif de la position

physique réelle de l'élément de clapet coulissant.

- Système de commande selon la revendication 4, carac- 15. térisé en ce que le troisième moyen de circuit comprend un moyen pour combiner (112) le signal de volume optimum et le signal d'indication de position de façon à fournir le signal d'erreur permettant de réguler la position physique réelle de l'élément de clapet coulissant.

6 - Système de commande de capacité pour compres-

seur à vis du type à vitesse fixe utilisé dans un appareil de réfrigération comportant un compresseur, un condenseur,

un dispositif d'expansion et un évaporateur,tous ces élé-

ments étant reliés dans un circuit de réfrigération fermé, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: - le compresseur (126) du type à vis rotative hélicoïdale pour comprimer le gaz entre une basse pression à l'aspiration et une haute pression au refoulement,ce compresseur comprenant un logement avec une partie de corps cylindrique (12) comportant une paire d'alésages parallèles se coupant, un orifice d'admission (32) et un orifice de refoulement (36), deux rotors hélicoïdaux en prise (18, 20)

disposés dans les alésages et formant des chambres de com-

pression à volume variable (34), un premierAévidement s'éten-

dant axialement (42) disposé à l'int6iieur de la partie de corps cylindrique en communication ouverte avec les alésages,

un premier élément de clapet (40) pouvant coulisser axiale-

ment dans le premier évidement entre une première position

o l'orifice d'admission est totalement ouvert et une secon-

de position o cet orifice est fermé, un second évidement

s'étendant axialement (130) disposé à l'intérieur de la par-

tie de corps cylindrique à l'opposé du premier évidement en

communication ouverte avec les alésages, et un second élé-

ment de clapet (128) pouvant se déplacer axialement dans le second évidement entre une première position o l'orifice de refoulement est totalement ouvert et une seconde position o cet orifice est fermé; - un générateur électrique de force motrice (72) accouplé de façon à entraîner le compresseur à vis; - unpremier moteur de réglage de la position de

coulissement (136) accouplé mécaniquement de façon à entrai-

16. ner le premier élément de clapet coulissant; - un second moteur de réglage de la position de

coulissement (46) accouplé mécaniquement de façon à entrai-

ner le second élément de clapet coulissant; - un premier moyen de circuit (84) connecté de fa- çon à fournir un signal de commande au premier moteur afin de faire varier la position du premier élément de clapet et à réguler la capacité du compresseur à vis; - un second moyen de circuit (94) connecté de

façon à fournir un signal représentant-le volume optimum du.

gaz emprisonné dans la chambre de compression avant son refou-

lement en fonction du rapport entre les pressions dans le com-

presseur à vis; et.

- un troisième moyen de circuit (116, 120) répondant au second moyen de circuit connecté de façon à fournir un signal d'erreur au second moteur de réglage de position afin de réguler la position du second élément de clapet coulissant et ajuster le volume réel du gaz emprisonné dans la chambre

de compression avant son refoulement.

7 - Système de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier moyen de circuit comprend un moyen de détection de température (86) positionné de façon à fournir un signal représentant la température de sortie de

l'eau refroidie provenant de l'évaporateur,un moyen de régla-

ge (90) pour établir un signal de point de réglage de tempé-

rature, et un moyen pour combiner (84) le signal de tempéra-

ture d'eau refroidie et le signal de point de réglage de tem-

pérature et fournir le-signal de commande qui est appliqué au

premier moteur permettant de faire varier la position du pre-

mier élément de clapet.

8 - Système de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second moyen de circuit comprend un premier moyen de détection detempérature (98) positionné de

façon à fournir un premier signal représentatif de la tempé-

-35 rature du réfrigérant de condensation à deux phases du con-

denseur, qui est directement proportionnel à la pression de

refoulement du compresseur à vis, un second moyen de détec-

17. tion de température (102) positionné de façon à fournir un second signal représentatif de la température du réfrigérant

en ébullition à deux phases de l'évaporateur, qui est directe-

ment proportionnel à la pression d'aspiration du compresseur à vis, et un moyen pour combiner (114) les premier et second

signaux et fournir le signal de volume optimum.

9 - Système de commande selon la revendication 6,

caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen pour géné-

rer (118) un signal électrique représentatif de la position

physique réelle du second élément de clapet coulissant.

- Système de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que le troisième moyen de circuit comprend un moyen pour combiner (112) le signal de volume optimum et le signal d'indication de position afin de fournir le signal d'erreur permettant de réguler la position physique réelle du

second élément de clapet coulissant.