FR2488683A1 - Anti-condensation device for outer walls of refrigerators - uses auxiliary fluid circuit heated by waste energy from motor-compressor unit - Google Patents

Anti-condensation device for outer walls of refrigerators - uses auxiliary fluid circuit heated by waste energy from motor-compressor unit Download PDF

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Abstract

The device prevents condensation on the outer walls of freezers and refrigerators, using the heat generated by the operation of the motor-compressor unit (3) to vapourise fluid in an auxiliary circuit (11) which is placed in contact with the casing of the freezer. The use of waste heat ensures that overall energy efficiency is not reduced. The motor-compressor unit (3) is mounted in a hermetically sealed enclosure (2) containing a mixture of the refrigerant (for example Freon 12) and a lubricant. A tubular heat exchanger (12) is immersed in the fluid at the base of the hermetically sealed enclosure, and the heat from motor-compressor operation is recovered, whether or not the motor is running, by the fluid in the anti-condensation loop.

Description

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif d'anti-condensation pour appareils frigorifiques du type à compression utilisés pour la congélation de denrées a' - 400 C par exemple, ou pour la conservation de denrées à -18 C. The present invention relates to a method and an anti-condensation device for refrigerating apparatus of the compression type used for freezing foodstuffs a '- 400 C for example, or for the preservation of foodstuffs at -18 C.

Ce procédé consiste à prélever au fluide lubrifiant caloporteur dans lequel est placé, au moins partiellement, le moto-compresseur, les calories qui seront cédées aux parois extérieures de l'armoire frigorifique et. This method involves removing the coolant lubricant fluid in which is placed, at least partially, the motor-compressor, the heat that will be transferred to the outer walls of the refrigerator and. empecheront la condensation de humidité atmosphérique sur les parois extérieures. prevent atmospheric moisture from condensing on the outer walls.

Plusieurs systèmes de types connus permettent dé supprimer la formation de rosée sur les parois extérieures d'une armoire frigorifique. Several known types of systems allow dice remove dew formation on the outer walls of a refrigerator cabinet. Parmi ceux-ci on peut citer les systèmes à résistances électriques chauffantes destinées à apporter aux parois extérieures de l'armoire les calories nécessaires. Among these include the electric heating elements to provide systems for the outer walls of the cabinet the necessary calories. Mais cette solution augmente de façon sensible la consommation d'énergie électrique et diminue donc le rendement de l'appareil frigorifique. But this solution increases significantly the consumption of electricity and thus reduces the efficiency of the refrigeration unit.

Il est également connu de placer un serpentin condenseur de fluide frigorigène en contact avec les parois extérieures de l'armoire frigorifique de façon à élever très sensiblement la température de ces parois qui se trouvent généralement à une température inférieure à celle de l'air ambiant. It is also known to place a refrigerant condenser coil in contact with the outer walls of the refrigerator so as to raise considerably the temperature of these walls which are generally at a temperature lower than the ambient air.

I1 est aussi conne' d'utiliser un rré-condenseur ccr.stitué- d'un serpentin appliqué sur les parois extérieures et dans lequel peuvent circuler les gaz réfrigérants réchauffés du circuit frigorifique. I1 is conne 'using a ccr.stitué- RRE-condenser of a coil applied to the outer walls and in which can circulate the warmed refrigerant gas in the refrigerating circuit.

Cette solution satisfaisante du point de vue énergetique a l'inconvé^ nient de cesser d'être efficace lorsque le moto-compresseur est à l'arrêt. This satisfactory solution Energetic view has the disadvan ^ deny to stop being effective when the compressor motor is stopped.

Le dispositif d'anti-condensation objet de la présente- invention reste efficace lorsque le moto-compresseur est à l'arrêt et assure un rendement satisfaisant de l'appareil frigorifique auquel il est associé. The subject anti-condensation device présente- invention remains effective when the compressor motor is stopped and ensures satisfactory performance of a refrigerating apparatus to which it is associated.

Suivant l'invention, un procédé d'anti-condensation pour ap pareil frigorifique comportant une armoire frigorifique, une enceinte hermétique contenant un fluide lubrifiant et réfrigérant dit fluide principal, un moto-compresseur placé dans l'enceinte et immergé au moins partiellement dans le fluide principal, ce motocompresseur étant muni d'un tube d'aspiration et d'un tube de refoulement auxquels est raccordé un circuit de fluide réfrigérant, est caractérisé en ce qu'il consiste à prélever au fluide principal continu dans l'enceinte hermétique, au moyen d'un fluide caloporteur auxiliaire, une quantité déterminée de calories et à céder ces calories aux parois extérieures de l'armoire frigorifique. According to the invention, an anti-condensation process for ap such refrigeration having a refrigeration cabinet, a sealed enclosure containing a fluid lubricant and said main refrigerant fluid, a motor-compressor in the enclosure and at least partially immersed in the main fluid, this compressor being provided with a suction tube and a discharge tube to which is connected a refrigerant circuit, is characterized in that it consists in removing the main fluid continuously into the hermetic vessel, by means of an auxiliary heat transfer fluid, a specific amount of calories and calories to assign these to the outer walls of the refrigerator.

Egalement suivant l'invention, un dispositif d'anti-condensation permettant la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif, destiné à être associé à un appareil frigorifique comportant une armoire frigoeifique, une enceinte hermétique contenant un fluide lubrifiant et réfrigérant dit fluide principal,-un moto-compresseur placé dans l'enceinte hermétique et immergé au moins partiellement dans le fluide principal, ce moto-compresseur étant muni de tubes d'aspiration et de refoulement auxquels est raccordé le circuit de circulation du fluide réfrigérant est caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de fluide auxiliaire dont une partie est formée d'un serpentin tubulaire appliqué sur les parois extérieures de l'armoire frigorifique et une autre partie est fouinée d'un éléme.lt plongeur immergé dans le fluide principal contenu dans l'enceinte hermétique et en ce qu'un fluide auxiliaire caloporteur peut circuler dans le circuit auxiliaire. Also according to the invention, an anti-condensation device for carrying out said method, this device, intended to be associated to a refrigerating appliance comprising a cabinet frigoeifique, a sealed enclosure containing a fluid lubricant and refrigerant said main fluid , -a motor-compressor in the enclosure sealed and immersed at least partially in the main fluid, motor-compressor being provided with suction and discharge tubes to which is connected the refrigerant circulation circuit is characterized in that it comprises an auxiliary fluid circuit, part of which is formed of a tubular coil applied on the outer walls of the refrigerator and another part is a plunger fouinée éléme.lt immersed in the primary fluid contained in the hermetic enclosure and in that an auxiliary heat transfer fluid may circulate in the auxiliary circuit.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins qui l'accompagnent et sur lesquels: The invention will be better understood and other characteristics will appear with the following description and the accompanying drawings in which:
Les figures 1 et 2 montrent schématiquement deux types d'appareils frigorifiques munis d'un dispositif d'anti-condensation suivant l'invention; Figures 1 and 2 show diagrammatically two types of refrigerating apparatus provided with an anti-condensation device according to the invention;
les figures 3 et 4 représentent respectivement deux exemples de réalisation de l'élément plongeur immergé dans le fluide caloporteur principal. Figures 3 and 4 show respectively two embodiments of the plunger element immersed in the primary coolant.

Les appareils frigorifiques de types vertical et horizontal respectivement montrés schématiquement en figures 1 et 2 comportent chacun une armoire 1 frigorifique, une enceinte 2 hermétique dans laquelle sont disposés et fixés de façon souple un moto-compresseur 3 de type connu muni d'une tubulure 5 d'aspiration et d'une tubulure 6 de refoulement d'un fluide réfrigérant. The refrigerating apparatus of vertical and horizontal types respectively shown diagrammatically in Figures 1 and 2 each comprise a refrigerating cabinet 1, a hermetic vessel 2 in which are arranged and fixed flexibly a compressor motor 3 of known type provided with a pipe 5 suction and a discharge pipe 6 of a refrigerant. Dans cette enceinte 2 hermétique est introduit un fluide F lubrifiant et réfrigérant dit fluide principal, constitué, de façon connue, d'un mélange huile et de fluide Fr réfrigérant (du Fréon R 12 par exemple). In this hermetic enclosure 2 is introduced a lubricant fluid F and said main refrigerant fluid, consisting, in known manner, a mixture of oil and refrigerant fluid Fr (Freon R 12 for example). Le moteur du moto-compresseur 3 est muni d'un villebrequin qui se prolonge, à sa partie inférieure, par un axe 4 qui baigne dans le fluide F lubrifiant et réfrigérant.Cet axe 4 comporte, de façon connue à sa partie inférieure, comme montré en figure 4, un orifice 5 d'aspiration du fluide F et, à sa partie supérieure, des rainures hélicoldales (non visibles) formant vis d'Archimède et qui sont destinées à amener le fluide F jusque l'entrée du compresseur. The motor compressor motor 3 is provided with a crank which extends at its lower part, by a pin 4 which is immersed in the fluid F and lubricant réfrigérant.Cet axis 4 comprises, in known manner at its lower part, as shown in Figure 4, a suction port 5 of the fluid F and at its upper part, of hélicoldales grooves (not shown) forming Archimedes screws and which are intended to cause the fluid F up to the compressor inlet.

En fonctionnement, le fluide F est projeté, comme il est connu, d'une part sur la paroi interne de l'enceinte 2 hermétique et, d'autre part, sur le moteur et le compresseur 3, ces projections assurant le refroidissement de la paroi intérieure de l'enceinte 2 et la lubrification du moteur. In operation, the fluid F is projected, as is known, on the one hand on the inner wall of the hermetic vessel 2 and, on the other hand, on the engine and the compressor 3, these projections ensuring the cooling of the inner wall of the chamber 2 and the engine lubrication.

Cet appareil frigorifique est muni d'un dispositif anti-condensation montré schématiquement en figure 1 et comprenant un circuit 10 auxiliaire dans lequel peut circuler un fluide auxiliaire f caloporteur. This refrigerating apparatus is provided with an anti-condensation shown schematically in Figure 1 and comprising a device to 10 auxiliary circuit in which may circulate a heat transfer fluid auxiliary f.

Ce circuit 10 auxiliaire comporte à l'une de ses extrémités un serpentin 11 tubulaire, étroitement appliqué contre les parois exté rieurs de l'armoire 1 frigorifique et, à l'autre extrémité, un élément échangeur 12 placé dans l'enceinte 2 hermétique et immergé dans le fluide F qu'elle contient. This auxiliary circuit 10 comprises at one of its ends a tubular coil 11, which is closely applied against the walls OUTSIDE laughing cooling of the cabinet 1 and, at the other end, a heat exchanger element 12 placed in the chamber 2 airtight and F immersed in the fluid it contains. La figure 4 montre une vue arrachée de l'enceinte 2 laissant apparattre l'élément échangeur 12 disposé dans la partie inférieure de cette enceinte 2.La figure 3 montre, en vue de dessus, un autre exemple de réalisation de l'enceinte 2 hermétique dans laquelle a été placé un élément échangeur 112 de forme sinueuse, ce qui permet d'augmenter de façon importante la surface d'échange calorifique de élément échangeur 112, dans lequel circule par thermosiphon ou par changement d'état le fluide f caloporteur auxiliaire qui peut être un gaz fluorocarbone R 114 par exemple. 4 shows a cutaway view of the chamber 2 apparattre leaving the heat exchanger element 12 arranged in the lower part of this enclosure 2.La 3 shows, in plan view, another embodiment of the hermetic enclosure 2 wherein has been placed a heat exchanger 112 of sinuous shape member, thereby substantially increasing the heat exchange surface member exchanger 112, in which circulates by thermosyphon or by change of state the fluid f auxiliary coolant which may be a fluorocarbon gas R 114 for example.

Le fluide réfrigérant F principal contenu dans l'enceinte 2 hermétique s'échauffe au cours de fisnctionnement du moto-com- presseur 3 et cet apport de chaleur est, suivant le procédé de l'invention, utilisé pour réchauffer les parois extérieures de l'armoire 1 frigorifique de la façon suivante The refrigerant fluid F contained in the main chamber 2 airtight heats during fisnctionnement the motor-com- presser 3 and the supply of heat is, according to the method of the invention used to warm the outer walls of the refrigerating cabinet 1 as follows
En Eoictionnement, des la mise en marche du moto-compres- seur 3, le fluide F lubrifiant et réfrigérant principal contenu dans l'enceinte entre en ébullition et le fluide F réfrigérant qui contient, et qui se trouve à l'état gazeux, migre à l'extérieur de l'huile du fluide F.L'enceinte 2 hermétique est alors en légère dépression et le fluide F principal est pompé par I'orifice 5 d'aspiration de l'axe 4 (figure 2). In Eoictionnement, of the starting of the motor compres- sor 3, the fluid F main lubricant and refrigerant contained in the chamber boils and the refrigerant fluid F which contains, and which is in the gaseous state, migrates outside F.L'enceinte oil fluid 2 is then sealed under a slight vacuum and the primary fluid F is pumped through the orifice 5 suction axis 4 (Figure 2). L'évaporation du fluide Fr réfrigérant hors du fluide F est maximum lorsque le moto-compresseur 3 est en régime permanent, la température moyenne du fluide F étant alors de 80" environ. Evaporation of the refrigerant fluid Fr from the fluid F is a maximum when the compressor motor 3 is in the steady state, the average temperature of the fluid F then being 80 "about.

Le fluide f auxiliaire, contenu dans l'élément échangeur 12 (ou 112) immergé dans le fluide F, s'échauffe et le fluide fr caloporteur qu'il contient se vaporise. The fluid f auxiliary contained in the heat exchanger element 12 (or 112) immersed in the fluid F, and heats the heat transfer fluid fr therein vaporizes. Les vapeurs se dirigent alors vers le serpentin 11 appliqué sur les parois froides extérieures de l'armoire 1 frigorifique. The vapor then direct to the coil 11 applied to the outer cold walls of the cabinet 1 refrigeration. Au contact de ces parois froides, le fluide fur se liquéfie en cédant des calories à ces parois dont la température augmente et devient sensiblement égale à la température ambiante, In contact with the cold walls, as the fluid liquefies by transferring calories to these walls whose temperature rises and becomes substantially equal to the ambient temperature,
Une circulation du fluide fr caloporteur auxiliaire s'établit alors dans le circuit 10 auxiliaire lorsque le fluide fr contenu dans le serpentin 11 atteint une saturation suffisante et que l'élévation de pression du fluide- f introduit un léger deséquilibre entre les pressions des tubulures Te d'entrée et T5 de sortie de l'élément échangeur 12, ou 112, placé dans l'enceinte 2 (fonctionnement par thermosiphon). An auxiliary heat transfer fluid circulation en is then established in the auxiliary circuit 10 when the fluid contained in the en serpentine 11 reached sufficient saturation and the fluid-f of the pressure rise introduced a slight unbalance between Te tubing pressure input and output T5 of the heat exchanger element 12 or 112, placed in the chamber 2 (operation by thermosiphon).

Afin d'amorcer plus rapidement le -phénomène de circulation du fluide frigorifique fr auxiliaire, la tubulure Te d'entrée de l'élément échangeur 12 (ou 112) est mis en contact étroit, sur une longueur déterminée, au moyen d'une soudure 7 ou d'un collier de serrage, avec la tubulure 6 de refoulement du moto-compresseur 3. To begin more quickly -phénomène circulation refrigerating fr auxiliary fluid, the inlet manifold Te of the heat exchanger element 12 (or 112) is brought into close contact, over a determined length, by means of a weld 7 or a clamp, with the tube 6 to discharge the compressor motor 3.

Le désequilibre de pression entre les tubulures T e et 15 est ainsi réalisé plus rapidement, l'amorçage de la circulation du fluide fr réfrigérant auxiliaire se produisant alors dès la mise en fonction- nement de ce moto-compresseur 3, et évitant ainsi une production de rosée sur les parois extérieures de l'armoire 1. Le serpentin 11 peut être disposé avantageusement entre le matériau isolant tapissant intérieurement - les parois extérieures de l'armoire 1 et ces parois extérieures. The imbalance of pressure between the tubing T e and 15 is thus completed faster, priming of fluid flow auxiliary refrigerant fr then producing setting func- tioning of the compressor motor 3, and thus avoiding production dew on the outer walls of the cabinet 1. the coil 11 may be advantageously arranged between the insulating material covering the inside - the outer walls of the cabinet 1 and the outer walls.

Un des avantages du dispositif suivant l'invention est d'assurer l'effet d'anti-condensation sur les parois extérieures de l'armoire 1 après l'arrêt du moto-compresseur 3, en particulier dans le cas de fonctionnement thermostatique (fonctionnement discontinu) de l'appareil frigorifique. One advantage of the device according to the invention is to ensure the effect of anti-condensation on the outer walls of the cabinet 1 after stopping the compressor motor 3, in particular in the case of thermostatic operation (operation batch) of the refrigeration unit.

Un autre avantage du dispositif est de permettre la poursuite du refroidissement du fluide F principal après l'arrêt du moto-compresseur 3. Another advantage of the device is to allow further cooling of the primary fluid F after stopping the compressor motor 3.

De plus, le dispositif suivant l'invention permet une diminution de la consommation d'énergie de 4 à 5 %, une diminution de la température des bobinages du moto-compresseur 3 immergés dans le fluide F principal de l'ordre de 250 C par l'abaissement de la température des gaz aspirés et donc une augmentation de la durée de vie de l'appareil frigorifique auquel ce dispositif est associé. In addition, the device of the invention allows a reduction of the energy consumption 4 to 5%, a decrease in the temperature of the compressor motor windings 3 immersed in the primary fluid F in the order of 250 C by lowering the suction gas temperature and therefore increase the life of the refrigerating apparatus to which this device is associated.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'antisondensation pour appareil frigorifique comportant : une armoire frigorifique, une enceinte hermétique contenant un mélange- de fluides lubrifiant et réfrigérant dit fluide F principal ; 1. A method of antisondensation refrigerating apparatus comprising: a refrigerating cabinet, a hermetic vessel containing a lubricant and refrigerant fluids mélange- main F said fluid; un moto-compresseur placé dans l'enceinte et au moins partiellement immergé dans le fluide F principal, ce moto-compresseur étant muni d'un tube d'aspiration et d'un tube de refoulement de fluide réfrigérant ; a motor-compressor in the enclosure and at least partially immersed in the fluid F main, this motor-compressor is provided with a suction pipe and a refrigerant discharge tube; et un circuit de circulation de fluide réfrigérant raccordé aux tubes d'aspiration et de refoulement, caractérisé en ce qu'il consiste à prélever au fluide F principal contenu dans l'enceinte hermétique, au moyen d'un fluide caloporteur auxiliaire, une quantité déterminée de calories et à céder ces calories aux parois extérieures de l'armoire frigorifique; and a cooling fluid circulation circuit connected to the suction tubes and discharge, characterized in that it consists in removing the primary fluid F contained in the sealed chamber by means of an auxiliary heat transfer fluid, a predetermined quantity calories and give those calories to the outer walls of the refrigerator;
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la circulation du fluide auxiliaire caloporteur dans le circuit auxiliaire est du type à thermosiphon. 2. Method according to Claim 1, characterized in that the auxiliary fluid circulation of the coolant in the auxiliary circuit is of the thermosiphon.
3. Dispositif d'anti-condensation permettant la mise en oeuvre du procédé suivant I'une quelconque des revendications 1 et 2, ce dispositif, destiné à être associe à un appareil frigorifique comportant une armoire (1) frigorifique, une enceinte (2) hermétique contenant un fluide lubrifiant et réfrigérant dit fluide (F) principal, un motosompresseur (3) placé-dans l'enceinte (2) hermétique et immergé au moins partiellement dans le fluide (F) principal, ce moto-compresseur (3) étant muni de tubes (5, 6) d'aspiration et de refoulement du fluide réfrigérant destiné à circuler dans un circuit réfrigérant principal, étant caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (10) fermé, auxiliaire, destiné à la circulation d'un fluide (f) auxiliaire caloporteur, en ce qu'une partie de ce circuit (10) auxiliaire est formé un serpentin (11) tubulaire appliqué sur les parois extérieures de l'armoire (1) frigorifique et en ce qu'une autre partie de ce circuit (10) auxiliaire es 3. An anti-condensation allowing the implementation of the method according I'une any of claims 1 and 2, this device, intended to be associated with a refrigerating apparatus comprising a cabinet (1) cooling an enclosure (2) hermetic containing a fluid lubricant and refrigerant said fluid (F) primary, a motosompresseur (3) positioned-in the chamber (2) sealed and immersed at least partially in the fluid (F) main, this motor-compressor (3) being provided with tubes (5, 6) of suction and discharge refrigerant intended for use in a main refrigerant circuit, characterized in that it comprises a circuit (10) closed, auxiliary, for the circulation of a fluid (f) auxiliary heat transfer, in that a part of this circuit (10) is formed an auxiliary coil (11) tubular applied to the outer walls of the cabinet (1) cooling and in that another part of this circuit (10) are auxiliary t formée d'un élément échangeur (12) tubulaire immergé dans le fluide (F) principal contenu dans l'en ceinte (2) hermétique. t formed by an exchanger element (12) tube immersed in the fluid (F) contained in the main in girt (2) hermetically sealed.
4. Dispositif d'anti-condensation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément échangeur (12) est un tube en forme de spirale. 4. An anti-condensation according to claim 3, characterized in that the exchanger element (12) is a spiral tube.
5. Dispositif d'anti-condensation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément échangeur (112) est un tube de forme sinueuse. 5. An anti-condensation according to claim 3, characterized in that said exchange element (112) is a serpentine shaped tube.
6. Dispositif d'anti-condensation suivant l'une quelconque des revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce que l'élément échangeur (12 ou 112) comporte une tubulure T e d'entrée et une tubulure Ts de sortie raccordées au circuit (10) auxiliaire, et en ce que la tubulure (T5) de sortie est étroitement appliquée, sur une longueur déterminée, contre le tube (6) de refoulement du moto-compresseur (3). 6. An anti-condensation according to any one of claims 3, 4 and 5, characterized in that the exchanger element (12 or 112) comprises a tube T e inlet and an outlet pipe connected to Ts circuit (10) auxiliary, and in that the tube (T5) output is closely applied on a predetermined length, against the tube (6) discharge of the motor-compressor (3).
7. Appareil frigorifique, caractérisé en ce qu'il est muni d'un dispositif d'anti-condensation suivant l'une quelconque des revendications 3, 4, 5 et 6. 7. Refrigerating appliance, characterized in that it is provided with an anti-condensation device according to any one of claims 3, 4, 5 and 6.
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