FR2587792A1 - Systeme de refrigeration - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INSTALLATION EST RELATIVE A UN SYSTEME DE REFRIGERATION. CE SYSTEME R COMPREND UN PREMIER 2 ET UN DEUXIEME 3 CIRCUITS DE REFRIGERANT COMPORTANT CHACUN UN COMPRESSEUR 4, 10, UN CONDENSEUR ET UN EVAPORATEUR, CARACTERISE EN CE QUE L'EVAPORATEUR DU PREMIER CIRCUIT EST DIVISE EN UNE PLURALITE DE PARTIES 14A, 14B RELIEES ENSEMBLE, EN CE QUE LE CONDENSEUR DU DEUXIEME CIRCUIT DE REFRIGERANT EST DIVISE EN PARTIES DE CONDENSEUR 25A, 25B EN NOMBRE EGAL AU NOMBRE DES PARTIES D'EVAPORATEUR DU PREMIER CIRCUIT, ET EN CE QUE LES PARTIES DU CONDENSEUR DU DEUXIEME CIRCUIT DE REFRIGERANT SONT ASSOCIEES EN PAIRES AVEC LES PARTIES D'EVAPORATEUR DU PREMIER CIRCUIT DE REFRIGERANT.

Description

La présente invention se rapporte à un système de

réfrigération comprenant des compresseurs, et plus parti-

culièrement à un système de réfrigération qui permet d'ob-

tenir des températures cryogéniques.

Les systèmes de réfrigération pour les réfrigéra-

teurs habituellement utilisés dans les laboratoires physico-

chimiques ou analogues, par exemple pour conserver des cel-

lules de corps vivant, procurent des basses températures

qui sont limitées à -80 C environ. Les cellules peuvent ê-

tre conservées à l'état congelé à ces basses températures mais, avec le temps, les noyaux des cristaux de glace à

l'intérieur de la cellule congelée se recombinent pour for-

mer des cristaux de glace plus grands, ce qui provoque la

rupture de la cellule. Ce phénomène est appelé recristalli-

sation de la glace. On sait que la recristallisation de la glace ne se produit pas dans une ambiance inférieure à

-130 C qui est le point de recristallisation de la glace.

Par suite, les cellules peuvent être conservées presque indéfiniment à des températures cryogéniques inférieures à -130 C, de sorte qu'on a essayé de réaliser des systèmes

de réfrigération permettant d'atteindre de telles tempéra-

tures cryogéniques.

Avec des systèmes de réfrigération de ce type, en particulier ceux qui comportent un compresseur, un fluide réfrigérant gazeux chaud refoulé par le compresseur est introduit dans un condenseur, liquéfié dans celui-ci

par échange de chaleur avec l'air et l'eau, puis il tra-

verse un réducteur de pression pour le réglage de la pres-

sion et il est ensuite admis dans un évaporateur pour éva-

poration. Lorsqu'il s'évapore, le réfrigérant absorbe las

chaleur de vaporisation dans le milieu ambiant, pour pro-

duire un effet de refroidissement. La température la plus basse atteinte par des systèmes de réfrigération utilisant un réfrigérant unique et comportant un compresseur usuel

est limitée à -40 C environ.

On connait également des systèmes de réfrigération qui comprennent deux circuits fermés indépendants de fluide réfrigérant qui sont reliés en cascade (c'est-à-dire que

l'évaporateur d'un circuit et le condenseur de l'autre cir-

cuit sont combinés en échange de chaleur pour constituer

un condenseur en cascade). Un réfrigérant à bas point d'é-

bullition est contenu dans l'un des circuits afin que ce

circuit engendre une basse température. Toutefois, la tem-

pérature qu'on peut atteindre est limitée à -80 C-environ

lorsqu'on utilise des compresseurs usuels.

Le brevet US n 3 768 273 du 3 Octobre 1973 décrit

un système de réfrigération qui utilise un mélange de dif-

férents fluides réfrigérants ayant des points d'ébullition différents et dans lequel les réfrigérants de plus hauts

points d'ébullition sont évaporés pour condenser les réfri-

gérants de plus bas points d'ébullition successivement, de sorte que le réfrigérant de plus bas point d'ébullition

est évaporé au stade final pour engendrer une basse tempé-

rature au moyen d'un seul compresseur. La température qui peut finalement être obtenue par ce système est également limitée à -80 C environ si le compresseur utilisé est du

type usuel, puisque la pression et la température sont li-

mitées.

Afin de pallier les inconvénients des systèmes pré-

cités, le brevet US n 3 733 845 du 22 Mai 1973 décrit un autre système qui comprend deux circuits fermés indépendants de fluide réfrigérant reliés en cascade et dans lequel on

utilise un mélange réfrigérant pour le circuit à basse tem-

pérature, de la même manière que ci-dessus, afin d'obtenir

des températures cryogéniques.

Le système décrit dans le brevet US n 3 733 845 peut être adapté pour obtenir des températures inférieures

à -130 C avec utilisation d'un compresseur usuel (par exem-

ple de 1,12 kW environ). Toutefois, pour obtenir des tempé-

ratures inférieures à-130 C, le condenseur en cascade doit effectuer un échange de chaleur total et il doit donc être de grande dimension pour assurer une surface suffisante

d'échange de chaleur. D'autre part, le circuit de réfrigé-

ration à basse température, chargé avec le mélange réfri-

gérant, est prévu pour condenser successivement les réfri- gérants de points d'ébullition inférieurs par évaporation

des réfrigérants de points d'ébullition supérieurs, de sor-

te que le circuit augmente invariablement la dimension du

système lui-même. Ce fait et l'utilisation d'un grand con-

denseur en cascade rendent le système encore plus grand.

La présente invention procure un système de réfri-

gération comprenant un premier et un deuxième circuits de

réfrigération comportant chacun un compresseur, un conden-

seur et un évaporateur, la sortie du compresseur étant re-

liée à l'entrée du condenseur par une conduite, la sortie du condenseur étant reliée à l'entrée de l'évaporateur par

une autre conduite, la sortie de l'évaporateur étant rac-

cordée à l'entrée du compresseur par une autre conduite, chacun des circuits de réfrigération étant chargé avec un

fluide réfrigérant organique, ledit système étant caracté-

risé en ce que-l'évaporateur du premier circuit de réfri-

gération est divisé en une pluralité de parties d'évapora-

teur reliées mutuellement en série relativement à la circu-

lation du réfrigérant, le condenseur du deuxième circuit de réfrigération étant divisé en parties de condenseur en nombre égal au nombre des parties d'évaporateur du premier circuit de réfrigération, les parties de condenseur étant

reliées mutuellement en parallèle relativement à la circu-

lation du réfrigérant; les parties de condenseur du deu-

xième circuit de réfrigération étant associées en paires

avec les parties d'évaporateur du premier circuit réfrigé-

rant pour constituer des échangeurs de chaleur, le réfrigé-

rant du deuxième circuit de réfrigération étant un mélange

de réfrigérants qui diffèrent en nature et en point d'ébul-

lition, de sorte que l'évaporateur du deuxième circuit de

réfrigération est refroidi à une température cryogénique.

Comme mentionné ci-dessus, l'évaporateur du pre-

mier circuit de réfrigération est divisé en parties et le condenseur du deuxième circuit de réfrigération est divisé en parties qui sont en nombre égal au nombre des parties

d'évaporateur. Les parties de l'évaporateur sont mutuelle-

ment reliées en série, tandis que les parties de condenseur

sont mutuellement reliées en parallèle. Les parties d'évapo-

rateur et les parties de condenseur sont associées en pai-

res pour constituer des échangeurs de chaleur, c'est-à-dire

des condenseurs en cascade. Ainsi, on réalise des conden-

seurs en cascade compacts sans entraîner un rendement ré-

duit d'échange de chaleur, ce qui permet d'installer le

système plus librement et de le rendre plus petit globale-

ment.

Conformément à l'invention, les parties d'évapora-

teur du premier circuit et les parties de condenseur du deuxième circuit constituent de préférence deux à quatre,

et plus avantageusement, deux échangeurs de chaleur, c'est-

à-dire des condenseurs en cascade. Afin de réduire la di-

mension totale du système de réfrigération, les condenseurs

en cascade sont divisés de manière à être logés, par exem-

ple, dans l'épaisseur d'un isolant thermique; Bien entendu,

il est souhaitable queles condenseurs en cascade soient di-

visés de manière à être identiques en débit de réfrigérant et en dimension, pour assurer facilement l'équilibre entre eux.

De préférence, le système de l'invention est cons-

truit comme suit. La conduite ou ligne reliant la sortie de l'évaporateur du deuxième circuit de réfrigération à

l'entrée de son compresseur comporte une pluralité d'échan-

geurs de chaleur intermédiaires reliés les uns aux autres

en série. La ligne reliant la sortie du condenseur du deu-

xième circuit de réfrigération à l'entrée de son évapora-

teur comporte une pluralité de réducteurs de pression et de séparateurs vapeur-liquide en nombre inférieur au nombre des réducteurs de pression et elle comprend une première partie de ligne pour introduire le réfrigérant circulant

à travers le condenseur du deuxième circuit de réfrigéra-

tion dans l'un des séparateurs vapeur-liquide et pour ad- mettre la partie condensée du réfrigérant dans l'un des échangeurs de chaleur intermédiaires à travers l'un des réducteurs de pression, une pluralité de parties de ligne pour amener la partie non condensée du réfrigérant venant dudit séparateur vapeur-liquide en échange de chaleur avec

ledit échangeur de chaleur intermédiaire, puis pour intro-

duire la partie du réfrigérant citée en second dans un au-

tre des séparateurs vapeur-liquide et admettre la partie

condensée résultante du réfrigérant dans un autre des échan-

geurs de chaleur intermédiaires à travers un autre des ré-

ducteurs de pression, et une partie de ligne dans l'étage final pour admettre la partie du réfrigérant ayant le plus bas point d'ébullition et traversant les parties de ligne dans l'évaporateur du deuxième circuit de réfrigération par l'intermédiaire du réducteur de pression de l'étage final. Plus avantageusement, conformément à la présente

invention, la différence de température entre le réfrigé-

rant quipénètre dans le réducteur de pression à l'étage final et le réfrigérant qui sort du réducteur de pression à l'étage-final est plus petite que la valeur obtenue par

division de la différence de température entre le conden-

seur du deuxième circuit de réfrigération et son évapora-

teur par le nombre des réducteurs de pression et elle est

supérieure à 10 C. Cela évite des variations de la tempe-

rature d'évaporateur et un refroidissement insuffisant, ce qui permet au système de réfrigération de donner des performances de refroidissement stables et d'avoir une plus

grande fiabilité et une plus longue durée de vie.

Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de

la description qui va suivre.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du com-

plément de description ci-après, qui se réfère aux dessins

annexés dans lesquels:

les figures 1 à 9 illustrent un système de réfri-

gération conforme à la présente invention; la figure 1 est un schéma du circuit de fluide réfrigérant du système de réfrigération; la figure 2 est un schéma d'un circuit électrique de commande de ce système; la figure 3 est un diagramme de temps qui illustre le fonctionnement du système de réfrigération;

la figure 4 est une vue en perspective d'un riéfri-

gérateur comportant le système de réfrigération; la figure 5 est une vue de c8té en coupe du corps principal du réfrigérateur;

la figure 6 est un schéma illustrant spécifique-

ment la construction du circuit de fluide réfrigérant du système de réfrigération;

la figure 7 est une vue en perspective d'un: 'chan-

geur de chaleur intermédiaire; la figure 8 est une vue en perspective du côté arrière du réfrigérateur;

la figure 9 est un diagramme illustrant les va-

riations de la température intérieure de la chambre de

stockage, eni fonction du temps, après branchement de l'a-

limentation;

la figure 10 est un diagramme illustrant la tempé-

rature de la chambre de stockage, sensiblement à la tempé-

rature engendrée par un circuit de réfrigération à basse température lorsque la quantité de réfrigérant chargé dans le circuit est trop grande ou trop petite; les figures 11 et 12 illustrent un enregistreur de température à auto-enregistrement conforme à l'invention; la figure 11 est une vue en perspective d'un tube de Bourdon constituant l'enregistreur de température à auto-enregistrement; et

la figure 12 est un diagramme montrant la rela-

tion entre la pression interne du tube de Bourdon,contenant

du 2-méthylpentane, et la température d'une partie de dé-

tection de température.

Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont

donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'in-

vention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. On décrit ci-après un mode de réalisation de la

présente invention, avec référence aux dessins annexés.

La figure 1 illustre le circuit de fluide réfri-

gérant 1 d'un système de réfrigération R. Le circuit de ré-

frigération 1 comprend un circuit de réfrigération à haute température 2, constituant un premier circuit (fermé) de

réfrigérant, et un circuit de réfrigération à basse tempé-

rature constituant un deuxième circuit (fermé) de réfrigé-

rant, les circuits 2 et 3 étant indépendants l'un de l'au-

tre. Un compresseur électrique 4 est inclus dans le circuit de réfrigération 2 à haute température et il est entraîné

par un moteur monophasé ou triphasé alimenté en courant al-

ternatif. Le compresseur 4 comporte une tuyauterie de sor-

tie 4D raccordée à un condenseur auxiliaire 5, qui est lui-même raccordé à un tube 6 pour le chauffage du bord

de l'ouverture d'une chambre de stockage d'un réfrigéra-

teur 75, décrit plus loin en détail, afin d'éviter la con-

densation d'humidité sur ce bord. La tuyauterie 6 est re-

liée à un refroidisseur d'huile 7 du compresseur 4 et égale-

ment à un condenseur 8. Un ventilateur 9 sert au refroidis-

sement du condenseur 8. Une canalisation de réfrigérant

s'étend du condenseur 8 à un sécheur 12, puis à un réduc-

teur de pression 13 et ensuite à un premier évaporateur 14A et à un deuxième évaporateur 14B qui sont des composants

d'une unité d'évaporation à partir de laquelie la tuyaute-

rie de réfrigérant est reliée à un accumulateur 15 et en-

suite à une tuyauterie 4S d'entrée vers le compresseur 4, à travers un refroidisseur d'huile 11 pour un compresseur électrique 10 inclus dans le circuit de réfrigérant à basse température 3. Les premier et deuxième évaporateurs 14A et 14B sont reliés l'un à l'autre en série, pour constituer l'unité d'évaporation du circuit de réfrigérant à haute

température 2.

Le circuit de réfrigérant à haute température 2 est chargé avec du réfrigérant R-502 (qui est un mélange de 48,8% en poids de R-12 (CC12F2, dichlorodifluorométhane)

et de 51,2% en poids de R-115 (C2ClF5, chloropentafluoro-

éthane)) et du réfrigérant R-12, qui ont des points d'é-

bullition différents. Le rapport des réfrigérants est par exemple de 88, 0% en poids de R-502 et 12,0% en poids de R-12. Le mélange réfrigérant refoulé par le compresseur

4 sous la forme d'un gaz chaud est liquéfié dans le con-

denseur auxiliaire 5, la tuyauterie 6, le refroidisseur d'huile 7 et le condenseur 8 par condensation et abandon

de chaleur, puis il est débarrassé de son eau dans le sé-

cheur 12, soumis à une réduction de pression dans le réduc-

teur de pression 13, puis il passe dans les premier et deu-

xième évaporateurs 14A et 14B, dans lesquels le réfrigérant R-502 s'évapore en absorbant la chaleur de vaporisation fournie par le milieu ambiant de manière à refroidir les

évaporateurs 14A et 14B. Par l'intermédiaire de l'accumula-

teur 15 servant de réservoir de réfrigérant, le mélange

réfrigérant traverse le refroidisseur d'huile 11 du compres-

seur 10 du circuit de réfrigérant à basse température 3 et

il revient au compresseur 4.

Le compresseur électrique 4 possède une capacité, par exemple, de 1,12 kW et les évaporateurs 14A et 14B sont finalement refroidis à -50 C pendant le fonctionnement. A

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cette basse température, R-12 contenu dans le mélange réfri-

gérant reste liquide dans les évaporateurs 14A et 14B, sans évaporation, de sorte qu'il ne contribue que peu ou pas au refroidissement, tandis que le lubrifiant du compresseur 4 et l'eau qui n'a pas été éliminée par le sécheur 12 sont renvoyés au compresseur 4, en dissolution dans le fluide réfrigérant R-12. Plus particulièrement, le réfrigérant R-12 sort de l'accumulateur 15 par un orifice de retour d'huile habituellement prévu à l'extrémité inférieure du tube qui part de l'accumulateur 15 (le tube est inséré dans

l'accumulateur 15 par le dessus, coudé à l'extrémité infé-

rieure et il présente une extrémité ouverte au-dessus du niveau de réfrigérant liquide) et il est amené dans le refroidisseur d'huile 11 du circuit de réfrigérant à basse

température 3 sous la forme d'un liquide contenant le lubri-

fiant sus-mentionné, etc. Puisque le compresseur 10 est à une température élevée, le réfrigérant R-12 introduit s'évapore pour éviter le grippage du compresseur 10 et la dégradation du lubrifiant. Ainsi, R-12 remplit la fonction de retour du lubrifiant dans le circuit à haute température 2 jusqu'au compresseur 4 et la fonction de refroidissement

du compresseur 10 du circuit de réfrigérant à basse tempé-

rature 3.

Le compresseur 10 constituant le circuit de réfri-

gérant à basse température 3 comporte une tuyauterie de

sortie 1OD (voir la figure 6) qui est raccordée à un conden-

seur auxiliaire 17 puis à un séparateur d'huile 18, duquel

partent une conduite 19 de retour d'huile raccordée au com-

presseur 10 et une conduite raccordée à un sécheur 20. Le sécheur 20 est relié à un raccord à trois voies 21. Un tube partant de la jonction 21 est enroulé autour d'un deuxième échangeur de chaleur 22, situé à l'aspiration, du circuit de réfrigérant à basse température 3,en relation d'échange de chaleur avec cet échangeur, puis il est raccordé à un premier tube de condensation 23 servant de tube à haute pression inséré dans le premier évaporateur 14A. L'autre tube partant de la jonction 21 est de même enroulé autour d'un premier échangeur de chaleur 24, situé du côté de l'aspiration, faisant partie du circuit de réfrigération à basse température 3, en échange de chaleur avec cet échangeur, puis il est raccordé à un deuxième tube de condensation 23B servant de tube à haute pression inséré dans le deuxième évaporateur 14B. Le premier évaporateur 14A et le premier tube de condensation 23A, et le deuxième évaporateur 14B et le deuxième tube de condensation 23B

constituent des condenseurs en cascade 25A et 25B, respec-

tivement. Le premier et le deuxième tubes de condensation 23A et 23B sont reliés ensemble à un raccord 27 à trois voies qui est relié à un premier séparateur vapeur-liquide 29, par l'intermédiaire d'un sécheur 28. Une tuyauterie de phase vapeur 30 part du séparateur vapeur-liquide 29, traverse un premier échangeur de chaleur intermédiaire 32 et est raccordée à un deuxième séparateur vapeur-liquide

33. Une tuyauterie de phase liquide 34 partant du sépara-

teur 29 est raccordée à un sécheur 35, puis à un réducteur

de pression et ensuite à la jonction entre le premier échan-

geur de chaleur intermédiaire 32 et un deuxième échangeur

de chaleur intermédiaire 42. Une tuyauterie de phase li-

quide 38 partant du séparateur 33 est raccordée à un sé-

cheur 39 (qui est disposé de préférence en relation d'é-

change de chaleur avec un troisième échangeur de chaleur intermédiaire 44, comme représenté sur la figure 1), puis

à un réducteur de pression 40 et ensuite à la jonction en-

tre les deuxième et troisième échangeurs de chaleur inter-

médiaires 42 et 44. Une tuyauterie de phase vapeur 43 par-

tant du séparateur 33 traverse le deuxième échangeur de chaleur intermédiaire 42,puis elletraverse le troisième échangeur de chaleur intermédiaire 44 et elle est raccordée

à un sécheur 45 (qui est disposé de même en relation d'é-

change de chaleur avec le troisième échangeur de chaleur

intcermédiaire 44, comme représenté sur la figure 1) et eri-

suite à un réducteur de pression 46. Le réducteur de pres-

sion 46 est raccordé à un tube d'évaporation 47, servant d'évaporateur et raccordé au troisième échangeur de chaleur intermédiaire 44. Les troisième, deuxième et premier échan- geurs de chaleur intermédiaires 44, 42 et 32 sont reliés les uns aux autres en série. Le premier échangeur 32 est

raccordé à un accumulateur 49 qui est relié, par l'inter-

médiaire des premier et deuxième échangeurs de chaleur du côté aspiration 24 et 22 à une tuyauterie d'entrée 10S du compresseur 10. La tuyauterie d'entrée 10S est reliée, par

l'intermédiaire d'un réducteur de pression 52, à un réser-

voir d'expansion 51 pour stocker le mélange réfrigérant

lorsque le compresseur 10 n'est pas en service.

Le circuit de réfrigérant à basse température 3 contient un mélange de quatre réfrigérants qui ont des points d'ébullition différents, à savoir R-12 (CCl2F2,

dichlorodifluorométhane), R-13B1 (CBrF3, bromotrifluoro-

méthane), R-14 (CF4, tétra fluorométhane) et R-50 (CH4,

méthane) qui sont prémélangés ensemble. Le mélange réfri-

gérant comprend, par exemple, 4,0% de R-50, 22,0% de R-14,

39,0% de R-13B1 et 35,0% de R-12, ces pourcentages s'enten-

dant en poids. Bien que R-50, qui est du méthane, soit su-

jet à explosion lorsqu'il se combine à l'oxygène, le ris-

que d'explosion est évité par mélange du R-50 avec des ré-

frigérants du type Fréon dans les proportions ci-dessus.

Par conséquent, il ne se produit pas d'explosion même en

cas de fuite accidentelle du mélange réfrigérant.

Le mélange réfrigérant circule dans le système, de la manière suivante. Le mélange réfrigérant refoulé

du compresseur 10 sous la forme d'un gaz à haute tempéra-

ture et haute pression est prérefroidi par le condenseur

auxiliaire 17 et envoyé au séparateur d'huile 18 dans le-

* quel une grande partie du lubrifiant du compresseur 10 con-

tenu dans le mélange est arrêtée. Le lubrifiant séparé est renvoyé au compresseur 10 par la tuyauterie 19 de retour d'huile, tandis que le mélange réfrigérant traverse le

sécheur 20 et se divise ensuite en deux parties à l'en-

droit duinccord 21 à trois voies. Les deux parties de ré-

frigérant sont prérefroidies individuellement par l'échan-

geur de chaleur du côté aspiration 22 ou 24, puis refroi-

dies par le premier ou le deuxième évaporateur 14A ou 14B du condenseur en cascade 25A ou 25B, de sorte que le ou les réfrigérants à haut point d'ébullition dans le mélange

sont liquéfiés par condensation. Les deux parties de réfri-

gérant se rejoignent à l'endroit du raccord à trois voies 27. De cette manière, le mélange réfrigérant est divisé en deux parties de quantitésréduites et il est refroidi de façon divisée par le condenseur en cascade 25A ou 25B. Il en résulte un échange de chaleur complet qui assure une

condensation satisfaisante.

Le mélange réfrigérant sortant du raccord à trois voies 27 traverse le sécheur 28 et arrive dans le séparateur vapeur-liquide 29. A ce moment, R14 et R-50,

contenus dans le mélange et ayant un très bas point d'ébul-

lition, restent sous la forme d'un gaz,sans condensation, tandis que R-12 et R-13B1 sont seuls sous la forme d'un condensat liquide. Par conséquent, R-14 et R-50 passent dans la tuyauterie de phase vapeur 30, séparément de R-12 et R-13B1 qui s'écoulent par la tuyauterie de phase liquide 34. Le mélange réfrigérant circulant dans la tuyauterie de phase vapeur 30 est soumis à un échange de chaleur pour

condensation, dans le premier échangeur de chaleur inter-

médiaire 32, puis il passe dans le séparateur vapeur-liquide 33. L'échangeur de chaleur 32 est à une température de -80 C environ puisque le réfrigérant de basse température revenant du tube d'évaporation 47 circule dans l'échangeur

32 et également du fait que R-13B1 circulant dans la tu-

yauterie de phase liquide 34 pénètre et s'évapore dans l'é-

changeur 32 après passage à travers le séer 35 et le ré-

ducteur de pression 36, ces réfrigérants contribuant ainsi au refroidissement. Par suite, une grande partie de R-14

contenu dans le mélange réfrigérant qui passe dans la tu-

yauterie de phase vapeur 30 est liquéfiée par condensation.

R-50 dont le point d'ébullition est plus faible reste en-

core sous la forme d'un gaz. A partir du séparateur vapeur-

liquide 33, R-14 circule dans la tuyauterie de phase liqui-

de 38, tandis que R-50 séparé de R-14 circule dans la tu-

yauterie de phase vapeur 43. R-14 traverse le sécheur 39

puis le réducteur de pression 40, arrive à la jonction en-

tre les deuxième et troisième échangeurs de chaleur inter-

médiaires 42 et 44 et s'évapore dans le deuxième échangeur 42. L'échangeur 42 est à une température de -100 C environ puisque le réfrigérant à basse température revenant du tube d'évaporation 47 circule dans l'échangeur 42 et en

outre du fait que l'évaporation de R-14 contribue au refroi-

dissement. Le troisième échangeur de chaleur intermédiaire 44, dans lequel le réfrigérant de basse température circule directement en provenance du tube 47, est à une température très basse de -120 C environ, de sorte que le réfrigérant R-50 ayant le plus bas point d'ébullition est liquéfié par

condensation dans l'échangeur 44 après passage dans la tu-

yauterie de phase vapeur 43 et échange de chaleur dans le deuxième échangeur 42. Le condensat de R-50 traverse le sécheur 45 puis le réducteur de pression 46 et il entre et s'évapore dans le tube d'évaporation 47. A ce moment, la température du tube 47 atteint -150 C. Le système de réfrigération R de la presente invention atteint finalement

cette température. La chambre de stockage 76 du réfrigéra-

teur 75 (voir la figure 4) décrit plus loin peut être re-

froidie à une température cryogénique de -140 C par ins-

tallation du tube d'évaporation 47 en échange de chaleur

dans la chambre 76. Le mélange réfrigérant (qui est princi-

palement du R-50) sortant du tube 47 entre successivement

dans les troisième, deuxième et premier échangeurs de cha-

leur intermédiaires 44, 42 et 32, pour se mélanger à R-14, R-13B1 et R-12. Le mélange résultant sort de l'échangeur 32 et arrive dans l'accumulateur 49, dans lequel la partie non évaporée est séparée. Le mélange passe ensuite dans l'échangeur de chaleur 24, puis dans l'échangeur de chaleur

22, pour refroidissement, et il est aspiré par le compres-

seur 10.

R-12 sortant du premier séparateur vapeur-liquide 29 et entrant dans le premier échangeur de chaleur inter-

médiaire 32 par la tuyauterie de phase liquide 34,dans

le processus décrit ci-dessus, reste liquide sans évapora-

tion, ne contribuant pas au refroidissement, puisque le

réfrigérant a déjà été refroidi à une très basse tempéra-

ture. Toutefois, R-12 contient le lubrifiant dissous qui n'a pas été séparé par le séparateur d'huile 18 et l'eau qui n'a pas été éliminée par les sécheurs, pour renvoyer

ces liquides au compresseur 10. Si le lubrifiant du com-

presseur 10 circulait dans le circuit de réfrigérant à basse température 3, qui est à une température cryogénique, le lubrifiant resterait dans divers endroits du circuit

et pourrait obstruer le circuit. Afin d'éviter cet incon-

vénient, on utilise R-12 pour retourner presque complète-

ment le lubrifiant au compresseur.

Par circulation répétée des mélanges réfrigérants, comme ci-dessus, le circuit de réfrigération 1 fonctionne

en régime établi de sorte que le tube d'évaporation 47 en-

gendre une température cryogénique de -150 C. Pour cette

fonction, les compresseurs 4 et 10 peuvent être d'unecapa-

cité de 1,12 kW environ et ils n'ont pas besoin d'une ca-

pacité particulièrement grande, principalement parce que les condenseurs en cascade 25A et 25B effectuent un échange de chaleur satisfaisant et en outre parce qu'on utilise des mélanges réfrigérants appropriés. Les compresseurs

fonctionnent donc avec un bruit plus faible et une consom-

mation d'énergie réduite. En outre, des échantillons de corps vivant (par exemple des cellules, du sang et du sperme) peuvent être refroidis à une température inférieure

àu point de recristallisation de la glace, pour une conser-

vation presque éternelle lorsqu'ils sont stockés dans le réfrigérateur 75 qui peut être refroidi à -150 C. Le mélan- ge réfrigérant dans le circuit de réfrigération à haute température 2 circule du premier évaporateur 14A au deuxième

évaporateur 14B sans circuler de façon divisée dans ces éva-

porateurs, de sorte que même si les deux évaporateurs 14A et 14B sont mis en déséquilibre de température pour une

raison ou une autre, il ne se produit pas d'écoulement irré-

gulier du réfrigérant. Par conséquent, les premier et deu-

xième tubes de condensation 23A et 23B du circuit de réfri-

gération à basse température 3 peuvent tous deux être re-

froidis avec une bonne stabilité pour obtenir une condensa-

tion satisfaisante.

La figure 2 illustre schématiquement le circuit

électrique de commande du système de réfrigération R sui-

vant la présente invention. Le compresseur 4 du circuit de réfrigération à haute température 2 est entraîné par

un moteur 4M qui est branché entre des bornes d'alimenta-

tion AC et AC en courant alternatif monophasé ou triphasé.

Le moteur 4M tourne de façon continue lorsque l'alimenta-

tion AC est en service. Le compresseur 10 du circuit de réfrigération à basse température 3 est entraîné par un

moteur 10M qui est raccordé à l'alimentation AC par l'in-

termédiaire du contact 60A d'un relais électromagnétique

60. Le contact 60A est fermé lorsque la bobine 60C du re-

lais 60 est excitée,pour actionner le moteur 10M. Le repère 61 désigne un régulateur de température pour la chambre

de stockage 76 du réfrigérateur, décrit plus loin. Le régu-

lateur 61, qui est raccordé à l'alimentation AC détecte sensiblement la température de la chambre de stockage. On fixe des températures limites supérieure et inférieure pour le régulateur, avec une différence appropriée entre ces limites. A la température limite supérieure, une tension est fournie aux bornes de sortie 61A et 61B. La production

de tension s'interrompt à la température limite inférieure.

La plage de température de réglage va de -145 C à -150 C.

La bobine 62C d'un relais 62 de réglage de température et le contact 63A d'une minuterie 63 sont reliés en série avec les bornes de sortie 61A et 61B. Lorsqu'elle est

excitée, la bobine 62C ferme le contact 62A du relais 62.

La tuyauterie de sortie 10D du compresseur 10 du circuit à basse température 3 représenté sur la figure 1 comporte un

contact à haute pression 65, placé avant l'entrée du con-

denseur auxiliaire 17. Le contact à haute pression 65 est

raccordé à l'alimentation AC en série avec la minuterie 63.

Lorsque la pression au refoulement du compresseur 10 monte,

par exemple, à 26.10 Pa de sorte que la charge du compres-

seur 10 devient excessive, le contact 65 s'ouvre. Le contact

se ferme lorsque la pression descend à une valeur de sécu-

rité totale, par exemple 8.105 Pa. La minuterie 63 ferme son contact 63A 3 à 5 minutes après la fermeture du contact

et elle ouvre le contact 63A lorsque le contact de pres-

sion 65 s'ouvre. Le repère 66 désigne un thermostat de départ à basse température, pour détecter la température de l'accumulateur 15 du circuit 2. Bien que l'accumulateur

soit presque à la même basse température que les évapo-

rateurs 14A et 14B puisque le réfrigérant qui s'évapore dans ces évaporateurs et le réfrigérant non évaporé passent dans l'accumulateur 15, le thermostat 66 ferme son contact lorsque la température de l'accumulateur 15 descend, par

exemple, à -35 C et il ouvre son contact lorsque la tempé-

rature monte à -10 C. Le thermostat 66 est raccordé, de part et d'autre, au contact 62A du relais 62 de réglage de température et à une minuterie 68 en série avec lui et également avec l'alimentation AC. Un commutateur 69 pour la minuterie 68 possède une borne commune raccordée entre

la minuterie 68 et le thermostat 66, une borne 69A raccor-

dée à l'alimentation AC par l'intermédiaire de la bobine

C du relais 60, et une autre borne 69B reliée à l'alimen-

tation AC à travers des réchauffeurs 70 et 71 disposes en parallèle et prévus à l'avant et à l'arrière du réducteur de pression 46 représenté sur la figure 1, en relation d'échange de chaleur avec ce dernier. La minuterie 68 main- tient normalement le commutateur 69 fermé sur la borne 69A et elle est alimentée pour compter les heures. Lorsque le compte atteint, par exemple, 12 heures, la minuterie ferme le commutateur 69 alternativement sur la borne 69B, par exemple pendant 15 minutes. La borne 69A est ensuite à

nouveau fermée.

On décrit maintenant le fonctionnement du circuit de commande, avec référence au diagramme de temps de la figure 3. A l'instant t0, on branche l'alimentation AC pour démarrer le moteur 4M et mettre en service le compresseur 4, de sorte que le mélange réfrigérant commence à circuler dans le circuit de réfrigérant à haute température 2. A cet instant, l'accumulateur 15 est presque à la température ambiante, de sorte que le contact du thermostat de départ

à basse température 66 reste ouvert. Par conséquent, indé-

pendamment de la présence du régulateur de température 61, la bobine 60C du relais 60 n'est pas excitée et son contact A est ouvert, ce qui maintient à l'arrêt le moteur 10M et donc le compresseur 10 du circuit de réfrigérant à basse température. Le circuit 2 de réfrigérant à haute température étant seul en service continu pour le refroidissement de cette façon, le réfrigérant s'accumule dans les premier et deuxième évaporateurs 14A et 14B à l'état liquide, pour

engendrer une température plus basse. De ce fait, la tempé-

rature de l'accumulateur 15 s'abaisse également et atteint -35 C à l'instant tl, de sorte que le thermostat 66 ferme alors son contact. Immédiatement avant cette fermeture, le compresseur 10 est encore à l'arrêt, de sorte que le

contact de haute pression 65 reste bien entendu fermé.

Le contact 63A de la minuterie 63 est également fermé puis-

que l'alimentation est en service depuis 3 à 5 minutes. En outre, comme la température intérieure de la chambre de stockage 76 est bien entendu supérieure à la consigne de température, le régulateur de température 61 fournit une sortie, fermant le contact 62A du relais 62 de réglage de température. Par conséquent, lors de la fermeture du thermostat 66, la bobine 60C du relais 60 est excitée pour fermer son contact 60A, ce qui démarre le moteur 10M et provoque le refoulement par le compresseur 10 du mélange réfrigérant pour commencer la circulation dans le circuit 3. A ce moment, les composants du circuit 3 ont encore une température élevée, ce qui permet au mélange réfrigérant de rester presque entièrement à l'état gazeux et engendre

une pression interne élevée. Puisque le compresseur 10 re-

foule le mélange réfrigérant dans cet état, la pression de la tuyauterie de sortie 10D augmente brusquement. Si on permettait au circuit de rester dans cet état, la pression

élevée détériorerait les composants du compresseur 10. Tou-

tefois, lorsque la pression accrue atteint la limite admis-

sible de 26.105 Pa à l'instant t2, le contact de haute pres-

sion 65 s'ouvre par détection de la valeur de pression ma-

ximale, pour ouvrir le contact 63A, de sorte que le contact 62A du relais 62 de réglage de température s'ouvre. Cela désexcite la bobine 60C qui ouvre le contact 60A et arrête

le moteur 10M pour empêcher la pression d'augmenter au re-

foulement du compresseur 10 et éviter la détérioration du compresseur.

La pression dans la tuyauterie de sortie 10D di-

minue à 8.105 Pa du fait de l'arrêt du compresseur 10, mais la présence de la minuterie 63 destinée à empêcher les battements maintient le contact 63A ouvert pendant 3 à 5 minutes après la fermeture du contact de haute pression 65,

avec le résultat que le moteur 10M est maintenu à l'arrêt.

Pendant ce temps, une petite quantité de réfriagranrt refroi-

di par le premier ou le deuxième condenseur 23A ou 23B est extraite du premier ou du deuxième évaporateur 14A ou 14B pour circulation dans le circuit à basse température 3, de

sorte que le circuit 3 est à une température et une pres-

sion plus basses que lors du démarrage précédent' du moteur.

Lorsque la temporisation fixée sur la minuterie 63 est écou- lée à l'instant t3, le contact 63A se ferme et démarre à

nouveau le moteur 1OM comme déjà indiqué. Lorsque la pres-

sion de la tuyauterie de sortie 10D atteint 26.105 Pa, le contact de haute pression 65 s'ouvre à nouveau pour arrêter

le moteur 10M. De cette façon, le moteur 10M est répétiti-

vement mis en service et arrêté, de sorte que les réfrigé-

rants à haut point d'ébullition s'évaporent et exercent progressivement une action de refroidissement. Ainsi, la

température du système est progressivement abaissée, d'a-

bord dans le premier échangeur de chaleur intermédiaire 32. Lorsque la valeur de pointe de la pression accrue de la tuyauterie de sortie 10D après le démarrage du moteur M devient inférieure à 26.105 Pa, le moteur 10M reste

en fonctionnement continu.

Avec le compresseur 10 en fonctionnement continu, les réfrigérants à plus bas point d'ébullition subissent une condensation, exerçant progressivement une action de refroidissement et abaissant progressivement la température des échangeurs de chaleur intermédiaires 32, 42, 44 et du

tube d'évaporation 47 jusqu'à obtenir finalement la tempé-

rature recherchée de -150 C. Lorsque la température de la chambre de stockage atteint ensuite la limite inférieure fixée par le régulateur de température 61, la tension entre les bornes de sortie 61A et 61B n'existe plus, ce qui ouvre

le contact 62A et ouvre également le contact 60A pour ar-

rêter le moteur 10M et interrompre l'opération de refroidis-

sement. Ensuite, la température intérieure de la chambre de stockage s'élève progressivement et atteint la limite

supérieure fixée par le régulateur 61, après quoi le con-

tact 62A se ferme à nouveau. En outre, le moteur 1OM est démarré par la fermeture du contact 60A, pour reprendre l'opération de refroidissement. Le cycle de refroidissement décrit ci-dessus est répété pour maintenir la chambre de stockage à la température de consigne, par exemple de -140 C en moyenne.

La minuterie 68 compte les heures pendant les-

quelles le contact 62A et le thermostat 66 sont fermés,

c'est-à-dire pendant lesquelles le moteur 10M est en ser-

vice. Lorsque le compte atteint 12 heures, la minuterie i0 68 ferme le commutateur 69 sur la borne 69B, maintenant le moteur 10M à l'arrêt et activant les réchauffeurs 70 et

71 pour une production de chaleur. Le réfrigérant R-50 sor-

tant du troisième échangeur de chaleur intermédiaire 44 et

pénétrant dans le réducteur de pression 46 a une très bas-

se température de -120 C. Si le réfrigérant contient une très petite quantité d'eau (qui risque d'être incorporée

dans le réfrigérant, par exemple pendant son renouvelle-

ment d'appoint), il se produit une formation de glace dans

la tuyauterie. Comme le réducteur de pression 46 est géné-

ralement constitué d'un tube très mince, la croissance de la glace dans le réducteur de pression 46 obstrue le tube et empêche la circulation du réfrigérant. Conformément

à la présente invention, onchauffe périodiquement le réduc-

teur de pression 46 au moyen des réchauffeurs 70 et 71, pour empêcher la croissance des cristaux de glace par fusion et éviter ainsi l'inconvénient précité. Les réchauffeurs et 71 sont alimentés pendant 15 minutes et le commutateur 69 est à nouveau fermé sur la borne 69A pour démarrer le moteur 10M et mettre le circuit à basse température 3 en fonctionnement de refroidissement, de la même manière que ci-dessus. La figure 4 est une vue en perspective montrant

la face avant du réfrigérateur 75 conforme à l'invention.

La figure 5 est une vue partielle et en coupe de ce réfri-

gérateur et la figure 6 est un schéma illustrant spécifique-

ment la construction du circuit de réfrigérant 1 du système

de réfrigération R. Le réfrigérateur 75, qui doit être ins-

tallé dans un laboratoire physicochimique ou analogue, com-

prend un corps principal 74 comportant à l'intérieur la chambre de stockage 76 précitée, qui s'ouvre sur le dessus. L'ouverture supérieure est fermée de façon ouvrable par une porte thermiquement isolée 77 qui pivote sur le bord arrière du corps principal. Le corps principal 74 comporte sur un côté un compartiment de machine 78 qui contient le régulateur de température 61, les compresseurs 4, 10, etc. Le compartiment de machine 78 porte sur sa face avant un enregistreur de température 79 à auto-enregistrement, pour

détecter la température intérieure de la chambre de stocka-

ge 76 et enregistrer les variations de température en fonc-

tion du temps sur un papier, une alarme de type connu 80

pour fournir une alarme lors de la détection d'une tempé-

rature anormalement haute de la chambre de stockage 76, et un bouton 81 pour changer les réglages du régulateur

de température 61. Le repère 82 désigne des oules de venti-

lation.

La figure 5 est une vue de côté et en coupe du corps principal 74. Le réfrigérateur comprend un caisson extérieur 83 en acier comportant une ouverture supérieure, et un caisson intérieur 84 en aluminium comportant de même une ouverture supérieure. Dans l'espace défini entre les

deux caissons 83 et 84 est prévue une double couche d'iso-

lation thermique comprenant un isolant thermique extérieur

et un isolant thermique intérieur 86 qui sont indépen-

dants l'un de l'autre et sont chacun sous la forme d'une boîte comportant une ouverture supérieure. Les bords des

ouvertures des deux caissons 83 et 84 sont reliés mutuel-

lement par une jonction épaulée 87. Le tube d'évaporation 47 est prévu en relation de conduction thermique autour du

caisson intérieur 84 et il est noyé dans l'isolant ther-

mique intérieur 86. Le tube de dégivrage 6 est prévu en

2587792-

relation de conduction thermique le long du bord de l'ou-

verture du caisson extérieur 83, à l'intérieur de celui-ci.

L'isolant thermique intérieur 86 est simplement placé dans l'isolant thermique extérieur 85 et il en est complètement séparé, de sorte que même si l'isolant intérieur 86 se con-

tracte sous l'effet du refroidissement du tube d'évapora-

tion 47, l'isolant extérieur 85 reste exempt de fissure et sans être influencé d'aucune façon, de sorte qu'il

conserve des propriétés d'isolation thermique satisfaisantes.

Le caisson extérieur 83 comporte une ouverture 88 dans sa face arrière, tandis que l'isolant extérieur 85 comporte

une découpe 89 correspondant à l'ouverture 88. Les conden-

seurs en cascade 25A, 25B, etc. recouverts par un moulage de matière thermiquement isolante 90, comme décrit plus loin, sont placés dans la découpe 89, à travers l'ouverture 88 qui est fermée par une plaque de couvercle 91. Le repère 92 désigne une fermeture intérieure en polystyrène expansé et le repère 93 désigne un joint d'étanchéité prévu le long

de la périphérie de la porte 77, à l'intérieur de celle-ci.

Le corps principal 74 est muni de roulettes 94.

Le circuit de réfrigérant 1 du système de réfrigé-

ration R est décrit plus spécifiquement avec référence à

la figure 6. Sur les figures 1 à 6, les composants sembla-

bles sont désignés par les mêmes repères. Le condenseur auxiliaire 17 du circuit de réfrigérant à basse température

3 est placé à l'amont du condenseur 8 du circuit de réfri-

gérant à haute température 2, par rapport au flux d'air

aspiré dans le système par le ventilateur 9. Les deux con-

denseurs sont refroidis en même temps par l'air aspiré. Le premier (deuxième) évaporateur 14A (14B) est sous la forme d'un réservoir creux contenant le premier (deuxième) tube de condensation 23A (23B) sous la forme d'un enroulement hélicoïdal inséré dans le réservoir par le dessus. Un tube 66Aest directement fixé à l'accumulateur 15, pour tenir

le thermostat 66 de départ à basse température. Un échan-

geur de chaleur intermédiaire 96 comprend les échangeurs de chaleur intermédiaires 32, 42, 44, etc. décrits plus loin, qui sont moulés en un bottier utilisant une matière thermiquement isolante 97. Le tube d'évaporation 47 est fixé en zigzag à la surface extérieure du caisson intérieur

84, au moyen d'un ruban d'aluminium, d'un adhésif ou ana-

logue. Afin que l'intérieur de la chambre de stockage 76 ait une température aussi uniforme que possible, le tube

47 est prévu autour du caisson 84 de sorte que le réfri-

gérant dans ce tube circule d'abord autour du caisson in-

térieur 84, du haut vers le bas, puis circule sur sa face inférieure. La figure 7 illustre la construction de l'unité d'échange de chaleur intermédiaire 96. L'unité 96,qui est

représentée dans un cadre en pointillé, comprend les pre-

mier à troisième échangeurs de chaleur intermédiaires 32,

42, 44, le deuxième séparateur vapeur-liquide 33, les sé-

cheurs 39, 45, le réducteur de pression 40 et l'accumula-

teur 49. Les échangeurs de chaleur 32, 42 et 44 compren-

nent des tubes extérieurs 98, 99 et 100 d'un diamètre re-

lativement grand, enroulés hélicoidalement sur plusieurs tours et en une configuration aplatie, les enroulements

étant reliés ensemble l'un au-dessus de l'autre. Les tu-

yauteries de phase vapeur 30 et 43 passent à l'intérieur des tubes, avec un intervalle entre les tuyauteries et les tubes. Ainsi, les échangeurs de chaleur ont une structure tubulaire hélicoïdale double. Sur la figure 7, le premier échangeur de chaleur intermédiaire 32 est indiqué en A, le deuxième échangeur 42 en B et le troisième échangeur

44 en C. Le deuxième séparateur vapeur-liquide 33, les sé-

cheurs 39,45, le réducteur de pression 40 et l'accumulateur 49 sont logés à l'intérieur des enroulements hélicoidaux,

pour diminuer l'espace mort et rendre l'unité 96 plus com-

pacte.

On décrit maintenant plus en détail la construc-

tion de l'unité 96. Le repère 101 désigne une tuyauterie reliant le sécheur 28 au premier séparateur vapeur-liquide 29. La tuyauterie de phase vapeur 30 s'étendant vers le

haut à partir du séparateur 29 entre dans le tube exté-

rieur 98 par une entrée étanche IN1, elle s'étend hélicol-

dalement dans le tube, puis sort à une sortie OUT1 et pé-

nètre dans le deuxième séparateur vapeur-liquide 33. Les

réfrigérants gazeux qui circulent vers le bas dans la tu-

yauterie de phase vapeur 30 sont condensés par les réfri-

gérants à basse température qui circulent vers le haut dans l'espace compris entre la tuyauterie 30 et le tube extérieur 98. La tuyauterie de phase vapeur 43 partant du deuxième séparateur 33 pénètre dans le tube extérieur 99 à une entrée

IN2. Les réfrigérants liquides séparés par le premier sé-

parateur 29 traversent le réducteur de pression 36 pour une

réduction de pression, puis ils passent dans une partie in-

termédiaire d'une tuyauterie de communication 102 reliant la sortie OUT1 du tube extérieur 98 à l'entrée IN2 du tube

99 et ils s'évaporent à l'intérieur du tube 98, en coopé-

ration avec le réfrigérant provenant du tube d'évaporation 47 pour condenser les réfrigérants gazeux à l'intérieur de la tuyauterie 30. La tuyauterie de phase vapeur 43 qui passe dans le tube 99 sort de celui-ci à une sortie 0UT2, pénètre

dans le tube extérieur 100 à une entrée IN3, s'étend héli-

coidalement dans le tube 100 et sort de celui-ci à une sortie OUT3. Les tubes extérieurs sont scellés aux sorties

et aux entrées. Le réfrigérant liquide séparé par le deuxiè-

me séparateur 33 traverse le sécheur 39 prévu en relation

* d'échange de chaleur avec le tube extérieur 100, il traver-

se le réducteur 40 pour une réduction de pression, puis il

arrive dans une partie intermédiaire d'un tube de communica-

tion reliant la sortie OUT2 du tube extérieur 99 à l'entrée IN3 du tube 100 et il s'évapore dans le tube extérieur 99 entouré par le réfrigérant qui revient du tube d'évaporation,

pour condenser le réfrigérant gazeux à l'intérieur de la tu-

yauterie de phase vapeur 43. Le réfrigérant R50 qui circule vers le bas dans la tuyauterie 43 est presque entièrement condensé en un liquide qui passe dans le tube extérieur 100

et arrive dans le réducteur de pression 46, par l'intermé-

diaire du sécheur 45 prévu en relation d'échange de chaleur avec le tube extérieur 100. Une tuyauterie 105 raccordée entre l'extrémité de sortie du tube d'évaporation 47 et la sortie OUT3 du tube extérieur 100 est en communication avec l'espace autour de la tuyauterie de phase vapeur 43 à l'intérieur du tube 100. A l'entrée du tube IN1 du tube extérieur 98, l'espace autour de la tuyauterie de phase vapeur 30 est maintenu en communication avec l'accumulateur 49 par une tuyauterie 106. Ainsi, le réfrigérant revenant du tube d'évaporation 47 circule dans la tuyauterie 105, dans l'espace compris entre le tube extérieur 100 et la tuyauterie de phase vapeur 43, monte dans cet espace tout en condensant le réfrigérant qui circule vers le bas dans la tuyauterie de phase vapeur 43 et il rejoint à l'endroit de la tuyauterie de communication 103 le réfrigérant venant du réducteur de pression 40. Le mélange réfrigérant circule

dans l'espace compris entre le tube extérieur 99 et la tu-

yauterie de phase vapeur 43, il monte dans cet espace tout en condensant le réfrigérant à l'intérieur de la tuyauterie 43 et il rejoint dans la tuyauterie de communication 102 les réfrigérants venant du réducteur de pression 36. Le mélange résultant circule vers le haut dans l'espace compris entre le tube extérieur 98 et la tuyauterie de phase vapeur 30 tout en condensant les réfrigérants à l'intérieur de la

tuyauterie 30, puis il atteint l'accumulateur 49 par l'in-

termédiaire de la tuyauterie 106 et il passe ensuite dans

l'échangeur de chaleur du côté aspiration 24, par l'inter-

médiaire d'une tuyauterie 108. Ainsi, le réfrigérant des-

cendant qui circule dans la tuyauterie de phase vapeur 30 ou 43 est à contrecourant du réfrigérant qui monte dans les

espaces définis dans les tubes extérieurs 100, 99 et 98 au-

tour de la tuyauterie 30 ou 34 venant du tube d'évaporation 47. On décrit maintenant la procédure d'installation du système de réfrigération R dans le corps principal 74, avec référence à la figure 8 qui est une vue en perspective montrant le côté arrière du réfrigérateur 75. Le caisson extérieur 83 comporte, sur sa face arrière, une ouverture

d'un côté de l'ouverture 88. L'isolant thermique exté-

rieur 85 est formé avec une découpe 111 correspondant à

l'ouverture 110. Par moulage, l'isolant thermique 90 con-

tient à l'intérieur les condenseurs en cascade 25A, 25B,

les échangeurs de chaleur du côté aspiration 22, 24, l'ac-

cumulateur 15 et le sécheur 28. Pour mouler les isolants et 97, on place les composants dans un sac de résine, on place le sac dans un moule en forme de botte, on remplit

le sac d'une matière thermiquement isolante à base d'uré-

thane et on provoque l'expansion de la matière. Le réduc-

teur de pression 46 et la tuyauterie 105 qui sont prévus pour s'étendre à l'extérieur de l'isolant 97 sont raccordés

par soudage au tube d'évaporation 47 qui sort par des ori-

fices 112 et 112 ménagés dans la partie intérieure de la découpe 111. Les tuyauteries pour le réducteur de pression 13, etc., prévues pour s'étendre extérieurement à travers l'isolant 90,sont raccordées par soudage aux tuyauteries qui sortent à travers la paroi adjacente au compartiment de machine 78 et définissant la découpe 89. Le premier séparateur vapeur-liquide 29 et le sécheur 35 étant placés

à l'extérieur de l'isolant 90,les isolants 90 et 97 inter-

connectés par les tuyauteries sont logés dans les découpes 89 et 111, on garnit les jeux restants avec de la laine de verre ou analogue et on ferme les découpes 89 et 111 avec

la plaque de couvercle 91, de sorte que le système est com-

plètement maintenu en place. On installe les compresseurs 4, 10, le condenseur 8, le ventilateur 9, le réservoir d'expansion 51, etc., dans le compartiment de machine 78, avant la procédure ci-dessus. Ainsi, le réfrigérateur 75

est terminé.

Bien que le fonctionnement idéal du système de réfrigération R suivant la présente invention ait déjà été décrit, l'étage final du système, c'est-àdire la zone com- prenant le troisième échangeur de chaleur intermédiaire 44 jusqu'au tube d'évaporation 47,est refroidi à une très basse température de -120 à -150 C, comme décrit ci-dessus, de sorte que même si le système est rigoureusement isolé thermiquement comme déjà indiqué, le réfrigérant liquide qui traverse le troisième échangeur 44 tend à s'évaporer dans le réducteur de pression 46 du fait de la transmission de chaleur venant de l'ambiance. Le réfrigérant non conden-

sé'venant du deuxième séparateur vapeur-liquide 33, bien que contenant une petite quantité de R-14, est presque entièrement du R-50. La figure 9 illustre la relation entre

la pression du réfrigérant R-50 et sa température d'évapo-

ration. Le diamètre intérieur du tube du réducteur de pres-

sion 46 est très petit (habituellement moins de 1 millimètre) comme déjà indiqué, de sorte que, lorsque le réfrigérant

R-50 s'évapore dans le réducteur 46, l'intérieur du réduc-

teur 46 est immédiatement rempli par la vapeur du réfri-

gérant et engendre donc une très grande résistance à la cir-

culation du réfrigérant et empêche l'écoulement du réfrigé-

rant liquide. Par suite, la température du tube d'évapora-

tion 47 s'élève, ce qui nuit au refroidissement total de

la chambre de stockage 76.

Toutefois, l'empêchement du passage du réfrigé-

rant liquide dans le réducteur de pression 46 engendre une pression accrue avant l'entrée du réducteur 46,ce qui élève donc la température d'évaporation du réfrigérant R-50, comme représenté sur la figure 9. Le réfrigérant cesse donc de

s'évaporer dans le réducteur 46 et il en résulte que l'in-

troduction de réfrigérant liquide dans le tube d'évapora-

tion 47 recommence, pour effectuer un refroidissement nor-

mal. Néanmoins, lorsque la température s'abaisse en consé-

quence, l'évaporation se produit à nouveau dans le réduc-

teur 46 comme indiqué plus haut et le processus se répète.

Dans une telle situation, la chambre de stockage 76 n'est pas complètement refroidie, tandis que les charges sensi- blement variables exercées sur le compresseur 10 réduisent

la vie du compresseur et provoquent des bruits importants.

Conformément à la présente invention, le sécheur 45 est

donc prévu en relation d'échange de chaleur avec le troi-

sième échangeur de chaleur intermédiaire 44 pour refroidir

le réfrigérant R-50 à nouveau après passage à travers l'é-

changeur 44 et pour empêcher l'élévation de température due à la transmission de chaleur venant de l'ambiance. Cela

sert à empêcher l'évaporation du réfrigérant dans le réduc-

teur de pression 46, pour éviter un refroidissement insuf-

fisant.

La situation anormale décrite ci-dessus est égale-

ment rencontrée lorsque la quantité de réfrigérant chargée dans le circuit de réfrigérant à basse température 3 est

incorrecte. La figure 9 illustre les variations de la tem-

pérature intérieure de la chambre de stockage 76 en fonc-

tion du temps écoulé après branchement de l'alimentation du système de réfrigération R. La courbe L1 représente une

situation dans laquelle une quantité correcte de réfrigé-

rant est chargée dans le système, la courbe L2 représente

une situation dans laquelle une quantité excessive de ré-

frigérant est chargée et la courbe L3 représente une situa-

tion dans laquelle la quantité de réfrigérant est insuffi-

sante. La figure 10 illustre la température intérieure L2

de la-chambre de stockage 76 lorsque la quantité de réfri-

gérant chargée dans le système est excessive,approximative-

ment à la température désirée, la température correspondan-

te L3 lorsque la quantité est insuffisante, la température L4 du réfrigérant qui pénètre dans le réducteur de pression 46, c'est-à-dire sa température à l'entrée P1 du réducteur

46 représenté sur la figure 1, lorsque la quantité de ré-

frigérant est excessive, la température L5 du réfrigérant qui sort du réducteur 46, c'est-à-dire sa température à l'entrée P2 du tube d'évaporation représenté sur la figure 1, lorsque la quantité de réfrigérant est également exces-

sive, la température L6 à l'entrée P1 du réducteur 46 lors-

que la quantité de réfrigérant est insuffisante et la tem-

pérature L7 de l'entrée P2 du tube 47 lorsque la quantité

est insuffisante.

Lorsque la quantité de réfrigérant chargée dans

le système est excessive, la vitesse à laquelle la tempéra-

ture de la chambre de stockage 76 s'abaisse après le démar-

rage de l'opération de refroidissement est plus grande que lorsque la quantité est normale. Toutefois, lorsqu'un excès de réfrigérant liquide est envoyé au tube d'évaporation 47, une quantité importante de réfrigérant liquide ne peut pas s'évaporer dans le tube 47 et elle pénètre et s'évapore dans le troisième échangeur de chaleur intermédiaire 44,

après que l'intérieur de la chambre de stockage 76 ait at-

teint la température désirée, avec le résultat que l'échan-

geur de chaleur 44 est refroidi à la même température que le tube d'évaporation 47. La température à l'entrée Pl du réducteur de pression 46 s'abaisse donc à un niveau qui est très différent de la température ambiante. Cela permet la pénétration d'une plus grande quantité de chaleur dans le réducteur 46, en provenance de l'ambiance, pour provoquer

l'évaporation du réfrigérant liquide. Ainsi, le réfrigé-

rant liquide commence à s'évaporer dans le réducteur 46, ce qui augmente la pression intérieure du réducteur 46, gêne l'écoulement du réfrigérant liquide et diminue l'envoi

de réfrigérant liquide au tube d'évaporation 47. La tempé-

rature intérieure de la chambre de stockage 76 augmente

donc,avec une élévation de la température à l'entrée P2.

Lorsque la circulation du réfrigérant liquide à travers le

réducteur de pression 46 est gênée, la pression du réfrigé-

rant liquide augmente, comme déjà indiqué, la température

d'évaporation augmente de façon correspondante et le réfri-

gérant liquide cesse de s'évaporer, ce qui permet ensuite le passage du réfrigérant dans le réducteur 46 à nouveau pour un refroidissement normal. Toutefois, la même situa-

tion que ci-dessus se répète lorsque l'opération de re-

==d u ssée -*|provque er-site --la-présence d'un excès de

réfrigérant liquide dans le tube 47. Par suite, les tempé-

ratures fluctuent de façon pulsatoire instable, comme

représenté par les courbes L2, L4 et L5 sur la figure 10.

La température intérieure de la chambre de stockage 76 va-

rie avec un léger retard. De ce fait, la température inté-

rieure de la chambre de stockage 76 dépasse périodiquement le niveau normal Ll, commle indiqué sur la figure 9, et le

refroidissement est donc insuffisant. En outre, le compres-

seur 10 vibre alors davantage et engendre un bruit et une

usure de façon anormale.

Dans la situation décrite ci-dessus, la tempéra-

ture du réfrigérant qui entre dans le réducteur de pression

46 s'approche de la température du réfrigérant qui en sort.

Plus précisément, la température à l'entrée P1 du réducteur 46 descend à une valeur proche de la température à l'entrée P2 du tube d'évaporation 47. Les essais ont montré que,

approximativement à la température à obtenir, la différen-

ce entre ces températures n'est pas supérieure à 100C. Con-

formément à la présente invention, on charge donc le réfri-

gérant dans le système en une quantité telle que la diffé-

rence de température entre les points P1 et P2 est supé-

rieure à 10 C. Cela évite la présence d'un excès de réfri-

gérant, ce qui supprime les pulsations de température et assure un refroidissement stable. De plus, le sécheur 45

est disposé en échange de chaleur avec le troisième échan-

geur thermique intermédiaire 44, pour réduire l'influence de la pénétration de chaleur ambiante et pour obtenir des

températures plus stables.

Ensuite, lorsque la quantité de réfrigérant est insuffisante, il en résulte naturellement une vitesse de refroidissement plus faible, comme représenté par la courbe L3 sur la figure 9. En outre et bien qu'en petite quantité, le réfrigérant circule dans le circuit de réfrigérant à

basse température 3, de sorte qu'une petite quantité de ré-

frigérant liquide pénètre dans le tube d'évaporation 47 en

provenance du réducteur de pression 46 et s'évapore immé-

diatement dans le tube 47, abaissant par conséquent la tem-

pérature à l'entrée P2 du tube 47 comme représenté par la courbe L7 sur la figure 10. Toutefois, puisque la quantité de réfrigérant liquide est petite, l'évaporation s'arrête immédiatement et il en résulte que la vapeur de réfrigérant passe seulement du tube 47 dans le troisième échangeur de chaleur intermrdiaire 44. En conséquence, l'intérieur de la chambre de stockage 76 devient insuffisamment refroidi, la

température s'élève et atteint une valeur élevée, comme re-

présenté par la courbe L3, et la température du troisième échangeur thermique 44 s'élève également. Comme représenté par la courbe L6, cela élève la température à l'entrée P1 du réducteur de pression 46 à travers lequel le réfrigérant passe après échange de chaleur dans l'échangeur 44, ce qui augmente fortement la différence de température entre les

points P1 et P2.

Avec le système de réfrigération R de la présente invention, la différence de 100 C entre la température

(-50 C) des condenseurs en cascade 25A, 25B et la tempéra-

ture (-150 C) du tube d'évaporation 47 est engendrée par

étapes, par création de différences de température à tra-

vers les réducteurs de pression 36, 40 et 46. La différen-

ce de température à fournir par chacun des réducteurs de

pression 36, 40 et 46 est de 33 C lorsque la différence to-

tale est également répartie (habituellement, la différence de température est établie de manière à diminuer lorsque la température diminue, afin de réduire la charge autant que possible). Le circuit est dans un état anormal si la différence de température entre l'entrée P1 du réducteur 46 et l'entrée P2 du tube d'évaporation 47 est supérieure

à la différence de 33 C,autour de la température désirée.

L'anomalie peut être attribuée à l'insuffisance de la

charge de réfrigérant. Par conséquent, avec la présente in-

vention, le réfrigérant est chargé en une quantité telle que la différence de température entre les points P1 et P2 est inférieure à 33 C, pour éviter une réfrigération

insuffisante due à une quantité insuffisante de réfrigé-

rant. En résumé, la quantité correcte de réfrigérant à charger dans le circuit est telle que la différence entre la température du réfrigérant qui pénètre dans le réducteur

de pression 46 et celle du réfrigérant qui en sort, déter-

minée à partir de la température à l'entrée P1 du réducteur 46 et de la température à l'entrée P2 du tube 47, soit, au voisinage de la température à atteindre, dans la plage de plus de 10 C à moins que la valeur obtenue par division de la différence de température entre les condenseurs en cascade 25A, 25B et le tube d'évaporation 47 par le nombre

de réducteurs de pression 36, 40, 46, c'est-à-dire 33 C.

Le système de réfrigération R est influencé égale-

ment par la température ambiante. Lorsqu'on charge le réfri-

gérant en une quantité permettant d'obtenir les performan-

ces maximales, à une température ambiante élevée, on rencon-

tre l'objection suivante. Si la température ambiante dimi-

nue,la température des condenseurs en cascade 25A, 25B et

des échangeurs de chaleur intermédiaires 32, 42, 44 s'a-

baisse également de sorte que, en plus du réfrigérant à condenser par les échangeurs de chaleur intermédiaires, la partie de réfrigérant à condenser par l'échangeur de chaleur suivant est également condensée partiellement et

revient au compresseur 10. Cela diminue la quantité de ré-

frigérant R-50 qui pénètre finalement dans le tube d'éva-

poration 47 et il en résulte une réfrigération insuffisante.

Si on utilise une quantité accrue de réfrigérant pour sup-

primer cet inconvénient, il se produit la variation pulsée

de température susmentionnée,lorsque la température ambian-

te s'élève. Ces difficultés ont été vaincues par la présente invention qui utilise le réfrigérant en une quantité telle que la différence de température entre les points P1 et P2 soit supérieure à 10 C mais inférieure à 33 C. Celaassure

une caractéristique de refroidissement stabledes températu-

res ambiantes élevées jusqu'aux basses températures ambian-

tes.

L'enregistreur de température 79 à auto-enregistre-

ment est prévu pour enregistrer la température intérieure de la chambre de stockage 76 et il constitue un composant important des réfrigérateurs du type décrit. L'enregistreur 79 comprend principalement un tube de Bourdon 120 sous la forme connue d'une vis d'Archimède, comme représenté sur la figure 1,et un papier d'enregistrement ou analogue, non représenté, qui est déplacé automatiquement en fonction

du temps. Avec référence à la figure 11, un capteur de tem-

pérature 121 est disposé de manière à détecter la tempéra-

ture intérieure de la chambre de stockage 76. L'élément

sensible 121 est relié au tube de Bourdon 120, en communi-

cation avec celui-ci par un tube mince 122. Un axe d'en-

traînement vertical 123 est fixé au tube de Bourdon 120,

par exemple au centre O de sa spirale. Un stylet d'enregis-

trement 124 est fixé à l'extrémité supérieure de l'axe 123.

Le tube de Bourdon 120 est creux et il contient une substan-

ce liquide sensible à la température, par exemple de l'al-

cool éthylique ou de l'alcool n-propylique. Le tube de

Bourdon 120 se déforme en raison de la variation de la pres-

sion intérieure due à une variation de la température au-

tour de l'élément sensible 121, ce qui fait tourner l'ar-

bre d'entraînement 123 sur son axe. On sait que l'angle de rotation g est proportionnel à la variation de la pression

intérieure du tube de Bourdon 120. La température intérieu-

re de la chambre de stockage 76 est enregistrée en terme

de position du stylet 124.

On utilise la substance courante sensible à la température, par exemple l'alcool éthylique ou l'alcool n-propyiique,à une température de -80 C environ, mais cette

substance gèle à une température cryogénique de -150 C at-

teinte avec la présente invention et elle n'est pas utili-

sable pour l'enregistreur de température. La demanderesse a effectué des recherches et a réussi à enregistrer des

températures cryogéniques de -150 C environ, par utilisa-

tion de 2-méthylpentane (isohexane) comme substance sen-

sible à la température. La figure 12 illustre la relation entre la température T autour de l'élément sensible 121 et la pression intérieure P du tube de Bourdon 120 contenant du 2-méthylpentane. Le diagramme montre que la pression P est sensiblement proportionnelle à la température T dans

la plage de température de -150 C à +50 C. L'angle de rota-

tion 0 du stylet 124 est proportionnel à la pression P,

comme déjà indiqué, et il est donc sensiblement proportion-

nel à la température T. Ainsi, on peut enregistrer la tem-

pérature intérieure de la chambre de stockage 76 dans toute

la plage de -150 C à +50 C.

Comme décrit ci-dessus, le système de réfrigéra-

tion R conforme à l'invention atteint une très basse tempé-

rature, avec utilisation de compresseurs électriques de capacité usuelle, sans nécessiter des compresseurs de plus grande capacité. Avec la disposition de l'invention,on peut

combiner l'évaporateur du premier circuit (fermé) de ré-

frigérant avec la ligne (tuyauterie) à haute pression du

deuxième circuit (fermé) de réfrigérant, en relation d'é-

c-.ange de chaleur avec celle-ci, pour constituer une plu-

ralité de condenseurs en cascade séparés. Cela permet d'ins-

taller le système de réfrigération plus librement et de

réduire son encombrement total. En outre,les parties d'é-

vaporateur du premier circuit sont reliées en série, en ce qui concerne la circulation de réfrigérant, tandis que

la ligne (tuyauterie) à haute pression du deuxième circuit.

comprend une pluralité de parties de ligne (tuyauterie) en parallèle. Même si les parties d'évaporateur sont amenées en déséquilibre de température, cette disposition empêche un écoulement irrégulier des réfrigérants, puisque les réfrigérants ne traversent pas les parties d'évaporateur de façon divisée, ce qui permet aux parties d'évaporateur de présenter une caractéristique de condensation stable et soumet en outre le mélange réfrigérant dans la ligne

(tuyauterie) à haute pression à un échange de chaleur sa-

tisfaisant. Par conséquent, on peut atteindre des tempéra-

tures cryogéniques avec une bonne stabilité.

La pluralité de condenseurs en cascade séparés

est obtenue par division de l'évaporateur du premier cir-

cuit (fermé) de réfrigérant en une pluralité de parties d'évaporateur et agencement de la ligne (tuyauterie) à

haute pression du deuxième circuit (fermé) de réfrigé-

rant en relation d'échange de chaleur avec lesdites parties

d'évaporateur. Si les parties d'évaporateur du premier cir-

cuit sont reliées en parallèle en ce qui concerne la circu-

lation de réfrigérant et lorsque la température d'une des parties d'évaporateur s'élève! la pression de vapeur dans

cette partie augmente pour ralentir l'entrée de réfrigé-

rant, avec le résultat que la température de la partie d'é-

vaporateur s'élève davantage. De cette façon, lorsque l'é-

quilibre de température est initialement perturbé dans l'a-

gencement en parallèle des parties d'évaporateur, le désé-

quilibre s'amplifie à un déséquilibre plus grand pour en-

gendrer l'inconvénient que les parties d'évaporateur dif-

fèrent en capacité de condensation du mélange réfrigérant qui circule dans la ligne (tuyauterie) à haute pression du deuxième circuit. D'autre part, si les parties de ligne (tuyauterie) à haute pression du deuxième circuit, reliées en série en ce qui concerne la circulation de réfrigérant,

sont combinées avec les parties d'évaporateur, cette dispo-

sition engendre une différence de température entre les parties d'évaporateur (élévation de la température de la partie d'évaporateur amont) qui provoque le déséquilibre

susmentionné, empêchant encore d'obtenir un rendement d'é-

change de chaleur plus élevé qu'avec la disposition dans

laquelle l'évaporateur du premier circuit n'est pas divisé.

Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in-

vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réa-

lisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la

présente invention.

Claims (10)

Revendications

1. Système de réfrigération (R) comprenant un premier (2) et un deuxième (3) circuits de réfrigérant comportant chacun un compresseur (4,10), un condenseur

et un évaporateur, la sortie du compresseur étant raccor-

dée à l'entrée du condenseur par une tuyauterie, la sortie du condenseur étant raccordée à l'entrée de l'évaporateur par une autre tuyauterie, la sortie de l'évaporateur étant

raccordée à l'entrée du compresseur par une autre tuyaute-

rie, chacun des circuits de réfrigérant étant chargé avec

un réfrigérant organique, caractérisé en ce que l'évapora-

teur du premier circuit de réfrigérant est divisé en une

pluralité de parties d'évaporateur (14A,14B) reliées en-

semble en série relativement à la circulation du réfri-

gérant, en ce que le condenseur du deuxième circuit réfri-

gérant est divisé en parties de condenseur (25A,25B) en nombre égal au nombre des parties d'évaporateur du premier

circuit de réfrigérant, les parties de condenseur étant re-

liées ensemble en parallèle relativement à la circulation du réfrigérant, et en ce que les parties de condenseur ' du deuxième circuit de réfrigérant sont associées en paires

avec les parties d'évaporateur du premier circuit de réfri-

gérant pour constituer des échangeurs de chaleur, le réfri-

gérant du deuxième circuit de réfrigérant étant un mélange

de réfrigérants qui diffèrent en nature et en point d'é-

bullition, de sorte que l'évaporateur du deuxième circuit

de réfrigérant est refroidi à une température cryogénique.

2. Système de réfrigération suivant la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que les parties d'évaporateur

du premier circuit de réfrigérant et les parties de con-

denseur du deuxième circuit de réfrigérant constituent

deux à quatre échangeurs de chaleur,de capacité sensible-

ment égale.

3. Système de réfrigération suivant la revendi-

cation 2, caractérisé en ce que les parties d'évaporateur

du premier circuit de réfrigérant et les parties de conden-

seur du deuxième circuit de réfrigérant constituent deux

échangeurs de chaleur de capacité sensiblement égale.

4. Système de réfrigération suivant l'une des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réfrigérant

chargé dans le premier circuit de réfrigérant (2) est un réfrigérant organique contenant CC12F2, et le réfrigérant chargé dans le deuxième circuit de réfrigérant (3) comprend au moins deux réfrigérants organiques contenant CH4 et ayant

des points d'ébullition différents.

5. Système de réfrigération suivant la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que le réfrigérant chargé dans

le premier circuit de réfrigérant est un mélange réfrigé-

rant de CHClF2 et CCl2F2, et le réfrigérant chargé dans

le deuxième circuit de réfrigérant est un mélange réfrigé-

rant de CH4, CF4, CBrF3, et CHCl2F.

6. Système de réfrigération suivant la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que le réfrigérant chargé dans

le premier circuit de réfrigérant est un mélange réfrigé-

rant de CHClF2, CClF2-CF3 et CCl2F2, et le réfrigérant

chargé dans le deuxième circuit de réfrigérant est un mé-

lange réfrigérant de CH4, CF4, CBrF3 et CCl2F2.

7. Système de réfrigération suivant l'une quelcon-

que des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tu-

yauterie reliant la sortie de l'évaporateur (47) du deuxième circuit de réfrigérant (3) à l'entrée de son compresseur

(10) comporte une pluralité d'échangeurs de chaleur inter-

médiaires (44,42,32) reliés ensemble en série, et la tuyau-

terie reliant la sortie du condenseur (25A,25B) du deuxième circuit de réfrigérant à l'entrée (P2) de son évaporateur comporte une pluralité de réducteurs de pression (36,40,46) et des séparateurs vapeur-liquide (29, 33) en nombre plus petit que le nombre des réducteurs de pression, et elle comprend une première partie de tuyauterie pour introduire

le réfrigérant qui traverse le condenseur du deuxième cir-

cuit de réfrigérant dans l'un (29) des séparateurs vapeur-

liquide et pour admettre la partie condensée du réfrigérant dans l'un (32) des échangeurs de chaleur intermédiaires à travers l'un (36) des réducteurs de pression, une pluralité de parties de tuyauterie (30) pour amener la partie non condensée du réfrigérant venant du premier séparateur va-

peur-liquide (29) en échange de chaleur avec ledit échan-

geur de chaleur intermédiaire (32), pour introduire ensuite la partie du réfrigérant mentionnée en second dans un autre

(33) des séparateurs vapeur-liquide et pour admettre la par-

tie condensée résultante du réfrigérant dans un autre (42) des échangeurs de chaleur intermédiaires à travers un autre (40) des réducteurs de pression, et une partie de tuyauterie

(43) dans l'étage final pour admettre la partie du réfrigé-

rant ayant le plus bas point d'ébullition et traversant les parties de tuyauterie, dans l'évaporateur (47) du deuxième

circuit de réfrigérant (3) à travers le réducteur de pres-

sion (46) de l'étage final.

8. Système de réfrigération suivant la revendi-

cation 7, caractérisé en ce que la différence de tempéra-

ture entre le réfrigérant qui pénètre dans le réducteur de pression (46) de l'étage final et le réfrigérant qui sort du réducteur de pression de l'étage final est plus petite que la valeur obtenue par division de la différence de

température entre le condenseur (25A,25B) du deuxième cir-

cuit de réfrigérant et son évaporateur (47) par le nombre

des réducteurs de pression,et plus grande que 10 C.

9. Système de réfrigération suivant la revendi-

cation 7, caractérisé en ce que la tuyauterie reliant la sortie du condenseur du deuxième circuit de réfrigérant à l'entrée de son évaporateur comporte deux à cinq réducteurs

de pression, et la tuyauterie reliant la sortie de l'évapo-

rateur du deuxième circuit de réfrigérant à l'entrée de son

compresseur comporte des échangeurs de chaleur intermédiai-

res en nombre égal ou supérieur à celui des réducteurs de

pression.

10. Système de réfrigération suivant la revendica-

tion 9, caractérisé en ce que la tuyauterie reliant la sor-

tie du condenseur (25A,25B) du deuxième circuit de réfri-

gérant à l'entrée (P2) de son évaporateur (47) comporte trois réducteurs de pression (36,40,46) et la tuyauterie reliant la sortie de l'évaporateur (47) du deuxième circuit de réfrigérant à l'entrée de son compresseur (10) comporte

trois échangeurs de chaleur intermédiaires (44,42,32).