FR2641065A1 - - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les appareils à cycle de réfrigération. Elle se rapporte à un appareil dans lequel une partie d'adsorption 15 sépare des fluides de refroidissement ayant une température élevée et une faible température d'ébullition respectivement d'un mélange de fluides qui circule dans un circuit 1 par un procédé d'adsorption par compression alternée. Un réservoir 20 contient temporairement le fluide séparé de refroidissement, et un circuit de retour 22-25, 30 renvoie le fluide restant, qui n'a pas été séparé par la partie d'adsorption 15 et qui n'a pas été conservé dans le réservoir 20, au circuit 1 à cycle de réfrigération. Application aux appareils de conditionnement d'air.

Description

La présente invention concerne de façon générale un appareil à cycle de

réfrigération, et plus précisément un perfectionnement à un ensemble de séparation de fluide de refroidissement, destiné à faire varier la composition d'un mélange de fluides de refroidissement qui circule dans un circuit d'un appareil à cycle de réfrigération dans lequel est chargé un fluide de refroidissement sous forme d'un mélange non azéotrope comprenant plusieurs types de fluides de refroidissement ayant des températures différentes

d'ébullition.

On a récemment souhaité la disponibilité d'un appa-

reil de conditionnement d'air qui utilise la chaleur formée par un appareil à cycle de réfrigération, du type d'une pompe à chaleur, pour la fourniture d'eau chaude, en plus

du chauffage d'un panneau rayonnant qui accélère le chauf-

fage par rapport au chauffage normal.

De manière classique, l'appareil à cycle de réfrigé-

ration du type précité utilisé dans un appareil de condi-

tionnement d'air comporte un fluide de refroidissement à un seul constituant, par exemple un hydrocarbure chlorofluoré, désigné par la référence "R-22" et ayant une température d'ébullition relativement faible, car il convient à un fonctionnement de rendement élevé. Comme un tel appareil à

cycle de réfrigération a une faible température de conden-

sation, ses performances ne suffisent pas pour la réalisa-

tion de l'appareil précité. Il est donc souhaitable qu'un appareil à cycle de réfrigération puisse fonctionner avec

un rendement élevé lors du chauffage, lorsqu'une tempéra-

ture élevée est nécessaire par exemple pour la fourniture

d'eau chaude.

A cet effet, on a récemment mis au point un appareil à cycle de réfrigération mettant en oeuvre un mélange de fluides de refroidissement constitué de plusieurs types de fluides de refroidissement (normalement deux types), un fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition et un fluide de refroidissement à température normale

d'ébullition (c'est-à-dire à faible température d'ébulli-

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tion) placés dans un circuit à cycle de réfrigération, la composition du mélange de fluides de refroidissement qui

circule dans ce cycle pouvant changer avec le but recher-

ché, comme décrit dans les demandes publiées et non exami-

nées de brevet japonais n 62-80452 et 59-197761. En

d'autres termes, cette appareil peut faire varier la compo-

sition (concentration) d'un fluide de refroidissement afin que la température de condensation puisse augmenter lors du

fonctionnement à température élevée.

La variation de la composition d'un mélange de fluides de refroidissement nécessite la séparation d'un type particulier de fluide de refroidissement du mélange de fluides d'une manière aussi rapide que possible afin que la concentration du fluide à température élevée d'ébullition soit élevée lors du fonctionnement à haute température et

que la concentration du fluide à faible température d'ébul-

lition soit élevée lors du fonctionnement normal.

Dans l'appareil précité à cycle de réfrigération, un

ensemble de séparation de fluide de refroidissement, consi-

déré comme exemple, met en oeuvre une séparation par dis-

tillation assurant un refroidissement des vapeurs des dif-

férents types de fluides de refroidissement produites par chauffage du mélange de fluides, à l'aide d'une source de chaleur, le fluide repassant à l'état liquide afin qu'il

permette la séparation de l'un des constituants.

Le procédé de séparation par distillation nécessite un appareil de hauteur supérieure à une certaine valeur afin que le rendement de séparation soit élevé. L'obtention

d'un tel rendement provoque obligatoirement un agrandisse-

ment de l'ensemble de séparation et ainsi de l'appareil à cycle de réfrigération. En outre, cet appareil nécessite une source de chaleur formée exclusivement par disposition d'une tuyauterie de chauffage provenant du circuit à cycle

de réfrigération ou d'un nouveau dispositif de chauffage.

En outre, cet appareil doit recevoir de l'énergie parvenant à une telle source de chaleur et sa structure n'est pas simple. Il existe un autre ensemble connu de séparation de fluide de refroidissement, décrit dans la demande publiée et non examinée de brevet japonais n 62-162853, qui sépare un fluide de refroidissement par un procédé d'adsorption thermique alternée TSA mettant en oeuvre un matériau adsor-

bant. En d'autres termes, l'appareil à cycle de réfrigéra-

tion comportant un tel ensemble de séparation mettant en oeuvre ce procédé TSA adsorbe un certain type du fluide de

refroidissement dans une cuve contenant un adsorbant, pla-

cée directement dans le circuit, et provoque la désorption

du fluide adsorbé par application de chaleur par un dispo-

sitif de chauffage, si bien que la concentration du fluide

de refroidissement qui -circule dans le circuit varie.

Dans cet ensemble de séparation utilisant le procédé TSA l'adsorption d'un fluide de refroidissement à faible température d'ébullition n'est réalisée que par la cuve

contenant l'adsorbant. Ceci nécessite une quantité impor-

tante d'un matériau adsorbant remplissant cette cuve et donc une augmentation de la dimension de la cuve et ainsi

de la dimension globale de l'appareil à cycle de réfrigéra-

tion si bien que cet appareil ne peut pas être utilisé dans un appareil de conditionnement d'air domestique ou analogue. Dans l'hypothèse o la pression dans la cuve de l'adsorbant, dans cet appareil, est de 6 bars (pression absolue) et o la température du fluide de refroidissement

est de - 5 C, la quantité de matériau adsorbant intro-

duite, nécessaire pour le changement du rapport des concen-

trations du mélange de fluides de refroidissement "R-

22"/"R-114" de 50/50 en pourcentage molaire (504 g/996 g), convenant à un fonctionnement à haute température, & un rapport différent "R-22"/"R-114" de 80/20 mole % convenant

au fonctionnement à rendement élevé par adsorption de "R-

114" est de 967 g. Comme la quantité du matériau adsorbant chargé est proportionnelle à la pression dans la cuve du matériau, elle peut être réduite par augmentation de la

pression dans la cuve. La réduction de la quantité du maté-

riau adsorbant est cependant limitée par la dimension que

doit avoir l'appareil global.

L'invention concerne un appareil perfectionné et nouveau à cycle de réfrigération ayant pour fonction de changer la composition d'un mélange de fluides de refro:- dissement qui circule par une adsorption à compression alternée (PSA) contribuant à la réduction de la dimension de l'appareil et permettant une séparation d'un fluide particulier de refroidissement avec un rendement élevé, si bien que le fonctionnement peut avoir un rendement élevé

(performances élevées) et peut être réalisé à une tempéra-

ture élevée.

Plus précisément, dans un premier aspect, l'inven-

tion concerne un appareil à cycle de réfrigération qui comporte:

un circuit à cycle de réfrigération destiné à per-

mettre la circulation d'un mélange de fluides de refroidis-

ement contenant un fluide à température élevée *d'ébulli-

tion et un fluide à faible température d'ébullition, chargé avec un rapport prédéterminé de concentrations, dans au moins un compresseur, un condenseur et un évaporateur, afin qu'un cycle de réfrigération du type d'une pompe à chaleur soit formé, et

un dispositif de séparation de fluide de refroidis-

sement comprenant un dispositif d'adsorption destiné à séparer l'un des fluides à températures d'ébullition élevée et faible du mélange de fluides qui circule dans le circuit par un procédé d'adsorption par compression alternée, un réservoir destiné à conserver temporairement le fluide séparé par le dispositif d'adsorption, et un dispositif destiné à renvoyer ce fluide restant qui n'est pas- séparé par le dispositif d'adsorption et qui n'est pas conservé dans le réservoir, vers le circuit à cycle de réfrigération.

Dans un second aspect, l'invention concerne un appa-

reil à cycle de réfrigération ayant un ensemble de sépara-

tion de fluide de refroidissement, comprenant: un matériau adsorbant destiné à adsorber un type particulier de fluide de refroidissement d'un mélange de fluides de refroidissement, un premier trajet de circulation couplé au côté à haute pression d'un circuit à cycle de réfrigération et destiné à transmettre le mélange de fluides du côté à haute

pression vers le matériau adsorbant afin que le type parti-

culier de fluide soit adsorbé, un second trajet de circulation couplé au matériau adsorbant et destiné à renvoyer le fluide qui passe dans le second trajet de circulation sans être adsorbé, vers le circuit & cycle de réfrigération,

un troisième trajet de circulation couplé au maté-

riau adsorbant et destiné à réduire la pression du matériau adsorbant et à désorber un fluide de refroidissement du matériau adsorbant, une soupape de commutation destinée à commuter en

alternance le premier et le troisième trajet de circula-

tion, et

un réservoir couplé au troisième trajet de circula-

tion et destiné à contenir le fluide de refroidissement qui

a été désorbé.

Dans un troisième aspect, l'invention concerne un appareil à cycle de réfrigération qui comporte un ensemble de séparation de fluide de refroidissement, comprenant: un matériau adsorbant destiné à adsorber un fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition contenu dans un mélange de fluides de refroidissement, une sortie de gaz épuré disposée sous le matériau adsorbant et par laquelle s'écoule le gaz épuré provenant du matériau adsorbant,

un premier trajet de circulation couplé à un sépara-

teur gaz-liquide d'un circuit à cycle de réfrigération et

destiné à transmettre un fluide de refroidissement au maté-

riau adsorbant afin qu'un fluide de refroidissement à tem-

pérature élevée d'ébullition soit adsorbé, un second trajet de circulation couplé au matériau

adsorbant et destiné à renvoyer ce fluide de refroidisse-

ment qui circule dans le second trajet sans être adsorbé, vers le circuit à cycle de réfrigération,

un troisième trajet de circulation couplé à la sor-

tie de gaz épuré du matériau adsorbant et destiné à réduire la pression du matériau adsorbant et à désorber le fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition du matériau adsorbant, une soupape de commutation destinée à commuter en

alternance le premier et le troisième trajet de circula-

tion, et un réservoir placé en aval du matériau adsorbant et

destiné à contenir le fluide de refroidissement à tempéra-

ture élevée d'ébullition, circulant dans le troisième

trajet de circulation.

Dans un quatrième aspect, l'invention concerne un appareil à cycle de réfrigération ayant un ensemble de séparation de fluide de refroidissement, comprenant: un matériau adsorbant destiné à adsorber un fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition, dans un mélange de fluides de refroidissement,

un premier trajet de circulation, couplé à une sor-

tie de liquide d'un séparateur gaz-liquide d'un circuit à cycle de réfrigération, qui est destiné à transmettre un fluide de refroidissement en phase liquide au matériau

adsorbant afin que le fluide de refroidissement à tempéra-

ture élevée d'ébullition soit adsorbé, un second trajet de circulation couplé au matériau

adsorbant et destiné à renvoyer le fluide de refroidisse-

ment qui circule dans le second trajet sans être adsorbé vers le circuit à cycle de réfrigération,

un troisième trajet de circulation couplé au maté-

riau adsorbant et destiné à réduire la pression appliquée

au matériau adsorbant et à désorber le fluide de refroidis-

sement à température élevée d'ébullition du matériau adsorbant, une soupape de commutation destinée à commuter en

alternance le premier et le troisième trajet de circu-

lation, un dispositif d'échange de chaleur comprenant un tronçon formant radiateur placé dans le troisième trajet de circulation et un tronçon de réception de chaleur placé dans le premier trajet de circulation et communiquant avec

le tronçon formant radiateur afin qu'il transmette la cha-

leur d'évaporation au fluide de refroidissement circulant dans le premier trajet de circulation, et

un réservoir couplé au troisième trajet de circula-

tion et destiné à conserver le fluide de refroidissement à

température élevée d'ébullition qui a été désorbé.

Dans un cinquième aspect, l'invention concerne un appareil à cycle de réfrigération ayant un ensemble de séparation de fluide de refroidissement, comprenant:

un matériau adsorbant destiné à traiter essentiel-

lement un type particulier de fluide de refroidissement d'un mélange de fluides de refroidissement,

un premier trajet de circulation destiné à trans-

mettre le fluide de refroidissement qui se trouve du côté à

haute pression du circuit à cycle de réfrigération au maté-

riau adsorbant afin que le type particulier de fluide de refroidissement soit adsorbé, un second trajet de circulation destiné à permettre au matériau adsorbant de communiquer avec un côté à basse pression du circuit à cycle de réfrigération, à désorber un fluide de refroidissement du matériau adsorbant pendant la

réduction de pression, et à renvoyer le fluide de refroi-

dissement qui a été désorbé au circuit à cycle de réfrigé-

ration, une soupape destinée à commuter en alternance le premier et le second trajet de circulation, et un réservoir couplé au matériau adsorbant et destiné à contenir le type de fluide de refroidissement qui n'est

pas adsorbé par le matériau adsorbant.

Dans le premier aspect de l'invention, l'ensemble décrit est tel que l'un des fluides de refroidissement du mélange circulant dans le circuit à cycle de réfrigération est séparé et conservé par un dispositif de séparation de fluide de refroidissement par mise en oeuvre d'un procédé d'adsorption à compression alternée PSA. Le rapport des concentrations des fluides constituants peut être modifié afin qu'il prenne une valeur correspondant à l'utilisation prévue pour l'appareil. Comme le dispositif de séparation de fluide de refroidissement mettant en oeuvre le procédé

PSA répète l'adsorption et la désorption (réservoir) sui-

vant un cycle prédéterminé, l'ensemble de l'appareil peut avoir un encombrement plus faible que celui d'un appareil

mettant en oeuvre le procédé à adsorption thermique alter-

née TSA.

Dans le second aspect, la soupape de commutation qui commute en alternance le premier et le troisième trajet, permet l'adsorption d'un type particulier de fluide contenu

dans le mélange de fluides de refroidissement par un maté-

riau adsorbant, puis sa désorption et sa conservation. dans le réservoir. Le fluide qui passe sans être adsorbé par le

matériau revient vers le circuit à cycle de réfrigération.

Ceci assure la séparation d'un fluide de refroidissement nécessaire pour que la composition soit modifiée et donne un fonctionnement de rendement élevé et un fonctionnement à

température élevée sans qu'un appareil important de distil-

lation ou une grande cuve de matériau adsorbant soit néces-

saire. Dans le troisième aspect, la soupape de commutation, qui commute en alternance entre le premier et le troisième trajet, permet l'adsorption par un matériau adsorbant d'un

mélange de fluides de refroidissement qui est essentielle-

ment du type à température élevée d'ébullition, puis sa désorption et sa conservation dans le réservoir. Le fluide de refroidissement qui est essentiellement du type à basse température d'ébullition et qui est transmis sans être adsorbé par le matériau, revient dans le circuit à cycle de réfrigération. Ceci assure la séparation d'un fluide de refroidissement nécessaire au changement de la composition qui donne un rendement élevé de fonctionnement et permet un fonctionnement à température élevée sans qu'un appareil important de distillation ou une grande cuve d'adsorbant

soit nécessaire, comme dans le premier aspect de l'inven-

tion. Le fluide de refroidissement à température élevée

d'ébullition est partiellement liquéfié par une augmenta-

tion de la concentration dans une étape de séparation, et cette partie peut rester n'importe o dans le trajet de

circulation et ne peut pas s'écouler dans le réservoir.

Comme la sortie de gaz épuré du matériau adsorbant se trouve dans la partie inférieure et comme le réservoir se trouve en aval du matériau adsorbant (dans la direction de

la pesanteur dans les deux cas), le fluide de refroidisse-

ment à température élevée d'ébullition, même liquéfié, peut être récupéré dans le réservoir sans rester dans le trajet

de circulation.

Dans le quatrième aspect, la soupape de commutation qui commute en alternance entre le premier et le troisième

trajet, permet l'adsorption du mélange de fluides essen-

tiellement du type à température élevée d'ébullition par un matériau adsorbant puis la désorption et la conservation sous forme liquéfiée dans le réservoir. Le fluide de refroidissement qui est essentiellement du type à basse température d'ébullition est transmis sans être adsorbé par

le matériau et revient vers le circuit à cycle de réfrigé-

ration. La chaleur dégagée au moment o le fluide à tempé-

rature élevée d'ébullition est conservé à l'état liquéfié, est transmise au tronçon de réception de chaleur par l'intermédiaire d'un tronçon formant radiateur, si bien que

le fluide provenant du séparateur gaz-liquide s'évapore.

Ceci assure la séparation d'un fluide de refroidissement nécessaire au changement de la composition qui permet un fonctionnement à rendement élevé et un fonctionnement à température élevée sans qu'un appareil de distillation de

grande dimension ou une source de chaleur importante néces-

sitant beaucoup d'énergie soit nécessaire, comme dans le premier aspect de la présente invention. En outre, comme la

chaleur dégagée par le fluide de refroidissement à tempéra-

ture élevée d'ébullition au moment o le fluide est con-

servé à l'état liquéfié est transmise comme chaleur de gazéification du fluide de refroidissement du séparateur gaz-liquide, la pression d'adsorption peut être accrue alors que les pertes de chaleur peuvent être supprimées et

le rendement de séparation peut être accru.

Dans le cinquième aspect, la soupape de commutation, qui commute en alternance entre le premier et le second

trajet de circulation, permet le retour d'un type particu-

lier de fluide de refroidissement contenu dans un mélange de fluides vers le circuit à cycle de réfrigération après avoir subi une étape d'adsorption sur un matériau adsorbant et une étape de désorption du matériau adsorbant. Ce type de fluide de refroidissement qui n'est pas adsorbé par le matériau adsorbant est conservé dans le réservoir. Ceci assure la séparation du fluide de refroidissement d'une manière nécessaire au changement de la composition afin qu'elle permette un fonctionnement à rendement élevé et à

température élevée, sans utilisation d'un appareil de dis-

tillation ou d'une cuve de matériau adsorbant de grande dimension, provoquant un agrandissement de l'ensemble de l'appareil.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1 à 3 représentent un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 1 étant un schéma d'un appareil à cycle de

réfrigération selon l'invention avec un ensemble de sépara-

tion de fluide de refroidissement à un seul lit, qui dépend beaucoup de la capacité physique et chimique d'adsorption d'un matériau adsorbant, la figure 2 étant un graphique représentant la

caractéristique d'adsorption d'un matériau adsorbant (alu-

mine activée) d'une tour d'adsorption, et

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la figure 3 étant un diagramme des temps illustrant

la synchronisation du fonctionnement de deux soupapes d'ad-

sorption-séparation d'un fluide de refroidissement; la figure 4 est un schéma d'un appareil à cycle de réfrigération selon un second mode de réalisation de l'in- vention, avec un ensemble de séparation du type à tour qui

dépend beaucoup du phénomène de condensation sur un maté-

riau adsorbant, dû à la différence entre les températures d'ébullition des fluides de refroidissement; la figure 5 est un schéma d'un appareil à cycle de réfrigération selon un troisième mode de réalisation de l'invention, avec un ensemble de séparation de fluide de refroidissement du type à deux tours; la figure 6 est un schéma d'un appareil à cycle de réfrigération dans un quatrième mode de réalisation de l'invention, ayant un ensemble de séparation de fluide de refroidissement du type à deux tours; la figure 7 est un schéma d'un appareil à cycle de réfrigération selon un cinquième mode de réalisation de l'invention;

la figure 8 est un graphique représentant une carac-

téristique d'adsorption d'une zéolite de type A placée dans les tours d'adsorption représentées sur la figure 7; et la figure 9 est un schéma d'un appareil à cycle de réfrigération selon un sixième mode de réalisation de l'invention. Il faut d'abord noter que, sur les différentes figures, les références identiques désignent des éléments analogues. On considère d'abord le principe de fonctionnement d'un ensemble de séparation de fluide de refroidissement par le procédé d'adsorption par compression alternée qui est utilisé dans un appareil à cycle de réfrigération selon l'invention.

L'ensemble de séparation de fluide de refroidisse-

ment mettant en oeuvre le procédé d'adsorption par compres-

sion alternée selon l'invention contient un matériau adsor-

bant destiné à un type particulier de fluide de refroidis-

sement et un réservoir, il répète en alternance une adsorption et une désorption suivant un cycle prédéterminé

avec changement de la pression subie par le matériau adsor-

pant, et il conserve par exemple un fluide désorbé de

refroidissement dans le réservoir si bien que la composi-

tion du fluide de refroidissement qui circule dans un cir-

cuit à cycle de réfrigération varie. Par exemple, dans le cas d'un mélange de fluides de refroidissement constitué d'un fluide à faible température d'ébullition et d'un

fluide à température élevée d'ébullition qui sont intro-

duits dans le circuit à cycle de réfrigération avec un rapport initial prédéterminé de concentrations convenant à

un fonctionnement à rendement élevé, l'ensemble de sépara-

tion de fluide de refroidissement mettant en oeuvre le procédé PSA assure essentiellement la séparation et la conservation du fluide à faible température d'ébullition lors d'un fonctionnement à température élevée si bien qu'un mélange de fluides de refroidissement qui contient le

fluide à température élevée d'ébullition à une concentra-

tion supérieure à la concentration initiale circule dans le circuit à cycle de réfrigération. Il est donc possible de réaliser un appareil à cycle de réfrigération qui peut augmenter la température de condensation afin qu'il assure un chauffage à température élevée et la fourniture d'eau

chaude avec un panneau rayonnant.

Dans ce cas, comme l'ensemble de séparation mettant en oeuvre le procédé PSA répète des étapes d'adsorption et

de désorption (mise dans un réservoir) avec un cycle prédé-

terminé, il est possible en principe de réduire la quantité du matériau adsorbant qui est utilisée de manière que cette caractéristique contribue à la réduction de l'encombrement

de l'appareil dans sa totalité.

Premier mode de réalisation Le premier mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit en référence aux figures 1 à 3. La figure 1 représente un appareil à cycle de réfrigération du type

d'une pompe à chaleur, destiné à être utilisé dans un appa-

reil de conditionnement d'air par exemple. La référence 1 désigne un circuit à cycle de réfrigération. Ce circuit 1 est constitué par connexion d'un robinet à quatre voies 3 destiné à assurer la commutation entre le refroidissement

et le chauffage, un échangeur interne de chaleur 4 (corres-

pondant à un condenseur), une soupape de détente 5 (corres-

pondant à un ensemble de réduction de pression), un sépara-

teur gaz-liquide 6, une soupape de détente 7 (correspondant à un ensemble de réduction de pression) et un échangeur

externe de chaleur 8 (correspondant à un appareil de vapo-

risation) dans l'ordre indiqué à un compresseur 2 par exemple du type fermé, par l'intermédiaire d'une tuyauterie 9 de fluide de refroidissement. Le circuit 1 à cycle de

réfrigération contient un mélange de fluides de refroidis-

sement constitué par exemple de 53 mole % de "R-22" qui est

un fluide de refroidissement à faible température d'ébul-

lition et de 47 mole % de "R-114" qui est un fluide de

refroidissement à température élevée d'ébullition.

On se réfère à la figure 1; la référence 11 désigne une tour adsorbante (correspondant à un matériau adsorbant)

constituant un ensemble de séparation de fluide de refroi-

dissement. La tour 11 a une sortie 13 de gaz épuré consti-

tuant aussi une entrée 12 de gaz d'alimentation formée à la partie inférieure (partie inférieure du schéma) et une

sortie 14 de gaz d'échappement formée à la partie supé-

rieure (côté supérieur du schéma). La tour adsorbante 11 est remplie d'alumine activée 15, ayant un diamètre moyen d'ouverture de 10 nm par exemple, constituant un adsorbant

destiné à adsorber le fluide "R-114" du mélange par prio-

rité et ayant une caractéristique d'adsorption très équi-

librée vis-à-vis du "R-114". La figure 2 représente la

caractéristique d'adsorption équilibrée de l'alumine acti-

vée 15, représentant le constituant "R-114" par comparaison

avec le constituant "R-22".

La sortie 13 de gaz épuré de la tour 11 est couplée à une soupape 16 de commutation constituée d'une soupape à

trois voies destinée à assurer la commutation entre l'ali-

mentation en fluide de refroidissement et le réservoir. Un orifice de la soupape 16 est couplé à une sortie 6a de

liquide du séparateur 6 par gne tuyauterie 17 d'alimenta-

tion en mélange de fluides (correspondant au premier trajet

de circulation).

La référence 18 sur la figure 1 est un régulateur de la quantitéd'alimentation, monté dans la tuyauterie 17 et constitué par exemple par une soupape de réduction de

pression.

Un autre orifice de la soupape 16 à trois voies est couplé par une tuyauterie 19 du réservoir de fluide épuré (correspondant au troisième trajet de circulation) à une cuve 20 formant un réservoir de fluide de refroidissement (correspondant au réservoir) et disposée en aval de la tour

11 (dans le sens de la pesanteur).

Comme décrit dans la suite en conséquence, le réglage de la soupape 16 du côté de liason du séparateur 6

et de la tour 11 permet au mélange de fluides de refroidis-

sement du côté à haute pression du circuit 1 de s'écouler vers la tour 11 et permet à l'alumine activée 15 d'adsorber

* le constituant "R-114" du mélange de fluides.

La commutation de la soupape 16 du côté de liaison de la tour 11 et du réservoir 20 réduit la pression de

l'alumine activée 15 et provoque la désorption du consti-

tuant "R-114" qui a été adsorbé si bien que ce constituant

peut s'écouler dans la cuve 20 du réservoir.

Un échangeur de chaleur 21 (correspondant au dispo-

sitif d'échange de chaleur) destiné à assurer la vaporisa-

tion et la condensation est placé à mi-distance des tuyau-

teries précitées 17 et 19. L'échangeur de chaleur 21 a un

tronçon 21a formant radiateur qui est couplé à la tuyau-

terie 19, dans son tronçon d'échange de chaleur. L'échan-

geur de chaleur 21 a en outre un tronçon 21b de réception

de chaleur qui est connecté par la soupape 16 à la tuyau-

terie 17 et au tronçon 21a de radiateur; ce tronçon 21b a la même structure que le tronçon 21a de radiateur. Cette disposition permet à la chaleur dégagée dans une étape de conservation du constituant "R-114" d'être utilisée pour la vaporisation du fluide de refroidissement en phase liquide

provenant du séparateur 6 et refroidit le constituant "R-

114" qui a été désorbé et provient du lit 11 afin que la condensation soit facilitée (récupération à l'état liquéfié). La sortie 14 de gaz d'échappement de la tour 11 est couplée à une première entrée d'une tuyauterie 22 de retour (correspondant au second trajet de circulation). L'autre partie d'extrémité de la tuyauterie 22 est couplée à un

tronçon de tuyauterie de distribution de fluide de refroi-

dissement entre la soupape 7 de détente et l'échangeur externe de chaleur 8 qui sont du côté à basse pression du circuit 1 à cycle de réfrigération. Cette tuyauterie 22 a une cuve 23 de purge, une électrovanne 24 et un régulateur de débit 25 constituant une résistance permettant le réglage de la quantité de fluide de refroidissement qui est renvoyée depuis le côté de la tour 11. Le régulateur 25 de débit peut être constitué par une soupape de réduction de pression. Le réservoir 23 a un volume qui est de l'ordre de % de celui de la tour 11 par exemple. Une tuyauterie 27

de retour d'un constituant gazeux, ayant un clapet de rete-

nue 26 placé entre le régulateur 25 et la cuve 20 du réser-

voir, est couplée à la partie de la tuyauterie 22 qui se

trouve en aval du régulateur 25.

Cette tuyauterie 27 est destinée au retour d'un fluide de refroidissement en phase gazeuse contenu dans la cuve 20 vers le circuit 1 à cycle de réfrigération afin que la pureté du constituant "R-114" dans la cuve 20 soit accrue. Une tuyauterie 29 de fluide de refroidissement en phase liquide ayant une électrovanne 28 placée entre le régulateur 25 et la cuve 20, est aussi couplée à la partie

de la tuyauterie 22 qui se trouve en aval du régulateur 25.

Cette disposition permet au constituant "R-114" de la cuve de revenir vers le circuit 1 à cycle de réfrigération le

cas échéant.

La référence 30 de la figure 1 désigne une électro-

vanne placée à l'extrémité de la tuyauterie 22 du côté aval afin qu'elle assure un retour vers le cycle de réfri- gération. La référence 31 de la figure i désigne un organe de commande (comprenant un microordinateur et des circuits périphériques). Cet organe 31 de commande a une section d'entrée reliée à une unité 32 de travail et une section de

sortie couplée à la soupape de commutation 16 et à l'élec-

trovanne 24. Dans cette disposition, après réception d'un signal de commande provenant de l'unité 32, indiquant que la composition doit être variée, l'organe 31 commute en alternance la soupape 16 de commutation entre le côté de

mise sous pression (côté d'alimentation, du côté du sépara-

teur 6) et le côté de réduction de pression (côté du réser-

voir, côté de la cuve 20 du réservoir) pour chaque période prédéterminée (par exemple de l'ordre de quelques secondes)

dans un rapport 1/1 (voir figure 3). Simultanément, l'or-

gane 31 de commande met l'électrovanne 24 en position d'ou-

verture lorsque la pression augmente et de fermeture

lorsque la pression diminue, en coopération avec la commu-

tation de la soupape 16. La commande des soupapes et élec-

trovannes permet à l'organe 31 de commande d'exécuter une étape de séparation de fluide de refroidissement avec adsorption et désorption répétées en alternance du type précité de fluide de refroidissement. Il faut noter que

l'organe 31 de commande place le régulateur 18 et 1'élec-

trovanne 30 du côté d'ouverture pendant l'étape de sépara-

tion du fluide de refroidissement.

L'organe 31 de commande est aussi couplé au compres-

seur 2 de type fermé, au robinet à quatre voies 3 et à une électrovanne 28 et commande les unités individuelles en

fonction des données provenant de l'unité 32 de commande.

La flèche A de la figure 1 indique le sens de la

pesanteur (vertical).

Lors de l'exécution d'une opération de chauffage à température élevée par manipulation de l'ensemble 32 dans

l'appareil à cycle de réfrigération d'un appareil de condi-

tionnement d'air, le régulateur 18 et l'électrovanne 30 sont mis du côté fermé et le robinet 3 est réglé du côté de chauffage d'après les données transmises par l'unité 32. Le compresseur fermé 2 commence alors à fonctionner afin que

le mélange de fluides de refroidissement provenant du com-

presseur 2 circule dans l'échangeur interne 4 de chaleur, la soupape 5 de détente, le séparateur gaz-liquide 6, la soupape 7 de détente et l'échangeur externe de chaleur 8, dans l'ordre indiqué. En d'autres termes, un cycle de

chauffage est réalisé et le fonctionnement à haute tempéra-

ture est assuré avec un mélange de fluides de refroidisse-

ment ayant un rapport de composition "R-22"/"R-114" de

53/47 mole %.

Lorsque l'unité 32 est commandée afin qu'elle fasse

passer d'un fonctionnement en température à un fonctionne-

ment en rendement, le régulateur 18 et l'électrovanne 30 sont mis en position d'ouverture par une commande provenant

de l'organe 31. La soupape 16 de commutation et l'électro-

vanne 24 sont commutées en alternance pour chaque période prédéterminée comme indiqué par le diagramme des temps de la figure 3, si bien que le constituant "R-114" est séparé

du mélange de fluides dans le circuit 1 à cycle de réfri-

gération. On considère maintenant l'étape de séparation d'un fluide en phase gazeuse contenant une concentration élevée de "R-22" et une faible concentration de "R-114" et d'un fluide de refroidissement en phase liquide contenant une faible concentration de "R-22" et une concentration élevée de "R-114"; ce dernier fluide de refroidissement s'écoule dans la tuyauterie 17 lorsque la soupape 16 de commutation

est placée du côté qui permet au séparateur 6 de commu-

niquer avec la tour 11. Lorsque le fluide de refroidisse-

ment en phase liquide ayant un constituant à faible tempé-

rature d'ébullition qui est condensé à une concentration élevée circule dans la tuyauterie 17 puis dans le tronçon 21b de réception de chaleur, sa chaleur est échangée avec de la chaleur externe (comme décrit dans la suite) produite

à un moment o le constituant "R-114" est dans le réser-

voir, et il se vaporise. En conséquence, le fluide de

refroidissement en phase liquide est gazéifié et la pres-

sion augmente notablement. Le fluide gazéifié à haute pres-

sion est transmis à l'entrée 12 de gaz d'alimentation (la même que la sortie 13 de gaz épuré) de la tour 11. Ainsi,

le constituant "R-114" du mélange est adsorbé successive-

ment par l'alumine activée 15 en priorité. Le fluide de refroidissement qui contient essentiellement le constituant "R-22" et circule dans l'alumine activée 15 sans être adsorbé, revient vers le côté à basse pression du circuit 1 à cycle de réfrigération, en passant dans la tuyauterie 27

de retour.

Lorsque l'étape d'adsorption se poursuit pendant un temps prédéterminé, la soupape 16 de commutation est placée du côté qui permet à la tour 11 de communiquer avec la cuve 20 du réservoir, par un ordre provenant de l'organe 31 de commande. Cette opération réduit la pression de l'alumine

activée 15, si bien que le fluide de refroidissement conte-

nant essentiellement le constituant "R-114" est adsorbé

dans l'étape précédente d'adsorption, et désorbé de i'alu-

mine activée 15.

Au moment de la désorption, la pression du fluide de

refroidissement (ayant un constituant "R-22" de concentra-

tion élevée) conservé dans la cuve 23 dans l'étape précé-

dente d'adsorption s'écoule en sens inverse vers la tour 11

et augmente la pression partielle dans la tour 11. L'alu-

mine activée 15 est donc remise à l'état initial (désorp-

tion) avec un rendement élevé de désorption. Ainsi, des opérations d'adsorption-séparation qui dépendent beaucoup de la force physique et de la force chimique d'adsorption

du matériau adsorbant quel qu'il soit, sont exécutées.

Lors de la circulation dans la tuyauterie 17 et le tronçon 21a de radiateur, ce fluide de refroidissement qui est désorbé est refroidi par l'échangeur de chaleur par utilisation d'air externe et le tronçon 21a de radiateur, et se liquéfie. Le fluide liquéfié est conservé dans la

cuve 20 et le fluide de refroidissement contenant essen-

tiellement le constituant "R-114" est séparé du mélange

dans le circuit 1. Dans des expériences réalisées, un cons-

tituant "R-114" ayant initialement une concentration de 47 mole % a été épuré afin qu'il contienne 98 mole % et

placé dans le réservoir 20.

L'exécution de l'étape précitée de séparation change la composition du mélange de fluides de refroidissement qui circule dans le circuit 1 à cycle de réfrigération afin que ce fluide ait un constituant "R-22" dont la concentration

est notablement accrue par rapport à la concentration ini-

tiale. Dans ces expériences, la concentration du consti-

tuant "R-22" du mélange circulant dans le circuit 1 augmente jusqu'à 86 mole % en 30 min, et la concentration du constituant "R-114" diminue à 14 mole %. La température de refoulement du compresseur fermé 2 (correspondant à la température de condensation) qui était d'environ 90 C lors du fonctionnement à haute température, a diminué à 50 C environ à la suite du changement de composition apres min. De la manière décrite précédemment, l'appareil à

cycle de réfrigération change de fonctionnement et fonc-

tionne avec un rendement élevé dans lequel le rendement est

important, à partir du fonctionnement à température élevée.

Lorsque le fonctionnement doit revenir au fonction-

nement précité à haute température, les électrovannes 28 et 30 doivent être mises en position d'ouverture permettant au fluide de refroidissement de la cuve 20 de s'écouler dans

le circuit 1.

Cet appareil à cycle de réfrigération peut séparer efficacement un mélange de fluides de refroidissement par mise en oeuvre du procédé PSA dans lequel la tour 11 et la cuve 20 du réservoir seuls sont utilisées, sans appareil de distillation qui nécessiterait une augmentation de taille

de l'appareil et une consommation d'une quantité supplémen-

taire d'énergie. L'appareil peut donc exécuter un fonction-

nement de rendement élevé ainsi qu'un fonctionnement à température élevée avec conservation d'un faible encombrement. Dans ce cas, comme l'ensemble de séparation est commandé par mise en oeuvre du procédé d'adsorption par

compression alternée, mettant en oeuvre un matériau adsor-

bant et un réservoir, la quantité de matériau adsorbant qui doit être chargée dans la tour 11 n'a pas à être importante en principe. Dans les mêmes conditions que dans la demande

précitée publiée et non examinée de brevet japonais n 62-

162853, la quantité du matériau adsorbant chargée doit être de 120 g, contrairement à la quantité de 976 g décrite dans ce document. La réduction de quantité du matériau adsorbant à charger permet à la tour d'adsorption d'avoir, selon l'invention, une hauteur de l'ordre de quelques dizaines de centimètres.

Comme le constituant "R-114" a une température éle-

vée d'ébullition, une augmentation de sa concentration dans

l'étape d'adsorption-séparation peut provoquer la liquéfac-

tion partielle d'un gaz épuré dans -la tour 11. Comme la sortie 13 de gaz épuré de la tour 11 se trouve à la partie inférieure de la tour et comme la cuve 20 est placée en aval de la tour 11, le fluide liquéfié de refroidissement peut être récupéré sans qu'il en reste dans la tour ou dans

la partie de tuyauterie.

En outre, comme l'échangeur 21 de chaleur est uti-

lisé pour consommer la chaleur dégagée à partir du consti-

tuant "R-114" au moment o le fluide est à l'état liquéfié afin que le fluide circulant à partir du séparateur 6 soit

gazéifié et que la chaleur soit retirée du constituant "R-

114" conservé sous forme liquéfiée, à l'aide du tronçon de radiateur 21a qui est refroidi par la vaporisation, un cycle de chauffage est formé entre le fluide gazéifié de refroidissement et le constituant "R-11'" dont la chaleur a

été retirée. Ceci peut assurer la vaporisation et la con-

densation d'un fluide de refroidissement sans perte de chaleur et peut donc augmenter le rendement de séparation

(grande pression d'adsorption) et le rendement de conser-

vation dans le réservoir. En outre, même lorsqu'i- faut une grande quantité de chaleur pour la vaporisation du fluide de refroidissement en phase liquide dont le constituant à

faible température d'ébullition est condensé à une concen-

tration élevée, la quantité de chaleur de vaporisation peut être réduite d'une quantité correspondant à la chaleur de condensation qui est utilisée. Les expériences ont montré

qu'une pression suffisante d'adsorption pouvait être obte-

nue avec les deux tiers environ de la quantité de chaleur

du dispositif de chauffege (environ 1 kW) qui est néces-

saire de manière classique pour la vaporisation du fluide de refroidissement en phase liquide avec un constituant

condensé à faible température d'ébullition.

On se réfère à la figure 1; le trait interrompu indique un second échangeur interne de chaleur 10 tel qu'un panneau rayonnant. Ce second échangeur 10 a simplement à être couplé entre les points A et B dans le circuit 1 à cycle de réfrigération (une ouverture doit être formée dans ce cas entre A et B). Cet échangeur de chaleur peut aussi être connecté de la même manière bien que cela ne soit pas représenté sur les schémas d'autres modes de réalisation

décrits dans la suite.

Second mode de réalisation La figure 4 représente le second mode de réalisation dans lequel l'invention est appliquée à un appareil à cycle de réfrigération utilisant une adsorption-séparation qui

dépend beaucoup du phénomène de condensation sur un maté-

riau adsorbant ("macro poa"), du fait de la différence existant entre les températures d'ébullition des fluides de refroidissement. L'appareil à cycle de réfrigération d'un appareil de conditionnement d'air représenté sur la figure 4 comporte un clapet de retenue 40 placé dans la tuyauterie 22 de

retour à la place de la cuve de purge 23, et de l'électro-

vanne 24 utilisés dans le premier mode de réalisation.

L'appareil à cycle de réfrigération du second mode de réa-

lisation est le même que celui du premier mode de réalisa-

tion mais le premier appareil n'exécute pas une opération de purge et répète les étapes d'adsorption et de restitu- tion par simple condensation et évaporation déclenchées par

la différence de pression, pour la séparation et la conser-

vation du constituant "R-114".

Troisième mode de réalisation

La figure 5 représente le troisième mode de réalisa-

tion de l'invention qui, contrairement aux deux premiers, s'applique à un appareil à cycle de réfrigération équipé de deux tours contenant un matériau adsorbant à la place d'une

seule tour 11.

L'appareil à cycle de réfrigération d'un appareil de conditionnement d'air tel que représenté sur la figure 5, a deux tours adsorbantes 43 ayant chacune une sortie 41 de gaz épuré constituant une entrée 40 de gaz d'alimentation à la partie inférieure et une sortie 42 de gaz d'échappement

à la partie supérieure. Ces tours adsorbantes 43 sont pla-

cées parallèlement l'une à l'autre en direction horizon-

tale. Chaque tour 43 est remplie d'alumine activée 44 ayant un diamètre moyen d'ouverture très faible, comme dans les

deux premiers modes de réalisation.

Une tuyauterie 17 d'alimentation en mélange de

fluides de refroidissement et une tuyauterie 19 de réser-

voir de fluide épuré sont connectées à la sortie 41 de l'une des tours 43 par l'intermédiaire d'une soupape 45 de commutation constituée par un robinet à quatre voies. Ces tuyauteries 17 et 19 relient les tours 43 à une cuve 20

d'un réservoir de fluide de refroidissement placée en aval.

Les sorties 42 de gaz d'échappement des tours 43 sont con-

nectées en parallèle à une tuyauterie 22 de retour. Des clapets de retenue 46 sont disposés respectivement dans des parties parallèles 43a de tuyauterie raccordées aux sorties 42 de gaz d'échappement. Une soupape 47 de réduction de pression constituant une résistance de purge, est connectée entre les parties 43a de tuyauterie placées en parallèle afin qu'une partie du gaz épuré puisse être transmise aux tours 33 et augmente la quantité désorbée-restituée. Un

régulateur 25 de retour constituant une résistance de régu-

lation de débit est placé en amont de la tuyauterie 22, et

une électrovanne 30 est placée en aval.

Lorsqu'un signal destiné à indiquer un changement de composition est transmis par l'intermédiaire d'un ensemble 33 de commande, la soupape 45 de commutation commute en alternance à chaque moment prédéterminé afin que les tours

43 puissent communiquer avec le séparateur 6 et la cuve 20.

En d'autres termes, dans le troisième mode de réali-

sation, pendant que l'une des tours 43 commence à adsorber, l'autre tour 43 commence à désorber si bien qu'un fluide de

refroidissement est séparé dans cette opération continue.

Il faut noter que le troisième mode de réalisation a pour effet d'assurer un fonctionnement de rendement élevé et un fonctionnement à température élevée sans qu'un excès de chaleur ou un appareil de distillation ne soit nécessaire, avec récupération d'un fluide liquéfié de refroidissement sans que celui-ci reste dans les tours ou des parties de tuyauterie du trajet de circulation, comme dans le premier mode de réalisation, avec exécution de la vaporisation et de la condensation d'un fluide de refroidissement sans

perte de chaleur.

Les références déjà utilisées pour les éléments du premier mode de réalisation de la figure 1 sont utilisées pour désigner les éléments correspondants ou identiques du

second et du troisième mode de réalisation dont la descrip-

tion est omise.

Bien qu'une alumine activée soit utilisée comme matériau adsorbant pour la séparation des fluides de

refroidissement dans les trois premiers modes de réalisa-

tion, le matériau adsorbant n'est pas limité à ce type particulier mais il peut s'agir d'une zéolite, de tamis moléculaires, de carbone, de fibres de carbone activé, de

charbon actif, d'un gel de silice ou analogue. Les expé-

riences ont montré que l'alumine activée, le charbon actif,

le gel de silice ou analogue ayant un diamètre moyen d'ou-

verture de 5 à 20 nm assuraient bien l'adsorption du cons-

tituant "R-114" en priorité.

Bien qu'on ait donné des valeurs numériques particu- lières pour la composition d'un mélange de fluides et pour

la température cible dans les trois premiers modes de réa-

lisation, ces valeurs ne sont nullement limitatives. En outre, le réservoir de fluide de refroidissement n'a pas à

être d'un type particulier comme indiqué dans la descrip-

tion qui précède.

Dans les trois premiers modes de réalisation, l'en-

semble de séparation de fluide de refroidissement peut séparer un type particulier de fluide d'un mélange de fluides par mise en oeuvre du procédé d'adsorption par compression alternée, à l'aide d'un matériau adsorbant et

d'un réservoir.

L'ensemble de séparation de fluide de refroidisse-

ment peut donc avoir un fonctionnement de rendement élevé et un fonctionnement à haute température sans nécessiter

une quantité excessive de chaleur ni d'appareil de distil-

lation, avec réduction de la quantité du matériau adsorbant utilisé, si bien que ces caractéristiques participent à la réalisation d'un appareil à cycle de réfrigération de faible encombrement et à une augmentation du rendement de fonctionnement. Les trois premiers modes de réalisation ont en outre

un effet tel que, puisque la sortie de gaz épuré du maté-

riau adsorbant est placée en aval, dans le sens de la pesanteur, et le réservoir est placé encore plus en aval,

un fluide de refroidissement à température élevée d'ébul-

lition, même s'il est liquéfié, peut être conservé dans le

réservoir sans stagner ailleurs dans le trajet de cir-

culation.

En outre, dans les trois premiers modes de réalisa-

tion, l'utilisation du dispositif d'échange de chaleur permet l'utilisation de la chaleur dégagée par le fluide à

température élevée d'ébullition au moment o il est con-

servé à l'état liquéfié comme chaleur de gazéification du

fluide en phase liquide provenant du séparateur gaz-

liquide. Ceci augmente la pression d'adsorption en rédui-

sant les pertes de chaleur et peut aussi augmenter le ren-

dement de séparation.

Quatrième mode de réalisation Le quatrième mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit en référence à la figure 6. Celle-ci représente un autre appareil à cycle de réfrigération du type d'une pompe à chaleur, destiné à être utilisé dans un appareil de conditionnement d'air, l'appareil ayant deux tours adsorbantes. La référence 61 désigne un circuit à cycle de réfrigération. Ce circuit 61 est constitué par raccordement d'un robinet à quatre voies 63 assurant la commutation entre le refroidissement et le chauffage, d'un

échangeur interne de chaleur 64 (correspondant à un conden-

seur), d'une soupape de détente 65 (correspondant à un

ensemble de réduction de pression), d'un séparateur gaz-

liquide 66, d'une soupape de détente 67 (correspondant à l'ensemble de réduction de pression), d'un échangeur de chaleur 68 de refroidissement et formant réservoir, et d'un

échangeur externe de chaleur 8 (correspondant à un dispo-

sitif de vaporisation), dans l'ordre indiqué jusqu'à un

compresseur 62 par exemple du type fermé, par l'intermé-

dieire d'une tuyauterie 610 de fluide de refroidissement.

Le circuit 61 contient un mélange de fluides de refroidis-

sement formé du constituant "R-22" (84 mole %) et du cons-

tituant "R-114" (16 mole %), le premier ayant une concen-

tration supérieure à celle du second.

On se réfère maintenant à la figure 6; les réfé-

rences 611 et 612 désignent deux tours adsorbantes (corres-

pondant à un matériau adsorbant) constituant un ensemble de séparation de fluide de refroidissement. Les tours 611 et 612 ont chacune un canal d'entrée-sortie 611a (612a) et 611b (ou 612b) aux parties supérieure et inférieure. Les tours 611 et 612 sont remplies d'alumine activée 15 ayant un diamètre moyen d'ouverture de 10 nm, constituant un adsorbant qui retient le constituant "R-114" du mélange par priorité et qui a une caractéristique d'adsorption très

équilibrée pour le "R-114". (La figure 2 illustre la carac-

téristique équilibrée d'adsorption de l'alumine activée 15, et représente le constituant "R-114" qui peut être comparé au constituant "R-22"). Les canaux d'entrée-sortie 61la et 612a placés à la partie supérieure des tours individuelles 611 et 612 sont connectés en parallèle l'un à l'autre par un trajet 614 de circulation. Les orifices d'entrée-sortie 611b et 612b placés à la partie inférieure des tours 611 et

612 sont connectés en parallèle l'un à l'autre par un tra-

jet 615. Ce dernier est connecté au milieu d'un trajet 617 de circulation connecté entre un échangeur de chaleur 68 et un échangeur externe de chaleur 69 par l'intermédiaire d'une soupape de commutation 616 constituée par un robinet à quatre voies. La soupape 616 est aussi connectée à un trajet 618 de circulation qui est connecté au côté du gaz

d'un séparateur gaz-liquide 66. La commutation de la sou-

pape 616 permet au fluide de refroidissement du côté à haute pression du circuit 61 de parvenir à l'une des tours

611 et 612. Ainsi, parmi les fluides précités de refroidis-

sement, le constituant "R-114" est adsorbé essentiellement par l'alumine activée 613. En outre, la tour 611 ou 612 est soumise à une réduction de pression afin que le constituant "R-114" qui est adsorbé par l'alumine 613 soit désorbé et revienne vers le circuit 61. La soupape 616 de commutation est raccordée à un organe 619 de commande (comprenant un microordinateur et des circuits périphériques), et est commutée en alternance du côté de mise sous pression et du côté de réduction de pression à chaque moment prédéterminé après réception d'un signal d'instruction de changement de composition provenant d'un ensemble 620 de commande qui est connecté à l'organe 619. Les références 621 et 622 désignent des soupapes disposées respectivement dans les

trajets 617 et 618.

Un échangeur de chaleur 623 destiné à refroidir le constituant "R-22" et une cuve 624 de réservoir de fluide

de refroidissement (correspondant au réservoir) sont con-

nectés successivement au trajet 614. Cette disposition permet au fluide de refroidissement "R-22" qui n'a pas été adsorbé par l'alumine 613 dans les tours 611 et 612 d'être liquéfié et conservé dans la cuve 624. La référence 625 désigne un clapet de retenue destiné à empêcher la circu-

lation en sens inverse du côté de sortie de chaque tour qui est connecté au trajet 614. La référence 626 désigne une soupape placée dans une partie du trajet de circulation qui relie le trajet 614 à l'échangeur 623. Comme l'indique la

figure 6, la soupape 627 de réduction de pression consti-

tuant une résistance de purge est montée en parallèle entre les canaux d'entrée-sortie 611a et 611b et les clapets individuels de retenue 625, si bien que la pression dans la tour 611 ou 612 peut être augmentée afin que la quantité fixée par adsorption équilibrée sur l'alumine 613 soit accrue. Le trajet 617 de circulation est connecté à une partie de sortie de gaz de la cuve 624, une soupape 628 étant couplée au trajet 617 (voir figure 6). L'ouverture de cette soupape 628 permet au constituant "R-22" conservé sous forme liquéfiée dans la cuve 624 de s'écouler hors du

circuit 61 à cycle de réfrigération.

L'organe 61 de commande est aussi couplé au compres-

seur 62 de type fermé, au robinet 63 à quatre voies et aux soupapes 621, 622, 626 et 628, et il commande les ensembles

individuels aux états voulus en fonction des données prove-

nant de l'ensemble 620.

Lors de l'exécution d'une opération de chauffage à rendement élevé (performances élevées) avec le constituant très concentré "R-22" correspondant au rapport précité de

composition, par manipulation de l'ensemble 620 dans l'ap-

pareil précité incorporé à un appareil de conditionnement

* d'air, les soupapes 621 et 622 sont mises en position fer-

mée et le robinet 63 est placé du côté du chauffage en

fonction des données transmises par l'ensemble 620.

Ensuite, le compresseur fermé 622 commence à fonctionner afin que le fluide transmis par le compresseur 62 s'écoule dans l'échangeur externe 69, dans l'échangeur 68, dans le séparateur gaz-liquide 66 et dans l'échangeur interne 64, dans l'ordre indiqué. En d'autres termes, le cycle de chauffage est réalisé et un fonctionnement à rendement élevé est obtenu à l'aide d'un mélange de fluides de

refroidissement à concentration élevée du constituant "R-

22", correspondant au rapport précité.

Lorsque l'ensemble 620 de commande est commandé afin qu'il passe du fonctionnement dépendant du rendement au fonctionnement dépendant de la température, les soupapes

621 et 622 qui ont été fermées sont ouvertes par une com-

mande provenant de l'organe 619. La soupape 616 de commuta-

tion est commutée à chaque période prédéterminée si bien que le constituant "R-22" est séparé du mélange qui circule

dans le circuit 61.

L'ouverture des soupapes 621 et 622, pendant l'étape

de séparation du fluide de refroidissement, permet l'obten-

tion d'une pression élevée dans le trajet 618 et d'une faible pression dans le trajet 617, agissant sur la soupape

de commutation 616. Un mélange de fluides de refroidisse-

ment à pression élevée passe dans l'alumine activée 613

dans l'une des tours 611 qui est mise du côté de compres-

sion par la soupape 616. En conséquence, le constituant "R-

114" du mélange est adsorbé par l'alumine 613, en priorité.

L'alumine 613 de l'autre tour 612, qui est du côté de la réduction de pression commandée par la soupape 616, subit une réduction de pression et le constituant "R-114" qui a

été adsorbé dans l'étape précédente est désorbé de l'alu-

mine 613 et revient vers le circuit 61. Cette étape d'ad-

sorption et une étape de désorption sont exécutées en alternance entre les tours 611 et 612, et le fluide de refroidissement ayant comme constituant principal le "R-22" est séparé du mélange. Comme la pression du fluide épuré de refroidissement est transmise à la tour 612 par la soupape 627 de réduction de pression afin que la pression partielle y soit accrue, le rendement de désorption-restitution de

l'alumine activée 613 est élevé (voir figure 2).

On a constaté expérimentalement que le constituant "R-22" épuré était séparé avec un pourcentage pondéral passant de 84 % à 94 %. Ce fluide de refroidissement est refroidi par l'échangeur 623 afin qu'il soit liquéfié et conservé dans

la cuve 624.

L'exécution de l'étape précédente de séparation

modifie la composition du mélange de fluides de refroidis-

sement qui circule dans le circuit 61 de manière que la concentration du constituant "R-114" soit notablement accrue par rapport à la valeur initiale, et le mode de

fonctionnement passe d'une opération de chauffage à rende-

ment élevé à une opération de chauffage à température élevée. Les expériences ont montré que la concentration du constituant "R-22" du mélange circulant dans le circuit 61 diminuait à 52 mole % en 30 min et que la concentration du constituant "R-114" augmentait à 48 mole %. La température d'évacuation du compresseur fermé 62 (correspondant à la température de condensation), qui était d'environ 50 eC lors du fonctionnement à rendement élevé, a été portée à environ 87 C par changement de la composition apres min, si bien-que le fonctionnement a été réalisé à une

température élevée.

Cet appareil à cycle de réfrigération du quatrième mode de réalisation permet une séparation efficace d'un mélange de fluides de refroidissement par mise en oeuvre du procédé d'adsorption par compression alternée PSA, à l'aide des deux tours adsorbantes 611, 612 et de la cuve 624 du réservoir seuls, sans qu'une quantité excessive de chaleur

soit nécessaire et sans appareil de distillation qui pour-

rait augmenter la taille de l'appareil et nécessiter une quantité supplémentaire d'énergie. L'appareil peut donc exécuter des opérations à rendement élevé et des opérations à température élevée, tout en restant peu encombrant, comme

dans le premier mode de réalisation.

La quantité du matériau adsorbant introduit et ia hauteur des tours adsorbantes dans le quatrième mode de réalisation peuvent être les mêmes que celles indiquées

dans la description du premier mode de réalisation.

Lors du passage d'un fonctionnement à température élevée au fonctionnement à rendement élevé, la soupape 628

doit seulement être ouverte afin que le fluide de refroi-

dissement de la cuve 624 puisse circuler dans le circuit 61

à cycle de réfrigération.

Cinquième mode de réalisation Les figures 7 et 8 représentent le cinquième mode de

réalisation de l'invention dans lequel celle-ci est appli-

quée à un mélange de fluides de refroidissement destiné à être utilisé dans un appareil de conditionnement d'air qui fait varier la composition d'un mélange de fluides par réduction de la concentration du constituant "R-114" et

augmente la concentration du constituant "R-22" contraire-

ment au quatrième mode de réalisation.

L'appareil à cycle de réfrigération de l'appareil de conditionnement d'air représenté sur la figure 7 a la même disposition que dans le quatrième mode de réalisation, mais

le circuit 61 est rempli d'un mélange de fluides de refroi-

dissement formé d'un constituant "R-22" présent à raison de 53 mole % et d'un constituant "R-114" présent à raison de 47 mole %, le côté liquide du séparateur gaz-liquide 66 étant connecté par une soupape de détente 630 à un trajet 631 de circulation destiné à permettre au mélange du côté à haute pression de pénétrer sous forme gazeuse dans la tour adsorbante 611 ou 612, une zéolite de type A 632, ayant un diamètre moyen d'ouverture de 0,4 à 0,5 nm et destinée à adsorber préférentiellement le constituant "R-22" du mélange, étant utilisée comme adsorbant dans les tours 611, 612, et l'échangeur de chaleur 623 étant utilisé pour le

refroidissement du constituant "R-114". Ainsi, les réfé-

rences numériques déjà utilisées pour ces éléments dans la

description du quatrième mode de réalisation sont aussi

utilisées dans la description qui suit du cinquième mode de

réalisation, et leur description est omise.

Le fonctionnement à température élevée est assuré de la même manière que le fonctionnement à rendement élevé dans le quatrième mode de réalisation. Lorsqu'une instruc- tion de fonctionnement à rendement élevé (performances élevées) est transmise par l'ensemble 620 de commande afin que le fonctionnement passe à ce mode, les soupapes 621, 622 sont ouvertes et la soupape de commutation 616 est commutée en alternance entre le côté à haute pression et le côté à basse pression, lors du fonctionnement à température élevée, si bien qu'un fluide de refroidissement contenant comme constituant principal le constituant "R- 114" est séparé du mélange de fluides de refroidissement. Ensuite,

un fluide ayant le constituant séparé "R-114" comme consti-

tuant principal est refroidi afin qu'il soit liquéfié par l'échangeur 623 et il est conservé dans la cuve 624 formant

réservoir. On a constaté expérimentalement que le consti-

tuant "R-114" épuré subissait un changement de pourcentage pondérai de 53 à 98 mole %, lorsqu'il est conservé dans le

réservoir 624.

La figure 8 représente une caractéristique d'adsorp-

tion équilibrée de la zéolite pour les constituants "R-22"

et "R-114".

Contrairement au quatrième mode de réalisation,

l'exécution de l'étape précitée de séparation dans le cin-

quième mode de réalisation modifie la composition du mélange des fluides de refroidissement qui circule dans le

circuit 61 afin que le constituant "R-22" ait une concen-

tration notablement supérieure à la concentration initiale et atteignant une valeur convenant à une opération de

chauffage à rendement élevé. Dans ces expériences, la con-

centration du constituant "R-22" du mélange de fluides circulant dans le circuit 61 a atteint 84 mole % en 30 min, et la concentration du constituant "R-114" a été réduite à 16 mole %. La température de refoulement du compresseur 62,

qui était d'environ 90 'C dans le fonctionnement à tempéra-

ture élevée, est descendue à 50 C environ lors du change-

ment de composition, après 30 min. La soupape 628 a dû être ouverte pour permettre la circulation du fluide de refroidissement de la cuve 624 vers l'extérieur dans le circuit 61 lors du changement du

fonctionnement à un fonctionnement à température élevée.

En d'autres termes, même lorsque l'état de fonction-

nement est modifié comme dans le cinquième mode de réalisa-

tion, en sens inverse du sens transitoire du quatrième mode de réalisation, le fonctionnement obtenu peut être le même

que celui du quatrième mode de réalisation.

Sixième mode de réalisation

La figure 9 représente le sixième mode de réalisa-

tion de l'invention qui est une variante du cinquième mode de réalisation dans laquelle, comme décrit précédemment, le constituant "R-22" (fluide de refroidissement à faible température d'ébullition) est adsorbé par une zéolite et un fluide de refroidissement ayant comme constituant principal

le constituant "R-114" (fluide de refroidissement à tempé-

rature élevée d'ébullition) qui circule sur la zéolite sans être adsorbé, est séparé et-conservé dans la cuve formant réservoir. Le rapport initial de composition du mélange de

fluides est le même que dans le cinquième mode de réali-

sation. -L'appareil à cycle de réfrigération d'un appareil de conditionnement d'air tel que représenté sur la figure 9 a deux tours adsorbantes 641, 642 ayant chacune une sortie 643 de gaz épuré à la partie inférieure et une entrée 644 de gaz d'alimentation constituant un canal de retour à la partie supérieure. Ces tours adsorbantes 641, 642 sont

placées parallèlement l'une à l'autre en direction horizon-

tale. Chaque tour 641, 642 contient une zéolite 632 ayant un diamètre moyen d'ouverture de 0,5 nm, comme dans le

cinquième mode de réalisation.

Des trajets 617 et 631 de circulation sont connectés

aux entrées 644 de gaz d'alimentation des tours indivi-

duelles 641, 642 par une soupape 616 de commutation consti-

tuée par un robinet à quatre voies. Cette disposition

permet la transmission d'un mélange de fluides de refroi-

dissement de l'amont des tours 641, 642 et permet au cons-

tituant "R-22" adsorbé par la zéolite 632 de revenir dans le circuit 61. A la place de la soupape de détente 630, un dispositif de chauffage destiné à gazéifier efficacement un

fluide de refroidissement en phase liquide destiné à aug-

menter la pression, c'est-à-dire un ensemble de chauffage 647 constitué par un réservoir 645 et un dispositif 646 de chauffage du réservoir 645, est placé dans le trajet 631 de circulation. Un réservoir 624 de fluide de refroidissement est placé en aval des tours 641, 642 (vers le bas dans la direction des forces de pesanteur). La partie supérieure de la cuve 624 du réservoir est connectée à un trajet 648 de circulation qui relie les tours 641, 642 en parallèle par

un trajet 654 de circulation dans lequel est placé un régu-

lateur 653 de débit (résistance de régulation de débit).

Dans la disposition précédente, un fluide de refroidisse-

ment à température élevée d'ébullition dont la concentra-

tion a été accrue, à proximité de la sortie 643 de gaz épuré à liquéfier, peut être transmis au réservoir 624 par

chute libre.

On se réfère à la figure 9; la référence 649

désigne un clapet de retenue destiné à empêcher la circula-

tion en sens inverse à partir du côté de sortie de gaz épuré, la référence 650 désigne une résistance de purge connectée à la partie du trajet de circulation comprise

entre le clapet 649 et la sortie 643 de gaz épuré et desti-

née à transmettre ce gaz épuré aux tours 641, 642 (c'est-à-

dire à accroître le rendement de désorption-séparation de

la zéolite 32), la référence 651 désigne un trajet de cir-

culation de retour d'un constituant gazeux dans la cuve 624 du réservoir vers le circuit 61, et la référence 652

désigne un dispositif de refroidissement du réservoir 624.

Dans l'appareil à cycle de réfrigération ainsi cons-

titué pour un appareil de conditionnement d'air, lorsqu'une instruction de mise du fonctionnement au mode de rendement élevé est transmise par l'unité 620, la soupape 616 de commutation est commutée à chaque moment prédéterminé sous

la commande de l'organe 619 afin qu'elle commute en alter-

nance les tours 641 et 642 entre les côtés sous pression et de réduction de pression. Du côté de mise sous pression

auquel est réglée l'une des tours 641, 642, un gaz à pres-

sion élevée du mélange de fluides de refroidissement ayant

une faible concentration du constituant "R-22" et une con-

centration élevée du constituant "R-114", gazéifié par la chaleur de l'ensemble 647, est transmis à l'entrée 644 en

amont dans la direction des forces de pesanteur.

Le fluide de refroidissement à faible température

d'ébullition formé du constituant "R-22" est adsorbé suc-

cessivement par la zéolite 632. A proximité de la sortie de gaz épuré, la concentration du fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition du gaz épuré circulant sur la zéolite 632 et formé du constituant "R-114", est accrue et ce fluide est partiellement liquéfié. Le constituant

liquéfié "R-114" tombe sous l'action des forces de pesan-

teur de la sortie 643 et s'écoule dans le réservoir 624 en passant au niveau du clapet de retenue 649 et du trajet de circulation 654, et il est alors liquéfié par le dispositif 652 de refroidissement pour être conservé dans le

réservoir.

Du côté de réduction de pression auquel est reliée l'autre des tours 641, 642, un fluide de refroidissement essentiellement formé du constituant "R22" adsorbé par la zéolite 632 dans l'opération précédente revient vers le côté à basse pression du circuit 61, en passant par la soupape 616 et le trajet 617, étant donné la différence de pression qui règne. En d'autres termes, la zéolite 632 subit une désorption du constituant "R- 22" et revient à

l'état initial.

Une telle étape d'adsorption et une telle étape de désorption sont exécutées en alternance entre les tours 641

et 642, et un fluide de refroidissement formé essentielle-

ment du constituant "R-114" est séparé du mélange de refroidissement afin que celui-ci, dans le circuit 61, ait

une composition qui convienne à un fonctionnement à rende-

ment élevé (chauffage), comme dans le cinquième mode de réalisation. On a constaté expérimentalement que le constituant "R-114" épuré avait son pourcentage pondérai qui passait de

47 à 95 mole %, sous forme stockée dans le réservoir 624.

La composition du mélange de fluides de refroidissement circulant dans le circuit 61 a été modifiée afin qu'elle convienne à un fonctionnement à rendement élevé (chauffage) alors que la concentration du constituant "R22" est passée de 53 (état initial) à 80 mole % en 30 min. Dans ce sixième mode de réalisation, les sorties 643 de gaz épuré des tours 641, 642 sont placées aux parties inférieures, et le réservoir 624 est placé plus en aval par

rapport aux tours si bien qu'un fluide liquéfié de refroi-

dissement rejoint le réservoir sous l'action des forces de pesanteur. Cette disposition présente donc l'avantage de permettre la récupération du fluide de refroidissement sans que celui-ci reste quelque part dans les tuyauteries, etc.

Il faut noter que les éléments analogues ou iden-

tiques à ceux du cinquième mode de réalisation portent les

mêmes références numériques et que leur description est

omise.

Bien que l'alumine activée ou une zéolite de type A soit utilisée comme adsorbant pour la séparation des fluides de refroidissement dans les modes de réalisation du quatrième au sixième, l'adsorbant n'est pas limité à ce

type particulier mais peut être formé de tamis molécu-

laires, de carbone, de fibres de carbone activé, de charbon

actif ou analogue. On a constaté que des tamis molécu-

laires, du carbone, des fibres de carbone activé ou ana-

logue ayant des diamètres moyen d'ouverture de 5 à 20 nm assuraient une adsorption efficace du constituant "R-22" en priorité. Bien qu'on ait donné des valeurs particulières pour la composition du mélange de fluides de refroidissement et pour la température cible dans les modes de réalisation du

quatrième au sixième, il ne s'agit pas de valeurs limita-

tives. En outre, le réservoir de fluide de refroidissement n'est pas limité au type particulier représenté.

Comme décrit précédemment, dans les modes de réali-

sation du quatrième au sixième, l'ensemble de séparation de fluide de refroidissement peut séparer un type particulier de fluide de refroidissement d'un mélange de fluides par le

procédé d'adsorption par compression alternée, avec utili-

sation d'un matériau adsorbant et d'un réservoir.

L'ensemble de séparation de fluide de refroidisse-

ment peut donc permettre un fonctionnement à rendement

élevé et un fonctionnement à température élevée sans néces-

siter une quantité excessive de chaleur et un appareil de

distillation, si bien qu'un appareil à cycle de réfrigéra-

tion de faible encombrement peut être réalisé et le rende-

ment de fonctionnement peut être accru.

Dans les six modes de réalisation, le constituant

"R-114" d'un mélange de fluides de refroidissement conte-

nant les constituants "R-22" et "R-114" peut être remplacé par les constituants "R-123", "R-318"1, etc. Par exemple, un mélange ayant un rapport de constituants "R-22"/"R-138" de /20 mole % convient à un chauffage à rendement élevé, et un mélange ayant un rapport de composition des constituants "R-22"/"R-138" de 50/50 mole % convient pour le chauffage à

température élevée (comprenant la fourniture d'eau chaude).

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Appareil à cycle de réfrigération, du type qui comprend: un circuit (1) . à cycle de réfrigération destiné à permettre la circulation d'un mélange de fluides de refroi-

dissement contenant un fluide à température élevée d'ébul-

lition et un fluide à basse température d'ébullition, ayant un rapport prédéterminé de concentrations, au moins dans un compresseur (2), un condenseur (4) et un évaporateur (8), afin qu'un cycle de réfrigération du type d'une pompe à chaleur soit formé, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif (11) de séparation d'un fluide de

refroidissement ayant un dispositif d'adsorption (15) des-

tiné à séparer l'un des fluides de refroidissement à tempé-

rature élevée ou faible de refroidissement du mélange qui circule dans le circuit (1) à cycle de réfrigération, par

un procédé d'adsorption par compression alternée, un réser-

voir (20) destiné à contenir temporairement le fluide de refroidissement séparé par le dispositif d'adsorption (15), et un dispositif (22-25, 30) destiné à renvoyer le fluide restant de refroidissement qui n'est pas séparé par le dispositif d'adsorption (15) et qui n'est pas conservé par

le réservoir (29), vers le circuit (1) à cycle de réfri-

gération.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'adsorption (15) reçoit le mélange de fluides de refroidissement d'un côté de fluide à pression

élevée du circuit (1) à cycle de réfrigération, et le dis-

positif de retour (22-25, 30) renvoie le fluide restant de

refroidissement du côté de fluide à basse pression du cir-

cuit (1) à fluide de réfrigération.

3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le dispositif d'adsorption (11) comporte un dispo-

sitif (16-18) d'introduction sélective du mélange de fluides de refroidissement, un dispositif à tour adsorbante

(11) contenant un matériau adsorbant (15) permettant l'ad-

sorption et la désorption de l'un des fluides de refroidis-

sement à températures élevée et faible d'ébullition conte-

nus dans un mélange introduit, à une pression prédéter-

minée, et un dispositif (16, 31) de commutation de la pression vers le dispositif (11) à tour adsorbante entre une pression élevée et une basse pression suivant un cycle

prédéterminé destiné à permettre l'adsorption et la désorp-

tion par le matériau adsorbant (15) de manière répétée.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif (11) à tour adsorbante comporte une entrée (12) de gaz d'alimentation et une sortie (13) de gaz épuré disposées en commun en aval dans le sens des forces

de pesanteur, et une sortie (14) de gaz d'échappement pla-

cée en amont.

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réservoir (20) est disposé plus en aval que la

sortie (13) de gaz épuré du dispositif (11) à tour adsor-

bante dans la direction des forces de pesanteur.

6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (11) à tour adsorbante est d'un type à

une seule tour.

7. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (11) à tour adsorbante est du type à

deux tours.

8. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de retour (22-25, 30) comporte un

réservoir de purge (23), une électrovanne (24) et un régu-

lateur de débit (25) connectés dans cet ordre entre la sortie (14) de gaz d'échappement du dispositif (11) à tour

adsorbante et le circuit (1) à cycle de réfrigération.

9. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de commutation (16, 31) comporte une soupape de commutation (16) destinée à établir un premier

trajet de circulation entre l'entrée (12) de gaz d'alimen-

tation du dispositif (11) à tour adsorbante et le circuit

(1) à cycle de réfrigération afin qu'ils puissent communi-

quer au moment de l'adsorption, et à établir un second trajet de circulation entre la sortie (13) de gaz épuré du dispositif (11) à tour adsorbante et le réservoir (20) de manière qu'ils puissent communiquer au moment de la désorption.

10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif (11) de séparation de fluide de refroidissement a un échangeur de chaleur (21) qui comprend un tronçon de réception de chaleur placé dans le premier trajet de circulation et un tronçon formant radiateur placé

dans le second trajet de circulation.

11. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de retour comporte un clapet de retenue (45) et un régulateur de débit (25) connectés dans cet ordre entre la sortie (14) de gaz d'échappement du dispositif (11) à tour adsorbante et le côté de fluide de refroidissement à basse pression du circuit (1) à cycle de réfrigération.

12. Appareil selon la revendication 3, caractérisé

en ce que le réservoir (20) conserve le fluide de refroi-

dissement qui a été adsorbé par le matériau adsorbant (15)

puis est désorbé.

13. Appareil selon la revendication 3, caractérisé

en ce que le réservoir (20) contient le fluide de refroi-

dissement qui circule dans le matériau adsorbant (15) sans

étre adsorbé.

14. Appareil à cycle de réfrigération, du type qui comprend: un circuit (1) à cycle de réfrigération ayant un condenseur (4), un ensemble de réduction de pression (5) et un dispositif de vaporisation (8) couplés à un compresseur

(2) dans l'ordre indiqué, et contenant un mélange non azéo-

trope de fluides de refroidissement constitué d'un fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition et

d'un fluide de refroidissement à faible température d'ébul-

lition, caractérisé en ce qu'il comprend: un matériau adsorbant (15) destiné à adsorber un type particulier de fluide de refroidissement du mélange, un premier trajet (17) de circulation couplé au côté à haute pression du circuit (1) à cycle de réfrigération et destiné à transmettre le mélange du côté à haute pression au matériau adsorbant (15) afin que le type particulier de fluide de refroidissement soit adsorbé,

un second trajet (22) de circulation couplé au maté-

riau adsorbant (15) et destiné à renvoyer le fluide de

refroidissement qui passe dans le second trajet de circula-

tion sans être adsorbé vers le circuit (1) à cycle de réfrigération, un troisième trajet (19) de circulation couplé au matériau adsorbant (15) et destiné à réduire la pression du

matériau adsorbant (15) et à désorber un fluide de refroi-

dissement du matériau adsorbant (15), une soupape de commutation (16) destinée à commuter en alternance entre le premier et le troisième trajet de circulation (17, 19), et un réservoir (20) couplé au troisième trajet de circulation (19) et destiné à contenir le fluide désorbé de refroidissement.

15. Appareil à cycle de réfrigération, du type qui comprend: un circuit (1) à cycle de réfrigération ayant un condenseur (4), un ensemble de réduction de pression (5),

un séparateur gaz-liquide (6) et un dispositif d'évapora-

tion (8) couplés à un compresseur (2) dans cet ordre et

ayant un mélange non azéotrope de fluides de refroidisse-

ment contenant un fluide à température élevée d'ébullition et un fluide à basse température d'ébullition, caractérisé en ce qu'il comprend: un matériau adsorbant (15) destiné à adsorber le fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition du mélange, une sortie (13) de gaz épuré placée au-dessous du matériau adsorbant (15) et à partir de laquelle le gaz épuré provenant du matériau adsorbant s'écoule, un premier trajet de circulation (17) couplé au séparateur gaz-liquide (6) et destiné à transmettre un fluide de refroidissement au matériau adsorbant (15) afin que le fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition soit adsorbé,

un second trajet de circulation (22) couplé au maté-

riau adsorbant (15) et destiné à renvoyer le fluide de

refroidissement qui passe dans le second trajet de circula-

tion (22) sans être adsorbé vers le circuit à cycle de réfrigération, un troisième trajet de circulation (19) couplé à la sortie (13) de gaz épuré du matériau adsorbant (15) et destiné à réduire la pression du matériau adsorbant et à désorber le fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition du matériau adsorbant (15), une soupape (16) de commutation alternée entre le premier et le troisième trajet de circulation (17, 19), et

un réservoir (20) placé en aval du matériau adsor-

bant (15) et destiné à contenir le fluide de refroidisse-

ment à température élevée d'ébullition circulant dans le

troisième trajet de circulation.

16. Appareil à cycle de réfrigération, du type qui comprend: un circuit (1) à cycle de réfrigération ayant un condenseur (4), un ensemble de réduction de pression (5), un séparateur gaz-liquide (6) et un évaporateur (8) couplés à un compresseur (2) dans l'ordre indiqué et ayant un

mélange non azéotrope de fluides de refroidissement conte-

nant un fluide à température élevée d'ébullition et un fluide à basse température d'ébullition, caractérisé en ce qu'il comprend: un matériau adsorbant (15) destiné à adsorber le fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition du mélange, un premier trajet de circulation (17) couplé à une sortie de liquide (6a) du séparateur gazliquide (6) et destiné à transmettre un fluide de refroidissement en phase liquide au matériau adsorbant (15) afin que le fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition soit adsorbé,

un second trajet de circulation (22) couplé au maté-

riau adsorbant (15) et destiné à renvoyer ce fluide qui circule dans le second trajet de circulation (22) sans être adsorbé vers le circuit (1) à cycle de réfrigération, un troisième trajet de circulation (19) couplé au matériau adsorbant (15) et destiné à réduire la pression appliquée au matériau adsorbant (15) et à désorber le fluide de refroidissement à température élevée d'ébullition du matériau adsorbant (15), une soupape de commutation (16) destinée à commuter en alternance entre le premier et le troisième trajet de circulation (17, 19), un dispositif d'échange de chaleur (21) ayant un tronçon formant radiateur (21a) placé dans le troisième trajet de circulation (19) et un tronçon de réception de chaleur (21b) placé dans le premier trajet de circulation (17) en communication avec le tronçon formant radiateur (21a) afin qu'il transmette la chaleur de vaporisation à un fluide de refroidissement circulant dans le premier trajet de circulation (1), et un réservoir (20) couplé au troisième trajet de

circulation (19) et destiné à contenir le fluide de refroi-

dissement ayant une température élevée d'ébullition qui a

été désorbé.

17. Appareil à cycle de réfrigération, du type qui comprend: un circuit (61) à cycle de réfrigération ayant un condenseur (64), un ensemble de réduction de pression (65),

un séparateur gaz-liquide (66) et un dispositif de vapori-

sation (68) couplés à un compresseur (62) dans cet ordre et

ayant un mélange non azéotrope de fluides de refroidisse-

ment constitué par plusieurs types de fluides de refroi-

dissement, caractérisé en ce qu'il comprend: un matériau adsorbant (611, 612) destiné à traiter

essentiellement un type particulier de fluide de refroidis-

sement du mélange, un premier trajet de circulation (618) destiné à transmettre le fluide de refroidissement du côté à haute pression du circuit (61) à cycle de réfrigération vers le matériau adsorbant (611, 612) afin que le type particulier de fluide de refroidissement soit adsorbé, un second trajet de circulation (617) destiné à permettre la communication du matériau adsorbant (611, 612) avec le côté à basse pression du circuit (61) à cycle de réfrigération, à désorber un fluide de refroidissement du matériau adsorbant (611, 612) par réduction de pression, et à renvoyer le fluide désorbé de refroidissement au circuit (61) à cycle de réfrigération, une soupape de commutation (616) destinée à commuter

en alternance entre le premier et le second trajet de cir-

culation (618, 617), et un réservoir (624) couplé au matériau adsorbant (611, 612) et destiné à contenir le type de fluide de refroidissement qui n'est pas adsorbé par le matériau

adsorbant (611, 612).