FR2662239A1 - Dispositif producteur de froid pour l'equipement de chambre froide ou congelateur. - Google Patents

Abstract

- Dispositif pour l'équipement d'enceintes réfrigérées ou congelées en vue de la dispersion de frigories dans le milieu constitué par le volume intérieur de l'enceinte et caractérisé en ce qu'il est constitué d'une chambre (2) contenant un serpentin (1) de type connu, dit "évaporateur", pour la circulation et la détente du fluide de réfrigération, le serpentin ou "évaporateur" étant muni d'ailettes, et la chambre comporte des parois en matériau à fort coefficient d'isolement thermique et elle communique par un passage d'entrée (6) et par un passage de sortie (7) avec l'ambiance intérieure de l'enceinte, chaque passage étant constitué d'un puits ou cheminée orienté vers le bas, de sorte que la chambre forme une cloche dans laquelle les calories dégagées lors des phases de dégivrage restent piégées.

Description

La présente invention concerne l'équipement de chambres froides ou d'armoires frigorifiques.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour l'équipement d'enceintes réfrigérées, telles que des chambres froides à température positive ou négative ou armoires de réfrigération et congélation , le dispositif étant prévu pour assurer la dispersion de frigories dans le milieu constitué par le volume intérieur de l'enceinte.

Dans les ensembles de réfrigération de type connu, qu'il s'agisse d'armoires de faibles dimensions, équipant par exemple des magasins de détail telles que patisseries, crèmeries ou analogue, ou des chambres froides de plus grande capacité, on dispose un serpentin de type conventionnel, muni d'ailettes, dit "évaporateur", le serpentin étant prévu pour la circulation et la détente du fluide de réfrigération qui apporte les frigories ensuite véhiculées avec l'air mis en circulation forcée au sein de ladite enceinte.

On sait que le serpentin de l'évaporateur doit faire l'objet régulièrement d'une opération de dégivrage ; en effet l'humidité ambiante qui est notamment dégagée des produits tend à se cristaliser au niveau des parois du serpentin ou des ailettes qui lui sont associées ; le givre ainsi déposé et susceptible de croître en épaisseur avec le temps diminue l'efficacité et le rendement de l'évaporateur en provoquant par conséquent une élévation thermique parasite au sein de 1 'enceinte réfrigérée.

Dans les dispositifs actuellement connus, on cherche donc à intervalles réguliers et par le moyen d'une résistance électrique à réchauffer le serpentin pour assurer la fonte des cristaux de glace et permettre au serpentin de retrouver en conséquence sa nudité et son efficacité.

Ce dispositif présente l'inconvénient de disperser au sein du milieu réfrigéré des calories parasites qui doivent par conséquent être compensées et neutralisées par un apport ultérieur de frigories d'où abaissement du rendement de l'ensemble.

L'eau résultant de la fonte des cristaux de givre associés au serpentin doit en outre être évacuée vers l'extérieur et pour éviter que le conduit d'évacuation ne se bouche, par exemple par formation d'un bouchon de glace, il est également nécessaire d'assurer le réchauffement de ce conduit d'évacuation d'où nouvelle source de perte de frigories et abaissement du rendement.

L'invention vise à remédier à cet inconvénient et permet de disposer dans une enceinte de réfrigération un dispositif pour la dispersion des frigories évitant les inconvénients qui ont été décrits ci-dessus.

On a sans doute cherché à remédier à ces inconvénients en isolant le serpentin ou évaporateur du milieu extérieur par un système de volets mobiles ; les volets sont amenés dans un plan horizontal pour assurer la communication de l'évaporateur avec le reste de l'ambiance en période normale ; et en période de dégivrage (avec émission de calories pour la fonte des cristaux de glace et de givre) les volets sont alors abaissés par des moyens mécaniques de façon à réaliser une paroi d'occultation qui tend à séparer l'évaporateur du reste de la chambre ; ces réalisations sont complexes et coûteuses car elles entraînent la nécessité d'un système de motorisation mécanique ; de plus ce système n'est pas fiable dans la mesure où la zone concernée subit précisément un dépôt de givre parasite de sorte que le bon fonctionnement des volets, à proximité de l'évaporateur, reste fréquemment perturbé par la présence de dépôts parasites de givre ; et dans ce cas la fuite des calories vers l'espace intérieur de l'enceinte abaisse considérablement le rendement thermique de l'ensemble; et en toute hypothèse les volets n'assurent qu'une isolation médiocre, laissant passer l'humidité dégagée par le réchauffement de l'évaporateur, laquelle se dépose en givre sur les produits ou aliments stockés et sur toutes les parties froides de l'enceinte.

Selon l'invention, on a prévu un système qui évite la mise en place de moyens mécaniques nécessairement tributaires des dépôts parasites précédemment dénoncés ; le système selon l'invention évitant tout déplacement mécanique d'organe assure une parfaite fiabilité et de plus il permet d'obtenir un isolement quasiment complet sur le plan thermique de l'évapo- rateur par rapport au reste de la chambre pendant les périodes de réchauffement de l'avaporateur correspondant au dégivrage.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour l'équipe- ment d'enceintes réfrigérées en vue de la dispersion de frigories dans le milieu constitué par le volume intérieur de l'enceinte et caractérisé en ce qu'il est constitué d'une chambre contenant un serpentin de type connu, dit "évaporateur", pour la circulation et la détente du fluide de réfrigération, le serpentin ou "évaporateur" étant muni d'ailettes, et la chambre comporte des parois en matériau à fort coefficient d'isolement thermique et elle communique par un passage d'entrée et par un passage de sortie avec l'ambiance intérieure de l'enceinte.

Plus spécialement, la chambre comporte au niveau d'un passage de communication avec l'enceinte un organe de circulation forcée de l'air.

La chambre est avantageusement disposée contre une paroi de l'enceinte, laquelle paroi constitue alors en même temps la paroi de ladite chambre. Cette disposition permet d'avoir un accès facile à l'évaporateur fixé sur la paroi de l'enceinte, mais elle peut être différente et la chambre peut comporter sa propre paroi supérieure.

La communication entre le volume de la chambre et l'espace intérieur de l'enceinte se fait avantageusement par au moins un couloir lui-même prévu avec des parois en matériau à coefficient d'isolation thermique élevé.

La chambre est spécialement constituée d'un volume de hauteur variable et peut être avantageusement disposé contre la paroi horizontale supérieure, formant plafond, de l'enceinte, et les passages respectivement d'arrivée d'air d'une part et de sortie d'air d'autre part sont constitués chacun d'un puits vertical dont le sommet débouche dans ladite chambre.

Chaque puits vertical pourra avantageusement être prévu de largeur égale à la largeur de la chambre de sorte que l'en- semble des filets d'air circulant parallèlement parcourt verticalement le puits et débouche dans la chambre en se répartissant sur toute cette largeur.

Selon une forme de réalisation plus particulière, le puits vertical est prévu avec une embouchure inférieure et remonte verticalement jusqu a déboucher dans la chambre de l'évaporateur en permettant la circulation de l'air après renvoi d'angle à 900, l'air provenant du puits vertical parcourant la chambre horizontalement.

Et plus spécialement le passage de sortie forme un premier puits vertical conduisant l'air aspiré depuis la chambre vers le bas, et après un coude à 3600 l'ensemble peut se prolonger par un second puits orienté vers le haut, l'air étant aspiré en haut du second puits de sortie par un circulateur, disposé sensiblement à même hauteur que la chambre de l'évaporateur.

Selon une réalisation avantageuse, l'ensemble des puits latéraux de guidage de l'air et la chambre de l'évaporateur supérieur conforment un pont en "U" renversé, et les faces internes des puits latéraux, disposées en regard, voisinent le support des glissières ou rails pour la réception de plateaux étagés.

Et l'invention concerne encore une armoire de réfrigération pourvue de une à plusieurs portes réparties sur la face avant de ladite armoire, chaque porte correspondant à un compartiment, au sein de l'espace intérieur de l'armoire, chaque compartiment comportant des glissières ou rails pour la réception de plateaux de supportage des produits réfrigérés ou surgelés, et un compartiment est constitué par l'espace intérieur prévu entre les deux puits latéraux desservant la chambre supérieure de l'évaporateur et conformant le plafond du compartiment.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation plus particulière présentée à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés.

La Figure 1 montre une vue en coupe transversale d'un ensemble technique ou caisson de réfrigération intégré dans une enceinte à réfrigérer ou à congeler.

La Figure 2 montre une vue en perspective avec arrachage partiel du caisson de réfrigération tel que représenté à la
Figure 1.

La Figure 3 montre une vue en coupe du caisson de la Figure 1 selon la ligne III-III de ladite Figure.

La Figure 4 montre une vue en élévation de face d'une armoire de réfrigération utilisant le caisson technique selon la présente invention.

Et les Figures 5 à 12 montrent des variantes de réalisation dépendant de l'invention.

Selon l'ensemble des Figures, on voit que l'on réalise selon l'invention un caisson formant le coeur technique de l'enceinte réfrigérée et contenant notamment le serpentin ou évaporateur.

Ce serpentin ou évaporateur (schématisé sur la Figure 1) et désigné par la référence 1 est placé dans la chambre 2 ou chambre d'évaporateur, cette chambre étant définie par la paroi inférieure 3 et la chambre est ouverte, selon l'exemple de la Figure 2, à sa partie supérieure qui vient se plaquer avantageusement contre la paroi supérieure ou plafond de l'enceinte elle-même, cette paroi ou plafond de l'enceinte constituant alors le plafond de la chambre 2, sur laquelle peut être fixé l'évaporateur.

Les parois respectivement avant 4 et arrière 5 complètent l'espace définissant la chambre 2 , les zones latérales respectivement 6 et 7 de la chambre 2 (Figure 1) constituent les passages d'entrée et de sortie de l'air circulant dans la chambre selon la flèche "F" l'air léchant les ailettes associées au serpentin ou évaporateur en lui cédant des calories, l'air réfrigéré étant ensuite diffusé dans l'espace intérieur de l'enceinte pour assurer la dispersion des frigories.

Selon l'invention, la chambre 2 est associée à un puits d'entrée 8
Ce puits est lui-même constitué de parois de fort coefficient d'isolation thermique, de même que les parois de la chambre 3, 4 et 5 ; on utilise avantageusement des polymères expansés du type polyuréthane expansé, polyester expansé ou analogue.

Les parois 9 et 10 du puits d'entrée 8 se répartissent sur toute la largeur "1" de la chambre 2 en permettant ainsi une circulation des filets d'air parallèles qui, après renvoi à 900, peuvent desservir l'ensemble de la chambre sur toute sa largeur.

La sortie 7 de la chambre 2 constitue le débouché du puits de sortie 11 lui-même défini par les parois 12 et 13 également en matériau à fort coefficient d'isolation thermique ce puits conduisant l'air froid sortant de la chambre vers le bas ; et il se prolonge après renvoi d'angle à 3600 par le puits vertical ascendant 14 défini par la paroi d'isolation 13 (commune au puits descendant 11 et au puits ascendant 14) et la paroi en simple tôle 15.

Sur la paroi 15 et au sommet du puits ascendant 14, sensiblement à hauteur de la chambre de réfrigération 2, est prévu un circulateur tel qu'un ventilateur 16. En l'absence de puits ascendant le circulateur peut être placé à la base du puits descendant, avec le souffle dirigé dans une quelconque direction.

Ce ventilateur par aspiration provoque la circulation forcée de l'air successivement dans un parcours ascendant dans le puits d'entrée 8 , puis horizontalement en traversant l'en- semble de la chambre 2 pour assurer les échanges thermiques entre l'air circulant et l'évaporateur, après quoi l'air parcourt successivement le puits descendant 11 et le puits ascendant 14 pour ressortir par le ventilateur 16.

Selon une variante le sens de circulation peut être inversé et le ventilateur soufflant successivement dans le parcours inverse.

Ce fonctionnement ainsi décrit est celui du caisson technique de réfrigération en période normale.

Lorsque l'on veut provoquer le dégivrage de l'évaporateur, à savoir le serpentin et les ailettes associées, on interrompt alors la circulation d'air par arrêt du ventilateur 16 ; dans le même temps une résistance (non représentée) est mise sous tension à la base de la chambre 2 et provoque la fusion des cristaux de glace, les goutelettes tombant des ailettes étant reçues par le plateau 17.

On comprend que pendant cette période de réchauffement, les calories ainsi mises en circulation sont isolées thermiquement par rapport au reste de l'ambiance de l'enceinte et la circulation de l'air étant arrêtée, les calories restent localisées et sont ainsi captées exclusivement pour leur objet, ctest-à-dire pour la fusion de la glace sous forme de givre et absorbées par la chaleur latente de fusion.

Comme les calories et l'humidité (ou vapeur d'eau) ainsi dégagées sont renfermées dans cet espace clos et thermiquement isolé, elles sont toutes utilisées et neutralisées par l'opération endothermique de fusion ; sans dispersion parasite.

Après un temps de retard programmé, correspondant en principe au dégivrage de l'ensemble de l'évaporateur, la remise en activité de l'évaporateur peut être initialement provoquée (la circulation du fluide de réfrigération ayant été interrompue pendant la phase de dégivrage) ; on ramène ainsi le serpentin et les ailettes à une température de froid négatif de service correspondant au programme, avant de remettre en service à son tour le circulateur 16, lorsque le froid est rétabli dans la chambre 2.

Ainsi l'air qui reprend son circuit pour parcourir l'ensemble de l'enceinte est un air qui est immédiatement ramené à la température de froid négatif voulue ; alors que la remise en circulation prématurée de l'air aboutirait au contraire à disperser dans l'enceinte les quelques calories qui résultent de l'opération antérieure de dégivrage et qui n'ont pas encore été neutralisées par la remise en service de l'évaporateur, sous forme d'air chaud et humide donc véhiculant également de la vapeur d'eau venant alors se déposer en givre sur les produits et les parois.

On voit que dans ces conditions, on évite systématiquement la dispersion de calories et de l'humidité en givre dans l'enceinte lors des phases rapprochées et régulières de dégivrage.

On assure en outre un fonctionnement régulier parfaitement fiable en évitant l'appel à des moyens mécaniques ou électromécaniques susceptibles de se bloquer et de se coller au froid.

La conformation du caisson technique selon l'invention, selon un pont ou une arche, se prête en outre avantageusement à l'intégration de cet ensemble dans une armoire de réfrigération ou congélation notamment en plusieurs compartiments, mais peut être également placé à n'importe quel endroit d'une enceinte de réfrigération ou congélation.

Ainsi qu'on le voit sur la Figure 4, dans laquelle le caisson en forme d'arche 18 est représenté en pointillé, l'espace intérieur 19 (Figure 1) du caisson est totalement libre il peut donc recevoir des rails ou glissières latérales 20, 20', 21, 21', 22, 22' etc... qui sont disposées sur les flancs intérieurs de l'arche constituée par les parois se faisant face des panneaux 10 et 12.

Ces glissières peuvent recevoir de façon connue des plateaux de supportage contenant, de façon étagée et à hauteur appropriée, les produits soumis à réfrigération ou à la congélation.

Ainsi et comme on le voit sur la Figure 4, une armoire, par exemple à quatre portes, couramment utilisée dans les points de fabrication ou de ventes au détail, telles que boulangeries, pâtisseries, crèmeries, laiteries, fromageries, épiceries, boucheries, charcuteries etc..., peut être mise en place en assurant une utilisation maximale de l'espace intérieur de l'armoire, chacune des quatre portes desservant un compartiment récepteur de plateaux, alors que dans les dispositifs antérieurs une porte, destinée d'ailleurs à permettre l'accès aux organes techniques, était en fait neutralisée.

On permet ainsi non seulement d'accroître le rendement de l'appareil mais également d'accroître sa capacité volumique et ses commodités d'utilisation (répartition des produits par quatre portes et non plus par trois portes).

Le dispositif selon ses différentes variantes peut être également disposé à n'importe quel endroit d'une enceinte de forme et de volume différent (ou variable).

Les Figures 4 à 13 montrent diverses variantes de réalisation dans lesquelles on retrouve toujours la chambre contenant l'évaporateur et entourée de parois de protection pour éviter des déperditions calorifiques lors des phases de dégivrage.

Dans tous les cas, la chambre forme avec ses parois une configuration en "U" renversé définissant ainsi une cloche apte à piéger l'air réchauffé lors du dégivrage et chargé d'humidité, et les entrées et sorties d'air communiquant avec l'ambiance intérieure de l'armoire sont toujours en position inférieure par rapport à la chambre contenant l'évaporateur cet air n'est remis en circulation qu'après retour à un cycle de froid évitant de transporter vers les produits des calories et une humidité parasite.

Le volume de la chambre sera défini à un espace restreint autour de l'évaporateur de façon à obliger les filets d'air à lécher le serpentin. On ne laissera donc pas les parois de la chambre s'éloigner de plus de 10 centimètres et de préférence de plus de 5 centimètres des parois du serpentin.

La chambre peut ainsi être disposée en hauteur comme sur les
Figures 11 et 12.

Les Figures 4 à 10 et 13 montrent que la chambre peut être positionnée selon différentes modalités au sein de l'enceinte et épouser diverses configurations, avec air forcé depuis l'entrée (Figures 4 et 7) direction de l'air pulsé vers l'espace intérieur entre les 2 puits (Figure 5) avec puits de sortie pourvu d'un passage d'évacuation par ventilateur à sa base (Figure 6).

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif pour l'équipement d'enceintes réfrigérées ou congelées en vue de la dispersion de frigories dans le milieu constitué par le volume intérieur de l'enceinte et caractérisé en ce qu'il est constitué d'une chambre (2) contenant un serpentin (1) de type connu, dit "évaporateur", pour la circulation et la détente du fluide de réfrigération, le serpentin ou "évaporateur" étant muni d'ailettes, et la chambre comporte des parois en matériau à fort coefficient d'isolement thermique et elle communique par un passage d'entrée (6) et par un passage de sortie (7) avec l'ambiance intérieure de l'enceinte.

2 - Dispositif selon la revendication 1, et caractérisé en ce que la chambre est associée, au niveau d'un passage de communication avec l'enceinte, à un organe (16) de circulation forcée de l'air.

3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, et caractérisé en ce que la chambre est disposée contre une paroi de l'enceinte, laquelle paroi constitue alors en même temps la paroi de ladite chambre et supportant l'évaporateur.

4 - Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, et caractérisé en ce que la communication entre le volume de la chambre (2) et l'espace intérieur de l'enceinte se fait avantageusement par au moins un couloir lui-même prévu avec des parois en matériau à coefficient d'isolation thermique élevé.

5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, et caractérisé en ce que la chambre (2) comporte des passages respectivement d'arrivée d'air (6) d'une part et de sortie d'air (7) d'autre part constitués chacun d'un puits vertical (8, 11) dont le sommet débouche dans ladite chambre, leurs ouvertures de mise en communication avec la chambre étant situées à la base du puits.

6 - Dispositif selon la revendication 5, et caractérisé en ce que chaque puits vertical (8, 11) est prévu de largeur égale à la largeur de la chambre (2) de sorte que l'ensemble des filets d'air circulant parallèlement parcourt verticalement le puits (8) et débouche dans la chambre (2) en se répartissant sur toute cette largeur.

7 - Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, et caractérisé en ce que le puits vertical d'entrée (8) est prévu avec une embouchure inférieure et remonte verticalement jusqu'à déboucher (en 6) dans la chambre de l'évaporateur en permettant la circulation de l'air après renvoi d'angle à 900, l'air provenant du puits vertical (8) parcourant la chambre horizontalement 8 - Dispositif selon l'une des revendications 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que les parois des dits puits sont thermiquement isolantes.

9 - Dispositif selon l'une des revendications 5, 6 ou 7, et caractérisé en ce que le passage de sortie forme un premier puits vertical (11) conduisant l'air forcé depuis la chambre (2) vers le bas, et après un coude à 3600 l'ensemble se prolonge par un second puits (14) orienté vers le haut, l'air étant aspiré en haut du second puits de sortie par un circulateur (16), disposé sensiblement à même hauteur que la chambre de l'évaporateur.

10 - Dispositif selon l'une des revendications 5, 6, 7, 8 ou 9, et caractérisé en ce que l'ensemble des puits latéraux (8, 11, 14) de guidage de l'air et la chambre (2) de l'évaporateur supérieur conforment un pont en "U" renversé, et l'espace interne (10, 12) entre les puits latéraux (8, 11), disposé de chaque côté, comporte des glissières ou rails pour la réception de plateaux étagés.

11 - Armoire de réfrigération ou congélation pourvue de une à plusieurs portes réparties sur la face avant de ladite armoire, chaque porte correspondant à un compartiment, au sein de l'espace intérieur de l'armoire, chaque compartiment comportant des glissières ou rails pour la réception de plateaux de supportage des produits réfrigérés ou congelés, et caractérisée en ce qu'elle comporte un système de réfrigération ou congélation selon l'une des revendications 8 ou 9 et un compartiment est constitué par l'espace intérieur prévu entre les deux puits latéraux desservant la chambre supérieure de l'évaporateur et conformant le plafond du compartiment.

12 - Enceinte de réfrigération ou congélation de forme ou volume variable pourvue d'une ou plusieurs portes, à l'intérieur de laquelle on peut accéder pour y entreposer des produits frais ou surgelés, et caractérisée en ce qu'elle comporte une ou plusieurs chambres de réfrigération ou congélation selon l'une des revendications 1 à 9 ci-dessus, la ou les chambres de réfrigération selon l'invention pouvant être placées en n'importe quel endroit de l'enceinte avec le souffle de sortie d'air dirigé dans une quelconque direction.