FR2715213A1

FR2715213A1 - Procédé et appareil d'exploitation d'un système de réfrigération, caractérisés par une régulation de la pression maximale de fonctionnement.

Info

Publication number: FR2715213A1
Application number: FR9500242A
Authority: FR
Inventors: Lars I Sjoholm; Sung L Kwon; Lee J Erickson
Original assignee: Thermo King Corp
Current assignee: Thermo King Corp
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1995-07-21
Also published as: GB2286658A; CA2140179C; CA2140179A1; US5400609A; DE19500865A1; JPH07208827A; JP3635119B2; GB9500257D0

Abstract

Ce système de réfrigération (10) présente, en plus de cycles de chauffage et de refroidissement, un cycle neutre sans arrêt de la source de force motrice (14) du compresseur (12) pour empêcher un écoulement de l'air dans l'espace climatisé. Des vannes commandables vont respectivement: (1) sélectionner un condenseur principal (44) ou auxiliaire (108), (2) ouvrir ou fermer une canalisation (52) de liquide, (3) ouvrir ou fermer une canalisation envoyant un liquide chaud à un échangeur de chaleur-économiseur (60). Les vannes sont commandées pour assurer à tout instant un cycle neutre qui adapte le gain ou la perte net de chaleur dans l'espace climatisé. Ainsi, sa température reste mieux dans une plage neutre, proche du point de consigne ce qui donne une meilleure régulation de la température de l'espace climatisé pour une durée de stockage plus longue des denrées périssables dans cet espace. On utilise ici une régulation de la pression maximale de fonctionnement.

Description

Procédé et appareil d'exploitation d'un système de réfrigération,

caractérisés par une régulation de la pression maximale de fonctionnement. La présente invention concerne, d'une façon générale, les systèmes de réfrigération et elle a trait, plus spécifiquement, à des systèmes de réfrigération qui utilisent un compresseur comportant un

orifice de pression intermédiaire.

Le brevet US 4 850 197 divulgue un système de réfrigération à compression de vapeur basé sur un cycle d'économiseur qui utilise un compresseur de réfrigérant comportant un orifice de pression intermédiaire en plus d'orifices d'aspiration et de refoulement. Un échangeur de chaleur-économiseur est utilisé pour améliorer les cycles de refroidissement et de chauffage de gaz chaud qui sont déclenchés par un dispositif associé de commande, électrique ou électronique, afin d'obtenir et de maintenir dans un espace desservi devant être climatisé une plage de température prédéterminée voisine d'une

température de point de consigne sélectionnée.

Le brevet US 5 174 123 divulgue des procédés et des appareils de réfrigération qui utilisent un réservoir de détente par vaporisation instantanée dans un système de réfrigération qui comporte un cycle d'économiseur, cela à la place d'un échangeur de chaleur-économiseur. L'agencement de réfrigération décrit dans la demande précitée élimine le besoin d'une vanne à flotteur dans le réservoir de détente, ce qui permet d'utiliser ce réservoir de détente

dans des applications de réfrigération à des moyens de transport.

Il serait souhaitable, et c'est un objet de la présente demande, d'améliorer la fiabilité et le rendement, ainsi que les procédés et les agencements de commande, des systèmes de réfrigération qui comportent un cycle d'économiseur, comme par exemple les systèmes

de réfrigération décrits dans les brevets mentionnés ci-dessus.

L'invention couvre des procédés et des appareils destinés à commander un système de réfrigération qui permet d'obtenir et de maintenir une température de point de consigne prédéterminée dans un espace climatisé au moyen de cycles de refroidissement et de chauffage. Le système de réfrigération comprend un compresseur de réfrigérant comportant un orifice d'aspiration, un orifice de pression intermédiaire, un orifice de refoulement, et une source de force motrice de compresseur. Le système de réfrigération comprend, en outre, une canalisation de refoulement de gaz chaud de compresseur, des première et seconde canalisations de gaz chaud, et un premier agencement de vanne commandable pouvant prendre des première et seconde positions dans lesquelles cet agencement raccorde la canalisation de refoulement de gaz chaud du compresseur aux première et seconde canalisations de gaz chaud, respectivement. Un condenseur principal est raccordé à la première canalisation de gaz chaud. Un évaporateur, qui est associé à l'espace climatisé, comprend une vanne de détente d'évaporateur. Un condenseur auxiliaire est associé à l'espace climatisé, ce condenseur auxiliaire étant raccordé à la seconde

canalisation de gaz chaud. Un agencement d'échangeur de chaleur-

économiseur comportant des premier et second circuits de réfrigérant est présent et comprend une vanne de détente d'économiseur qui commande le débit du réfrigérant dans le second circuit d'écoulement de réfrigérant. Une canalisation principale de liquide raccorde le condenseur principal à la vanne de détente d'évaporateur par l'intermédiaire du premier circuit d'écoulement de réfrigérant de l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur, une canalisation auxiliaire de liquide raccorde le condenseur auxiliaire à l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur, une canalisation principale d'aspiration raccorde l'évaporateur à l'orifice d'aspiration du compresseur, et une canalisation auxiliaire d'aspiration raccorde le

second circuit d'écoulement de l'agencement d'échangeur de chaleur-

économiseur à l'orifice de pression intermédiaire du compresseur. Un second agencement de vanne commandable pouvant prendre des première et seconde positions est disposé de manière à fermer et ouvrir la canalisation principale de liquide, et un troisième agencement de vanne commandable est disposé de manière à ajouter

sélectivement de la chaleur dans l'agencement d'échangeur de chaleur-

économiseur. Au moins une combinaison prédéterminée de positions d'ouverture/fermeture, associée à une position neutre et destinée aux premier, second et troisième agencements de vanne commandable est prévue, et un cycle neutre ou mode de fonctionnement neutre est déclenché lorsque la température de l'espace climatisé se trouve dans une plage prédéterminée de température neutre, voisine de la température prédéterminée de point de consigne, tandis que le fonctionnement du compresseur de réfrigérant est maintenu. Le déclenchement du mode de fonctionnement neutre comprend la sélection d'au moins une combinaison prédéterminée, associée à une

position neutre, de positions d'ouverture/fermeture de vannes.

L'invention apparaîtra de façon plus claire à la lecture de la

description détaillée suivante pour laquelle on se référera aux dessins

annexés, donnés à titre purement illustratif et non limitatif, sur lesquels: la figure 1 montre un système de réfrigération réalisé selon les enseignements de la présente invention, ce système de réfrigération comportant un cycle d'économiseur; la figure 2 montre schématiquement un agencement plus détaillé destiné à mettre en oeuvre la partie de l'appareil représenté sur la figure 1, qui est associée directement à l'espace à climatiser; la figure 3 montre une variante du système de réfrigération représenté sur la figure 1, cette variante concernant le refroidissement d'un lubrifiant utilisé par un compresseur de réfrigérant, utilisant le liquide de refroidissement du moteur et un seul thermostat du type à dérivation; la figure 4 montre une autre variante du système de réfrigération représenté sur la figure 1, cette variante concernant le refroidissement d'un lubrifiant utilisé par un compresseur de réfrigérant, ce compresseur utilisant le liquide de refroidissement du moteur et un seul thermostat du type à étranglement; la figure 5 montre un algorithme de commande comprenant des modes de fonctionnement en chauffage, en refroidissement et en position neutre qui sont mis en oeuvre selon les enseignements de la présente invention; et la figure 6 montre d'autres variantes du système de réfrigération représenté sur la figure 1, ces variantes étant conformes

aux enseignements de la présente invention.

Telle qu'elle est utilisée dans le présent exposé, l'expression "espace climatisé" désigne tout espace devant être régulé en température et/ou en humidité, y compris des applications en poste fixe ou dans des moyens de transport, pour la conservation d'aliments et autres matières périssables, le maintien d'une atmosphère appropriée pour l'expédition de produits industriels, la climatisation d'espaces pour le confort humain, etc. L'expression "système de réfrigération" est utilisée pour désigner, d'une façon générique, à la fois les systèmes de climatisation d'air pour le confort humain et les systèmes de réfrigération pour la conservation de denrées périssables et l'expédition de produits industriels. Quand il est dit que la température d'un espace climatisé est commandée ou réglée sur une température de point de consigne sélectionnée, on entend par cela que la température de l'espace climatisé est commandée ou réglée dans une plage de température prédéterminée adjacente à la température de point de consigne sélectionnée. Sur la figure 1, les vannes commandables qui sont normalement ouvertes (n.o.) sont représentées avec un cercle vide, et les vannes commandables qui sont normalement fermées (n.c.) sont représentées avec un "X" à l'intérieur d'un cercle. Bien entendu, le dispositif de commande électrique ou électronique associé, appelé ci- après "dispositif de commande électrique", peut être modifié de manière à inverser les états de non excitation représentés. Une flèche pointée vers une vanne sur la figure 1 indique que la vanne est

commandée par le dispositif de commande électrique associé.

En se référant maintenant aux dessins, et particulièrement à la figure 1, on voit que l'on y a représenté un système de réfrigération 10 réalisé selon les enseignements de la présente invention. Le système de réfrigération 10 est du type qui inclut un cycle d'économiseur, comprenant un compresseur 12 de réfrigérant muni d'un orifice d'aspiration S, d'un orifice de refoulement D, et d'un orifice de pression intermédiaire IP. Le compresseur 12 est entraîné par une source de force motrice 14 qui, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, comprend un moteur à combustion interne refroidi par un liquide, comme par exemple un moteur Diesel, couplé au compresseur 12, comme indiqué d'une façon générale par la ligne 16 en traits interrompus. La source de force motrice 14 peut aussi comprendre un moteur électrique, en tant que seule source de force

motrice, ou en tant que source de force motrice de réserve.

Une canalisation 18 de refoulement de gaz chaud de compresseur raccorde l'orifice de refoulement D du compresseur 12 à un premier agencement de vanne commandable 20 par l'intermédiaire d'une vanne de service ou vanne extérieure de refoulement 22. Le premier agencement de vanne commandable 20 raccorde la canalisation 18 de refoulement de gaz chaud de compresseur à l'une sélectionnée des première et seconde canalisations 24 et 26 de gaz chaud. Comme représenté sur la figure 1, le premier agencement de

vanne commandable 20 peut comprendre une électrovanne pilote n.c.

28 et une vanne 30 à trois voies. L'électrovanne pilote 28 raccorde sélectivement le côté basse pression du compresseur 12 à la vanne 30 à trois voies, par exemple par branchement à une canalisation d'aspiration principale 32 par l'intermédiaire d'un raccord en T 34, cette canalisation d'aspiration principale 32 étant raccordée à l'orifice d'aspiration S du compresseur 12 par l'intermédiaire d'une vanne de

service ou vanne extérieure 36 de canalisation d'aspiration.

L'électrovanne pilote 28 est commandée fonctionnellement par un dispositif de commande électrique 38 par l'intermédiaire d'un moyen indiqué d'une façon générale par une flèche 29. Quand l'électrovanne pilote 28 cesse d'être excitée et est, de ce fait, fermée, la vanne 30 à trois voies raccorde mutuellement la canalisation 18 de refoulement de gaz chaud de compresseur à la première canalisation 24 de gaz chaud et, quand le dispositif de commande électrique 38 excite et ouvre l'électrovanne pilote 28, la vanne 33 à trois voies est actionnée par la pression du compresseur de manière à raccorder mutuellement la canalisation 18 de refoulement de gaz chaud de compresseur à la

seconde canalisation 26 de gaz chaud.

Les première et seconde canalisations 24 et 26 de gaz chaud dirigent, respectivement, les gaz chaud de refoulement du compresseur sur des circuits de refroidissement et de chauffage 40 et 42. Le circuit de refroidissement 40 comprend un agencement de condenseur principal 44 de réfrigérant qui comprend un serpentin 46 de condenseur et un agencement de circulateur d'air 48 de condenseur. La première canalisation 24 de gaz chaud est raccordée au côté d'entrée du serpentin 46 de condenseur dont le côté de sortie est raccordé à une entrée 51 d'un récepteur 50 de réfrigérant par l'intermédiaire d'une canalisation principale 52 de liquide qui comprend un clapet de non retour 54. Le circuit de refroidissement 40 et la canalisation principale 52 de liquide se prolongent depuis la sortie 53 du récepteur 50 jusqu'au côté d'entrée d'une vanne de détente 56 d'évaporateur, par l'intermédiaire d'un dispositif 58 de séchage ou déshydratation de réfrigérant, un agencement 60 d'échangeur de chaleur-économiseur, et un second agencement de vanne commandable 62, tel qu'une électrovanne n.o. commandée fonctionnellement par un dispositif de commande électrique 38 par l'intermédiaire d'un moyen indiqué d'une

façon générale par une flèche 63.

L'agencement 60 d'échangeur de chaleur-économiseur comprend des premier et second circuits 64 et 66 d'écoulement de réfrigérant, respectivement, le premier circuit 64 d'écoulement de réfrigérant comprenant un serpentin 68 d'échangeur de chaleur dans la canalisation 52 de liquide. Le second circuit 66 d'écoulement de réfrigérant comprend une enveloppe ou enceinte 70 disposée de manière à entourer le serpentin 68 d'échangeur de chaleur, l'enveloppe 70 comportant une entrée 72 de réfrigérant et une sortie 74 de réfrigérant. Le second circuit d'écoulement 66 est branché à la canalisation principale 52 de liquide par l'intermédiaire d'un raccord en T 76 et d'un conduit 77, une vanne 78 de détente d'économiseur étant montée dans le conduit 77, entre le raccord en T 76 et l'entrée 72 d'enveloppe. Ainsi, une partie du réfrigérant liquide s'écoulant dans la canalisation principale 52 de liquide est détournée, par l'intermédiaire de la vanne de détente 78 d'économiseur, jusque dans le second circuit 66 d'écoulement de réfrigérant, en subissant une détente dans

l'enveloppe 70 et assurant un cycle d'économiseur par un sous-

refroidissement ou refroidissement plus poussé, du réfrigérant liquide s'écoulant dans le serpentin 68 d'échangeur de chaleur. La sortie d'enveloppe 74 est raccordée à l'orifice de pression intermédiaire IP du compresseur 12 par l'intermédiaire d'une canalisation auxiliaire d'aspiration 80 et d'une vanne de service 82. Le réfrigérant présent dans l'enveloppe 70 se trouve à une pression supérieure à celle du réfrigérant revenant à l'orifice d'aspiration S de compresseur 12 et, de

ce fait, est ramené à l'orifice intermédiaire IP de pression plus élevée.

L'agencement 60 d'échangeur de chaleur-économiseur comprend également un moyen de chauffage 84 pour apporter sélectivement de la chaleur au réfrigérant s'écoulant à travers l'agencement 60 d'échangeur de chaleuréconomiseur. Le moyen de chauffage 84, dans un mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel la source de force motrice 14 comprend un moteur à combustion interne refroidi par un liquide, comprend une chemise de chauffage ou chemise d'eau 86 raccordée de manière à recevoir le liquide de refroidissement arrivant de la source de force motrice 14 par l'intermédiaire d'un troisième agencement de vanne commandable 88 qui peut être une électrovanne n.c. commandée fonctionnellement par le dispositif de commande électrique 38 par l'intermédiaire d'un moyen indiqué d'une façon générale par une flèche 89. Le liquide de refroidissement arrivant du circuit pour liquide de refroidissement associé à la source de force motrice 14 pénètre dans le côté d'entrée de la chemise d'eau 86 par l'intermédiaire d'un premier conduit 90 d'écoulement de liquide, et le liquide de refroidissement est renvoyé de la chemise d'eau 86 à la pompe à eau 92 par l'intermédiaire d'un second conduit 94 d'écoulement de liquide. La vanne 88 et le conduit sont branchés au circuit de liquide de la source de force motrice 14 sans passer par un thermostat T associé à la source de force motrice 14. Le débit du réfrigérant dans le second circuit 66 d'écoulement de réfrigérant est commandé par la vanne 78 de détente d'économiseur en fonction de la température du réfrigérant à la sortie 74, telle

qu'indiquée par un thermomètre 96.

Quand la source de force motrice 14 est un moteur électrique, la chemise de chauffage 86, au lieu d'être une chemise d'eau, peut être un enroulement de résistance électrique, le troisième agencement 88 de vanne commandable étant remplacé par un interrupteur marche/arrêt. De plus, alors que de la chaleur est de préférence ajoutée au côté extérieur de l'enveloppe 70, on comprendra que le liquide de refroidissement peut être dirigé sur un serpentin d'échangeur de chaleur disposé à l'intérieur de l'enveloppe 70 et que des résistances électriques, au lieu de chauffer le côté extérieur de l'enveloppe 70,

peuvent être disposées à l'intérieur de l'enveloppe 70.

Le circuit de refroidissement 40 se prolonge à partir de la vanne 56 de détente d'évaporateur, qui sépare les côtés haute et basse pression du circuit de refroidissement 40, à travers un distributeur 98 de réfrigérant qui distribue le réfrigérant à l'agencement d'évaporateur 100. L'agencement d'évaporateur 100 comprend un serpentin 102 d'évaporateur, qui comporte une pluralité de circuits d'écoulement recevant le réfrigérant arrivant du distributeur 98 et un agencement 104 de circulateur d'air d'évaporateur. L'agencement 104 de circulateur d'air fait circuler l'air entre un espace climatisé, indiqué d'une façon générale en 106, et le serpentin 102 d'évaporateur. Le côté de sortie du serpentin 102 d'évaporateur est raccordé à la canalisation d'aspiration principale 32 mentionnée précédemment pour ramener le

réfrigérant jusqu'à l'orifice d'aspiration S du compresseur 12.

L'écoulement dans le premier circuit d'écoulement 64 de l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur est ainsi commandé par la vanne de détente 56 d'évaporateur, qui commande le débit en fonction du degré de surchauffe des vapeurs de réfrigérant quittant le serpentin

102 d'évaporateur, tel qu'indiqué par le thermomètre 107.

Le circuit de chauffage 42 comprend la seconde canalisation 26 de gaz chaud, un condenseur auxiliaire 108, et une canalisation auxiliaire 110 de liquide. Le condenseur auxiliaire 108 est associé à l'agencement d'évaporateur 100 et se trouve, de ce fait, dans une

disposition d'échange de chaleur vis-à-vis de l'espace climatisé 106.

La seconde canalisation 26 de gaz chaud est raccordée au côté d'entrée du condenseur auxiliaire 108, et le côté de sortie du condenseur

auxiliaire 108 est raccordé à la canalisation auxiliaire 110 de liquide.

La canalisation auxiliaire 110 de liquide est branchée à la canalisation principale 52 de liquide par l'intermédiaire d'un raccord en T 112, un clapet de non retour 114 étant disposé dans la canalisation auxiliaire de liquide pour empêcher un écoulement depuis la canalisation

principale 52 de liquide vers le condenseur auxiliaire 108.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le condenseur auxiliaire 108 est divisé en des première et seconde sections 116 et 118 qui sont raccordées en série et qui jouent respectivement le rôle d'un serpentin réchauffeur de bac de dégivrage et d'un serpentin de chauffage destiné à ajouter de la chaleur à l'espace climatisé 106. La figure 2 est une représentation schématique d'une réalisation appropriée de l'agencement d'évaporateur 100 et de l'agencement de condenseur auxiliaire 108, dans laquelle le serpentin de chauffage 118 est réalisé par utilisation d'une rangée de circuits d'écoulement de réfrigérant ou d'une pluralité de rangées de circuits d'écoulement qui constituent le serpentin 102 d'évaporateur. L'air de retour en provenance de l'espace climatisé 106, indiqué par une flèche , est aspiré dans une chambre 122 par un agencement de circulateur d'air 104 et l'air est refoulé de manière à s'écouler à travers une pluralité de circuits d'écoulement de réfrigérant qui comprennent les circuits d'écoulement du serpentin 102 d'évaporateur et un ou plusieurs circuits d'écoulement associés au condenseur auxiliaire 108, le serpentin de chauffage 118 constituant une ou plusieurs rangées de tubes échangeurs de chaleur dans une structure qui complète un

serpentin 102 d'évaporateur, comme on l'a mentionné précédemment.

L'emplacement du serpentin de chauffage 118 par rapport à la direction d'écoulement de l'air à travers la chambre 122 dépend de l'application spécifique du système de réfrigération 10. Si une déshydratation était nécessaire dans l'application, on choisirait un emplacement de tube ou une rangée de tubes au voisinage de l'air entrant, comme illustré sur la figure 2. Si une déshydratation n'est pas nécessaire, la rangée sélectionnée peut être centrée de manière à

améliorer le cycle de dégivrage du serpentin 102 d'évaporateur.

Toutefois, même quand le serpentin de chauffage 118 se trouve au voisinage du côté d'entrée de l'écoulement d'air, le dégivrage est rapide car un registre de dégivrage commandable 124, commandé par le dispositif électrique 38, est fermé pendant le dégivrage, ce qui fait que l'air circule rapidement autour de toutes les rangées du faisceau de tube qui constitue le serpentin 102 d'évaporateur en communiquant la chaleur dégagée par le serpentin de chauffage 118 rapidement à toutes les rangées de la structure. L'air de décharge ou air climatisé, indiqué par la flèche 126, est refoulé par l'agencement de circulateur d'air 104 de manière à revenir dans l'espace climatisé 106. Des capteurs 128 et de température d'air de retour et d'air de décharge fournissent des

signaux de commande au dispositif de commande électrique 38.

Comme on peut le voir sur la figure 1, un capteur 132 de température de l'air ambiant peut également fournir un signal d'entrée au dispositif

de commande électrique 38.

Dans un mode de réalisation souhaitable de la présente invention, une canalisation 133 de purge de réfrigérant est prévue, cette canalisation de purge 133 ayant une taille d'orifice prédéterminée, comme indiqué en 134. La canalisation de purge 133 est raccordée de manière à appliquer une pression d'aspiration au circuit de chauffage 42 pendant un cycle de refroidissement, afin d'améliorer le cycle de refroidissement, sans augmenter les exigences globales en réfrigérant du système, par refoulement dans le circuit de refroidissement 40 du réfrigérant emprisonné dans le circuit de chauffage 42. La canalisation 133 de purge de réfrigérant est branchée entre le circuit de chauffage 42, qui comprend le circuit entre la vanne à trois voies et le clapet de non retour 114, c'est-à-dire la seconde canalisation 26 de gaz chaud, le condenseur auxiliaire 108, et la canalisation auxiliaire 110 de liquide, et le côté basse pression du circuit de refroidissement 40, c'est-à-dire entre le côté de sortie de la vanne de détente 56 d'évaporateur et l'orifice d'aspiration S du compresseur 12. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le serpentin 116 de bac de dégivrage est raccordé en série avec le serpentin de chauffage 118, et la canalisation 133 de purge de réfrigérant est raccordée, à partir d'une jonction ou raccord en T 136 se trouvant entre les serpentins 116 et 118, à l'un de deux points prédéterminés. Dans le mode de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 1, la canalisation de purge 133 est raccordée au distributeur 98 de réfrigérant. La figure 6, que l'on va expliquer ciaprès, montre l'autre point prédéterminé. Ces dispositions préférées ont pour avantage de minimiser la longueur de la canalisation de purge 133 et d'assurer un dégivrage de la canalisation de purge 133 pendant un cycle de dégivrage. Du fait que, pendant un cycle de chauffage/dégivrage, la canalisation de purge 133 crée une perte de capacité, on choisit de préférence l'orifice de purge 134 de manière que sa taille se situe dans une plage comprise entre environ 0,8 et 2,5 mm (0,03 et 0,1 pouce) pour minimiser cette perte de capacité

pendant un cycle de chauffage/dégivrage.

Dans un autre mode de réalisation souhaitable de la présente invention, une canalisation 138 d'évacuation de l'huile de compresseur est raccordée, à partir d'un point bas 140 de l'enveloppe 70, à l'un de deux points prédéterminés. Dans le mode de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 1, la canalisation d'évacuation d'huile est raccordée à un point encore plus bas sur la canalisation d'aspiration auxiliaire 80, le raccordement plus bas à la canalisation d'aspiration auxiliaire 80 étant indiqué par un raccord en T 142. La figure 6, que l'on va expliquer ci-après, montre l'autre point prédéterminé qui, sur la canalisation d'aspiration auxiliaire 80, est plus haut que le point d'évacuation 140. L'huile de compresseur qui est transportée jusque dans le système avec le gaz de refoulement chaud provenant du compresseur 12 est miscible, au moins partiellement, avec le réfrigérant liquide se trouvant dans l'enveloppe 70. L'huile de compresseur qui est recueillie dans l'enveloppe 70 diminue le rendement de transfert de chaleur entre une évaporation du type submergé qui a lieu dans l'enveloppe 70 et le serpentin 68 d'échangeur de chaleur. Dans le mode de réalisation de la figure 1 de la canalisation d'évacuation 138, on a constaté que cette canalisation d'évacuation 138 fonctionnait parfaitement bien quand elle était réalisée avec un tube ayant un diamètre extérieur (OD) de 6,35 mm (0,25 pouce) et un orifice de 2,3 mm (0,09 pouce). La canalisation d'évacuation 138 procure donc l'avantage d'une réduction de la concentration d'huile de compresseur dans l'enveloppe, ce qui augmente de 20% à 60%, selon les conditions de fonctionnement habituelles, le rendement de transfert de chaleur. La canalisation d'évacuation 138 ramène également jusqu'au compresseur 12 un écoulement dosé de réfrigérant liquide en injectant de l'huile et du réfrigérant liquide dans l'orifice de pression intermédiaire IP. La quantité dosée de réfrigérant liquide s'évapore et refroidit le compresseur, en maintenant la température de refoulement du

compresseur 12 dans une limite souhaitable.

Comme il est courant avec les compresseurs qui comportent un orifice de pression intermédiaire IP, on utilise une vanne commandable n.c. 144, appelée vanne de dérivation d'économiseur, qui, quand elle est ouverte, détourne les vapeurs de réfrigérant d'économiseur vers l'orifice d'aspiration P. La vanne de dérivation 144 est commandée fonctionnellement par le dispositif de commande électrique 38 par l'intermédiaire d'un moyen indiqué d'une façon générale par une flèche 147. La vanne 144 peut se trouver à l'intérieur du compresseur 12, ou à l'extérieur de celui-ci, comme représenté, cette vanne 144 étant montée entre les raccords en T 146 et 148 qui sont branchés respectivement aux canalisations d'aspiration auxiliaire et principale 80 et 32. Le rôle normal de la vanne de dérivation 144 d'économiseur est d'être ouverte pendant un cycle de chauffage/dégivrage pour empêcher toute limitation de la capacité de pompage du compresseur. Pendant un cycle de chauffage/dégivrage, l'écoulement normal vers l'orifice d'aspiration S est bloqué. Si le compresseur 12 pompe uniquement à travers l'orifice de pression intermédiaire IP, la capacité de pompage peut être limitée et il crée également un vide dans la canalisation d'aspiration principale. Une canalisation ouverte entre les canalisations d'aspiration auxiliaire et principale, par l'intermédiaire de la vanne de dérivation ouverte 144, élimine donc ces problèmes. La vanne de dérivation 144 peut également être ouverte pendant un cycle de refroidissement, en tant que partie d'un algorithme de commande de température, pour décharger le compresseur 12 afin de commander ou régler la température dans l'espace climatisé 106 lorsque la température se rapproche de la température de point de consigne sélectionnée. La température de point de consigne de l'espace climatisé106 est sélectionnée à l'aide du sélecteur 145 de température de point de consigne qui fournit un signal d'entrée au dispositif de commande

électrique 38.

Dans un mode de réalisation souhaitable de l'invention, la vanne de dérivation 144 de l'économiseur remplit une autre fonction, à savoir une gestion de la charge du moteur, lorsque la source de force motrice 14 est un moteur à combustion interne. Il est souhaitable que la température du liquide de refroidissement du moteur et la température des gaz d'échappement soient maintenues à l'intérieur de limites raisonnables. Dans le cas d'une charge excessive imposée au moteur 14, spécialement pendant que règnent des températures ambiantes élevées, il serait souhaitable de diminuer la charge du moteur 14 pour maintenir les limites désirées. Ainsi, conformément aux enseignements de l'invention, la charge imposée au moteur 14 est surveillée et lorsqu'elle dépasse une valeur prédéterminée, la vanne de dérivation 144 est ouverte par le dispositif de commande électrique 38, et la vanne 144 reste ouverte jusqu'à ce que la charge surveillée tombe en dessous d'une valeur plus faible prédéterminée. La charge imposée au moteur 14 peut, par exemple, être surveillée par contrôle de la pression de refoulement du compresseur. Un capteur 150 de pression de refoulement donne une indication de la pression de

refoulement du compresseur au dispositif de commande électrique 38.

Quand la pression de refoulement atteint une valeur prédéterminée, par exemple une valeur de 2482 kPa manométrique (360 psig), pour un réfrigérant du type R22, le dispositif de commande électrique 38 excite la vanne de dérivation 144 d'économiseur de manière à l'ouvrir et à diminuer la charge du moteur 144. Quand la pression de refoulement tombe à une valeur prédéterminée, comme par exemple une valeur de 2165 kPa manométrique (314 psig) pour le réfrigérant, le dispositif de commande électrique 38 cesse d'exciter la vanne de dérivation 144, ce qui ferme celle-ci. On peut utiliser d'autres indications de la charge du moteur, par exemple la température du liquide de refroidissement du moteur détectée par un capteur de température 152 associé au circuit 154 de liquide de refroidissement de moteur. On peut utiliser, par exemple, un accroissement de la température du liquide de refroidissement jusqu'à 101 C (215 F), par exemple pour déclencher l'ouverture de la vanne 144, tandis qu'une chute de température jusqu'à 93 C (200 F) peut déclencher une fermeture. Pour avoir une indication de la charge du moteur, on peut aussi utiliser la température des gaz d'échappement du moteur telle que détectée par un capteur de température 156 associé à un conduit d'échappement 158. On peut utiliser un accroissement de la température des gaz d'échappement jusqu'à 454 C (850 F), par exemple, pour déclencher l'ouverture de la vanne 144, tandis qu'une chute de température jusqu'à 426 C (800 F) peut déclencher une

fermeture.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on utilise le liquide de refroidissement du moteur pour refroidir l'huile du compresseur. Quand le compresseur 12 effectue une compression à des rapports de pression élevés et quand le coefficient thermique spécifique du réfrigérant est élevé, le compresseur 12 nécessite un certain refroidissement pour limiter la température de refoulement, de telle sorte que l'on puisse utiliser des joints d'étanchéité en néoprène ou autres joints toriques similaires avec la vanne de service 22 de refoulement. On obtient le refroidissement du compresseur en prélevant de l'huile du compresseur 12, en refroidissant l'huile dans un refroidisseur d'huile 160 et en réinjectant l'huile dans le compresseur 12 au niveau d'un point intermédiaire, cette opération lubrifiant également le joint d'étanchéité d'arbre. Le liquide de refroidissement

du moteur est, de préférence, une solution d'éthylène glycol et d'eau.

Il serait souhaitable de refroidir à la fois l'huile du moteur et l'huile du compresseur avec un seul thermostat, même si le moteur et le compresseur nécessitaient un refroidissement différent. Ni le compresseur 12, ni le moteur 14 ne doivent être trop chauds ou trop froids, le compresseur 12 chauffant en général plus rapidement que le

moteur 14 pendant la plupart des conditions de fonctionnement.

Plus spécifiquement, on prévoit un refroidisseur 160 d'huile de compresseur qui comporte une entrée 161 et une sortie 163 ainsi qu'un serpentin 162 d'échangeur de chaleur raccordé au carter d'huile 164 du compresseur par l'intermédiaire de conduits 166 et 168. Une chemise d'eau 170 entoure le serpentin 162 d'échangeur de chaleur, la chemise d'eau 170 étant raccordée au circuit 154 de liquide de refroidissement de moteur. Le circuit 154 de liquide de refroidissement de moteur comprend un thermostat 172, un radiateur 174 et un vase d'expansion 176, ainsi que la pompe à liquide de refroidissement 92 mentionnée précédemment. Le liquide de refroidissement du moteur est indiqué en 177 dans le vase d'expansion 176. Comme représenté, la chemise d'eau 170 peut être raccordée de manière à recevoir le liquide de refroidissement en provenance du thermostat 172, par l'intermédiaire d'un conduit 178, et de manière à ramener le liquide de refroidissement à la pompe 92 par

l'intermédiaire d'un conduit 180.

Les figures 3 et 4, montrent des modes de réalisation souhaitables de l'invention qui se rapportent au branchement du refroidisseur d'huile 160 dans le circuit 154 de liquide de refroidissement du moteur. La figure 3 concerne l'utilisation d'un thermostat 182 du type à dérivation. Le thermostat 182 à dérivation

comporte des première et seconde entrées 184 et 186 et une sortie 188.

Le thermostat de dérivation ferme initialement l'entrée 186, ce qui a pour effet que la totalité du liquide de refroidissement contourne le radiateur 174 jusqu'à ce que la température de ce liquide de refroidissement augmente jusqu'à une valeur prédéterminée à laquelle l'entrée 186 commence à s'ouvrir et l'entrée 184 commence à se fermer. A une température prédéterminée plus élevée, l'entrée 184 du thermostat est pratiquement fermée et l'entrée 186 est pratiquement complètement ouverte, et la totalité du liquide de refroidissement circule à travers le radiateur 174. Pour qu'il y ait toujours à coup sûr un écoulement constant du liquide de refroidissement à travers le refroidisseur d'huile 160, indépendamment de la position du thermostat 182 à n'importe quel moment, on raccorde la chemise d'eau 170 à la sortie 188 du thermostat 186, en aval du thermostat 182 et du

radiateur 174.

La figure 4 montre un agencement qui utilise un thermostat du type à étranglement, comportant une seule entrée 192 et une seule sortie 194. Le thermostat 190, du type à étranglement, est pratiquement complètement fermé en dessous d'une température prédéterminée et, lorsque la température prédéterminée est atteinte, il commence à s'ouvrir, atteignant une position totalement ouverte à une température plus élevée prédéterminée. Au lieu de monter un refroidisseur d'huile 160 en amont du radiateur 174 et du thermostat 182, comme c'est le cas dans le mode de réalisation de la figure 3, on monte, dans le mode de réalisation de la figure 4, un refroidisseur d'huile 160 sur le côté amont du thermostat 190, c'est-à-dire au niveau d'un raccord en T 196 qui est branché au circuit 154 de liquide de refroidissement, avant l'entrée 192 du thermostat 190. Ainsi, le refroidisseur d'huile 160 reçoit l'écoulement de liquide de refroidissement quelle que soit la position d'écoulement interne du

thermostat 190.

Pour réaliser et faire fonctionner un système de réfrigération présentant les caractéristiques décrites ci-dessus, cela avec des dimensions économiques des divers échangeurs de chaleur et de la source de force motrice 14 du compresseur 12 tout en maintenant sous commande la pression de refoulement et la température du compresseur ainsi que la charge du moteur, un certain type de commande de capacité est souhaitable en plus de l'utilisation de la vanne de dérivation 144 d'économiseur avec la gestion facultative de la charge du moteur décrite précédemment. La façon la plus simple pour parvenir à cet objectif est d'introduire une chute de pression sur le côté basse pression du système de réfrigération, c'est-à-dire sur le côté aspiration, par exemple soit avec une vanne d'étranglement de canalisation d'aspiration, soit avec une vanne de détente d'évaporateur à pression de fonctionnement maximale (MOP). Toutefois, pour maintenir sous commande la pression et la température de refoulement du compresseur ainsi que la charge du moteur à l'aide d'une vanne d'étranglement de canalisation d'aspiration ou avec une vanne de détente d'évaporateur MOP, un des modes, à savoir le mode refroidissement ou le mode chauffage/dégivrage, se trouve pénalisé par une limitation trop grande, car les chutes de pression souhaitables

sont différentes pour les deux modes.

Dans un mode de réalisation souhaitable de l'invention, on peut se dispenser d'un compromis en ce qui concerne la commande de pression d'aspiration, sans avoir à ajouter une vanne supplémentaire, en utilisant des vannes de détente MOP à la fois pour la vanne de détente 56 d'évaporateur et pour la vanne de détente 78 d'économiseur, chacune avec un réglage de pression de fonctionnement maximale qui est optimal pour le mode de fonctionnement associé. La vanne de détente MOP 56 d'évaporateur présente donc un réglage de pression relativement bas en comparaison du réglage de pression de la vanne de détente MOP d'économiseur, la vanne de détente MOP 56 d'évaporateur commandant la pression de fonctionnement maximale du compresseur pendant un cycle de refroidissement, et la vanne de détente MOP 78 d'économiseur commandant la pression de fonctionnement maximale du compresseur pendant un cycle de chauffage/dégivrage. Avec un réfrigérant R22, par exemple, la vanne de détente MOP 56 d'évaporateur serait normalement réglée de manière à fournir une pression maximale se situant quelque part dans une plage comprise entre 68,96 kPa (pression absolue) et 344,7 kPa (pression absolue) (10 psia et 50 psia) tandis que la vanne de détente MOP 78 d'économiseur serait normalement réglée de manière à fournir une pression maximale se situant quelque part dans une plage comprise entre 413,7 kPa (pression absolue) et 689,5 kPa (pression absolue)

(60 psia et 100 psia).

La figure 5 montre un algorithme de commande 198 comprenant des modes de fonctionnement qui sont mis en oeuvre selon les enseignements de la présente invention et qui comprennent une pluralité de modes de fonctionnement neutres sélectionnables, qui maintiennent d'une façon uniforme la température de l'espace climatisé 106 dans une plage de température neutre voisine de la température de point de consigne sélectionnée sans arrêter le fonctionnement de la source de force motrice 14 du compresseur 12. Cet agencement assure en permanence la production d'un écoulement d'air constant par le circulateur d'air 104 de l'évaporateur, ceci maintenant une température

sensiblement uniforme dans la totalité de l'espace climatisé 106.

Ainsi, il est possible de régler la température de l'espace climatisé 106 à une température très proche de la température de point de consigne sélectionné sans risque d'une congélation de la partie supérieure d'une

cargaison périssable stockée dans cet espace.

Le côté gauche de l'algorithme de commande 198 de la figure montre les points de variation d'erreur ou écart de commande entre des modes de fonctionnement avec une température décroissante dans l'espace climatisé 106, tandis que le côté droit montre les points de variation d'erreur de commande pour une température croissante dans l'espace climatisé 106. Le dispositif de commande électrique 38 calcule l'erreur de commande en fonction de la différence entre la température de l'espace climatisé 106, telle que détectée par l'un et/ou l'autre des capteurs de température 128 et 130, et la température de

point de consigne sélectionné SP.

La figure 5 montre également les combinaisons d'ouverture/fermeture des vannes commandables 28, 62, 88 et 144 qui mettent en oeuvre les modes de fonctionnement différents de l'algorithme de commande. Un "C" indique que la vanne associée est fermée, un "O" que la vanne est ouverte, et un "X" pour la vanne de dérivation 144 indique que cette vanne 144 peut être ouverte ou fermée pour une commande de température supplémentaire à réglage

fin par augmentation ou diminution de la charge du compresseur 12.

Une diminution de charge interne du compresseur 12, c'est-à-dire une réduction de cylindrée, par exemple à l'aide d'une vanne à tiroir ou d'une vanne à levée, peut aussi être utilisée pour obtenir une commande ou réglage fin de la température, comme il est bien connu

dans la technique.

On supposera que la température de l'espace climatisé 106 se trouve dans la phase de diminution initiale et que, de ce fait, le système de réfrigération 10 produira un froid maximum. Quand la source de force motrice 14 est un moteur à combustion interne, la vitesse du moteur est habituellement réglée par le dispositif de commande électrique 38 entre deux vitesses, appelées vitesse élevée et vitesse faible, la diminution de la température étant déclenchée avec un mode refroidissement 200 à vitesse élevée pour que soit obtenu un refroidissement maximal. L'électrovanne pilote 28 sera fermée, ce qui a pour effet que la vanne à trois voies 30 sélectionnera le circuit de refroidissement 40, la vanne 62 de canalisation de liquide sera ouverte pour permettre au serpentin 102 d'évaporateur de fonctionner dans un mode refroidissement, la vanne 88 de liquide de refroidissement du moteur sera fermée, ce qui empêchera la chaleur d'être appliquée à l'échangeur de chaleur-économiseur 60, et la vanne de dérivation 144 d'économiseur sera fermée. De ce fait, le réfrigérant liquide sous pression élevée sera sous-refroidi dans le serpentin 68 d'échangeur de chaleur par suite de l'état d'évaporation submergée, en dilatation, du réfrigérant dans le second circuit d'écoulement de réfrigérant défini par l'enveloppe 70. Le réfrigérant revient au compresseur 12 par l'intermédiaire à la fois de l'orifice d'aspiration S et de l'orifice de

pression intermédiaire IP.

Quand l'écart de réglage chute jusqu'à un point indiqué en 202, le moteur 14 est commuté sur la plus faible de ses deux vitesses de fonctionnement normales, sans modification de la combinaison d'ouverture/fermeture de vannes commandables ce qui introduit un

mode refroidissement à faible vitesse 204.

A un écart de réglage encore plus petit, indiqué au point 206, un mode de refroidissement partiel ou réduit 208 à faible vitesse est déclenché par ouverture de la vanne 88 de liquide de refroidissement du moteur. Ainsi, le sous-refroidissement du réfrigérant liquide sous haute pression dans le serpentin 68 d'échangeur de chaleur diminue, ce qui réduit la vitesse de refroidissement de l'espace climatisé 106 d'o il s'ensuit que la température de point de consigne SP est approchée à

une vitesse plus faible, mieux maîtrisée.

Quand la température de point de consigne SP est atteinte, on entre dans une plage de température neutre adjacente à la température de point de consigne SP, cette plage, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, étant divisée en une pluralité de modes de fonctionnement neutres différents, tels que des premier, second et troisième modes de fonctionnement 210, 212 et 214, chaque mode de fonctionnement neutre étant déclenché respectivement par différentes combinaisons d'ouvertures/fermetures 211, 213 et 215 de positions de vannes commandables. Le premier mode neutre 210 est déclenché au point de consigne SP, le second mode de fonctionnement neutre 212 est déclenché à une écart de réglage légèrement plus grand indiqué au point 216, et le troisième mode de fonctionnement neutre 214 est déclenché à un écart de réglage encore plus grand indiqué au point 218. La source de force motrice 14 et le compresseur 12 restent actifs pendant tous les trois modes de fonctionnement neutres, le moteur 14

restant au réglage de vitesse faible.

Dans le premier mode neutre 210, qui est celui situé le plus près du point de consigne SP, un chauffage et un refroidissement ont lieu dans l'évaporateur 100, l'accentuation portant sur le refroidissement pour empêcher un retour instantané au mode refroidissement partiel 208 à faible vitesse. L'accentuation sur le refroidissement permet également à une certain déshumidification d'avoir lieu. Le premier mode de fonctionnement neutre 210 est déclenché par ouverture de l'électrovanne pilote 28 de manière à commuter l'écoulement du gaz de refoulement chaud du compresseur sur le circuit de chauffage 42 tout en maintenant la vanne 62 de canalisation de liquide dans une position ouverte pour permettre à un refroidissement d'avoir lieu dans le serpentin 102 d'évaporateur. En d'autres termes, le circuit d'écoulement comprend la seconde canalisation 26 de gaz chaud, le condenseur auxiliaire 108, le récepteur 50, les deux circuits d'écoulement 64 et 66 à travers l'échangeur de chaleur-économiseur 60, sous- refroidissant le réfrigérant liquide s'écoulant dans le serpentin 68 d'échangeur de chaleur, la vanne de détente 56 et le serpentin 102 d'évaporateur, le réfrigérant revenant à la fois à l'orifice d'aspiration S et à l'orifice de

pression intermédiaire IP.

Dans le second mode neutre 212, qui se trouve à mi-distance entre les écarts de réglage qui mettent fin aux modes de fonctionnement neutres, aucun refroidissement ni chauffage n'a lieu dans l'évaporateur 100 tandis que le liquide de refroidissement 177 du moteur circule à travers la chemise d'eau 86 de manière à maintenir le réfrigérant se trouvant dans l'enveloppe 70 à l'état entièrement évaporé pour revenir au compresseur 12, tout en assurant simultanément un

refroidissement souhaitable du liquide de refroidissement du moteur.

Le second mode de fonctionnement neutre 212 est déclenché: par fermeture de l'électrovanne pilote 28 pour faire revenir le gaz de refoulement chaud du compresseur dans la première canalisation 24 de gaz chaud, ce qui empêche le condenseur auxiliaire 108 d'ajouter de la chaleur à l'espace climatisé 106; par fermeture de la vanne 62 de canalisation de liquide, ce qui empêche le serpentin 102 d'évaporateur de prélever de la chaleur dans l'espace climatisé 106; et par ouverture de la vanne 88 de liquide de refroidissement du moteur pour permettre au liquide de refroidissement du moteur de céder de la chaleur au réfrigérant se trouvant dans l'enveloppe 70. La vanne de dérivation 144 peut aussi être ouverte pour empêcher la pression du côté

aspiration du système de réfrigération 10 de devenir négative.

Dans le second mode de fonctionnement neutre 212, le circuit d'écoulement de réfrigérant comprend donc les canalisations 18 et 24 de gaz chaud, le condenseur principal 46, le récepteur 50, le second circuit d'écoulement 66, traversant l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur 60, et les canalisations auxiliaire et principale 80

et 32.

Le troisième mode de fonctionnement neutre 214 assure, ici encore, à la fois un chauffage et un refroidissement dans l'agencement d'évaporateur 100, comme dans le premier mode de fonctionnement neutre 210, la quantité de chaleur cédée au réfrigérant étant plus grande que dans le premier mode de fonctionnement neutre 204 afin de tenter de maintenir la température de l'espace climatisé 106 dans la zone de température neutre du fait qu'on permet à la vanne 88 de liquide de refroidissement du moteur de rester ouverte lorsque le mode

de fonctionnement passe d'un mode neutre 212 à un mode neutre 214.

On met donc en oeuvre le troisième mode de fonctionnement neutre 214 en ouvrant l'électrovanne pilote 28, de manière à sélectionner le circuit de chauffage 42, en ouvrant l'électrovanne 62 de canalisation de liquide et en permettant à la vanne 88 de liquide de refroidissement du moteur de rester ouverte. Le circuit d'écoulement de réfrigérant est le même que celui décrit à propos du premier mode de fonctionnement neutre 204, avec un sous-refroidissement plus faible du réfrigérant liquide dans le serpentin 68 d'échangeur de chaleur. Du fait qu'un certain refroidissement a lieu dans l'agencement d'évaporateur 100, une certaine déshumidification a lieu également. Ainsi, à tout instant o l'erreur de commande ou écart de réglage est voisin de la température de point de consigne, un mode de fonctionnement associé au neutre est sélectionné, lequel mode tend à adapter la perte ou le gain de chaleur de l'espace climatisé 106 avec la chaleur qui est ajoutée à l'espace climatisé, ou qui en est enlevée, par

le serpentin 102 d'évaporateur et le condenseur auxiliaire 108.

Si le troisième mode de fonctionnement neutre 214 n'empêche pas l'erreur de commande d'augmenter, ce qui indique une demande de chaleur encore plus grande que celle qui est fournie dans le troisième mode de fonctionnement neutre 214, une valeur d'erreur de commande indiquée en 220 déclenche un mode de chauffage partiel 222 à faible vitesse qui permet à l'électrovanne pilote 28 de rester ouverte pendant que la vanne 62 de canalisation de liquide et la vanne 88 de liquide de refroidissement de moteur sont fermées. La vanne 144 de dérivation d'économiseur peut aussi être ouverte pour empêcher une limitation de la capacité de pompage du compresseur et éviter la création d'une pression négative dans la canalisation d'aspiration principale 32. Le circuit d'écoulement de réfrigérant comprend les canalisations 18 et 26 de gaz chaud, le condenseur auxiliaire 108, la canalisation auxiliaire 110 de liquide, le récepteur 50, le second circuit 66 de réfrigérant traversant l'échangeur de chaleur-économiseur 60 et les deux

canalisations d'aspiration auxiliaire et principale 80 et 32.

Si l'erreur de commande continue à augmenter et atteint une valeur indiquée au point 224, un mode chauffage 226 à vitesse faible et à allure de chauffage plus élevée est mise en oeuvre, ce mode ajoutant de la chaleur supplémentaire par ouverture de la vanne 88 de liquide de refroidissement du moteur. L'électrovanne pilote 28 et la vanne de dérivation 144 restent ouvertes et la vanne 62 de canalisation de liquide reste fermée. Le circuit d'écoulement de réfrigérant est le

même que dans le mode de fonctionnement 222 avec chauffage partiel.

Si l'erreur de commande continue à augmenter et atteint une valeur indiquée au point 228, un chauffage maximal est obtenu par commutation du moteur 14 sur la vitesse la plus élevée des deux vitesses de fonctionnement, c'est-à-dire sur un mode de fonctionnement 230 avec chauffage à vitesse élevée. La combinaison d'ouverture /fermeture de vanne reste la même que dans le mode de

fonctionnement 226 avec chauffage à vitesse faible.

Avec une température croissante dans l'espace climatisé 106, les modes de fonctionnement que l'on vient de décrire sont mis en oeuvre dans l'ordre inverse, pour des erreurs de commande légèrement différentes, c'est-à-dire un renforcement de l'algorithme de commande, pour assurer une hystérésis qui empêche un retour rapide au mode de

fonctionnement immédiatement précédent.

La figure 6 montre deux variantes, souhaitables et pouvant

être utilisées du système de réfrigération 10 représenté sur la figure 1.

Des chiffres de référence analogues sur les figures 6 et 1 indiquent des composants analogues, les composants similaires mais modifiés étant donnés avec un signe prime sur la figure 6. Une première modification concerne la canalisation de purge 133. Au lieu de raccorder la seconde extrémité de la canalisation de purge 133 au distributeur 98 de réfrigérant, cette canalisation peut être raccordée à un raccord en T 197 de la canalisation d'aspiration principale 32, en aval du serpentin 102 d'évaporateur, entre le serpentin 102 d'évaporateur et le thermomètre 107. Cette disposition a pour avantage sur le mode de réalisation de la figure 1 d'éviter la chute de pression associée aux

tubes de distribution du distributeur 98.

Une seconde modification concerne la canalisation 138 d'évacuation d'huile. Pendant les essais transitoires du système de réfrigération 10 représenté sur la figure 1, on a fait fonctionner ce système 10 en mode refroidissement à vitesse faible avec une température de 21,1 C (70 F) dans le compartiment climatisé et avec une température ambiante de 48,9 C (120 F). On a ensuite arrêté le fonctionnement du compresseur 12. Pendant que le compresseur 12 ne fonctionnait pas, on a, pendant une période de plusieurs heures, changé la température ambiante jusqu'à - 31,67 C (-25 F) tout en maintenant le compartiment climatisé à une température de 1,67 C (35 F). Pendant une telle opération, le réfrigérant se déplace vers le milieu froid et, de ce fait, c'est le serpentin 46 de condenseur qui,

habituellement, se refroidit le plus rapidement parmi les composants.

Mais ceci n'a pas eu lieu, car la canalisation d'évacuation 138 de retour d'huile, du fait qu'elle est raccordée à un point de la canalisation d'aspiration auxiliaire situé en dessous de la sortie 140, a permis au liquide de l'économiseur de parvenir au compresseur 12. De ce fait, le compresseur 12 s'est refroidi plus rapidement que le serpentin 46 du condenseur et la majeure partie du liquide réfrigérant est parvenue dans le compresseur 12. Ce changement sévère dans les conditions de fonctionnement ne risquerait pas de se produire pendant des conditions de fonctionnement réelles. Toutefois, on peut éviter ce résultat indésirable, même pendant un tel essai sévère grâce à un agencement d'évacuation d'huile représenté sur la figure 6. La canalisation d'évacuation 138' est dirigée de manière à s'étendre vers le haut, au-dessus du niveau du point d'évacuation 140, tout en étant dans une disposition d'échange thermique avec la canalisation 77 de liquide, ce qui a pour effet que la canalisation de retour d'huile fonctionne comme un système ascendant de liquide réfrigérant-huile ou système percolateur. Le raccord en T 142' de point de branchement se trouve sur une canalisation d'aspiration auxiliaire 80 en un point situé en hauteur au-dessus du point d'évacuation 140. Le mode de réalisation de la canalisation d'évacuation 138' de la figure 6 maintient la concentration d'huile à une valeur faible dans l'échangeur de chaleur- économiseur 60 et, quand on arrête le fonctionnement du compresseur 12, la canalisation d'évacuation 138' n'évacue pas le réfrigérant liquide dans le compresseur 12. La canalisation 77 de liquide, à la température de condensation et sous haute pression, est sous-refroidie par la solution d'huile-réfrigérant liquide bouillant partiellement. La partie de la canalisation d'évacuation 138', dans laquelle l'huile s'élève verticalement, peut être pourvue d'un ou plusieurs tubes d'un diamètre extérieur de 6,35 mm (0,25 pouce), la partie horizontale de la canalisation, ou des canalisations, de retour d'huile étant une tubulure de 9,5 mm de diamètre extérieur (0,375 pouce). Le mode de réalisation de la canalisation d'évacuation 138' représenté sur la figure 6 présente également l'avantage d'une commande ou réglage de température du mode de réalisation de la figure 1 qui limite directement la température d'aspiration de l'économiseur et limite directement la température de refoulement.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé d'exploitation d'un système de réfrigération (10) qui permet d'obtenir et de maintenir une température de point de consigne prédéterminée dans un espace climatisé à l'aide de cycles de refroidissement et de chauffage, le système de réfrigération (10) comprenant un compresseur (12) de réfrigérant qui comporte un orifice d'aspiration (S), un orifice de pression intermédiaire (IP) et un orifice de refoulement (D), une source de force motrice (14) de compresseur, une canalisation (18) de refoulement de gaz chaud du compresseur, des première et seconde canalisations (24, 26) de gaz chaud, un premier agencement de vanne commandable (20) pouvant prendre des première et seconde positions dans lesquelles il raccorde respectivement la canalisation de refoulement de gaz chaud du compresseur aux première et seconde canalisations de gaz chaud, un condenseur principal (44) raccordé à la première canalisation de gaz chaud, un évaporateur (100) associé à l'espace climatisé, une vanne (56) de détente d'évaporateur, un condenseur auxiliaire (108) associé à l'espace climatisé qui est raccordé à la seconde canalisation de gaz chaud, un agencement d'échangeur de chaleur-économiseur comportant des premier et second circuits d'écoulement de réfrigérant, une vanne (78) de détente d'économiseur qui commande le débit de réfrigérant à travers le second circuit d'écoulement de réfrigérant, une canalisation principale de liquide qui raccorde le condenseur principal à la vanne de détente (56) d'évaporateur par l'intermédiaire du premier circuit d'écoulement de réfrigérant de l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur, une canalisation auxiliaire (110) de liquide qui raccorde le condenseur auxiliaire (108) à l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur, une canalisation d'aspiration principale (52) qui raccorde l'évaporateur à l'orifice d'aspiration (S) du compresseur (12), une canalisation d'aspiration auxiliaire (80) qui raccorde le second circuit d'écoulement de l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur à l'orifice de pression intermédiaire (IP) du compresseur, et un second agencement de vanne commandable pouvant prendre des première et seconde positions dans lesquelles il ferme et ouvre, respectivement, la canalisation principale de liquide, procédé caractérisé par les étapes consistant à: - utiliser des vannes à pression de fonctionnement maximale (MOP) pour les vannes de détente de l'évaporateur et de l'économiseur, - commander, pendant un cycle de refroidissement, la pression de fonctionnement maximale avec la vanne de détente MOP de l'évaporateur, et - commander, pendant un cycle de chauffage, la pression de fonctionnement maximale avec la vanne de détente MOP de l'économiseur.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape qui consiste à utiliser un réglage de la pression de fonctionnement maximale plus élevé pour la vanne de détente MOP de

l'économiseur que pour la vanne de détente MOP de l'évaporateur.

3. Système de réfrigération (10) qui permet d'obtenir et de maintenir une température de point de consigne prédéterminée dans un espace climatisé à l'aide de cycles de refroidissement et de chauffage, le système de réfrigération (10) comprenant un compresseur (12) de réfrigérant qui comporte un orifice d'aspiration (S), un orifice de pression intermédiaire (IP) et un orifice de refoulement (D), une source de force motrice (14) de compresseur, une canalisation (18) de refoulement de gaz chaud du compresseur, des première et seconde canalisations (24, 26) de gaz chaud, un premier agencement de vanne commandable (20) pouvant prendre des première et seconde positions dans lesquelles il raccorde respectivement la canalisation de refoulement de gaz chaud de compresseur aux première et seconde canalisations de gaz chaud, un condenseur principal (44) raccordé à la première canalisation de gaz chaud, un évaporateur (100) associé à l'espace climatisé, une vanne de détente (56) d'évaporateur, un condenseur auxiliaire (108) associé à l'espace climatisé qui est raccordé à la seconde canalisation de gaz chaud, un agencement d'échangeur de chaleuréconomiseur comportant des premier et second circuits d'écoulement de réfrigérant, une vanne de détente d'économiseur qui commande le débit du réfrigérant à travers le second circuit d'écoulement de réfrigérant, une canalisation principale de liquide qui raccorde le condenseur principal à la vanne de détente d'évaporateur par l'intermédiaire du premier circuit d'écoulement de réfrigérant de l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur, une canalisation auxiliaire (110) de liquide qui raccorde le condenseur auxiliaire (108) à l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur, une canalisation d'aspiration principale (52) qui raccorde l'évaporateur à l'orifice d'aspiration (S) du compresseur (12), une canalisation d'aspiration auxiliaire (80) qui raccorde le second circuit d'écoulement de l'agencement d'échangeur de chaleur-économiseur à l'orifice de pression intermédiaire (IP) du compresseur, et un second agencement de vanne commandable pouvant prendre des première et seconde positions dans lesquelles il ferme et ouvre, respectivement, la canalisation principale de liquide, système caractérisé par le fait que: lesdites vannes de détente d'économiseur et d'évaporateur sont des vannes (MOP) à pression de fonctionnement maximale qui ont des réglages prédéterminés de la pression de fonctionnement maximale, - ladite vanne de détente MOP de l'évaporateur commande la pression de fonctionnement maximale pendant un cycle de refroidissement, et - ladite vanne de détente MOP de l'économiseur commande la

pression de fonctionnement maximale pendant un cycle de chauffage.

4. Système de réfrigération (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réglage de la pression de fonctionnement maximale de la vanne de détente MOP de l'économiseur est plus élevé que le réglage de la pression de fonctionnement maximale de la vanne de détente MOP de l'évaporateur