FR2748799A1 - Procede de regulation d'un condenseur d'installation frigorifique pour economiser l'energie - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne la régularisation de pression et/ou température de condensation d'un fluide frigorigène en fonction de la température du médium de refroidissement tel que l'air extérieur ou analogues, destiné à une installation frigorifique pourvue d'au moins un condenseur (2) ou échangeur à air ou analogues; dans laquelle: - la température et/ou pression de condensation est régulée de manière directement proportionnelle à l'évolution de la température du médium de refroidissement; - tandis que l'écart entre la température du fluide frigorigène en cours de condensation au primaire de l'échangeur, et la température d'entrée du médium au secondaire de l'échangeur, sont régulées de manière inversement proportionnelle ou inverse à l'évolution de la température du médium.
Description
L'invention concerne un procédé de régulation de pression ou température de condensation d'un fluide frigorigène, un dispositif et une installation frigorifique.
On connaît des installations frigorifiques comportant un échangeur ou condenseur à eau et/ou à air.
Les demandes de brevet en France NO 95 02 885 et NO 95 09 101 concernent des installations de ce type.
De manière générale, une installation frigorifique industrielle comprend des canalisations en boucle fermée permettant une circulation de fluide frigorigène.
Un ou plusieurs compresseurs de mise en circulation du fluide frigorigène sont reliés à un condenseur de passage du fluide d'une phase gazeuse à une phase liquide.
Des moyens d'apport d'un flux externe de refroidissement, par exemple un ou plusieurs ventilateurs, coopèrent avec le condenseur.
La pression du fluide en phase liquide à la sortie du condenseur est régulée en agissant sur le fonctionnement des ventilateurs.
Le fluide en phase liquide est conduit à une bouteille tampon, à l'intérieur de laquelle le niveau de fluide en phase liquide peut varier. Le débit de fluide fourni en sortie de la bouteille tampon est aussi variable.
Une pompe en aval de la bouteille tampon compense les réductions de pression de condensation.
Un évaporateur est agencé en aval de la pompe, ou par passage du fluide en phase gazeuse, est obtenu un échange utile.
L'évaporateur est alimenté en fluide par l'intermédiaire d'un détendeur thermostatique.
Un conduit renvoie après évaporation, le fluide au compresseur.
Ces installations ont pour avantage d'être fiables.
Généralement, elles sont conçues pour maintenir en permanence une pression de condensation élevée dite haute pression.
La haute pression d'une installation est déterminée en fonction de conditions extrêmes estimées, par exemple des conditions estivales.
Avec une installation à condensateur à air dont le fluide frigorigène est de type "R22", pour une température extérieure maximum de l'air de 32"C et une température de condensation de par exemple 400C, la pression absolue est déterminée pour être de l'ordre de 1548 KPa.
Dans l'absolu, il y aurait intérêt pour l'efficience énergétique, à abaisser les température et pression de condensation, lorsque la température de l'air extérieur le permet.
Ainsi, le taux de compression du fluide frigorigène pourrait être réduit.
Cela permettrait de limiter la consommation nécessaire au compresseur, qui représente une proportion considérable de la consommation totale en énergie de l'installation.
Un simple réglage du point de consigne de condensation à une valeur inférieure par exemple 200C pourrait être envisagé dans ce but.
Mais les procédés de régulation des condenseurs actuels impliquent des inconvénients rédhibitoires à une application pratique de tels réglages.
Notamment, ils présentent le handicap suivant.
Un condenseur à air et sa ventilation sont dimensionnées pour certaines conditions de fonctionnement maximum.
Il est courant qu'une installation soit prévue pour permettre de condenser à 42"C avec de l'air extérieur à 320C.
Donc l'installation est calculée pour fonctionner avec une différence de température entre le primaire et le secondaire de l'échangeur, dite "delta primaire/secondaire", de 100C et pour une puissance ou un débit de ventilation de 100 %.
Par conséquent, avec un point de consigne fixe de condensation de 200C, il est nécessaire de faire fonctionner à plein régime la totalité de la ventilation du condenseur pour toutes conditions de température extérieure supérieure à 10"C, selon l'exemple.
Et à l'instar du compresseur, une ventilation représente dans de telles conditions notamment, une fraction considérable de la consommation d'énergie d'une installation.
Ainsi l'économie réalisée par la baisse du taux de compression est fortement grevée par l'énergie de ventilation supplémentaire.
Le même dilemme est vrai pour une régulation de condenseur refroidi à eau ou analogues.
La présente invention a donc pour objet de remédier à ce problème notamment.
A cet effet, un objet de l'invention est un procédé de régulation de pression et/ou température de condensation d'un fluide frigorigène en fonction de la température du médium de refroidissement tel que l'air extérieur ou analogues, destiné à une installation frigorifique pourvue d'au moins un condenseur ou échangeur à air ou analogues.
Suivant ce procédé, la température et/ou pression de condensation est régulée de manière directement proportionnelle à l'évolution de la température du médium de refroidissement.
Tandis que l'écart entre la température du fluide frigorigène en cours de condensation au primaire de l'échangeur, et la température d'entrée du médium au secondaire de l'échangeur, sont régulées de manière inversement proportionnelle ou inverse à l'évolution de la température du médium.
De cette façon, les pression et température de condensation varient en fonction de la température extérieure, et en les laissant évoluer similairement croissante ou décroissante, elles font évoluer le delta primaire/secondaire de l'échangeur à l'inverse de la température extérieure.
Selon une première caractéristique de l'invention, le procédé prévoit une étape de sous refroidissement du fluide dans l'échangeur (2).
Selon une autre caractéristique de l'invention, il prévoit
- la mesure de l'écart de température entre le primaire et le secondaire de l'échangeur
- la mesure de la température et/ou de la pression de condensation du fluide ; et
- de relever ou d'abaisser le sous refroidissement du fluide de manière directement proportionnelle à l'écart de température entre le primaire et le secondaire de l'échangeur.
- la mesure de l'écart de température entre le primaire et le secondaire de l'échangeur
- la mesure de la température et/ou de la pression de condensation du fluide ; et
- de relever ou d'abaisser le sous refroidissement du fluide de manière directement proportionnelle à l'écart de température entre le primaire et le secondaire de l'échangeur.
La température de sous refroidissement du fluide est déterminée en subordonnant la mesure d'une limite basse de condensation à une mesure de température du fluide en aval de l'échangeur.
Selon une autre caractéristique, le procédé prévoit de
- définir une courbe représentant un delta ou écart de température primaire/secondaire de l'échangeur égal à zéro théorique
- calculer avec un régulateur un point de consigne de la condensation de façon que
*le point soit programmé selon les caractéristiques d'un condenseur connues ou observées ; et
*ce point définisse l'écart de température primaire/secondaire du condenseur pour une température extérieure supposée maximale, par exemple de 300C ; et
- déterminer d'autres courbes constituant des lois de régulation et ayant en commun le point.
- définir une courbe représentant un delta ou écart de température primaire/secondaire de l'échangeur égal à zéro théorique
- calculer avec un régulateur un point de consigne de la condensation de façon que
*le point soit programmé selon les caractéristiques d'un condenseur connues ou observées ; et
*ce point définisse l'écart de température primaire/secondaire du condenseur pour une température extérieure supposée maximale, par exemple de 300C ; et
- déterminer d'autres courbes constituant des lois de régulation et ayant en commun le point.
Une courbe au moins est sensiblement rectiligne, et est par exemple droite.
A partir du point commun, la pente d'une loi au moins est corrigée en fonction d'un coefficient, par exemple compris entre 1 et 0,2.
Selon une autre caractéristique, le coefficient est calculé de manière à être tel que pour au moins
- une loi (11) : a = 1
- une loi (12) : a = 0,9
- une loi (13) : a = 0,8
- une loi (14) : a = 0,7
- une loi (15) : a = 0,6
- une loi (16) : a = 0,5
- une loi (17) : a = 0,4 ; et
- une loi (18) : a = 0,3
Un autre objet de l'invention est un dispositif de régulation apte à mettre en oeuvre un tel procédé.
- une loi (11) : a = 1
- une loi (12) : a = 0,9
- une loi (13) : a = 0,8
- une loi (14) : a = 0,7
- une loi (15) : a = 0,6
- une loi (16) : a = 0,5
- une loi (17) : a = 0,4 ; et
- une loi (18) : a = 0,3
Un autre objet de l'invention est un dispositif de régulation apte à mettre en oeuvre un tel procédé.
Selon une caractéristique de l'invention, des moyens comprennent au moins une sonde de température extérieure, une sonde de température et/ou pression de condensation et un régulateur comportant des sorties et de commande de moyens de refroidissement tels que ventilation.
Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend un régulateur programmé de façon à être apte à recevoir de la sonde la mesure de la température de l'air extérieur, à calculer la température de condensation de consigne et à la comparer à la mesure de la sonde de condensation, afin que les écarts entre la température de consigne et la mesure de la sonde actionnent les signaux de sortie qui mettent en oeuvre une puissance des moyens de refroidissement nécessaires pour rester au point de consigne.
Encore un autre objet est une installation apte à mettre en oeuvre le procédé et/ou comportant au moins un dispositif tels qu'évoqués plus haut.
Suivant une caractéristique, le dispositif est apte à mettre en oeuvre le procédé et comprend
- au moins un évaporateur destiné à faire partie de l'installation ;
- des canalisations en boucle fermée permettant la circulation d'un fluide frigorigène
- au moins un compresseur apte à engendrer un déplacement du fluide en phase gazeuse suivant un sens de circulation choisi
- un condenseur monté en aval du compresseur et prévu pour provoquer le passage du fluide frigorigène d'une phase gazeuse à une phase liquide, avec sousrefroidissement du fluide en phase liquide condensé
- un détendeur thermostatique en entrée de chaque évaporateur ; et
- un retour au compresseur du fluide frigorigène en phase gazeuse.
- au moins un évaporateur destiné à faire partie de l'installation ;
- des canalisations en boucle fermée permettant la circulation d'un fluide frigorigène
- au moins un compresseur apte à engendrer un déplacement du fluide en phase gazeuse suivant un sens de circulation choisi
- un condenseur monté en aval du compresseur et prévu pour provoquer le passage du fluide frigorigène d'une phase gazeuse à une phase liquide, avec sousrefroidissement du fluide en phase liquide condensé
- un détendeur thermostatique en entrée de chaque évaporateur ; et
- un retour au compresseur du fluide frigorigène en phase gazeuse.
Selon une deuxième caractéristique, le dispositif comporte au moins deux évaporateurs montés en parallèle.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, et qui est donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés.
La figure 1 représente une installation frigorifique traditionnelle.
La figure 2 représente le schéma de principe d'une régulation traditionnelle.
La figure 3 est un schéma de principe d'une régulation conforme à l'invention.
Et la figure 4 est un graphique illustrant des exemples de consignes et de lois de la régulation.
Certains termes ou expressions employés pour la description de l'invention sont expliqués ici.
Un système de réfrigération est un agencement permettant d'effectuer un échange thermique utile.
Un échange utile est un transfert d'énergie entre un fluide frigorigène et un médium que l'on désire refroidir. C'est la fonction principale d'un système de réfrigération ou d'une installation frigorifique.
Une installation frigorifique est un agencement comportant un ou plusieurs systèmes frigorifiques.
Une telle installation peut par exemple comprendre au moins une chambre froide ou de réfrigération, vitrine réfrigérée, implantation de congélation ou analogues.
Un évaporateur est une structure à l'intérieur de laquelle un fluide frigorigène est mis en circulation et où est provoqué un passage d'une phase ou état liquide à une phase gazeuse.
Ce passage produit un abaissement de température qui est utilisé pour obtenir l'échange utile.
Par boucle fermée, on entend que les canalisations permettent une circulation cyclique ou recirculation du fluide frigorigène.
Cette circulation est effectuée suivant un sens prédéterminé. C'est en fonction de ce sens que les termes amont et aval sont définis.
Un compresseur est un dispositif permettant de comprimer et faire circuler le fluide frigorigène en phase gazeuse dans le système ou l'installation.
Par exemple, il peut s'agir d'un compresseur centrifuge, rotatif à vis ou à pistons.
Un condenseur est une structure permettant de provoquer le passage d'un fluide de sa phase gazeuse à sa phase liquide, par refroidissement.
Il peut s'agir d'un condenseur à serpentin immergé, à ruissellement ou à air par exemple.
Un détendeur thermostatique est un dispositif qui permet de modifier le débit massique d'un fluide, en fonction de la température du fluide, mesurée en aval de l'évaporateur. Il comprend donc un capteur de température qui pilote un organe de modification de débit massique de fluide.
Une température ou une pression de consigne est une valeur choisie de température ou pression qui doit être sensiblement maintenue pour un état ou une étape donnée.
Les termes primaire et secondaire se rapportent à deux parties d'un élément d'installation permettant d'effectuer un échange thermique.
Le secondaire est la partie dans laquelle circule le fluide dont on souhaite changer la température. Le primaire est la partie où circule le fluide d'apport énergétique.
On désigne par échangeur un dispositif d'échange thermique dans lequel le circuit primaire et le circuit secondaire sont séparés.
Sur la figure 1, un système de réfrigération est désigné en S.
Pour plus de simplicité, la référence S désigne également une installation frigorifique dont fait partie au moins un système destiné à cette installation.
Le sens de circulation du fluide dans le système S et l'installation est représenté sur la figure 1 par les flèches E (figure 1).
La nature du fluide frigorigène est déterminée en fonction du type et de la destination du système ou de l'installation.
Il est choisi parmi les ammoniacs, les substances de transition HCFC, telles que R22, les pentafluoroéthanes tels que R125, les mélanges azéotropiques tels que R404A,
R502, les chlorofluorocarbures CFC tels que R12.
R502, les chlorofluorocarbures CFC tels que R12.
Les canalisations où circule le fluide frigorigène, relient en boucle fermée les divers constituants de l'installation S.
Suivant le sens de circulation E du fluide frigorifique, l'installation S comprend au moins
un compresseur 1, un condenseur 2, des moyens de refroidissement 3 du condenseur 2, une bouteille 4 de réception du fluide condensé, un détendeur thermostatique 5 et un évaporateur 6.
un compresseur 1, un condenseur 2, des moyens de refroidissement 3 du condenseur 2, une bouteille 4 de réception du fluide condensé, un détendeur thermostatique 5 et un évaporateur 6.
Sur la figure 1, sont prévus plusieurs évaporateurs 6. Ces évaporateurs, qui peuvent être au nombre de 2, 3 ou plus, sont ici montés en parallèle.
Mais l'installation peut aussi comporter un seul évaporateur 6.
Sur la boucle, le compresseur 1 est disposé en aval des évaporateurs 6.
Le condenseur 2 est monté sur les canalisations de l'installation S, en aval du compresseur 1.
Directement en aval du condenseur 2, est agencé un réservoir à liquide 4 qui permet de recevoir le liquide condensé par refroidissement.
Ici, le réservoir à liquide 4 est une bouteille tampon qui permet de compenser les différences de débit et de niveau de fluide issues du condenseur 2.
Ici, les moyens de refroidissement 3 comprennent une batterie de ventilateurs 3a, 3b, 3d, 3e.
Dans des réalisations, les moyens de refroidissement comprennent plus de quatre ventilateurs, ou dans d'autres réalisations moins de quatre, par exemple deux ou trois.
Dans ce type d'installation, la puissance de ventilation du condenseur ou débit d'air, correspondant au nombre de ventilateurs 3 en service, est pilotée le plus souvent par un dispositif pressostatique dit à plage neutre.
La figure 2 représente une régulation traditionnelle à plage neutre, avec en abscisse le temps T et en ordonnée la pression P. Son fonctionnement est le suivant
- pour des valeurs de pressions préréglées comprises entre le seuil de coupure Pa et de plafond d'enclenchement Pb, la régulation reste inactive.
- pour des valeurs de pressions préréglées comprises entre le seuil de coupure Pa et de plafond d'enclenchement Pb, la régulation reste inactive.
- lorsque la pression, qui varie suivant la courbe
Pc, dépasse le plafond, la régulation reste également inactive jusqu'à écoulement d'une durée préréglée "t"
- si la pression reste supérieure au plafond Pb, après la durée "t", un étage de ventilation est enclenché, comme représenté par le segment Va.
Pc, dépasse le plafond, la régulation reste également inactive jusqu'à écoulement d'une durée préréglée "t"
- si la pression reste supérieure au plafond Pb, après la durée "t", un étage de ventilation est enclenché, comme représenté par le segment Va.
Tant que la pression Pc est maintenue supérieure au plafond Pb, après chaque durée "t", un nouvel étage est enclenché, comme représenté par les segments Vb, Vc et Vd.
- si la pression Pc devient inférieure au plafond
Pb tout en restant supérieure au seuil Pa, l'état précédent est inchangé;
- si la pression Pc devient inférieure au seuil Pa, la régulation reste également inactive jusqu'à écoulement d'une durée "t"
- si la pression reste inférieure au -ou en-dessous du- seuil après la durée "t", un étage de ventilateurs 3 est déclenché.
Pb tout en restant supérieure au seuil Pa, l'état précédent est inchangé;
- si la pression Pc devient inférieure au seuil Pa, la régulation reste également inactive jusqu'à écoulement d'une durée "t"
- si la pression reste inférieure au -ou en-dessous du- seuil après la durée "t", un étage de ventilateurs 3 est déclenché.
Tant que la pression est inférieure au seuil, après chaque durée "t", un nouvel étage de ventilateurs est déclenché, et ainsi désactivé.
Un automate peut être programmé avec des réductions de durée "t", pour des écarts prédéterminés de dépassement de plafond et de seuil (accélération).
La puissance globale des moyens de refroidissement 3, ici de ventilation, est donc mise en oeuvre en fonction de la récurrence des dépassements de seuil et plafond de la plage neutre, définie par la zone comprise entre le plafond
Pb et le seuil Pa.
Pb et le seuil Pa.
La pression de condensation est maintenue sensiblement égale à ou proche des valeurs maximales et minimales de la plage neutre.
Tout dépassement, suffisamment récurrent, du sommet de la plage neutre entraîne l'enclenchement de toute la puissance de ventilation.
Comme évoqué dans l'exemple précédent, abaisser la plage neutre autour d'une pression de 900 KPa pour du fluide frigorigène de type R22 correspond à une température de condensation de 200C et nécessite donc une température d'air extérieur de 10 C. Cela a pour effet de mettre en oeuvre toute la puissance de ventilation pour les températures extérieures supérieures à 10 0C.
La figure 3 représente un schéma de principe de la régularisation de l'invention.
Cette régulation vise principalement les deux objectifs expliqués maintenant.
A cet effet, l'installation S comporte des moyens M (figure 1) qui sont décrits plus loin.
Le premier consiste à faire varier le point de consigne de la température ou pression de condensation en fonction de la température extérieure et dans le même sens.
Donc, quand la température extérieure augmente, le point de consigne de température ou pression de condensation est relevé, et inversement.
Le second prévoit de faire varier, également en fonction de la température extérieure, l'écart "delta" entre le primaire de l'échangeur côté fluide frigorigène et le secondaire côté air extérieur, et dans le sens inverse.
Donc, quand la température extérieure augmente, l'écart "delta primaire/secondaire" est abaissé, et inversement.
Des expérimentations ont en effet permis de faire les constats suivants.
Un intérêt de cette dernière fonction est de permettre une réduction de la pression de condensation tout en augmentant le delta.
Cette augmentation permet d'une part d'éviter la mise en oeuvre de toute la puissance des moyens de refroidissement 3.
Ainsi le débit, et donc la puissance de ventilation, peuvent être réduits en comparaison avec une installation dont la régulation est conventionnelle.
Dans les moyens M (figure 3), sont ici prévus une sonde de température extérieure 7, une sonde de température et/ou pression de condensation 8, et un régulateur 9 comportant des sorties 10 et 11 de commande de la ventilation.
Les moyens M font partie d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de régulation selon l'invention.
La sonde 7 mesure la température de l'air extérieur et la transmet au régulateur 9.
Ce dernier calcule la température de condensation de consigne et la compare à la mesure de la sonde de condensation 8.
Les écarts entre la température de consigne et la mesure de la sonde 8 actionnent les signaux de sortie qui mettent en oeuvre la puissance de ventilation nécessaire pour rester au point de consigne.
Les signaux sont dans un exemple analogiques, comme par exemple 4-20mA ou 0-10V pour commander une variation de vitesse, comme en sortie 10.
Dans une réalisation les signaux sont de type "tout ou rien", comme en sortie 11, pour commander une série de moteurs de ventilateurs.
La figure 4 représente des exemples de consignes et de lois de la régulation.
Sur cette figure, la température extérieure T est en abscisse, et les valeurs de température de condensation
K sont en ordonnée.
K sont en ordonnée.
La courbe 0 représente un delta ou écart de température primaire/secondaire de l'échangeur égal à zéro et donc théorique.
Toutes les autres courbes 11 à 18 constituent des lois de régulation et ont en commun le point A.
Le régulateur 9 calcule le point de consigne de la condensation de la façon et aux conditions suivantes.
Le point A est programmé selon les caractéristiques de condenseur connues ou observées.
Ce point A définit l'écart de température primaire/secondaire du condenseur pour une température extérieure supposée maximale par exemple de 300C.
L'écart ou delta est alors de l'ordre de 80C entre
A et B.
A et B.
A partir du point A, une première loi 11 définit les points de consigne avec un delta constant de 80C.
C'est-à-dire une pente parallèle à la loi 0.
Ensuite, toujours à partir du point A, la pente de la loi ll est corrigée par des coefficients "a" (figure 4), dans notre exemple 0,9 à 0,3.
Sont ainsi formées les lois 12 à 18.
A titre d'exemple, on donne les valeurs suivantes, telles qu'à partir du point A, la pente d'une loi 11-18 est modifiée par un coefficient "a" égal à
- loi (11) : a = 1
- loi (12) : a = 0,9
- loi (13) : a = 0,8
- loi (14) : a = 0,7
- loi (15) : a = 0,6
- loi (16) : a = 0,5
- loi (17) : a = 0,4 ; et
- loi (18) : a = 0,3
Par exemple, la loi 16 au coefficient "a" de 0,5 conduit à un point de consigne C de 280C à la condensation pour une température extérieure de 10 0C.
- loi (11) : a = 1
- loi (12) : a = 0,9
- loi (13) : a = 0,8
- loi (14) : a = 0,7
- loi (15) : a = 0,6
- loi (16) : a = 0,5
- loi (17) : a = 0,4 ; et
- loi (18) : a = 0,3
Par exemple, la loi 16 au coefficient "a" de 0,5 conduit à un point de consigne C de 280C à la condensation pour une température extérieure de 10 0C.
Donc le delta est de l'ordre de 180C entre les points C et D ce qui nécessite peu de puissance de la part des moyens de refroidissement 3.
Cela permet également un important sous refroidissement du liquide condensé, dans l'échangeur 2.
Le sous refroidissement consiste à faire subir un refroidissement au fluide frigorigène déjà en phase liquide, jusqu a ce qu'il atteigne une température prédéterminée et réduite.
Tous les paramètres, et notamment le point A et les différentes pentes, sont modulables à volonté, et d'autres instructions peuvent être données au régulateur 9.
Par exemple sont modulables les:
- limite basse de température ; et
- limites hautes et basses de condensation
Pour la limite de température après sous refroidissement, la modulation est obtenue en subordonnant la limite basse de condensation au signal d'une sonde, en aval du condenseur 2 suivant la circulation E, et apte à mesurer la température du liquide en amont de la bouteille 4.
- limite basse de température ; et
- limites hautes et basses de condensation
Pour la limite de température après sous refroidissement, la modulation est obtenue en subordonnant la limite basse de condensation au signal d'une sonde, en aval du condenseur 2 suivant la circulation E, et apte à mesurer la température du liquide en amont de la bouteille 4.
En se reportant à l'installation de la figure 1, est ainsi prévu la mise en fonctionnement du ventilateur 3a ou enclenchement à 5% du signal, l'enclenchement du ventilateur 3b à 15%, et ainsi de suite pour les ventilateurs 3c et 3d.
Le régulateur 9 peut également rechercher lui-même les meilleurs paramètres tels que le point A en fonction d'un delta constaté à 100 % de puissance de ventilation.
Ou encore il est prévu de rechercher la meilleure pente en comparant d'une part le signal de sortie représentatif de l'énergie nécessaire au refroidissement du condenseur 2, et d'autre part, la réduction de pression ou température de condensation représentative de l'énergie de compression économisée.
Avec le procédé de régulation, il est possible d'obtenir un sous refroidissement, comme on l'a vu.
Dans un exemple, la température du liquide sous refroidi est abaissée par la régulation lorsque baissent les pressions et température de condensation.
La valeur par laquelle est abaissée la température du liquide sous refroidi est déterminée par la régulation 9, en fonction de l'augmentation de l'écart de température entre le primaire et le secondaire de l'échangeur du condenseur 2.
Claims (12)
1. Procédé de régularisation de pression et/ou température de condensation d'un fluide frigorigène en fonction de la température du médium de refroidissement tel que l'air extérieur ou analogues, destiné à une installation frigorifique pourvue d'au moins un condenseur (2) ou échangeur à air ou analogues ;
caractérisé en ce que la température et/ou pression de condensation est régulée de manière directement proportionnelle à l'évolution de la température du médium de refroidissement
tandis que l'écart entre la température du fluide frigorigène en cours de condensation au primaire de l'échangeur (2), et la température d'entrée du médium au secondaire de l'échangeur (2), sont régulées de manière inversement proportionnelle ou inverse à l'évolution de la température du médium.
2. Procédé de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il prévoit une étape de sous refroidissement du fluide dans l'échangeur (2).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il prévoit
- la mesure de l'écart de température entre le primaire et le secondaire de l'échangeur (2)
- la mesure de la température et/ou de la pression de condensation du fluide ; et
- de relever ou d'abaisser le sous refroidissement du fluide de manière directement proportionnelle à l'écart de température entre le primaire et le secondaire de l'échangeur (2).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la température de sous refroidissement du fluide est déterminée en subordonnant la mesure d'une limite basse de condensation à une mesure de température du fluide en aval de l'échangeur (2).
5. Procédé selon l'une es revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il prévoit de
- définir une courbe (0) représentant un delta ou écart de température primaire/secondaire de l'échangeur (2) égal à zéro théorique
- calculer avec un régulateur (9) un point de consigne de la condensation de façon que
*le point A soit programmé selon les caractéristiques d'un condenseur (2) connues ou observées ; et
*ce point (A) définisse l'écart de température primaire/secondaire du condenseur (2) pour une température extérieure supposée maximale, par exemple de 300C ; et
- déterminer d'autres courbes (11-18) constituant des lois de régulation et ayant en commun le point A.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une courbe (0 ; 11-18) au moins est sensiblement rectiligne, et est par exemple droite.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'à partir du point commun (A), la pente d'une loi (1118) au moins est corrigée en fonction d'un coefficient (a), par exemple compris entre 1 et 0,2.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le coefficient (a) est calculé de manière à être tel que pour au moins
- une loi (11) : a = 1
- une loi (12) : a = 0,9
- une loi (13) : a = 0,8
- une loi (14) : a = 0,7
- une loi (15) : a = 0,6
- une loi (16) : a = 0,5
- une loi (17) : a = 0,4 ; et
- une loi (18) : a = 0,3
9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de régulation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des moyens (M) comprennent au moins une sonde de température extérieure (7), une sonde de température et/ou pression de condensation (8) et un régulateur (9) comportant des sorties (10) et (11) de commande de moyens de refroidissement (3) tels que ventilation.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu il comprend un régulateur (9) programmé de façon à être apte à recevoir de la sonde (7) la mesure de la température de l'air extérieur, à calculer la température de condensation de consigne et à la comparer a la mesure de la sonde de condensation (8), afin que les écarts entre la température de consigne et la mesure de la sonde (8) actionnent les signaux de sortie qui mettent en oeuvre une puissance des moyens de refroidissement (3) nécessaire pour rester au point de consigne.
11. Installation frigorifique (S) comportant au moins un dispositif selon l'une des revendications 9 et 10, et/ou apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant
- au moins un évaporateur (6) destiné à faire partie de l'installation (S)
- des canalisations en boucle fermée permettant la circulation d'un fluide frigorigène
- au moins un compresseur (1) apte à engendrer un déplacement du fluide en phase gazeuse suivant un sens (E) de circulation choisi ;
- un condenseur (2) monté en aval du compresseur (1) et prévu pour provoquer le passage du fluide frigorigène d'une phase gazeuse à une phase liquide, éventuellement avec des moyens de sous-refroidissement du fluide en phase liquide condensé
- un détendeur thermostatique (5) en entrée de chaque évaporateur (6) ; et
- un retour au compresseur (1) du fluide frigorigène en phase gazeuse.
12. Installation frigorifique (S) selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux évaporateurs (6) montés en parallèle.
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1996
- 1996-05-17 FR FR9606156A patent/FR2748799B1/fr not_active Expired - Fee Related
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