FR2869098A1 - - Google Patents

Abstract

Système de compression de vapeur transcritique comprenant un circuit de fluide (30) faisant circuler un frigorigène en boucle fermée. Dans le circuit de fluide sont disposés en série opérationnellement, un compresseur (32), un premier échangeur de chaleur (38), au moins un dispositif d'expansion non variable (42) et un second échangeur de chaleur (44). Le compresseur comprime le frigorigène depuis une basse pression jusqu'à une pression supercritique. Le premier échangeur de chaleur (38) est placé du côté haute pression dans le circuit de fluide. Le second échangeur de chaleur (44) est placé du côté basse pression dans le circuit de fluide. Le dispositif d'expansion non variable au moins unique (42) réduit la pression du frigorigène depuis une pression supercritique jusqu'à une pression relativement plus basse. Un récipient de stockage de frigorigène (50) est en communication de fluide avec le circuit de fluide et contient une masse variable de frigorigène, de façon qu'on puisse commander la capacité du système.

Description

La présente invention concerne les systèmes de compression de vapeur et,

plus particulièrement, un système de compression de vapeur transcritique à étages multiples.

Ainsi, la présente invention concerne un système de corn- pression de vapeur transcritique comprenant un circuit de fluide faisant circuler un frigorigène en boucle fermée, ce circuit de fluide comportant, montés en série opérationnellement à l'intérieur de celui-ci, un compresseur, un premier échangeur de chaleur, au moins un dispositif d'expansion non variable, et un second échangeur de chaleur, le compresseur comprimant le frigorigène depuis une basse pression jusqu'à une pression supercritique, le premier échangeur de chaleur étant placé du côté haute pression du circuit de fluide et contenant du frigorigène à une première pression supercritique, le second échangeur de chaleur étant placé du côté basse pression du circuit de fluide et contenant du frigori- gène à une seconde pression sous-critique, le dispositif d'expansion non variable au moins unique réduisant la pression du frigorigène depuis une pression supercritique jusqu'à une pression sous-critique relativement plus basse, de façon que le dispositif d'expansion non variable au moins unique définisse une réduction de pression essentiellement équivalente à la différence de pression entre la première pression et la seconde pression.

La présente invention concerne également un procédé de commande de ce système.

Des systèmes de compression de vapeur sont utilisés dans une grande variété d'applications comprenant les pompes à chaleur ainsi que les systèmes de climatisation et de réfrigération. Ces systèmes utili- sent typiquement des fluides de travail ou des frigorigènes qui restent audessous de leur pression critique pendant tout le cycle de compression de la vapeur. Cependant, certains systèmes de compression de vapeur, tels que ceux utilisant du dioxyde de carbone comme frigorigène, fonctionnent typiquement comme des systèmes transcritiques dans lesquels le frigorigène est comprimé à une pression supérieure à sa pression critique et dans lesquels la pression d'aspiration du frigorigène est inférieure à la pression critique de ce frigorigène. La structure de base d'un tel système comprend un compresseur pour comprimer le frigorigène à une pression qui dépasse sa pression critique. La chaleur est ensuite extraite du frigorigène dans un premier échangeur de chaleur tel que par exemple un refroidisseur à gaz. La pression du frigorigène déchargé du refroidisseur à gaz est réduite dans un dispositif d'expansion et le frigorigène à basse pression pénètre ensuite dans un second échangeur de chaleur tel que par exemple un évaporateur, dans lequel il absorbe l'énergie thermique avant d'être ramené, sous forme de vapeur, au compresseur.

Les dispositifs d'expansion utilisés dans ces systèmes sont souvent des soupapes d'expansion variables qui peuvent être réglées pour commander le fonctionnement du système. Il est également connu de combiner ces soupapes d'expansion à réglage variable, avec un réservoir d'afflux et un compresseur à deux étages, de façon que ces soupapes d'expansion à réglage variable soient disposées du côté entrée et du côté to sortie du réservoir d'afflux. Le réservoir de gaz d'afflux comprend égale-ment une ligne d'économiseur transportant la vapeur de frigorigène du réservoir jusqu'à un point situé entre les deux étages de l'ensemble de compresseur. Les soupapes d'expansion variables en amont et en aval du réservoir de gaz d'afflux peuvent être utilisées pour réguler la quantité de frigorigène contenue dans le réservoir d'afflux, de manière à réguler ainsi également la pression à l'intérieur du refroidisseur à gaz.

Un problème associé à l'utilisation de ces soupapes d'expansion variables est qu'elles sont chères. Un autre problème est qu'elles comportent des pièces mobiles et font donc l'objet de pannes mé- caniques.

Il est donc souhaitable de disposer d'un appareil bon marché et fiable pour régler le rendement et la capacité d'un système de compression de vapeur transcritique à étages multiples.

A cet effet, la présente invention crée un système de com- pression de vapeur transcritique qui comprend un dispositif d'expansion non variable, tel qu'un tube capillaire, et un récipient de stockage de frigorigène qui contient une masse variable de frigorigène. En contrôlant la masse de frigorigène à l'intérieur du réservoir de stockage de frigorigène, on contrôle également la charge de frigorigène restante qui circule activement à l'intérieur du système de compression de vapeur. De plus, en contrôlant la charge de frigorigène mise activement en circulation, on peut réguler la pression du refroidisseur à gaz et par conséquent la capacité et le rendement du système de compression de vapeur.

La présente invention concerne, sous une forme de celle-ci, un système de compression de vapeur transcritique tel que défini ci-dessus, caractérisé par un récipient de stockage de frigorigène en communication de fluide avec le circuit de fluide et contenant une masse variable de frigorigène stockée dans celui-ci.

Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - le récipient de stockage de frigorigène est en communication avec le circuit de fluide entre le premier échangeur de chaleur et le dispositif d'expansion non variable au moins unique, - le dispositif d'expansion non variable au moins unique comprend deux dispositifs d'expansion non variables disposés dans le circuit de fluide entre les premier et second échangeurs de chaleur, le récipient de stockage de frigorigène étant placé en communication de fluide avec le circuit de fluide entre les dispositifs d'expansion non variables, to - le dispositif d'expansion non variable comprend au moins un tube capillaire, le dispositif d'expansion non variable comprend au moins un dispositif d'expansion à orifice fixe.

La présente invention concerne également, sous une autre forme de celleci, un système de compression de vapeur transcritique caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour commander la quantité de frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène.

Un récipient de stockage de frigorigène est en communication de fluide avec le dispositif d'expansion non variable entre les premier et second échangeurs de chaleur. Le système de compression de vapeur transcritique est caractérisé en ce qu'un dispositif de réglage de température est placé en échange thermique avec le récipient de stockage de frigorigène, de façon que la température du frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène soit réglable au moyen du dispositif de réglage de température.

Si un dispositif de réglage de température placé en échange thermique avec le récipient de stockage de frigorigène comprend un troisième échangeur de chaleur disposé entre le second échangeur de chaleur et le compresseur, avantageusement le dispositif de réglage de tempéra- ture comprend en outre un dispositif de déplacement d'air configuré pour déplacer l'air à travers le troisième échangeur de chaleur et vers le récipient de stockage de frigorigène.

Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - on prévoit un dispositif de réglage de volume dans lequel un volume disponible pour stocker le frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène est réglable au moyen du dispositif de réglage de volume, et dans lequel le réglage du volume disponible pour stocker le frigorigène, règle la masse de frigorigène contenue dans celui-ci., - le compresseur est un compresseur à deux étages comportant un premier mécanisme de compresseur qui comprime le frigorigène depuis la basse pression jusqu'à une pression intermédiaire, et un second mécanisme de compresseur qui comprime le frigorigène depuis la pression intermédiaire jusqu'à une pression supercritique, ce circuit de fluide comprenant en outre une ligne de fluide assurant la communication du récipient de stockage de frigorigène jusqu'à un emplacement situé, dans le circuit de fluide, entre les premier et second mécanismes de compresseur. Dans ce dernier cas le dispositif d'expansion non variable I o au moins unique comprend deux dispositifs d'expansion non variables, le récipient de stockage de frigorigène étant placé en communication de fluide avec le circuit de fluide entre les dispositifs d'expansion non variables.

La présente invention concerne encore, sous un autre as- pect de celle-ci, un procédé de commande d'un système de compression de vapeur transcritique, caractérisé par les opérations qui suivent. On crée un circuit de fluide faisant circuler un frigorigène en boucle fermée. Dans le circuit de fluide sont montés opérationnellement en série un compresseur, un premier échangeur de chaleur, au moins un dispositif d'expansion non variable, et un second échangeur de chaleur. Le frigorigène est comprimé d'une basse pression jusqu'à une pression supercritique dans le compresseur. De l'énergie thermique est extraite du frigorigène dans le premier échangeur de chaleur. La pression du frigorigène est réduite dans le dispositif d'expansion non variable au moins uni- que, de façon que le dispositif d'expansion non variable au moins unique définisse une réduction de pression essentiellement équivalente à la différence de pression entre une première pression supercritique du frigorigène dans le premier échangeur de chaleur, et une seconde pression sous-critique du frigorigène dans le second échangeur de chaleur. De l'énergie thermique est ajoutée au frigorigène dans le second échangeur de chaleur. On crée un récipient de stockage de frigorigène en communication de fluide avec le circuit de fluide, et la masse du frigorigène à l'intérieur du récipient de stockage de frigorigène est contrôlée pour réguler ainsi la capacité du système.

Suivant d'autres caractéristiques du procédé : - l'étape de contrôle de la masse de frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène comprend le contrôle de la température du frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène, - l'étape de contrôle de la masse de frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène comprend le réglage d'un volume disponible pour stocker le frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène.

Un avantage de la présente invention est qu'on peut réguler la capacité et le rendement du système à l'aide de pièces fixes bon marché. Ainsi, le système de la présente invention est moins coûteux et plus fiable que les systèmes de l'art antérieur.

Les caractéristiques indiquées ci-dessus ainsi que d'autres caractéristiques et objets de la présente invention, de même que la ma- so nière de les obtenir, apparaîtront plus clairement, et l'invention elle-même sera mieux comprise, en se référant à la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention représentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un système de compression de 15 vapeur selon la présente invention, - la figure 2 est un graphique illustrant les propriétés thermodynamiques du dioxyde de carbone, - la figure 3 est une vue schématique d'un mode de réalisation du réservoir de gaz d'afflux de la figure 1, la figure 4 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation du réservoir de gaz d'afflux de la figure 1, - la figure 5 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation encore du réservoir de gaz d'afflux de la figure 1, la figure 6 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation encore du réservoir de gaz d'afflux de la figure 1, - la figure 7 est une vue schématique d'un autre système de compression de vapeur selon la présente invention, - la figure 8 est une vue schématique d'un autre système de compression de vapeur encore selon la présente invention, et la figure 9 est une vue schématique d'un autre système de compression de vapeur encore selon la présente invention.

Des caractères de référence correspondants indiquent les parties correspondantes dans toutes les différentes vues. Bien que l'exemple donné ici illustre un mode de réalisation de l'invention, le mode de réalisation décrit ci-après n'est pas destiné à être exhaustif ou à être considéré comme limitant la portée de l'invention à la forme précise décrite ici.

Un système de compression de vapeur 30 selon la présente invention est illustré schématiquement dans la figure 1 sous une forme comprenant un circuit de fluide faisant circuler le frigorigène en boucle fermée. Le système 30 comporte un compresseur 32 à un seul étage ou à étages multiples qui peut utiliser n'importe quel type convenable de mécanisme de compression tel qu'un mécanisme de compresseur rotatif, alternatif ou de type à spirales. Le compresseur 32 comprime le frigorigène depuis une basse pression jusqu'à une pression supercritique. Un échangeur de chaleur pouvant se présenter sous la forme d'un refroidisseur à gaz conventionnel 38 refroidit le frigorigène déchargé du mécanisme de compression 32. La pression du frigorigène est réduite d'une pression supercritique à une pression relativement plus faible, par exemple une pression sous-critique, par un dispositif d'expansion non variable 42 pouvant être un tube capillaire, une plaque à orifice fixe ou tout autre dispositif d'expansion fixe convenable.

Après que la pression du frigorigène ait été réduite par le dispositif d'expansion 42, de frigorigène pénètre dans un autre échangeur de chaleur encore se présentant sous la forme d'un évaporateur 44 placé du côté haute pression du circuit de fluide. Le frigorigène absorbe l'énergie thermique dans l'évaporateur 44 lorsque ce frigorigène passe d'une phase liquide à une phase vapeur. L'évaporateur 44 peut être de construction conventionnelle bien connue de la technologie. Après sa sortie de l'évaporateur 44, le frigorigène est renvoyé au mécanisme de compression 32 et le cycle est répété.

Dans le système 30 est également inclus un récipient de stockage de frigorigène se présentant sous la forme d'un réservoir de gaz d'afflux 50 contenant dans celui-ci une masse de frigorigène variable stockée à l'intérieur. Dans le système 30 illustré ici, le réservoir de gaz d'afflux 50 est en communication de fluide avec le système 30 entre le refroidisseur à gaz 38 et le dispositif d'expansion non variable 42, de manière à stocker une masse de frigorigène variable, comme décrit plus en détail ci-après.

Comme représenté dans la figure 1, des lignes ou conduites de fluide 35, 37, 41 et 43 représentées schématiquement, assurent la communication de fluide entre le mécanisme de compression 32, le refroi- disseur à gaz 38, le dispositif d'expansion 42, l'évaporateur 44 et le méca- nisme de compression 32, dans cet ordre de série. Le circuit de fluide allant de la sortie du compresseur 32 à l'entrée du compresseur 32 com- porte un côté haute pression et un côté basse pression. Le côté haute pression va de la sortie du compresseur 32 au dispositif d'expansion 42 et comprend un conduit 35, un refroidisseur à gaz 38 et un conduit 37. Le côté basse pression va du dispositif d'expansion 42 au compresseur 32 et comprend un conduit 41, un évaporateur 44 et un conduit 43.

En cours de fonctionnement, le mode de réalisation illustré ici du système 30 est un système transcritique utilisant du dioxyde de carbone comme frigorigène, dans lequel le frigorigène est comprimé au-dessus de sa pression critique et revient à une pression sous-critique à 1 o chaque cycle de passage à travers le système de compression de vapeur. Le frigorigène pénètre dans le dispositif d'expansion 42 à la pression supercritique. La pression du frigorigène est abaissée à une pression sous-critique lorsque ce frigorigène passe à travers le dispositif d'expansion 42.

La capacité de commande d'un tel système transcritique diffère de celle d'un système de compression de vapeur conventionnel dans lequel le frigorigène reste à des pressions sous-critiques pendant tout le cycle de compression de vapeur. Dans de tels systèmes sous-critiques, la commande de capacité est souvent obtenue en utilisant des soupapes d'expansion thermiques pour faire varier le débit de masse à travers le système, et la pression à l'intérieur du condenseur est principalement déterminée par la température ambiante. Dans un système transcritique, la capacité du système se règle souvent en commandant la pression à l'intérieur du refroidisseur à gaz haute pression tout en main-tenant un débit de masse essentiellement constant. La pression à l'intérieur du refroidisseur à gaz peut se régler en commandant la charge totale du frigorigène qui circule dans le système de façon qu'une augmentation de la charge totale conduise à une augmentation de la masse et de la pression du frigorigène à l'intérieur du refroidisseur à gaz, par exemple le refroidisseur 38, et à une augmentation de la capacité du système.

Au contraire, une diminution de la charge en circulation conduit à une diminution de la pression à l'intérieur du refroidisseur à gaz et à une diminution de la capacité du système. Le rendement du système doit également varier avec les changements de pression dans le refroidisseur à gaz 38. Cependant, les pressions du refroidisseur à gaz qui correspondent au rendement optimal du système 30 et à la capacité maximum de celui-ci, doivent généralement être différentes.

En réglant la masse du frigorigène contenu dans le réservoir de gaz d'afflux 50, on peut commander la charge totale du frigorigène qui circule activement à l'intérieur du système 30, et donc commander égale- ment la pression du refroidisseur à gaz 38 ainsi que la capacité et le rendement du système 30. La masse de frigorigène contenue dans le réservoir 50 peut être commandée par divers moyens comprenant le réglage de la température du réservoir 50 ou le réglage du volume de stockage disponible dans le réservoir 50 destiné à contenir le frigorigène.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, la masse de frigorigène contenue dans le réservoir 50 se commande en réglant la température du réservoir 50. Plus particulièrement, un réchauffeur/refroidisseur 52 est disposé à proximité du réservoir de gaz d'afflux 50 de façon que le réchauffeur/refroidisseur 52 puisse chauffer ou refroidir le réservoir 50 et le frigorigène contenu dans celui-ci.

Une unité de commande électronique (UCE) 54 peut être utilisée pour commander le fonctionnement du réchauffeur/refroidisseur 52 sur la base de lectures de capteurs de température et/ou de pression obtenues à des emplacements appropriés du système, comme par exemple les données de température et de pression obtenues à l'entrée et à la sortie du refroidisseur à gaz 38 et de l'évaporateur 44, et dans le réservoir de gaz d'afflux 50, pour déterminer ainsi la capacité courante du système et la charge appliquée au système. Le document de Manole décrit un autre procédé de détermination de la pression d'un refroidisseur à gaz dans un système transcritique en effectuant des mesures de température externes du refroidisseur à gaz, dans la demande de brevet U.S. provisoire de N de série 60/505.817 intitulée Procédé et appareil de détermination d'une pression supercritique dans un échangeur de chaleur et déposée le 25 septembre 2003, qui peut également être utilisé avec la présente invention et se trouve donc incorporé ici à titre de référence. La pression à l'intérieur du refroidisseur à gaz 38 peut également être déterminée en effectuant des mesures de température dans PUCE 54 qui peut également commander le fonctionnement du réchauffeur/refroidisseur 52 sur la base du travail effectué par le compresseur 32, tel que mesuré par un multimètre, ou sur la base de la pression à la sortie du compresseur 32, telle que mesurée par une jauge de pression. Comme décrit ci-dessus, le réchauffeur/refroidisseur 52 est commandable de façon que le frigorigène puisse être accumulé dans le réservoir de gaz d'afflux 50 ou libéré de celui-ci, pour augmenter ou diminuer ainsi la capacité du système de façon qu'elle corresponde à la charge appliquée au système.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, le réservoir de gaz d'afflux 50 est illustré sous une forme comportant une seule ligne de fluide 45 fournissant un port de communication de fluide entre le réservoir et le système à un emplacement situé entre le refroidisseur à gaz 38 et le dispositif d'expansion 42. Dans ce mode de réalisation, la ligne de fluide 45 fournit à la fois le débit d'entrée et le débit de sortie du frigorigène arrivant et partant du réservoir 50, et tout le frigorigène amené au réservoir 50 et partant de celui-ci est transmis par la ligne de fluide 45. Cette ligne de fluide 45 fournit un passage de fluide non régulé entre le I o réservoir 50 et la ligne de fluide 37 conduisant au dispositif d'expansion 42, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de soupape présente dans la ligne de fluide 37 pour servir à réguler le débit de frigorigène à travers celle-ci pendant le fonctionnement du système de compression de vapeur. Cependant, des variantes de réalisation pourraient utiliser une soupape dans la ligne de fluide 45 pour réguler le débit de frigorigène arrivant au réservoir 50 et partant de celui-ci.

Les propriétés thermodynamiques du dioxyde de carbone sont représentées dans le graphique de la figure 2. Les lignes 80 sont des isothermes et représentent les propriétés du dioxyde de carbone à tempé- rature constante. Les lignes 82 et 84 représentent la limite entre des conditions à deux phases et des conditions à une seule phase. Ces lignes 82 et 84 se rejoignent en un point 86 qui correspond au point de pression maximum de la ligne commune définie par les lignes 82 et 84. La ligne 82 représente la courbe de saturation de liquide tandis que la ligne 84 repré- sente la courbe de saturation de vapeur.

La zone située au-dessous des lignes 82, 84 représente la zone souscritique à deux phases dans laquelle l'ébullition du dioxyde de carbone se produit à température constante et pression constante. La zone située au-dessus du point 86 représente la zone supercritique dans laquelle le refroidissement ou le chauffage du dioxyde de carbone ne changent pas la phase (liquide/vapeur) du dioxyde de carbone. La phase du dioxyde de carbone ans la zone supercritique est couramment appelée gaz au lieu de liquide ou vapeur.

Les lignes Q. et COPmax représentent les valeurs de dé- charge du refroidisseur à gaz pour maximiser respectivement la capacité et le rendement du système. La ligne centrale positionnée entre les deux représente des valeurs qui fournissent une capacité et un rendement relativement élevés, bien qu'ils ne soient pas maximum. De plus, si l'on fait to fonctionner le système pour correspondre à la ligne centrale, lorsque le système n'arrive pas à fonctionner suivant les paramètres de conception définis par cette ligne centrale, le système doit souffrir d'une diminution soit de capacité soit de rendement, et d'une augmentation de l'autre va- leur, à moins que ces variations soient d'amplitude telle qu'elles représentent un point ne se situant plus entre les lignes Q. et COPma..

Le point A représente les propriétés du frigorigène lorsqu'il est déchargé du mécanisme de compression 32 et à l'entrée du refroidisseur à gaz 38. Le point B représente les propriétés du frigorigène à la sor- te tie du refroidisseur à gaz 38 et à l'entrée du dispositif d'expansion 42. Le point C représente les propriétés du frigorigène à l'entrée de l'évaporateur 44 et à la sortie du dispositif d'expansion 42. Le point D représente les propriétés du frigorigène à l'entrée du mécanisme de compression 32 et à la sortie de l'évaporateur 44. Le mouvement du point D au point A repré- sente la compression du frigorigène. Comme on peut le voir, la compression du frigorigène fait monter à la fois sa pression et sa température. Le déplacement du point A au point B représente le refroidissement du frigorigène haute pression à pression constante dans le refroidisseur à gaz 38. Le mouvement du point B au point C représente l'action du dispositif d'expansion 42 qui abaisse la pression du frigorigène jusqu'à une pression sous-critique.

Plus spécifiquement, dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, les points B et C sont à la pression supercritique à l'intérieur du refroidisseur à gaz 38 et les points C et D sont à la pression souscritique dans l'évaporateur 44, de sorte que le mouvement du point B au point C représente la réduction de pression définie par le dispositif d'expansion non variable 42. De la même manière, dans les modes de réalisation illustrés aux figures 7 à 9, les dispositifs d'expansion non varia- bles 42a et 42b définissent ensemble une réduction de pression équivalente à la différence de pression entre le refroidisseur à gaz 38 et l'évaporateur 44. Les systèmes illustrés ici sont des systèmes relativement de base et l'on peut leur ajouter des composants supplémentaires tels que des accumulateurs et des récepteurs qui peuvent avoir un léger impact sur la température et la pression du frigorigène, en s'écartant ainsi de ce qui est représenté dans la figure 3. Cependant, la figure 3 représente ef- fectivement la fonctionnalité de base d'un système transcritique. Dans la présente invention, la réduction de pression entre le refroidisseur à gaz et l'évaporateur, qui est représentée schématiquement par le mouvement du point B au point C, est essentiellement équivalente à la réduction de pression définie par les dispositifs d'expansion non variables placés entre le refroidisseur à gaz et l'évaporateur. En d'autres termes, il n'y a pas de dis-positif d'expansion variable placé entre le refroidisseur à gaz et l'évaporateur pour commander de manière réglable la réduction de pression du frigorigène entre ces deux composants.

Le mouvement du point C au point D représente l'action de l'évaporateur 44. Comme le frigorigène est à une pression sous-critique dans l'évaporateur 44, de l'énergie thermique est transférée au frigorigène I o pour le faire passer d'une phase liquide à une phase gazeuse à température et pression constantes. La capacité du système (lorsqu'il est utilisé en système de refroidissement) est déterminée par le débit de masse à travers le système et la longueur de la ligne C-D qui est à son tour déterminée par l'enthalpie spécifique du frigorigène à l'entrée de l'évaporateur, c'est-à-dire à l'endroit du point C. Ainsi, en réduisant l'enthalpie spécifique à l'entrée de l'évaporateur sans changer notablement le débit de masse et sans modifier les autres paramètres de fonctionnement du système 30, on doit obtenir une augmentation de la capacité du système. Cela peut être effectué en diminuant la masse de frigorigène contenue dans le réservoir de gaz d'afflux 50, pour augmenter ainsi à la fois la masse et la pression du frigorigène contenu dans le refroidisseur à gaz 38.

Si le frigorigène contenu dans le refroidisseur à gaz 38 est toujours refroidi à la même température de décharge du refroidisseur à gaz, cette augmentation de pression dans le refroidisseur à gaz doit dépla- cer la ligne A-B vers le haut et déplacer le point B vers la gauche (comme représenté dans la figure 2) le long de l'isotherme représentant la température de sortie du refroidisseur à gaz. Cela doit à son tour déplacer le point C vers la gauche et augmenter la capacité du système. De la même manière, en augmentant la masse de frigorigène contenu dans le réservoir 50, on peut réduire la masse et la pression du frigorigènecontenu dans le refroidisseur à gaz 38 pour réduire ainsi la capacité du système. En con-séquence, le contrôle de la masse de frigorigène à l'intérieur du réservoir d'afflux 50 fournit un moyen pour commander la capacité et le rendement du système.

Pendant la compression du frigorigène, de la vapeur à relativement basse pression et basse température pénètre dans le mécanisme de compression 32 et se trouve déchargée de celui-ci à une température plus élevée et à une pression de décharge supercritique. Lorsque le réser- voir50 s'en remet à une régulation de température pour commander la masse de frigorigène contenue dans celui-ci, le réservoir 50 est avantageusement positionné pour recevoir le frigorigène en un point venant après que le frigorigène ait été refroidi dans le refroidisseur à gaz 38. La masse de frigorigène contenue dans le réservoir 50 dépend de la densité du frigorigène et du volume de stockage disponible à l'intérieur du réservoir 50. La densité du frigorigène dépend à son tour des quantités relatives de la fraction de phase liquide 46 et de la fraction de phase vapeur 48 du frigorigène contenu dans le réservoir 50. En augmentant la quantité du frigori- to gène en phase liquide 46 dans le réservoir 50, on augmente également la masse du frigorigène contenu dans celui-ci. De la même manière, on peut diminuer la masse du frigorigène contenu dans le réservoir 50 en diminuant la quantité du réfrigérant en phase liquide 46 contenu dans celui-ci.

En réduisant la température du frigorigène contenu dans le réservoir 50, au-dessous de la température de saturation du frigorigène, on peut augmenter la quantité de frigorigène en phase liquide 46 contenue dans le réservoir 50. De la même manière, en augmentant la température du réservoir 50 et du frigorigène contenu dans celui-ci, on peut évaporer une certaine quantité du frigorigène en phase liquide 46, et réduire ainsi la quantité de frigorigène en phase liquide 46 contenue dans ce réservoir. Un système dans lequel un récipient contenant une masse variable de frigorigène est prévu entre deux étapes d'un mécanisme de compresseur à étages multiples, est décrit par Manole dans une demande de brevet U.S. intitulée Système de compression de vapeur à étages multiples avec récipient à pression intermédiaire de N de série 10/653. 581, déposée le 2 septembre 2003 et incorporée ici à titre de référence.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, la pression du frigorigène à l'intérieur du réservoir 50 peut dépasser la pression super- critique du frigorigène, auquel cas le frigorigène peut ne pas être séparé de façon discontinue en une phase liquide et une phase vapeur. Cependant, le contrôle de la température du réservoir 50 doit toujours modifier la densité du frigorigène à l'intérieur du réservoir 50, et donc la masse de frigorigène à l'intérieur du réservoir 50. Pour les modes de réalisation qui sont illustrés dans les figures 7 à 9, la pression du frigorigène est avantageusement réduite à une pression sous-critique par le dispositif de réduction de pression 42a, et le frigorigène contenu dans le réservoir 50 peut être plus facilement converti entre ses phases liquide et vapeur.

Plusieurs exemples de réalisation du réservoir de gaz d'afflux 50 et du réchauffeur/refroidisseur 52, sont représentés dans les figures 3 à 6. Le mode de réalisation 50a est représenté schématiquement dans la figure 3 et utilise une soufflerie d'air pour refroidir le réservoir 50a. Le réservoir 50a illustré ici comprend les ailettes de rayonnement de chaleur 56 pour faciliter le transfert d'énergie thermique en association avec un réchauffeur/refroidisseur 52 comprenant un ventilateur 58. Le fonctionnement du ventilateur 58 est commandé pour réguler la température du réservoir 50a et régler ainsi la quantité de fluide en phase li- 1 o quide 46 contenue dans ce réservoir.

Le mode de réalisation 50b régule la température du réservoir 50b en fournissant un moyen pour communiquer de la chaleur au contenu du réservoir 50b. Dans le mode de réalisation 50b représenté schématiquement dans la figure 4, un réchauffeur/refroidisseur 52 se présentant sous la forme d'un élément de chauffage électrique 60 est utilisé pour communiquer sélectivement de la chaleur au contenu du réservoir 50b et réduire ainsi la quantité de frigorigène en phase liquide 46 conte-nue dans le réservoir 50b. Dans des variantes de réalisation, l'élément de chauffage 60 pourrait être utilisé en combinaison avec un moyen pour ré- duire la température du réservoir de gaz d'afflux.

Le mode de réalisation 50c est représenté schématiquement dans la figure 5 et comprend un réchauffeur/refroidisseur 52 en forme d'élément d'échange de chaleur 62, une ligne d'entrée 64 et une ligne de décharge 66. Dans ce mode de réalisation, on fait circuler un fluide prove- nant de la ligne d'entrée 64 pour le faire passer à travers l'élément d'échange de chaleur 62 puis à travers la ligne de décharge 66. De l'énergie thermique est échangée entre le fluide qu'on fait circuler dans l'élément d'échange de chaleur 62, et le contenu du réservoir 50c, pour commander ainsi la température du réservoir 50c. L'élément d'échange de chaleur 62 est illustré comme étant placé à l'intérieur du réservoir 50c.

Dans des variantes de réalisation, un élément d'échange de chaleur analogue pourrait être placé à l'extérieur du réservoir de pression intermédiaire pour échanger de l'énergie thermique avec celui-ci. Le fluide d'échange de chaleur qu'on fait circuler à travers l'élément d'échange de chaleur 62 et les lignes 64, 66, peut être utilisé soit pour chauffer soit pour refroidir le contenu du réservoir 50c. Par exemple, la ligne d'entrée 64 pourrait être en communication de fluide avec la ligne à haute température et haute pression 35, de manière à transporter le frigorigène à travers celle-ci à une température supérieure à celle du contenu du réservoir 50c, pour chauffer ainsi le réservoir 50c et réduire la quantité de frigorigène en phase liquide 46 contenue dans le réservoir 50c. La ligne de décharge 66 peut décharger le frigorigène à haute pression vers la ligne 37, entre le refroidisseur à gaz 38 et le dispositif d'expansion 42, ou tout autre emplacement convenable dans le système 30.

En variante, la ligne d'entrée 64 pourrait être en communication de fluide avec la ligne d'aspiration 43de façon que l'élément de chauffage 62 transporte à travers celle-ci le frigorigène se trouvant à une 1 o température inférieure à celle du réservoir 50c, et refroidisse ainsi ce réservoir 50c, en augmentant la quantité de frigorigène en phase liquide 46 qu'il contient et donc également la masse de frigorigène qu'il contient. La ligne de décharge 66 peut décharger le frigorigène à basse pression pour le ramener dans la ligne 43 entre l'évaporateur 44 et le mécanisme de com- pression 32, ou à tout autre emplacement convenable dans le système 30. Une soupape (non représentée) est placée dans la ligne d'entrée 64 et actionnée sélectivement pour commander l'écoulement de fluide à travers l'élément d'échange de chaleur 62 et commander ainsi la température du réservoir 50c et la quantité de frigorigène en phase liquide 46 qu'il con- tient. D'autres modes de réalisation peuvent échanger de l'énergie thermique entre le fluide transporté dans l'élément d'échange de chaleur 62 et un réservoir de température extérieur alternatif, c'est-à-dire soit un puits thermique soit une source de chaleur.

Le mode de réalisation 50d est représenté schématiquement dans la figure 6 et, au lieu d'un réchauffeur/refroidisseur 52, comprend un élément à volume variable 70 qui, dans le mode de réalisation illustré ici, comprend une chambre 72, un piston 74 et une entrée 76. Le piston 74 peut se déplacer sélectivement pour augmenter ou diminuer le volume de la chambre 72 de manière à diminuer ou augmenter respectivement le volume de stockage disponible du réservoir 50d pour stocker le frigorigène dans celui-ci. A l'inverse des modes de réalisation de réservoir 50a-50c qui sont basés sur le réglage de la température du réservoir de pression in- termédiaire pour commander la quantité de frigorigène en phase liquide 46 contenue dans celui-ci, le réservoir 50d règle le volume de la chambre 72 pour commander le volume de stockage disponible pour le frigorigène en phase liquide 46, et donc pour régler la quantité de frigorigène en phase liquide 46 contenue dans le réservoir 50d. La chambre 72 est rem- plie d'un gaz, tel que par exemple du frigorigène en phase gazeuse 48, et l'entrée 76 transfère de l'énergie thermique dans la chambre de remplis- sage de gaz 72. En chauffant la chambre de remplissage de gaz 72, on peut dilater cette chambre de remplissage de gaz 72 pour pousser le pis-ton 74 vers le bas et réduire le volume de stockage disponible dans le ré- servoir 50d.

En variante, le refroidissement de la chambre de remplis-sage de gaz 72 doit contracter le gaz en permettant au piston 74 de se dé-placer vers le haut et d'agrandir ainsi le volume de stockage disponible dans le réservoir 50d. On peut obtenir des transferts thermiques avec la I o chambre de remplissage de gaz 72 en faisant communiquer du frigorigène relativement chaud ou relativement froid avec la chambre 72 par l'entrée 76, à partir d'un autre emplacement dans le système 30. La ligne d'entrée 76 peut pénétrer dans la chambre 72 et comporter une extrémité fermée (non représentée), de façon que l'agent d'échange de chaleur à l'intérieur de la ligne 76 reste dans cette ligne 76 et ne pénètre pas dans la chambre 72 où il devrait venir directement en contact avec le piston 74. En va-riante, un élément de chauffage analogue à l'élément 60 ou un élément d'échange de chaleur analogue à l'élément 62, pourraient être placés dans la chambre 72.

D'autres modes de réalisation de réservoirs de gaz d'afflux ayant un volume de stockage variable peuvent utiliser des chambres dilatables/contractables formées en utilisant des vessies souples. Divers autres modes de réalisation de tels réservoirs pouvant être utilisés avec la présente invention, sont décrits plus en détail par Manole et Cie dans la demande de brevet U.S. intitulée Appareil pour le stockage et la distribution contrôlée de fluides , de N de série 10/653 502, déposée le 2 septembre 2003 et incorporée ici à titre de référence.

Un second mode de réalisation 30a d'un système de com- pression de vapeur selon la présente invention est représenté schémati- quement dans la figure 7. Le système 30a est analogue au système 30 représenté dans la figure 1 mais comprend un réservoir de gaz d'afflux 50 dans le circuit de fluide disposé entre un premier dispositif d'expansion non variable 42a et un second dispositif d'expansion non variable 42b.

Après que le frigorigène ait été refroidi dans le refroidisseur à gaz 38, la pression du frigorigène est ensuite réduite par le premier dispositif d'expansion 42a. Avantageusement, le dispositif d'expansion 42a réduit la pression du frigorigène à une pression sous-critique et le frigorigène se rassemble dans le réservoir d'afflux 50 sous la forme d'une partie liquide 46 et d'une partie vapeur 48. Le frigorigène liquide 46 se rassemble dans le fond du réservoir de gaz d'afflux 50 et se trouve de nouveau dilaté par le second dispositif d'expansion 42b. Le frigorigène pénètre ensuite dans l'évaporateur 44 où il se met à bouillir et refroidit un agent secondaire, tel que de l'air, qui peut être utilisé par exemple pour refroidir une enceinte réfrigérée. Le frigorigène déchargé de l'évaporateur 44 pénètre ensuite dans le mécanisme de compression 32 pour répéter le cycle ci-dessus.

En chauffant ou en refroidissant le réservoir de gaz d'afflux 50, on peut régler la masse de frigorigène dans le réservoir de gaz d'afflux Io 50 et le refroidisseur à gaz 38 pour commander la pression dans le refroidisseur à gaz. Une unité de commande électronique (UCE) peut surveiller la pression dans le refroidisseur 38 et commander le réchauffeur/refroidisseur 52 en conséquence.

Si la pression dans le refroidisseur à gaz 38 est supérieure à une pression voulue, la consommation de puissance du compresseur 32 est également supérieure à un niveau voulu. L'UCE peut faire fonctionner le réchauffeur/refroidisseur 52 pour abaisser la température du réservoir 50 en augmentant ainsi la quantité de charge dans le réservoir de gaz d'afflux 50 et en diminuant à la fois la quantité de charge et la pression dans le refroidisseur à gaz 38. Inversement, si la pression dans le refroidisseur à gaz 38 est au-dessous de la pression voulue, PUCE peut faire fonctionner le réchauffeur/refroidisseur 52 pour augmenter la température du réservoir 50 en augmentant ainsi à la fois la quantité de charge et la pression dans le refroidisseur à gaz 38. Lorsque la pression dans le re- froidisseur à gaz 38 change, le réchauffeur/refroidisseur 52 sert à chauffer ou refroidir le réservoir de gaz d'afflux 50 suivant les besoins, de sorte qu'on peut obtenir une pression de refroidisseur à gaz souhaitable et une capacité de système ainsi qu'un rendement de système souhaitables.

En commandant sélectivement le fonctionnement du réchauffeur/refroidisseur 52, on peut faire varier la quantité de charge stockée dans le réservoir de gaz d'afflux 50, ce qui fait à son tour varier la masse de frigorigène et la pression dans le refroidisseur à gaz 38 pour obtenir la pression de refroidisseur à gaz correspondant à la capacité et/ou au rendement voulus. Comme décrit ci-dessus, en réglant la pres- sion dans le refroidisseur à gaz 38, on peut modifier l'enthalpie spécifique du frigorigène à l'entrée de l'évaporateur 44 (point C dans la figure 2) et la capacité et/ou le rendement du système 30a. D'autres détails du système 30a sont analogues à ceux du système 30 et ne sont donc pas décrits ici.

Un troisième mode de réalisation 30b d'un système de compression de vapeur selon la présente invention est représenté schématiquement dans la figure 8. Le système 30b est analogue au système 30a représenté dans la figure 8 mais comprend un autre mécanisme de ré- chauffeur/refroidisseur que celui du réchauffeur/refroidisseur 52 du système 30a. Plus particulièrement, le système 30b peut comprendre un échangeur de chaleur se présentant sous la forme d'un radiateur à serpentin 90 indiqué schématiquement dans la figure 8 et disposé dans le circuit de fluide entre l'évaporateur 44 et le mécanisme de compresseur 32. Le système 30b comprend également un dispositif de refroidissement auxiliaire en forme de dispositif de déplacement d'air ou de ventilateur 92 disposé à proximité ou à côté du réservoir de gaz d'afflux 50. Le ventilateur 92 peut être utilisé pour souffler de l'air sur l'échangeur de chaleur relativement froid 90 et vers le réservoir 50 de façon que l'air généré par le ventilateur 92 s'écoule à travers l'échangeur de chaleur 90 et refroidisse le réservoir de gaz d'afflux 50 ainsi que le frigorigène contenu dans celui-ci. Une UCE peut être utilisée pour activer/désactiver le ventilateur 92 et/ou commander la vitesse du ventilateur 92, de manière à réguler ainsi la température du frigorigène à l'intérieur du réservoir 50.

Le ventilateur 92 et l'échangeur de chaleur 90 forment un dispositif de réglage de température capable de régler la température du frigorigène dans le réservoir de gaz d'afflux 50. Ainsi, le ventilateur 92 et l'échangeur de chaleur 90 peuvent régler la pression du frigorigène dans le refroidisseur à gaz 38, ainsi que la capacité et le rendement du système30b. D'autres détails du système 30b sont analogues à ceux des systèmes 30, 30a et ne sont donc pas décrits ici.

Le ventilateur 92 peut également être utilisé sans l'échangeur de chaleur 90, de façon que le ventilateur 92 souffle l'air directement sur le réservoir de gaz d'afflux 50 pour modifier la température de frigorigène qu'il contient.

Un quatrième mode de réalisation 30c d'un système de compression de vapeur selon la présente invention est représenté sché- matiquement dans la figure 9. Le système 30c est analogue aux systèmes 30a, 30b représentés dans les figures 7, 8 mais comprend un réservoir de frigorigène intermédiaire 36 disposé entre un premier mécanisme de com- pression 32a et un second mécanisme de compression 32b. L'un des deux ou l'un et l'autre d'un réchauffeur/refroidisseur 52 et d'un ventilateur 92 1s peuvent être inclus pour commander la température du réservoir de gaz d'afflux 50.

Dans ce mode de réalisation, le premier compresseur 32a comprime le frigorigène depuis une basse pression jusqu'à une pression intermédiaire. Le refroidisseur 36 est placé entre les compresseurs 32a, 32b pour refroidir le frigorigène intermédiaire. Après que la ligne de fluide 33 ait fait communiquer le frigorigène avec le second compresseur 32b, ce second compresseur 32b comprime le frigorigène depuis la pression intermédiaire jusqu'à la pression supercritique.

to Dans le mode de réalisation de la figure 9, le réservoir de gaz d'afflux 50 est représenté sous une forme comportant une ligne de fluide 47 qui assure la communication de fluide entre le réservoir 50 et le système à un emplacement compris entre les premier et second mécanismes de compression 32a, 32b, c'est-à-dire la ligne de fluide 33. Dans le mode de réalisation illustré ici, la ligne de fluide 47 permet au frigorigène en phase vapeur venant du réservoir 50 d'être mis en communication avec la ligne 33. Dans le mode de réalisation illustré, la ligne de fluide 47 four-nit un passage de fluide non régulé entre le réservoir 50 et la ligne de fluide 33 conduisant au second mécanisme de compression 32b, c'est-àdire qu'il n'y a pas de soupape présente dans la ligne de fluide 47 pour servir à réguler l'écoulement du fluide à travers celle-ci pendant le fonctionnement du système de compression de vapeur. Cependant, la ligne 47 peut en variante comprendre une soupape pour réguler l'écoulement du frigorigène à travers celle-ci. D'autres détails du système 30c sont analo- gues à ceux des systèmes 30, 30a, 30b et ne seront donc pas décrits en détail ici.

Les systèmes ci-dessus sont décrits comme comprenant un ventilateur 92 ou autre forme de réchauffeur/refroidisseur 52 pour changer la température du frigorigène à l'intérieur du réservoir de gaz d'afflux 50. La présente invention n'est pas limitée cependant à ces exemples de réalisation d'un dispositif de chauffage ou de refroidissement. Au con- traire, la présente invention peut comprendre des variantes de dispositifs capables de chauffer ou de refroidir le frigorigène, comme par exemple un dispositif à effet Peltier. Les dispositifs à effet Peltier sont bien connus de la technologie et ces dispositifs, lorsqu'on leur applique un courant continu, déplacent la chaleur d'un côté du dispositif vers l'autre côté de celui-ci, de sorte qu'on pourrait les utiliser à des fins soit de chauffage soit de refroidissement.

Dans les modes de réalisation dans lesquels on règle la température du réservoir de gaz d'afflux pour faire varier la masse de frigorigène contenue dans celui-ci, on peut également régler la température du frigorigène contenu dans le réservoir de gaz d'afflux en utilisant un dispositif de réchauffeur/refroidisseur pour régler la température du frigorigène dans le circuit de fluide juste en amont du réservoir de gaz d'afflux, et commander ainsi indirectement la température du frigorigène à l'intérieur du réservoir en commandant la température du frigorigène qui pénètre dans ce réservoir. Par exemple, un dispositif Peltier ou autre dis-positif de réchauffeur/refroidisseur pourrait être monté sur la ligne de fluide entrant dans le réservoir 50, à proximité de ce réservoir 50, par exemple entre le dispositif d'expansion 42a et le réservoir 50 dans les modes de réalisation des figures 7, 8 et 9.

Il est également possible d'ajouter un filtre ou un filtre- séchoir juste en amont de l'un quelconque des dispositifs d'expansion inclus dans les modes de réalisation ci-dessus. Un tel filtre peut empêcher toute sorte de contamination du système, due par exemple à de la limaille de cuivre, à des matériaux abrasifs ou à des débris de brasage, de se ras-sembler dans le dispositif d'expansion et de boucher ainsi le passage du frigorigène.

Bien que la présente invention ait été décrite sous une forme constituant un exemple de conception, l'invention peut être encore modifiée tout en restant dans l'esprit et le cadre de cette description. La présente demande est donc destinée à couvrir toutes variantes, utilisa- tions ou adaptations de l'invention utilisant ses principes généraux. En particulier, les composants de divers modes de réalisation décrits ici peu-vent être combinés de nombreuses manières tout en restant dans le cadre de la présente invention.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1 ) Système de compression de vapeur transcritique comprenant: un circuit de fluide (30) faisant circuler un frigorigène en boucle fermée, ce circuit de fluide comportant, montés en série opérationnellement à l'intérieur de celui-ci, un compresseur (32), un premier échangeur de chaleur (38), au moins un dispositif d'expansion non variable (42), et un second échangeur de chaleur (44), le compresseur comprimant le frigorigène depuis une basse pression jusqu'à une pression supercritique, le premier échangeur de chaleur (38) étant placé du côté haute pression du circuit de fluide et contenant du frigorigène à une première pression supercritique, le second échangeur de chaleur (44) étant placé du côté basse pression du circuit de fluide et contenant du frigorigène à une seconde pression sous-critique, le dispositif d'expansion non variable au moins unique (42) réduisant la pression du frigorigène depuis une pression su- percritique jusqu'à une pression sous-critique relativement plus basse, de façon que le dispositif d'expansion non variable au moins unique définisse une réduction de pression essentiellement équivalente à la différence de pression entre la première pression et la seconde pression, caractérisé par un récipient de stockage de frigorigène (50) en communication de fluide avec le circuit de fluide et contenant une masse variable de frigorigène (46, 50) stockée dans celui-ci.

2 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient de stockage de frigorigène (50) est en communication avec le circuit de fluide entre le premier échangeur de chaleur (38) et le dispositif d'expansion non variable au moins unique (42).

3 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'expansion non variable au moins unique comprend deux dispositifs d'expansion non variables (42a, 42b) disposés dans le circuit de fluide entre les premier et second échangeurs de chaleur, le récipient de stockage de frigorigène (50) étant placé en communication de fluide avec le circuit de fluide entre les dispositifs d'expansion non variables (42a, 42b).

4 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'expansion non variable (42) comprend au moins un tube capillaire.

5 ) Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'expansion non variable (42) comprend au moins un dispositif d'expansion à orifice fixe.

6 ) Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour commander la quantité de frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène.

7 ) Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un dispositif de réglage de température (52, 54) placé en échange thermique avec le circuit de fluide à proximité du récipient de stockage de frigorigène (50), de façon que la température du frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène soit réglable au moyen du dispositif de réglage de température.

8 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un dispositif de réglage de température placé en échange thermique avec le récipient de stockage de frigorigène (50) comprend un troisième échangeur de chaleur (90) disposé entre le second échangeur de chaleur (38) et le compresseur (32).

9 ) Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de température comprend en outre un dispositif de déplacement d'air (92) configuré pour déplacer l'air à travers le troisième échangeur de chaleur (90) et vers le récipient de stockage de frigorigène (50).

10 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prévoit un dispositif de réglage de volume (70) dans lequel un volume disponible pour stocker le frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène (50) est réglable au moyen du dispositif de réglage de volume, et dans lequel le réglage du volume disponible pour stocker le frigorigène, règle la masse de frigorigène contenue dans celui-ci.

11 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compresseur est un compresseur à deux étages comportant un premier mécanisme de compresseur (32a) qui comprime le frigorigène depuis la basse pression jusqu'à une pression intermédiaire, et un second mécanisme de compresseur (32b) qui comprime le frigorigène depuis la pression intermédiaire jusqu'à une pression supercritique, ce circuit de fluide comprenant en outre une ligne de fluide (47) assurant la communication du récipient de stockage de frigorigène (50) jusqu'à un emplacement situé, dans le circuit de fluide, entre les premier et second mécanismes de compresseur (32a, 32b).

12 ) Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif d'expansion non variable au moins unique comprend deux dispositifs d'expansion non variables (42a, 42b), le récipient de stockage de frigorigène (50) étant placé en communication de fluide avec le circuit de fluide entre les dispositifs d'expansion non variables (42a, 42b).

13 ) Procédé de commande d'un système de compression de vapeur transcritique, caractérisé en ce qu' il comprend les opérations consistant à : - créer un circuit de fluide (30) faisant circuler un frigorigène en boucle fermée, ce circuit de fluide comportant, disposés opérationnellement dans celui-ci dans un ordre de série, un compresseur (32), un premier échangeur de chaleur (38), au moins un dispositif d'expansion non variable (42), et un second échangeur de chaleur (44), comprimer le frigorigène d'une basse pression jusqu'à une pression supercritique dans le compresseur (32), - extraire de l'énergie thermique du frigorigène dans le premier échangeur de chaleur (38), - réduire la pression de frigorigène dans le dispositif d'expansion non variable au moins unique (42) de façon que ce dispositif d'expansion non variable au moins unique définisse une réduction de pression essentiellement équivalente à la différence de pression entre une pre- mière pression supercritique du frigorigène dans le premier échangeur de chaleur (38), et une seconde pression sous-critique du frigorigène dans le second échangeur de chaleur (44), - ajouter de l'énergie thermique au frigorigène dans le second échangeur de chaleur (44), to - créer un récipient de stockage de frigorigène (50) en communication de fluide avec le circuit de fluide, et - contrôler la masse de frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène (50) pour régler ainsi la capacité du système.

14 ) Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape de contrôle de la masse de frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène (50) comprend le contrôle de la température du frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène (50).

15 ) Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape de contrôle de la masse de frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène (50) comprend le réglage d'un volume disponible pour stock-25 er le frigorigène dans le récipient de stockage de frigorigène (50).