FR2940410A1 - Installation frigorifique comprenant deux circuits en cascade. - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une installation frigorifique (1) comprenant au moins deux circuits dits respectivement positif (10) et négatif (20) de circulation de fluide frigorigène en boucle, chaque circuit comportant un évaporateur (2, 22), un compresseur (3, 23), un ensemble de condensation (4, 5 ; 6, 7) et un détendeur (11, 21), l'ensemble de condensation (4, 5) du circuit positif (10) comprenant un condenseur (4) agencé de manière à récupérer l'énergie dégagée par la condensation du fluide pour une zone à chauffer, l'ensemble de condensation (6, 7) du circuit négatif étant formé d'un condenseur de récupération transférant l'énergie dégagée au circuit positif. L'installation frigorifique comprend en outre un condenseur extérieur monté en dérivation du condenseur de récupération, des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène du circuit négatif par le condenseur extérieur ou le condenseur de récupération et un variateur de vitesse (25) équipant le compresseur du circuit négatif.

Description

L'invention concerne de manière générale les installations frigorifiques.
L'invention concerne plus particulièrement une installation frigorifique comprenant au moins deux circuits dits respectivement positif et négatif de circulation de fluide frigorigène en boucle, chaque circuit comportant au moins, dans le sens de circulation du fluide, un évaporateur dit principal pour le refroidissement d'une zone dite de froid, telle qu'un présentoir pour produits frais ou congelés, un compresseur, un ensemble de condensation et un io détendeur, le circuit négatif fonctionnant à une température d'évaporation inférieure à celle du circuit positif. L'ensemble de condensation du circuit positif comprend au moins un condenseur dit intérieur, agencé de manière à récupérer l'énergie dégagée par la condensation du fluide pour une zone à chauffer, par exemple une allée de passage à proximité dudit présentoir pour 15 produits frais, l'ensemble de condensation du circuit négatif étant formé d'au moins un condenseur dit de récupération, agencé de manière à transférer l'énergie dégagée par la condensation au fluide frigorigène du circuit positif. Autrement dit, l'invention concerne une installation frigorifique comportant un circuit positif et un circuit négatif agencés selon un montage dit en cascade 20 permettant de transférer l'énergie dégagée par condensation par le circuit négatif vers le fluide frigorigène du circuit positif.
Une telle configuration en cascade permet de récupérer au niveau du circuit positif l'énergie dégagée par le circuit négatif. Le condenseur intérieur du circuit 25 positif peut ainsi dégager une quantité de chaleur plus importante pour chauffer ladite zone à chauffer à la température souhaitée.
En particulier, un tel montage en cascade des circuits positif et négatif est très utile en hiver lorsque le besoin en froid de la zone de froid du circuit positif est 30 faible alors que le besoin de chauffage au niveau de la zone à chauffer est important. En effet, dans ces conditions, le débit de fluide frigorigène aspiré par le compresseur du circuit positif est peu important et l'énergie évacuée par le condenseur intérieur n'est alors pas suffisante pour répondre aux besoins de chauffage de ladite zone à chauffer. Cependant, un tel montage ne permet pas de réguler le transfert d'énergie du circuit négatif vers le circuit positif, ce qui risque de nuire au fonctionnement du circuit positif lorsque l'énergie dégagée par le circuit négatif continue d'être transférée vers le circuit positif alors que le circuit positif dégage à lui seul suffisamment d'énergie au niveau de la zone à chauffer pour répondre aux besoins de chauffage de ladite zone.
Pour résoudre ce problème, la demanderesse prévoit que l'ensemble de condensation du circuit négatif comprend, outre le condenseur de récupération, to un condenseur extérieur monté en dérivation du condenseur de récupération, ainsi que des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène par le condenseur extérieur ou le condenseur de récupération. Ainsi, lorsque le circuit positif ne nécessite pas d'apport en énergie supplémentaire de la part du circuit négatif, le fluide frigorigène du circuit négatif est dirigé vers le condenseur 15 extérieur et non pas vers le condenseur de récupération. Cependant, lorsque le circuit positif nécessite un apport en énergie supplémentaire, le fluide frigorigène du circuit négatif est dirigé vers le condenseur de récupération et ledit fluide est condensé à une température de condensation inférieure à la température de condensation du fluide frigorigène lorsque celui-ci passe par le 20 condenseur extérieur. La demanderesse a pu observer que le compresseur du circuit négatif est alors amené à fonctionner selon une plage de températures de condensation de grande étendue, ce qui génère des variations importantes de débit-masse du fluide frigorigène et risque de détériorer le compresseur.
25 Le but de la présente invention est de concevoir une installation frigorifique permettant d'activer ou non le transfert d'énergie du circuit négatif vers le circuit positif, tout en réduisant le risque de détérioration du compresseur du circuit négatif.
30 Un autre but de l'invention est de concevoir une installation frigorifique permettant d'activer ou non le transfert d'énergie du circuit négatif vers le circuit positif, tout en réduisant le risque de détériorer la température de la zone de refroidissement associée au circuit négatif.
A cet effet, l'invention concerne une installation frigorifique comprenant au moins deux circuits dits respectivement positif et négatif de circulation de fluide frigorigène en boucle, chaque circuit comportant au moins, dans le sens de circulation du fluide, un évaporateur dit principal pour le refroidissement d'une zone dite de froid, telle qu'un présentoir pour produits frais ou congelés, un compresseur, un ensemble de condensation et un détendeur, le circuit négatif fonctionnant à une température d'évaporation inférieure à celle du circuit positif, l'ensemble de condensation du circuit positif comprenant au moins un io condenseur dit intérieur, agencé de manière à récupérer l'énergie dégagée par la condensation du fluide pour une zone à chauffer, par exemple une allée de passage à proximité dudit présentoir pour produits frais, l'ensemble de condensation du circuit négatif étant formé d'au moins un condenseur dit de récupération, agencé de manière à transférer l'énergie dégagée par la 15 condensation au fluide frigorigène du circuit positif, caractérisée en ce que l'installation frigorifique comprend en outre : - un condenseur dit extérieur formant avec ledit condenseur de récupération ledit ensemble de condensation du circuit négatif, ledit condenseur extérieur étant agencé de manière à évacuer l'énergie dégagée par condensation vers 20 une zone dite d'évacuation distincte de la zone à chauffer et du circuit positif, ledit condenseur extérieur étant monté en dérivation du condenseur de récupération pour permettre au fluide frigorigène sortant du compresseur d'être condensé soit par le condenseur extérieur, soit par le condenseur de récupération, 25 - une unité de pilotage comportant au moins des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène du circuit négatif par le condenseur extérieur ou le condenseur de récupération au moins en fonction des besoins de chauffage de ladite zone à chauffer associée au circuit positif, et, éventuellement, en fonction des besoins de refroidissement de la zone de froid associée au circuit négatif, 30 - un variateur de vitesse équipant le compresseur du circuit négatif.
Lorsque le fluide frigorigène du circuit négatif est condensé par le condenseur de récupération pour transférer l'énergie dégagée par condensation au circuit positif, ledit fluide frigorigène est condensé à une température inférieure (par exemple -5°C) par rapport à la température de condensation correspondant à un mode de fonctionnement du circuit négatif utilisant le condenseur extérieur. Il résulte de cette baisse de température une chute du taux de compression dans le circuit négatif et une augmentation importante du débit masse du fluide frigorigène aspiré par le compresseur du circuit négatif. Le variateur de vitesse associé audit compresseur est alors piloté de manière à réduire la vitesse de rotation du compresseur et ainsi le débit masse de fluide frigorigène aspiré par le compresseur pour réduire le risque de détérioration dudit compresseur.
De manière plus générale, lorsque les conditions de fonctionnement de l'installation frigorifique sont telles que le débit-masse de fluide frigorigène devient trop important, le variateur est piloté de manière à réduire la vitesse de rotation du compresseur du circuit négatif.
Ainsi, une telle conception de l'installation frigorifique permet de récupérer, en cas de besoin de chaleur important au niveau de la zone à chauffer du circuit positif, l'énergie dégagée par condensation par le circuit négatif, ce qui permet de limiter l'utilisation de dispositifs d'appoint de chauffage supplémentaires dans la zone à chauffer et donc de réduire la consommation électrique de chauffage. Le variateur de vitesse permet d'adapter le régime de fonctionnement du compresseur du circuit négatif aux conditions de fonctionnement de l'installation frigorifique en réduisant le risque de détérioration dudit compresseur. En outre, la réduction de vitesse du compresseur du circuit négatif, lorsque cela est nécessaire, permet également de réduire la consommation électrique de l'installation frigorifique.
La plage de fonctionnement du variateur est définie entre une vitesse minimale et une vitesse maximale de rotation du compresseur qui sont réglées par 3o rapport au débit masse minimal et maximal de fluide dans le circuit.
Ce système de récupération de chaleur permet de récupérer de la chaleur à partir du circuit négatif tout en conservant les performances du circuit positif et négatif de l'installation frigorifique, et en conservant des valeurs de pression et température usuelles du côté haute pression de chacun des circuits.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'unité de pilotage comporte des moyens de mesure de la température d'évaporation du fluide frigorigène du circuit négatif et des moyens de pilotage du variateur de vitesse conçus pour faire varier la vitesse de rotation du compresseur du circuit négatif au moins en fonction de la température d'évaporation du fluide frigorigène du circuit négatif. i0 En particulier, l'unité de pilotage comporte des moyens de pilotage du variateur de vitesse conçus pour réduire la vitesse de rotation du compresseur lorsque ladite température d'évaporation du compresseur est inférieure à une valeur seuil. 15 Lorsque la température de condensation du fluide frigorigène diminue dans le circuit négatif, le débit masse de fluide frigorigène augmente et génère une baisse de la température d'évaporation au niveau de l'évaporateur principal. La zone de froid associée audit évaporateur est ainsi refroidie plus qu'il n'est 20 nécessaire. Le variateur est ainsi piloté de manière à réduire la vitesse de rotation du compresseur jusqu'à ce que la température d'évaporation du fluide frigorigène dans le circuit négatif soit de nouveau atteinte. La réduction de la vitesse de rotation du compresseur permet non seulement d'augmenter la température d'évaporation pour ré-atteindre sa valeur de consigne mais 25 également de réduire le débit masse de fluide pour ne pas endommager le compresseur. Grâce au pilotage de la vitesse du compresseur en fonction de la température d'évaporation, la demande en froid de la zone de froid associée à l'évaporateur du circuit négatif est prioritaire sur la récupération de chaleur qui s'opère du circuit négatif vers le circuit positif. 30 On pourrait également prévoir que l'unité de pilotage comporte des moyens de mesure de la température de condensation du fluide frigorigène du circuit négatif et que les moyens de pilotage du variateur de vitesse soient conçus pour faire varier la vitesse de rotation du compresseur du circuit négatif au moins en fonction de la température de condensation du fluide frigorigène du circuit négatif, en particulier en réduisant la vitesse du compresseur lorsque la température de condensation est inférieure à une valeur seuil. On pourrait encore prévoir que l'unité de pilotage comporte des moyens de mesure de la température d'évaporation et de la température de condensation du fluide frigorigène du circuit négatif de manière à faire varier la vitesse de rotation du compresseur en fonction du taux de compression dans le circuit négatif, en particulier en réduisant la vitesse de rotation du compresseur lorsque le taux de io compression du compresseur est inférieur à une valeur seuil.
En variante, on peut prévoir que les moyens de pilotage du variateur de vitesse soient conçus pour réduire la vitesse de rotation du compresseur du circuit négatif au moins lorsque le fluide frigorigène est condensé par le condenseur 15 de récupération, par comparaison à la vitesse de rotation dudit compresseur lorsque le fluide frigorigène est condensé par le condenseur extérieur.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'ensemble de condensation du circuit positif comporte en outre un condenseur dit extérieur, 20 agencé de manière à évacuer l'énergie dégagée par condensation vers une zone dite d'évacuation distincte de ladite zone à chauffer, le condenseur extérieur étant au moins monté en dérivation du condenseur intérieur pour permettre au fluide frigorigène sortant du compresseur d'être condensé par le condenseur extérieur et/ou par le condenseur de récupération, l'unité de 25 pilotage comportant des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène par le condenseur extérieur et/ou le condenseur intérieur.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'unité de pilotage comprenant un thermostat couplé à une sonde mesurant une température 30 relative à la température régnant dans la zone à chauffer, l'installation comporte au moins un premier mode de fonctionnement selon lequel les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour activer le passage de fluide frigorigène du circuit positif par le condenseur intérieur en fonction de la température régnant dans la zone à chauffer par rapport à la température de consigne du thermostat.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'installation comporte au moins un deuxième mode de fonctionnement selon lequel les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour activer le passage de fluide frigorigène de chacun des circuits positif et négatif uniquement par le condenseur extérieur du circuit correspondant.
lo Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour activer le passage de fluide frigorigène du circuit positif par le condenseur intérieur lorsque la température régnant dans la zone de chauffe est inférieure à la température de consigne du thermostat. 15 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le circuit positif comprend une portion de circuit supplémentaire équipée d'un évaporateur dit auxiliaire associé à un détendeur monté en amont dudit évaporateur auxiliaire, ladite portion de circuit supplémentaire étant montée en dérivation de l'évaporateur 20 principal, l'entrée de cette portion de circuit étant raccordée en aval de l'ensemble de condensation et la sortie de cette portion de circuit étant raccordée en amont du compresseur du circuit positif, l'unité de pilotage comportant des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène soit par l'évaporateur principal soit par l'évaporateur principal et l'évaporateur auxiliaire, 25 ledit condenseur de récupération étant agencé de manière à transférer l'énergie dégagée par la condensation au fluide frigorigène traversant l'évaporateur auxiliaire du circuit positif.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lorsque la température 30 régnant dans la zone à chauffer reste inférieure à la température de consigne du thermostat pendant une durée donnée, les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour, d'une part, activer le passage d'une partie du fluide frigorigène du circuit positif, sortant de l'ensemble de condensation, par l'évaporateur auxiliaire et, d'autre part, activer le passage de fluide frigorigène du circuit négatif par le condenseur de récupération.
Les moyens d'échange de chaleur formés par le condenseur de récupération du circuit négatif et l'évaporateur auxiliaire du circuit positif permettent de transférer, en cas de besoin, l'énergie dégagée par le circuit négatif au fluide frigorigène du circuit positif circulant à travers l'évaporateur auxiliaire dudit circuit positif. Le condenseur intérieur du circuit positif peut alors dégager une quantité d'énergie plus importante de manière à atteindre la température io souhaitée dans la zone de chauffe.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lorsque la température régnant dans la zone à chauffer atteint la température de consigne du thermostat, les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour, 15 d'une part, désactiver le passage du fluide frigorigène du circuit positif, sortant de l'ensemble de condensation, par l'évaporateur auxiliaire et, d'autre part, activer le passage de fluide frigorigène du circuit négatif par le condenseur extérieur. De préférence, le passage du fluide frigorigène du circuit positif par l'évaporateur auxiliaire est désactivé en premier pour conserver les 20 performances de l'installation.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le condenseur intérieur du circuit positif étant monté en dérivation du condenseur extérieur pour permettre, par l'intermédiaire du compresseur, l'alimentation en fluide 25 frigorigène du condenseur extérieur par une première branche obturable du circuit, dite branche d'alimentation du condenseur extérieur, et l'alimentation du condenseur intérieur par une deuxième branche obturable du circuit, dite branche d'alimentation du condenseur intérieur, l'installation comporte entre le condenseur intérieur et le détendeur associé à l'évaporateur principal du circuit 30 positif, deux branches de circulation de fluide obturables aptes à alimenter ledit détendeur, l'une dite troisième branche passant par le condenseur extérieur et l'autre dite quatrième branche shuntant le condenseur extérieur, lesdits moyens de pilotage de l'unité de pilotage étant aptes à activer et désactiver les moyens d'obturation de chaque branche.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de l'installation frigorifique selon l'invention en mode dit été, pour lequel l'énergie des fluides frigorigènes des circuits négatif et positif est évacuée par le condenseur extérieur correspondant; - la figure 2 est une vue schématique de l'installation frigorifique selon io l'invention pour un mode de fonctionnement dit hiver, pour lequel l'énergie du fluide frigorigène du circuit négatif est transférée au fluide frigorigène du circuit positif à l'aide du condenseur de récupération du circuit négatif ; - la figure 3 est une vue schématique de l'installation frigorifique selon l'invention selon un mode de fonctionnement dit première mi-saison, pour 15 lequel l'énergie du fluide frigorigène du circuit négatif est transférée vers le fluide frigorigène du circuit positif et ledit fluide frigorigène du circuit positif est condensé par les condenseurs intérieur et extérieur dudit circuit positif. - la figure 4 est une vue schématique de l'installation frigorifique selon l'invention selon un mode de fonctionnement dit deuxième mi-saison, pour 20 lequel l'énergie du fluide frigorigène du circuit négatif est évacuée par le condenseur extérieur et le fluide frigorigène du circuit positif est condensé par les condenseurs intérieur et extérieur dudit circuit positif.
On notera que pour une installation frigorifique, la température et la pression du 25 fluide frigorigène sont directement liées l'une à l'autre. Les explications données dans la suite de la description qui prennent en compte des températures dudit fluide s'appliquent donc également à des pressions. A titre d'exemple, la référence à une température d'évaporation du fluide peut être remplacée par la référence à une pression d'évaporation. 30 Dans les exemples illustrés aux figures, le trajet parcouru par le fluide frigorigène dans chacun des circuits positif et négatif est représenté par des traits en gras. 9 i0 Comme rappelé ci-dessus et en référence aux figures, l'invention concerne une installation frigorifique 1 qui comprend au moins deux circuits dits respectivement positif 10 et négatif 20 de circulation de fluide frigorigène en boucle. Chaque circuit 10, 20 comporte au moins, dans le sens de circulation du fluide, un évaporateur 2, 22 dit principal pour le refroidissement d'une zone dite de froid, telle qu'un présentoir pour produits frais ou congelés, un compresseur 3, 23, un ensemble de condensation 4, 5 ; 6, 7 et un détendeur 11, 21. Le circuit négatif 20 fonctionne à une température d'évaporation, par to exemple -40°C, inférieure à celle, par exemple -10°C, du circuit positif 10. La température d'évaporation des évaporateurs 2, 22 est notée Tevap aux figures. L'ensemble de condensation 4, 5 du circuit positif 10 comprend au moins, d'une part, un condenseur 4 dit intérieur, agencé de manière à récupérer l'énergie dégagée par la condensation du fluide pour une zone à chauffer, par exemple 15 une allée de passage à proximité dudit présentoir pour produits frais. L'ensemble de condensation 6, 7 du circuit négatif 20 est formé d'au moins un condenseur 6 dit de récupération, agencé de manière à transférer l'énergie dégagée par la condensation au fluide frigorigène du circuit positif 10.
20 De manière caractéristique à l'invention, l'installation frigorifique 10 comprend en outre: - un condenseur 7 dit extérieur formant avec ledit condenseur de récupération 6 ledit ensemble de condensation 6, 7 du circuit négatif 20, ledit condenseur extérieur 7 étant agencé de manière à évacuer l'énergie dégagée par 25 condensation vers une zone dite d'évacuation distincte de la zone à chauffer et du circuit positif, ledit condenseur extérieur 7 étant monté en dérivation du condenseur 6 de récupération pour permettre au fluide frigorigène sortant du compresseur 23 d'être condensé soit par le condenseur extérieur 7 soit par le condenseur de récupération 6, 30 - une unité de pilotage API comportant au moins des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène du circuit négatif par le condenseur extérieur 7 ou le condenseur de récupération 6 au moins en fonction des besoins de chauffage de ladite zone à chauffer associée au circuit positif, et, 2940410 Il éventuellement, en fonction des besoins de refroidissement de la zone de froid associée au circuit négatif, - un variateur de vitesse 25 équipant le compresseur 23 du circuit négatif 20.
5 L'installation comporte un capteur de la température d'évaporation du fluide frigorigène du circuit négatif et l'unité de pilotage API est configurée pour maintenir la température d'évaporation dudit fluide frigorigène du circuit négatif à une température de consigne donnée correspondant à la température de froid souhaitée dans la zone de froid associée au circuit négatif. i0 L'unité de pilotage API comporte des moyens de pilotage du variateur de vitesse 25 conçus pour faire varier la vitesse de rotation du compresseur 23 du circuit négatif 20 au moins en fonction de la température d'évaporation du fluide frigorigène du circuit négatif 20. A cet effet, la vitesse de rotation du 15 compresseur 23 est réduite lorsque la température d'évaporation du fluide frigorigène du circuit négatif est inférieure à une valeur seuil.
Dans l'exemple illustré aux figures, les moyens de pilotage de l'installation frigorifique sont réalisés sous la forme d'un automate programmable industriel 20 (API) qui pilote notamment le variateur 25 du compresseur 23 et les électrovannes de l'installation frigorifique (voir ci-après).
La zone d'évacuation du condenseur extérieur 7 du circuit négatif 20 est de préférence une zone à l'air libre, c'est-à-dire extérieure au bâtiment dans lequel 25 est située l'installation frigorifique.
Le condenseur 7 extérieur du circuit positif est monté en dérivation du condenseur 6 de récupération pour permettre, par l'intermédiaire du compresseur 23, l'alimentation en fluide frigorigène du condenseur extérieur 7 30 par une branche 27 du circuit, dite branche d'alimentation du condenseur extérieur 7, et l'alimentation du condenseur de récupération 6 par une branche 26 du circuit, dite branche d'alimentation du condenseur de récupération 6. Chaque branche 26, 27 est équipée d'un moyen d'obturation, formé ici par une électrovanne N1, respectivement N2, pilotable par l'unité de pilotage API.
L'ensemble de condensation du circuit positif 10 comporte en outre un condenseur 5 dit extérieur, agencé de manière à évacuer l'énergie dégagée par condensation vers une zone dite d'évacuation distincte de ladite zone à chauffer. Le condenseur 5 extérieur est au moins monté en dérivation du condenseur 4 intérieur pour permettre au fluide frigorigène sortant du compresseur 3 d'être condensé par le condenseur extérieur 5 et/ou par le condenseur de récupération 4. L'unité de pilotage comporte des moyens de io pilotage du passage du fluide frigorigène par le condenseur extérieur 5 et/ou le condenseur intérieur 4. La structure du circuit positif 10 est décrite plus en détail ci-après.
La zone d'évacuation du condenseur 5 extérieur est de préférence, comme 15 pour celle du condenseur 7 extérieur, une zone à l'air libre, c'est-à-dire extérieure au bâtiment dans lequel est située l'installation frigorifique.
L'unité de pilotage de l'installation frigorifique comporte un thermostat 9 couplé à une sonde mesurant une température relative à la température régnant dans 20 la zone à chauffer par le condenseur intérieur 4 du circuit positif 10. On entend par température "relative" le fait que ladite température mesurée est ou permet de calculer la température régnant dans la zone de chauffage.
Ladite installation comporte au moins un mode de fonctionnement dit hiver, 25 selon lequel les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour activer le passage de fluide frigorigène du circuit positif 10 par le condenseur intérieur 4 au moins en fonction de la température régnant dans la zone à chauffer par l'ensemble de condensation du circuit positif. Préférentiellement, l'installation comporte également un mode de fonctionnement, dit été, selon ,o lequel le fluide frigorigène de chacun des circuits positif 10 et négatif 20 est condensé uniquement par le condenseur extérieur 5, 7 du circuit 10, 20 correspondant.
Dans l'exemple illustré aux figures, le circuit positif 10 comprend une portion de circuit supplémentaire 18 équipée d'un évaporateur 8 dit auxiliaire associé à un détendeur 19 monté en amont dudit évaporateur 8 auxiliaire, ladite portion de circuit supplémentaire 18 étant montée en dérivation de l'évaporateur principal 2. L'entrée de cette portion de circuit 18 étant raccordée en aval de l'ensemble de condensation 4, 5 et la sortie de cette portion de circuit étant raccordée en amont du compresseur 3 du circuit positif 10. L'unité de pilotage comporte des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène soit par l'évaporateur principal 2 soit par l'évaporateur principal 2 et l'évaporateur auxiliaire 8. A cet to effet la portion 18 est équipée d'une électrovanne 18 pilotée par lesdits moyens de pilotage.
Ledit condenseur 6 de récupération est agencé de telle sorte que, à l'état actif du passage de fluide frigorigène par le condenseur de récupération 6 du circuit 15 négatif 20, l'énergie dégagée par condensation dudit fluide frigorigène est transférée au fluide frigorigène traversant l'évaporateur auxiliaire 8 du circuit positif 10 de manière à provoquer l'évaporation dudit fluide frigorigène ce qui augmente le débit de fluide frigorigène à l'état gazeux aspiré par le compresseur du circuit positif. 20 Le condenseur de récupération 6 et l'évaporateur auxiliaire 8 peuvent être formés par un échangeur de chaleur de type évapo-condenseur, encore appelé condenseur évaporatif. Autrement dit, les circuits positif et négatif sont raccordés par un échangeur évapo-condenseur (système cascade) permettant 25 d'améliorer les performances frigorifiques du circuit négatif et de récupérer la chaleur dudit circuit négatif sans détériorer les performances en froid de l'installation. En variante, on peut prévoir que le transfert d'énergie du condenseur de récupération 6 vers l'évaporateur auxiliaire 8 soit réalisé à l'aide d'un circuit de circulation de fluide frigorigène intermédiaire. 30 Les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour activer le passage de fluide frigorigène du circuit positif 10 par le condenseur intérieur 4 lorsque la température régnant dans la zone de chauffe est inférieure à la température de consigne du thermostat.
Lorsque la température régnant dans la zone à chauffer reste inférieure à la température de consigne du thermostat pendant une durée donnée, les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour, d'une part, activer le passage d'une partie du fluide frigorigène, sortant de l'ensemble de condensation 4, 5, par l'évaporateur auxiliaire 8 et, d'autre part, activer le passage de fluide frigorigène par le condenseur de récupération 6 du circuit négatif 20.
Lorsque la température régnant dans la zone de chauffe atteint la température de consigne du thermostat 9, les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont conçus pour, d'une part, désactiver le passage du fluide frigorigène, sortant de l'ensemble de condensation, par l'évaporateur auxiliaire 8 et, d'autre part, activer le passage de fluide frigorigène par le condenseur extérieur 7 du circuit négatif 20.
La structure du circuit positif, en particulier l'agencement des condenseurs intérieur et extérieur du circuit positif, est détaillée ci-dessous.
Le condenseur 4 intérieur du circuit positif est monté en dérivation du condenseur 5 extérieur pour permettre, par l'intermédiaire du compresseur 3, l'alimentation en fluide frigorigène du condenseur extérieur 5 par une première branche obturable 35 du circuit, dite branche d'alimentation du condenseur extérieur 5, et l'alimentation du condenseur intérieur 4 par une deuxième branche obturable 34 du circuit, dite branche d'alimentation du condenseur intérieur 4. L'installation comporte entre le condenseur intérieur 4 et le détendeur 7 associé à l'évaporateur 2 principal du circuit positif 10, deux branches de circulation de fluide obturables aptes à alimenter ledit détendeur 7, l'une dite troisième branche 457 passant par le condenseur extérieur 5 et l'autre dite quatrième branche 47 shuntant le condenseur extérieur 5. Les branches d'entrée 34, 35 sont raccordées l'une à l'autre en aval du 30 compresseur 3 et sont chacune équipées d'une électrovanne P1, respectivement P2 en aval du noeud de raccordement.
La troisième branche 457 forme par sa portion 45 reliant la sortie du condenseur intérieur 4 à l'entrée du condenseur extérieur 5 une branche d'alimentation auxiliaire du condenseur extérieur 5 lorsque le fluide frigorigène n'a pas été suffisamment condensé par le condenseur intérieur 4. Les condenseurs intérieur et extérieur peuvent ainsi être alimentés en série et/ou en parallèle en fonction des besoins de chauffage et des calories du fluide ~o frigorigène à évacuer.
Ladite portion 45 reliant la sortie du condenseur intérieur 4 à l'entrée du condenseur extérieur 5 est équipée d'une électrovanne P3. La branche 457 de sortie du condenseur intérieur 4 passant par le condenseur extérieur 5 et la 15 branche 47 de sortie du condenseur intérieur 4 shuntant le condenseur extérieur 5 sont communes sur une partie de leur longueur en amont et en aval du condenseur extérieur. La portion de ladite branche de sortie 47 située entre le noeud de raccordement de l'entrée du condenseur extérieur 5 et le noeud de raccordement de la sortie du condenseur extérieur 5 est également équipée 20 d'une électrovanne P4.
En outre, la branche 35 d'alimentation du condenseur extérieur 5 et la branche 457 de sortie du condenseur intérieur 4 passant par le condenseur extérieur 5 sont communes sur une partie de leur longueur. Ladite partie commune est 25 équipée de l'électrovanne P3 de la branche 457 de sortie du condenseur intérieur 4 passant par le condenseur extérieur 5.
Lesdits moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont aptes à activer et désactiver chacune des électrovannes de l'installation frigorifique. De préférence, ledit condenseur 4 intérieur présente une puissance d'évacuation calorifique maximale inférieure à celle du condenseur 5 extérieur.
La chaleur dégagée par le condenseur intérieur 4 peut être récupérée pour chauffer certains organes de l'installation frigorifique afin d'assurer un fonctionnement de ladite installation par des températures d'air extérieur très froides, par exemple inférieures à -10°C. On évite que le fluide frigorigène à l'état gazeux ne migre vers des zones froides de l'installation au moyen d'électrovannes de purge, ce qui pourrait provoquer des pannes de l'installation.
Il est également prévu un système de sécurité comprenant des moyens de détection P2B de la pression du fluide, par exemple une sonde de pression ou de température, en amont de l'électrovanne P2 de la branche d'alimentation du condenseur extérieur 5 et des moyens de commande de l'ouverture de ladite électrovanne P2 lorsque la pression détectée est supérieure à une valeur seuil prédéfinie (correspondant par exemple à une valeur de 38°C). Ladite commande d'ouverture est prioritaire sur la commande de fermeture de l'électrovanne P2 par les moyens de pilotage des électrovannes P1, P2. Un tel système de sécurité permet d'éviter une surpression au sein de l'installation et rend ainsi plus fiable le fonctionnement de ladite installation. La branche d'alimentation 35 du condenseur extérieur 5 sert dans ce cas de branche de délestage.
Les moyens de pilotage de l'unité de pilotage sont également conçus pour piloter les électrovannes P3, P4 des troisième et quatrième branches 457, 47, c'est-à-dire des branches qui respectivement, l'une (457), passe par le condenseur extérieur 5 et, l'autre (47) shunte le condenseur extérieur 5. Les électrovannes P3, P4 sont pilotées en fonction de la mesure d'au moins une grandeur physique en sortie du condenseur intérieur 4, telle que la température ou la pression, relative au pourcentage de condensation du fluide en sortie du condenseur intérieur. Lesdits moyens de mesure de cette grandeur physique sont ici formés par une sonde de pression ou de température. Lesdits moyens de pilotage sont conçus pour commander l'ouverture de la l'électrovanne P3 de la troisième branche 457 et la fermeture de l'électrovanne P4 de la quatrième branche 47 tant que le pourcentage de fluide frigorigène condensé est inférieur à une valeur de pourcentage donnée (correspondant par exemple à une température de 32°C). Inversement, lesdits moyens de pilotage sont conçus pour commander la fermeture de l'électrovanne P3 de la troisième branche 457 et l'ouverture de l'électrovanne P4 de la quatrième branche 47 tant que le pourcentage de fluide frigorigène condensé est supérieur à une valeur de pourcentage donnée.
La partie du circuit dite haute pression, parcourue par le fluide depuis le compresseur 3 jusqu'au détendeur 7, est équipée de moyens de maintien P7, to P7B de la pression, dans cette partie du circuit dite haute pression, au-dessus d'une valeur minimum prédéfinie. Lesdits moyens de maintien P7, P7B sont de préférence positionnés sur la partie commune de la troisième et de la quatrième branche 47 en amont du condenseur extérieur 5 et sont formés par une sonde de pression P7B et une électrovanne P7 pilotée en fonction de la 15 pression mesurée par ladite sonde en amont de ladite électrovanne P7.
Chaque condenseur 4 intérieur, respectivement extérieur 5, du circuit positif est équipé d'un canal de vidange raccordé, d'une part, en entrée ou en sortie dudit condenseur 4 intérieur, respectivement extérieur 5, et, d'autre part, au circuit 20 positif en amont du compresseur 3. Chaque canal de vidange est équipé d'une électrovanne P5, P6 de manière à autoriser ou non la vidange du condenseur 4, 5 correspondant. De manière similaire chaque condenseur 6 intérieur, respectivement extérieur 7, du circuit négatif est équipé d'un canal de vidange raccordé, d'une part, en entrée ou en sortie dudit condenseur 6intérieur, 25 respectivement extérieur 7, et, d'autre part, au circuit négatif en amont du compresseur 23. Chaque canal de vidange est équipé d'une électrovanne N6, N5 de manière à autoriser ou non la vidange du condenseur 6, 7 correspondant.
30 Chaque circuit positif et négatif est également équipé d'un réservoir 14, 24 de fluide frigorigène disposé entre l'ensemble de condensation et le détendeur 11, 21. 20 Le fonctionnement général de chaque circuit positif et négatif pour une circulation de fluide frigorigène par l'évaporateur principal est le suivant. La partie liquide du fluide qui traverse l'évaporateur absorbe les calories qui sont au voisinage de l'évaporateur. On observe alors un changement d'état de la partie liquide du fluide frigorigène qui passe à l'état gazeux. Un tel changement d'état absorbe des calories et permet donc de refroidir la zone de froid correspondante. Le fluide frigorigène à l'état gazeux est ensuite aspiré par l'entrée à basse pression du compresseur qui met en circulation ledit fluide. Le fluide frigorigène qui sort du compresseur est à haute pression et chaud. II io traverse alors l'un et/ou l'autre des condenseurs de l'ensemble de condensation correspondant en fonction du mode de fonctionnement de l'installation. Lors de son passage par l'ensemble de condensation, le fluide frigorigène perd beaucoup de calories et se condense. Le détendeur est ainsi alimenté en fluide frigorigène à l'état principalement liquide. En sortie du détendeur, la pression et 15 la température du fluide frigorigène baissent, ce qui lui permet de démarrer un nouveau cycle en passant par l'évaporateur principal.
Les différents modes de fonctionnement de l'installation frigorifique sont décrits ci-après. Fonctionnement de l'installation frigorifique en mode dit été La figure 1 illustre le fonctionnement de l'installation frigorifique en mode été. La température extérieure Text est par exemple de 30°C. Un tel mode de 25 fonctionnement de l'installation correspond à une absence de besoin de chauffage de la zone de chauffe associée au condenseur intérieur du circuit positif. Dans ce cas, le fluide frigorigène du circuit positif 10 est dirigé uniquement vers le condenseur extérieur 5 pour évacuer sa chaleur dégagée par condensation dans l'air atmosphérique, et non pas vers le condenseur 30 intérieur puisque le besoin de chauffage est nul. La portion 18 du circuit positif correspondant au montage en dérivation de l'évaporateur auxiliaire 8 est également rendue inactive du fait de l'absence de besoin d'apport d'énergie supplémentaire. Le fluide frigorigène est alors entièrement dirigé en sortie du 30 condenseur extérieur 5 vers l'évaporateur principal 2.
Du fait de l'absence de besoin de chauffage de la zone à chauffer, le condenseur de récupération 6 du circuit négatif 20 n'a pas besoin d'être utilisé et le fluide frigorigène dudit circuit négatif 20 est dirigé en sortie du compresseur 23 uniquement vers le condenseur extérieur 7 de manière à évacuer l'énergie du fluide frigorigène dans l'air atmosphérique. Dans ce mode de fonctionnement, la température de condensation du fluide frigorigène du circuit négatif est de l'ordre de 40°C, ce qui autorise le compresseur à fonctionner à une vitesse de rotation importante sans qu'il soit nécessaire de réduire sa vitesse.
Les électrovannes des circuits positif et négatif de l'installation sont alors pilotées par l'automate programmable industriel (API) de la manière à suivante.
L'électrovanne P1 qui gère l'entrée d'alimentation du condenseur intérieur 4 du circuit positif est fermée, tandis que les électrovannes P2 et P3 sont ouvertes pour permettre la circulation du fluide par le condenseur extérieur 5. Concernant le circuit négatif, l'électrovanne N1 qui gère l'entrée d'alimentation du condenseur de récupération 6 du circuit négatif est fermée, tandis que l'électrovanne N2 est ouverte pour permettre la circulation du fluide par le condenseur extérieur 7.
Les condenseurs intérieur 4 et de récupération 6 n'étant pas utilisés dans un tel mode de fonctionnement, on prévoit également d'ouvrir les électrovannes P5 et N6 présentes sur les canaux d'évacuation correspondants pour vidanger le fluide frigorigène qui serait resté prisonnier desdits condenseur 4, 6.
Fonctionnement de l'installation friqorifique en mode dit hiver La température extérieure Text est par exemple de 0°C. Ce mode de fonctionnement de l'installation frigorifique correspond à un besoin de chauffage de la zone à chauffer associée au circuit positif alors que le débit du fluide dans le circuit positif est faible.
Un besoin de chauffage se traduit par le fait que la température mesurée par la sonde couplée au thermostat 9 correspond à une température inférieure à la température de consigne. Une telle situation se présente le plus souvent en hiver, saison pour laquelle le besoin de refroidissement de la zone de froid est faible et le besoin de chauffage augmente pour maintenir à une température suffisante les allées pour les clients ou certains organes de l'installation.
~o La demande de froid de la zone froide de l'évaporateur du circuit positif étant faible, le débit de fluide aspiré par le compresseur est également faible. Il en résulte que le compresseur est soumis à une faible charge de fluide frigorigène et le condenseur intérieur ne peut alors dégager qu'une faible quantité d'énergie ne permettant pas de répondre au besoin de chauffage. II est alors 15 prévu d'activer le passage d'une partie de fluide du circuit positif 10 en sortie de l'ensemble de condensation 4, 5 par l'évaporateur auxiliaire 8 qui récupère l'énergie dégagée par le condenseur de récupération 6 du circuit négatif. Le fluide frigorigène ainsi évaporé par l'évaporateur auxiliaire 8, grâce à l'énergie transférée depuis le circuit négatif 20 vers le circuit positif 10, est amené en 20 entrée du compresseur 3. Le débit de fluide frigorigène issu de l'évaporateur auxiliaire 8 s'ajoute alors au débit de fluide frigorigène issu de l'évaporateur principal 2, ce qui permet d'augmenter la charge du compresseur 3 et ainsi d'augmenter la quantité d'énergie dégagée par le condenseur intérieur 4 du circuit positif 10. 25 Dans ce cas, le fluide frigorigène du circuit négatif 20 est dirigé en sortie du compresseur 23 vers le condenseur de récupération 6 et le passage de fluide frigorigène par le condenseur extérieur 7 du circuit négatif 20 est désactivé.
30 Les électrovannes des circuits positifs et négatifs de l'installation sont alors pilotées par l'automate programmable industriel (API) de la manière à suivante. L'électrovanne P1 de l'entrée d'alimentation 34 du condenseur intérieur est ouverte tandis que l'électrovanne P2 de l'entrée d'alimentation 35 du condenseur extérieur est fermée. Dans le cas illustré à la figure 2, la puissance d'évacuation calorifique maximale du condenseur intérieur 4 suffit à évacuer les calories que le fluide frigorigène a emmagasinées via l'évaporateur 2 et le compresseur 3. Lorsque la sonde (non représentée) située en sortie du condenseur intérieur 4 du circuit positif 10 détecte que le fluide frigorigène a été suffisamment condensé, l'électrovanne P3, qui gère le passage de fluide par l'entrée de raccordement du condenseur extérieur 5 piquée sur la sortie du condenseur intérieur 4, est fermée tandis que l'électrovanne P4 qui gère le passage du fluide frigorigène par la branche de sortie 47 est ouverte.
Concernant le circuit négatif 20, l'électrovanne N2, qui gère l'entrée d'alimentation du condenseur extérieur 7 du circuit négatif est fermée, tandis que l'électrovanne N1 est ouverte pour permettre la circulation du fluide par le condenseur de récupération 6.
La température de condensation du fluide frigorigène dans le circuit négatif est de l'ordre de -5°C au niveau du condenseur de récupération 6. Il résulte de cette faible température de condensation par rapport à la température de condensation du fluide frigorigène en mode été par exemple, une augmentation du débit masse de fluide frigorigène dans le circuit négatif qui entraîne une baisse de la température d'évaporation par rapport à sa valeur de consigne. L'automate programmable industriel API réduit alors la vitesse de rotation du compresseur par pilotage du variateur jusqu'à atteindre la température d'évaporation souhaitée, ce qui permet en même temps de limiter le débit masse aspiré par le compresseur afin de ne pas le détériorer.
Les condenseurs extérieurs 5, 7 n'étant pas utilisés dans un tel mode de fonctionnement, on prévoit également d'ouvrir les électrovannes P6 et N5 ,o présentes sur les canaux d'évacuation correspondants pour vidanger le fluide frigorigène qui serait resté prisonnier desdits condenseur 5, 7. Fonctionnement de l'installation frigorifique en mode dit première mi-saison La température extérieure Text est par exemple de 7°C. Ce mode de fonctionnement dit première mi-saison, illustré à la figure 3, correspond à un fonctionnement de l'installation frigorifique pour lequel il existe un besoin de chauffage de la zone de chauffe associée au condenseur intérieur du circuit positif et, comme pour le mode hiver, le débit de fluide dans le circuit positif est faible du fait d'une faible demande de froid au niveau de la zone de froid associée à l'évaporateur principal. Le fonctionnement du circuit négatif est identique au fonctionnement décrit pour le mode hiver (figure 2) du fait que l'on lo souhaite transférer l'énergie du circuit négatif vers le circuit positif à l'aide du condenseur de récupération. La température de condensation est sensiblement égale à -5°C au niveau du condenseur de récupération 6. II en résulte que, comme pour le mode hiver, l'automate programmable industriel API réduit la vitesse de rotation du compresseur par pilotage du variateur de manière à 15 atteindre la température d'évaporation souhaitée, ce qui permet également de limiter le débit masse aspiré par le compresseur afin de ne pas le détériorer. De même l'électrovanne P8 est ouverte pour activer le passage d'une partie de fluide du circuit positif 10 en sortie de l'ensemble de condensation 4, 5 par l'évaporateur auxiliaire 8 qui récupère l'énergie dégagée par le condenseur de 20 récupération 6 du circuit négatif.
Le fonctionnement du circuit positif dans ce mode dit première mi-saison est cependant différent du fonctionnement dudit circuit positif dans le mode hiver en ce qui concerne l'ensemble de condensation 4, 5. En effet, dans ce mode 25 première mi-saison illustré à la figure 3, d'une part, il existe un besoin de chauffage de ladite zone à chauffer et, d'autre part, la puissance d'évacuation calorifique maximale du condenseur intérieur est insuffisante pour évacuer les calories que le fluide frigorigène a emmagasinées via l'évaporateur et le compresseur. Ainsi, le fluide passant par le condenseur intérieur n'est pas 30 entièrement condensé par ledit condenseur et est alors dirigé vers le condenseur extérieur pour être entièrement condensé. Une telle situation peut se présenter par exemple au printemps lorsque le besoin de refroidissement de la zone de froid augmente par rapport à l'hiver et lorsque les allées de passage ou certaines parties de l'installation nécessitent encore un certain chauffage.
Selon ce mode de fonctionnement illustré à la figure 3, comme pour le mode illustré à la figure 2, l'électrovanne P1 est ouverte et l'électrovanne P2 est fermée de sorte que le fluide frigorigène est dirigé en sortie du compresseur 3 vers le condenseur intérieur 4. Du fait du sous-dimensionnement du condenseur, la condensation n'est pas complète et le fluide frigorigène restera ~o en partie sous forme gazeuse à la sortie du condenseur. La mesure de pression ou de température du fluide frigorigène en sortie du condenseur intérieur permet de détecter que le fluide frigorigène n'a pas été suffisamment condensé. L'électrovanne P3 de la branche d'entrée 45 du condenseur extérieur 4 est alors ouverte tandis que l'électrovanne P4 de la branche de 15 sortie du condenseur intérieur qui shunte le condenseur extérieur 5 est fermée.
Le fluide frigorigène sortant du condenseur intérieur 4 subit une nouvelle étape de condensation par le condenseur extérieur 5, ce qui permet d'obtenir le niveau de condensation souhaité. Fonctionnement de l'installation frigorifique en mode dit deuxième mi-saison
La température extérieure Text est par exemple de 7°C. Dans ce mode de fonctionnement illustré à la figure 4, le fonctionnement du circuit positif 10 est 25 identique à celui du mode dit première mi-saison (figure 3) en ce qui concerne le passage du fluide frigorigène par les condenseurs intérieur 4 et extérieur 5.
La différence de fonctionnement du circuit positif réside dans le fait que le passage de fluide par l'évaporateur auxiliaire est désactivé car, dans ce mode 3o dit deuxième mi-saison, le condenseur intérieur dégage suffisamment d'énergie du fluide frigorigène pour répondre au besoin de chaleur alors que dans le mode première mi-saison (figure 3), le débit de fluide n'était pas suffisant pour permettre au condenseur intérieur 4 de répondre au besoin de chaleur plus 20 élevé.
Dans ce cas, le fluide frigorigène du circuit négatif 20 est condensé exclusivement par le condenseur extérieur 7 et non pas par le condenseur de récupération puisqu'il n'y a pas besoin de transférer l'énergie du circuit négatif 20 vers le circuit positif 10. Cependant, la température extérieure étant de 7°C, la température de condensation s'effectue dans le condenseur extérieur 7 aux environs de 32°C, ce qui est inférieur à la température de condensation de 40°C en mode été. i0 La vitesse de rotation du compresseur 23 est alors réduite par rapport au mode été pour conserver la température d'évaporation souhaitée et ne pas risquer d'endommager le compresseur. La vitesse de rotation du compresseur 23 est ainsi pilotée de manière à ne pas dépasser 789 tours/minute, ce qui est une 15 vitesse supérieure à la vitesse de 577 tours/minute permise en mode hiver ou première mi-saison pour lesquels la température de condensation est de -5°C, mais qui est inférieure à la vitesse de 1475 tours/minute permise en mode été.
Comme illustré aux figures 3 et 4, lorsque la sonde P2B détecte que la pression 20 est supérieure à une valeur donnée, l'électrovanne P2 de la branche 35 est ouverte le temps que la pression du fluide frigorigène revienne à la valeur de consigne. Simultanément, les électrovannes P3 et P4 sont respectivement ouverte et fermée, de sorte que le volume de fluide frigorigène délesté par la branche 35 puisse être condensé par le condenseur extérieur 5.
25 Les plages de fonctionnement extrêmes du variateur sont définies à partir des débits minimal et maximal de fluide frigorigène aspiré par le compresseur. Les valeurs de ces plages de fonctionnement sont définies par calcul en fonction des conditions de condensation. Comme rappelé ci-dessus, le variateur est 30 piloté dans ladite plage de fonctionnement par le capteur de température d'évaporation. Lorsque le débit de fluide frigorigène est insuffisant dans le circuit négatif, la température d'évaporation remonte et le variateur augmente alors la vitesse de rotation du compresseur pour ré-augmenter le débit de fluide 2410 25 et ainsi abaisser la température d'évaporation à la température de consigne. A l'inverse, lorsque le débit de fluide frigorigène est important, la température d'évaporation chute et le variateur réduit alors la vitesse du compresseur pour diminuer le débit de fluide et ré-augmenter la température d'évaporation jusqu'à s sa valeur de consigne. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. En variante, on pourrait prévoir que le circuit négatif soit pourvu d'une pluralité de compresseurs équipés chacun d'un variateur de vitesse. On pourrait également prévoir que le ou chaque compresseur du circuit positif soit également équipé d'un variateur de vitesse. 15

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Installation frigorifique (1) comprenant au moins deux circuits dits respectivement positif (10) et négatif (20) de circulation de fluide frigorigène en boucle, chaque circuit (10, 20) comportant au moins, dans le sens de circulation du fluide, un évaporateur (2, 22) dit principal pour le refroidissement d'une zone dite de froid, telle qu'un présentoir pour produits frais ou congelés, un compresseur (3, 23), un ensemble de condensation (4, 5 ; 6, 7) et un détendeur (11, 21), le circuit négatif (20) fonctionnant à une température io d'évaporation inférieure à celle du circuit positif (10), l'ensemble de condensation (4, 5) du circuit positif (10) comprenant au moins un condenseur (4) dit intérieur, agencé de manière à récupérer l'énergie dégagée par la condensation du fluide pour une zone à chauffer, par exemple une allée de passage à proximité dudit présentoir pour produits frais, 15 l'ensemble de condensation (6, 7) du circuit négatif (20) étant formé d'au moins un condenseur (6) dit de récupération, agencé de manière à transférer l'énergie dégagée par la condensation au fluide frigorigène du circuit positif (10), caractérisée en ce que l'installation frigorifique (10) comprend en outre : - un condenseur (7) dit extérieur formant avec ledit condenseur de récupération 20 (6) ledit ensemble de condensation (6, 7) du circuit négatif (20), ledit condenseur extérieur (7) étant agencé de manière à évacuer l'énergie dégagée par condensation vers une zone dite d'évacuation distincte de la zone à chauffer et du circuit positif, ledit condenseur extérieur (7) étant monté en dérivation du condenseur (6) de récupération pour permettre au fluide 25 frigorigène sortant du compresseur (23) d'être condensé soit par le condenseur extérieur (7), soit par le condenseur de récupération (6), - une unité de pilotage (API) comportant au moins des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène du circuit négatif par le condenseur extérieur (7) ou le condenseur de récupération (6) au moins en fonction des besoins de 30 chauffage de ladite zone à chauffer associée au circuit positif, et, éventuellement, en fonction des besoins de refroidissement de la zone de froid associée au circuit négatif, - un variateur de vitesse (25) équipant le compresseur (23) du circuit négatif 26(20).
  2. 2. Installation frigorifique (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (API) comporte des moyens de mesure de la température d'évaporation du fluide frigorigène du circuit négatif (20) et des moyens de pilotage du variateur de vitesse (25) conçus pour faire varier la vitesse de rotation du compresseur (23) du circuit négatif (20) au moins en fonction de la température d'évaporation du fluide frigorigène du circuit négatif (20). l0
  3. 3. Installation frigorifique (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (API) comporte des moyens de pilotage (API) du variateur de vitesse (25) conçus pour réduire la vitesse de rotation du compresseur (23) lorsque la température d'évaporation est inférieure à une valeur seuil. 15
  4. 4. Installation frigorifique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble de condensation du circuit positif (10) comporte en outre un condenseur (5) dit extérieur, agencé de manière à évacuer l'énergie dégagée par condensation vers une zone dite d'évacuation 20 distincte de ladite zone à chauffer, le condenseur (5) extérieur étant au moins monté en dérivation du condenseur (4) intérieur pour permettre au fluide frigorigène sortant du compresseur (3) d'être condensé par le condenseur extérieur (5) et/ou par le condenseur de récupération (4), l'unité de pilotage (API) comportant des moyens de pilotage 25 du passage du fluide frigorigène par le condenseur extérieur (5) et/ou le condenseur intérieur (4).
  5. 5. Installation frigorifique (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que, l'unité de pilotage (API) comprenant un thermostat (9) couplé à une sonde 3o mesurant une température relative à la température régnant dans la zone à chauffer, l'installation comporte au moins un premier mode de fonctionnement selon lequel les moyens de pilotage de l'unité de pilotage (API) sont conçus pour activer le passage de fluide frigorigène du circuit positif (10) par le 27condenseur intérieur (4) en fonction de la température régnant dans la zone à chauffer par rapport à la température de consigne du thermostat.
  6. 6. Installation frigorifique (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'installation comporte au moins un deuxième mode de fonctionnement selon lequel les moyens de pilotage de l'unité de pilotage (API) sont conçus pour activer le passage de fluide frigorigène de chacun des circuits positif (10) et négatif (20) uniquement par le condenseur extérieur (5,
  7. 7) du circuit (10, 20) correspondant. 7. Installation frigorifique (1) selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le circuit positif (10) comprend une portion de circuit supplémentaire (18) équipée d'un évaporateur (8) dit auxiliaire associé à un détendeur (19) monté en amont dudit évaporateur (8) auxiliaire, ladite portion de circuit supplémentaire (18) étant montée en dérivation de l'évaporateur principal (2), l'entrée de cette portion (8) de circuit étant raccordée en aval de l'ensemble de condensation (4, 5) et la sortie de cette portion (8) de circuit étant raccordée en amont du compresseur (3) du circuit positif (10), l'unité de pilotage (API) comportant des moyens de pilotage du passage du fluide frigorigène soit par l'évaporateur principal (2) soit par l'évaporateur principal (2) et l'évaporateur auxiliaire (8), ledit condenseur (6) de récupération étant agencé de manière à transférer l'énergie dégagée par la condensation au fluide frigorigène à l'évaporateur auxiliaire (8) du circuit positif (10).
  8. 8. Installation frigorifique (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que, lorsque la température régnant dans la zone à chauffer reste inférieure à la température de consigne du thermostat pendant une durée donnée, les moyens de pilotage de l'unité de pilotage (API) sont conçus pour, d'une part, activer le passage d'une partie du fluide frigorigène du circuit positif (10), 3o sortant de l'ensemble de condensation (4, 5), par l'évaporateur auxiliaire (8) et, d'autre part, activer le passage de fluide frigorigène du circuit négatif (20) par le condenseur de récupération (6).
  9. 9. Installation frigorifique (1) selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que, lorsque la température régnant dans la zone à chauffer atteint la température de consigne du thermostat (9), les moyens de pilotage de l'unité de pilotage (API) sont conçus pour, d'une part, désactiver le passage du fluide frigorigène du circuit positif (10), sortant de l'ensemble de condensation, par l'évaporateur auxiliaire (8) et, d'autre part, activer le passage de fluide frigorigène du circuit négatif (20) par le condenseur extérieur (7).
  10. 10. Installation frigorifique (1) selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisée ~o en ce que, le condenseur (4) intérieur du circuit positif étant monté en dérivation du condenseur (5) extérieur pour permettre, par l'intermédiaire du compresseur (3), l'alimentation en fluide frigorigène du condenseur extérieur (5) par une première branche obturable (35) du circuit, dite branche d'alimentation du condenseur extérieur (5), et l'alimentation du condenseur intérieur (4) par 15 une deuxième branche obturable (34) du circuit, dite branche d'alimentation du condenseur intérieur (4), l'installation comporte entre le condenseur intérieur (4) et le détendeur (11) associé à l'évaporateur (2) principal du circuit positif (10), deux branches de circulation de fluide obturables aptes à alimenter ledit détendeur (11), l'une dite 20 troisième branche (457) passant par le condenseur extérieur (5) et l'autre dite quatrième branche (47) shuntant le condenseur extérieur (5), lesdits moyens de pilotage de l'unité de pilotage (API) étant aptes à activer et désactiver les moyens d'obturation de chaque branche. 25
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