FR2972047A1 - DEVICE FOR IMPROVING THE PERFORMANCE OF REFRIGERATING FACILITIES - Google Patents
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Abstract
Dispositif pour améliorer la performance des installations frigorifiques. L'état de l'art applique aux installations à détente directe un mode de régulation appelée 'HP flottante' incluant un refroidissement du fluide produit par le condenseur : ce mode de régulation impose une pression minimale de condensation correspondante à la pression amont des détendeurs. Le dispositif selon l'invention abaisse cette limite basse de pression de condensation pour augmenter le rendement volumétrique du compresseur en élevant la pression du fluide frigorigène dans les conduites de transport du fluide en évitant de plus son refroidissement. Les modes de réalisation utilisent soit une pompe soit deux réservoirs auxiliaires maintenus alternativement sous pression au dessus de la pression de condensation grâce à un compresseur à gaz auxiliaire, ces deux réservoirs peuvent remplacer le réservoir principal. L'arrêt de compresseur principal et le maintien de la production frigorifique est possible quand la pression de condensation est égale à la pression d'évaporation. Enfin l'état de l'art applique au compresseur à vis une pression injection d'huile qui impose un écart minimum de pression entre la pression de condensation et la pression d'évaporation, cette situation impose une pression minimum de condensation, Le dispositif selon l'invention propose d'abaisser cette limite basse de pression de condensation pour augmenter le rendement volumétrique du compresseur en élevant la pression de l'huile dans la conduite d'injection d'huile. Le dispositif est applicable pour les installations existantes ou neuves dont l'architecture des conduites qui alimente les détendeurs des évaporateurs est complexe ou pour des compresseurs frigorifiques à vis.Device for improving the performance of refrigerating installations. The state of the art applies to direct expansion systems a control mode called 'floating HP' including a cooling fluid produced by the condenser: this control mode imposes a minimum condensation pressure corresponding to the upstream pressure regulators. The device according to the invention lowers this low limit of condensation pressure to increase the volumetric efficiency of the compressor by raising the pressure of the refrigerant in the fluid transport ducts while avoiding further cooling. The embodiments use either a pump or two auxiliary tanks alternately held under pressure above the condensing pressure by an auxiliary gas compressor, these two tanks can replace the main tank. The main compressor stop and the maintenance of refrigeration production is possible when the condensation pressure is equal to the evaporation pressure. Finally, the state of the art applies to the screw compressor an oil injection pressure which imposes a minimum pressure difference between the condensation pressure and the evaporation pressure, this situation imposes a minimum condensation pressure. the invention proposes to lower this low limit of condensation pressure to increase the volumetric efficiency of the compressor by raising the pressure of the oil in the oil injection line. The device is applicable for existing or new installations where the architecture of the pipes supplying the regulators of the evaporators is complex or for screw refrigeration compressors.
Description
Le dispositif, objet de l'invention, concerne le domaine de la production frigorifique à détente directe notamment à condensation par air extérieur et aussi à eau ou par une boucle d'eau refroidie par air. L'état de l'art des installations frigorifiques applique un mode de régulation appelé `HP flottante' ; ce mode de régulation impose une limite basse ajustée de pression de condensation supérieure au limite fonctionnelle du condenseur et du compresseur frigorifique quand la température d'air extérieure est suffisamment basse. Cette limite est définie pour une pression minimale en amont des détendeurs grâce à la pression dans le réservoir de liquide. L'état de l'art prévoit aussi que cette pression dans le réservoir peut être maintenue à une pression minimale grâce au compresseur frigorifique et une vanne à pression constante placée sur une conduite reliant le refoulement du compresseur et le réservoir mais ce dispositif impose aussi une pression de refoulement minimale du compresseur frigorifique pour maintenir une pression minimale en amont des détendeurs. A cette limite correspond un rendement volumétrique du compresseur frigorifique. ' De plus, lorsque le condenseur à air fonctionne avec de faible écart de température entre l'air extérieur et la température de condensation le sous refroidissement du fluide frigorigène à l'état liquide à la sortie du condenseur est faible et impose un refroidissement complémentaire du fluide frigorigène et une isolation de ces conduites de transport du fluide avant l'alimentation aux détendeurs afin d'éviter l'effet néfaste des pertes de charge induit par l'architecture des conduites, des pertes de charges linéaires (longueur), ou singulières (coudes..), ou dues à la différences de niveau (hydrostatique) qui à défaut engendrent un titre gazeux du fluide frigorigène appelé communément `flash gaz'. Le dispositif selon l'invention et ses différents modes de réalisation permettent d'abaisser cette limite basse de pression de condensation pour augmenter le rendement volumétrique du compresseur en élevant la pression du fluide frigorigène à l'état liquide dans les conduites de transport du fluide indépendamment de la pression de condensation. The device, which is the subject of the invention, concerns the field of refrigeration production with direct expansion, in particular with condensation by external air and also with water or by an air-cooled water loop. The state of the art of refrigeration installations applies a regulation mode called `floating HP '; this regulation mode imposes an adjusted lower limit of condensing pressure higher than the functional limit of the condenser and the refrigerant compressor when the external air temperature is sufficiently low. This limit is defined for a minimum pressure upstream of the regulators due to the pressure in the liquid tank. The state of the art also provides that this pressure in the tank can be maintained at a minimum pressure thanks to the refrigerant compressor and a constant pressure valve placed on a pipe connecting the discharge of the compressor and the tank, but this device also requires a minimum discharge pressure of the refrigeration compressor to maintain a minimum pressure upstream of the regulators. At this limit corresponds a volumetric efficiency of the refrigerating compressor. In addition, when the air condenser operates with a small difference in temperature between the outside air and the condensing temperature, the sub-cooling of the refrigerant in the liquid state at the condenser outlet is low and requires additional cooling of the condenser. refrigerant and an isolation of these fluid transport pipes before feeding the regulators to avoid the adverse effect of pressure losses induced by the architecture of the pipes, linear pressure losses (length), or singular ( elbows ..), or due to the differences in level (hydrostatic) which fail to generate a gaseous title of the refrigerant commonly called `flash gas'. The device according to the invention and its various embodiments make it possible to lower this low limit of condensation pressure to increase the volumetric efficiency of the compressor by raising the pressure of the refrigerant in the liquid state in the fluid transport pipes independently. condensation pressure.
L'objectif du dispositif selon l'invention et ses différents modes de réalisation est d'améliorer la performance énergétique des installations frigorifiques notamment à condensation par air extérieur ponctuellement lorsque l'air extérieur est suffisamment froid en permettant à la fois : - l'obtention de pression dite de condensation faible qui engendre un rendement volumétrique du compresseur frigorifique élevé favorable au coefficient de performance global de l'installation, - la suppression de l'échangeur de chaleur de refroidissement complémentaire de liquide quand celui-ci ne vise pas un complément de puissance frigorifique par une production frigorifique annexe ou une amélioration de la performance de l'installation par une production frigorifique annexe ayant un coefficient de performance meilleur, - la réduction voire la suppression de l'isolation des conduites de transport du liquide - la présence de pertes de charges importantes dans les conduites de transport du fluide frigorigène à l'état liquide qui alimentent le ou les détendeurs, permettant ainsi une réduction des diamètres de ces conduites et la réduction de la quantité de fluide minimale nécessaire au fonctionnement de l'installation. De plus, si la pression de condensation est égale à la pression d'évaporation quand la température d'air est ponctuellement inférieure à la température d'évaporation, le dispositif permet d'arrêter le compresseur, l'énergie consommée par le compresseur principal est alors ponctuellement nulle. Enfin l'état de l'art applique au compresseur à vis une pression d'injection d'huile qui impose un écart minimum de pression entre la pression de condensation et la pression d'évaporation, cette situation impose une pression minimum de condensation pour une pression d'évaporation donnée, Le dispositif selon l'invention propose d'abaisser cette limite basse de pression de condensation pour augmenter le rendement volumétrique du compresseur en élevant la pression de l'huile dans la conduite d'injection d'huile. The purpose of the device according to the invention and its various embodiments is to improve the energy performance of refrigerating installations, in particular for external air condensation, punctually when the outside air is sufficiently cold, allowing at the same time: so-called low condensing pressure, which generates a volumetric efficiency of the high refrigeration compressor favorable to the overall performance coefficient of the installation, - the suppression of the complementary liquid cooling heat exchanger when it does not aim at a complement of refrigerating capacity by an additional refrigeration production or an improvement in the performance of the installation by an additional refrigeration production with a better coefficient of performance, - the reduction or even the suppression of the insulation of the liquid transport pipes - the presence of losses large loads in the transport pipelines t refrigerant in the liquid state that supply the regulator or regulators, thereby reducing the diameters of these pipes and reducing the minimum amount of fluid required for the operation of the installation. In addition, if the condensation pressure is equal to the evaporation pressure when the air temperature is punctually lower than the evaporation temperature, the device stops the compressor, the energy consumed by the main compressor is then punctually zero. Finally, the state of the art applies to the screw compressor an oil injection pressure which imposes a minimum difference in pressure between the condensation pressure and the evaporation pressure, this situation imposes a minimum condensation pressure for a pressure. The device according to the invention proposes to lower this low limit of condensation pressure to increase the volumetric efficiency of the compressor by raising the pressure of the oil in the oil injection line.
Une installation de production du froid est classiquement composée d'un compresseur frigorifique à gaz (Cp1) lubrifié par une huile (H1), d'un séparateur- réservoir d'huile (S1), d'un refroidisseur d'huile (Ech), d'un condenseur (Cl) à eau ou à air direct ou indirect par une boucle d'eau refroidie par air, d'un réservoir de fluide frigorigène (Rp1), d'un système de détente (D1), un évaporateur (EV2), et des conduites (L1) (L2) (L3) (L4) (L5) (L11) (L21), utilisant un fluide frigorigène (F1), dans ce dispositif le condenseur et l'évaporateur fixent le rendement volumétrique du compresseur (Cp1), le coefficient de performance de l'installation frigorifique, la pression d'huile d'injection dans le compresseur (Cp1), par la pression dite de condensation dans le condenseur (Cl) correspondant à la pression de sortie du compresseur (Cp1) et par la pression dite d'évaporation dans l'évaporateur (EV2) correspondant à la pression d'entrée au compresseur - (Cp1), Selon l'invention le dispositif s'applique lorsque la température de l'eau ou de l'air ou de l'eau refroidie par l'air assurant la condensation est suffisamment faible et possède plusieurs modes de réalisation précisés par les figures 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 visant chacune l'élévation une élévation de la pression du fluide frigorigène ou de l'huile dans une partie appropriée de l'installation, les modes de réalisation s'appliquent distinctement ou en association pour élever : Soit la pression du fluide frigorigène (F1) à l'état liquide au dessus de la valeur de pression dite de condensation du condenseur (Cl) contenue sur la partie de conduite (L2) située entre le repère (Rep1) et le détendeur (D1), - Soit la pression d'huile de lubrification (H1) du compresseur au dessus de la valeur de pression dite de condensation du condenseur (Cl) contenue sur la partie la conduite (L21) située entre le repère (Rep11) et l'orifice (0) d'injection d'huile du compresseur (Cp1) Pour permettre un abaissement de la pression dite de condensation favorable au rendement volumétrique du compresseur (Cp1) et permettre le non fonctionnement du compresseur frigorifique (Cp1) avec un maintien de la production frigorifique lorsque concomitamment le dispositif selon l'invention élève de la pression du fluide frigorigène (F1) à l'état liquide au dessus de la valeur de pression dite de condensation du condenseur (Cl) contenue sur la partie de conduite (L2) située entre le repère (Rep1) et le détendeur (D1) lorsque la pression dite de condensation est égale à la pression dite d'évaporation et que les conduites (L3) et (L4) sont mises en relation hydraulique grâce à la ouverture de la vanne EV3. Cette situation étant possible ponctuellement quand les conditions de température de l'air extérieur sont inférieures à la température souhaitée de l'évaporateur équivalent à la pression d'évaporation. Certains modes de réalisation prévoit le remplacement du réservoir principal de fluide frigorigène (Rp1) indiqué par la figure 1 par deux réservoirs secondaires (Rs1) et (Rs2) comme indiqué par les figures 6 , 7, 12, cette situation est 5 particulièrement applicable à la création d'installation. Selon un des modes de réalisation conformément aux figures 2 et 4 l'élévation de la pression du fluide frigorigène (F1) à l'état liquide dans la conduite (L2) entre le repère (Rep 1) et le détendeur (D1) est réalisée par une pompe hydraulique (P1) placée repère (Rep1), la vanne de dérivation (Ev1) placée en parallèle de la 10 pompe (P1), dérive le débit de fluide frigorigène (F1) quand la pompe (P1) est stoppée. Selon un des modes de réalisation conformément aux figures 8 et 9 l'élévation de la pression de l'huile (Hl) dans la conduite (L21) entre le repère (Rep 11) et l'orifice (0) du compresseur (Cp1) est réalisée par une pompe hydraulique (P11) 15 placée repère (Rep11), la vanne de dérivation (EV11) placée en parallèle de la pompe (P11), dérive le débit d'huile quand la pompe (P11) est stoppée. Selon un des modes de réalisation conformément aux figures 3 et 5 l'élévation en pression du fluide frigorigène (F1) à l'état liquide dans la conduite (L2) entre le repère (Rep 1) et le détendeur (D1), est réalisée par deux réservoirs secondaires 20 (Rs1) ou (Rs2) placés au repère (Rep1) à la sortie du réservoir principal (Rp1) montés en parallèle et raccordés par les vannes (V1) (V3) placées en amont et les vannes (V2) (V4) placées en aval des réservoirs (Rs1) (Rs2), maintenus l'un ou l'autre alternativement à une valeur de pression ajustée supérieure à la pression dite de condensation par le compresseur à gaz secondaire (Cs1) et la 25 vanne trois voies (V5) placée sur la conduite (L6) allant du refoulement du compresseur (Cs1) à la partie haute des deux réservoirs (Rs1) (Rs2), et par la conduite (L7) d'aspiration du compresseur à gaz secondaire (Cs1) raccordée à la partie haute du réservoir principal (Rp1) pour permettre l'alimentation en fluide frigorigène (F1) à l'état gazeux du compresseur secondaire (Cs1). 30 Selon un des modes de réalisation conformément aux figures 6 et 7 l'élévation en ' pression du fluide frigorigène à l'état liquide dans la conduite (L2) et le détendeur (D1), est réalisée par deux réservoirs (Rs1) ou (Rs2) qui remplacent le réservoir ` principal (Rp1), tous deux placés à la sortie du condenseur (Cl) sur la conduite (L5) et montés en parallèle et raccordés par les vannes (V1) (V3) placées en amont et les vannes (V2) (V4) placées en aval des réservoirs (Rs1) (Rs2), maintenus l'un ou l'autre alternativement à une valeur de pression ajustée supérieure à la pression dite de condensation par le compresseur à gaz secondaire (Cs1) et la vanne trois voies (V5) placées sur la conduite (L6) allant du refoulement du compresseur (Cs1) à la partie haute deux réservoirs (Rs1) (Rs2), et par la conduite (L7) d'aspiration du compresseur à gaz secondaire (Cs1) raccordée soit au point de jonction (rep2) sur la conduite de refoulement (L4), soit au point de jonction (rep3) sur la conduite d'aspiration (L3) du compresseur principal (Cp1) pour permettre l'alimentation en fluide frigorigène (F1) à l'état gazeux du compresseur secondaire (Cs1). Selon les modes de réalisation conformément aux figures 2, 3, 4, 5, 6, 7 l'élévation en pression de fluide frigorigène (F1) à l'état liquide est déterminée soit par la mesure de pression par le pressostat (Pli) et le pressostat (Pr2) et complémentairement par le thermostat (T1) qui commandent le fonctionnement, de la pompe (P1) et la vanne de dérivation (Ev1) ou du compresseur à gaz secondaire (Cs1) et les vannes (V1) (V2) (V3) (V4) (V5), soit par un automate de calcul et de commande (Al) qui ajuste le fonctionnement à une vitesse fixe ou à une vitesse variable la pompe (P1) ou le compresseur à gaz secondaire (Cs1) selon les mesures continues des sondes de pression (Spr1), (Spr2), et de température (Sn) et complémentairement par la sonde de pression (Spr3) et de température (St2) placées sur la conduite (L2) à l'entrée du détendeur (D1). Selon les modes de réalisation conformément aux figures 2, 3, 4, 5, 6, 7, 12 le compresseur (Cp1) est stoppé et la vanne de dérivation (EV3) placée en parallèle du compresseur (Cp1) est enclenchée pour permettre le transfert du fluide frigorigène à l'état vapeur de la conduite (L3) vers la conduite (L4) et dans le condenseur (Cl) quand la pression dite de condensation est égale à la pression dite d'évaporation. A cold production plant is conventionally composed of an oil lubricated refrigerant compressor (Cp1), an oil separator (S1), an oil cooler (Ech) , a condenser (Cl) with water or with direct or indirect air by an air-cooled water loop, a refrigerant reservoir (Rp1), an expansion system (D1), an evaporator ( EV2), and lines (L1) (L2) (L3) (L4) (L5) (L11) (L21), using a refrigerant (F1), in this device the condenser and the evaporator set the volumetric efficiency of the compressor (Cp1), the coefficient of performance of the refrigerating plant, the injection oil pressure in the compressor (Cp1), by the so-called condensing pressure in the condenser (Cl) corresponding to the compressor outlet pressure (Cp1) and by the so-called evaporation pressure in the evaporator (EV2) corresponding to the inlet pressure to the compressor - (Cp1), according to the invention the device is applied when the temperature of the water or of the air or water cooled by the air providing the condensation is sufficiently low and has several embodiments specified in FIGS. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 each aiming at raising the pressure of the refrigerant or oil in an appropriate part of the installation, the embodiments apply separately. or in combination to raise: Either the pressure of the refrigerant (F1) in the liquid state above the so-called condensation pressure value of the condenser (Cl) contained on the pipe portion (L2) situated between the reference mark (Rep1 ) and the pressure reducer (D1), - or the lubricating oil pressure (H1) of the compressor above the condensing pressure value of the condenser (Cl) contained on the part of the pipe (L21) situated between the reference mark (Rep11) and the compressor oil injection port (0) (Cp1) Pou r allow a lowering of the so-called condensation pressure favorable to the volumetric efficiency of the compressor (Cp1) and allow the non-operation of the refrigerating compressor (Cp1) with a maintenance of the refrigerating production when concomitantly the device according to the invention raises the pressure of the refrigerant (F1) in the liquid state above the condenser condensation pressure value (Cl) contained on the pipe portion (L2) located between the mark (Rep1) and the expansion valve (D1) when the pressure said condensation is equal to the so-called evaporation pressure and that the lines (L3) and (L4) are connected hydraulically through the opening of the valve EV3. This situation being possible punctually when the conditions of outside air temperature are lower than the desired temperature of the evaporator equivalent to the evaporation pressure. Some embodiments provide for the replacement of the main refrigerant reservoir (Rp1) indicated in FIG. 1 by two secondary tanks (Rs1) and (Rs2) as indicated by FIGS. 6, 7, 12, this situation is particularly applicable to installation creation. According to one of the embodiments according to FIGS. 2 and 4, the raising of the pressure of the refrigerant (F1) in the liquid state in the pipe (L2) between the reference mark (Rep 1) and the expansion valve (D1) is achieved by a hydraulic pump (P1) placed mark (Rep1), the bypass valve (Ev1) placed in parallel with the pump (P1), derives the flow of refrigerant (F1) when the pump (P1) is stopped. According to one of the embodiments according to FIGS. 8 and 9, the elevation of the pressure of the oil (H1) in the pipe (L21) between the mark (Rep 11) and the orifice (0) of the compressor (Cp1) is carried out by a hydraulic pump (P11) 15 placed mark (Rep11), the bypass valve (EV11) placed in parallel with the pump (P11), derives the oil flow when the pump (P11) is stopped. According to one of the embodiments according to FIGS. 3 and 5, the pressure rise of the refrigerant (F1) in the liquid state in the pipe (L2) between the reference mark (Rep 1) and the expansion valve (D1) is achieved by two secondary tanks 20 (Rs1) or (Rs2) placed at the mark (Rep1) at the outlet of the main tank (Rp1) connected in parallel and connected by the valves (V1) (V3) placed upstream and the valves (V2) (V4) placed downstream of the tanks (Rs1) (Rs2), either held alternately at an adjusted pressure value higher than the so-called condensation pressure by the secondary gas compressor (Cs1) and the valve three channels (V5) placed on the pipe (L6) from the discharge of the compressor (Cs1) to the upper part of the two tanks (Rs1) (Rs2), and via the suction pipe (L7) of the secondary gas compressor ( Cs1) connected to the upper part of the main tank (Rp1) to allow the supply of refrigerant origene (F1) in the gaseous state of the secondary compressor (Cs1). According to one embodiment according to FIGS. 6 and 7, the pressure rise of the refrigerant in the liquid state in the pipe (L2) and the expansion valve (D1) is effected by two reservoirs (Rs1) or ( Rs2) which replace the main tank (Rp1), both placed at the outlet of the condenser (Cl) on the pipe (L5) and connected in parallel and connected by the upstream valves (V1) (V3) and the valves (V2) (V4) placed downstream of the tanks (Rs1) (Rs2), maintained either alternately at an adjusted pressure value higher than the so-called condensation pressure by the secondary gas compressor (Cs1) and the three-way valve (V5) placed on the pipe (L6) from the discharge of the compressor (Cs1) to the upper part two tanks (Rs1) (Rs2), and the pipe (L7) suction of the secondary gas compressor (Cs1) connected either to the junction point (rep2) on the discharge line (L4) or to the point of junction (rep3) on the suction line (L3) of the main compressor (Cp1) to allow the supply of refrigerant (F1) in the gaseous state of the secondary compressor (Cs1). According to the embodiments according to FIGS. 2, 3, 4, 5, 6, 7 the refrigerant pressure rise (F1) in the liquid state is determined either by the pressure measurement by the pressure switch (P1) and the pressure switch (Pr2) and additionally by the thermostat (T1) which control the operation, the pump (P1) and the bypass valve (Ev1) or the secondary gas compressor (Cs1) and the valves (V1) (V2) (V3) (V4) (V5), either by a calculation and control automaton (A1) which adjusts the operation at a fixed speed or at a variable speed the pump (P1) or the secondary gas compressor (Cs1) according to the continuous measurements of the pressure probes (Spr1), (Spr2), and temperature (Sn) and additionally by the pressure probe (Spr3) and temperature (St2) placed on the pipe (L2) at the inlet of the regulator (D1). According to the embodiments according to FIGS. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 12 the compressor (Cp1) is stopped and the bypass valve (EV3) placed in parallel with the compressor (Cp1) is switched on to enable the transfer refrigerant in the vapor state of the pipe (L3) to the pipe (L4) and in the condenser (Cl) when the so-called condensation pressure is equal to the so-called evaporation pressure.
L'installation frigorifique peut posséder une pluralité de compresseurs à gaz (Cp1) raccordés en parallèle et une pluralité d'évaporateurs (EV2) alimentés par une ` pluralité de conduites (L2) chaque évaporateur possédant son propre système de détente (D1). The refrigeration plant may have a plurality of gas compressors (Cp1) connected in parallel and a plurality of evaporators (EV2) supplied by a plurality of pipes (L2) each evaporator having its own expansion system (D1).
Selon les modes de réalisation conformément aux figures 3, 5 6, 7, 12 les . réservoirs (Rs1) (Rs2) sont alternativement mis en liaison hydraulique par la conduite (L1) au réservoir principal (RP1) ou par la conduite (L5) au condenseur (Cl) par les vannes (V1) (V2) (V3) (V4) (V5) pour permettre par gravité leur remplissage en fluide frigorigène (F1) à l'état liquide à la pression dite de condensation. Les réservoirs (Rs1) (Rs2) sont régulés entre leur niveau haut ou bas en fluide frigorigène (F1) à l'état liquide, grâce à deux détecteurs (d1) (d2) de niveau haut et bas placés sur (Rs1) et à deux détecteurs (d3) (d4) de niveau haut et bas placés sur (Rs2) et aux vannes (V1) (V2) (V3) (V4) (V5) et à la pompe (P1) According to the embodiments according to FIGS. 3, 6, 7, 12 the. tanks (Rs1) (Rs2) are alternatively hydraulically connected by the pipe (L1) to the main tank (RP1) or by the pipe (L5) to the condenser (Cl) by the valves (V1) (V2) (V3) ( V4) (V5) to allow by gravity filling of refrigerant (F1) in the liquid state at the so-called condensation pressure. The reservoirs (Rs1) (Rs2) are regulated between their high or low level refrigerant (F1) in the liquid state, thanks to two detectors (d1) (d2) of high and low level placed on (Rs1) and two detectors (d3) (d4) of high and low level placed on (Rs2) and the valves (V1) (V2) (V3) (V4) (V5) and the pump (P1)
ou au compresseur secondaire (Cs1). Selon les modes de réalisation conformément aux figures 10, 11, 12 l'élévation en pression du huile (H1) dans la conduite (L21) entre le repère (Rep 12) et l'orifice d'injection d'huile (0) du compresseur (Cp1), est réalisée par deux réservoirs secondaires (Rs11) ou (Rs21) placés au repère (Rep21) à la sortie du séparateur-réservoir d'huile (S1) montés en parallèle et raccordés par les vannes (V11) (V31) placées en amont et les vannes (V21) (V41) placées en aval des réservoirs (Rs11) (Rs21), maintenus l'un ou l'autre alternativement à une valeur de pression ajustée supérieure à la pression dite de condensation par le compresseur à gaz secondaire (Cs11) et la vanne trois voies (V51) placée sur la conduite (L61) allant du refoulement du compresseur (Cs11) à la partie haute des deux réservoirs (Rs11) (Rs21), et par la conduite (L71) d'aspiration du compresseur à gaz secondaire (Cs11) raccordée à la partie haute du séparateur- réservoir d'huile (S1) pour permettre l'alimentation en fluide frigorigène (F1) à l'état gazeux du compresseur secondaire (Cs11). Les réservoirs (Rs11) (Rs21) sont alternativement mis en liaison hydraulique par la par la conduite (L11) au séparateur-réservoir (S1) par les vannes (V11) (V21) (V31) (V41) (V51) pour permettre par gravité leur remplissage en huile (H1) à la pression dite de condensation. Les réservoirs (Rs11) (Rs21) sont régulés entre leur niveau haut ou bas en huile (H1), grâce à deux détecteurs (d11) (d21) de niveau haut et bas placés sur (Rs11) et à deux détecteurs (d31) (d41) de niveau haut et bas placés sur (Rs21) et aux vannes (V11) (V21) (V31) (V41) (V51) et à la pompe (P11) ou or the secondary compressor (Cs1). According to the embodiments according to FIGS. 10, 11, 12, the pressure elevation of the oil (H1) in the pipe (L21) between the reference mark (Rep 12) and the oil injection orifice (0) of the compressor (Cp1), is performed by two secondary tanks (Rs11) or (Rs21) placed at the mark (Rep21) at the outlet of the oil separator-tank (S1) connected in parallel and connected by the valves (V11) (V31) ) placed upstream and the valves (V21) (V41) placed downstream of the tanks (Rs11) (Rs21), held alternately alternatively at an adjusted pressure value greater than the so-called condensation pressure by the compressor secondary gas (Cs11) and the three-way valve (V51) on the line (L61) from the compressor discharge (Cs11) to the upper part of the two tanks (Rs11) (Rs21), and via the line (L71) of the secondary gas compressor (Cs11) connected to the upper part of the oil separator (S1) for put the refrigerant supply (F1) in the gaseous state of the secondary compressor (Cs11). The tanks (Rs11) (Rs21) are alternatively hydraulically connected by the line (L11) to the separator-tank (S1) by the valves (V11) (V21) (V31) (V41) (V51) to allow by gravity their oil filling (H1) at the so-called condensation pressure. The tanks (Rs11) (Rs21) are regulated between their high or low level in oil (H1), thanks to two detectors (d11) (d21) of high and low level placed on (Rs11) and with two detectors (d31) ( d41) of high and low level on (Rs21) and valves (V11) (V21) (V31) (V41) (V51) and pump (P11) or
au compresseur secondaire (Cs11). . Selon les modes de réalisation conformément aux figures 8, 9, 10, 11 l'élévation en pression d'huile (H1) est déterminée soit par la mesure de pression par le pressostat (PO 1) et le pressostat (Pr21) qui commandent le fonctionnement du compresseur à gaz (Cs11) ou de la pompe (P11) et les vannes (V11) (V21) (V31) (V41) (V51), soit par un automate de calcul et de commande (A11) qui ajuste le fonctionnement à une vitesse fixe ou à une vitesse variable le compresseur à gaz secondaire (Cs11) ou la pompe (P11) selon les mesures continues des sondes de pression (Spr11), (Spr21). Selon les modes de réalisation conformément à figure 12 l'élévation en pression du fluide frigorigène (F1) à l'état liquide dans les réservoirs Rs1, Rs2 et l'élévation en pression d'huile (H1) dans les Rs11, Rs21 est assurée alternativement par un seul compresseur (Cs2) commandé par un automate de calcul (A2) qui ajuste son fonctionnement à une vitesse fixe ou à une vitesse variable selon les mesures continues des sondes de pression d'huile (Spr11), (Spr21) et des sondes de pression du fluide frigorigène (Spr1), (Spr2), et de température (St1) et complémentairement par la sonde de pression (Spr3) et de température (St2). Le dispositif selon l'invention et ses différents modes de réalisation se placent dans le contexte des solutions permettant d'économiser l'énergie électrique consommée par les compresseurs frigorifiques à gaz, et pour des installations frigorifiques dont l'architecture des conduites qui alimentent les évaporateurs est complexe comme les magasins qui offrent en vente des denrées périssables sous chaîne du froid ou par exemple dans les installations climatiques à détente directe. Selon le dispositif le compresseur principal utilisé fonctionne ponctuellement ou de manière continue à la limite basse de la pression de condensation fixée par le constructeur du compresseur, de plus pour des conditions climatiques particulières qui induisent ponctuellement ou de manière continue des niveaux de température d'air extérieur permettant une pression de condensation égale à la pression d'évaporation assurant l'effet frigorifique, le non fonctionnement du compresseur principal (Cp1) est possible et génère alors une économie d'énergie majeure. Cette dernière configuration est facilitée pour des conditions de température d'évaporation haute comme par exemple pour le refroidissement de data center ou la climatisation. Le dispositif est applicable pour les installations existantes ou neuves et certains modes de réalisation du dispositif concernent les compresseurs à vis non équipés de pompe à huile. Le débit volume balayé et la cylindrée du compresseur à gaz auxiliaire et son moteur d'entraînement sont dimensionnés pour assurer la surpression souhaitée dans l'un ou l'autre des réservoirs Rs1 et Rs2 ou RS11 et RS21 alternativement (selon les modes de réalisation). Ce dimensionnement dépend du débit maximum de fluide frigorigène à l'état liquide dans la ou les conduites de transport qui alimente(nt) le ou les détendeur(s), ou du débit maximum d'huile nécessaire à l'injection du ou des compresseurs, et du taux de compression du compresseur auxiliaire, fixé à la fois : -par le réglage de pression souhaité alternativement dans les réservoirs Rs1 ou Rs2 et Rs11 ou Rs21 correspondant à la pression de refoulement du 10 compresseur à gaz auxiliaire, -par la pression d'aspiration du compresseur auxiliaire selon les modes de réalisation choisis, correspondant soit à la pression du gaz sur la partie haute du réservoir principal Rp1 ou du séparateur-réservoir d'huile (S1) correspondant à la pression de refoulement ou à la pression d'aspiration du compresseur principal 15 (Cp1). to the secondary compressor (Cs11). . According to the embodiments according to FIGS. 8, 9, 10, 11 the elevation in oil pressure (H1) is determined either by the pressure measurement by the pressure switch (PO 1) and the pressure switch (Pr21) which control the operation of the gas compressor (Cs11) or the pump (P11) and the valves (V11) (V21) (V31) (V41) (V51) or by a calculation and control automaton (A11) which adjusts the operation at a fixed speed or at a variable speed the secondary gas compressor (Cs11) or the pump (P11) according to the continuous measurements of the pressure probes (Spr11), (Spr21). According to the embodiments according to FIG. 12, the pressure rise of the refrigerant (F1) in the liquid state in the tanks Rs1, Rs2 and the increase in oil pressure (H1) in the Rs11, Rs21 is ensured. alternatively by a single compressor (Cs2) controlled by a computing automaton (A2) which adjusts its operation at a fixed speed or at a variable speed according to the continuous measurements of the oil pressure probes (Spr11), (Spr21) and refrigerant pressure probes (Spr1), (Spr2), and temperature (St1) and complementarily by the pressure probe (Spr3) and temperature (St2). The device according to the invention and its various embodiments are placed in the context of solutions for saving the electrical energy consumed by gas refrigeration compressors, and for refrigeration systems whose architecture pipes that feed the evaporators is complex like stores that offer cold chain perishables for sale or for example in climatic installations with direct expansion. Depending on the device, the main compressor used operates punctually or continuously at the low limit of the condensing pressure set by the compressor manufacturer, moreover for particular climatic conditions that induce punctually or continuously air temperature levels outside allowing a condensation pressure equal to the evaporation pressure ensuring the cooling effect, the non-operation of the main compressor (Cp1) is possible and then generates a major energy saving. This latter configuration is facilitated for high evaporation temperature conditions such as for data center cooling or air conditioning. The device is applicable for existing or new installations and some embodiments of the device concern screw compressors not equipped with oil pump. The swept volume flow rate and the displacement of the auxiliary gas compressor and its drive motor are sized to provide the desired overpressure in one or other of the tanks Rs1 and Rs2 or RS11 and RS21 alternately (depending on the embodiments) . This dimensioning depends on the maximum flow rate of refrigerant in the liquid state in the transport pipe or lines which supplies the regulator (s), or the maximum flow rate of oil necessary for the injection of the compressor (s). and the compression ratio of the auxiliary compressor, set at a time: by the desired pressure setting alternately in the tanks Rs1 or Rs2 and Rs11 or Rs21 corresponding to the discharge pressure of the auxiliary gas compressor, by the pressure of the auxiliary compressor according to the selected embodiments, corresponding to either the pressure of the gas on the upper part of the main tank Rp1 or the oil separator-tank (S1) corresponding to the discharge pressure or the pressure of the suction of the main compressor 15 (Cp1).
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