FR2983283A1

FR2983283A1 - Installation for production of cooling effect in e.g. cold room, has control unit equipped with reception unit for reception of signals from sensor, where control unit controls compressor as function of signals received from sensor

Info

Publication number: FR2983283A1
Application number: FR1160857A
Authority: FR
Inventors: Thierry Cherbonnier; Christian Rabin
Original assignee: Jf Cesbron SAS
Current assignee: Jf Cesbron SAS
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-05-31
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: FR2983283B1

Abstract

The installation has a refrigerating unit comprising a variable speed compressor (1) and an evaporator (2) through which a refrigerant circulates. A photovoltaic unit (7) is connected with the refrigerating unit for supply of electric energy to the compressor and to a light radiation sensor (8) e.g. pyranometer. A control unit (6) is equipped with a reception unit for reception of signals from the sensor. The control unit is utilized for controlling the compressor as a function of signals received from the sensor.

Description

La présente invention concerne une installation frigorifique pour la production de froid dans une zone à refroidir du type comprenant au moins : - une unité frigorifique comportant au moins un compresseur à vitesse variable 5 et un évaporateur à travers lesquels un fluide frigorigène circule, - des moyens de mesure de la température aptes à être positionnés dans la zone à refroidir, - des moyens de pilotage du compresseur en fonction des données fournies par les moyens de mesure de la température. 10 Une installation comportant une unité frigorifique dont le compresseur est un compresseur à vitesse variable dont la vitesse varie en fonction de la température de la zone à refroidir, c'est-à-dire en fonction de la demande en froid, est une installation connue de l'état de la technique. Toutefois, jusqu'à 15 présent, de telles installations ne sont pas installées dans des sites isolés dépourvus de réseau électrique, tels que certaines régions d'Afrique, de sorte que dans ces régions à fort ensoleillement, le stockage et la conservation de denrées périssables, telles que le lait, sont problématiques. 20 Une solution à ce problème serait d'alimenter ladite installation frigorifique à l'aide d'une unité photovoltaïque pour permettre l'alimentation en énergie électrique du compresseur de l'unité frigorifique de l'installation. Toutefois, jusqu'à présent, une telle solution n'a pas été envisagée car les unités frigorifiques sont connues comme très énergivores et nécessitent des unités 25 photovoltaïques dont les surfaces des panneaux ou les capacités des batteries ne seraient pas compatibles avec une solution économiquement viable. Un but de la présente invention est donc de proposer une installation frigorifique dont la conception permet l'obtention d'une installation frigorifique 30 solaire apte à fonctionner de manière continue sur une longue période de temps. The present invention relates to a refrigerating plant for the production of cold in an area to be cooled of the type comprising at least: - a refrigeration unit comprising at least one variable speed compressor 5 and an evaporator through which a refrigerant circulates, - means temperature measuring device capable of being positioned in the zone to be cooled; means for controlling the compressor as a function of the data provided by the temperature measuring means. An installation comprising a refrigeration unit whose compressor is a variable speed compressor whose speed varies according to the temperature of the zone to be cooled, that is to say according to the cold demand, is a known installation. of the state of the art. However, up to the present, such installations are not installed in isolated sites without an electrical network, such as certain parts of Africa, so that in these regions with strong sunshine, the storage and preservation of perishable foodstuffs. , such as milk, are problematic. One solution to this problem would be to supply said refrigeration plant with a photovoltaic unit to enable the electrical energy supply of the compressor of the refrigeration unit of the installation. However, until now, such a solution has not been considered since the refrigeration units are known to be very energy-intensive and require photovoltaic units whose panel surfaces or battery capacities would not be compatible with an economically viable solution. . An object of the present invention is therefore to provide a refrigeration plant whose design allows to obtain a solar refrigeration system capable of operating continuously over a long period of time.

Un autre but de la présente invention est de proposer une installation frigorifique dont la conception permet l'obtention d'une installation dont l'unité photovoltaïque est de dimension acceptable économiquement. Another object of the present invention is to provide a refrigeration plant whose design allows to obtain an installation whose photovoltaic unit is economically acceptable.

A cet effet, l'invention a pour objet une installation frigorifique pour la production de froid dans une zone à refroidir du type comprenant au moins : - une unité frigorifique comportant au moins un compresseur à vitesse variable et un évaporateur à travers lesquels un fluide frigorigène circule, - des moyens de mesure de la température aptes à être positionnés dans la 10 zone à refroidir, - des moyens de pilotage du compresseur en fonction des données fournies par les moyens de mesure de la température, caractérisée en ce que l'installation comporte en outre au moins une unité photovoltaïque raccordable à l'unité frigorifique pour l'alimentation en énergie 15 électrique du compresseur de ladite unité et un capteur de rayonnement lumineux, les moyens de pilotage du compresseur étant équipés de moyens de réception des signaux du capteur de rayonnement lumineux pour piloter également le compresseur en fonction desdits signaux. 20 Le pilotage du compresseur de l'unité frigorifique par deux capteurs, à savoir un capteur de température et un capteur de rayonnement lumineux permet d'optimiser la performance du compresseur et de limiter sa demande lors de la chute d'intensité d'éclairement du soleil tout en continuant à fonctionner, ce qui ne serait pas le cas avec une installation frigorifique traditionnelle. En d'autres 25 termes, lors de la chute du rayonnement solaire, par exemple pendant la période nocturne, le compresseur réduit sa consommation électrique et donc la production de froid de l'unité frigorifique mais ne s'arrête pas comme une installation frigorifique traditionnelle. 30 De préférence, les moyens de pilotage du compresseur en fonction des données fournies par les moyens de mesure de la température sont des moyens de pilotage dits de type tout ou rien de commande de marche ou d'arrêt du compresseur en fonction desdites données. Les moyens de pilotage du compresseur commandent le compresseur en fonction de la demande en froid. For this purpose, the subject of the invention is a refrigerating installation for producing cold in an area to be cooled of the type comprising at least: a refrigeration unit comprising at least one variable speed compressor and an evaporator through which a refrigerant circulates, - temperature measuring means adapted to be positioned in the zone to be cooled, - compressor control means according to the data provided by the temperature measuring means, characterized in that the installation comprises in addition at least one photovoltaic unit connectable to the refrigeration unit for the electrical energy supply of the compressor of said unit and a light radiation sensor, the control means of the compressor being equipped with means for receiving the signals of the sensor. light radiation to also control the compressor according to said signals. The control of the compressor of the refrigeration unit by two sensors, namely a temperature sensor and a light radiation sensor, makes it possible to optimize the performance of the compressor and to limit its demand during the drop in illumination intensity of the compressor. sun while continuing to operate, which would not be the case with a traditional refrigeration plant. In other words, during the fall of the solar radiation, for example during the night period, the compressor reduces its power consumption and therefore the cold production of the refrigerating unit but does not stop like a traditional refrigerating plant . Preferably, the control means of the compressor according to the data provided by the temperature measuring means are so-called control means of the on / off type of compressor running or stopping according to said data. The compressor control means control the compressor according to the cold demand.

De préférence, les moyens de pilotage du compresseur en fonction des signaux du capteur de rayonnement lumineux sont des moyens de pilotage de la vitesse du compresseur en fonction desdits signaux. Preferably, the compressor control means as a function of the signals of the light radiation sensor are means for controlling the speed of the compressor as a function of said signals.

Les moyens de pilotage du compresseur commandent donc la vitesse du compresseur en fonction par exemple de l'intensité lumineuse et/ou du flux lumineux et/ou de l'éclairement lumineux, en particulier d'origine solaire. De préférence, le capteur de rayonnement lumineux est un pyranomètre ou un 15 irradiancemètre. Généralement, le compresseur à vitesse variable est, pour la variation de la vitesse dudit compresseur, équipé d'un variateur de fréquence. 20 L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence à la figure unique qui représente une vue schématique d'ensemble d'une installation conforme à l'invention. Comme mentionné ci-dessus, l'installation frigorifique, objet de l'invention, est 25 plus particulièrement destinée à être installée dans une région isolée de préférence à fort taux d'ensoleillement mais dépourvue de réseau électrique comme cela est le cas par exemple dans certaines régions isolées d'Afrique ou d'autres continents. 30 Cette installation frigorifique est destinée à permettre le refroidissement ou le maintien à une température basse d'une zone 10 à refroidir formée par exemple par une enceinte de réfrigération, telle qu'une chambre froide, une citerne de lait ou autre. Cette installation frigorifique comprend une unité frigorifique dite à compression qui comporte au moins un compresseur 1, un condenseur 3, un détendeur 4 et un évaporateur 2 à travers lesquels circule, dans cet ordre, un fluide frigorigène qui forme ainsi un circuit en boucle entre lesdits éléments de ladite unité frigorifique. L'évaporateur 2 est disposé dans la double paroi de l'enceinte à refroidir et/ou 10 à maintenir à température basse. Le compresseur 1 est quant à lui un compresseur à vitesse variable. A cet effet, le compresseur 1 est équipé d'un variateur 9 de fréquence. Cette installation comporte encore des moyens 5 de mesure de la température 15 aptes à être positionnés dans la zone 10 à refroidir. Dans l'exemple représenté, ces moyens 5 de mesure sont formés par un capteur de température disposé dans le volume intérieur de l'enceinte. L'installation comporte encore des moyens 6 de pilotage du compresseur 1. 20 Ces moyens de pilotage comprennent généralement une unité de traitement électronique et/ou informatique qui peut être formée par un microprocesseur ou une carte électronique. Cette unité de traitement est apte à traiter les données d'entrée qui lui sont fournies et à émettre un signal de commande du compresseur en fonction du résultat du traitement des données. Il doit être noté 25 que lorsqu'il est précisé que l'unité de traitement est configurée pour réaliser une opération, telle que le traitement de données, cela signifie que ladite unité comprend des instructions de préférence informatiques permettant de réaliser lesdites opérations. 30 Ces moyens de pilotage peuvent se présenter sous forme d'un boîtier ou d'une armoire déportée par rapport à l'unité frigorifique ou accolée à ladite unité frigorifique. The compressor control means therefore control the speed of the compressor as a function, for example, of the light intensity and / or the luminous flux and / or the luminous illumination, in particular of solar origin. Preferably, the light radiation sensor is a pyranometer or an irradiancemeter. Generally, the variable speed compressor is, for the variation of the speed of said compressor, equipped with a frequency converter. The invention will be better understood on reading the following description of exemplary embodiments, with reference to the single figure which represents a schematic overview of an installation according to the invention. As mentioned above, the refrigeration system, which is the subject of the invention, is more particularly intended to be installed in an isolated region preferably with a high level of sunshine but without an electrical network, as is the case for example in some isolated regions of Africa or other continents. This refrigeration plant is intended to allow the cooling or the maintenance at a low temperature of a zone 10 to be cooled formed for example by a refrigeration enclosure, such as a cold room, a milk tank or other. This refrigeration plant comprises a so-called compression refrigeration unit which comprises at least one compressor 1, a condenser 3, a pressure reducer 4 and an evaporator 2 through which, in this order, a refrigerant circulates which thus forms a loop circuit between said elements of said refrigerating unit. The evaporator 2 is disposed in the double wall of the enclosure to be cooled and / or kept at a low temperature. Compressor 1 is a variable speed compressor. For this purpose, the compressor 1 is equipped with a frequency variator 9. This installation also comprises means 5 for measuring the temperature 15 able to be positioned in the zone 10 to be cooled. In the example shown, these measuring means 5 are formed by a temperature sensor disposed in the interior volume of the enclosure. The installation also comprises means 6 for controlling the compressor 1. These control means generally comprise an electronic and / or computer processing unit which can be formed by a microprocessor or an electronic card. This processing unit is able to process the input data supplied to it and to emit a control signal from the compressor according to the result of the data processing. It should be noted that when it is specified that the processing unit is configured to perform an operation, such as data processing, it means that said unit includes computer preference instructions for performing said operations. These control means may be in the form of a housing or a cabinet remote from the refrigeration unit or contiguous to said refrigeration unit.

L'installation comporte encore une unité 7 photovoltaïque raccordable à l'unité frigorifique pour l'alimentation en énergie électrique du compresseur 1 de ladite unité frigorifique et un capteur 8 de rayonnement lumineux. L'unité 7 photovoltaïque comporte au moins un panneau 71 photovoltaïque, un accumulateur 72 d'énergie électrique, tel qu'une batterie, un régulateur 73 de charge, et un onduleur 74, ledit régulateur 73 étant disposé entre d'une part, l'accumulateur 72 d'énergie ou l'onduleur 74 et, d'autre part, le au moins un panneau 71 photovoltaïque, ledit régulateur 73 présentant deux modes de fonctionnement, l'un, dans lequel il alimente en énergie électrique l'accumulateur 72, l'autre, dans lequel il alimente en énergie électrique l'onduleur 74, ce régulateur 73 étant un régulateur pilotable en fonctionnement apte à être piloté à partir des données fournies par les moyens 5 de mesure de température de la zone à refroidir pour le passage dudit régulateur d'un mode de fonctionnement à un autre. Ainsi, lorsque le capteur de température mesure une température inférieure à la valeur ou plage de valeurs de consigne nécessitant la mise en marche du compresseur, l'énergie électrique produite par le ou les panneaux photovoltaïques peut être stockée dans les accumulateurs. The installation also comprises a photovoltaic unit 7 connectable to the refrigeration unit for supplying electrical energy to the compressor 1 of said refrigerating unit and a sensor 8 of light radiation. The photovoltaic unit 7 comprises at least one photovoltaic panel 71, an accumulator 72 of electrical energy, such as a battery, a charge regulator 73, and an inverter 74, said regulator 73 being disposed between, on the one hand, energy accumulator 72 or the inverter 74 and, on the other hand, the at least one photovoltaic panel 71, said regulator 73 having two modes of operation, one in which it supplies electrical energy to the accumulator 72 the other, in which it supplies electrical energy to the inverter 74, this regulator 73 being a controllable controller in operation adapted to be controlled from the data provided by the means 5 for measuring the temperature of the zone to be cooled for the passing said regulator from one mode of operation to another. Thus, when the temperature sensor measures a temperature lower than the value or range of set values requiring the start of the compressor, the electrical energy produced by the photovoltaic panel (s) can be stored in the accumulators.

Le capteur 8 de rayonnement est de préférence un capteur 8 de mesure d'irradiance disposé au voisinage de l'unité 7 photovoltaïque. Les moyens 6 de pilotage comprennent des moyens de réception des signaux du capteur 8 de rayonnement lumineux et des signaux du capteur 5 de température. L'unité de traitement des moyens de pilotage est apte à traiter les signaux fournis par lesdits capteurs. Les données relatives à la température commandent la marche ou l'arrêt du compresseur. En effet, l'unité de traitement des moyens de pilotage est configurée pour comparer les valeurs de température mesurées à une plage de température de consigne, par exemple 1-5°C et à commander l'arrêt du compresseur en dessous de 1°C et la remise en marche du compresseur au- delà de 5°C. L'unité de traitement des moyens de pilotage est également configurée pour comparer les valeurs de rayonnement lumineux du capteur de rayonnement lumineux avec des valeurs de rayonnement lumineux prédéterminées et faire varier la vitesse par variation de la fréquence du compresseur à l'intérieur d'une plage de fréquences prédéterminée, par exemple 25 à 85 Hertz en fonction desdites valeurs d'irradiance. The radiation sensor 8 is preferably an irradiance measuring sensor 8 disposed in the vicinity of the photovoltaic unit 7. The control means 6 comprise means for receiving signals from the light radiation sensor 8 and signals from the temperature sensor 5. The processing unit of the control means is able to process the signals supplied by said sensors. The temperature data controls the start or stop of the compressor. Indeed, the processing unit of the control means is configured to compare the measured temperature values with a set temperature range, for example 1-5 ° C and to control the compressor stop below 1 ° C and restarting the compressor above 5 ° C. The drive means processing unit is also configured to compare the light radiation values of the light radiation sensor with predetermined light radiation values and to vary the speed by varying the frequency of the compressor within a range. predetermined frequency range, for example 25 to 85 Hertz as a function of said irradiance values.

L'unité de traitement est également configurée pour corréler les données des deux capteurs mentionnées ci-dessus et en tenir compte dans le traitement final desdites données. Grâce au pilotage du compresseur, à partir à la fois des données de températures et des données de rayonnement lumineux, le fonctionnement du compresseur est optimisé et il est possible de maintenir le fonctionnement du compresseur sur une longueur période avec une production de froid conforme à celle attendue sans nécessiter une unité photovoltaïque de grande dimension.20 The processing unit is also configured to correlate the data of the two sensors mentioned above and to take them into account in the final processing of said data. Thanks to the control of the compressor, from both the temperature data and the light radiation data, the operation of the compressor is optimized and it is possible to maintain the operation of the compressor over a period of time with cold production in accordance with that expected without the need for a large-scale photovoltaic unit.

Claims

REVENDICATIONS1. Refrigeration plant for the production of cold in a zone (10) to be cooled of the type comprising at least: - a refrigeration unit comprising at least one compressor (1) with variable speed and an evaporator (2) through which a refrigerant circulates, means (5) for measuring the temperature that can be positioned in the zone (10) to be cooled; means (6) for controlling the compressor (1) as a function of the data provided by the means (5) of temperature measurement, characterized in that the installation further comprises at least one photovoltaic unit (7) connectable to the refrigeration unit for supplying electrical energy to the compressor (1) of said unit and a sensor (8) light radiation, the means (6) for controlling the compressor (1) being equipped with means 15 for receiving signals from the sensor (8) of light radiation to also drive the compressor (1) according to said signals.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the means (6) for controlling the compressor (1) according to the data provided by the means (5) for measuring the temperature are so-called all-type driving means or nothing to run or stop the compressor (1) according to said data.

3. Installation according to one of claims 1 or 2, characterized in that the means (6) for controlling the compressor (1) as a function of the signals of the sensor (8) of light radiation are means for controlling the speed of the compressor (1) according to said signals.

4. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor (1) variable speed is, for the variation of the speed of said compressor (1), equipped with a frequency variator (9).

5. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (8) of light radiation is a pyranometer or an irradiancemeter.

6. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the photovoltaic unit (7) comprises at least one photovoltaic panel (71), an accumulator (72) of electrical energy, a charge regulator (73), and an inverter (74), said regulator (73) being disposed between, on the one hand, the energy accumulator (72) or the inverter (74) and, on the other hand, the at least one panel (71). ) photovoltaic, said regulator (73) having two modes of operation, one in which it supplies electrical energy to the accumulator (72), the other in which it supplies the inverter (74) with electrical energy, this regulator (73) being a controllable controller in operation adapted to be controlled from the data provided by the means (5) for measuring the temperature of the zone to be cooled for the passage of said regulator from one operating mode to another.