FR2997484A1

FR2997484A1 - Procede et dispositif de remplissage a haute cadence d'un circuit frigorifique

Info

Publication number: FR2997484A1
Application number: FR1261748A
Authority: FR
Inventors: Jean-Michel Garreau; Nicolas Toutain
Original assignee: Cinetic Filling SA
Current assignee: Fives Filling and Sealing
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-05-02
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: JP2015536438A; FR2997484B1; FR2997483A3; CN104870912B; EP2912388B1; WO2014064270A1; CN104870912A; EP2912388A1

Abstract

Procédé, et dispositif correspondant, de remplissage à haute cadence d'un circuit frigorifique (1) avec des fluides de natures différentes comprenant au moins un dérivé fluoré d'hydrocarbure (28, 29) et au moins un réfrigérant inorganique (27) de sorte d'obtenir au final un fluide réfrigérant homogène, comprenant les étapes suivantes : - si le liquide réfrigérant comporte au moins deux dérivés fluorés d'hydrocarbures (28, 29), mélange des dérivés fluorés (2) dans les proportions requises pour le réfrigérant de sorte d'obtenir un pre-mix (28, 29), - mise à disposition du dérivé fluoré d'hydrocarbure (28, 29), ou du pre-mix (28, 29), en phase liquide, - ajout du réfrigérant inorganique (27) au dérivé fluoré d'hydrocarbure (28, 29) ou au pre-mix (28, 29), - mélange du dérivé fluoré d'hydrocarbure (28, 29), ou du pre-mix (28, 29), et du réfrigérant inorganique (27) de sorte d'obtenir un réfrigérant homogène,

Description

Procédé et dispositif de remplissage à haute cadence d'un circuit frigorifique La présente invention concerne le remplissage d'un circuit frigorifique ou circuit de réfrigération. Elle trouve par exemple une application au remplissage d'un circuit de réfrigération tel que celui d'un équipement fixe, comme une pompe à chaleur, ou d'un véhicule mobile, comme la climatisation d'une automobile. Parmi les fluides réfrigérants communément utilisés aujourd'hui, nous trouvons par exemple les dérivés fluorés d'hydrocarbures R134a pour l'automobile et les pompes à chaleur, ou les mélanges fluorés comme le R407 et R410 pour les groupes frigorifiques et les pompes à chaleur. L'évolution de la réglementation pour se protéger du réchauffement de la planète (protocole de Kyoto) amène les constructeurs des circuits de climatisation automobile à utiliser des fluides de substitution dont le Potentiel de Réchauffement Global (PRG), ou, en anglais « Global Warming Potential » (GWP), est inférieur ou égal à 150. Pour comparaison, le Ri 34a présente un PRG de 1300. L'un des fluides de substitution au R134a envisagé pour les circuits de climatisation automobile est le HF01234yf. Il s'agit d'un dérivé fluoré d'hydrocarbures. Il présente néanmoins plusieurs inconvénients comme son inflammabilité, son prix, environ 100 fois plus élevé que celui des réfrigérants actuels, et sa disponibilité limitée.

Une alternative plus économique consiste à combiner des fluides usuels de sorte d'obtenir un mélange dont le PRG est conforme à la nouvelle réglementation pour un prix plus proche de celui des réfrigérants actuels et qui peut être utilisé sans risque de dégradation et sans modification majeure du circuit de climatisation de l'automobile avec des performances au moins égales.

Le mélange entre 2 ou 3 dérivés fluorés d'hydrocarbures est usuel, notamment pour les pompes à chaleur. Cependant, ces mélanges concernent généralement des fluides ayant des caractéristiques thermodynamiques proches pour garantir une certaine homogénéité du mélange. De nouveaux mélanges apparaissent comprenant également un réfrigérant inorganique tel que l'eau, le dioxyde de carbone ou l'ammoniac. Ces mélanges sont souvent de bonnes alternatives en terme de sécurité (car non inflammable) aux hydrocarbures purs très inflammables comme le butane, propane, pentane. Ce sont également de bonnes alternatives aux réfrigérants inorganiques purs qui impliquent généralement de hautes pressions (incompatibles matériellement avec les circuits automobile actuels). Néanmoins, ces mélanges ne présentent pas une homogénéité suffisante lors de leur stockage, ce qui pose des problèmes pour leur transfert car les proportions/compositions doivent être conservées lors de ces manipulations de fluides frigorigènes. Dans la suite de ce document, pour simplifier la description de l'invention, nous ferons référence à des applications avec du dioxyde de carbone, sachant que l'invention couvre également l'utilisation d'autres réfrigérants inorganiques, comme par exemple l'ammoniac. Des mélanges permettent ainsi d'obtenir des caractéristiques proches du HF01234yf, et du R134a sur l'aspect thermodynamique, sans présenter l'inflammabilité du HF01234yf, ce qui les rend très intéressants pour l'automobile : pas de classement SEVESO des installations, stockage moins contraignant du point de vue administratif et réglementaire, transport ne nécessitant pas d'autorisation, etc. Ces mélanges peuvent conduire à un fluide zéotropique, ou fluide à glissement, ou à un fluide azéotropique (qui se comporte comme un fluide qui ne serait composé que d'un composant unique).

Ces mélanges peuvent être composés d'un ou plusieurs dérivés fluorés d'hydrocarbures et d'un ou plusieurs composés inorganiques. Un exemple de mélange zéotropique particulièrement avantageux est le mélange combinant deux dérivés fluorés d'hydrocarbures et du 002. Une difficulté de l'utilisation de tels mélanges réside dans la définition d'un procédé de transfert de fluide vers le circuit frigorifique, et du dispositif qui le met en oeuvre, qui permettent d'obtenir au final un mélange homogène avec les proportions et les tolérances préconisées par le chimiste et ayant les caractéristiques voulues. En effet, alors que le mélange de dérivés fluorés d'hydrocarbures liquides ne pose pas trop de difficultés à transférer (maintien du fluide sous une faible pression : 7 bars par exemple pour le R134a), l'ajout d'une faible proportion de 002, typiquement inférieure à 10%, rend l'opération de transfert plus complexe et nécessite une précision importante du dosage, afin de garantir la qualité du mélange transféré. En outre, le procédé doit pouvoir être mis en oeuvre par le dispositif selon une utilisation à haute cadence et/ou sur une installation mobile comme, par exemple, une chaine de production automobile. On rappelle que, dans un circuit frigorifique, le fluide frigorigène (le réfrigérant) est alternativement à l'état gazeux et à l'état liquide, ses changements d'états permettant de prendre ou céder l'énergie correspondant à sa chaleur latente à l'endroit voulu. Un tel circuit comprend un compresseur, dont le rôle est de fournir l'énergie mécanique au fluide frigorigène pour lui permettre d'évoluer, un condenseur dans lequel le fluide frigorigène se condense et cède l'énergie au milieu que l'on veut chauffer, un réducteur de pression qui permet d'abaisser le point d'ébullition du fluide frigorigène et un évaporateur dans lequel le fluide frigorigène s'évapore en prenant l'énergie nécessaire au milieu que l'on veut refroidir. L'invention a ainsi pour but de résoudre les problèmes énumérés précédemment.

Elle vise à permettre le remplissage à haute cadence d'un circuit frigorifique avec un mélange des fluides de natures différentes, notamment un mélange de fluides dérivés fluorés d'hydrocarbures, tels que HFC et HFO, et de dioxyde de carbone (002 ou R744), de sorte d'obtenir au final un mélange réfrigérant homogène ayant des caractéristiques avantageuses pour un coût limité et adapté aux nouvelles contraintes environnementales L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un procédé de remplissage d'un circuit frigorifique avec des fluides de natures différentes comprenant au moins un dérivé fluoré d'hydrocarbure et au moins un réfrigérant inorganique de sorte d'obtenir au final un fluide réfrigérant en phase liquide homogène à la température et à la pression souhaitée.

Dans la suite de la présente description, on pourra désigner le ou les fluides dérivés fluorés d'hydrocarbures par l'expression premier fluide réfrigérant. Ainsi, lorsqu'un seul dérivé fluoré d'hydrocarbure est utilisé, le premier fluide réfrigérant correspond à ce dérivé fluoré d'hydrocarbure. Mais quand plusieurs dérivés fluorés d'hydrocarbures sont utilisés, le premier fluide réfrigérant correspond à la combinaison de ces dérivés fluorés d'hydrocarbures. Aussi, plus généralement, l'invention a pour objet un procédé de remplissage d'un circuit frigorifique par injection d'un mélange réfrigérant dans ce circuit frigorifique, ce mélange réfrigérant comprenant au moins un premier fluide réfrigérant et au moins un fluide réfrigérant inorganique, le premier fluide réfrigérant comportant au moins un dérivé fluoré d'hydrocarbure. Le procédé comprend les étapes suivantes : Si le premier fluide réfrigérant comporte au moins deux dérivés fluorés d'hydrocarbures, mélange préalable de ces dérivés fluorés d'hydrocarbure dans les proportions requises pour l'obtention du mélange réfrigérant de sorte d'obtenir un pre-mix, Mise à disposition du premier fluide réfrigérant en phase liquide, Ajout du fluide réfrigérant inorganique au premier fluide réfrigérant, Mélange du premier fluide réfrigérant et du fluide réfrigérant inorganique de sorte d'obtenir un mélange réfrigérant homogène. Suivant différentes variantes de réalisation, le procédé de l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques présentées ci-après, qui peuvent être prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles.

Le mélange du premier fluide réfrigérant et du fluide réfrigérant inorganique est réalisé avant l'injection du mélange réfrigérant dans le circuit frigorifique. Ce mélange est réalisé en parallèle du tirage ou de la mise au vide du circuit frigorifique pour atteindre de hautes cadences de remplissage.

Alternativement, le mélange du premier fluide réfrigérant et du réfrigérant inorganique est réalisé dans le circuit frigorifique. Ce mélange est réalisé hors temps de production pour atteindre de hautes cadences de remplissage, en comprimant le premier fluide réfrigérant et le fluide réfrigérant inorganique dans le circuit frigorifique au moyen d'un compresseur.

Dans cette alternative, le premier fluide réfrigérant est injecté dans le circuit frigorifique avant le fluide réfrigérant inorganique. Le circuit frigorifique est mis au vide avant son remplissage. Le réfrigérant inorganique est soit en phase gazeuse, soit en phase liquide, lorsqu'il est ajouté au premier fluide réfrigérant.

Selon l'invention, le réfrigérant inorganique comprend ou est du dioxyde de carbone ou de l'ammoniac. L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un dispositif pour le remplissage d'un circuit frigorifique avec des fluides de natures différentes de sorte d'obtenir au final un mélange homogène en phase liquide à la température et à la pression souhaitée, apte à permettre la mise en oeuvre du procédé présenté plus haut. Ainsi, il s'agit d'un dispositif pour le remplissage d'un circuit frigorifique par injection d'un mélange réfrigérant, ce mélange réfrigérant comprenant au moins un premier fluide réfrigérant et au moins un fluide réfrigérant inorganique, le premier fluide réfrigérant comportant au moins un dérivé fluoré d'hydrocarbure.

Le dispositif comprend un circuit d'alimentation en premier fluide réfrigérant en phase liquide, un circuit d'alimentation en fluide réfrigérant inorganique apte à permettre l'ajout du fluide réfrigérant inorganique au premier fluide réfrigérant en phase liquide, et un dispositif de mélange apte à permettre le mélange ce réfrigérant inorganique et de ce premier fluide réfrigérant inorganique avant injection du mélange réfrigérant dans le circuit frigorifique, en sorte d'obtenir un mélange réfrigérant homogène. Suivant différentes variantes de réalisation, le dispositif de l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques présentées ci-après, qui peuvent être prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles. Le circuit d'alimentation en premier fluide réfrigérant en phase liquide comprend au moins un circuit d'alimentation en un dérivé fluoré d'hydrocarbure et au moins un circuit d'alimentation en un autre dérivé fluoré d'hydrocarbure.

Dans le cas où le fluide réfrigérant inorganique est à l'état gazeux, le dispositif comprend un réservoir permettant la dissolution de ce réfrigérant inorganique gazeux dans le premier fluide réfrigérant, et le mélange de ces composants avant injection du réfrigérant dans le circuit frigorifique.

Le dispositif de mélange comprend un système apte à favoriser la dissolution du réfrigérant inorganique à l'état gazeux, notamment en augmentant la surface d'échange entre le premier fluide réfrigérant à l'état liquide et le réfrigérant inorganique à l'état gazeux, en sorte d'augmenter l'homogénéisation du mélange réfrigérant avant son injection dans le circuit frigorifique.

Le système apte à favoriser la dissolution du réfrigérant inorganique à l'état gazeux comprend un circuit de recirculation du mélange réfrigérant formé dans le réservoir. Le circuit de recirculation comprend un échangeur afin de maintenir le mélange réfrigérant à la température requise.

Le dispositif de remplissage du circuit frigorifique permet d'injecter dans un premier temps premier fluide réfrigérant en phase liquide, consistant en un dérivé fluoré d'hydrocarbure en phase liquide, ou en un pré-mélange de dérivés fluorés d'hydrocarbures en phase liquide, via un compteur, par exemple massique. Ensuite, le dispositif permet d'injecter le réfrigérant inorganique, tel que du 002, en phase gazeuse, via un compteur, par exemple massique. Obtenir ou disposer d'un premier fluide réfrigérant formé d'un mélange homogène de plusieurs dérivés fluorés d'hydrocarbure ne pose généralement pas de problème car ils présentent souvent des caractéristiques physiques proches. Un tel pré-mélange des deux (ou plus) dérivés fluorés d'hydrocarbures, aussi appelé pre-mix, peut être réalisé sur place par un équipement dédié, en temps masqué. Il peut également être livré sur site, près à l'emploi, par un fournisseur de fluide réfrigérant. Le circuit d'alimentation en dérivés fluorés comprend avantageusement un piège à incondensables de sorte de garantir la qualité du mélange. Cette solution présente plusieurs avantages.

Notamment, l'injection du CO2 après celle des dérivés fluorés d'hydrocarbure permet de balayer le tronçon commun de la tuyauterie d'alimentation du circuit frigorifique dans lequel circule alternativement le pré-mélange des dérivés fluorés d'hydrocarbures puis le 002, et d'injecter le pré-mélange resté dans ce tronçon dans le circuit. Le tronçon commun de tuyauterie est ensuite remit en dépression pour optimiser le cycle suivant.

De plus, la liaison du circuit de remplissage au circuit frigorifique peut être réalisée par un adaptateur sans ré-aspiration du fluide présent dans le tronçon commun de tuyauterie car un rejet de CO2 dans l'air ambiant lors du retrait de l'adaptateur ne pose pas de problème (les hydrocarbures fluorés ayant été balayés par le 002). Le remplissage du CO2 en phase gazeuse est également avantageux pour des raisons de sécurité. Il est en effet utilisé sous une pression limitée et, en cas de fuite, il ne subit pas de transformation de phase liquide-gazeux susceptible de générer des brûlures aux opérateurs. L'usage du CO2 gazeux sous une pression limitée, inférieure à 20 bars, plutôt que liquide sous une pression plus importante, d'environ 90 bars, permet également de réduire la consommation énergétique globale par une baisse de l'énergie nécessaire à la compression et la suppression de l'obligation de réfrigérer le CO2 liquide pour le maintenir à une température inférieure à la température du point critique (31 °C sous 90 bars). Avec cette solution, la dissolution du CO2 dans les dérivés fluorés est obtenue directement dans le circuit frigorifique. Le mélange deviendra parfaitement homogène lors du fonctionnement du circuit. Cependant, l'absence d'homogénéité du fluide au départ ne pose pas de problème en termes de performance. Le choix des proportions des différents fluides relève du choix du chimiste afin d'avoir une quasi-homogénéité rapide et afin d'avoir les performances optimales du circuit rapidement (par exemple, moins d'une minute pour une climatisation automobile). Cependant cette solution encourage l'usage d'un système de connexion automatique au circuit frigorifique avec peu de volume mort entre le circuit frigorifique et les vannes d'isolement des circuits d'alimentation en fluides fluorés et CO2 si la précision de dosage souhaitée est importante et si les quantités à transférer son faible car alors le volume mort devient non négligeable en comparaison du volume du circuit. Cette solution permet de s'affranchir de l'étape de ré-aspiration des fluides contenus dans le tronçon commun et évite des connexions/déconnexions multiples au circuit provoquant perte de temps, fuites et risque de pollution du circuit. Ainsi, le dispositif de mélange du premier fluide réfrigérant et du réfrigérant inorganique tel que du CO2 peut comprendre un réservoir tampon, ou constitué dans le circuit frigorifique à remplir lui-même.

L'utilisation d'un réservoir tampon permet de réaliser la dissolution du CO2 dans les dérivés fluorés en temps masqué du tirage au vide du circuit frigorifique. Le circuit de recirculation peut comprendre un second réservoir tampon de sorte que le mélange circule en va-et-vient ou en continu entre les deux réservoirs. Cependant, l'obtention d'une certaine homogénéité impose aussi des conditions de pression et de température spécifiques, fonction des mélanges employés afin de conserver l'ensemble en phase liquide et afin de favoriser la dissolution du CO2 dans le mélange.

Alternativement, le fluide réfrigérant inorganique ajouté au mélange des dérivés fluorés d'hydrocarbures dans le réservoir tampon est liquide et non gazeux. Celui-ci présente cependant moins d'avantage par exemple dans le cas de l'utilisation du CO2, du fait des contraintes de sécurité et de pression pour faire l'injection du CO2 en phase liquide. L'utilisation d'un réservoir tampon, éventuellement de deux réservoirs tampons, permet d'obtenir une cadence encore plus élevée car le transfert du mélange se fait en une seule étape sous pression après sa préparation en temps masqué du tirage au vide du circuit frigorifique.

On peut aussi injecter successivement dans le circuit frigorifique un pré-mélange de plusieurs dérivés fluorés d'hydrocarbures en phase liquide puis le réfrigérant inorganique en phase liquide. Comme nous l'avons vu précédemment, l'utilisation d'un réfrigérant inorganique liquide tel que du CO2 liquide nécessite certaines précautions. Il est notamment nécessaire de gérer les problèmes de risque de glace et ceux qui résultent d'une pression élevée, d'environ 100 bars. Certains modes de réalisation sont donc moins avantageux, surtout si le réfrigérant inorganique est le CO2. Dans un circuit frigorifique à l'arrêt, le fluide réfrigérant est homogène en composition mais se trouve en phase liquide sur la partie normalement liquide du circuit et en phase gazeuse dans la partie gazeuse du circuit. Dans le cas d'un mélange de dérivés fluorés d'hydrocarbures et de CO2, à l'arrêt, ce dernier passe partiellement à l'état gazeux sur la partie normalement liquide du circuit, avec une migration partielle de CO2 vers la partie gazeuse du circuit. Il est donc nécessaire que le mélange des fluides dans le circuit frigorifique puisse être réalisé rapidement lors de la mise en service du circuit frigorifique de sorte que les propriétés thermodynamique du mélange puissent être rapidement atteintes. L'efficacité de la climatisation sera en effet moindre tant que la dissolution du CO2 ne sera pas opérée et qu'un mélange quasi-homogène ne sera pas obtenu. De plus, la molécule de CO2 étant de plus petite taille que les molécules de dérivés fluorés d'hydrocarbures, le circuit frigorifique doit être plus étanche. Une étanchéité absolue n'étant pas possible en pratique, la fuite plus importante du CO2 entraîne une évolution dans le temps des proportions entre les constituants et une moindre efficacité thermodynamique du mélange. L'évolution des proportions du mélange dans le temps génère par ailleurs des difficultés lors de la recharge du circuit frigorifique, notamment d'une automobile lorsque celle-ci est réalisée chez un concessionnaire. Il est en effet difficile de connaitre les proportions du mélange restant dans le circuit frigorifique de sorte de le remplir avec une dose dont les proportions de CO2 et de dérivés fluorés sont ajustées de sorte qu'au final, les proportions d'utilisation soient obtenues dans le circuit. Il est en conséquence plus simple de vider le circuit et de le remplir ensuite avec des fluides propres directement dans les bonnes proportions.

Lors de la vidange du réservoir, les dérivés fluorés sont récupérés pour être recyclés alors que le 002, ainsi que l'air éventuellement dissous, peut être libéré à l'atmosphère (de préférence, avec une évacuation extérieure au bâtiment). Comme le compresseur du circuit frigorifique fonctionne avec de l'huile directement dissoute dans le circuit frigorifique avec les fluides, elle est partiellement entrainée lors de la récupération du réfrigérant. Pour pouvoir réutiliser les fluides, il est nécessaire de séparer l'huile des dérivés fluorés. Cette opération peut être réalisée avant ou après l'extraction du CO2 du mélange. Ainsi, le fluide récupéré et maintenant propre peut être réinjecté dans la machine sans traitement complémentaire. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et non limitative, en référence aux figures annexées suivantes : Figure 1 : représente schématiquement un dispositif de remplissage selon l'un des modes de réalisation de l'invention, permettant de remplir successivement un circuit frigorifique 1 avec trois fluides frigorifiques 5, 6, 7 ; Figure 2 : représente schématiquement un dispositif de remplissage selon un autre des modes de réalisation de l'invention, permettant de réaliser un mélange en amont du circuit frigorifique 1 de trois fluides frigorifiques 27, 29, puis d'injecter le mélange dans le circuit frigorifique 1. Les deux exemples qui vont être décrits en référence respectivement à la figure 1 et à la figure 2, concernent deux modes de réalisation différents, dans lesquels le mélange destiné à remplir le circuit frigorifique 1 comprend deux fluides dérivés fluorés d'hydrocarbures et un seul fluide inorganique. Ainsi, le dispositif représenté sur la figure 1 comprend deux lignes d'alimentation 6 et 7 similaires, chacune permettant de raccorder le dispositif à une source de l'un des dérivés fluorés d'hydrocarbure à l'état liquide. Dans la suite de la présente description, on utilise les références 6 et 7 aussi bien pour désigner les deux lignes d'alimentation 6, 7 raccordables à des sources respectives des deux dérivés fluorés d'hydrocarbure à l'état liquide, que ces dérivés fluorés d'hydrocarbures 6, 7 eux-mêmes. Le dispositif comprend également une ligne d'alimentation 5 permettant de raccorder le dispositif à une source de CO2 à l'état gazeux. De même, dans la suite de la présente description, on utilise la référence 5 aussi bien pour désigner la ligne d'alimentation 5 raccordable à une source de CO2 à l'état gazeux, que le CO2 5 lui-même. Une ligne de mise à vide 8 est prévue, pour permettre la mise au vide du circuit frigorifique 1 avant son remplissage.

L'ensemble des lignes d'alimentation 5 à 7 et de la ligne de mise à vide 8 sont reliées à un bloc de distribution 9. Ce bloc de distribution 9 comprend un ensemble de vannes et de circuits de liaison permettant de relier les lignes 5 à 8 au circuit frigorifique 1. La liaison entre le bloc de distribution 9 et le circuit frigorifique 1 est réalisée par deux canaux distincts, un canal 25 connecté à la partie haute pression du circuit frigorifique 1, et un canal 26 connecté à la partie basse pression de ce circuit frigorifique 1. La connexion des canaux 25 et 26 au circuit frigorifique 1 peut être obtenue par les moyens usuels de l'état de la technique, en fonction du type de circuit frigorifique 1 et du domaine d'application. Les lignes d'alimentation en dérivés fluorés d'hydrocarbures 6 et 7 comprennent notamment chacune une vanne d'isolement 11, un organe 12 pour extraire les éléments non-condensables présents dans les dérivés fluorés d'hydrocarbures 6, 7, une soupape de décharge 13, un débitmètre massique 16, un manomètre 17 et un filtre 18. L'organe 12 d'extraction des éléments non-condensables et la soupape 13 sont raccordés à une canalisation de décharge 19.

De telles lignes d'alimentation en dérivés fluorés d'hydrocarbures 6 et 7 permettent ainsi le réglage précis des proportions en dérivés fluorés d'hydrocarbures 6 et 7 dans le mélange frigorifique. Cependant, si la précision requise pour ces proportions n'est pas trop élevé, un système plus simple, notamment sans compteur ou débitmètre massique 16 peut être utilisé.

La ligne d'alimentation en CO2 5 comprend notamment une vanne d'isolement 20, un régulateur de débit 22, un débitmètre massique 23 et un manomètre 24. Sur le réseau d'alimentation en 002, en amont de la ligne d'alimentation 5, sont placés des équipements permettant de porter le CO2 en phase gazeuse, à la pression et à la température requises pour le remplissage du circuit frigorifique 1.

De même, sur les réseaux d'alimentation en fluides dérivés fluorés d'hydrocarbures, en amont des lignes d'alimentation 6 et 7, sont placés des équipements permettant de porter les fluides en phase liquide, à la pression et à la température requises pour le remplissage du circuit frigorifique 1. Dans ce mode de réalisation, la dissolution du CO2 5 gazeux dans les dérivés fluorés liquides 6, 7 se déroule directement dans le circuit frigorifique 1. Un mélange homogène de ces trois composants est ainsi obtenu en faisant fonctionner le circuit frigorifique 1 au moyen de son compresseur (non représenté sur la figure 1). Le dispositif représenté sur la figure 2 comprend également deux lignes d'alimentation en fluides dérivés fluorés d'hydrocarbures 28 et 29 similaires, chacune permettant de raccorder le dispositif à une source de l'un des dérivés fluorés d'hydrocarbures à l'état liquide. Comme pour l'exemple représenté à la figure 1, dans la suite de la présente description, on utilise les références 28 et 29 aussi bien pour désigner les deux lignes d'alimentation 28, 29 raccordables à des sources respectives des deux dérivés fluorés d'hydrocarbure à l'état liquide, que ces dérivés fluorés d'hydrocarbures 28, 29 eux- mêmes. Le dispositif comprend par ailleurs une ligne d'alimentation en fluide inorganique 27 permettant de raccorder le dispositif à une source de CO2 à l'état gazeux. De même, dans la suite de la présente description, on utilise la référence 27 aussi bien pour désigner la ligne d'alimentation 27 raccordable à une source de CO2 à l'état gazeux, que le CO2 27 lui-même. Le dispositif comprend encore une ligne de mise au vide 30 permettant la mise au vide du circuit frigorifique 1 avant son remplissage. L'ensemble de ces lignes d'alimentation 27 à 29 sont reliées à un réservoir 31 dans lequel s'effectuent le mélange et la dissolution du CO2 gazeux 27 dans les dérivés fluorés liquides 28, 29. Le réservoir 31 est équipé d'un circuit de recirculation 32 contribuant au mélange des trois composants. Ce circuit de recirculation 32 comprend une pompe 33, une vanne d'isolement 34 et un échangeur 35 permettant de maintenir le mélange à la température requise. Ce réservoir 31 est par ailleurs équipé d'un capteur de pression 36 et d'un capteur de température 37. Le réservoir 31 est relié au circuit frigorifique 1 au travers d'un circuit comprenant notamment les organes suivants : une vanne d'isolement 38, un débitmètre massique 44, un manomètre 45, un filtre 46, un bloc de distribution 47.

Une soupape 42, placée en amont du débitmètre massique 44, est raccordée à une canalisation de décharge 43. La liaison entre le bloc de distribution 47 et le circuit frigorifique 1 est réalisée par deux canaux distincts, un canal 50 connecté à la partie haute pression du circuit frigorifique 1 et un canal 49 connecté à la partie basse pression du circuit frigorifique 1.

La connexion des canaux 49 et 50 au circuit frigorifique 1 peut être obtenue par les moyens usuels de l'état de la technique, en fonction du type de circuit frigorifique 1 et du domaine d'application. Les lignes d'alimentation en dérivés fluorés d'hydrocarbures 28 et 29 comprennent notamment chacune une première vanne d'isolement 60, un manomètre 63, un débitmètre massique 65, et une deuxième vanne d'isolement 67. La ligne d'alimentation en CO2 27 comprend notamment une première vanne d'isolement 61, un régulateur de débit 62, un manomètre 64, un débitmètre massique 66 et une deuxième vanne d'isolement 68.

De nouveau, sur le réseau d'alimentation en 002, en amont de la ligne d'alimentation 27, sont placés des équipements permettant de porter le CO2 en phase gazeuse, à la pression et à la température requises pour le remplissage du circuit frigorifique 1. De même, sur les réseaux d'alimentation en fluides dérivés fluorés d'hydrocarbures, en amont des lignes d'alimentation 28 et 29, sont placés des équipements permettant de porter les fluides en phase liquide, à la pression et à la température requises pour le remplissage du circuit frigorifique 1. On rappelle que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisations décrit ci- dessus dans lesquels il est question de remplir le circuit frigorifique 1 avec un mélange comprenant deux fluides dérivés fluorés d'hydrocarbures et un seul fluide inorganique. Ainsi, il est possible de remplir un mélange selon le procédé de l'invention, et avec le dispositif décrit ci-dessus, un circuit frigorifique 1 avec un mélange qui comprendrait un seul dérivé fluoré d'hydrocarbure, ou plus de deux dérivés fluorés d'hydrocarbures éventuellement préalablement pré-mélangés, et/ou qui comprendrait plusieurs fluides inorganiques. Selon les proportions du mélange, le choix des paramètres thermodynamiques permet de maintenir l'homogénéité du mélange et une cadence de remplissage suffisante.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de remplissage d'un circuit frigorifique (1) par injection d'un mélange réfrigérant, ce mélange réfrigérant comprenant au moins un premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) et au moins un fluide réfrigérant inorganique (5, 27), le premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) comportant au moins un dérivé fluoré d'hydrocarbure ((6, 7), (28, 29)), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : mise à disposition du premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) en phase liquide, ajout du fluide réfrigérant inorganique (5, 27) au premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)), mélange du premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) et du fluide réfrigérant inorganique (5, 27) de sorte d'obtenir un mélange réfrigérant homogène.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) comporte au moins deux dérivés fluorés d'hydrocarbures ((6, 7), (28, 29)), et en ce que ces deux dérivés fluorés d'hydrocarbures ((6, 7), (28, 29)) sont mélangés, préalablement à l'étape de mise à disposition du premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) en phase liquide, et dans des proportions requises pour l'obtention du mélange réfrigérant, en sorte d'obtenir un pré-mix ((6, 7), (28, 29)).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mélange du premier fluide réfrigérant (28, 29) et du fluide réfrigérant inorganique (27) est réalisé avant l'injection du mélange réfrigérant dans le circuit frigorifique (1),
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélange du premier fluide réfrigérant (28, 29) et du fluide réfrigérant inorganique (27) est réalisé en parallèle d'une mise au vide du circuit frigorifique (1).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mélange du premier fluide réfrigérant (6, 7) et du fluide réfrigérant inorganique (5) est réalisé dans le circuit frigorifique (1).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier fluide réfrigérant (6,
7) est injecté dans le circuit frigorifique (1) avant le fluide réfrigérant inorganique (5).7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le mélange du premier fluide réfrigérant (6, 7) et du fluide réfrigérant inorganique (5) dans le circuit frigorifique (1) est obtenu hors temps de production, en comprimant le premier fluide réfrigérant (6, 7) et le fluide réfrigérant inorganique (5) dans le circuit frigorifique (1) au moyen d'un compresseur.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le circuit frigorifique (1) est mis au vide avant son remplissage.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le réfrigérant inorganique (5, 27) est en phase gazeuse lorsqu'il est ajouté au premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le réfrigérant inorganique (5, 27) est en phase liquide lorsqu'il est ajouté au premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le réfrigérant inorganique (5, 27) comprend du dioxyde de carbone ou de l'ammoniac.
12. Dispositif pour le remplissage d'un circuit frigorifique (1) par injection d'un mélange réfrigérant, ce mélange réfrigérant comprenant au moins un premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) et au moins un fluide réfrigérant inorganique (5, 27), le premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) comportant au moins un dérivé fluoré d'hydrocarbure ((6, 7), (28, 29)), caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'alimentation ((6, 7), (28, 29)) en premier fluide réfrigérant en phase liquide, un circuit d'alimentation (5, 27) en fluide réfrigérant inorganique (5, 27) apte à permettre l'ajout du fluide réfrigérant inorganique (5, 27) au premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) en phase liquide, et un dispositif de mélange (1, (31, 32)) apte à permettre le mélange du premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) et du fluide réfrigérant inorganique (5, 27) en sorte d'obtenir un mélange réfrigérant homogène.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation ((6, 7), (28, 29)) en premier fluide réfrigérant en phase liquide comprend aumoins un circuit d'alimentation (6, 28) en un dérivé fluoré d'hydrocarbure et au moins un circuit d'alimentation (7, 29) en un autre dérivé fluoré d'hydrocarbure.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le dispositif de mélange (31, 32) comprend un réservoir (31) apte à permettre la dissolution du réfrigérant inorganique (27) à l'état gazeux dans le premier fluide réfrigérant (28, 29) à l'état liquide et le mélange de ce réfrigérant inorganique (27) et de ce premier fluide réfrigérant (28, 29) avant injection du mélange réfrigérant dans le circuit frigorifique (1).
15. Dispositif selon la revendication 14 caractérisé en ce que le dispositif de mélange (31, 32) comprend un système (32) apte à favoriser la dissolution du réfrigérant inorganique (27) à l'état gazeux, notamment en augmentant la surface d'échange entre le premier fluide réfrigérant (28, 29) à l'état liquide et le réfrigérant inorganique (27) à l'état gazeux, en sorte d'augmenter l'homogénéisation du mélange réfrigérant avant son injection dans le circuit frigorifique (1).
16. Dispositif selon la revendication 15 caractérisé en ce que le système (32) comprend un circuit de recirculation (32) du mélange réfrigérant (4) formée dans le réservoir (31).
17. Dispositif selon la revendication 16 caractérisé en ce que le circuit de recirculation (32) comprend un échangeur (35) de sorte de maintenir le mélange réfrigérant à la température requise.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le dispositif de mélange (1) consiste dans le circuit frigorifique (1), en sorte de permettre le mélange du premier fluide réfrigérant (6, 7) et du fluide réfrigérant inorganique (5) directement dans le circuit frigorifique (1).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend une ligne de mise au vide (8, 30) apte à permettre la mise au vide du circuit frigorifique (1) avant son remplissage.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 19, caractérisé en ce 35 que le circuit d'alimentation (5, 27) en fluide réfrigérant inorganique (5, 27) est un circuitd'alimentation apte à permettre l'ajout du fluide réfrigérant inorganique (5, 27) en phase gazeuse au premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) en phase liquide.
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 19, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation (5, 27) en fluide réfrigérant inorganique (5, 27) est un circuit d'alimentation apte à permettre l'ajout du fluide réfrigérant inorganique (5, 27) en phase liquide au premier fluide réfrigérant ((6, 7), (28, 29)) en phase liquide.