FR3008172A1

FR3008172A1 - COLD PRODUCTION FACILITY COMPRISING IMPROVED CONDENSATION MEANS AND METHOD FOR IMPLEMENTING THE SAME

Info

Publication number: FR3008172A1
Application number: FR1301566A
Authority: FR
Inventors: Jean Francois Sailhan; Denis Portal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2015-01-09

Abstract

Cette installation comprend une ligne (L) de circulation d'un fluide frigorigène, des moyens de compression (1) du réfrigérant, des moyens de condensation du réfrigérant comprimé, des moyens de détente (20) du réfrigérant condensé et des moyens d'évaporation (30) du réfrigérant détendu. Les moyens de condensation comprennent au moins un condenseur à air (10) et au moins un condenseur à eau (50), cette installation comprenant en outre des moyens (70) de mesure d'un paramètre représentatif de la température du réfrigérant, disposés entre le condenseur à eau et les moyens de détente, et des moyens de commande (LC3) propres à activer les moyens d'alimentation d'eau (51, 52) en réponse aux moyens de mesure. La condensation globale est assurée de façon efficace, quelles que soient les conditions opératoires, sans induire des coûts de fonctionnement inacceptables. De plus, les deux types de condenseur peuvent être mis en oeuvre dans des gammes de puissance optimales. Enfin cette installation peut être réalisée de façon simple, à partir d'installations existantes utilisant un condenseur à air.This installation comprises a refrigerant circulation line (L), refrigerant compression means (1), compressed refrigerant condensing means, condensed refrigerant expansion means (20) and evaporation means. (30) expanded refrigerant. The condensation means comprise at least one air condenser (10) and at least one water condenser (50), this installation further comprising means (70) for measuring a parameter representative of the refrigerant temperature, arranged between the water condenser and the expansion means, and control means (LC3) capable of activating the water supply means (51, 52) in response to the measuring means. The overall condensation is effectively ensured, whatever the operating conditions, without inducing unacceptable operating costs. In addition, both types of condenser can be implemented in optimal power ranges. Finally this installation can be carried out in a simple way, from existing installations using an air condenser.

Description

OINSTALLATION DE PRODUCTION DE FROID COMPRENANT DES MOYENS DE CONDENSATION PERFECTIONNES ET SON PROCEDE DE MISE EN OEUVRE La présente invention concerne une installation de production de froid, ainsi qu'un procédé visant à la mise en oeuvre de cette installation. L'invention vise plus particulièrement, mais non exclusivement, la production de froid à usage industriel ou commercial. L'invention vise la production de froid négatif, c'est-à-dire à une température inférieure à 0°C, mais aussi de froid positif, c'est-à-dire à une température supérieure à 0°C et inférieure à 20°C. De façon habituelle, du froid est produit en faisant circuler un fluide frigorigène, ou réfrigérant, le long d'une ligne de circulation s'étendant en général selon une boucle fermée. Un compresseur dirige tout d'abord le réfrigérant à haute pression vers un condenseur, dans lequel ce réfrigérant passe de l'état gazeux à l'état liquide et cède par conséquent des calories. Le froid est donc produit, en majeure partie, durant cette étape de condensation. Puis le réfrigérant condensé traverse un détendeur, où il subit une chute de pression tout en restant majoritairement à l'état liquide. Le réfrigérant détendu est ensuite dirigé vers un évaporateur, où la partie liquide du réfrigérant passe à l'état gazeux et absorbe les calories présentes au voisinage de cet évaporateur. Le réfrigérant évaporé est enfin aspiré par le compresseur, de sorte que le cycle se renouvelle autant que nécessaire pour obtenir et maintenir la température voulue. On connait par EP-A-1 357 338 une installation frigorifique comprenant deux circuits parallèles ayant une partie commune, chaque circuit étant adapté pour obtenir une température dans une plage donnée. Une telle installation est particulièrement adaptée pour produire du froid jusqu'à -45°C. Néanmoins, le rendement d'une telle installation, comme d'autres installations connues, n'est pas optimal à toutes températures ambiantes.The present invention relates to a cold production plant, as well as to a method for the implementation of this installation. The invention is more particularly, but not exclusively, the production of cold for industrial or commercial use. The invention relates to the production of negative cold, that is to say at a temperature below 0 ° C, but also positive cold, that is to say at a temperature above 0 ° C and below 20 ° C. Usually, cold is produced by circulating a refrigerant, or refrigerant, along a flow line generally extending in a closed loop. A compressor first directs the high-pressure refrigerant to a condenser, in which this refrigerant passes from the gaseous state to the liquid state and consequently gives off calories. The cold is produced, for the most part, during this condensation step. Then the condensed refrigerant passes through a pressure reducer, where it undergoes a pressure drop while remaining mostly in the liquid state. The expanded refrigerant is then directed to an evaporator, where the liquid portion of the refrigerant goes into the gaseous state and absorbs the calories present in the vicinity of this evaporator. The evaporated refrigerant is finally sucked by the compressor, so that the cycle is renewed as much as necessary to obtain and maintain the desired temperature. EP-A-1 357 338 discloses a refrigeration plant comprising two parallel circuits having a common part, each circuit being adapted to obtain a temperature within a given range. Such an installation is particularly suitable for producing cold down to -45 ° C. Nevertheless, the efficiency of such an installation, like other known installations, is not optimal at all ambient temperatures.

L'invention vise plus particulièrement les moyens de condensation, mis en oeuvre lors de la production de froid par une installation utilisant un condenseur. Une première solution connue fait appel à un ou plusieurs condenseur(s) à air, équipé d'un serpentin interne dans lequel circule un réfrigérant, lequel est refroidi par l'air périphérique. Cette circulation peut être statique, à savoir que l'air circule par convection naturelle autour du condenseur. A titre d'alternative, cette circulation peut être forcée, grâce à l'utilisation d'un ou de plusieurs ventilateur(s). Cependant un tel condenseur présente certaines limites, en particulier lorsque l'air de refroidissement présente une température élevée. Ceci peut survenir en période estivale, ou encore lorsque l'installation de production de froid se trouve dans un environnement industriel qui dégage beaucoup de chaleur, par exemple à proximité d'appareils de cuisson et/ou lorsque l'installation est dans un lieu confiné et pas ou peu ventilé. Une seconde solution connue fait appel à un ou plusieurs condenseur(s) à eau, dans lequel le réfrigérant est refroidi par l'eau par l'intermédiaire d'un échangeur. De façon typique, le réfrigérant circule à la périphérie de tubes, dans lesquels l'eau est mise en mouvement en vue de l'échange de chaleur. Un tel condenseur à eau permet de remédier aux inconvénients du condenseur à air, puisque son efficacité est satisfaisante même en cas de température ambiante élevée, à savoir supérieure à 25°C. En revanche, ce condenseur à eau est coûteux, notamment car il consomme de grandes quantités d'eau. Ceci étant précisé, l'invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur évoqués ci-dessus. Elle vise en particulier à proposer une installation de production de froid, dont les moyens de condensation présentent une efficacité satisfaisante, quelle que soit la température ambiante. Elle vise en outre à proposer une telle installation, dont la consommation énergétique est raisonnable. L'invention vise enfin une telle installation, qui peut être construite de manière commode, soit comme installation neuve soit à partir d'une installation existante.The invention relates more particularly to the condensing means used during the production of cold by an installation using a condenser. A first known solution uses one or more air condenser (s), equipped with an internal coil in which circulates a refrigerant, which is cooled by the peripheral air. This circulation can be static, namely that the air circulates by natural convection around the condenser. Alternatively, this circulation can be forced through the use of one or more fans (s). However, such a condenser has certain limitations, particularly when the cooling air has a high temperature. This can occur during the summer months, or when the cold production plant is in an industrial environment that releases a lot of heat, for example near cooking appliances and / or when the installation is in a confined space. and not or poorly ventilated. A second known solution uses one or more condenser (s) water, wherein the refrigerant is cooled by water through an exchanger. Typically, the refrigerant circulates around the periphery of tubes, in which water is set in motion for heat exchange. Such a water condenser makes it possible to remedy the drawbacks of the air condenser, since its efficiency is satisfactory even in the case of a high ambient temperature, namely greater than 25.degree. On the other hand, this water condenser is expensive, especially since it consumes large quantities of water. That being said, the invention aims to overcome the disadvantages of the prior art mentioned above. It aims in particular to provide a cold production facility, the means of condensation have a satisfactory efficiency, regardless of the ambient temperature. It also aims to provide such a facility, whose energy consumption is reasonable. The invention finally aims at such an installation, which can be conveniently constructed either as a new installation or from an existing installation.

A cet effet, l'invention a pour objet une installation de production de froid, comprenant - une ligne de circulation d'un fluide frigorigène, ou réfrigérant, ainsi que, disposés selon le sens d'écoulement du réfrigérant dans la ligne de circulation : - des moyens de compression du réfrigérant, - des moyens de condensation du réfrigérant comprimé, - des moyens de détente du réfrigérant comprimé, - des moyens d'évaporation du réfrigérant détendu, caractérisée en ce que les moyens de condensation comprennent au moins un condenseur à air, ainsi qu'au moins un condenseur à eau disposé entre le condenseur à air et les moyens de détente, ce condenseur à eau comprenant des moyens d'alimentation d'eau dans le volume intérieur de ce condenseur, cette installation comprenant en outre des moyens de mesure d'au moins un paramètre représentatif de la température du réfrigérant, ces moyens de mesure étant disposés entre le condenseur à eau et les moyens de détente, ainsi que des moyens de commande propres à activer les moyens d'alimentation d'eau en réponse aux moyens de mesure. Contrairement aux solutions connues qui utilisent, soit un condenseur à air, soit un condenseur à eau, l'invention utilise, si besoin à la fois, une condensation par air et une condensation par eau. En service normal, seule la condensation à air est mise en oeuvre par l'invention, de façon connue en soi. Puis, si la mesure d'un paramètre du réfrigérant se situe en dehors d'une plage de valeur prédéfinie, la condensation à eau est également utilisée, afin de compléter la condensation par air.For this purpose, the subject of the invention is a cold production installation, comprising - a refrigerant or refrigerant circulation line and, arranged in the direction of flow of the refrigerant in the circulation line: refrigerant compression means, compressed refrigerant condensation means, compressed refrigerant expansion means, expanded refrigerant evaporation means, characterized in that the condensation means comprise at least one condenser air, as well as at least one water condenser disposed between the air condenser and the expansion means, this water condenser comprising water supply means in the interior volume of this condenser, this installation further comprising means for measuring at least one parameter representative of the temperature of the refrigerant, these measuring means being arranged between the water condenser and the means of holding e, and control means adapted to activate the water supply means in response to the measuring means. Unlike known solutions that use either an air condenser or a water condenser, the invention uses air condensation and water condensation if required. In normal operation, only the air condensation is implemented by the invention, in a manner known per se. Then, if the measurement of a refrigerant parameter is outside a predefined value range, water condensation is also used, in order to complete the air condensation.

De façon typique, le paramètre mesuré du réfrigérant est représentatif de sa température à l'intérieur de la ligne de circulation. Ce paramètre peut, par exemple, être la température proprement dite, mais aussi la pression. On conçoit que, si ce paramètre n'est plus dans la plage prédéfinie, correspondant à un fonctionnement satisfaisant, ceci signifie que l'action du condenseur à air n'est plus suffisante.Typically, the measured refrigerant parameter is representative of its temperature within the circulation line. This parameter may, for example, be the actual temperature, but also the pressure. It can be seen that, if this parameter is no longer in the predefined range corresponding to a satisfactory operation, this means that the action of the air condenser is no longer sufficient.

Les moyens de condensation par eau sont alors activés. Cette activation correspond à une modification de la marche de l'installation, entre une configuration inactive où le condenseur à eau n'extrait sensiblement aucune calorie du réfrigérant, et une configuration active où ce condenseur à eau extrait une fraction significative de ces calories. La configuration inactive peut correspondre à une situation où le réfrigérant ne circule pas dans le condenseur à eau. On peut aussi prévoir que le réfrigérant circule dans le condenseur. Dans ce dernier cas, le condenseur peut être vide d'eau, ou bien contenir de l'eau qui n'extrait pas de calories, notamment parce qu'elle n'est pas mise en circulation. En revanche, dans la configuration active, le réfrigérant circule dans le condenseur et il y a extraction de calories par l'eau de condensation. L'homme du métier pourra prendre en compte différents paramètres opératoires en vue d'une extraction optimale, en particulier le débit et/ou la température de l'eau.The water condensation means are then activated. This activation corresponds to a change in the operation of the installation, between an inactive configuration where the water condenser substantially removes no calorie refrigerant, and an active configuration where this water condenser extracts a significant fraction of these calories. The inactive configuration may correspond to a situation where the refrigerant does not circulate in the water condenser. It is also possible that the refrigerant circulates in the condenser. In the latter case, the condenser may be empty of water, or contain water that does not extract calories, especially because it is not circulated. On the other hand, in the active configuration, the refrigerant circulates in the condenser and there is extraction of calories by the condensation water. The skilled person can take into account different operating parameters for optimal extraction, in particular the flow rate and / or the temperature of the water.

En configuration active du condenseur à eau, l'efficacité globale des moyens de condensation est supérieure à celle permise par le seul condenseur à air. On conçoit donc que cette double action a tendance à ramener la valeur du paramètre dans sa plage optimale. Lorsque ceci est identifié par les moyens de mesure, le condenseur à eau repasse dans sa configuration inactive, de sorte que seul le condenseur à air est à nouveau mis en oeuvre. L'invention permet d'atteindre les objectifs précédemment mentionnés. En effet, l'invention prévoit une condensation par eau, qui peut venir en complément de la condensation par air. De la sorte, la condensation globale est assurée de façon efficace, quelles que soient les conditions opératoires. De plus, cet appoint de condensation par eau est utilisé uniquement de façon ponctuelle, ce qui n'augmente pas de façon excessive les coûts de fonctionnement. On notera en outre que, grâce à l'invention, les deux types de condenseur peuvent être mis en oeuvre dans des gammes de puissance optimales. Ceci est avantageux car la durée de vie de ces appareils est améliorée, tout en limitant les risques de fuite du fait que le risque de surpression est maitrisé. Par ailleurs, l'installation de l'invention peut être réalisée de façon simple, à partir d'installations existantes utilisant un condenseur à air. Dans ce cas le condenseur à eau, ainsi que les moyens de mesure et de commande, sont placés sur la ligne de circulation du réfrigérant, typiquement en aval du condenseur par air. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle installation peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le paramètre représentatif de la température du réfrigérant est la pression du réfrigérant dans la ligne de circulation, immédiatement en aval du condenseur à eau. Ceci assure une mesure représentative, puisque la pression du réfrigérant est peu influencée par les conditions extérieures, contrairement à la température de ce réfrigérant étant donné les lois physiques régissant les relations entre température et pression d'un gaz à volume constant. - l'installation comprend en outre des moyens de purge d'eau en dehors du volume intérieur du condenseur. - l'installation comprend en outre des moyens de mesure de la température de l'eau dans le condenseur, ainsi que des moyens de commande secondaires, propres à activer les moyens d'alimentation d'eau et/ou les moyens de purge d'eau, en réponse à ces moyens de mesure de la température de l'eau. L'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre de l'installation ci-dessus, dans lequel : - on définit une plage de consigne du paramètre représentatif de la température du réfrigérant - on actionne les moyens d'alimentation d'eau lorsque la valeur mesurée du paramètre est en dehors de cette plage de consigne. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel procédé peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - on actionne les moyens d'alimentation d'eau lorsque la valeur mesurée du paramètre est supérieure à une valeur seuil prédéfinie. - on actionne les moyens d'alimentation d'eau lorsque la pression du réfrigérant, immédiatement en aval du condenseur à eau, est supérieure à une valeur seuil dépendant du gaz employé. Cette valeur est, par exemple, comprise entre 5 bar et 20 bar pour les gaz couramment utilisés. - on actionne les moyens de purge d'eau lorsque la température de l'eau dans le condenseur est inférieure à une valeur seuil comprise entre 2°C et 4°C. - on actionne les moyens d'alimentation d'eau lorsque la température de l'eau dans le condenseur est supérieure à une valeur seuil comprise entre 35°C et 45°C. L'invention a enfin pour objet un procédé de modification d'une installation de production de froid, laquelle comprend : - une ligne de circulation d'un fluide frigorigène, ou réfrigérant, ainsi que, disposés selon le sens d'écoulement du réfrigérant dans la ligne de circulation : - des moyens de compression du réfrigérant, - des moyens de condensation par air du réfrigérant comprimé, - des moyens de détente du réfrigérant condensé, - des moyens d'évaporation du réfrigérant détendu, caractérisé en ce qu'on intercale, entre les moyens de condensation par air et les moyens de détente, au moins un condenseur à eau comprenant des moyens d'alimentation d'eau dans le volume intérieur de ce condenseur, et on prévoit en outre des moyens de mesure d'au moins un paramètre représentatif de la température du réfrigérant, entre le condenseur à eau et les moyens de détente, ainsi que des moyens de commande propres à activer les moyens d'alimentation d'eau en réponse aux moyens de mesure. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins suivants dans lesquels: - La figure 1 est une vue schématique d'une installation de production de froid conforme à un mode de réalisation de l'invention. L'installation de production de froid conforme à l'invention, reproduite en figure 1, comprend à la fois des moyens de condensation par air et des moyens de condensation par eau. Elle est tout d'abord pourvue de différents éléments mécaniques, qui équipent une installation de production de froid classique faisant intervenir uniquement des moyens de condensation par air. Ces éléments mécaniques, qui sont connus en soi et dont la structure ne sera pas décrite plus en détail dans ce qui suit, sont les suivants : - une ligne de circulation L, en boucle fermée, à l'intérieur de laquelle circule un fluide frigorigène, encore dénommé réfrigérant, de tout type approprié. La progression du réfrigérant dans la ligne L, matérialisée par les flèches F, s'opère selon le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'exemple ; - un compresseur 1 assurant la circulation et la mise en pression du réfrigérant, ainsi qu'un pressostat 2 à basse pression, prévu du côté de l'entrée de ce compresseur ; - un condenseur à air 10, prévu immédiatement en aval du compresseur, en référence au sens de circulation du réfrigérant. Ce condenseur 10 est associé à un ventilateur 11, ainsi qu'à une sonde de température 12 qui est éventuellement ajoutée à l'installation lorsque celle-ci en est dépourvue d'origine. - un détendeur 20, qui est placé en aval du condenseur à air 10, ainsi que d'un condenseur à eau décrit plus en détail dans ce qui suit ; - un évaporateur 30, qui est placé en aval du détendeur 20, associé à son ventilateur 31 ; un bulbe 21, c'est-à-dire un organe de régulation du débit de fluide en fonction de la température du détendeur 20, est prévu immédiatement en aval de cet évaporateur 30 ; - une réserve de liquide 40, associée à un pressostat de sécurité 41, un déshydrateur 42, un voyant liquide 43 et une électrovanne 44. Ces éléments 40 à 44 sont intercalés entre le condenseur à eau, qui va être décrit ci-après, et le détendeur 20. Dans un mode de réalisation non illustré, la réserve de liquide est avantageusement formée par le condenseur à eau 50.In the active configuration of the water condenser, the overall efficiency of the condensing means is greater than that permitted by the single air condenser. It is therefore conceivable that this double action tends to reduce the value of the parameter to its optimum range. When this is identified by the measuring means, the water condenser returns to its inactive configuration, so that only the air condenser is again implemented. The invention achieves the previously mentioned objectives. Indeed, the invention provides a condensation by water, which can come in addition to the air condensation. In this way, the overall condensation is ensured effectively, regardless of the operating conditions. In addition, this extra water condensation is used only punctually, which does not excessively increase operating costs. Note further that, thanks to the invention, the two types of condenser can be implemented in optimal power ranges. This is advantageous because the life of these devices is improved, while limiting the risk of leakage because the risk of overpressure is controlled. Furthermore, the installation of the invention can be carried out in a simple manner, from existing installations using an air condenser. In this case the water condenser, as well as the measuring and control means, are placed on the refrigerant circulation line, typically downstream of the air condenser. According to advantageous but non-obligatory aspects of the invention, such an installation may comprise one or more of the following characteristics: the parameter representative of the refrigerant temperature is the refrigerant pressure in the circulation line, immediately downstream of the condenser at water. This assures a representative measurement, since the refrigerant pressure is little influenced by external conditions, unlike the temperature of this refrigerant given the physical laws governing the relationship between temperature and pressure of a constant volume gas. - The installation further comprises means for purging water outside the interior volume of the condenser. the installation further comprises means for measuring the temperature of the water in the condenser, as well as secondary control means capable of activating the water supply means and / or the purge means; water, in response to these means for measuring the temperature of the water. The subject of the invention is also a process for implementing the above installation, in which: a set point range of the parameter representative of the refrigerant temperature is defined; the water supply means is actuated; when the measured value of the parameter is outside this set range. According to advantageous but non-mandatory aspects of the invention, such a method may comprise one or more of the following characteristics: the water supply means are actuated when the measured value of the parameter is greater than a predefined threshold value. the water supply means are actuated when the pressure of the refrigerant, immediately downstream of the water condenser, is greater than a threshold value depending on the gas used. This value is, for example, between 5 bar and 20 bar for commonly used gases. the means for purging water are actuated when the temperature of the water in the condenser is lower than a threshold value of between 2 ° C. and 4 ° C. the water supply means are actuated when the temperature of the water in the condenser is greater than a threshold value of between 35 ° C. and 45 ° C. Finally, the subject of the invention is a method for modifying a cold production installation, which comprises: a refrigerant or refrigerant circulation line, as well as arranged in the direction of flow of the refrigerant in the circulation line: - means for compressing the refrigerant, - means for condensing the compressed refrigerant by air, - means for expanding the condensed refrigerant, - means for evaporation of the refrigerant, characterized in that between the air condensation means and the expansion means, at least one water condenser comprising water supply means in the interior volume of this condenser, and there is further provided measuring means of at least one a parameter representative of the temperature of the refrigerant, between the water condenser and the expansion means, and control means adapted to activate the water supply means in response to the means of measurement. The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly on reading the description which follows, given by way of nonlimiting example and with reference to the following drawings in which: FIG. 1 is a schematic view of a cold production plant according to one embodiment of the invention. The cold production plant according to the invention, reproduced in FIG. 1, comprises both air condensation means and water condensation means. It is first of all provided with different mechanical elements, which equip a conventional cold production installation involving only means of air condensation. These mechanical elements, which are known per se and whose structure will not be described in more detail in the following, are the following: a closed loop circulation line L, inside which a refrigerant circulates , also called refrigerant, of any suitable type. The progress of the refrigerant in the line L, materialized by the arrows F, operates in the opposite direction of clockwise in the example; a compressor 1 ensuring the circulation and pressurization of the refrigerant, as well as a pressure switch 2 at low pressure, provided on the inlet side of this compressor; an air condenser 10, provided immediately downstream of the compressor, with reference to the direction of circulation of the refrigerant. This condenser 10 is associated with a fan 11, and a temperature sensor 12 which is optionally added to the installation when it is devoid of origin. an expander 20, which is placed downstream of the air condenser 10, as well as a water condenser described in more detail in the following; an evaporator 30, which is placed downstream of the expander 20, associated with its fan 31; a bulb 21, that is to say a fluid flow control member as a function of the temperature of the expander 20, is provided immediately downstream of this evaporator 30; a reserve of liquid 40, associated with a safety pressure switch 41, a dehydrator 42, a liquid sighting 43 and a solenoid valve 44. These elements 40 to 44 are interposed between the water condenser, which will be described hereinafter, and In a non-illustrated embodiment, the reserve of liquid is advantageously formed by the water condenser 50.

L'installation conforme à l'invention comprend, outre les éléments mécaniques classiques décrits ci-dessus, un condenseur à eau 50 de tout type approprié. A titre d'exemple non limitatif, le volume intérieur de ce condenseur est équipé d'une multiplicité de tubes dans lesquels circule le réfrigérant, depuis la ligne de circulation L. De plus, de l'eau circule à la périphérie de ces différents tubes, de façon à extraire les calories produites lors de la compression de ce réfrigérant. Cette eau est alimentée dans le condenseur 50 depuis une ligne 51, pourvue d'une vanne 52. Après circulation dans ce condenseur, l'eau est évacuée via une ligne 53. Une ligne supplémentaire 54, associée à une vanne 55, assure une purge éventuelle de cette eau de condensation. De plus une sonde 60, de tout type approprié, permet de mesurer la température de l'eau à l'intérieur du condenseur 50. Cette sonde de température 60 est reliée aux deux vannes 52 et 55, par des lignes de commande respectives LC1 et LC2. Immédiatement en aval du condenseur 50, une sonde supplémentaire 70 permet de mesurer la pression du réfrigérant à l'intérieur de la ligne de circulation. Cette sonde, de tout type approprié, est par exemple à tension ou à intensité variable. Cette sonde de pression 70 est reliée à la vanne d'alimentation 52 par une ligne de commande LC3. La mise en oeuvre de l'installation, décrite ci-dessus, va maintenant être explicitée dans ce qui suit.The installation according to the invention comprises, in addition to the conventional mechanical elements described above, a water condenser 50 of any suitable type. By way of nonlimiting example, the internal volume of this condenser is equipped with a multiplicity of tubes in which the refrigerant circulates, from the circulation line L. In addition, water circulates at the periphery of these different tubes. , so as to extract the calories produced during the compression of this refrigerant. This water is fed into the condenser 50 from a line 51, provided with a valve 52. After circulation in this condenser, the water is discharged via a line 53. An additional line 54, associated with a valve 55, provides a purge possible this condensation water. In addition, a probe 60, of any appropriate type, makes it possible to measure the temperature of the water inside the condenser 50. This temperature probe 60 is connected to the two valves 52 and 55 by respective control lines LC 1 and LC2. Immediately downstream of the condenser 50, an additional probe 70 makes it possible to measure the pressure of the refrigerant inside the circulation line. This probe, of any appropriate type, is for example voltage or variable intensity. This pressure sensor 70 is connected to the supply valve 52 by a control line LC3. The implementation of the installation, described above, will now be explained in the following.

On fait circuler un réfrigérant, par exemple du chlorodifluorométhane plus connu sous la dénomination R22, le long de la ligne de circulation L, selon les flèches F. De façon typique, la pression, pour une température donnée du réfrigérant, est dans les gammes suivantes : entre le compresseur 1 et le condenseur amont à air 10 : 10 bar à 20 bar, - entre le condenseur aval à eau 50 et le détendeur 20: 10 bar à 20 bar, entre le détendeur 20 et l'évaporateur 30: 2 bar à 5 bar, entre l'évaporateur 30 et le compresseur 1: 2 bar à 5 bar. On choisit en outre une pression de consigne du réfrigérant, immédiatement en aval du condenseur à eau 50. Cette pression de consigne, qui présente une valeur typiquement comprise entre 10 bar et 15 bar va être comparée à la pression instantanée, mesurée par la sonde 70. On conçoit que cette pression du réfrigérant est représentative de la température de ce réfrigérant, immédiatement en aval du condenseur à eau. La condensation du réfrigérant est tout d'abord assurée uniquement par l'intermédiaire du condenseur à air 10. Tant que la pression mesurée par la sonde 70 est inférieure à la pression de consigne, le condenseur à eau 50 est inactif. Ceci peut signifier que le volume intérieur de ce condenseur est vide d'eau. A titre d'alternative, de l'eau peut éventuellement être présente dans ce condenseur, mais dans des conditions telles (faible quantité, absence de circulation,...) qu'elle ne permet pas une extraction des calories du réfrigérant. On peut aussi prévoir que, dans la configuration inactive du condenseur à eau, ce dernier n'est pas traversé par le réfrigérant, qui circule par exemple dans une ligne de dérivation, non représentée, reliant directement le condenseur à air à la réserve 40. On suppose désormais que la pression mesurée par la sonde est supérieure ou égale à la valeur de consigne. Ceci signifie que la pression, et donc la température du réfrigérant, se sont élevées de façon telle que la marche satisfaisante de l'installation n'est plus garantie. La sonde 70 commande alors la vanne 52, via la ligne LC3, ce qui provoque une arrivée d'eau dans le condenseur 50, via la ligne d'alimentation 51. Ceci permet de mettre en échange de chaleur cette eau et le réfrigérant, de manière à en extraire des calories. Durant cette phase de circulation d'eau, si la sonde 60 mesure une température d'eau supérieure à une valeur déterminée, typiquement comprise entre 35°C et 45°C, elle commande l'électrovanne 52, via la ligne LC1. Ceci permet de remplacer le volume d'eau dans le condenseur, via la ligne 51, de manière à abaisser la température de cette eau. En revanche, si la sonde 60 mesure une température d'eau inférieure à une valeur déterminée, typiquement comprise entre 2°C et 4°C, elle commande la vanne 55, via la ligne LC2. Ceci permet de purger tout ou partie de l'eau hors du condenseur, via la ligne 54, afin d'éviter le gel de cette eau.A refrigerant, for example chlorodifluoromethane, better known under the name R22, is circulated along the circulation line L, according to the arrows F. Typically, the pressure for a given temperature of the refrigerant is in the following ranges : between the compressor 1 and the upstream air condenser 10: 10 bar at 20 bar, - between the downstream water condenser 50 and the 20: 10 bar expansion valve at 20 bar, between the expander 20 and the 30: 2 bar evaporator at 5 bar, between the evaporator 30 and the compressor 1: 2 bar at 5 bar. In addition, a refrigerant setpoint pressure is selected immediately downstream of the water condenser 50. This setpoint pressure, which has a value typically between 10 bar and 15 bar, will be compared with the instantaneous pressure as measured by the probe 70. It is understood that this refrigerant pressure is representative of the temperature of this refrigerant, immediately downstream of the water condenser. The condensation of the refrigerant is first ensured only through the air condenser 10. As long as the pressure measured by the probe 70 is lower than the set pressure, the water condenser 50 is inactive. This may mean that the interior volume of this condenser is empty of water. As an alternative, water may possibly be present in this condenser, but under such conditions (small amount, no circulation, ...) that it does not allow extraction of calories from the refrigerant. It can also be provided that, in the inactive configuration of the water condenser, the latter is not traversed by the refrigerant, which circulates for example in a bypass line, not shown, directly connecting the air condenser to the reserve 40. It is now assumed that the pressure measured by the probe is greater than or equal to the set value. This means that the pressure, and therefore the temperature of the refrigerant, has risen so that the satisfactory operation of the installation is no longer guaranteed. The probe 70 then controls the valve 52, via the line LC3, which causes a water inlet in the condenser 50, via the supply line 51. This makes it possible to put in heat exchange this water and the refrigerant, of to extract calories. During this water circulation phase, if the probe 60 measures a water temperature higher than a determined value, typically between 35 ° C. and 45 ° C., it controls the solenoid valve 52, via the line LC1. This makes it possible to replace the volume of water in the condenser, via line 51, so as to lower the temperature of this water. On the other hand, if the probe 60 measures a water temperature lower than a determined value, typically between 2 ° C. and 4 ° C., it controls the valve 55, via the line LC 2. This makes it possible to purge all or part of the water out of the condenser, via the line 54, in order to avoid the freezing of this water.

Dans la mesure où l'eau chassée par l'électrovanne 52 est susceptible de sortir à une température élevée, pouvant atteindre 60°C, un circulateur, dans un mode de réalisation non illustré, est placé entre l'électrovanne 52 et le condenseur 50. Ce circulateur optimise la dissipation des calories. L'eau ainsi refroidie est ensuite redirigée vers le condenseur. Avantageusement des clapets anti-retour évitent tout retour d'eau dans le circulateur ou dans le circuit d'alimentation en eau. En variante, il est possible de prévoir une récupération des calories provenant de l'eau chaude chassée par l'électrovanne 52 pour, par exemple, assurer, au moins en partie, le chauffage d'un bâtiment. La présence d'un circulateur participe également aux économies d'énergie en diminuant la consommation électrique. Le condenseur à eau reste dans sa configuration active, jusqu'à ce que la valeur de pression mesurée par la sonde soit à nouveau inférieure à la pression de consigne. La circulation d'eau est alors stoppée dans le condenseur, de sorte que seul le condenseur à air assure à nouveau l'opération de condensation du réfrigérant.Insofar as the water expelled by the solenoid valve 52 is capable of exiting at an elevated temperature of up to 60 ° C., a circulator, in a non-illustrated embodiment, is placed between the solenoid valve 52 and the condenser 50. This circulator optimizes the dissipation of calories. The water thus cooled is then redirected to the condenser. Advantageously, check valves prevent any return of water in the circulator or in the water supply circuit. Alternatively, it is possible to provide a recovery of calories from hot water driven by the solenoid valve 52 to, for example, provide, at least in part, the heating of a building. The presence of a circulator also contributes to energy savings by reducing power consumption. The water condenser remains in its active configuration until the pressure value measured by the probe is again below the set pressure. The circulation of water is then stopped in the condenser, so that only the air condenser again ensures the condensation operation of the refrigerant.

Avantageusement, on choisit une plage de consigne étroite afin d'optimiser le fonctionnement du condenseur à eau. A titre d'illustration, des essais menés avec le réfrigérant R22 et à une température de l'air ambiant de 42°C montrent que la pression du circuit est voisine de 23 bar pour une consommation électrique voisine de 5A lorsque le condenseur à eau n'est pas utilisé et, respectivement, une pression voisine de 14 bar et une consommation de 3A lorsque le condenseur à eau est en marche. Il a été également montré qu'avec le condenseur en fonctionnement, la production de frigories est effective jusqu'à des températures extérieures voisines de 53°C. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté. Ainsi, on peut prévoir d'utiliser plusieurs condenseurs à air et/ou plusieurs condenseurs à eau, qui peuvent être disposés en série ou en parallèle. Dans ce cas, la sonde de mesure du paramètre représentatif de la température du réfrigérant est placée en aval du condenseur à eau disposé le plus en aval.Advantageously, a narrow setpoint range is chosen in order to optimize the operation of the water condenser. By way of illustration, tests carried out with refrigerant R22 and at an ambient air temperature of 42 ° C. show that the pressure of the circuit is close to 23 bar for a power consumption close to 5A when the water condenser is not used and, respectively, a pressure close to 14 bar and a consumption of 3A when the water condenser is running. It has also been shown that with the condenser in operation, the production of frigories is effective up to outside temperatures close to 53 ° C. The invention is not limited to the example described and shown. Thus, it can be provided to use several air condensers and / or several water condensers, which can be arranged in series or in parallel. In this case, the measurement probe of the parameter representative of the temperature of the refrigerant is placed downstream of the water condenser arranged the most downstream.

En variante, on peut prévoir sur le circuit le montage de manomètres permettant un contrôle de sécurité de la pression en différents points. Dans un autre mode de réalisation non illustré, on utilise un autre paramètre de consigne que la pression. Il peut s'agir, par exemple, d'un ampérage donné. L'ampérage est représentatif de la consommation électrique de l'installation, étant entendu que celle-ci augmente lorsque la température extérieure augmente, du fait qu'il est nécessaire d'extraire plus de calories, ce qui induit un travail plus important de la part du compresseur de l'installation.10In a variant, it is possible to provide on the circuit the mounting of manometers allowing a security control of the pressure at various points. In another embodiment not illustrated, another setpoint parameter is used that the pressure. It may be, for example, a given amperage. The amperage is representative of the electrical consumption of the installation, it being understood that this increases when the outside temperature increases, because it is necessary to extract more calories, which induces a greater work of the part of the compressor of the installation.10

Claims

CLAIMS1.- Cold production installation, comprising - a line (L) for circulation of a refrigerant or refrigerant, and, arranged in the direction of flow of the refrigerant in the circulation line: - compression means (1) refrigerant, - condensation means (10, 50) of the compressed refrigerant, - expansion means (20) of the compressed refrigerant, - evaporation means (30) of the refrigerant expanded, characterized in that the condensation means comprise at least one air condenser (10), and at least one water condenser (50) disposed between the air condenser and the expansion means, said water condenser comprising supply means (51). , 52) of water in the interior volume of this condenser, this installation further comprising measuring means (70) for at least one parameter representative of the refrigerant temperature, these measuring means being arranged between the condenser and the condenser. and the expansion means, and control means (LC3) adapted to activate the water supply means in response to the measuring means.

2.- Installation according to claim 1, characterized in that the parameter representative of the refrigerant temperature is the refrigerant pressure in the circulation line, immediately downstream of the water condenser.

3.- Installation according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises means (54, 55) for purging water outside the interior volume of the condenser.

4.- Installation according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that it further comprises means (60) for measuring the water temperature in the condenser, as well as secondary control means (LC1, LC2), suitable for activating the water supply means and / or the water purging means, in response to these means for measuring the water temperature.

5. A method of implementation of the installation according to one of the preceding claims, wherein - one defines a set range of the parameter representative of the refrigerant temperature - actuates the water supply means (51). , 52) when the measured value of the parameter is outside this set range.

6. A method according to the preceding claim, wherein the water supply means is actuated when the measured value of the parameter is greater than a predefined threshold value.

7.- Method according to the preceding claim, for the implementation of an installation according to claim 2, wherein the water supply means is actuated when the pressure of the refrigerant, immediately downstream of the water condenser (50). ), is greater than a threshold value between 5 bar and 20 bar.

8.- Method according to one of claims 5 to 7, for the implementation of an installation according to claims 3 and 4, wherein the water purge means (54, 55) is actuated when the temperature of the water in the condenser is below a threshold value between 2 ° C and 4 ° C.

9.- Method according to one of claims 5 to 8, for the implementation of an installation according to claim 4, wherein the water supply means (51, 52) is actuated when the temperature of the The water in the condenser is above a threshold value between 35 ° C and 45 ° C.

10. A method of modifying a cold production installation, which comprises a line (L) for the circulation of a refrigerant or refrigerant, and arranged in the direction of flow of the refrigerant in the line. circulation means: - compression means (1) refrigerant- air condensing means (10) compressed refrigerant - expansion means (20) condensed condenser - evaporation means (30) expanded refrigerant, characterized in that at least one water condenser (50) comprising water supply means (51, 52) in the internal volume of the water is interposed between the air-condensing means and the expansion means. this condenser, and measuring means (70) of at least one parameter representative of the refrigerant temperature, between the water condenser and the expansion means, and control means (LC3) specific to activate the means of supply water ion 10 in response to the measuring means.