FR3077123A1 - COOLING DEVICE FOR REFRIGERATING DISPLAYS AND COLD CHAMBERS CONTAINED IN A BUILDING FOR STORING FRESH OR FROZEN FOODSTUFFS - Google Patents
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Abstract
Dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides contenues dans un bâtiment destiné à stocker des produits alimentaires frais ou congelés caractérisé par : Une boucle d'eau (a) maintenue à température constante, Un échangeur aéro-réfrigérant (b) placé à l'extérieur du bâtiment, recevant la boucle d'eau (a) refroidissant l'eau pour le passage forcé de l'air ambiant extérieur (c), Un module de stockage de froid (d) placé sur le départ de la boucle d'eau (a) et refroidissant cette dernière dès lors que la température extérieure au bâtiment ne permet plus le refroidissement de la boucle, Un module de production de froid (e) destiné à charger le module de stockage de froid (d), Un module d'aiguillage hydraulique (f) placé entre la boucle d'eau (a) et les différents modules d'échanges orientant l'alimentation de la boucle d'eau (a) vers le ou les modules approprié à fournir du froid, Un asservissement (g) dédié au fonctionnement de l'ensemble.Cooling device for refrigerated display cases and cold rooms contained in a building for storing fresh or frozen food products characterized by: A water loop (a) maintained at a constant temperature, Aero-refrigerant exchanger (b) placed at the outside the building, receiving the water loop (a) cooling water for the forced passage of ambient air outside (c), A cold storage module (d) placed on the start of the water loop (a) and cooling the latter when the temperature outside the building no longer allows the cooling of the loop, a cold generating module (e) for charging the cold storage module (d), a module of hydraulic switch (f) placed between the water loop (a) and the various exchange modules directing the supply of the water loop (a) to the appropriate module or modules to provide cold, servo (g ) dedicated to the operation of all.
Description
Dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et de chambres contenues dans un bâtiment destiné à stocker des produits alimentaires frais ou congelés (magasins, chambres froides)Cooling device for refrigerated display cases and rooms contained in a building intended to store fresh or frozen food products (stores, cold rooms)
DESCRIPTIONDESCRIPTION
L'invention est relative à un dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides contenues dans un bâtiment destiné à stocker des produits alimentaires frais ou congelés, selon un quadruple principe :The invention relates to a device for cooling refrigerated display cases and cold rooms contained in a building intended for storing fresh or frozen food products, according to a fourfold principle:
- de récupération des énergies extérieures au bâtiment pour assurer le refroidissement des appareils de stockage, dès lors que la température extérieure est inférieure ou égale à 20°C„- recovery of energies outside the building to ensure the cooling of storage devices, as soon as the outside temperature is less than or equal to 20 ° C „
- d'utilisation d'une boucle d'eau assurant le transfert énergétique des appareils vers l'extérieur, en lieu et place des dispositifs connus gaz ou glycolés,use of a water loop ensuring the energy transfer of the devices to the outside, in place of the known gas or glycol devices,
- de récupération des énergies dégagées par les appareils refroidis, aux fins d'être utilisées à d'autres besoins énergétiques au sein du bâtiment,- recovery of the energy released by the cooled appliances, in order to be used for other energy needs within the building,
- de production et de stockage de froid à des périodes dites creuses (nuit par exemple, où les appareils de refroidissement sont les moins sollicités) aux fins que ces ressources puissent être utilisées en période pleine, évitant ainsi les crêtes en matière de besoins énergétiques.- production and storage of cold at so-called low periods (night for example, when the cooling devices are least used) so that these resources can be used during the full period, thus avoiding peaks in terms of energy needs.
Etat des sachantState of knowing
Les magasins d'alimentation sont dotés d'un dispositif intégré au bâti ayant pour objet d'assurer le refroidissement des équipements électriques qui composent le magasin (réfrigérateurs principalement), de telle façon que les calories dégagées par ces équipements n'entravent pas la température à l'intérieur du bâtiment. Cette technologie est composée de deux modules que sont :Food stores have a built-in device designed to cool the electrical equipment that makes up the store (mainly refrigerators), so that the calories released by this equipment do not affect the temperature inside the building. This technology is composed of two modules that are:
- Un dispositif de production de froid qui rejette à l'extérieur les calories et produit le froid,- A cold production device which rejects calories outside and produces cold,
- Un réseau de distribution du froid qui alimente les équipements électriques assurant ainsi leur refroidissement.- A cold distribution network which supplies the electrical equipment thus ensuring their cooling.
- Deux problèmes ont été constatés relatifs à ces dispositifs :- Two problems have been noted relating to these devices:
Il est nécessaire d'évacuer en extérieur les calories produites par les équipements, alors que ces calories peuvent être utiles pour alimenter les besoins énergétiques du bâtiment,It is necessary to evacuate outside the calories produced by the equipment, while these calories can be useful to supply the energy needs of the building,
- Les magasins s'installent habituellement sous des immeubles, ce qui réduit l'espace extérieur potentiel à l'installation du dispositif d'évaporation des calories. De plus et compte tenue de la production énergétique importante devant être rejetée, il est nécessaire que les équipements extérieures d'évacuation soient dimensionnés en conséquence, ce qui provoque des désagréments à la fois d'espace (pollution visuelle, contrainte d'avoir l'espace nécessaire pour les installer) et sur le plan phonique (bruit conséquent provoqué par les souffleries).- Stores are usually installed under buildings, which reduces the potential outdoor space for the installation of the heat evaporation device. In addition and taking into account the significant energy production to be rejected, it is necessary that the external evacuation equipment is dimensioned accordingly, which causes both inconvenience of space (visual pollution, constraint of having the space required to install them) and on the sound level (consequent noise caused by wind tunnels).
L'état de la technologie de refroidissement est caractérisé historiquement par soit :The state of cooling technology is historically characterized by either:
- un réservoir de fluide frigorigène (gaz réfrigérant) comprimé à haute pression et à l'état gazeux, puis ensuite condensé (liquéfié) et détendu aux fins d'assurer le refroidissement des équipements. Ce premier dispositif, le plus répandu, a pour limites principales d'utiliser des quantités importantes de gaz frigorigène sont polluants et nocifs pour l'hêtre humain et l'environnement en général. Dès lors que des fluides interviennent dans ce dispositif les risques de pollution sont importants. Le Coefficient de Performance (dit COP) moyen des installations bâtis selon ce dispositif sont de l'ordre de 1,8 à 2,5.- a refrigerant tank (refrigerant gas) compressed at high pressure and in gaseous state, then condensed (liquefied) and expanded to cool the equipment. This first device, the most widespread, has the main limits of using large quantities of refrigerant gases are polluting and harmful to humans and the environment in general. As soon as fluids are involved in this device, the risks of pollution are significant. The average Coefficient of Performance (so-called COP) of the installations built according to this system is of the order of 1.8 to 2.5.
Un second dispositif, plus rare, existe reposant sur une technologie de production centralisée d'eau dotée d'un frigoporteur très basse température. Ce dispositif présente un inconvénient majeur en ce que le rendement énergétique est extrêmement dégradé par à la fois la nécessité d'un double échange et les pressions nécessaires au fonctionnement des compresseurs à basse température. Dans le cas de cette technologie le COP moyen constaté varie entre 1 et 1,3.A second device, more rare, exists based on a centralized water production technology equipped with a very low temperature refrigerant. This device has a major drawback in that the energy efficiency is extremely degraded by both the need for a double exchange and the pressures necessary for the operation of the compressors at low temperature. In the case of this technology, the average COP observed varies between 1 and 1.3.
Dans les deux dispositifs connus, la quantité globale de fluide frigorigène contenu reste très élevée.In the two known devices, the overall amount of refrigerant contained remains very high.
De plus tous les dispositifs ci-dessus exposés fonctionnent sur le même cycle chaque jour de l'année quelques soit la saisonnalité rencontrée, faisant reposer le fonctionnement sur un cycle thermodynamique unique, ce qui implique de dépenser plus de puissance que nécessaire en raison que les systèmes sont réglés pour fournir l'énergie nécessaire au point le plus faible.In addition, all of the above-described devices operate on the same cycle every day of the year, whatever the seasonality encountered, making the operation rest on a single thermodynamic cycle, which implies spending more power than necessary because the systems are tuned to provide the energy needed at the weakest point.
DescriptionDescription
L'invention est relative à un dispositif de refroidissement de vitrines frigorifiques et chambres froides contenues dans un bâtiment destiné à stocker des produits alimentaires frais ou congelés, selon un quadruple principe :The invention relates to a device for cooling refrigerated display cases and cold rooms contained in a building intended for storing fresh or frozen food products, according to a fourfold principle:
- de récupération des énergies extérieures au bâtiment pour assurer le refroidissement des appareils de stockage, dès lors que la température extérieure est inférieure ou égale à 20°C„- recovery of energies outside the building to ensure the cooling of storage devices, as soon as the outside temperature is less than or equal to 20 ° C „
- d'utilisation d'une boucle d'eau assurant le transfert énergétique des appareils vers l'extérieur, en lieu et place des dispositifs connus gaz ou glycolés,use of a water loop ensuring the energy transfer of the devices to the outside, in place of the known gas or glycol devices,
- de récupération des énergies dégagées par les appareils refroidis, aux fins d'être utilisées à d'autres besoins énergétiques au sein du bâtiment,- recovery of the energy released by the cooled appliances, in order to be used for other energy needs within the building,
- de production et de stockage de froid à des périodes dites creuses (nuit par exemple, où les appareils de refroidissement sont les moins sollicités) aux fins que ces ressources puissent être utilisées en période pleine, évitant ainsi les crêtes en matière de besoins énergétiques.- production and storage of cold at so-called low periods (night, for example, when the cooling devices are least used) so that these resources can be used during the full period, thus avoiding peaks in terms of energy needs.
Ce dispositif de refroidissement est caractérisé par :This cooling device is characterized by:
Une boucle d'eau (a) maintenue à température constante, pouvant s'émanciper de fluide frigoporteur, installée entre la salle des machines et chaque équipement se destinant à être refroidi, la dite boucle d'eau s'affranchissent d'un circuit frigorifique (composé de fluide frigorigène et d'équipements : compresseur, condenseur, détendeur, évaporateur) lorsque les températures extérieures au bâtiment sont faibles (<15°C),A water loop (a) maintained at constant temperature, capable of emancipating from coolant, installed between the engine room and each piece of equipment intended to be cooled, said water loop eliminates a refrigeration circuit (composed of refrigerant and equipment: compressor, condenser, expansion valve, evaporator) when the temperatures outside the building are low (<15 ° C),
Un échangeur aéro-réfrigérant (b) placé à l'extérieur du bâtiment, recevant la boucle d'eau (a) refroidissant l'eau pour le passage forcé de l'air ambiant extérieur (c), dès lors que la température extérieure est inférieure à 20°C,An air-cooling exchanger (b) placed outside the building, receiving the water loop (a) cooling the water for the forced passage of outside ambient air (c), as soon as the outside temperature is below 20 ° C,
Un module de stockage de froid (d) placé sur le départ de la boucle d'eau (a) et refroidissant cette dernière dès lors que la température extérieure au bâtiment ne permet plus le refroidissement de la boucle,A cold storage module (d) placed on the start of the water loop (a) and cooling the latter as soon as the temperature outside the building no longer allows the loop to cool,
Un module de production de froid (e) destiné à charger le module de stockage de froid (d), et pouvant venir en secours au refroidissement de la boucle d'eau (a) si le module de stock de froid n'a pas assez d'énergie,A cold production module (e) intended to charge the cold storage module (d), and which can come to the aid of cooling the water loop (a) if the cold storage module does not have enough energy,
Un module d'aiguillage hydraulique (f) placé entre la boucle d'eau (a) et les différents modules d'échanges aéro-réfrigérant (b), de stockage (d) et de production de froid (e), orientant l'alimentation de la boucle d'eau (a) vers le ou les modules approprié à fournir du froid,A hydraulic switch module (f) placed between the water loop (a) and the various air-cooling exchange modules (b), storage (d) and cold production (e), orienting the supply of the water loop (a) to the module or modules suitable for supplying cold,
Un asservissement (g) dédié au fonctionnement de l'ensemble.A control (g) dedicated to the operation of the assembly.
Le fonctionnement du dispositif se caractérise par quatre phases de fonctionnement :The operation of the device is characterized by four operating phases:
la première dit de « frecooling » utilisant uniquement l'échangeur aéro-réfrigérant (b) pour refroidir la boucle d'eau (a), la seconde mixant l'utilisation des modules échangeur aéroréfrigérant (b) avec le module de stockage de froid (d) dès lors que la température externe (c) est suffisante à refroidir la boucle d'eau, la troisième utilisant simultanément le module de production de froid (e) et celui aéroréfrigérant (b) lorsque le module de stockage de froid (d) ne fournit plus la puissance nécessaire au refroidissement de la boucle d'eau, la quatrième cumulant l'utilisation des modules aéro-réfrigérant (b) de production (e) et de stockage (d) de froid dans le but d'agir à la fois au stockage de froid tout en maintenant la boucle d'eau (a) en température.the first known as "frecooling" using only the air-cooling exchanger (b) to cool the water loop (a), the second mixing the use of the air-cooling exchanger modules (b) with the cold storage module ( d) as soon as the external temperature (c) is sufficient to cool the water loop, the third using simultaneously the cold production module (e) and the air cooler (b) when the cold storage module (d) no longer provides the power required to cool the water loop, the fourth combining the use of air-cooling modules (b) for production (e) and cold storage (d) in order to act to times in cold storage while maintaining the water loop (a) at temperature.
Le mode « freecooling » se caractérise en ce que dès lors que la température extérieur (c) est inférieure à 20°C, la boucle d'eau (a) est dirigée vers l'aéroréfrigérant (b) qui utilise la température extérieure de l'air (c) pour assurer le refroidissement de la boucle d'eau (a).The “freecooling” mode is characterized in that as soon as the outside temperature (c) is lower than 20 ° C, the water loop (a) is directed towards the air cooler (b) which uses the outside temperature of l air (c) to cool the water loop (a).
Le mode mixte des modules échangeur aéroréfrigérant (b) et de stockage de froid (d), se caractérise en ce que la boucle d'eau (a) est dirigée d'abord vers l'aéroréfrigérant (b) qui refroidit ponctuellement la dite boucle (a), qui est ensuite dirigée vers le module de stockage de froid (d) assurant ainsi une température constante de la boucle d'eau (a) quelque soient les conditions thermique extérieures (c).The mixed mode of the air cooler exchanger (b) and cold storage (d) modules is characterized in that the water loop (a) is first directed towards the air cooler (b) which punctually cools said loop (a), which is then directed towards the cold storage module (d) thus ensuring a constant temperature of the water loop (a) whatever the external thermal conditions (c).
Le mode simultané opérant avec les modules de production de froid (e) et d'aéro-réfrigérant (b) se caractérise en ce que la boucle d'eau (a) est d'abord orienté vers la production de froid (e), l'aéroréfrigérant (b) est alors utilisé pour évacuer les calories produites par la mise en fonctionnement du module de production de froid (e).The simultaneous mode operating with the cold production (e) and air cooler (b) modules is characterized in that the water loop (a) is first oriented towards the production of cold (e), the air cooler (b) is then used to remove the calories produced by the operation of the cold production module (e).
Le dernier mode de fonctionnement cumulant l'utilisation des modules aéro-réfrigérant(b), de production (e) et de stockage (d) de froid se caractérise en ce que la boucle d'eau (a) est orientée vers l'aéro-réfrigérant (b) afin qu'elle soit refroidie, parallèlement le module production de froid (e) alimente le module de stockage de froid (d), tandis que les calories produites par la mise en fonctionnement du module de production de froid sont également évacuées par l'aéroréfrigérant.The last operating mode combining the use of air-cooling modules (b), production (e) and cold storage (d) is characterized in that the water loop (a) is oriented towards the air -refrigerant (b) so that it is cooled, in parallel the cold production module (e) feeds the cold storage module (d), while the calories produced by the operation of the cold production module are also evacuated by the air cooler.
Ainsi par ce dispositif, les dépenses énergétiques sont très largement amoindries en ce que :Thus, by this device, energy expenditure is very largely reduced in that:
- il est procédé à la récupération des énergies naturelles ou produites par le dispositif en luimême pour être utilisées dans le temps ou ensuite sur ce même dispositif, ou pour combler des besoins étrangers au dispositif,- natural energies or those produced by the device itself are recovered to be used over time or then on this same device, or to meet needs foreign to the device,
- les différents modes de fonctionnement permettent une dépense énergétique au plus juste du besoin, contrairement aux dispositifs conventionnels qui agissent en mode unique selon le principe de produire en fonction de la crête de besoin énergétique (sans dissociation des saisonnalités et des phases d'utilisation diurnes, nocturnes, jours fériés...).- the different operating modes allow an energy expenditure to the fairest of the need, unlike conventional devices which act in a single mode according to the principle of producing according to the peak of energy need (without dissociation of seasonality and diurnal phases of use , nocturnal, public holidays ...).
Figure : 1/1 schéma de principe faisant apparaître l'installation sur le bâtimentFigure: 1/1 block diagram showing the installation on the building
Glossaire :Glossary:
a) boucle d'eaua) water loop
b) module aéro-réfrigérantb) air cooler module
c) air ambiant extérieur, dit aussi température extérieurec) outside ambient air, also called outside temperature
d) module de stockage de froidd) cold storage module
e) module de production de froide) cold production module
f) module d'aiguillage hydrauliquef) hydraulic switch module
g) asservissementg) enslavement
h) enceinte de bâtimenth) building enclosure
i) calories produite par le module de production de froidi) calories produced by the cold production module
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR1800082A FR3077123A1 (en) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | COOLING DEVICE FOR REFRIGERATING DISPLAYS AND COLD CHAMBERS CONTAINED IN A BUILDING FOR STORING FRESH OR FROZEN FOODSTUFFS |
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FR1800082 | 2018-01-25 |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4280335A (en) * | 1979-06-12 | 1981-07-28 | Tyler Refrigeration Corporation | Icebank refrigerating and cooling systems for supermarkets |
US20140223931A1 (en) * | 2013-02-12 | 2014-08-14 | Hussmann Corporation | Control system for a refrigerated merchandiser |
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2018
- 2018-01-25 FR FR1800082A patent/FR3077123A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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Date | Code | Title | Description |
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