LU84527A1 - FLUID COOLING UNIT IN ENVIRONMENTAL CONDITIONING OR WORKING FLUID PLANTS - Google Patents

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Description

, - 1 -, - 1 -

Unité de refroidissement de fluides dans des installations de conditionnement de l'environnement ou de fluides de travailFluid cooling unit in environmental conditioning or working fluid installations

La présente invention concerne une unité de refroidis-5 sement de fluides dans des installations de conditionnement de l'environnement ou, de toute manière, de fluides de travail ou de procédé.The present invention relates to a unit for cooling fluids in installations for conditioning the environment or, in any case, working or process fluids.

Il existe, dans les installations de refroidissement de fluides, une unité centralisée qui traite le fluide, lequel 10 est ensuite amené au moyen de tubulures vers des unités de conditionnement disposées dans les locaux à conditionner ou bien vers des machines ou vers des procédés à refroidir.In fluid cooling installations, there is a centralized unit which treats the fluid, which is then conveyed by means of pipes to conditioning units arranged in the premises to be conditioned, either to machines or to processes for cooling. .

Dans les systèmes usuels, le groupe de refroidissement est pratiquement toujours branché et le fluide est traité 15 par l'unité centralisée de manière à être distribué à une température prédéterminée qui est toujours obtenue par un effet frigorifique.In conventional systems, the cooling unit is almost always connected and the fluid is treated by the centralized unit so as to be distributed at a predetermined temperature which is always obtained by a refrigerating effect.

Quelquefois, on utilise aussi des moyens de refroidissement différents du groupe réfrigérant, mais on ne connaît 20 pas d'installations de type compact qui fonctionnenent simultanément avec des sources réfrigérantes différentes en assurant une optimisation du rendement.Sometimes, cooling means other than the refrigerating unit are also used, but no installations of the compact type are known which operate simultaneously with different cooling sources while ensuring efficiency optimization.

L'objet principal de la présente invention consiste à réaliser une installation qui utilise autant que possible 25 l'air atmosphérique extérieur comme source principale de froid en vue d'obtenir une économie d'énergie.The main object of the present invention is to provide an installation which uses outdoor atmospheric air as much as possible as the main source of cold in order to obtain energy savings.

Un autre objet qui découle du premier consiste à mettre au point une unité capable d'utiliser simultanément ou alternativement des sources de froid différentes.Another object which follows from the first consists in developing a unit capable of using different or different sources of cold simultaneously or alternately.

30 Un autre objet encore consiste à réaliser une unité qui utilise les diverses sources de froid de manière optimale, avec de hauts rendements.Yet another object consists in making a unit which uses the various sources of cold in an optimal manner, with high yields.

Un autre objet, et non le moindre, consiste à mettre au point une unité compacte et simple aussi bien dans sa réa-35 lisation que dans son fonctionnement.Another object, and not the least, is to develop a compact and simple unit both in its realization and in its operation.

Tous ces objets, et d'autres encore qui apparaîtront plus clairement ci-après, sont réalisés par une unité de refroidissement de fluides dans des installations de con-‘ ditionnement de l'environnement ou de fluides de travail caractérisée en ce qu'elle comprend une installation réfri— * . - 2 - gérante mécanique pour traiter le fluide, munie d'au moins un radiateur refroidi à l'air raccordé en série à au moins un évaporateur du groupe, ce radiateur étant disposé à côté du condenseur du groupe réfrigérant et étant en contact 5 avec le même flux d'air refoulé, ledit radiateur se trouvant de préférence en amont du condenseur par rapport au flux d'air de refroidissement et étant pourvu d'une dérivation à soupape à trois voies permettant de réduire et même de supprimer totalement son fonctionnement.All these objects, and others which will appear more clearly below, are achieved by a unit for cooling fluids in installations for conditioning the environment or working fluids, characterized in that it comprises an installation refri— *. - 2 - mechanical manager for treating the fluid, provided with at least one air-cooled radiator connected in series to at least one evaporator of the group, this radiator being placed next to the condenser of the cooling group and being in contact with the same flow of discharged air, said radiator preferably being located upstream of the condenser relative to the cooling air flow and being provided with a three-way valve bypass making it possible to reduce and even completely eliminate its operation.

10 D'autres caractéristiques et d'autres avantages de l'invention sont mieux mis en relief par la description détaillée d'une forme d'exécution préférée qui est donnée ci-après à titre indicatif mais non limitatif, cette description étant illustrée dans les planches de dessins an-t 15 nexées dans lesquelles : la figure 1 représente un schéma du circuit hydraulique de l'unité, la figure 2 représente une disposition schématique de paires radiateurs-condenseurs, 20 la figure 3 représente une variante du schéma de la figure 2, la figure 4 donne une vue en perspective d'une | | unité comprenant un double groupe raidateur-condenseur.10 Other characteristics and other advantages of the invention are better highlighted by the detailed description of a preferred embodiment which is given below by way of indication but not limitation, this description being illustrated in the planks of drawings an-t 15 attached in which: FIG. 1 represents a diagram of the hydraulic circuit of the unit, FIG. 2 represents a schematic arrangement of pairs of radiators-condensers, FIG. 3 represents a variant of the diagram of FIG. 2, Figure 4 gives a perspective view of a | | unit comprising a double stiffening-condenser group.

Si on se réfère aux figures citées, on voit qu'en f ! 25 ce qui concerne le circuit hydraulique, l'unité se compose ! d'au moins un radiateur 1 raccordé en série à l'évapora- teur 2 d'un circuit de réfrigération mécanique.If we refer to the figures cited, we see that in f! 25 Regarding the hydraulic circuit, the unit is made up! at least one radiator 1 connected in series to the evaporator 2 of a mechanical refrigeration circuit.

Le radiateur 1 est alimenté par un groupe de pom-! page 3, pour autant que celui-ci soit nécessaire, constitué 30 de préférence par une paire de pompes 4 et 5 disposées en I parallèle entre elles et pouvant fonctionner alternativement.The radiator 1 is supplied by a pump group! page 3, as far as this is necessary, preferably constituted by a pair of pumps 4 and 5 arranged in parallel with one another and capable of operating alternately.

Le radiateur 1 est pourvu d'un conduit de dériva-j tion 6 qui débouche dans une soupape à trois voies 7 placée entre le radiateur 1 et 1'évaporateur 2.The radiator 1 is provided with a bypass duct 6 which opens into a three-way valve 7 placed between the radiator 1 and the evaporator 2.

35 Le radiateur 1 est en contact avec un flux d'air atmosphérique extérieur indiqué par la référence 8.35 The radiator 1 is in contact with an outside atmospheric air flow indicated by the reference 8.

Il est avantageux que le circuit comporte aussi un vase d'expansion 10.It is advantageous that the circuit also includes an expansion tank 10.

Pour que l'unité soit aussi compacte que possible, ; / ' 0 - 3 - * on préfère donner aux radiateurs 1 et aux condenseurs 9 du groupe réfrigérant mécanique la disposition représentée à la figure 2.To make the unit as compact as possible,; / '0 - 3 - * it is preferable to give the radiators 1 and the condensers 9 of the mechanical cooling unit the arrangement shown in FIG. 2.

On peut voir dans cette figure que les radiateurs, 5 qui en ce cas sont multiples et sont indiqués par la référence 1, se trouvent toujours en amont par rapport aux con-! denseurs 9 dans le flux d'air 11 engendré par un ou plusieurs | ventilateur(s) 12.We can see in this figure that the radiators, 5 which in this case are multiple and are indicated by the reference 1, are always upstream with respect to the! density 9 in the air flow 11 generated by one or more | fan (s) 12.

Dans ce cas, et grâce à cette disposition, on ar-10 rive non seulement à réduire l'encombrement des diverses parties qui composent l'unité, mais encore à réduire au minimum le nombre de ventilateurs 12 nécessaires, vu que le flux d'air qui passe par le radiateur et le condenseur est ; unique.In this case, and thanks to this arrangement, it ar-10 shore not only to reduce the size of the various parts that make up the unit, but also to minimize the number of fans 12 required, since the flow of air passing through the radiator and the condenser is; unique.

AAT

! 15 La figure 3 représente une variante dans la dispo- . 1 j ; sition des parties constituantes, disposition qui prévoit un ’ radiateur, indiqué à présent par 13, disposé en position adjacente à un condenseur indiqué ici par 14. j Le ventilateur 15 rappelle l'air de la zone mé- 20 diane comprise entre lesdits échangeurs 13 et 14, de sorte que le flux d'air 16, qui ici aussi est unique, entre en j contact partiellement avec le radiateur 13 et partiellement j avec le condenseur 14.! FIG. 3 shows a variant in the arrangement. 1 day; sition of the constituent parts, arrangement which provides a 'radiator, now indicated by 13, disposed in position adjacent to a condenser indicated here by 14. The fan 15 recalls the air from the middle zone between said exchangers 13 and 14, so that the air flow 16, which here too is unique, comes into contact partially with the radiator 13 and partially with the condenser 14.

L'unité doit produire un fluide se trouvant à une 25 température qui lui est imposée par des thermostats ou par d'autres signaux de commande.The unit must produce a fluid at a temperature imposed on it by thermostats or other control signals.

Quand on utilise le schéma illustré ainsi que la disposition et la combinaison de radiateur et de condenseur indiquée plus haut, le fonctionnement s'effectue suivant les ; 30 variantes ci-après : I - Cas A : la température du mélange est inférieure à la température extérieure; dans ce cas, qui peut être considéré pour ainsi dire comme un cas de fonctionnement "estival", la soupape à trois voies exclut le radiateur, celui-ci ί 35 ne pouvant en aucune manière récupérer des frigories de l'air atmosphérique qui est plus chaud aue le mélange, et le fonctionnement se fait exclusivement avec l'installation de réfrigération mécanique.When using the diagram illustrated as well as the arrangement and the combination of radiator and condenser indicated above, the operation is carried out according to; 30 variants below: I - Case A: the temperature of the mixture is lower than the outside temperature; in this case, which can be considered as it were a case of "summer" operation, the three-way valve excludes the radiator, the latter ί 35 being in no way able to recover frigories from the atmospheric air which is more the mixture is hot, and operation is carried out exclusively with the mechanical refrigeration system.

,-Ί~ - Cas B : la température du mélange est supérieure -Λ / /, -Ί ~ - Case B: the temperature of the mixture is higher -Λ / /

SS

4' * - 4 - à la température extérieure; dans ce cas, il peut se présenter deux conditions différentes : suivant une première condition, le radiateur n'est pas capable de couvrir toute la ' demande de froid et de ce fait, le radiateur est branché, 5 les ventilateurs fonctionnement à pleine vitesse et l'ins-, tallation de réfrigération mécanique agit comme élément tam pon; suivant une seconde condition, le radiateur fournit I exactement la totalité de la demande de froid à l'installa- j tion et alors le radiateur est branché, les ventilateurs 10 fonctionnement à pleine vitesse et les réfrigérants mécaniques sont arrêtés.4 '* - 4 - at outside temperature; in this case, two different conditions may arise: according to a first condition, the radiator is not capable of covering the entire demand for cold and therefore, the radiator is connected, 5 the fans operate at full speed and the mechanical refrigeration plant acts as a tam pon element; according to a second condition, the radiator supplies exactly the entire demand for cold to the installation and then the radiator is connected, the fans 10 operating at full speed and the mechanical refrigerants are stopped.

- Cas C : la température du mélange est très supérieure à la température extérieure; dans ce cas, bien que les réfrigérants mécaniques soient arrêtés, le radiateur 15 atteint une capacité excessive et cette capacité peut alors être réduite par : - réglage de la vitesse des ventilateurs, - réduction du flux d'air par l'arrêt d'un ou de plusieurs ! ! ventilateur(s) quand cela est possible, 2C - modulation du débit du mélange par le branchement de la dérivation commandé par la soupape à trois voies.- Case C: the temperature of the mixture is much higher than the outside temperature; in this case, although the mechanical refrigerants are stopped, the radiator 15 reaches an excessive capacity and this capacity can then be reduced by: - adjusting the speed of the fans, - reducing the air flow by stopping a or more! ! fan (s) when possible, 2C - modulation of the flow rate of the mixture by connecting the bypass controlled by the three-way valve.

; Il est évident que ces systèmes peuvent être uti lisés ensemble, en combinaison entre eux ou individuellement, en variante l’un par rapport à l'autre.; It is obvious that these systems can be used together, in combination with one another or individually, as a variant with respect to one another.

25 En ce qui concerne le condenseur, il faut noter que celui-ci est traversé par le flux d'air même quand ce n'est pas nécessaire; pour éliminer les inconvénients dus à une température de condensation trop basse, on utilise dans le circuit de réfrigération les systèmes de réglage de la 30 capacité du condenseur connus en soi, comme par exemole le noyage du condenseur.25 With regard to the condenser, it should be noted that it is traversed by the air flow even when it is not necessary; in order to eliminate the drawbacks due to a too low condensing temperature, systems for adjusting the capacity of the condenser known per se are used in the refrigeration circuit, for example flooding the condenser.

Ce qui a été décrit et illustré permet de voir que les objectifs visés sont atteints et, en particulier, que l'on a réalisé une unité extrêmement compacte et simple 35 au point de vue de la construction, économique au point de vue du fonctionnement et capable d'utiliser, là ou c'est possible, une source de refroidissement d'un coût pratique-♦ ment nul qui est constituée par l'air atmosphérique exté-rieur.What has been described and illustrated makes it possible to see that the objectives sought are achieved and, in particular, that an extremely compact and simple unit 35 has been produced from the point of view of construction, economical from the point of view of operation and capable of using, wherever possible, a cooling source of practically zero cost which consists of atmospheric air from outside.

- 5 - ' » i L'utilisation d'un système de ventilateurs unique réduit évidemment les coûts et les problèmes que ce choix ! pourrait poser sont éliminés grâce à l'utilisation d'une combinaison originale d'un radiateur avec un condenseur d'une 5 installation de réfrigération mécanique.- 5 - '»i The use of a single fan system obviously reduces the costs and problems that this choice! could arise are eliminated through the use of an original combination of a radiator with a condenser from a mechanical refrigeration installation.

La possibilité d'utiliser ou d'exclure ce radia teur auxiliaire donne une élasticité notable au fonctionne-j: ment de l'installation et réduit les frais d'utilisation.The possibility of using or excluding this auxiliary radiator gives a noticeable elasticity to the operation of the installation and reduces operating costs.

Les systèmes de commande et de réglage sont parti-10 culièrement simples et en tous points analogues aux systèmes connus et largement employés.The control and adjustment systems are particularly simple and in all respects analogous to known and widely used systems.

En partant du même concept innovateur dans la combinaison et dans la disposition des parties constituantes, on peut en modifier les formes d'exécution par rapport à ce 15 qui est représenté aux dessins.Starting from the same innovative concept in the combination and in the arrangement of the constituent parts, the embodiments can be modified with respect to what is shown in the drawings.

Quoi qu'il en soit, les matériaux et les parties constituantes utilisés pourront être quelconques en fonction des nécessités, des dimensions et de la puissance de l'ins-; tallation.In any case, the materials and the constituent parts used may be any according to the necessities, dimensions and the power of the device; tallation.

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Claims (1)

1. Unité de refroidissement de fluides dans des installations de conditionnement de l'environnement ou de ; 5 fluides de travail^caractérisée en ce qu'elle comprend une ! installation réfrigérante mécanique pour traiter le fluide, j munie d'au moins un radiateur refroidi à l'air raccordé en ] série à au moins un condenseur du groupe, ce radiateur étant j disposé à côté du condenseur du groupe réfrigérant et étant 10 en contact avec le même flux d'air atmosphérique extérieur refoulé, ledit radiateur se trouvant de préférence en amont du condenseur par rapport au flux d'air de refroidissement i j et étant pourvu d'un conduit de dérivation avec soupape à ! trois voies permettant de réduire et même de supprimer tota- ! 15 lement son fonctionnement j j 2. - Unité suivant la revendication 1, caractérisée i j en ce que le radiateur est placé à côté du condenseur de l'installation de réfrigération mécanique et en ce qu'ils sont tous deux en contact avec le même flux d'air extérieur 20 de refroidissement. j 3. - Unité suivant une ou olusieurs des revendica- i tions précédentes, caractérisée en ce que le radiateur est pourvu d'un conduit de dérivation et d'une soupape à trois voies pour le branchement du radiateur ou de la dérivation. 25 4. - Unité suivant une ou plusieurs des revendica tions précédentes, caractérisée en ce que la soupape à trois voies permet de réduire, à travers la dérivation, la circulation du fluide dans le radiateur et ce jusqu'à son exclusion complète. 30 5. - Unité suivant une ou plusieurs des revendica tions précédentes, caractérisée en ce que la batterie de ventilateurs qui engendre le flux entrant en contact aussi bien avec le radiateur qu'avec le condenseur travaille en . aspiration par rapport à ces deux éléments. ï 35 6. - Unité suivant une ou plusieurs des revendi cations précédentes, caractérisée en ce que les ventilateurs de la batterie susdite sont de préférence à vitesse variable et peuvent être exclus. ^ 7. - Unité suivant une ou plusieurs des revendica- cl # - 7 - tions précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une paire ou plusieurs paires de radiateurs jumelés à des condenseurs qui entrent en contact avec le même flux d'air de ? refroidissement. 5 8. - Unité suivant une ou plusieurs des revendica- ! tions précédentes, caractérisée en ce que, dans le cas où la I1 disposition du radiateur et du condenseur est telle qu'ils entrent tous deux en contact avec le même flux d'air, le radiateur doit se trouver en amont du condenseur. 1 10 9. - Unité de refroidissement de fluides dans des installations de conditionnement de 1'environnement ou de fluides de travail, caractérisée en ce qu'elle comprend une ou plusieurs des caractéristiques indiquées et décrites, soit ! individuellement soit en combinaison. i · — ---- : - Y ' ; / ! j j i1. Unit for cooling fluids in environmental or conditioning installations; 5 working fluids ^ characterized in that it includes one! mechanical refrigerating installation for treating the fluid, j provided with at least one air-cooled radiator connected in series with at least one condenser of the group, this radiator being placed next to the condenser of the refrigerating group and being in contact with the same flow of outside atmospheric air discharged, said radiator preferably being located upstream of the condenser relative to the flow of cooling air ij and being provided with a bypass duct with valve! three ways to reduce and even eliminate tota-! 15 Lement its operation jj 2. - Unit according to claim 1, characterized ij in that the radiator is placed next to the condenser of the mechanical refrigeration installation and in that they are both in contact with the same flow d outside air 20 for cooling. j 3. - Unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the radiator is provided with a bypass duct and a three-way valve for the connection of the radiator or the bypass. 25 4. - Unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the three-way valve makes it possible to reduce, through the bypass, the circulation of the fluid in the radiator until it is completely excluded. 30 5. - Unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fan bank which generates the flow coming into contact with both the radiator and the condenser works in. aspiration in relation to these two elements. ï 35 6. - Unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fans of the above battery are preferably of variable speed and can be excluded. ^ 7. - Unit according to one or more of the preceding claims # - 7 - tions, characterized in that it comprises a pair or more pairs of radiators paired with condensers which come into contact with the same air flow of ? cooling. 5 8. - Unit according to one or more of the claims! tions above, characterized in that, in the case where the arrangement of the radiator and the condenser is such that they both come into contact with the same air flow, the radiator must be located upstream of the condenser. 1 10 9. - Unit for cooling fluids in installations for conditioning the environment or working fluids, characterized in that it comprises one or more of the characteristics indicated and described, ie! individually or in combination. i · - ----: - Y '; /! j j i
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