LU86565A1 - DEVICE FOR COOLING MACHINES OR MEDIA BY CIRCULATING A REFRIGERATED FLUID - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D16/00—Devices using a combination of a cooling mode associated with refrigerating machinery with a cooling mode not associated with refrigerating machinery
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Description
. BL-3898. BL-3898
Γ Λ — Λ Çj GRAND-DUCHE DE LUXEMBOURGΓ Λ - Λ Çj GRAND-DUCHE OF LUXEMBOURG
•M Brevet Nq Q 3 D O -jâj* Monsieur le Ministre .......29 a0^ de rÉconomie et des Qasses Moyennes .....• M Brevet Nq Q 3 D O -jâj * Minister ....... 29 a0 ^ of economy and Average Qasses .....
_ , rjSLrti Service de la Propriété Intellectuelle_, rjSLrti Intellectual Property Service
Titre délivre..................................................... “gm LUXEMBOURGTitle issued ................................................ ..... “gm LUXEMBOURG
Demande de Brevet d’invention ______________________________________________________________________________________________________________________________________-...................-.......— ( 1) I. RequêtePatent Application ______________________________________________________________________________________________________________________________________-...................-.......— (1) I. Request
La société dite ; HIROSS INTERNATIONAL CORPORATION *S .A.,____ ( 2) -7-0~£rand^Ruer~1660-Luxembourg, représentée par Er Meyers----------- A JE^.ir >--Ereylingerr—Ing, Cons .~en propry ind* y-----------— -4.6 rue .du Cimetière, Luxembourg :_____________ ( 3) agissant en crualltë de mandataires______.The so-called society; HIROSS INTERNATIONAL CORPORATION * S .A., ____ (2) -7-0 ~ £ rand ^ Ruer ~ 1660-Luxembourg, represented by Er Meyers ----------- A JE ^ .ir> - Ereylingerr — Ing, Cons. ~ En propry ind * y -----------— -4.6 rue .du Cimetière, Luxembourg: _____________ (3) acting as a representative agency______.
déposetnOfA vingt-neuf août mil neuf cent quatre vingt six_ (4) à 15 -U heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant:deposetnOfA twenty-nine august one thousand nine hundred eighty six (4) at 3 p.m., at the Ministry of the Economy and the Middle Classes, in Luxembourg: 1. this request for obtaining a patent for invention concerning:
Dispositif de refroidissement de machines ou de milieux_______ ( 5) par circulation d’un fluide réfrigéré._______________________ _ _ __________ ' 2, la description en langue française_______________________de l’invention en trois exemplaires; ^ * 3. ___________L____________________planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le -29- août.....1986-----; 5. la délégation de pouvoir, datée de —Luxembourg—.............. le - 12 août 1986——*» 6. le document d’ayant cause (autorisation); - v déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurs) est (sont): ( 6) -ClaudioRossi,--Gappenhiel-4/-------J»335 -Moût for tLuxembourg-------- ” — — ............... —- - “ .................. ...... - ' revendique(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de " _________r..........................................»--------------------------------------------------------------------déposée(s) en (8).......................................................-.......................................- ' sous le N° (10)__________________________________________________________·_ .............................................................................................................................Device for cooling machines or environments_______ (5) by circulation of a refrigerated fluid ._______________________ _ _ __________ '2, the description in French _______________________ of the invention in triplicate; ^ * 3. ___________L____________________ drawing boards, in triplicate; 4. the receipt of the taxes paid to the Luxembourg Registration Office, on August 29th ..... 1986 -----; 5. the delegation of power, dated —Luxembourg —.............. on - August 12, 1986 —— * "6. the successor document (authorization); - v declare (s) assuming responsibility for this declaration, that the inventor (s) is (are): (6) -ClaudioRossi, - Gappenhiel-4 / ------- J »335 - Must for Luxembourg -------- ”- - ............... —- -“ ................. . ...... - 'claims (s) for the above patent application the priority of one (or more) application (s) of "_________ r ................ .......................... "----------------------- --------------------------------------------- filed in (8) ............................................... ........-.......................................- ' under N ° (10) __________________________________________________________ · _ ........................................ .................................................. ...................................
au nom de (11)___________________________________________________________________________________________________________________......- __________________________________________- .........__£Lin the name of (11) ___________________________________________________________________________________________________________________......- __________________________________________- .........__ £ L
* -?·* '· élit(élisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg--------------------------------------'ZZL- 46 rue âu cimetière, Luxembourg________________________________________________________________________________________________________ .^12) sollicitent) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette délivrance à-------dix-huit_____________________-_______________________________________mois. (13)* -? · * '· Elect (elect) domicile for him / her and, if designated, for his / her representative, in Luxembourg ---------------------- ---------------- 'ZZL- 46 rue âu cimetière, Luxembourg________________________________________________________________________________________________________________. ^ 12) request) the grant of a patent for the invention described and represented in the appendices above, with postponement of this issue to ------- eighteen _____________________-_______________________________________ month. (13)
Le dlpo^n// mandataire: _______.1 _________________________________________________________________________________ (14) II. Procès-verbal de DépôtThe dlpo ^ n // agent: _______. 1 _________________________________________________________________________________ (14) II. Deposit Minutes
La susdite demande de brevgi^f^yjyej^tva été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété In^Îleduelle à Lt&b^hrourg, en date du: 29 août 1986 00 I “ je] Pr. le Ministre de l’Économie et des Qasses Moyennes, , à -,_y._________heures \ ^ ij J p. d.The aforesaid request for brevgi ^ f ^ yjyej ^ tv was filed with the Ministry of the Economy and the Middle Classes, In ^ Îleduelle Property Service in Lt & b ^ hrourg, dated: August 29, 1986 00 I “I] Pr. the Minister of Economy and Average Qasses, at -, _ y ._________ hours \ ^ ij J p. d.
\ jfy Le chef du service de la propriété intellectuelle, .CT _ - A 68007__;_ ' , EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMULAIRE DE DÉPÔT.\ jfy The head of the intellectual property department, .CT _ - A 68007 __; _ ', EXPLANATIONS RELATING TO THE DEPOSIT FORM.
( [ ; (l)slly a UeuTfemaDdctk certificat d'addition au brevet pnndpal.i la demande de brevet prâôpal No............du.........../*-(2)inscrire les nom, prénom, go*«·» **“” ' adresse du demandeur, longue celui-ci est un parfumer ou les déoûmmatiofi sociale. forme juridique, adresse du atfc social, lorsque le demandeur est une personne monte -(3)·κπκ les nom, prénom, adresse du mandataire agréé, conseil eu propriété industrielle, muni d'un pouvoir spécial, s*3 y a beu; *jrpni*cmé par............agissant en qualité de jtamàaam~ - . _^41 4a iUnAf mi truitM UttMe /tl Mm4aPmuMHnei fAl ι·Μ,··ΐι< LeMinwi mnMW ·4η·<·τ 4m imrf un nrr fui t*mitir ·>ιιτι imirt Ait ,ιιιι !!, r 4 ·Ί nX Inmm lw Ιαμμα1ι4Αμ· ' V« * * BL-389 8 ? > t Mémoire descriptif déposé à l'appui d'une demande de brevet d'invention pour :([; (l) slly a UeuTfemaDdctk certificate of addition to the pnndpal patent. i the patent application no ............ of ........... / * - (2) enter the surname, first name, go * "·" ** "" 'address of the applicant, long it is a perfume or social demo. Legal form, address of the social atfc, when the applicant is a person monte - (3) · κπκ the surname, first name, address of the professional representative, industrial property attorney, with special powers, s * 3 y beu; * jrpni * cmé par ......... ... acting as jtamàaam ~ -. _ ^ 41 4a iUnAf mi truitM UttMe / tl Mm4aPmuMHnei fAl ι · Μ, ·· ΐι <LeMinwi mnMW · 4η · <· τ 4m imrf un nrr fui t * mitir ·> ιτι imirt Ait, ιιιι !!, r 4 · Ί nX Inmm lw Ιαμμα1ι4Αμ · 'V «* * BL-389 8?> t Descriptive memorandum filed in support of a patent application for:
Dispositif de refroidissement de machines ou de milieux par circulation d'un fluide réfrigéré.Device for cooling machines or environments by circulation of a refrigerated fluid.
Hiross International Corporation S.A.Hiross International Corporation S.A.
70 Grand-Rue B.P. 761 1660 Luxembourg ! i \ *70 Grand-Rue B.P. 761 1660 Luxembourg! i \ *
-* J X- * J X
? BL-3898? BL-3898
Dispositif de refroidissement de machines ou de milieux par circulation d'un fluide réfrigéré.Device for cooling machines or environments by circulation of a refrigerated fluid.
La présente invention concerne un dispositif de refroidissement de machines ou de milieux par circulation 5 d'un fluide réfrigéré, ce dispositif comportant un moyen pour la constitution d'une réserve de froid par solidification d'un liquide se trouvant dans un réservoir et mettant en oeuvre des moyens permettant d'utiliser cette énergie frigorifique, de préférence, uniquement dans les 10 cas où, en raison d'une défaillance momentanée de l'énergie électrique ou d'incidents techniques, le groupe principal de production de fluide réfrigéré n'est pas en activité.The present invention relates to a device for cooling machines or environments by circulation of a refrigerated fluid, this device comprising means for building up a cold reserve by solidification of a liquid located in a reservoir and putting in uses means allowing this cooling energy to be used, preferably only in the 10 cases where, due to a momentary failure of the electrical energy or technical incidents, the main group for the production of refrigerated fluid is not not active.
Il est courant de trouver des installations techniques constituées par des machines qui produisent 15 une quantité de chaleur importante au cours de leur fonc tionnement et qui doivent, par conséquent, être refroidies pour pouvoir fonctionner, afin de maintenir la température dans des limites correctes au-delà desquelles les machines doivent être arrêtées sous peine de voir décliner les 20 prestations et même d'endommager partiellement ou complè tement les installations.It is common to find technical installations constituted by machines which produce a significant amount of heat during their operation and which must therefore be cooled in order to function, in order to maintain the temperature within correct limits at the beyond which the machines must be stopped on pain of seeing the 20 services decline and even of partially or completely damaging the installations.
Comme exemples de telles applications, on peut mentionner ; - le refroidissement des salles d'ordinateurs, 25 - le refroidissement des centrales téléphoniques à auto- commutation digitale, - le refroidissement du fluide circulant dans les machines outils à contrôle numérique, - le refroidissement des machines d'estampage à injection 30 des matières plastiques ou des métaux - et d'autres encore.As examples of such applications, there may be mentioned; - the cooling of computer rooms, - the cooling of digital self-switching telephone exchanges, - the cooling of the fluid circulating in machine tools with digital control, - the cooling of stamping machines with injection of plastics 30 or metals - and more.
Il est particulièrement fréquent d'utiliser de l'eau réfrigérée, portée à la température optimale au moyen de machines frigorifiques appropriées, afin de 35 refroidir directement ou indirectement, par l'intermé- ' ·'· .It is particularly frequent to use chilled water, brought to the optimum temperature by means of suitable refrigerating machines, in order to cool directly or indirectly, by means of the medium.
£ < 2 diaire d'échangeurs de chaleur, les fluides (gazeux ou liquides) qui refroidissent à leur tour les appareils ou bien, dans le cas limite, pour refroidir les machines elles-mêmes via des circuits internes qui y sont prévus.£ <2 diary of heat exchangers, the fluids (gaseous or liquid) which in turn cool the devices or else, in the limiting case, to cool the machines themselves via internal circuits which are provided there.
5 A titre d'exemples non limitatifs, les figures 1, 2 et 3 annexées donnent un schéma d'installations connues, de réalisation très courante, lesdits schémas ne comprenant toutefois pas les dispositifs de réglage de l'installation et des températures des fluides parce 10 que ces éléments ne sont pas indispensables pour la com préhension de l'exposé.5 By way of nonlimiting examples, the appended FIGS. 1, 2 and 3 give a diagram of known installations, of very common embodiment, said diagrams however not including the devices for adjusting the installation and the temperatures of the fluids because 10 that these elements are not essential for understanding the presentation.
Suivant la figure 1, le groupe frigorifique 1 est traversé par un courant de liquide, généralement de l'eau, - que nous désignons ici conventionnellement par 15 courant primaire - tenu en mouvement par une pompe 3 ; les conduites 2, 2A et 2B ont pour fonction de créer un circuit fermé dans lequel l'eau, dès qu'elle est portée à la température prédéterminée dans le groupe frigorifique, est amenée dans le circuit primaire d'un échangeur 20 de chaleur 4 ; le circuit secondaire de cet échangeur est traversé par un courant de liquide - que nous désignons ici conventionnellement par courant secondaire - qui est refroidi par le fluide primaire à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 4 et est maintenu en circulation, 25 par une pompe 6, entre ledit échangeur 4, les conduites 7, 7A, 7B'-et l'appareil à refroidir 5 qui contient son propre système d'échange thermique indiqué schématiquement par le serpentin 5A.According to FIG. 1, the refrigeration unit 1 is crossed by a stream of liquid, generally water, - which we conventionally denote here by 15 primary stream - kept in motion by a pump 3; the pipes 2, 2A and 2B have the function of creating a closed circuit in which the water, as soon as it is brought to the predetermined temperature in the refrigeration unit, is brought into the primary circuit of a heat exchanger 20 ; the secondary circuit of this exchanger is traversed by a stream of liquid - which we conventionally designate here by secondary stream - which is cooled by the primary fluid inside the heat exchanger 4 and is kept in circulation, by a pump 6, between said exchanger 4, the pipes 7, 7A, 7B'-and the cooling device 5 which contains its own heat exchange system indicated diagrammatically by the coil 5A.
Suivant la figure 2, le circuit primaire - qui 30 est essentiellement analogue à celui de la figure 1 - comporte un échangeur de chaleur 9 capable d'échanger de la chaleur avec un fluide secondaire à l'état gazeux ; cet échangeur 9 est englobé dans une unité 12 d'échange thermique à ventilation forcée dans laquelle un courant 35 gazeux,généralement de l'air, est mis en circulation, par ;· m s . · -1 ( i j < - 3 un ventilateur 8 et par des conduites (ou des moyens adéquats équivalents pour assurer la circulation) indiquées ici par les références 10 et 11, entre ledit échangeur 9, dans lequel le courant gazeux est refroidi 5 à une température convenable, et l'appareil 13 que ledit courant gazeux doit refroidir à son· tour.According to FIG. 2, the primary circuit - which is essentially similar to that of FIG. 1 - comprises a heat exchanger 9 capable of exchanging heat with a secondary fluid in the gaseous state; this exchanger 9 is included in a forced exchange heat exchange unit 12 in which a gas stream 35, generally air, is circulated, by; · m s. · -1 (ij <- 3 a fan 8 and by pipes (or equivalent equivalent means to ensure circulation) indicated here by the references 10 and 11, between said exchanger 9, in which the gas stream is cooled 5 to a suitable temperature, and the device 13 that said gas stream must cool in turn.
Suivant la figure 3, le circuit primaire - qui est essentiellement analogue à celui de la figure 1 - comporte, directement inséré, l'appareil à refroidir 3 qui 10 contient un système d'échange thermique propre indiqué ici schématiquement par le serpentin 3A.According to FIG. 3, the primary circuit - which is essentially similar to that of FIG. 1 - comprises, directly inserted, the cooling device 3 which contains a clean heat exchange system indicated here diagrammatically by the coil 3A.
Dans chacune des installations illustrées jusqu'à présent et dans celles qui y sont assimilables une déficience du fonctionnement du groupe frigorifique 15 en raison d'une avarie ou d'une interruption de l'alimentation en électricité conduit rapidement à une élévation de la température du fluide primaire, en fonction du rapport entre la quantité de chaleur à dissiper et la masse thermique dudit fluide primaire en circulation, 20 jusqu'à des valeurs qui imposent l'arrêt des appareils à refroidir.In each of the installations illustrated so far and in those which can be assimilated to it, a deficiency in the operation of the refrigeration unit 15 due to damage or interruption of the electricity supply rapidly leads to an increase in the temperature of the primary fluid, as a function of the ratio between the quantity of heat to be dissipated and the thermal mass of said primary fluid in circulation, up to values which make it necessary to stop the devices to be cooled.
Pour obvier à cet inconvénient, dans toutes les installations dans lesquelles les machines à refroidir ne peuvent pas être arrêtées en cas d'incident 25 (par exemple les centrales téléphoniques, les ordinateurs fonctionnant pour les lignes aériennes, les hôpitaux, les centrales d'opérations militaires, etc.), la technique a jusqu'ici adopté diverses mesures complexes ou coûteuses, aussi bien pour la réalisation que pour 30 l'exploitation.To overcome this drawback, in all installations in which the cooling machines cannot be stopped in the event of an incident (e.g. telephone exchanges, computers operating for overhead lines, hospitals, operations centers military, etc.), the technique has so far adopted various complex or costly measures, both for the realization and for the operation.
Parmi ces mesures, les plus courantes sont : - l'adoption de groupes électrogènes ou de groupes d'appoint capables d'alimenter la machine frigorifique en cas de défaillance de la tension du réseau ; ce système, carac-35 térisé par des coûts d'installation élevés, a une bonne Γ Λ 1 * J r 4 4 4 efficacité énergétique mais est inefficace en cas d'avarie au groupe frigorifique ; - l'insertion d'un réservoir 14 dans le circuit primaire (voir figure 4) qui, avec son propre contenu de 5 liquide, augmente la masse thermique en circulation et, par conséquent, diminue le gradient thermique du fluide en circulation en allongeant la période d'autonomie qui s'établit entre l'arrêt du groupe frigorifique et la limite de température qui impose l'arrêt des appa-10 reils à refroidir ; bien qu'il ne comporte pas de dispersion énergétique, ce système nécessite l'emploi d'un réservoir de grandes dimensions et de ce fait très coûteux, par rapport à la période d'autonomie acquise : on considère en fait que 1.000 kg d'eau, c'est-à-dire 15 un mètre cube, échangent à peine 1,16 kWh pour un saut thermique de 1 degré centigrade ; - l'insertion d'une cuve à accumulation de glace disposée, par exemple, comme on l'a représenté à la figure 5 ; dans cette réalisation, le groupe frigorifique à compres- 20 sion est schématiquement composé, en plus d'un compresseur 15, d'un condenseur 16 et d'un organe de détente 17, par une cuve d'accumulation de glace 18 contenant un évaporateur 19 à tubes multiples immergé dans une cuve 20 isolée thermiquement ; la pompe 3 insérée dans 25 le circuit primaire sert à faire circuler l'eau dans les conduites 2, 2A, 28 entre la cuve d'accumulation et la machine à refroidir.Among these measures, the most common are: - the adoption of generators or auxiliary groups capable of supplying the refrigerating machine in the event of a failure of the network voltage; this system, charac-terized by high installation costs, has good energy efficiency J Λ 1 * J r 4 4 4 but is ineffective in the event of damage to the refrigeration unit; the insertion of a reservoir 14 into the primary circuit (see FIG. 4) which, with its own liquid content, increases the thermal mass in circulation and, consequently, decreases the thermal gradient of the fluid in circulation by lengthening the period of autonomy which is established between the shutdown of the refrigeration unit and the temperature limit which requires the shutdown of the devices to be cooled; although it does not contain energy dispersion, this system requires the use of a large tank and therefore very expensive, compared to the period of autonomy acquired: it is in fact considered that 1,000 kg of water, that is to say 15 a cubic meter, barely exchange 1.16 kWh for a thermal jump of 1 degree centigrade; - the insertion of an ice storage tank arranged, for example, as shown in Figure 5; in this embodiment, the compressor refrigeration unit is schematically composed, in addition to a compressor 15, a condenser 16 and an expansion member 17, by an ice storage tank 18 containing an evaporator 19 with multiple tubes immersed in a thermally insulated tank 20; the pump 3 inserted in the primary circuit is used to circulate the water in the pipes 2, 2A, 28 between the accumulation tank and the cooling machine.
Dans des conditions de fonctionnement normales, le groupe frigorifique, qui dispose d'un excès d'effica-30 cité, fonctionne en accumulant de la glace autour des tubes de 1'évaporateur 19 tandis que, pour assurer la présence d'une couche uniforme de glace, une soufflante 21 assure l'agitation du bain au moyen de bulles d'air distribuées dans le bas de 1 ' évaporateur ; quand la 35 glace atteint l'épaisseur préablement fixée, le groupe ï. * J i - « Λ * 5 frigorifique est arrêté.Under normal operating conditions, the refrigeration unit, which has an excess of efficiency, operates by accumulating ice around the tubes of the evaporator 19 while, to ensure the presence of a uniform layer ice, a blower 21 ensures the stirring of the bath by means of air bubbles distributed at the bottom of one evaporator; when the ice reaches the previously fixed thickness, the group ï. * J i - "Λ * 5 refrigerator is stopped.
Le groupe 3 provoque la circulation d'eau qui est refroidie en partie par convection venant de 1'évaporateur 19 et en partie par la glace qui se 5 dissout.Group 3 causes the circulation of water which is cooled partly by convection coming from evaporator 19 and partly by ice which dissolves.
En cas d'arrêt du groupe frigorifique, la masse de glace par sa propre chaleur latente refroidit l'eau en circulation en se dissolvant progressivement.If the refrigeration unit stops, the mass of ice by its own latent heat cools the circulating water, gradually dissolving.
La capacité d'accumulation d'énergie frigorifique équi-10 vaut théoriquement à 93 kWh/1.000 kg de glace. Ce système d'accumulation, particulièrement efficace au point de vue du rapport prestation/volume, est toutefois d'une utilisation coûteuse parce qu'il force le cycle frigorifique à travailler en permanence à une tempéra-15 ture d'évaporation comprise en moyenne entre -6°C et -11°C (voir ASHRAE HANDB00K - 1982 APPLICATIONS -chapitre 30 - page 30.5 : Water Chilling Equipment ; voir aussi le pamphlet BALTIMORE AIRCOIL ICE CHILLER -Bulletin S 140/3 - BALTIMORE AIRCOIL COMPANY INC.) 20 contrairement à un groupe frigorifique normal qui, en produisant de l'eau refroidie à +7°C, est caractérisé par une température d'évaporation de +2°C environ.The refrigeration energy storage capacity equi-10 is theoretically 93 kWh / 1,000 kg of ice. This accumulation system, which is particularly effective from the point of view of the performance / volume ratio, is however costly to use because it forces the refrigeration cycle to work continuously at an evaporation temperature of between -6 ° C and -11 ° C (see ASHRAE HANDB00K - 1982 APPLICATIONS -chapter 30 - page 30.5: Water Chilling Equipment; see also the pamphlet BALTIMORE AIRCOIL ICE CHILLER -Bulletin S 140/3 - BALTIMORE AIRCOIL COMPANY INC.) 20 unlike to a normal refrigeration unit which, by producing water cooled to + 7 ° C, is characterized by an evaporation temperature of approximately + 2 ° C.
Sur la base des valeurs susdites de la température d'évaporation et en admettant une température 25 de condensation constante de 45°C dans les deux cas, il s'ensuit'qu'à parité de rendement frigorifique un système à accumulation de glace, tel que celui représenté à la figure 5, absorbe une puissance d'environ 28¾ plus élevée que celle absorbée par un groupe normal de produc-30 tion d'eau réfrigérée ainsi qu'il résulte du calcul effectué suivant la formule - T cond.-^év.On the basis of the abovementioned values of the evaporation temperature and assuming a constant condensation temperature of 45 ° C. in both cases, it follows that at the same rate of cooling efficiency an ice accumulation system, such as than that shown in Figure 5, absorbs a power of about 28¾ higher than that absorbed by a normal group of production of chilled water as it results from the calculation carried out according to the formula - T cond .- ^ ev.
35 qui exprime la loi du rendement des cycles thermiques « 4 " ' t * t 6 réversibles de CARNOT appliquée aux cycles frigorifiques (voir figure 6) en choisissant un coefficient qui reprend tous les effets irréversibles présents dans l’installation.35 which expresses the law of the yield of CARNOT reversible "4" 't * t 6 thermal cycles applied to refrigeration cycles (see Figure 6) by choosing a coefficient that takes all the irreversible effects present in the installation.
5 L’invention décrite ici a pour but de pro curer un dispositif de production et d’accumulation de froid dans un réservoir, en dérivation du circuit de fluide principal, ce dispositif étant muni de moyens pour l’utilisation de cette énergie frigorifique, de 10 préférence, uniquement dans les cas où, en raison d’une défaillance temporaire d’énergie électrique ou d’incidents techniques, le groupe principal de production d’eau réfrigérée n’est pas actif et ledit dispositif réunissant, comme on le montrera plus loin, toutes 15 les qualités des meilleurs dispositifs traditionnels qui ont été décrits ci-dessus, telles que : - un bas coût de réalisation, - des dimensions limitées, - une bonne efficacité énergétique, 20 et minimisant les côtés négatifs de ceux -ci.5 The invention described here aims to provide a device for producing and accumulating cold in a tank, bypassing the main fluid circuit, this device being provided with means for the use of this cooling energy, 10 preferably, only in cases where, due to a temporary failure of electrical power or technical incidents, the main group for the production of chilled water is not active and said device uniting, as will be shown more by far, all the qualities of the best traditional devices which have been described above, such as: - a low production cost, - limited dimensions, - good energy efficiency, and minimizing the negative sides thereof.
Suivant la présente invention, le but ainsi poursuivi est atteint grâce à un dispositif de refroidissement de machines ou de milieux par circulation d’un fluide réfrigéré, ce dispositif comportant 25 un moyen ayant la constitution d’une réserve de froid par^ solidification d’un liquide se trouvant dans un réservoir, ledit dispositif étant caractérisé par le fait que, dans le but de pouvoir n’utiliser, de préférence, cette réserve de froid que dans les cas où 30 la source principale de production de fluide réfrigéré n’est pas active, on prévoit en dérivation du circuit de fluide primaire réfrigéré, qui consiste en une substance anticongelante, un circuit de fluide auxiliaire (comprenant un groupe frigorifique, un réservoir d’ac-35 Î- Λ* * 1 t 4 7 cumulation de froid contenant une substance solidifia-ble sous l'action du froid et une pompe de circulation) qui est alimenté en fluide venant du circuit primaire et dont la sortie est connectée audit circuit primaire 5 d'une manière pouvant être interrompue et en ce que la dite connexion est réglée au moyen d'une soupape commandée par un servomoteur accouplé à un régulateur dont le détecteur est placé sur une conduite du circuit principal, le fluide refroidi dans le réservoir d'accumulation de 10 froid n'étant envoyé dans le circuit principal que lorsqu'on se trouve en situation anormale, c'est-à-dire en cas de défaillance des groupes frigorifiques primaires, lesquels sont alors mis hors circuit.According to the present invention, the object thus pursued is achieved by a device for cooling machines or environments by circulation of a refrigerated fluid, this device comprising a means having the constitution of a cold reserve by ^ solidification of a liquid being in a tank, said device being characterized in that, in order to be able to use, preferably, this reserve of cold only in cases where the main source of production of refrigerated fluid is not active, provision is made for bypassing the refrigerated primary fluid circuit, which consists of an anti-freezing substance, an auxiliary fluid circuit (comprising a refrigeration unit, a reservoir of ac-35 Î- Λ * * 1 t 4 7 accumulation of cold containing a solidifiable substance under the action of cold and a circulation pump) which is supplied with fluid coming from the primary circuit and the outlet of which is connected to said primary circuit 5 in a manner which can be interrupted and in that said connection is regulated by means of a valve controlled by a servomotor coupled to a regulator, the detector of which is placed on a main circuit pipe, the fluid cooled in the cold storage tank n 'being sent into the main circuit only when one is in an abnormal situation, that is to say in the event of failure of the primary refrigeration units, which are then switched off.
Suivant un mode de réalisation particulier 15 de l'invention, le dispositif est appliqué dans une installation comprenant plusieurs groupes frigorifiques principaux connectés en parallèle. Dans ce cas, l'un de ces groupes peut être affecté, lorsque la demande en frigories n'est pas trop grande, à la création de 20 froid nécessaire dans le circuit auxiliaire pour constituer la réserve de froid dans le réservoir d'accumulation.According to a particular embodiment of the invention, the device is applied in an installation comprising several main refrigeration units connected in parallel. In this case, one of these groups can be assigned, when the demand for refrigeration is not too great, to create the cold necessary in the auxiliary circuit to build up the cold reserve in the accumulation tank.
Il peut se faire que le même fluide ne puisse pas circuler dans les deux circuits de fluide réfrigéré.It may happen that the same fluid cannot circulate in the two refrigerated fluid circuits.
25 Dans ces cas, diverses solutions basées sur l'utilisation d'un -échangeur de chaleur peuvent être envisagées.In these cases, various solutions based on the use of a heat exchanger can be envisaged.
Suivant une première solution, le refroidissement du fluide du circuit primaire est réalisé par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur parcouru 30 aussi par le fluide du circuit auxiliaire, le dispositif de connexion et de déconnexion du circuit auxiliaire étant placé sur une conduite du circuit primaire de telle manière que le circuit primaire soit, en situation normale, isolé de l'échangeur de chaleur.According to a first solution, the cooling of the fluid of the primary circuit is carried out by means of a heat exchanger also traversed by the fluid of the auxiliary circuit, the device for connection and disconnection of the auxiliary circuit being placed on a pipe of the primary circuit in such a way that the primary circuit is, in normal situation, isolated from the heat exchanger.
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Suivant une deuxième solution utilisant le même principe, le refroidissement du fluide primaire est également réalisé par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur parcouru aussi par le fluide du circuit auxiliaire, 5 mais le dispositif de connexion et de déconnexion du circuit auxiliaire est placé sur une conduite de ce même circuit auxiliaire, tandis que le détecteur du régulateur ’ de ce dispositif reste placé sur une conduite du circuit primaire ; on peut ainsi obtenir que le cir-10 cuit primaire passe toujours par l'échangeur de chaleur mais qu'en situation normale-le circuit auxiliaire n'y passe pas.According to a second solution using the same principle, the cooling of the primary fluid is also carried out by means of a heat exchanger also traversed by the fluid of the auxiliary circuit, 5 but the device for connection and disconnection of the auxiliary circuit is placed on a pipe of this same auxiliary circuit, while the regulator detector 'of this device remains placed on a pipe of the primary circuit; one can thus obtain that the primary cir-10 cooked always passes by the heat exchanger but that in normal situation-the auxiliary circuit does not pass there.
Enfin, suivant une troisième solution possible, basée sur l'emploi d'un échangeur de chaleur, le circuit 15 auxiliaire est prolongé par un circuit de raccordement comprenant une pompe de circulation supplémentaire et le côté secondaire de l'échangeur de chaleur et se trouvant entre le. circuit primaire (qui comprend le groupe frigorifique principal, une pompe de circulation et le 20 côté primaire de l'échangeur de chaleur) et le circuit auxiliaire (qui comprend le groupe frigorifique auxiliaire, le réservoir d'accumulation du froid et une pompe de circulation), la pompe de circulation du circuit de raccordement restant inactive en situation normale et 25 n'étant mise en activité qu'en situation anormale sous 1'impulsion d'un servomoteur asservi à un détecteur placé sur une conduite du circuit principal.Finally, according to a third possible solution, based on the use of a heat exchanger, the auxiliary circuit 15 is extended by a connection circuit comprising an additional circulation pump and the secondary side of the heat exchanger and being between the. primary circuit (which includes the main refrigeration unit, a circulation pump and the primary side of the heat exchanger) and the auxiliary circuit (which includes the auxiliary refrigeration unit, the cold storage tank and a circulation pump ), the circulation pump of the connection circuit remaining inactive in a normal situation and being activated only in an abnormal situation under the impulse of a servomotor controlled by a detector placed on a main circuit pipe.
Il va de soi que ces solutions ne sont données qu'à titre d'exemples et que l'utilisation de 30 moyens équivalents relèvent également du procédé de l'invention si les principes de base restent identiques.It goes without saying that these solutions are given only by way of examples and that the use of equivalent means also comes under the method of the invention if the basic principles remain identical.
Ainsi, on peut concevoir une installation d'exécution du procédé dans laquelle le refroidissement du fluide du circuit primaire est réalisé, en situation 35 anormale, en faisant passer ce fluide à travers une cuve , i 1 x « 9 d'accumulation de glace du type décrit précédemment en faisant référence à la figure 5. Dans cette cuve d'accumulation de glace, isolée thermiquement, est placé un évaporateur à tubes multiples raccordé ici à 5 un groupe frigorifique auxiliaire comportant un compres seur, un condenseur et un organe de détente, le fond de la cuve étant pourvu d'un distributeur de bulles d'air produites par une soufflante placée à l'extérieur, afin d'assurer l'agitation du contenu de la cuve. Un dispo-10 sitif de connexion, par exemple, une soupape à trois voies commandé par un servomoteur et un détecteur, permet d'isoler la cuve d'accumulation de glace du circuit principal tant que le fonctionnement du groupe frigorifique principal reste normal.Thus, it is possible to conceive an installation for carrying out the process in which the cooling of the fluid of the primary circuit is carried out, in an abnormal situation, by passing this fluid through a tank, i 1 x "9 of ice accumulation of the type described above with reference to FIG. 5. In this thermally insulated ice storage tank is placed a multiple tube evaporator connected here to an auxiliary refrigeration unit comprising a compressor, a condenser and an expansion member , the bottom of the tank being provided with a distributor of air bubbles produced by a blower placed outside, in order to ensure agitation of the contents of the tank. A connection device, for example, a three-way valve controlled by a servomotor and a detector, makes it possible to isolate the ice storage tank from the main circuit as long as the operation of the main refrigeration unit remains normal.
15 L'invention concerne également un perfection nement pouvant éventuellement être apporté au groupe frigorifique auxiliaire utilisé dans l'une quelconque des formes d'exécution du dispositif de l'invention, à l'exception bien entendu du cas où l'on emploie l'un 20 des groupes frigorifiques principaux pour produire le froid nécessaire au réservoir d'accumulation de froid. Suivant ce perfectionnement, l'échangeur de chaleur qui remplit la fonction d'évaporateur dans ce groupe frigorifique auxiliaire est refroidi par un flux de 25 liquide prélevé du circuit primaire via deux déviations de prélèvement et de retour, le prélèvement étant placé en aval de la pompe de circulation du circuit principal et le retour, par exemple, en amont du groupe frigorifique principal. Si on le désire, on peut prévoir une 30 soupape de réglage pour régler le débit du flux en vue d'obtenir la pression voulue au refoulement du compresseur mesurée par l'élément sensible d'un organe de commande approprié.The invention also relates to an improvement which may possibly be made to the auxiliary refrigeration unit used in any of the embodiments of the device of the invention, except of course in the case where the one of the main refrigeration units to produce the cold necessary for the cold storage tank. According to this improvement, the heat exchanger which fulfills the function of evaporator in this auxiliary refrigeration unit is cooled by a flow of liquid withdrawn from the primary circuit via two deflection and return deviations, the withdrawal being placed downstream of the main circuit circulation pump and return, for example, upstream of the main refrigeration unit. If desired, an adjustment valve can be provided to regulate the flow rate in order to obtain the desired pressure at the discharge of the compressor measured by the sensitive element of an appropriate control member.
Après avoir défini le dispositif de l'inven-35 tion d'une manière générale, on va à présent en donnerHaving defined the device of the invention in general, we will now give some
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* A* AT
une description plus explicite en se référant aux figures 7 à 13 annexées qui se rapportent à diverses formes d'exécution de l'invention.a more explicit description with reference to Figures 7 to 13 attached which relate to various embodiments of the invention.
La figure 7 schématise le principe de fonc-5 tionnement de l'invention dans lequel, en dérivation au circuit primaire qui comprend le groupe frigorifique principal 1 traversé par le fluide (qui, pour des raisons qui seront expliquées plus clairement plus loin, devra être anticongelant et consister, par exemple, en 10 un mélange d'eau et de glycol) tenu en circulation par la pompe 3, on ajoute un circuit annulaire comprenant un groupe frigorifique auxiliaire 22, un réservoir d'accumulation de froid 23 (avec formation de glace ou basé de toute façon sur le changement d'état physique 15 d'une substance pour utiliser sa chaleur latente) et une pompe de circulation 24.Figure 7 shows schematically the operating principle of the invention in which, bypassing the primary circuit which comprises the main refrigeration unit 1 through which the fluid passes (which, for reasons which will be explained more clearly below, must be anti-freeze and consist, for example, in a mixture of water and glycol) kept in circulation by the pump 3, an annular circuit is added comprising an auxiliary refrigeration unit 22, a cold accumulation tank 23 (with formation of ice or based in any case on the change of physical state 15 of a substance to use its latent heat) and a circulation pump 24.
Ce circuit auxiliaire est connecté au circuit primaire au moyen de la conduite 2E raccordée à une voie de la soupape à trois voies 25, actionnée par le 20 servomoteur 26, et par une conduite 2F. En phase d'utilisation normale, la soupape 25 ferme la voie raccordée à la conduite 2E et ouvre la voie vers la conduite 2D de sorte que les deux circuits, bien qu'ils soient intéressés par le même fluide, sont parcourus par des courants 25 différents : le circuit primaire fonctionne donc de manière analogue à ce que montrent les figures 1, 2 et 3 tandis que, dans le circuit auxiliaire, le groupe frigorifique 22 travaille exclusivement pour créer une réserve de froid par la solidification de la substance 30 se trouvant à l'intérieur du réservoir 23. Cette solidification se produit par cession de la chaleur latente au fluide - nécessairement de type anticongelant pour qu'il se maintienne toujours à l'état liquide - qui est refroidi à une température adéquatement basse et qui est 35 maintenu en circulation par la pompe 24 ; la pompe 24 ,-- »This auxiliary circuit is connected to the primary circuit by means of the line 2E connected to a channel of the three-way valve 25, actuated by the servomotor 26, and by a line 2F. In normal use, the valve 25 closes the path connected to line 2E and opens the way to line 2D so that the two circuits, although they are interested in the same fluid, are traversed by currents 25 different: the primary circuit therefore works in a similar manner to that shown in FIGS. 1, 2 and 3 while, in the auxiliary circuit, the refrigeration unit 22 works exclusively to create a reserve of cold by the solidification of the substance 30 being inside the reservoir 23. This solidification occurs by cession of the latent heat to the fluid - necessarily of the antifreeze type so that it always remains in the liquid state - which is cooled to an adequately low temperature and which is 35 maintained in circulation by the pump 24; pump 24, - »
* _ J* _ J
< 11 et le groupe frigorifique 22 sont maintenus en fonctionnement jusqu'à la solidification complète de la substance contenue dans le réservoir 23, après quoi ils sont arrêtés.<11 and the refrigeration unit 22 are kept in operation until the substance contained in the reservoir 23 has solidified completely, after which they are stopped.
5 Quand le groupe frigorifique 1 est hors de service - circonstance que nous appellerons par la suite "situation d'alerte" ou "situation anormale" et qui peut provenir, par exemple, d'une élévation anormale de la température du fluide primaire en circulation -10 la soupape motorisée à trois voies 25 étrangle la voie raccordée à la conduite 2D, en excluant du circuit le groupe frigorifique principal 1, et ouvre la voie relative à la conduite 2E de sorte que le fluide, propulsé par la pompe 3 doive traverser le réservoir 23 qui com-15 mence à céder de l'énergie frigorifique fournie par le changement d'état, de l'état solide à l'état liquide, de la substance accumulatrice ; dans cette phase, la pompe 24 et le groupe, frigorifique 22 peuvent être éventuellement, mais non nécessairement, arrêtés car 20 la soupape de non-retour 27 garantit que le fluide ne circule pas passivement à travers ceux-ci.5 When refrigeration unit 1 is out of service - a circumstance which we will call subsequently "alert situation" or "abnormal situation" and which can arise, for example, from an abnormal rise in the temperature of the primary fluid in circulation -10 the three-way motorized valve 25 throttles the channel connected to the line 2D, excluding from the circuit the main refrigeration unit 1, and opens the channel relating to the line 2E so that the fluid, propelled by the pump 3 must pass through the reservoir 23 which begins to yield cooling energy supplied by the change of state, from the solid state to the liquid state, of the accumulating substance; in this phase, the pump 24 and the refrigeration unit 22 can possibly, but not necessarily, be stopped because the non-return valve 27 guarantees that the fluid does not passively pass through them.
La soupape 25 est commandée par le servomoteur 26, de type électrique ou pneumatique ou autre encore, qui pourra être à contrôle en deux positions 25 (correspondant aux conditions de fin de course de l'obturateur de la soupape) ou bien modulant suivant la finesse de la régulation thermique du fluide primaire que l'on veut obtenir dans la situation d'alerte.The valve 25 is controlled by the electric, pneumatic or other type of actuator 26, which can be controlled in two positions 25 (corresponding to the end-of-travel conditions of the valve shutter) or else modulating according to the fineness of the thermal regulation of the primary fluid that we want to obtain in the alert situation.
Au cas où la valeur de la température prise 30 par le fluide primaire en situation d'alerte ne doit pas être contrôlée dans des limites étroites, il sera suffisant que le servomoteur 26 soit du type à deux positions afin d'ouvrir totalement la voie de la conduite 2D ou bien au contraire la voie de la conduite 35 2E suivant que l'on se trouve en fonctionnement normal 4 12 4 * ♦ * * 1 ou en fonctionnement d'alerte ; il est préférable que le servomoteur 26 soit conçu de manière à pouvoir se porter spontanément dans la situation d'alerte en l'absence d'alimentation électrique pour des motifs 5 qui seront exposés plus loin.In the event that the temperature value taken by the primary fluid in the alert situation is not to be controlled within narrow limits, it will be sufficient for the actuator 26 to be of the two-position type in order to fully open the path of the 2D pipe or, on the contrary, the pipe 2 35 pipe depending on whether one is in normal operation 4 12 4 * ♦ * * 1 or in alert operation; it is preferable that the booster 26 is designed so as to be able to go spontaneously into the alert situation in the absence of electrical supply for reasons 5 which will be explained later.
Au contraire, au cas où-la température du fluide primaire doit être contenue dans un intervalle précis en toute circonstance, le servomoteur 26 sera de type modulant afin que, alors qu'en cas de fonction-10 nement normal il est positionné de manière à ouvrir complètement la voie de la conduite 2D et à fermer la voie de la conduite 2E, en situation d'alerte il soit asservi à un régulateur à action progressive 28 qui émét un signal en fonction de la température mesurée 15 par le détecteur 29 placé, de préférence, sur la conduite 2 ; la chaîne de régulation comprenant - le détecteur 29, - le régulateur 28, - le servomoteur 26, 20 - la soupape mélangeuse 25 est conçue de manière à maintenir la température du fluide envoyé aux appareils à refroidir dans les paramètres désirés grâce au mélange, dans les proportions adéquates, d'un courant de fluide qui traverse le 25 réservoir d'accumulation 23 (où il est refroidi) et d'un second courant qui traverse le groupe frigorifique principal 1 (inactif en situation d'alerte) sans changer de température.On the contrary, in the case where the temperature of the primary fluid must be contained within a precise interval in all circumstances, the booster 26 will be of the modulating type so that, while in the case of normal operation, it is positioned so as to completely open the line of line 2D and close the line of line 2E, in an alert situation, it is controlled by a progressive action regulator 28 which emits a signal as a function of the temperature measured 15 by the detector 29 placed, preferably on line 2; the regulation chain comprising - the detector 29, - the regulator 28, - the servomotor 26, 20 - the mixing valve 25 is designed so as to maintain the temperature of the fluid sent to the devices to be cooled to the desired parameters thanks to the mixing, in the appropriate proportions, of a stream of fluid which passes through the accumulation tank 23 (where it is cooled) and of a second stream which passes through the main refrigeration unit 1 (inactive in alert situation) without changing temperature .
Il est évident, au vu de la description, que 30 l'installation qui comporte le dispositif faisant l'objet de l'invention, contenue dans le rectangle en traits discontinus de la figure 7 et qui peut éventuellement prendre la forme d'une construction compacte qui contient tous les éléments dans un groupe unique, 35 est à même de produire et d'accumuler de l'énergie ‘ _ 1 13 * frigorifique par la solidification d'une substance adéquate contenue dans un réservoir d'accumulation sans interférer avec le processus normal en cours dans le circuit primaire de refroidissement ; en outre, il 5 est évident que dans le cas où le groupe frigorifique principal n'est pas à même de refroidir le fluide en circulation, l'installation qui permet de réaliser l'invention peut céder l'énergie frigorifique accumulée antérieurement dans le réservoir d'accumulation et peut 10 ainsi assumer pendant une période déterminée la fonction du groupe frigorifique principal.It is obvious, from the description, that the installation which includes the device which is the subject of the invention, contained in the rectangle in broken lines in FIG. 7 and which can possibly take the form of a construction compact which contains all the elements in a single group, 35 is able to produce and accumulate refrigerating energy by the solidification of an adequate substance contained in an accumulation tank without interfering with the normal process in progress in the primary cooling circuit; moreover, it is obvious that in the case where the main refrigerating unit is not able to cool the circulating fluid, the installation which makes it possible to carry out the invention can yield the refrigerating energy previously accumulated in the tank. accumulation and can thus assume for a determined period the function of the main refrigeration unit.
Au cas où l'inactivité du groupe frigorifique principal est causée par la défaillance temporaire d'énergie électrique, l'emploi de l'installation suivant 15 l'invention permet d'assurer la continuité du processus de refroidissement en prévoyant uniquement l'alimentation électrique au moyen de systèmes d'urgence de la seule pompe de circulation indiquée par le numéro de référence 3 de la figure 7, dont la puissance absorbée est évi-20 demment beaucoup plus faible que celle du groupe frigorifique principal ; comme on l'a dit précédemment, il est en outre particulièrement utile dans ce cas que le servomoteur 26 soit construit de manière à se porter spontanément dans la configuration d'alerte en cas 25 d'absence d'alimentation électrique.In the event that the inactivity of the main refrigeration unit is caused by the temporary failure of electrical energy, the use of the installation according to the invention makes it possible to ensure the continuity of the cooling process by providing only the electrical supply. by means of emergency systems of the only circulation pump indicated by the reference number 3 in FIG. 7, the power consumption of which is obviously much lower than that of the main refrigeration unit; as mentioned above, it is also particularly useful in this case for the actuator 26 to be constructed so as to spontaneously go into the alert configuration in the event of a lack of electrical supply.
La puissance absorbée par le groupe frigorifique d'alerte est également petite par rapport à celle du groupe frigorifique principal puisque, dans les conditions normales de fonctionnement, le temps relatif 30 aux situations d'alerte est petit par rapport au total et par conséquent, le groupe frigorifique d'alerte peut fonctionner longtemps pour créer une réserve frigorifique destinée à être distribuée, pendant une période relativement brève, avec une intensité égale à celle 35 que distribuerait le groupe frigorifique principal * ) ï 14 * < pendant la même période.The power absorbed by the alert refrigeration unit is also small compared to that of the main refrigeration unit since, under normal operating conditions, the time relating to the alert situations is small compared to the total and therefore the Warning refrigeration unit can operate for a long time to create a refrigeration reserve intended to be distributed, for a relatively short period, with an intensity equal to that which would be distributed by the main refrigeration unit *) ï 14 * <during the same period.
La capacité du réservoir d'accumulation, c'est-à-dire la masse de la substance employée pour l'accumulation, est choisie en fonction de la -quantité 5 d'énergie frigorifique que l'on veut emmagasiner et qui est directement proportionnelle aussi bien à la puissance frigorifique à distribuer pendant la période d'alerte qu'à la durée de celle-ci.The capacity of the accumulation tank, that is to say the mass of the substance used for the accumulation, is chosen as a function of the quantity of cooling energy which it is desired to store and which is directly proportional both the cooling capacity to be distributed during the alert period and the duration thereof.
La figure 8 représente une variante impor-10 tante de l'installation qui comporte le dispositif de l'invention, variante applicable dans les installations de refroidissement d'eau ou de liquide pourvues, non pas d'un seul groupe frigorifique, mais de plusieurs groupes indépendante raccordés en parallèle pour sauve-15 garder la fiabilité, la simplicité de l'augmentation de puissance dans le temps, le réglage de la puissance frigorifique et d'autres choses encore.FIG. 8 represents an important variant of the installation which comprises the device of the invention, a variant applicable in water or liquid cooling installations provided, not with a single refrigeration unit, but with several independent groups connected in parallel to save 15 keep the reliability, the simplicity of the increase in power over time, the adjustment of the cooling capacity and other things still.
Pour les installations de ce type, le dispositif suivant l'invention peut être réalisé de 20 manière à pouvoir utiliser, aux périodes et suivant les moyens les plus opportuns comme on l'expliquera plus loin, un ou plusieurs des groupes frigorifiques principaux pour créer la réserve d'énergie frigorifique, en économisant ainsi l'emploi d'une machine frigorifique 25 auxiliaire destinée à ne fonctionner que pendant des périodes''de temps réduites.For installations of this type, the device according to the invention can be produced so as to be able to use, at the times and according to the most appropriate means as will be explained below, one or more of the main refrigeration units to create the reserve of refrigerating energy, thereby saving the use of an auxiliary refrigerating machine 25 intended to operate only for short periods of time.
La quantité de chaleur que les appareils et/ou les milieux à refroidir produisent est généralement variable dans le temps, soit pour des motifs sai-30 sonniers, soit en fonction de la nature du procédé technique, et ne vaut que sporadiquement la valeur maximale envisagée ; toutefois, pour des raisons évidentes, la capacité frigorifique globale des installations de refroidissement est au moins égale ou est 35 franchement supérieure à la valeur maximale du projet.The amount of heat that the devices and / or the media to cool produces generally varies over time, either for seasonal reasons or depending on the nature of the technical process, and is only sporadically worth the maximum value envisaged ; however, for obvious reasons, the overall cooling capacity of the cooling installations is at least equal to or is significantly higher than the maximum project value.
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Comme, dans les installations multiples, la régulation de la production de froid se fait, en général, en faisant fonctionner ou en arrêtant le nombre opportun de machines frigorifiques, lorsque la puissance 5 frigorifique demandée est inférieure à la puissance maxi male qui peut être distribuée, on met hors service pour une période de temps appropriée une ou plusieurs machines frigorifiques et, pendant cette période, une au moins de ces machines peut être utilisée pour créer une 10 réserve d'énergie frigorifique.As, in multiple installations, the regulation of the production of cold is done, in general, by operating or stopping the appropriate number of refrigerating machines, when the cooling capacity requested is less than the maximum power which can be distributed. , one or more refrigerating machines are put out of service for an appropriate period of time and, during this period, at least one of these machines can be used to create a reserve of refrigerating energy.
Dans l'exemple non limitatif représenté à la figure 8, cette solution prévoit un nombre quelconque d'installations frigorifiques, indiquées par 1, 1A, 1B, etc., insérées dans un circuit primaire compre-15 nant les éléments indiqués par les mêmes numéros de référence qu'à la figure 7.In the nonlimiting example represented in FIG. 8, this solution provides for any number of refrigeration installations, indicated by 1, 1A, 1B, etc., inserted in a primary circuit comprising the elements indicated by the same numbers reference as in Figure 7.
Dans ce cas également, en phase de fonctionnement normale, la. soupape 25 ferme la voie de la conduite 2E et ouvre celle de la conduite 2D, de telle manière 20 que le fluide traverse les groupes frigorifiques montés en parallèle avant d'être envoyé aux utilisateurs de la pompe de circulation 3.In this case also, in the normal operating phase, the. valve 25 closes the line of line 2E and opens that of line 2D, so that the fluid passes through the refrigeration units mounted in parallel before being sent to the users of the circulation pump 3.
Au cas où il est nécessaire de disposer de la puissance globale de tous les groupes frigorifiques, 25 la soupape 30, actionnée par un servomoteur qui est, de préférence, du type à deux positions, ferme la voie de la conduite 2L et ouvre la voie de la conduite 21, de telle sorte que le groupe frigorifique 1 est raccordé en parallèle, par rapport à tous les autres groupes 30 ΙΑ, 1B, 1C, etc., via les conduites 2F, 2G, 2H, 21. Si, au contraire, la puisance frigorifique demandée est inférieure à la puissance maximale disponible au point de permettre la mise hors de fonctionnement de l'un des groupes frigorifiques, on peut se trouver devant 35 deux cas distincts : 16 * r t e.If it is necessary to have the overall power of all the refrigeration units, the valve 30, actuated by a servomotor which is preferably of the two-position type, closes the line of the line 2L and opens the way of line 21, so that the refrigeration unit 1 is connected in parallel, with respect to all the other groups 30 ΙΑ, 1B, 1C, etc., via the lines 2F, 2G, 2H, 21. If, on the contrary , the refrigeration capacity requested is less than the maximum power available to the point of allowing one of the refrigeration units to be put out of operation, there are two distinct cases: 16 * rt e.
- si la réserve de froid à l'intérieur du réservoir 23 est complète, c'est-à-dire si toute la substance qui y est contenue est déjà solidifiée, la soupape 30 reste dans la position précédemment décrite ; 5 - si la réserve de froid à l'intérieur dj réservoir 23 n'est pas encore complète, c'est-à-dire si la substance qui y est contenue n'est pas encore totalement solidifiée, la soupape 30 ferme la voie raccordée à la conduite 21 et ouvre la voie de la conduite 2L, ce 10 qui isole le groupe frigorifique 1 qui est ainsi inséré dans le circuit auxiliaire comprenant la pompe 24 et le réservoir d'accumulation de froid 23 ; la pompe 24 et le groupe frigorifique 1 sont donc mis en fonctionnement et y sont maintenus jusqu'à ce que la 15 solidification de la substance contenue dans le ré servoir 23 soit complète, après quoi ils sont arrêtés.- If the cold reserve inside the reservoir 23 is complete, that is to say if all the substance contained therein is already solidified, the valve 30 remains in the position previously described; 5 - if the cold reserve inside the reservoir 23 is not yet complete, that is to say if the substance contained therein is not yet completely solidified, the valve 30 closes the connected channel to line 21 and opens the way to line 2L, which isolates the refrigeration unit 1 which is thus inserted into the auxiliary circuit comprising the pump 24 and the cold storage tank 23; the pump 24 and the refrigeration unit 1 are therefore put into operation and are maintained there until the solidification of the substance contained in the tank 23 is complete, after which they are stopped.
Evidemment, si au cours de la phase de constitution de la réserve de froid, on a de nouveau besoin de la puissance globale de tous les groupes frigorifi-20 ques, le groupe frigorifique 1 cesse de travailler pour solidifier la matière contenue dans le réservoir 23 et, par une manoeuvre adéquate de la soupape 30, est de nouveau raccordé en parallèle avec les autres groupes frigorifiques ; on peut prévoir des contrôles temporises 25 opportuns pour empêcher des oscillations fréquentes éventuelles entre les deux états de fonctionnement.Obviously, if during the phase of building up the cold reserve, we again need the overall power of all the refrigeration units, the refrigeration unit 1 stops working to solidify the material contained in the reservoir 23 and, by an adequate operation of the valve 30, is again connected in parallel with the other refrigeration units; timely timed controls can be provided to prevent possible frequent oscillations between the two operating states.
De manière analogue à ce qui a été décrit à propos de l'installation de la figure 7, au sujet de la "situation d'alerte", dans ce cas la soupape moto-30 risée à trois voies 25 étrangle la voie raccordée à la conduite 2D, excluant du circuit l'ensemble des groupes frigorifiques 1, 1A, 1B, etc., et ouvre la voie de la conduite 2E de manière que le fluide, refoulé par la pompe 3 doive traverser le réservoir 23 qui commence à 35 céder de l'énergie frigorifique fournie par le change-Similarly to what has been described in connection with the installation in FIG. 7, with regard to the "alert situation", in this case the three-way motorized valve 30 throttles the channel connected to the line 2D, excluding from the circuit all the refrigeration units 1, 1A, 1B, etc., and opens the way to line 2E so that the fluid, discharged by the pump 3 must pass through the reservoir 23 which begins to yield of the cooling energy supplied by the change
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17 t ment d'état, de l'état solide à l'état liquide, de la substance d'accumulation ; au cours de cette phase d'alerte, la pompe 24 est arrêtée et la soupape à trois voies 30 se positionne de manière à fermer la voie rac-5 cordée à la conduite 2L pour éviter qu'un courant de fluide éventuel ne court-circuite, même partiellement, le réservoir 23.17 t ment of state, of solid state to liquid state, of accumulation substance; during this alert phase, the pump 24 is stopped and the three-way valve 30 is positioned so as to close the rac-5 track connected to the line 2L to prevent a possible current of fluid from short-circuiting , even partially, the reservoir 23.
La composition et la fonction de la chaîne de régulation qui comprend les organes 25, 26, 28, 29, 10 ainsi que les principes généraux de fonctionnement du système sont en tous points analogues à ceux qui ont été décrits précédemment.The composition and function of the regulatory chain which comprises the organs 25, 26, 28, 29, 10 as well as the general operating principles of the system are in all respects similar to those which have been described previously.
Les exemples décrits jusqu'ici pour la présente invention sont valables dans tous les cas où on 15 peut faire circuler le même fluide, du type anticonge-lant, dans le circuit primaire - dont font aussi partie les circuits à refroidir - et dans le circuit secondaire ; si ce n'est pas possible ou si, pour une raison quelconque, il doit y avoir une séparation physique 20 entre les fluides qui circulent dans le circuit primaire et le circuit secondaire, on peut appliquer les divers systèmes illustrés ci-après.The examples described so far for the present invention are valid in all cases where the same fluid, of the anti-drip type, can be circulated in the primary circuit - which also includes the circuits to be cooled - and in the circuit secondary; if this is not possible or if for some reason there must be a physical separation between the fluids circulating in the primary circuit and the secondary circuit, the various systems illustrated below can be applied.
La figure 9 représente une variante de réalisation de l'invention dans laquelle un échangeur de 25 chaleur 32 est intercalé entre le circuit primaire (qui comprend·, les mêmes éléments que ceux illustrés à la figure 7, identifiés d'ailleurs par les mêmes numéros de référence) et le circuit auxiliaire (qui comprend le groupe frigorifique auxiliaire 22, le réservoir 30 d'accumulation 23 et la pompe de circulation 24).FIG. 9 represents an alternative embodiment of the invention in which a heat exchanger 32 is inserted between the primary circuit (which includes ·, the same elements as those illustrated in FIG. 7, identified moreover by the same numbers and the auxiliary circuit (which includes the auxiliary refrigeration unit 22, the accumulation tank 23 and the circulation pump 24).
Dans ce cas également, en phase de fonctionnement normal, la soupape 25 ferme la voie raccordée à la conduite 2E et ouvre la voie concernant la conduite 2D, de sorte que l'échangeur de chaleur 32 reste isolé 35 du courant de liquide qui intéresse le circuit primaire ; i ! 18 t * dans le circuit auxiliaire, le groupe frigorifique 22 travaille exclusivement pour créer une réserve de froid grâce à la solidification de la substance contenue à l'intérieur du réservoir 23.In this case also, in normal operating phase, the valve 25 closes the channel connected to the line 2E and opens the channel relating to the line 2D, so that the heat exchanger 32 remains isolated 35 from the liquid stream which interests the primary circuit; i! 18 t * in the auxiliary circuit, the refrigeration unit 22 works exclusively to create a cold reserve thanks to the solidification of the substance contained inside the tank 23.
5 Cette solidification s'effectue par cession de la chaleur latente au fluide - qui est nécessairement de type anticongelant afin qu'il se maintienne toujours à l'état liquide - ce fluide étant refroidi à une température adéquatement basse et étant maintenu en eircu-10 lation par la pompe 24 ; la pompe 24 et le groupe frigorifique 22 sont maintenus en fonctionnement jusqu'à la solidification complète de la substance contenue dans le réservoir 23, après quoi ils sont arrêtés.5 This solidification takes place by transfer of the latent heat to the fluid - which is necessarily of anti-freezing type so that it always remains in the liquid state - this fluid being cooled to an adequately low temperature and being maintained in eircu-10 lation by pump 24; the pump 24 and the refrigeration unit 22 are kept in operation until the substance contained in the reservoir 23 has solidified completely, after which they are stopped.
S'il se produit une "situation d'alerte", la 15 soupape motorisée à trois voies 25 étrangle la voie raccordée à la conduite 2D, en excluant du circuit le groupe frigorifique principal, et ouvre la voie relative à la conduite 2E de telle manière que le fluide, propulsé par la pompe 3, doive traverser le circuit primaire de 20 l'échangeur de chaleur 32 ; en même temps, la pompe 24 est mise en action pour faire circuler le fluide dans le circuit auxiliaire entre le réservoir d'accumulation 23 et le côté secondaire de l'échangeur de chaleur 32 ; de cette manière, le fluide qui circule dans le circuit 25 auxiliaire prélève de l'énergie frigorifique aux dépens du changement d'état, de l'état solide à l'état liquide, de la substance d'accumulation et la cède via l'échangeur de chaleur 32 au fluide qui circule dans le circuit primaire.If an "alert situation" occurs, the three-way motorized valve 25 throttles the channel connected to the line 2D, by excluding the main refrigeration unit from the circuit, and opens the way relating to the line 2E of such so that the fluid, propelled by the pump 3, must pass through the primary circuit of the heat exchanger 32; at the same time, the pump 24 is actuated to circulate the fluid in the auxiliary circuit between the accumulation tank 23 and the secondary side of the heat exchanger 32; in this way, the fluid which circulates in the auxiliary circuit 25 takes up cooling energy at the expense of the change of state, from the solid state to the liquid state, of the accumulation substance and transfers it via the heat exchanger 32 to the fluid which circulates in the primary circuit.
30 Dans une telle phase, le groupe frigorifique 22 peut être éventuellement, mais pas nécessairement, maintenu en fonctionnement - évidemment si la "situation d'alerte" n'est pas due à un manque de tension - afin de contribuer ainsi au refroidissement des machines 35 utilisatrices. La soupape 25 et la chaîne de régulation 2 * t s i * 19 qui la concerne peuvent être à action progressive ou bien à deux positions suivant les exigences de précision de la régulation thermique du fluide primaire, et ce avec les critères déjà abondamment décrits à propos 5 de l'installation de la figure 7.30 In such a phase, the refrigeration unit 22 can possibly, but not necessarily, be kept in operation - obviously if the "alert situation" is not due to a lack of voltage - in order to thus contribute to the cooling of the machines 35 users. The valve 25 and the regulating chain 2 * tsi * 19 which concerns it can be of progressive action or else in two positions according to the requirements of precision of the thermal regulation of the primary fluid, and this with the criteria already abundantly described in connection with 5 of the installation in Figure 7.
La forme de construction de cette installation peut être telle qu'elle groupe en un ensemble unique tous les éléments constitutifs contenus dans le rectangle en traits discontinus de la figure 9.The form of construction of this installation may be such that it groups all the constituent elements contained in the rectangle in broken lines in FIG. 9 into a single set.
10 Lorsque l'inactivité du groupe frigorifique principal est causée par un manque temporaire d'énergie électrique, l'emploi de ce type d'installation permet d'assurer la continuité dj processus de refroidissement en prévoyant l'alimentation électrique, par des systèmes 15 d'appoint, des seules pompes de circulation, indiquées par 3 et 24 dans la figure 9 ; la puissance absorbée globalement par ces pompes est évidemment beaucoup plus petite que celle relative au groupe frigorifique principal.10 When the inactivity of the main refrigeration unit is caused by a temporary lack of electrical energy, the use of this type of installation makes it possible to ensure the continuity of the cooling process by providing electrical power, by systems 15 make-up, only circulation pumps, indicated by 3 and 24 in figure 9; the power absorbed overall by these pumps is obviously much smaller than that relating to the main refrigeration unit.
20 La figure 10 représente une variante, donnée à titre d'exemple, de l'installation de la figure 9, variante dans laquelle la soupape à trois voies 25, au lieu d'être insérée dans le circuit primaire, est montée de façon à pouvoir contrôler l'écoulement dans le cir-25 cuit auxiliaire à travers le groupe frigorifique auxiliaire 2£.et/ou le réservoir d'accumulation 23 : le circuit primaire est réalisé sans organes de régulation du débit de telle sorte que l'écoulement à travers le groupe frigorifique principal est constant en toutes 30 circonstances.FIG. 10 shows a variant, given by way of example, of the installation of FIG. 9, a variant in which the three-way valve 25, instead of being inserted in the primary circuit, is mounted so as to ability to control flow in the auxiliary fired cir-25 through the auxiliary refrigeration unit £ 2 and / or the accumulation tank 23: the primary circuit is carried out without flow control members so that the flow at through the main refrigeration unit is constant in all 30 circumstances.
En phase de fonctionnement normal, la soupape 25 ferme la voie raccordée à la conduite 21 de sorte que l'échangeur de chaleur 32 reste isolé de l'écoulement qui intéresse le circuit secondaire ; dans le circuit 35 auxiliaire le groupe frigorifique 22 travaille exclusi- y * » - » * 20 vement pour créer une réserve de froid grâce à la solidification de la substance contenue à l'intérieur du réservoir 23.In normal operating phase, the valve 25 closes the channel connected to the pipe 21 so that the heat exchanger 32 remains isolated from the flow which concerns the secondary circuit; in the auxiliary circuit 35 the refrigeration unit 22 works exclusively to create a cold reserve thanks to the solidification of the substance contained inside the tank 23.
S'il se produit une "situation d'alerte", la 3 soupape motorisée à trois voies 25 étrangle la voie rac cordée à la conduite 21, en excluant totalement ou partiellement du circuit le groupe frigorifique auxiliaire 22 qui est,évidemment arrêté, et ouvre la voie relative à la conduite 21 de telle manière que le fluide, propulsé 10 par la pompe 24, doive traverser le circuit secondaire de l'échangeur de chaleur 32 : de cette manière, le fluide qui circule dans le circuit auxiliaire prélève de l'énergie frigorifique aux dépens du changement d'état, de l'état solide à l'état liquide, de la subs-15 tance d'accumulation et la cède via l'échangeur de chaleur 32 au fluide qui circule dans le circuit primaire.If an "alert situation" occurs, the 3 three-way motorized valve 25 throttles the track connected to line 21, by totally or partially excluding from the circuit the auxiliary refrigeration unit 22 which is obviously stopped, and opens the way relating to line 21 in such a way that the fluid, propelled by the pump 24, must pass through the secondary circuit of the heat exchanger 32: in this way, the fluid which circulates in the auxiliary circuit takes from the cooling energy at the expense of the change of state, from the solid state to the liquid state, of the accumulating substance and transfers it via the heat exchanger 32 to the fluid which circulates in the primary circuit.
La soupape 25 et la chaîne de régulation qui la concerne peuvent être à action progressive ou bien à deux positions suivant les exigences de précision 20 de la régulation thermique, et ce avec les critères déjà abondamment décrits à propos de l'installation de la figure 7, en réglant la température du fluide primaire envoyé aux appareils à refroidir par la déviation -modulée dans le cas de régulation progressive et totale 25 dans le cas de la régulation à deux positions - du fluide secondaire à travers le groupe frigorifique auxiliaire 22, inactif en situation d'alerte.The valve 25 and the regulation chain which relates to it can be progressive action or else in two positions according to the precision requirements 20 of the thermal regulation, and this with the criteria already abundantly described with regard to the installation of FIG. 7 , by adjusting the temperature of the primary fluid sent to the devices to be cooled by the deviation - modulated in the case of progressive and total regulation 25 in the case of two-position regulation - of the secondary fluid through the auxiliary refrigeration unit 22, inactive in alert situation.
Pour la réalisation de l'installation de la figure 10 également, la forme de construction peut être 30 telle qu'elle groupe en un ensemble unique tous les éléments constitutifs contenus dans le rectangle en traits discontinus.For the realization of the installation of FIG. 10 also, the form of construction can be such that it groups in a single set all the constituent elements contained in the rectangle in broken lines.
Comme dans le cas précédent, si l'inactivité du groupe frigorifique principal est causée par un 35 manque temporaire d'énergie électrique, l'emploi de ce . 4 ‘ .As in the previous case, if the inactivity of the main refrigeration unit is caused by a temporary lack of electrical energy, the use of this. 4 ‘.
21 type d'installation permet d'assurer la continuité du processus de refroidissement en prévoyant l'alimentation électrique, par des systèmes d'appoint, des seules pompes de circulation indiquées par 3 et 24 dans la 5 figure 10 ; la puissance absorbée globalement par ces pompes est évidemment beaucoup plus petite que celle relative au groupe frigorifique principal.21 type of installation makes it possible to ensure the continuity of the cooling process by providing the electrical supply, by back-up systems, of the only circulation pumps indicated by 3 and 24 in FIG. 10; the power absorbed overall by these pumps is obviously much smaller than that relating to the main refrigeration unit.
La figure 11 représente une autre variante de réalisation de l'invention dans laquelle un circuit 10 de raccordement comprenant la pompe de circulation 33 et le côté secondaire de l'échangeur de chaleur 32 est inséré entre le circuit primaire (qui comprend le groupe frigorifique principal 1, la pompe de circulation 3 et le côté primaire de l'échangeur de chaleur 32) et le 13 circuit auxiliaire (qui comprend le groupe frigorifique auxiliaire 22, le réservoir d'accumulation de froid 23 et la pompe de circulation 24).FIG. 11 represents another variant embodiment of the invention in which a connection circuit 10 comprising the circulation pump 33 and the secondary side of the heat exchanger 32 is inserted between the primary circuit (which comprises the main refrigeration unit 1, the circulation pump 3 and the primary side of the heat exchanger 32) and the auxiliary circuit 13 (which includes the auxiliary refrigeration unit 22, the cold storage tank 23 and the circulation pump 24).
En phase de fonctionnement normal, la pompe 33 est inactive, le circuit primaire fonctionne normale-20 ment en maintenant la température du fluide en circulation conformément aux exigences des machines et/ou des milieux à refroidir tandis que dans le circuit auxiliaire le groupe frigorifique 22 travaille exclusivement pour créer une réserve de froid à l'intérieur du réservoir 23 23 : la pompe 24 et le groupe 22 sont maintenus en fonctionnement jusqu'à la solidification complète de la substance contenue dans le réservoir 23, après quoi ils sont arrêtés.In normal operating phase, the pump 33 is inactive, the primary circuit operates normally, maintaining the temperature of the circulating fluid in accordance with the requirements of the machines and / or media to be cooled, while in the auxiliary circuit the refrigeration unit 22 works exclusively to create a cold reserve inside the tank 23 23: the pump 24 and the group 22 are kept in operation until the solidification of the substance contained in the tank 23, after which they are stopped.
S'il se produit une "situation d'alerte", 30 la pompe 33 est mise en activité de manière à faire circuler le fluide dans le circuit de raccordement entre le réservoir d'accumulation 23 et le côté secondaire de l'échangeur de chaleur 32 : de cette manière, le fluide qui circule dans le circuit de raccordement 33 prélève de l'énergie frigorifique aux dépens du change- - — · · - - ' '··· -- ·1 ·3£>·'·Ί· * * a * % v 22 ment d'état, de l'état solide à l'état liquide, de la substance d'accumulation et la cède via l'échangeur de chaleur 32 au fluide qui circule dans le circuit primaire .If a "warning situation" occurs, the pump 33 is activated so as to circulate the fluid in the connection circuit between the accumulation tank 23 and the secondary side of the heat exchanger 32: in this way, the fluid which circulates in the connection circuit 33 takes cooling energy at the expense of the change- - - · · - - - '' ··· - · 1 · 3 £> · '· Ί · * * A *% v 22 state of state, from solid state to liquid state, of the accumulation substance and yields it via the heat exchanger 32 to the fluid which circulates in the primary circuit.
5 Dans une telle phase, la pompe 24 et le groupe frigorifique 22 peuvent éventuellement être arrêtés ou bien, si on désire que le groupe 22 contribue au refroidissement du processus, être maintenus en fonctionnement.In such a phase, the pump 24 and the refrigeration unit 22 can optionally be stopped or, if it is desired that the group 22 contributes to cooling the process, be kept in operation.
10 La présence des soupapes de non-retour 27 et 27A garantit dans chaque circuit l'absence d'un écoulement indésirable induit par la pompe de l'autre circuit.The presence of the non-return valves 27 and 27A guarantees in each circuit the absence of an undesirable flow induced by the pump of the other circuit.
Le réglage de la température du fluide primaire pompé par la pompe 3 peut être effectué par 15 1'actionnement cyclique de la pompe 33 asservie à un thermostat à deux positions dont l'élément sensible est placé sur la conduite 2A, en alternant ainsi des périodes de fonctionnement de la pompe 33 (au cours desquelles la température du fluide primaire s'abaisse) et des 20 périodes d'arrêt de cette pompe 33 (au cours desquelles la température du fluide primaire s'élève), ou bien par la régulation continue de la vitesse de la pompe 33 au moyen d'un régulateur électronique, électrique ou mécanique asservi à un détecteur de température placé, lui 25 aussi, sur la conduite 2A.The temperature of the primary fluid pumped by pump 3 can be adjusted by cyclic actuation of pump 33 controlled by a two-position thermostat, the sensitive element of which is placed on line 2A, thereby alternating periods of operation of the pump 33 (during which the temperature of the primary fluid decreases) and of the periods of stopping of this pump 33 (during which the temperature of the primary fluid rises), or else by continuous regulation the speed of the pump 33 by means of an electronic, electrical or mechanical regulator controlled by a temperature detector, also placed on the line 2A.
v . Lorsque l'inactivité du groupe frigorifique principal est causée par un manque temporaire d'énergie électrique, l'emploi de l'installation schématisée à la figure 11 permet d'assurer la continuité du processus 30 de refroidissement en prévoyant l'alimentation électrique, par des systèmes d'appoint, des seules pompes de circulation 3 et 33.v. When the inactivity of the main refrigeration unit is caused by a temporary lack of electrical energy, the use of the installation shown diagrammatically in FIG. 11 makes it possible to ensure the continuity of the cooling process by providing for the electrical supply, by backup systems, only circulation pumps 3 and 33.
Dans cette variante également,l'installation suivant l'invention peut éventuellement être conçue 35 sous une forme de construction compacte qui groupe en ,- / » 4 t , -i 23 un ensemble unique tous les éléments constitutifs contenus dans le rectangle en traits discontinus de la figure 11.Also in this variant, the installation according to the invention can optionally be designed in the form of a compact construction which groups in, - / »4 t, -i 23 a single set all the constituent elements contained in the rectangle in broken lines. in Figure 11.
La figure 12 représente une autre variante dans laquelle la fonction d'accumulation de frigories 5 est remplie par une cuve d'accumulation de glace 18 intercalée dans le circuit du fluide primaire. On dispose d'un évaporateur 19 à tubes multiples immergé dans une cuve 20 isolée thermiquement et on le raccorde à un groupe frigorifique auxiliaire à compression com-10 portant essentiellement un compresseur 15, un condenseur 16 et un organe de détente 17.FIG. 12 represents another variant in which the cold storage function 5 is fulfilled by an ice storage tank 18 interposed in the circuit of the primary fluid. There is an evaporator 19 with multiple tubes immersed in a thermally insulated tank 20 and it is connected to an auxiliary refrigeration unit with compression com-10 essentially carrying a compressor 15, a condenser 16 and an expansion member 17.
Dans les conditions de fonctionnement normales, la soupape à trois voies 25 ferme la voie raccordée à la conduite 2E et ouvre la voie relative à la 15 conduite 2D, de telle manière que la cuve d'accumulation reste isolée de l'écoulement induit par la pompe 3 qui concerne le circuit primaire, tandis que le groupe frigorifique auxiliaire fonctionne en accumulant de la glace autour des tubes de 1'évaporateur 19 et, pour 20 assurer la formation d'une couche uniforme de glace, une soufflante 21 provoque l'agitation du bain au moyen de bulles d'air distribuées au fond de 1 ' évaporateur ; quand la glace atteint l'épaisseur prédéterminée, le groupe frigorifique est arrêté.Under normal operating conditions, the three-way valve 25 closes the channel connected to line 2E and opens the channel relating to line 2D, so that the accumulation tank remains isolated from the flow induced by the pump 3 which relates to the primary circuit, while the auxiliary refrigeration unit operates by accumulating ice around the tubes of the evaporator 19 and, to ensure the formation of a uniform layer of ice, a fan 21 causes agitation of the bath by means of air bubbles distributed at the bottom of the evaporator; when the ice reaches the predetermined thickness, the refrigeration unit is stopped.
25 v S'il se produit une "situation d'alerte", la soupape motorisée à trois voies 25 étrangle la voie raccordée à la conduite 2D, en excluant du circuit le groupe frigorifique principal, et ouvre la voie relative à la conduite 2E de telle manière que le fluide, 30 propulsé par la pompe 3, doive traverser la cuve d'accumulation 18 dans laquelle la masse de glace, par sa propre chaleur latente, refroidit l'eau en circulation en s'y dissolvant progressivement.25 v If an "alert situation" occurs, the three-way motorized valve 25 throttles the channel connected to the 2D line, by excluding the main refrigeration unit from the circuit, and opens the way relating to the 2E line of in such a way that the fluid, propelled by the pump 3, must pass through the accumulation tank 18 in which the mass of ice, by its own latent heat, cools the circulating water by gradually dissolving in it.
Dans une telle phase, le groupe frigorifique 35 auxiliaire peut être éventuellement, mais pas nécessai- « * 24 ( . < rement, maintenu en fonctionnement - évidemment si la "situation d'alerte" n'est pas due à un manque de tension - afin de contribuer au refroidissement de l'eau en circulation.In such a phase, the auxiliary refrigeration unit 35 can be possibly, but not necessary - "* 24 (. <Rement, kept in operation - obviously if the" alert situation "is not due to a lack of voltage - to help cool the circulating water.
5 La soupape 25 et la chaîne de régulation qui la concerne peuvent être à action progressive ou bien à deux positions suivant les exigences de précision de la régulation thermique du fluide primaire, et ce avec les critères déjà abondamment décrits à propos de l'ins-10 tallation de la figure 7.5 The valve 25 and the regulating chain which relates to it can be of progressive action or else in two positions according to the requirements of precision of the thermal regulation of the primary fluid, and this with the criteria already abundantly described in connection with the installation. 10 tallation of figure 7.
La forme de construction de cette installation peut être telle qu'elle groupe en un ensemble unique tous les éléments constitutifs contenus dans le rectangle en traits discontinus de la figure 12.The form of construction of this installation can be such that it groups in a single set all the constituent elements contained in the rectangle in broken lines in FIG. 12.
15 Lorsque l'inactivité du groupe frigorifique principal est causée par un manque temporaire d'énergie électrique, l'emploi de ce type d'installation permet d'assurer la continuité du processus de refroidissement en prévoyant l'alimentation électrique, par des systèmes 20 d'appoint, de la seule pompe de circulation indiquée par 3 à la figure 12 ; la puissance absorbée par cette pompe est évidemment beaucoup moins importante que celle relative au groupe frigorifique principal.15 When the inactivity of the main refrigeration unit is caused by a temporary lack of electrical energy, the use of this type of installation makes it possible to ensure the continuity of the cooling process by providing electrical power, by systems 20 make-up, of the only circulation pump indicated by 3 in figure 12; the power absorbed by this pump is obviously much less than that relating to the main refrigeration unit.
La puissance absorbée par le groupe frigori-25 fique auxiliaire est beaucoup moins grande que celle du groupe, frigorifique de l'installation connue à cuve d'accumulation de glace représentée à la figure 5 et antérieurement décrite car, dans les conditions de fonctionnement normales, le temps relatif aux situations 30 d'alerte est petit par rapport au total et, par conséquent, le groupe frigorifique auxiliaire peut fonctionner longtemps pour créer une réserve frigorifique destinée à être distribuée, pendant une période relativement brève, avec une intensité égale à celle que distri -35 buerait le groupe frigorifique de la figure 5 pendant « * 2 5 « , < la même période.The power absorbed by the auxiliary refrigeration unit is much less than that of the refrigeration unit of the known installation with ice storage tank shown in FIG. 5 and previously described because, under normal operating conditions, the time relating to the alert situations is small compared to the total and, consequently, the auxiliary refrigeration unit can operate for a long time to create a refrigeration reserve intended to be distributed, for a relatively short period, with an intensity equal to that which distri -35 would drink the refrigeration unit of figure 5 during "* 2 5", <the same period.
La capacité de la cuve d'accumulation de glace est choisie en fonction de la quantité d'énergie frigorifique que l'on veut emmagasiner et qui est direc-5 tement proportionnelle à la puissance frigorifique à distribuer pendant la période d'alerte et à la durée de cette période.The capacity of the ice storage tank is chosen according to the amount of cooling energy that we want to store and which is directly proportional to the cooling power to be distributed during the alert period and to the duration of this period.
,La figure 13 montre un schéma possible pour la réalisation du circuit frigorifique du groupe frigo-10 rifique auxiliaire., Figure 13 shows a possible diagram for the realization of the refrigeration circuit of the auxiliary refrigeration unit.
Ce groupe, qui consiste en un refroidisseur normal pour liquides à cycle frigorifique pouvant travailler aux températures des systèmes décrits jusqu'ici, comprend essentiellement un organe de lamination, un l 15 échangeur de chaleur remplissant la fonction d'évapora-teur, un compresseur frigorifique et un deuxième échangeur de chaleur remplissant la fonction de condenseur ; en général, ce dernier peut utiliser, pour soustraire de la chaleur au fluide réfrigérant pendant la phase 20 de condensation, soit un fluide gazeux (normalement de l'air atmosphérique) soit un liquide (normalement de l'eau) : dans ce dernier cas, les dimensions et le prix du condenseur sont moins élevés.This group, which consists of a normal cooler for refrigerating cycle liquids capable of working at the temperatures of the systems described hitherto, essentially comprises a lamination member, a heat exchanger performing the function of an evaporator, a refrigerating compressor. and a second heat exchanger fulfilling the function of condenser; in general, the latter can use, to subtract heat from the refrigerant during the condensation phase, either a gaseous fluid (normally atmospheric air) or a liquid (normally water): in the latter case , the dimensions and the price of the condenser are lower.
Considérant que : 25 - au cours de la phase d'installation de l'ensemble, le positionnement et/ou le raccordement du condenseur, particulièrement s'il est du type à air, figurent parmi les problèmes importants, - la chaleur dissipée au condenseur du groupe frigori- 30 fique auxiliaire est très petite par rapport à la production de froid du groupe frigorifique principal à cause de la grande différence entre les puissances des deux groupes, - le groupe frigorifique auxiliaire fonctionne jusqu'à 35 ce que la solidification de la substance d'accumulation - s‘ . , ,sConsidering that: - during the installation phase of the assembly, the positioning and / or connection of the condenser, particularly if it is of the air type, are among the important problems, - the heat dissipated in the condenser of the auxiliary refrigeration unit is very small compared to the cold production of the main refrigeration unit due to the large difference between the powers of the two groups, - the auxiliary refrigeration unit operates until the solidification of the refrigeration unit accumulation substance - s'. ,, s
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< 26 de froid soit complète, après quoi il est arrêté pour des périodes généralement très longues, - la puissance frigorifique distribuée par le groupe frigorifique principal est généralement excessive 5 par rapport aux nécessités des appareils et/ou des milieux à refroidir soit par exubérance soit par le caractère variable dans le temps des charges thermiques quine sont que sporadiquement égales à la valeur maximale du projet, 10 la configuration du circuit frigorifique du groupe auxiliaire peut être éventuellement, mais pas nécessairement, réalisée suivant le schéma représenté à la figure 13 dans lequel le condenseur 16 du groupe frigorifique auxiliaire 22 (enfermé dans le rectangle en 15 traits discontinus) est refroidi par un flux de liquide prélevé du circuit primaire (et de quantité modique par rapport au débit total du circuit primaire pour les raisons qui viennent d'être évoquées) via les deux dérivations de prélèvement et de retour indiquées par 20 38 et 38A où le prélèvement est placé, par exemple, en aval de la pompe principale 3 et le retour en amont du groupe frigorifique principal 1.<26 of cold is complete, after which it is stopped for generally very long periods, - the refrigerating power distributed by the main refrigerating unit is generally excessive 5 compared to the requirements of the apparatuses and / or environments to be cooled either by exuberance or by the variable nature over time of the thermal loads which are only sporadically equal to the maximum value of the project, the configuration of the refrigerating circuit of the auxiliary group can possibly, but not necessarily, be carried out according to the diagram represented in FIG. 13 in which the condenser 16 of the auxiliary refrigeration unit 22 (enclosed in the rectangle in 15 broken lines) is cooled by a flow of liquid withdrawn from the primary circuit (and of modest quantity compared to the total flow of the primary circuit for the reasons which have just been mentioned) via the two direct and return diversions indicated by 20 38 and 38A where direct debit is placed, for example, downstream of the main pump 3 and the return upstream of the main refrigeration unit 1.
Une soupape de réglage du flux 36 capable de doser le débit afin d'obtenir la pression désirée 25 au refoulement du compresseur 15, mesurée par l'élément sensible·,, de l'organe de commande 37, peut être éventuellement - mais pas nécessairement - montée sur le circuit d'alimentation du condenseur.A flow control valve 36 capable of controlling the flow rate in order to obtain the desired pressure 25 at the discharge of the compressor 15, measured by the sensitive element · ,, of the control member 37, may possibly be - but not necessarily - mounted on the condenser supply circuit.
Le schéma fonctionnel décrit et représenté 30 à la figure 13 peut être appliqué à chacune des installations représentées aux figures 7, 9, 10, 11 et 12 et comporte une série d'avantages dont les principaux sont les suivants : - compacité de la construction, 35 - faible coût de réalisation en comparaison d'autres % » ‘ 4 r .ί ’ J ï « < 27 systèmes de condensation utilisables, - haute efficacité énergétique car, du fait de la basse température de fonctionnement du fluide primaire, la température de condensation du groupe fri-5 gorifique auxiliaire prend elle aussi une valeur assez basse qui donne, par conséquent, un rendement élevé du cycle de CARNOT appliqué aux cycles frigorifiques ,( voir figure 6).The functional diagram described and represented in FIG. 13 can be applied to each of the installations represented in FIGS. 7, 9, 10, 11 and 12 and includes a series of advantages, the main ones of which are as follows: - compact construction, 35 - low cost of production compared to other% "'4 r .ί' J ï" <27 usable condensation systems, - high energy efficiency because, due to the low operating temperature of the primary fluid, the temperature of condensation of the auxiliary gorific fri-5 group also takes a fairly low value which consequently gives a high efficiency of the CARNOT cycle applied to the refrigeration cycles, (see FIG. 6).
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU86565A LU86565A1 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | DEVICE FOR COOLING MACHINES OR MEDIA BY CIRCULATING A REFRIGERATED FLUID |
| IT21240/87A IT1222003B (en) | 1986-08-29 | 1987-07-09 | MACHINE OR VEHICLE COOLING DEVICE BY CIRCULATION OF A REFRIGERATED FLUID |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU86565A LU86565A1 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | DEVICE FOR COOLING MACHINES OR MEDIA BY CIRCULATING A REFRIGERATED FLUID |
| LU86565 | 1986-08-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU86565A1 true LU86565A1 (en) | 1988-03-02 |
Family
ID=19730759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU86565A LU86565A1 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | DEVICE FOR COOLING MACHINES OR MEDIA BY CIRCULATING A REFRIGERATED FLUID |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT1222003B (en) |
| LU (1) | LU86565A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0500020A1 (en) * | 1991-02-21 | 1992-08-26 | Ulrich Dipl.-Ing. Klüe | Cold water producing system |
-
1986
- 1986-08-29 LU LU86565A patent/LU86565A1/en unknown
-
1987
- 1987-07-09 IT IT21240/87A patent/IT1222003B/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0500020A1 (en) * | 1991-02-21 | 1992-08-26 | Ulrich Dipl.-Ing. Klüe | Cold water producing system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1222003B (en) | 1990-08-31 |
| IT8721240A0 (en) | 1987-07-09 |
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