WO2009093986A2 - Recuperateur de chaleur - Google Patents

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WO2009093986A2
WO2009093986A2 PCT/TN2009/000001 TN2009000001W WO2009093986A2 WO 2009093986 A2 WO2009093986 A2 WO 2009093986A2 TN 2009000001 W TN2009000001 W TN 2009000001W WO 2009093986 A2 WO2009093986 A2 WO 2009093986A2
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Yassine Jallouli
Mohamed Turki
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Yassine Jallouli
Mohamed Turki
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/02—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0005—Domestic hot-water supply systems using recuperation of waste heat
    • F24D17/001—Domestic hot-water supply systems using recuperation of waste heat with accumulation of heated water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2339/04—Details of condensers
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/18—Domestic hot-water supply systems using recuperated or waste heat

Definitions

  • the present invention relates to a machine for the recovery of heat, released by the refrigerating units, and for the production of sanitary hot water for free.
  • the machine makes it possible to recover the heat generated by the refrigeration unit to heat the water, 15 from which free hot water without operating the boilers, thus less consumption of gas or fuel oil.
  • the machine also allows the improvement of the energy efficiency of the refrigeration unit since it is cooled with cold water which comes from the SONEDE public network, therefore at a temperature of ⁇ 20 ° C, instead of ambient temperature at 37 ° C , therefore less power consumption of the refrigeration unit.
  • the machine is designed so that it can be installed on all air-cooled refrigeration units, regardless of the refrigerant gas used, regardless of compressor technology and brand.
  • the heat recovery machine consists of a water condenser, shut-off valves and refrigerant circulation control valves, shut off valves on the LA.
  • Case 4 Following case 3, the temperature of the water from the storage tanks begins to increase so as to influence the condensation of the refrigerant gas, so when the condensation pressure reaches a certain value the solenoid valve EV1 begins to open gradually
  • This configuration is intended for a machine with a single refrigerant circuit, but it is expandable for machines with several refrigerating circuits.
  • the regulation is based on the information acquired from the temperature and pressure probes, either with electrical voltage signals or with electrical cost signals, depending on the technology of the probe used.

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Abstract

Machine de récupération de la chaleur dégagée par les groupes frigorifiques, pour la production gratuite d'eau chaude sanitaire. L'invention concerne une machine qui permet la récupération de la chaleur, dégagée par les groupes frigorifiques, pour produire de l'eau chaude sanitaire et améliorer le rendement énergétique des groupes frigorifiques. Cette machine est composée d'un condenseur à eau (4) qui sert à refroidir le gaz réfrigérant et de le condenser c'est-à-dire le transformer à l'état liquide. D'où cette chaleur dégagée par le gaz réfrigérant va chauffer l'eau pour une utilisation sanitaire. Une pompe d'eau chaude (3) qui aspire l'eau d'une bâche à eau froide (12) pour le refouler au condenseur à eau. L'eau sort du condenseur à eau chaude et passe à travers l'électrovanne EV 8 (10) au réservoir d'eau chaude sanitaire (11). Si l'eau n'est pas suffisamment chaude dans le réservoir (11) alors l'électrovanne KV6 (8) s'ouvre pour réchauffer l'eau, provenant du réservoir de stockage, à travers le condenseur à eau.

Description

DESCRIPTIF TECHNIQUE
La présente invention concerne une machine pour la récupération de la chaleur, dégagée par les groupes frigorifiques, et ce pour la production d'eau chaude sanitaire gratuitement.
5 La majorité des groupes frigorifiques installés chez les exploitants, en Tunisie, sont de type à condensation à air que ce soit pour le secteur tertiaire, ou industriel.
Le rendement énergétique de ces groupes frigorifiques à condensation à air est tributaire de la température extérieure ambiante. Si cette température augmente, le rendement énergétique diminue d'où une surconsommation de l'énergie électrique pour la production du froid.
10 Comme Ic besoin du froid et du chaud est simultané dans certain cas exp : Hôtel, industrie agroalimentaire, l'exploitant est obligé d'installer une chaudière (à gaz ou à fioul), pour produite de l'eau chaude en vue d'une utilisation sanitaire pour le cas des hôtel ou pour le procédé de production chez l'industriel.
La machine permet de récupérer la chaleur dégagée par le groupe frigorifique pour chauffer l'eau, 15 d'où de l'eau chaude gratuite sans faire fonctionner les chaudières, donc moins de consommation de gaz ou de fioul. La machine permet aussi l'amélioration du rendement énergétique du groupe frigorifique puisqu'il est refroidi à l'eau froide qui provient du réseau public de la SONEDE, donc à une température ≈20°C, au lieu de Fait ambiant à 37°C, donc moins de consommation d'énergie électrique du groupe frigorifique.
20 La machine est conçue de façon telle qu'il soit possible de l'installer sur tous les groupes frigorifiques à condensation à air, quelle que soit le gaz réfrigérant utilisé, quelque soit la technologie des compresseurs et Ia marque. i
La machine de récupération de la chaleur est composée d'un condenseur à eau, des vannes de ι sectionnement et de contrôle de la circulation du gaz réfrigérant, des vannes de sectionnement sur le la .
25 circulation de l'eau, une pompe de circulation d'eau chaude et des sondes de température et de pression sur le circuit du gaz réfrigérant et de l'eau. L'ensemble est monté sur un châssis en acier avec un habillage par panneaux en tôle d'acier galvanisé, et un coffret électrique qui comporte tous les organes électriques de commande, de contrôle et de régulation. Sur la Figure 1, on a représenté un récupérateur de chaleur pour un groupe frigorifique pour la production d'eau glacée à un seul circuit frigorifique.
Le gaz réfrigérant sortant du compresseur « Compr », à une température élevée et une haute pression, passe à travers Ic récupérateur de chaleur. Plusieurs cas de figures de fonctionnement se 5 présentent.
Cas 0: S'il n'y a pas demande d'eau chaude, pas de demande de froid alors les deux machines (groupe et récupérateur) sont à l'arrêt sauf que le récupérateur maintien l'électrovanne EV1 à l'état ouvert (au cas où le groupe frigorifique démarre), et le reste des organes sont à l'état fermé.
Cas 1: S'il y a demande de froid uniquement, sans demande d'eau chaude, alors le groupe frigorifique 10 démarre et le récupérateur maintien l'électrovanne EVl à l'état ouvert, et le reste des organes sont à l'état fermé.
Cas 2: Si la demande d'eau chaude se prononce, avec l'appel du froid, alors le récupérateur fait basculer de façon progressive la circulation du gaz réfrigérant provenant du compresseur frigorifique vers le condenseur à eau, c'est-à-dire que l'électrovanne EV1 se ferme progressivement 15 est à l'état fermé et EV2, EV5 et EV8 à l'état ouvert. La pompe d'eau chaude sanitaire « P.ECS » à l'état de marche, donc elle aspire l'eau de la bâche à eau froide, et le reste des organes sont à l'état fermé.
Cas 3: Si le besoin d'eau chaude cesse, mais il y a un appel de froid et un manque d'eau chaude dans les ballons de stockage, alors le récupérateur maintien EVl à l'état fermé et actionne l'électrovanne 20 EV2, EV7 et EV8 vers l'état ouvert pour que îa pompe « P.ECS » aspire l'eau des ballons de stockage et non plus de la bâche à eau froide, EV5 est basculée vers l'état fermé.
Cas 4: Suite au cas 3, la température de l'eau provenant des ballons de stockage commence à augmenter de façon influencer la condensation du gaz réfrigérant, alors lorsque la pression de condensation atteint une certaine valeur l'électrovanne EVl commence à s'ouvrir progressivement
25 et EV2 à ce fermer de façon proportionnelle pour maintenir un bon rendement de condensation du gaz réfrigérant.
Cas 5: Si l'appel de froid cesse mais un appel d'eau chaude se prononce, alors le récupérateur actionne l'électtovanne EV7 de by-pass à l'état ouvert pour alimenter le ballon de stockage d'eau chaude et maintien le reste des organes à l'état fermé et à l'arrêt.
30 Tableau 1 : récapitulation des différents cas de figures de fonctionnement du récupérateur de chaleur
Figure imgf000004_0001
0 : fermé / OFF, 1 : ouvert/ ON
Cette configuration est destinée pour une machine à un seul circuit frigorifique, mais elle est extensible pour des machines à plusieurs circuits frigorifiques.
La régulation est basée sur l'information acquise des sondes de température et de pression, soit avec des signaux en tension électrique soit avec des signaux en coûtant électrique, selon la technologie de Ia sonde utilisée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine de récupération de la chaleur dégagée des condenseurs à air des groupes frigorifiques pour la production d'eau chaude. Cette technique est utilisée pour réduire la consommation électrique des groupes frigorifiques et la consommation en gaz ou en fuel des chaudières de la
5 production d'eau chaude.
2. cette machine, selon la revendication L, a pour rôle de récupérer la chaleur dégagée par le gaz réfrigérant du groupe frigorifique par condensation du gaz réfrigérant.
3. cette machine selon la revendication 2. est équipée d'un condenseur à eau.
4. cette machine selon la revendication 3. produit de l'eau chaude pour une utilisation sanitaire ou
10 industrielle comme appoint pour le système de chauffage de l'eau (chaudière).
5. cette machine selon la revendication 4. réduit la consommation énergétique du système de chauffage.
6. cette machine selon Ia revendication 4. comprend des sondes de pression et de température sur le circuit frigorifique et circuit eau pour détecter les paramètres seuils à partir desquels l'ensemble du
7. cette machine selon la revendication 4. est équipée, sur le circuit d'eau chaude, d'une pompe à eau chaude, de vannes de sectionnement, d'électrovannes pour faire circuler l'eau selon la configuration de fonctionnement et, d'accessoires de sécurité (soupapes, vase d'expansion, clapet anti-retour, etc.).
20 8. cette machine selon la revendication 4. est équipée, sur le circuit frigorifique, de vannes de sectionnement, d'électrovannes pour basculer la circulation du gaz réfrigérant selon la configuration de fonctionnement et d'accessoires de sécurité (soupapes, clapet anti-retour, etc.).
9. cette machine selon la revendication 7. et 8. est équipée, d'un système de régulation et de contrôle basé sur un microprocesseur qui assure aussi la gestion des alarmes de disfonctionnement.
25 lO.cette machine selon la revendication 7. et 8. est équipée, d'un coffret électrique de puissance, qui comporte des organes pour l'alimentation en électricité des différentes pièces électriques, ainsi que d'organes de sécurité électricité (surcharge, surintensité, etc.).
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