WO2010128233A1 - Procédé et dispositif pour le transport réfrigéré utilisant une injection indirecte d'un liquide cryogénique et maîtrisant les phénomènes de givrage des échangeurs - Google Patents
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- F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
- F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
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- F25D21/06—Removing frost
Definitions
- the present invention relates to the field of transport and distribution of thermosensitive products, such as pharmaceuticals and food products. It is known that in this field, among the techniques of implementation of cold, there is besides mechanical cold, two alternative techniques that reside in the use of cryogenic fluids and in particular liquid nitrogen:
- the first technology involves injecting liquid nitrogen directly into the chamber ("direct injection”) and vaporizing it;
- the second technology uses one (or more) heat exchanger (s) (for example a simple coil), in which circulates the cryogenic fluid, the chamber is also provided with a system of air circulation (fans) bringing this air into contact with the cold walls of the exchanger, thereby cooling the internal air to the confined space considered (container, internal space-cold room- to a truck. ..).
- heat exchanger for example a simple coil
- fans system of air circulation
- the present invention is then particularly interested in the problem of icing these exchangers. Indeed, the humidity of the air inevitable in the space concerned (container, internal space of a truck 7), in particular by the fact that this space is regularly opened to proceed with the deliveries of the products, this humidity therefore Naturally generates a deposit of frost on the heat exchanger, which will affect its effectiveness.
- this humidity rate of the air in the space considered is not constant and can in particular vary according to the climatic conditions and the number of openings of the space and the exchange intervening between the indoor and outdoor air.
- the solution implements two exchangers. While a heat exchanger A automatically defrost by cutting off its supply of cryogenic fluid, the heat exchanger B is fed and maintains cold confined space, and vice versa. The exchangers A and B are thus alternately fed with the cryogenic fluid. The temperature of the fluid or gas (cold vapors) leaving the exchanger can be taken into account as an indication of the icing level of the exchanger considered.
- the disadvantage of this first solution is of course related to the fact that it is limited to storage temperatures above 0 ° C.
- the present invention proposes a new approach to manage this problem, also using a batch (at least one exchanger but preferably at least one pair) of internal exchangers in the confined space to to cool, also using an additional exchanger (T), internal to one of the storage chambers, but also a third exchanger (X), which is outside the space, defrosting a heat exchanger of the batch that is to be defrosted (for example Ie A) being produced by the supply of cryogenic fluid of the additional exchanger (T) which is thus used in the transport phases to cool the chamber instead of exchangers of said batch, or in addition to the action of the one or more exchangers of the batch and in that all or part of the cold vapors of the cryogenic fluid obtained at the outlet of the additional exchanger (T) are directed into the adjacent exchanger (X) to be heated therein by exchange with the surrounding air or through the intervention of a heating system associated with this adjacent heat exchanger (X), before being directed into the exchanger A to defrost.
- a batch at least one exchanger
- the additional exchanger T has a particular character compared to those of the batch (A, A / B, A / B / C.) Insofar as this additional exchanger T will never be defrosted by the intervention of the adjacent exchanger X.
- the system comprises a "batch" / set of exchangers (at least one exchanger but preferably at least one pair A / B), internal to the confined space to be cooled, each exchanger being provided with its circulation system. air (fan) bringing this air into contact with the cold walls of the exchanger,
- Temperature sensors are also available to determine the temperature of the gas or fluid leaving all or part of the exchangers, and a management unit and control (data acquisition and management). - AT -
- C ... is in operation to cool the chamber, one (or more) of the exchangers is stopped to be defrosted (by heating all or part of the cold vapors obtained at the outlet of the additional exchanger T, such as sent to the adjacent outer heat exchanger X to be reheated by intervention of a heater as mentioned above, or simply by exchange with the surrounding air exchanger X).
- the supply of the exchanger A with the cryogenic fluid is then cut off and its fan stopped (according to another advantageous implementation, the fan can be stopped only after the flow of a time delay t to allow the temperature to be brought the exchanger in the vicinity of the surrounding temperature of the chamber before the future hot vapors from X are sent to A to defrost).
- the exchanger B fan is started and its supply with the cryogenic fluid started.
- the fan of the heat exchanger T is switched on and its power supply with the cryogenic fluid started.
- the exhaust gas from the heat exchanger T is sent and passes through the heat exchanger X situated outside the confined space to be cooled (for example the heat exchanger X and its possible heating system can be located, in the case of a truck, either below the truck or "at the head" of the truck body, that is to say between the truck body and the truck itself).
- the heat exchanger X warms this gas thanks to the heat of the surrounding air or thanks to the intervention of a heating system associated with this exchanger X. j)
- the gas thus heated is returned to the exchanger A for defrost it.
- the defrosting time of the exchanger A with the heated exhaust gas of the exchanger T can be calculated in the management and control unit.
- the temperature of the gas heated at the outlet of exchanger A can in particular indicate the level of sound (de) icing.
- a temperature probe placed on the surface of the exchanger, in a relevant location can also allow the detection of the end of dewatering of the exchanger in question.
- the present invention thus relates to a method for transporting thermosensitive products in a refrigerated truck, of the type where the truck is equipped with:
- a reserve of a cryogenic fluid such as liquid nitrogen
- cold walls of the main heat exchanger characterized in that:
- the main heat exchanger system comprises a set of at least one exchanger but preferably at least one pair of exchangers, internal to said at least one chamber, each exchanger being provided with its air circulation system adapted to put in contact with the air inside the chamber with the cold walls of each exchanger, the main heat exchanger system comprises in addition to said exchanger assembly (s), also an additional exchanger (T), internal to one of said chambers of storage,
- T additional exchanger
- the icing of one of the exchangers A, B ... is observed by the management and control unit with respect to the temperature of the cold vapors obtained at the outlet of the exchanger in question, a temperature too low indicating insufficient efficiency and therefore excessive icing, the management and control unit then controlling the steps of setting in the waiting position of the exchanger considered, frosted (stop of its power supply, stop of the ventilation), the commissioning or not of one or more other exchangers of the assembly, the supply of cryogenic fluid of the additional exchanger (T), and sending all or part of the cold vapors of the cryogenic fluid obtained at the outlet of the additional exchanger (T) in the adjacent exchanger X to be reheated therein.
- the truck comprises at least two storage chambers and the additional heat exchanger (T) is located in that of the two storage chambers which must ensure the lowest storage temperature.
- the invention also relates to a device for transporting thermosensitive products in a refrigerated truck equipped with:
- an air circulation system for example of the fan type, capable of bringing the internal air of the chamber into contact with the cold walls of the main heat exchanger, characterized in that:
- the main heat exchanger system comprises a set of at least one heat exchanger, but preferably at least two heat exchangers (A, B, ...) internal to the chamber, each exchanger being provided with its circulation system. air capable of bringing the air inside the chamber into contact with the cold walls of each exchanger,
- the main heat exchanger system comprises in addition to said exchanger assembly (s), also an additional exchanger (T), internal to one of said storage chambers,
- a pipe system which is able, on the one hand, to supply cryogenic liquid from said main heat exchanger system and to connect the adjacent heat exchanger (X) to the exchangers of said set of heat exchangers; (A, B ...); - Temperature sensors are available to determine the temperature of the cold vapors leaving all or part of the exchangers of the system, and a management unit and control, suitable, when the one or more exchangers of said set must be de-iced, to implement the following measures: i) the additional exchanger (T) is supplied with cryogenic fluid; j) all or part of the cold vapors of the cryogenic fluid obtained at the outlet of the additional exchanger (T) are directed into the adjacent exchanger (X) to be heated by exchange with the surrounding air or by the intervention of a heating system associated with this adjacent heat exchanger (X), before being directed into the heat exchanger (s) of the assembly to be de-iced in order to de-ice it in whole or in part.
- heating the inside of the exchanger makes it possible to focus and thus limit the heat inputs into the insulated box and thus improve the efficiency of the cooling system
- the invention makes it possible to avoid the installation of an electric heating system which can be difficult, especially because of the need to focus the heat inputs on the frost around the heat exchanger;
- the wholesale dashed frame schematically the interior of a truck, which has as seen two storage rooms, for example to carry two types of products, for example frozen products for the first room, and fresh products for the second bedroom;
- this mode illustrates an example where the first chamber comprises three heat exchangers (A, B, and C) and where the second chamber also comprises three heat exchangers (D, E, and F), each exchanger being provided with its circulation system air capable of putting the air inside the chamber into contact with the cold walls of each exchanger,
- the invention makes it possible to address all situations, one or more chambers, one or more exchangers in addition to the exchanger T, and according to the needs, according to the moments of the process, the method according to the invention will implement the following situations:
Abstract
L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de transport de produits thermosensibles en camion réfrigéré, du type où le camion est muni d'au moins une chambre de stockage des produits, d'une réserve d'un fluide cryogénique tel l'azote liquide, d'un système d'échangeur thermique principal dans lequel circule le fluide frigorifique, ainsi que d'un système de circulation d'air, par exemple de type ventilateurs, apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de l'échangeur thermique principal, le système d'échangeur thermique principal comprenant un ensemble d'au moins un échangeur thermique, interne à la chambre, chaque échangeur étant muni de son système de circulation d'air apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de chaque échangeur, ainsi qu'un échangeur additionnel (T), interne à une desdites chambres de stockage, se caractérisant en ce que lorsque l'un ou plusieurs échangeurs dudit ensemble doivent être dégivrés, on alimente en fluide cryogénique l'échangeur additionnel (T) et tout ou partie des vapeurs froides du fluide cryogénique obtenues en sortie de l'échangeur additionnel (T) sont dirigées dans l'échangeur adjacent (X) pour y être réchauffées avant d'être dirigées dans le ou les échangeurs de l'ensemble à dégivrer pour le (les) dégivrer en tout ou partie.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE TRANSPORT REFRIGERE UTILISANT UNE INJECTION INDIRECTE D'UN LIQUIDE CRYOGENIQUE ET MAITRISANT LES PHENOMENES DE GIVRAGE DES ECHANGEURS
La présente invention concerne le domaine du transport et de la distribution de produits thermosensibles, tels les produits pharmaceutiques et les produits alimentaires. On sait que dans ce domaine, parmi les techniques de mise en œuvre de froid , on compte outre le froid mécanique, deux techniques alternatives qui résident dans l'utilisation de fluides cryogéniques et en particulier d'azote liquide :
- La première technologie consiste à injecter de l'azote liquide directement dans l'enceinte (« injection directe ») et d'y réaliser sa vaporisation ;
- La seconde technologie (dite « injection indirecte ») utilise un (ou plusieurs) échangeur(s) de chaleur (par exemple un simple serpentin), dans lequel circule le fluide cryogénique, l'enceinte étant par ailleurs munie d'un système de circulation d'air (ventilateurs) mettant en contact cet air avec les parois froides de l'échangeur, ce qui permet ainsi de refroidir l'air interne à l'espace confiné considéré (conteneur, espace interne -chambre froide- à un camion...).
La présente invention s'intéresse alors tout particulièrement au problème du givrage de ces échangeurs. En effet, l'humidité de l'air inévitable dans l'espace concerné (conteneur, espace interne d'un camion...), notamment par le fait que cet espace est régulièrement ouvert pour procéder aux livraisons des produits, cet humidité donc engendre naturellement un dépôt de givre sur l'échangeur de chaleur, ce qui va affecter son efficacité.
De plus, ce taux d'humidité de l'air dans l'espace considéré n'est pas constant et peut notamment varier en fonction des conditions climatiques et du nombre d'ouvertures de l'espace et de l'échange intervenant entre l'air intérieur et l'extérieur.
Parmi les solutions proposées dans cette industrie pour résoudre ce problème, on trouve notamment les deux approches suivantes :
- Considérons l'exemple d'une ambiance de température interne à l'espace supérieure à 00C (par exemple pour du transport de produits frais), la solution met en œuvre deux échangeurs. Pendant qu'un échangeur A dégivre automatiquement par le fait que l'on coupe son alimentation en fluide cryogénique, l'échangeur B est alimenté et maintient en froid l'espace confiné, et réciproquement. Les échangeurs A et B sont donc alimentés en alternance avec le fluide cryogénique. La température du fluide ou gaz (vapeurs froides) sortant de l'échangeur peut être prise en compte comme indication du niveau de givrage de l'échangeur considéré. L'inconvénient de cette première solution est bien entendu lié au fait qu'elle est limitée aux températures de stockage supérieures à 00C.
- Considérons maintenant une seconde solution où l'ambiance de température interne à l'espace est inférieure à 00C (par exemple -200C pour du transport de produits surgelés), ici encore la solution met en œuvre deux échangeurs. Pendant qu'un échangeur A est dégivré à l'aide d'un chauffage électrique, l'échangeur B est alimenté et maintient en froid l'espace confiné, et réciproquement. Les échangeurs A et B sont donc alimentés en alternance avec le fluide cryogénique. La température du fluide ou gaz sortant de l'échangeur (vapeurs froides) peut être prise en compte comme indication du niveau de givrage de l'échangeur considéré. L'inconvénient de cette solution est lié à la difficulté d'installer un élément chauffant sur l'échangeur, et par voie de conséquence d'introduire directement des quantités de chaleur dans l'espace que l'on veut refroidir, sans oublier la consommation de l'élément chauffant qui est nécessairement pénalisante pour u n véhicule tel qu'un camion.
Comme on le verra plus en détail dans ce qui suit, la présente invention propose une nouvelle approche pour gérer ce problème, utilisant également un lot (au moins un échangeur mais préférentiellement au moins une paire) d'échangeurs internes à l'espace confiné à refroidir, utilisant également un échangeur additionnel (T), interne à une des chambres de stockage, mais également un troisième échangeur (X), qui est lui extérieur à l'espace, le dégivrage d'un échangeur du lot qui est à dégivrer (par exemple
Ie A) étant réalisé par l'alimentation en fluide cryogénique de l'échangeur additionnel (T) qui est ainsi utilisé selon les phases de transport pour refroidir la chambre en remplacement des échangeurs dudit lot, ou en complément de l'action de l'un ou plusieurs des échangeurs du lot et par le fait que tout ou partie des vapeurs froides du fluide cryogénique obtenues en sortie de l'échangeur additionnel (T) sont dirigées dans l'échangeur adjacent (X) pour y être réchauffées par échange avec l'air environnant ou grâce à l'intervention d'un système réchauffeur associé à cet échangeur adjacent (X), avant d'être dirigées dans l'échangeur A à dégivrer.
L'échangeur additionnel T a un caractère particulier par rapport à ceux du lot (A, A/B, A/B/C.) dans la mesure où cet échangeur additionnel T ne sera, lui, jamais dégivré par l'intervention de l'échangeur adjacent X.
En d'autres termes, la présente solution peut être résumée ainsi :
- le système comprend un « lot «/ensemble d'échangeurs (au moins un échangeur mais préférentiellement au moins une paire A/B, ), internes à l'espace confiné à refroidir, chaque échangeur étant muni de son système de circulation d'air (ventilateur) mettant en contact cet air avec les parois froides de l'échangeur,
- on dispose également d'un échangeur additionnel (T), interne à l'espace, par exemple interne à une des chambres de stockage des produits ;
- on dispose également d'un échangeur de chaleur X installé à l'extérieur de l'espace confiné à refroidir, échangeur extérieur muni avantageusement, mais seulement optionnellement, d'un dispositif de chauffage (par exemple électrique, ou encore à gaz ou encore à pétrole) ;
- on dispose de canalisations de connexion des échangeurs entre eux ;
- on dispose également de capteurs de température aptes à déterminer la température du gaz ou fluide sortant de tout ou partie des échangeurs, ainsi qu'une unité de gestion et de commande (acquisition et gestion de données).
- A -
Le givrage d'un échangeur donné est constaté par rapport à la température anormalement basse de son gaz d'échappement, signe qu'un givrage est intervenu. - pendant que l'un ou plusieurs ou aucun des échangeurs du lot A, B,
C... est en opération pour refroidir la chambre, un (ou plusieurs) des échangeurs est à l'arrêt pour être dégivré (par réchauffement de tout ou partie des vapeurs froides obtenues en sortie de l'échangeur additionnel T, telles qu'envoyées dans l'échangeur adjacent extérieur X pour y être réchauffées par intervention d'un réchauffeur comme dit plus haut, ou bien plus simplement selon les cas par échange avec l'air environnant l'échangeur X).
Le terme « aucun » utilisé ci-dessus décrit la situation où les échangeurs A/B/C... sont en opération mais arrêtés du fait de la régulation, la température de consigne étant atteinte, un ou plusieurs de ces échangeurs doivent être dégivrés et l'échangeur T est alors mis en service.
En pratique, le fonctionnement de la solution présentement revendiquée peut alors être résumé dans ce qui suit, avec l'exemple suivant d'un mode de réalisation mettant en œuvre une paire d'échangeurs A/B : i) Le givrage de l'échangeur A est constaté par rapport à la température de son gaz d'échappement. Une température trop basse indique une efficacité insuffisante et donc un givrage.
L'alimentation de l'échangeur A avec le fluide cryogénique est alors coupée et son ventilateur arrêté (selon une autre mise en œuvre avantageuse, le ventilateur peut être arrêté seulement après l'écoulement d'une temporisation t pour permettre d'amener la température de l'échangeur au voisinage de la température environnante de la chambre avant que les futures vapeurs chaudes en provenant de X ne soient envoyées dans A pour le dégivrer).
Le ventilateur de l'échangeur B est mis en marche et son alimentation avec le fluide cryogénique démarrée. Le ventilateur de l'échangeur T est mis en marche et son alimentation avec le
fluide cryogénique démarrée. Le gaz d'échappement de l'échangeur T est envoyé et passe au sein de l'échangeur de chaleur X situé à l'extérieur de l'espace confiné à refroidir (par exemple l'échangeur X et son système de chauffage éventuel peut être situé, dans le cas d'un camion, soit en dessous du camion, soit « en tête » de la caisse du camion, c'est-à-dire entre la caisse du camion et le camion proprement dit). L'échangeur X réchauffe ce gaz grâce à la chaleur de l'air l'environnant ou encore grâce à l'intervention d'un système réchauffeur associé à cet échangeur X. j) Le gaz ainsi réchauffé est renvoyé dans l'échangeur A pour le dégivrer.
Le temps de dégivrage de l'échangeur A avec le gaz d'échappement réchauffé de l'échangeur T peut être calculé dans l'unité de gestion et de commande. La température du gaz réchauffé à la sortie de l'échangeur A peut notamment indiquer le niveau de son (dé)givrage. Mais selon une autre mise en œuvre avantageuse de l'invention, une sonde de température placée sur la surface de l'échangeur, en un emplacement pertinent, peut également permettre la détection de la fin d u dég ivrage de l'échangeur considéré. k) comme on l'a déjà évoqué plus haut, il est à noter que lors de l'arrêt de l'échangeur A pour dégivrage, selon les configurations de camions et les applications de produits transportés (produits frais, fleurs, produits surgelés...) il est également possible de ne faire intervenir que l'échangeur additionnel T seul, et non pas les deux échangeurs B et T.
On donne également dans ce qui suit l'exemple d'un lot à 3 échangeurs A/B/C, complétés par l'échangeur additionnel T, le tableau ci- dessous décrit les différents états possibles :
La présente invention concerne alors un procédé de transport de produits thermosensibles en camion réfrigéré, du type où le camion est muni :
- d'au moins une chambre de stockage des produits,
- d'une réserve d'un fluide cryogénique tel l'azote liquide,
- d'un système d'échangeur thermique principal dans lequel circule le fluide cryogénique, - ainsi que d'un système de circulation d'air, par exemple de type ventilateurs, apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de l'échangeur thermique principal, se caractérisant en ce que :
- le système d'échangeur thermique principal comprend un ensemble d'au moins un échangeur mais préférentiellement au moins une paire d'échangeurs, internes à ladite au moins une chambre, chaque échangeur étant muni de son système de circulation d'air apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de chaque échangeur, - le système d'échangeur thermique principal comprend outre ledit ensemble d'échangeur(s), également un échangeur additionnel (T), interne à une desdites chambres de stockage,
- on dispose d'un échangeur thermique adjacent (X) installé à l'extérieur de la chambre; - on dispose d'un système de canalisations, apte d'une part à alimenter en liquide cryogénique à partir de la réserve ledit système d'échangeur thermique principal, et à relier l'échangeur adjacent (X) aux échangeurs dudit ensemble d'échangeurs ( A, B .. .) ;
- on dispose de capteurs de température aptes à déterminer la température des vapeurs froides sortant de tout ou partie des échangeurs du système, ainsi que d'une unité de gestion et de commande ; et caractérisé en ce que lorsque l'un ou plusieurs échangeurs dudit ensemble doivent être dégivrés, on met en œuvre les mesures suivantes : i) on alimente en fluide cryogénique l'échangeur additionnel (T) qui est ainsi utilisé selon les phases de transport pour refroidir la chambre en remplacement des échangeurs dudit ensemble, ou en complément de l'action de l'un ou plusieurs des échangeurs dudit ensemble, . j) tout ou partie des vapeurs froides du fluide cryogénique obtenues en sortie de l'échangeur additionnel (T) sont dirigées dans l'échangeur adjacent (X) pour y être réchauffées par échange avec l'air environnant ou grâce à l'intervention d'un système réchauffeur associé à cet échangeur adjacent (X), avant d'être dirigées dans le ou les échangeurs à dégivrer pour le (les) dégivrer en tout ou partie ;
l'échangeur additionnel (T) n'étant jamais dégivré par l'intervention dudit échangeur adjacent (X).
Comme on l'a mentionné plus haut, selon un des modes de mise en œuvre de l'invention, le givrage d'un des échangeurs A, B... est constaté par l'unité de gestion et de commande par rapport à la température des vapeurs froides obtenues en sortie de l'échangeur considéré, une température trop basse indiquant une efficacité insuffisante et donc un givrage trop important, l'unité de gestion et de commande commandant alors les étapes de mise en position d'attente de l'échangeur considéré, givré (arrêt de son alimentation, arrêt de la ventilation), la mise en service ou non d'un ou plusieurs autres échangeurs de l'ensemble, l'alimentation en fluide cryogénique de l'échangeur additionnel (T), et l'envoi de tout ou partie des vapeurs froides du fluide cryogénique obtenues en sortie de l'échangeur additionnel (T) dans l'échangeur adjacent X pour y être réchauffées.
Selon un des modes de mise en œuvre de l'invention, le camion comprend au moins deux chambres de stockage et l'échangeur additionnel (T) est situé dans celle des deux chambres de stockage qui doit assurer la température de stockage la plus basse.
L'invention concerne également un dispositif de transport de produits thermosensibles en camion réfrigéré muni :
- d'au moins une chambre de stockage des produits,
- d'une réserve d'un fluide cryogénique tel l'azote liquide, - d'un système d'échangeur thermique principal dans lequel circule le fluide frigorifique,
- ainsi que d'un système de circulation d'air, par exemple de type ventilateurs, apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de l'échangeur thermique principal, se caractérisant en ce que :
- le système d'échangeur thermique principal comprend un ensemble d'au moins un échangeur thermique, mais préférentiellement au moins deux échangeurs thermiques (A, B, ...) internes à la chambre, chaque échangeur étant muni de son système de circulation d'air apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de chaque échangeur,
- le système d'échangeur thermique principal comprend outre ledit ensemble d'échangeur(s), également un échangeur additionnel (T), interne à une desdites chambres de stockage,
- on dispose d'un échangeur thermique adjacent (X) installé à l'extérieur de la chambre, éventuellement muni d'un système de réchauffeur;
- on dispose d'un système de canalisations, apte d'une part à alimenter en liquide cryogénique à partir de la réserve ledit système d'échangeur thermique principal, et à relier l'échangeur adjacent (X) aux échangeurs dudit ensemble d'échangeurs ( A, B .. .) ; - on dispose de capteurs de température aptes à déterminer la température des vapeurs froides sortant de tout ou partie des échangeurs du système, ainsi que d'une unité de gestion et de commande, apte, lorsque que l'un ou plusieurs échangeurs dudit ensemble doivent être dégivrés, à mettre en œuvre les mesures suivantes :
i) on alimente en fluide cryogénique l'échangeur additionnel (T) ; j) tout ou partie des vapeurs froides du fluide cryogénique obtenues en sortie de l'échangeur additionnel (T) sont dirigées dans l'échangeur adjacent (X) pour y être réchauffées par échange avec l'air environnant ou grâce à l'intervention d'un système réchauffeur associé à cet échangeur adjacent (X), avant d'être dirigées dans le ou les échangeurs de l'ensemble à dégivrer pour le (les) dégivrer en tout ou partie.
Parmi les avantages remarquables de l'invention revendiquée, on peut citer les aspects suivants :
- l'utilisation d'un gaz sec permet son utilisation à l'intérieur de l'échangeur de chaleur sans risque de givrage de son intérieur. En effet, il est très important d'éviter les entrées d'humidité dans les échangeurs lors d'un dégivrage, pour ne pas entraîner, lors de l'utilisation suivante d'un échangeur avec injection d'un liquide cryogénique, le givrage de l'intérieur de cet échangeur. Et c'est précisément ce que permet la présente invention puisque les seuls fluides circulant sont les vapeurs gazeuses réchauffées d'une part (par exemple l'azote réchauffé) et le liquide cryogénique d'autre part (l'azote liquide par exemple), il n'y a aucun risque de créer des entrées d'humidité ;
- le fait de chauffer l'intérieur de l'échangeur permet de focaliser et ainsi limiter les entrées de chaleur dans la caisse isolée et ainsi d'améliorer l'efficacité du système de refroidissement ;
- l'invention permet d'éviter l'installation d'un système de chauffage électrique qui peut être difficile, surtout en raison de la nécessité de focaliser les entrées de chaleur sur le givre autour de l'échangeur de chaleur ;
- le problème du givre est lié aux conditions climatiques, il est plus important en cas de températures haute à l'extérieur du camion, mais de façon très intéressante et synergétique, le réchauffement des gaz d'échappement dans l'échangeur X sera alors plus efficace, facilité du fait de ces températures extérieures hautes ;
- par ailleurs, on peut signaler un autre avantage de l'invention dans le fait de maintenir une température stable dans la chambre pendant le dégivrage puisque l'échangeur T est lui même une source du froid (les systèmes de froid mécaniques montrent eux forcément des « pics » en température). Ainsi le fait d'utiliser du fluide cryogénique dans T permet d'utiliser les frigories associées à cette mise en œuvre pour refroidir la chambre, l'échangeur T intervient donc non seulement dans le processus de dégivrage d'un autre échangeur mais également pour apporter à la chambre ses propres capacités frigorifiques.
La figure annexée permet de mieux comprendre l'invention en illustrant un mode de réalisation où l'on reconnaît les éléments suivants :
- le cadre en gros pointillés schématise l'intérieur d'un camion, qui comporte comme on le voit deux chambres de stockage, par exemple pour transporter deux types de produits, par exemple des produits surgelés pour la première chambre, et des produits frais pour la seconde chambre ;
- ce mode illustre un exemple où la première chambre comporte trois échangeurs thermiques (A, B, et C) et où la seconde chambre comporte également trois échangeurs thermiques (D, E, et F), chaque échangeur étant muni de son système de circulation d'air apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de chaque échangeur,
- on constate également sur la figure la présence d'un échangeur « additionnel » T, interne à une des chambres de stockage, ici la chambre N°1 , selon l'invention avantageusement la chambre devant assurer la température de stockage la plus basse ;
- on visualise également l'échangeur thermique adjacent X installé à l'extérieur des chambres, à l'extérieur de l'espace intérieur au camion ;
- on ne détaillera pas ici l'ensemble de canalisations, permettant d'une part d'alimenter en liquide cryogénique à partir de la réserve (non représentée sur la figure) chacun des échangeurs thermiques et à rel ier l'échangeur adjacent (X) aux échangeurs de l'ensemble ( A, B, C, D, E, F), l'échangeur T n'étant on l'a vu jamais dégivré par l'intervention de l'échangeur
X, de même on ne détaillera pas ici le rôle et la présence des électrovannes SVi et autres soupapes PSVj.
Comme on l'aura compris à la lecture de ce qui précède, l'invention permet d'adresser toutes les situations, une ou plusieurs chambres, un ou plusieurs échangeurs en complément de l'échangeur T, et selon les besoins, selon les moments du processus, le procédé selon l'invention mettra en œuvre les situations suivantes :
- un ou plusieurs ou aucun ou tous les échangeurs A, B...de l'ensemble est-sont à l'arrêt (à l'arrêt dans le sens où ils ne sont pas en service, pas alimentés, pas utilisés pour apporter leurs frigories à la ou les chambres), si «tous » sont à l'arrêt cela peut signifier que les échangeurs A/B/C...de l'ensemble sont en opération mais arrêtés du fait de la régulation, la température de consigne étant atteinte, ou encore signifier que une partie des échangeurs de l'ensemble ne sont pas en service, l'autre partie étant en dégivrage, l'échangeur T étant alors opérationnel ;
- un ou plusieurs ou aucun ou tous les échangeurs A, B...de l'ensemble ... est-sont en fonctionnement (alimenté(s) en cryogène), si « aucun » n'est en service, cela ramène au cas ci-dessus où « tous » sont à l'arrêt, et donc cela peut signifier que les échangeurs A/B/C...de l'ensemble sont en opération mais arrêtés du fait de la régulation, la température de consigne étant atteinte, ou encore signifier que une partie des échangeurs de l'ensemble ne sont pas en service, l'autre partie étant en dégivrage, l'échangeur T étant alors opérationnel ; - un ou plusieurs ou aucun ou tous les échangeurs de l'ensemble est-sont en mode dégivrage (on rappelle que T ne l'est jamais).
Claims
1. Procédé de transport de produits thermosensibles en camion réfrigéré, du type où le camion est muni :
- d'au moins une chambre de stockage des produits,
- d'une réserve d'un fluide cryogénique tel l'azote liquide,
- d'un système d'échangeur thermique principal dans lequel circule le fluide cryogénique, - ainsi que d'un système de circulation d'air, par exemple de type ventilateurs, apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de l'échangeur thermique principal, se caractérisant en ce que :
- le système d'échangeur thermique principal comprend un ensemble d'au moins un échangeur mais préférentiellement au moins une paire d'échangeurs, internes à ladite au moins une chambre, chaque échangeur étant muni de son système de circulation d'air apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de chaque échangeur, - le système d'échangeur thermique principal comprend outre ledit ensemble d'échangeur(s), également un échangeur additionnel (T), interne à une desdites chambres de stockage,
- on dispose d'un échangeur thermique adjacent (X) installé à l'extérieur de la chambre; - on dispose d'un système de canalisations, apte d'une part à alimenter en liquide cryogénique à partir de la réserve ledit système d'échangeur thermique principal, et à relier l'échangeur adjacent (X) aux échangeurs dudit ensemble d'échangeurs ( A, B .. .) ;
- on dispose de capteurs de température aptes à déterminer la température des vapeurs froides sortant de tout ou partie des échangeurs, ainsi que d'une unité de gestion et de commande ; et caractérisé en ce que lorsque que l'un ou plusieurs échangeurs dudit ensemble doivent être dégivrés, on met en œuvre les mesures suivantes : i) on alimente en fluide cryogénique l'échangeur additionnel (T) qui est ainsi utilisé selon les phases de transport pour refroidir la chambre en remplacement des échangeurs dudit ensemble, ou en complément de l'action de l'un ou plusieurs des échangeurs dudit ensemble, . j) tout ou partie des vapeurs froides du fluide cryogénique obtenues en sortie de l'échangeur additionnel (T) sont dirigées dans l'échangeur adjacent (X) pour y être réchauffées par échange avec l'air environnant ou grâce à l'intervention d'un système réchauffeur associé à cet échangeur adjacent (X), avant d'être dirigées dans le ou les échangeurs à dégivrer pour le (les) dégivrer en tout ou partie ;
l'échangeur additionnel (T) n'étant jamais dégivré par l'intervention dudit échangeur adjacent (X).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le givrage d'un des échangeurs A, B... est constaté par l'unité de gestion et de commande par rapport à la température des vapeurs froides obtenues en sortie de l'échangeur considéré, une température trop basse indiquant une efficacité insuffisante et donc un givrage trop important, l'unité de gestion et de commande commandant alors les étapes de mise en position d'attente de l'échangeur considéré, givré avec arrêt de son alimentation et arrêt de sa ventilation, la mise en service ou non d'un ou plusieurs autres échangeurs de l'ensemble, l'alimentation en fluide cryogénique de l'échangeur additionnel (T), et l'envoi de tout ou partie des vapeurs froides du fluide cryogénique obtenues en sortie de l'échangeur additionnel (T) dans l'échangeur adjacent X pour y être réchauffées.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le camion comprend au moins deux chambres de stockage et en ce que l'échangeur add itionnel (T) est situé dans celle des deux chambres de stockage qui doit assurer la température de stockage la plus basse.
4. Dispositif de transport de produits thermosensibles en camion réfrigéré muni :
- d'au moins une chambre de stockage des produits,
- d'une réserve d'un fluide cryogénique tel l'azote liquide, - d'un système d'échangeur thermique principal dans lequel circule le fluide frigorifique,
- ainsi que d'un système de circulation d'air, par exemple de type ventilateurs, apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de l'échangeur thermique principal, se caractérisant en ce que :
- le système d'échangeur thermique principal comprend un ensemble d'au moins un échangeur thermique, mais préférentiellement au moins deux échangeurs thermiques (A, B, ...), internes à la chambre, chaque échangeur étant muni de son système de circulation d'air apte à mettre en contact l'air interne à la chambre avec les parois froides de chaque échangeur,
- le système d'échangeur thermique principal comprend outre ledit ensemble d'échangeur(s), également un échangeur additionnel (T), interne à une desdites chambres de stockage,
- on dispose d'un échangeur thermique adjacent (X) installé à l'extérieur de la chambre, éventuellement muni d'un système de réchauffeur;
- on dispose d'un système de canalisations, apte d'une part à alimenter en liquide cryogénique à partir de la réserve ledit système d'échangeur thermique principal, et à relier l'échangeur adjacent (X) aux échangeurs dudit ensemble d'échangeurs ( A, B .. .) ; - on dispose de capteurs de température aptes à déterminer la température des vapeurs froides sortant de tout ou partie des échangeurs du système, ainsi que d'une unité de gestion et de commande, apte, lorsque que l'un ou plusieurs échangeurs dudit ensemble doivent être dégivrés, à mettre en œuvre les mesures suivantes :; i) on alimente en fluide cryogénique l'échangeur additionnel (T) ; j) tout ou partie des vapeurs froides du fluide cryogénique obtenues en sortie de l'échangeur additionnel (T) sont dirigées dans l'échangeur adjacent (X) pour y être réchauffées par échange avec l'air environnant ou grâce à rintervention d'un système réchauffeur associé à cet échangeur adjacent (X), avant d'être dirigées dans le ou les échangeurs de l'ensemble à dégivrer pour le (les) dégivrer en tout ou partie.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le camion comprend au moins deux chambres de stockage et en ce que l'échangeur additionnel (T) est situé dans celle des deux chambres de stockage qui est destinée à assurer la température de stockage la plus basse.
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