WO2020115449A2 - Refrigeration installation - Google Patents

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WO2020115449A2
WO2020115449A2 PCT/FR2019/052958 FR2019052958W WO2020115449A2 WO 2020115449 A2 WO2020115449 A2 WO 2020115449A2 FR 2019052958 W FR2019052958 W FR 2019052958W WO 2020115449 A2 WO2020115449 A2 WO 2020115449A2
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heat exchanger
liquid
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low temperature
vapor
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Hugues GOLZIO
Jean-Eric CARTRY
Philippe CERTIAT
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Beg Ingenierie
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B25/005Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
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    • F25B7/00Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit
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    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
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    • F25B2400/19Pumping down refrigerant from one part of the cycle to another part of the cycle, e.g. when the cycle is changed from cooling to heating, or before a defrost cycle is started
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2400/24Storage receiver heat

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration installation, in particular for foodstuffs.
  • Such installations connected for example to photovoltaic panels, use the electric current produced by these panels to operate a conventional refrigeration circuit, comprising a condenser disposed outside the enclosure to be cooled, and an evaporator disposed at the inside this enclosure.
  • a first solution consists in recharging electric accumulators during the day by means of the current produced by the photovoltaic panels, these accumulators restoring during the night the electric current necessary for the operation of the refrigeration installation.
  • This first solution requires the use of high capacity accumulators whose lifetime is limited, which induces high costs.
  • a second solution consists in using ice, manufactured by the refrigeration installation during the day, and the melting of which during the night provides the frigories necessary to maintain the low temperatures in the refrigerated enclosure.
  • This second solution has the drawback of not making it possible to reach very low temperatures, and of not making it possible to control or regulate the amount of thermal reserve available.
  • the present invention aims to provide a refrigeration installation making it possible to reach very low temperatures, and the available thermal reserve of which can be perfectly known and regulated.
  • This object of the invention is achieved with a refrigeration installation comprising a very low temperature module comprising a first circuit conveying a first refrigerant, comprising a first compressor, a first heat exchanger, a first expansion valve, a first pump and a first evaporator , remarkable in that the first refrigerant is a liquid / vapor phase change fluid, and in that this installation comprises a reservoir, the lower part of which communicates with said first pressure reducer and with said first pump, and the upper part of which communicates with said first evaporator and said first compressor.
  • This low energy can be supplied by low capacity accumulators.
  • Said low temperature module comprises a second cooling circuit comprising a cold source formed by a solid / liquid phase change material, and a third cooling circuit comprising means for cooling this material;
  • the second cooling circuit comprises a unit for storing said material with a solid / liquid phase change, and it carries a second cooling fluid circulating in a second pump, in a second heat exchanger, in a third heat exchanger, and in said first heat exchanger, then returning to said storage unit;
  • - Said third cooling circuit conveys a third cooling fluid circulating in a second compressor disposed downstream of the second heat exchanger, in a condenser, in a second regulator, then returning to said second heat exchanger;
  • - Said third cooling fluid can be a synthetic cooling fluid of the hydro-fluoro-carbon olefin type; of the hydro-fluoro-olefins type, of the hydro-fluoro-carbides type or of carbon dioxide of the R744 type;
  • - Said first cooling fluid can be carbon dioxide of the R744 type, of synthesis of the hydro-fluoro-carbide type or of the hydro-fluoro-olefin type.
  • carbon dioxide type R744 is particularly suitable as a coolant with liquid / vapor phase change, since it is both very easily pumpable and not very dangerous for the environment.
  • the very low temperature module comprises a condenser, the first heat exchanger and the condenser being arranged in the same storage unit;
  • the very low temperature module includes a tank configured to act as a liquid / vapor separator connected on the one hand to the tank and on the other hand to the storage unit and a low pressure vapor / liquid bottle, the tank being configured to conveying said fluid from a pump configured to circulate the fluid from the low pressure vapor / liquid bottle to said storage unit, passing through the evaporator, to the vapor / liquid separator, said reservoir (70) being configured to have the function of an expansion tank in night mode;
  • It further comprises a low temperature module connected in cascade or direct delivery, on the one hand to said first compressor by a first connection and on the other hand to said low pressure vapor / liquid bottle by a second connection;
  • a second compressor is included and connected by pipes, on the one hand to the separator and on the other hand to the first connection;
  • - Said first cooling fluid can be carbon dioxide of the R744 type, a synthetic cooling fluid of the hydro-fluoro-carbon type or of the hydro-fluoro-olefin type.
  • the invention is not limited to this complex installation, and that it relates more particularly to the very low temperature cooling circuit, which could be used independently of the low temperature cooling circuit.
  • the reservoir configured to act as a liquid / vapor separator is called a "separator".
  • FIG. 1 shows a diagram of a refrigeration installation according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a diagram of a refrigeration installation according to a second embodiment of the invention.
  • the very low temperature circuit designated by the general reference TB, comprises pipes 1 carrying a first cooling fluid, these pipes connecting together a first compressor 3 supplied by a source of electrical energy, a first heat exchanger 5, a first regulator 7, a tank 9, a first pump 11 and an evaporator 13 located in an enclosure where it is desired to maintain products, such as foodstuffs, at a temperature with a very low core, typically located in a range from -20 ° C to -40 ° C.
  • the reservoir 9 is connected in its lower part on the one hand to the first regulator 7, and on the other hand to the first pump 11, and in its upper part on the one hand to the evaporator 13 and to the first compressor 3.
  • the pipes 1 and the tank 9 contain a pumpable coolant with change of liquid / vapor phase, such as carbon dioxide R744.
  • the low temperature cooling circuit firstly comprises a unit 15 for storing a cooling material with solid / liquid phase change.
  • a cooling material with solid / liquid phase change.
  • Such a material may be a water-insoluble organic phase change material, derived from plant-based raw materials and in the form of a crystalline wax or an oily, non-corrosive liquid and nontoxic.
  • this phase change material liquefies at about -21 ° C, and crystallizes at -27 ° C.
  • the storage unit 15 is connected by pipes 17 to a second pump 19, to a second heat exchanger 21, to a third heat exchanger 23 located in an enclosure, distinct from the previous one, in which there are products that the it is desired to maintain a core temperature typically located in a range from -5 ° C to +10 ° C.
  • the third heat exchanger 23 is itself connected to the first heat exchanger 5, which in turn is connected to the storage unit 15.
  • the second heat exchanger 21 is connected by pipes 25 successively to a second compressor 27, to a condenser 28, to a fluid storage tank 29, and to a second pressure reducer 31 itself connected to this second heat exchanger 21.
  • a third cooling fluid such as a synthesis fluid of the hydro-fluoro-carbon olefin type, of the hydro-fluoro-carbon type or of carbon dioxide R744, circulates in the pipes 25.
  • the operating mode of the above-mentioned refrigeration installation is as follows.
  • electric current which can come from photovoltaic panels, or from any other current generator not connected to the sector (for example electric energy from wind) supply the compressors 3 and 27, as well as the pumps 11 and 19.
  • the first compressor 3 makes it possible to compress the vapor phase of the first cooling fluid located in the upper part of the tank 9.
  • the heat released by this compression is removed via the first heat exchanger 5 in the second cooling fluid circulating in the pipes 17 of the low temperature module.
  • the first cooling fluid sees its temperature drop considerably, and its pumping by the pump 11 towards the evaporator 13 makes it possible to cool the products located in the enclosure to very low temperature.
  • this evaporation also has the effect of enriching the vapor phase located inside the tank 9.
  • Cascade cooling of the first cooling fluid flowing in the pipes 1 by the second cooling fluid flowing in the pipes 17 is effected by means of the first heat exchanger 5.
  • the second cooling fluid In daytime operation, the second cooling fluid, the circulation of which is ensured by the second pump 19, is cooled by the third cooling fluid circulating in the pipes 25, itself undergoing a compression / expansion cycle thanks to the second compressor 27 and to the second regulator 31.
  • this third cooling fluid makes it possible, via the second heat exchanger 21, to lower the temperature of the second cooling fluid flowing in the pipes 17 sufficiently, to ensure, during the day, the crystallization of the material to be changed.
  • the second coolant circulating in the pipes 17 makes it possible, thanks to a third heat exchanger 23, to ensure a low temperature in an enclosure where there are products of which it is desired to keep the core temperature within a range which can typically range from - 5 ° C to +10 ° C.
  • the desired low temperature is maintained by the circulation of the second cooling fluid in the pipes 17 by means of the second pump 19, this second fluid being cooled by the melting of the change material inside the unit 15.
  • FIG. 2 shows a refrigeration installation according to a second embodiment of the invention.
  • the very low temperature circuit TB includes elements connected to each other by pipes 1.
  • the pipes 1 are configured to convey a first coolant for a low vapor / liquid pressure bottle 50 by pumping double pumps 51 refrigerant.
  • the low pressure bottle 50 includes a pressure reducer, here a valve 52, which can be electronic as well as a sensor 53 for the level of the liquid contained in the bottle 50.
  • the pumped fluid is then directed to evaporators 54 mounted in parallel making it possible to cool the air in the cold rooms of each evaporator 54 at a given temperature T, the air being blown by fans 55.
  • Each evaporator outlet extends into a single pipe 1 at a junction point 56 in order to connect to a storage unit 57 having several functions such as that of an evaporator, a condenser or a tank latent heat.
  • a pipe 1 directly connects the double pumps 51 to the storage unit 57.
  • At least one electromagnetic valve 52 is integrated between each element of the installation connected by the pipes 1, the opening and / or closing of each valve 52 being controllable, for example on order or by temperature probe.
  • a vapor / liquid separator 60 is connected by a pipe 1 to the storage unit 57.
  • another pipe 1 directly connects the pipe 1 joining each evaporator outlet 54 to the separator 60.
  • the separator 60 is also connected directly to the low pressure vapor / liquid bottle 50 by a pipe 1.
  • the separator 60 further comprises a liquid level sensor making it possible to control the corresponding valve 52, here referenced 52a.
  • the separator 60 is itself connected to a tank 70.
  • This tank 70 is a vapor bottle known as an expansion tank. Indeed, the tank 70 has the function of an expansion tank in night mode and in particular by preventing a rise. under pressure in the evaporator 54, the separator 60 and the low pressure bottle 50 when the fluid has cooled.
  • the reservoir 70 is connected to a first compressor 71.
  • a low temperature module B is connected in cascade or in direct delivery, on the one hand to the first compressor 71 by a first connection 72 and on the other hand to said low vapor / liquid pressure bottle 50 by a second connection 73.
  • the low temperature module B comprises an air condenser 80 connected to a vertical tank 81
  • electric current which can come for example from photovoltaic panels, or from any other current generator not connected to a sector, for example electric energy of wind origin, feed the compressors 71, 74 and the condenser to air 80 as well as the double pumps 51 and the fans 55 of the evaporators 54.
  • the refrigerant sees its temperature T drop considerably, and its pumping by the double pumps 51 towards the 'evaporator 54 makes it possible to cool the products located in the enclosure at very low temperature TB.
  • the operation of the double pumps 51 making it possible to circulate the refrigerant through the evaporator 54, gradually converts the liquid phase of this fluid located in the low pressure vapor / liquid bottle 50 into the gaseous phase, supplying the frigories in passing. necessary for keeping products located in the enclosure at very low temperatures.
  • this evaporation also has the effect of enriching the vapor phase at the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54.
  • the valve 52 arranged between the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54 is open, the valve 52 disposed at the level of the pipe 1 directly connecting the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54 to the separator 60 is closed and this enriched vapor phase passes through the storage unit 57 and partially condenses by melting the MCP (Phase Change Material) which gives up its latent heat to the condensing vapor.
  • MCP Phase Change Material
  • valves 52 respectively disposed at the level of the pipe 1 directly connecting the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54 to the separator 60 and at the level of the pipe 1 directly connecting the double pumps 51 to the storage unit 57 are open, the valve 52 connecting the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54 to the storage unit 57 is closed.
  • the double pumps 51 always pass the liquid through the evaporators 54 and via the valve 52, directly connecting the double pumps 51 to the storage unit 57, open through the storage unit 57.
  • the evaporation of the refrigerant through the storage unit 57 solidifies the MCP.
  • the external source of electric supply for example the photovoltaic panels, no longer produces electricity, and the first and second compressors 71 and 74 stop working. Only the double pumps 51 and the fans 55 of evaporators 54 operate on accumulators of relatively low capacity.
  • the second compressor 74 makes it possible to solidify the MCP melted in phase and the first compressor 71 makes it possible to lower the pressure of the tank 70 to the value equivalent of saturation pressure PI at temperature T-30 ° C. In all cases, the pressure PI will be greater than 1 bar and at the triple point of the fluid used.
  • an additional low temperature circuit B of refrigeration production may be necessary, the operation of which will be controlled by the first and second compressors 71 and 74, therefore in daytime mode only.
  • the refrigeration installation according to the invention which can be used either only with the very low temperature module, or with a combination of this module with the low temperature module, allows the desired low temperatures to be maintained when the installation is no longer supplied with electric current.
  • This invention is therefore particularly suitable for refrigeration installations supplied by autonomous and intermittent electrical sources, such as photovoltaic panels, or else wind turbines.
  • An installation according to the invention can thus be installed in very remote areas, not connected to the electrical current of the sector.
  • Electronic regulation can advantageously be envisaged, in order to control the charges and discharges of stored frigories in connection with the available charge of electric accumulators in night mode and the peak current available in day mode.
  • the refrigeration installation according to the embodiments of the invention can be mobile, and include 2 enclosures, one very low temperature with the objective of obtaining a core temperature of the refrigerated products located between - 20 ° C and -40 ° C, and the other low temperature with the aim of obtaining a core temperature of the refrigerated products between -5 ° C and +10 ° C.
  • the present invention is in no way limited to the embodiment described is shown.
  • the refrigerant R404A (zeotropic mixture of fluorethanes) can be an alternative to carbon dioxide R744.

Abstract

The invention relates to a refrigeration installation comprising a very low-temperature module (TB) having a first circuit carrying a first refrigerant, comprising a first compressor (3, 71), a first heat exchanger (5), a first expansion valve (7, 52), a first pump (11, 51) and a first evaporator (13, 54). The invention is characterized in that the first refrigerant is a fluid with a liquid/vapor phase change, and in that this installation comprises a reservoir (9, 70), the lower part of which communicates with said first expansion valve (52) and with said first pump (11, 51), and the upper part of which communicates with said first evaporator (13, 54) and said first compressor (3, 71).

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
TITRE : INSTALLATION DE REFRIGERATION TITLE: REFRIGERATION SYSTEM
La présente invention se rapporte à une installation de réfrigération, notamment pour denrées alimentaires. The present invention relates to a refrigeration installation, in particular for foodstuffs.
On connaît de la technique antérieure des installations de réfrigération autonomes, c'est-à-dire non raccordées au courant électrique du secteur. Are known from the prior art autonomous refrigeration installations, that is to say not connected to the electrical current of the sector.
De telles installations, reliées par exemple à des panneaux photovoltaïques, utilisent le courant électrique produit par ces panneaux pour faire fonctionner un circuit classique de réfrigération, comprenant un condenseur disposé à l'extérieur de l'enceinte à refroidir, et un évaporateur disposé à l'intérieur de cette enceinte. Such installations, connected for example to photovoltaic panels, use the electric current produced by these panels to operate a conventional refrigeration circuit, comprising a condenser disposed outside the enclosure to be cooled, and an evaporator disposed at the inside this enclosure.
En fonctionnement nocturne, c'est-à-dire lorsque les panneaux photovoltaïques ne produisent plus d'électricité, différentes solutions existent pour continuer à fabriquer du froid. In night operation, that is to say when the photovoltaic panels no longer produce electricity, different solutions exist to continue to produce cold.
Une première solution consiste à recharger pendant la journée des accumulateurs électriques au moyen du courant fabriqué par les panneaux photovoltaïques, ces accumulateurs restituant pendant la nuit le courant électrique nécessaire au fonctionnement de l'installation de réfrigération. Cette première solution nécessite l'utilisation d'accumulateurs à forte capacité et dont la durée de vie est limitée, ce qui induit des coûts élevés. A first solution consists in recharging electric accumulators during the day by means of the current produced by the photovoltaic panels, these accumulators restoring during the night the electric current necessary for the operation of the refrigeration installation. This first solution requires the use of high capacity accumulators whose lifetime is limited, which induces high costs.
Une deuxième solution consiste à utiliser de la glace, fabriquée par l'installation de réfrigération pendant la journée, et dont la fonte pendant la nuit fournit les frigories nécessaires au maintien des basses températures dans l'enceinte réfrigérée. Cette deuxième solution présente l'inconvénient de ne pas permettre d'atteindre des températures très basses, et de ne pas permettre de contrôler ni de réguler la quantité de réserve thermique disponible. A second solution consists in using ice, manufactured by the refrigeration installation during the day, and the melting of which during the night provides the frigories necessary to maintain the low temperatures in the refrigerated enclosure. This second solution has the drawback of not making it possible to reach very low temperatures, and of not making it possible to control or regulate the amount of thermal reserve available.
Ainsi, la présente invention vise à fournir une installation de réfrigération permettant d'atteindre des températures très basses, et dont la réserve thermique disponible peut être parfaitement connue et régulée. Thus, the present invention aims to provide a refrigeration installation making it possible to reach very low temperatures, and the available thermal reserve of which can be perfectly known and regulated.
On atteint ce but de l'invention avec une installation de réfrigération comprenant un module très basse température comprenant un premier circuit véhiculant un premier fluide frigorigène, comportant un premier compresseur, un premier échangeur thermique, un premier détendeur, une première pompe et un premier évaporateur, remarquable en ce que le premier fluide frigorigène est un fluide à changement de phase liquide/vapeur, et en ce que cette installation comprend un réservoir dont la partie inférieure communique avec ledit premier détendeur et avec ladite première pompe, et dont la partie supérieure communique avec ledit premier évaporateur et ledit premier compresseur. This object of the invention is achieved with a refrigeration installation comprising a very low temperature module comprising a first circuit conveying a first refrigerant, comprising a first compressor, a first heat exchanger, a first expansion valve, a first pump and a first evaporator , remarkable in that the first refrigerant is a liquid / vapor phase change fluid, and in that this installation comprises a reservoir, the lower part of which communicates with said first pressure reducer and with said first pump, and the upper part of which communicates with said first evaporator and said first compressor.
L'utilisation d'un réservoir contenant un fluide de refroidissement à changement de phase liquide/vapeur permet, de manière extrêmement simple et parfaitement contrôlable, d'enrichir la phase liquide de ce réservoir en fonctionnement diurne lorsque le compresseur fonctionne, puis, par simple pompage et évaporation de la phase liquide vers la phase gazeuse du fluide de refroidissement situé dans le réservoir, de refroidir avec une très faible consommation d'énergie les produits situés dans l'enceinte réfrigérée, en mode nocturne. The use of a tank containing a coolant with change of liquid / vapor phase makes it possible, in an extremely simple and perfectly controllable manner, to enrich the liquid phase of this tank in daytime operation when the compressor is running, then, by simple pumping and evaporation of the liquid phase towards the gaseous phase of the cooling fluid located in the tank, to cool with a very low energy consumption the products located in the refrigerated enclosure, in night mode.
Cette faible énergie peut être fournie par des accumulateurs de faible capacité. This low energy can be supplied by low capacity accumulators.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du premier mode de réalisation de la présente invention : According to other optional features of the first embodiment of the present invention:
- elle comprend en outre un module basse température relié en cascade audit premier échangeur thermique ; - It further comprises a low temperature module connected in cascade to said first heat exchanger;
- ledit module basse température comprend un deuxième circuit de refroidissement comprenant une source de froid formée par un matériau à changement de phase solide/liquide, et un troisième circuit de refroidissement comprenant des moyens pour refroidir ce matériau ; - Said low temperature module comprises a second cooling circuit comprising a cold source formed by a solid / liquid phase change material, and a third cooling circuit comprising means for cooling this material;
- le deuxième circuit de refroidissement comprend une unité de stockage dudit matériau à changement de phase solide/liquide, et il véhicule un deuxième fluide de refroidissement circulant dans une deuxième pompe, dans un deuxième échangeur thermique, dans un troisième échangeur thermique, et dans ledit premier échangeur thermique, puis revenant dans ladite unité de stockage ; the second cooling circuit comprises a unit for storing said material with a solid / liquid phase change, and it carries a second cooling fluid circulating in a second pump, in a second heat exchanger, in a third heat exchanger, and in said first heat exchanger, then returning to said storage unit;
- ledit troisième circuit de refroidissement véhicule un troisième fluide de refroidissement circulant dans un deuxième compresseur disposé en aval du deuxième échangeur thermique, dans un condenseur, dans un deuxième détendeur, puis revenant dans ledit deuxième échangeur thermique ; - ledit troisième fluide de refroidissement peut être un fluide réfrigérant de synthèse de type hydro-fluoro-carbone oléfine ; de type hydro-fluoro-oléfines, de type hydro- fluoro-carbures ou du dioxyde de carbone de type R744 ; - Said third cooling circuit conveys a third cooling fluid circulating in a second compressor disposed downstream of the second heat exchanger, in a condenser, in a second regulator, then returning to said second heat exchanger; - Said third cooling fluid can be a synthetic cooling fluid of the hydro-fluoro-carbon olefin type; of the hydro-fluoro-olefins type, of the hydro-fluoro-carbides type or of carbon dioxide of the R744 type;
- ledit premier fluide de refroidissement peut être du dioxyde de carbone de type R744, de synthèse de type hydro-fluoro-carbures ou de type hydro-fluoro-oléfines. - Said first cooling fluid can be carbon dioxide of the R744 type, of synthesis of the hydro-fluoro-carbide type or of the hydro-fluoro-olefin type.
L'utilisation de dioxyde de carbone de type R744 est particulièrement adaptée comme fluide de refroidissement à changement de phase liquide/vapeur, étant donné qu'il est à la fois très facilement pompable, et peu dangereux pour l'environnement. The use of carbon dioxide type R744 is particularly suitable as a coolant with liquid / vapor phase change, since it is both very easily pumpable and not very dangerous for the environment.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du deuxième mode de réalisation de la présente invention : According to other optional features of the second embodiment of the present invention:
- le module très basse température comprend un condenseur, le premier échangeur thermique et le condenseur étant disposés dans une même unité de stockage ; - the very low temperature module comprises a condenser, the first heat exchanger and the condenser being arranged in the same storage unit;
- le module très basse température comprend un réservoir configuré pour agir comme séparateur de liquide/vapeur connecté d'une part au réservoir et d'autre part à l'unité de stockage et une bouteille basse pression vapeur/liquide, le réservoir étant configuré pour véhiculer ledit fluide d'une pompe configuré pour faire circuler le fluide de la bouteille basse pression vapeur/liquide à ladite unité de stockage, en passant par l'évaporateur, au séparateur vapeur/liquide , ledit réservoir (70) étant configuré pour avoir la fonction d'un vase d'expansion en mode nocturne; - the very low temperature module includes a tank configured to act as a liquid / vapor separator connected on the one hand to the tank and on the other hand to the storage unit and a low pressure vapor / liquid bottle, the tank being configured to conveying said fluid from a pump configured to circulate the fluid from the low pressure vapor / liquid bottle to said storage unit, passing through the evaporator, to the vapor / liquid separator, said reservoir (70) being configured to have the function of an expansion tank in night mode;
- elle comprend en outre un module basse température relié en cascade ou en refoulement direct, d'une part audit premier compresseur par un premier raccordement et d'autre part à ladite bouteille basse pression vapeur/liquide par un deuxième raccordement ; - It further comprises a low temperature module connected in cascade or direct delivery, on the one hand to said first compressor by a first connection and on the other hand to said low pressure vapor / liquid bottle by a second connection;
- qu'un deuxième compresseur est compris et relié par des canalisations, d'une part au séparateur et d'autre part au premier raccordement ; - A second compressor is included and connected by pipes, on the one hand to the separator and on the other hand to the first connection;
-- ledit premier fluide de refroidissement peut être du dioxyde de carbone de type R744, un fluide de refroidissement de synthèse de type hydro-fluoro-carbones ou de type hydro-fluoro-oléfines. - Said first cooling fluid can be carbon dioxide of the R744 type, a synthetic cooling fluid of the hydro-fluoro-carbon type or of the hydro-fluoro-olefin type.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen de la figure ci-annexée, représentant une installation selon la présente invention, dans le cas particulier où elle comprend d'une part un circuit de refroidissement très basse température, et d'autre part un circuit de refroidissement basse température monté en cascade avec le précédent. Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent in the light of the description which follows, and on examining the appended figure, representing an installation according to the present invention, in the particular case where it comprises on the one hand a very low temperature cooling circuit, and on the other share a low temperature cooling circuit connected in cascade with the previous one.
Il faut toutefois bien comprendre que l'invention n'est pas limitée à cette installation complexe, et qu'elle porte plus particulièrement sur le circuit de refroidissement très basse température, qui pourrait être utilisé indépendamment du circuit de refroidissement basse température. It should however be understood that the invention is not limited to this complex installation, and that it relates more particularly to the very low temperature cooling circuit, which could be used independently of the low temperature cooling circuit.
Dans la description ci-dessous, le réservoir configuré pour agir comme séparateur de liquide/vapeur est appelé « séparateur ». In the description below, the reservoir configured to act as a liquid / vapor separator is called a "separator".
[Fig. 1] représente un schéma d'une installation de réfrigération selon un premier mode de réalisation de l'invention. [Fig. 1] shows a diagram of a refrigeration installation according to a first embodiment of the invention.
[Fig. 2] représente un schéma d'une installation de réfrigération selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. [Fig. 2] shows a diagram of a refrigeration installation according to a second embodiment of the invention.
En se reportant à la figure 1 annexée, on peut voir que le circuit très basse température, désigné par la référence générale TB, comprend des canalisations 1 véhiculant un premier fluide de refroidissement, ces canalisations reliant entre eux un premier compresseur 3 alimenté par une source d'énergie électrique, un premier échangeur thermique 5, un premier détendeur 7, un réservoir 9, une première pompe 11 et un évaporateur 13 situé dans une enceinte où l'on souhaite maintenir des produits, tels que des denrées alimentaires, à une température à cœur très basse, située typiquement dans une fourchette allant de -20 °C à -40 °C. Referring to the appended FIG. 1, it can be seen that the very low temperature circuit, designated by the general reference TB, comprises pipes 1 carrying a first cooling fluid, these pipes connecting together a first compressor 3 supplied by a source of electrical energy, a first heat exchanger 5, a first regulator 7, a tank 9, a first pump 11 and an evaporator 13 located in an enclosure where it is desired to maintain products, such as foodstuffs, at a temperature with a very low core, typically located in a range from -20 ° C to -40 ° C.
Plus précisément, le réservoir 9 est relié dans sa partie inférieure d'une part au premier détendeur 7, et d'autre part à la première pompe 11, et dans sa partie supérieure d'une part à l'évaporateur 13 et au premier compresseur 3. More specifically, the reservoir 9 is connected in its lower part on the one hand to the first regulator 7, and on the other hand to the first pump 11, and in its upper part on the one hand to the evaporator 13 and to the first compressor 3.
Les canalisations 1 et le réservoir 9 contiennent un fluide de refroidissement pompable à changement de phase liquide/vapeur, tel que le dioxyde de carbone R744. The pipes 1 and the tank 9 contain a pumpable coolant with change of liquid / vapor phase, such as carbon dioxide R744.
Ainsi, dans la partie inférieure du réservoir 9 se trouve la phase liquide de ce fluide, et dans la partie supérieure de ce réservoir se trouve la phase vapeur de ce liquide. Thus, in the lower part of the reservoir 9 is the liquid phase of this fluid, and in the upper part of this reservoir is the vapor phase of this liquid.
Le circuit de refroidissement basse température, désigné par la référence générale B sur la figure ci-annexée, comprend tout d'abord une unité 15 de stockage d'un matériau de refroidissement à changement de phase solide/liquide. Un tel matériau, connu en soi, peut-être un matériau à changement de phase organique insoluble dans l'eau, dérivé de matières premières à base de plantes et sous forme d'une cire cristalline ou d'un liquide huileux, non corrosif et non toxique. The low temperature cooling circuit, designated by the general reference B in the appended figure, firstly comprises a unit 15 for storing a cooling material with solid / liquid phase change. Such a material, known per se, may be a water-insoluble organic phase change material, derived from plant-based raw materials and in the form of a crystalline wax or an oily, non-corrosive liquid and nontoxic.
Typiquement, ce matériau à changement de phase se liquéfie à environ -21 °C, et se cristallise à -27 °C. Typically, this phase change material liquefies at about -21 ° C, and crystallizes at -27 ° C.
L'unité de stockage 15 est reliée par des canalisations 17 à une deuxième pompe 19, à un deuxième échangeur thermique 21, à un troisième échangeur thermique 23 situé dans une enceinte, distincte de la précédente, dans laquelle se trouvent des produits que l'on souhaite maintenir à une température à cœur situé typiquement dans une fourchette allant de -5 °C à +10 °C. The storage unit 15 is connected by pipes 17 to a second pump 19, to a second heat exchanger 21, to a third heat exchanger 23 located in an enclosure, distinct from the previous one, in which there are products that the it is desired to maintain a core temperature typically located in a range from -5 ° C to +10 ° C.
Le troisième échangeur thermique 23 est lui-même relié au premier échangeur thermique 5, lequel est à son tour relié à l'unité de stockage 15. The third heat exchanger 23 is itself connected to the first heat exchanger 5, which in turn is connected to the storage unit 15.
Dans les canalisations 17 circule d'un deuxième fluide de refroidissement. In the pipes 17 a second cooling fluid circulates.
Le deuxième échangeur thermique 21 est relié par des canalisations 25 successivement à un deuxième compresseur 27, à un condenseur 28, à un réservoir de stockage de fluide 29, et à un deuxième détendeur 31 lui-même relié à ce deuxième échangeur thermique 21. The second heat exchanger 21 is connected by pipes 25 successively to a second compressor 27, to a condenser 28, to a fluid storage tank 29, and to a second pressure reducer 31 itself connected to this second heat exchanger 21.
Un troisième fluide de refroidissement, tel qu'un fluide de synthèse de type hydro- fluoro-carbone oléfine, de type hydro-fluoro-carbones ou du dioxyde de carbone R744, circule dans les canalisations 25. A third cooling fluid, such as a synthesis fluid of the hydro-fluoro-carbon olefin type, of the hydro-fluoro-carbon type or of carbon dioxide R744, circulates in the pipes 25.
Le mode de fonctionnement de l'installation de réfrigération ci-dessus exposée est le suivant. The operating mode of the above-mentioned refrigeration installation is as follows.
Pendant la journée, du courant électrique pouvant provenir de panneaux photovoltaïques, ou bien de tout autre générateur de courant non relié au secteur (par exemple énergie électrique d'origine éolienne) alimentent les compresseurs 3 et 27, ainsi que les pompes 11 et 19. During the day, electric current which can come from photovoltaic panels, or from any other current generator not connected to the sector (for example electric energy from wind) supply the compressors 3 and 27, as well as the pumps 11 and 19.
Le premier compresseur 3 permet de compresser la phase vapeur du premier fluide de refroidissement située dans la partie supérieure du réservoir 9. The first compressor 3 makes it possible to compress the vapor phase of the first cooling fluid located in the upper part of the tank 9.
La chaleur dégagée par cette compression est évacuée via le premier échangeur thermique 5 dans le deuxième fluide de refroidissement circulant dans les canalisations 17 du module basse température. Lors de sa détente à travers le détendeur 7, le premier fluide de refroidissement voit sa température s'abaisser considérablement, et son pompage par la pompe 11 en direction de l'évaporateur 13 permet de refroidir les produits situés dans l'enceinte à très basse température. The heat released by this compression is removed via the first heat exchanger 5 in the second cooling fluid circulating in the pipes 17 of the low temperature module. During its expansion through the pressure reducer 7, the first cooling fluid sees its temperature drop considerably, and its pumping by the pump 11 towards the evaporator 13 makes it possible to cool the products located in the enclosure to very low temperature.
Ce faisant, cette évaporation a également pour effet d'enrichir la phase vapeur située à l'intérieur du réservoir 9. In doing so, this evaporation also has the effect of enriching the vapor phase located inside the tank 9.
Le refroidissement en cascade du premier fluide de refroidissement circulant dans les canalisations 1 par le deuxième fluide de refroidissement circulant dans les canalisations 17, est opéré par l'intermédiaire du premier échangeur thermique 5. Cascade cooling of the first cooling fluid flowing in the pipes 1 by the second cooling fluid flowing in the pipes 17 is effected by means of the first heat exchanger 5.
En fonctionnement diurne, le deuxième fluide de refroidissement, dont la circulation est assurée par la deuxième pompe 19, est refroidi par le troisième fluide de refroidissement circulant dans les canalisations 25, subissant lui-même un cycle de compression/détente grâce au deuxième compresseur 27 et au deuxième détendeur 31. In daytime operation, the second cooling fluid, the circulation of which is ensured by the second pump 19, is cooled by the third cooling fluid circulating in the pipes 25, itself undergoing a compression / expansion cycle thanks to the second compressor 27 and to the second regulator 31.
Plus précisément, ce troisième fluide de refroidissement permet, par l'intermédiaire du deuxième échangeur thermique 21, d'abaisser suffisamment la température du deuxième fluide de refroidissement circulant dans les canalisations 17, pour assurer, pendant la journée, la cristallisation du matériau à changement de phase solide/liquide situé dans l'unité de stockage 15, et dont la température de cristallisation peut être typiquement de l'ordre de -27 °C. More precisely, this third cooling fluid makes it possible, via the second heat exchanger 21, to lower the temperature of the second cooling fluid flowing in the pipes 17 sufficiently, to ensure, during the day, the crystallization of the material to be changed. solid / liquid phase located in the storage unit 15, and whose crystallization temperature can typically be of the order of -27 ° C.
Le deuxième liquide de refroidissement circulant dans les canalisations 17 permet, grâce à un troisième échangeur thermique 23, d'assurer une température basse dans une enceinte où se trouvent des produits dont on souhaite conserver la température à cœur dans une fourchette pouvant aller typiquement de -5 °C à +10 °C. The second coolant circulating in the pipes 17 makes it possible, thanks to a third heat exchanger 23, to ensure a low temperature in an enclosure where there are products of which it is desired to keep the core temperature within a range which can typically range from - 5 ° C to +10 ° C.
Pendant la nuit, la source externe d'approvisionnement électrique (par exemple panneaux photovoltaïques) ne produit plus d'électricité, et les compresseurs 3 et 27 cessent de fonctionner. Seules les pompes 11 et 19 fonctionnent, sur des accumulateurs de capacités relativement faible. During the night, the external source of electricity supply (for example photovoltaic panels) no longer produces electricity, and the compressors 3 and 27 stop working. Only the pumps 11 and 19 operate on accumulators of relatively low capacity.
Le fonctionnement de la pompe 11, permettant de faire circuler le premier fluide de refroidissement à travers l'évaporateur 13, convertit peu à peu la phase liquide de ce fluide situé dans le réservoir 9 en phase gazeuse située dans la partie supérieure de ce réservoir, fournissant au passage les frigories nécessaires au maintien à très basse température des produits situés dans l'enceinte concernée. The operation of the pump 11, making it possible to circulate the first cooling fluid through the evaporator 13, gradually converts the liquid phase of this fluid located in the reservoir 9 into the gas phase located in the upper part of this tank, supplying in the frigories necessary to maintain at very low temperature the products located in the enclosure concerned.
S'agissant de l'enceinte à basse température, la basse température souhaitée est maintenue grâce à la circulation du deuxième fluide de refroidissement dans les canalisations 17 au moyen de la deuxième pompe 19, ce deuxième fluide étant refroidi par la fonte du matériau à changement de phase située à l'intérieur de l'unité 15. Regarding the low temperature enclosure, the desired low temperature is maintained by the circulation of the second cooling fluid in the pipes 17 by means of the second pump 19, this second fluid being cooled by the melting of the change material inside the unit 15.
La figure 2 montre une installation de réfrigération selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. FIG. 2 shows a refrigeration installation according to a second embodiment of the invention.
On peut voir que le circuit très basse température TB comprend des éléments reliés entre eux par des canalisations 1. Les canalisations 1 sont configurées pour véhiculer un premier fluide de refroidissement d'une bouteille basse pression vapeur/liquide 50 par le pompage des pompes doubles 51 fluide frigorifique. It can be seen that the very low temperature circuit TB includes elements connected to each other by pipes 1. The pipes 1 are configured to convey a first coolant for a low vapor / liquid pressure bottle 50 by pumping double pumps 51 refrigerant.
La bouteille basse pression 50 comprend un détendeur, ici une vanne 52, pouvant être électronique ainsi qu'un capteur 53 de niveau du liquide contenu dans la bouteille 50. Le fluide pompé est ensuite dirigé vers des évaporateurs 54 montés en parallèle permettant de refroidir l'air dans les chambres froides de chaque évaporateur 54 à une température T donnée, l'air étant soufflé par des ventilateurs 55. The low pressure bottle 50 includes a pressure reducer, here a valve 52, which can be electronic as well as a sensor 53 for the level of the liquid contained in the bottle 50. The pumped fluid is then directed to evaporators 54 mounted in parallel making it possible to cool the air in the cold rooms of each evaporator 54 at a given temperature T, the air being blown by fans 55.
Chaque sortie d'évaporateur se prolonge en une seule canalisation 1 au niveau d'un point de jonction 56 afin de se connecter à une unité de stockage 57 ayant plusieurs fonctions comme celle d'un évaporateur, d'un condenseur ou d'un réservoir à chaleur latente. Each evaporator outlet extends into a single pipe 1 at a junction point 56 in order to connect to a storage unit 57 having several functions such as that of an evaporator, a condenser or a tank latent heat.
En parallèle, une canalisation 1 relie directement les pompes doubles 51 à l'unité de stockage 57. In parallel, a pipe 1 directly connects the double pumps 51 to the storage unit 57.
Entre chaque élément de l'installation relié par les canalisations 1 est intégré au moins une vanne 52 électromagnétique, l'ouverture et/ou la fermeture de chaque vanne 52 étant pilotable, par exemple sur ordre ou par sonde de température. At least one electromagnetic valve 52 is integrated between each element of the installation connected by the pipes 1, the opening and / or closing of each valve 52 being controllable, for example on order or by temperature probe.
Un séparateur vapeur/liquide 60 est relié par une canalisation 1 à l'unité de stockage 57. En parallèle, une autre canalisation 1 relie directement la canalisation 1 rejoignant chaque sortie d'évaporateur 54 au séparateur 60. A vapor / liquid separator 60 is connected by a pipe 1 to the storage unit 57. In parallel, another pipe 1 directly connects the pipe 1 joining each evaporator outlet 54 to the separator 60.
Le séparateur 60 est également connecté directement à la bouteille basse pression vapeur/liquide 50 par une canalisation 1. Le séparateur 60 comprend en outre un capteur de niveau liquide permettant de piloter la vanne 52 correspondante, ici référencée 52a. The separator 60 is also connected directly to the low pressure vapor / liquid bottle 50 by a pipe 1. The separator 60 further comprises a liquid level sensor making it possible to control the corresponding valve 52, here referenced 52a.
Le séparateur 60 est lui-même relié à un réservoir 70. Ce réservoir 70 est une bouteille vapeur dite vase d'expansion En effet, le réservoir 70 a la fonction d'un vase d'expansion en mode nocturne et notamment en empêchant une remontée en pression dans l'évaporateur 54, le séparateur 60 et la bouteille basse pression 50 lorsque le fluide aura refroidi. Le réservoir 70 est relié à un premier compresseur 71. The separator 60 is itself connected to a tank 70. This tank 70 is a vapor bottle known as an expansion tank. Indeed, the tank 70 has the function of an expansion tank in night mode and in particular by preventing a rise. under pressure in the evaporator 54, the separator 60 and the low pressure bottle 50 when the fluid has cooled. The reservoir 70 is connected to a first compressor 71.
Un module basse température B est relié en cascade ou en refoulement direct, d'une part au premier compresseur 71 par un premier raccordement 72 et d'autre part à ladite bouteille basse pression vapeur/liquide 50 par un deuxième raccordement 73. A low temperature module B is connected in cascade or in direct delivery, on the one hand to the first compressor 71 by a first connection 72 and on the other hand to said low vapor / liquid pressure bottle 50 by a second connection 73.
En outre, un deuxième compresseur 74 est compris et relié par des canalisations 1, d'une part au séparateur 60 et d'autre part au premier raccordement 72. Le module basse température B comprend un condenseur à air 80 relié à un réservoir vertical 81. Dans les paragraphes suivants, le fonctionnement de l'invention selon le deuxième mode de réalisation est expliqué. In addition, a second compressor 74 is included and connected by pipes 1, on the one hand to the separator 60 and on the other hand to the first connection 72. The low temperature module B comprises an air condenser 80 connected to a vertical tank 81 In the following paragraphs, the operation of the invention according to the second embodiment is explained.
En mode diurne, du courant électrique pouvant provenir par exemple de panneaux photovoltaïques, ou bien de tout autre générateur de courant non relié à un secteur, par exemple l'énergie électrique d'origine éolienne, alimentent les compresseurs 71, 74 et le condenseur à air 80 ainsi que les pompes doubles 51 et les ventilateurs 55 des évaporateurs 54. In daytime mode, electric current which can come for example from photovoltaic panels, or from any other current generator not connected to a sector, for example electric energy of wind origin, feed the compressors 71, 74 and the condenser to air 80 as well as the double pumps 51 and the fans 55 of the evaporators 54.
Lors de sa détente à travers le détendeur, ici une vanne 52 disposée au niveau de la bouteille basse pression vapeur/liquide 50, le fluide frigorigène voit sa température T s'abaisser considérablement, et son pompage par les pompes doubles 51 en direction de l'évaporateur 54 permet de refroidir les produits situés dans l'enceinte à très basse température TB. During its expansion through the pressure reducer, here a valve 52 arranged at the level of the low vapor / liquid pressure bottle 50, the refrigerant sees its temperature T drop considerably, and its pumping by the double pumps 51 towards the 'evaporator 54 makes it possible to cool the products located in the enclosure at very low temperature TB.
Le fonctionnement des pompes doubles 51, permettant de faire circuler le fluide frigorigène à travers l'évaporateur 54, convertit peu à peu la phase liquide de ce fluide situé dans la bouteille basse pression vapeur/liquide 50 en phase gazeuse, fournissant au passage les frigories nécessaires au maintien à très basse température des produits situés dans l'enceinte concernée. The operation of the double pumps 51, making it possible to circulate the refrigerant through the evaporator 54, gradually converts the liquid phase of this fluid located in the low pressure vapor / liquid bottle 50 into the gaseous phase, supplying the frigories in passing. necessary for keeping products located in the enclosure at very low temperatures.
Ce faisant, cette évaporation a également pour effet d'enrichir la phase vapeur au point de jonction 56 de sortie de chaque évaporateur 54. En mode nocturne, la vanne 52 disposée entre le point de jonction 56 de sortie de chaque évaporateur 54 est ouverte, la vanne 52 disposée au niveau de la canalisation 1 reliant directement le point de jonction 56 de sortie de chaque évaporateur 54 au séparateur 60 est fermée et cette phase vapeur enrichie passe par l'unité de stockage 57 et se condense partiellement en faisant fondre le MCP (Matériau à Changement de Phase) qui cède sa chaleur latente à la vapeur qui se condense. In so doing, this evaporation also has the effect of enriching the vapor phase at the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54. In night mode, the valve 52 arranged between the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54 is open, the valve 52 disposed at the level of the pipe 1 directly connecting the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54 to the separator 60 is closed and this enriched vapor phase passes through the storage unit 57 and partially condenses by melting the MCP (Phase Change Material) which gives up its latent heat to the condensing vapor.
En mode nocturne, les phases vapeur et liquide provenant des évaporateurs 54 et de l'unité de stockage 57 par les chemins de canalisations 1 susmentionnées, sont séparées par le séparateur 60 et l'excès de pression est absorbée par le réservoir 70 ayant été ramené à une pression PI inférieure à une pression P2 de saturation équivalente à température T en mode diurne. In night mode, the vapor and liquid phases coming from the evaporators 54 and from the storage unit 57 by the aforementioned pipe paths 1, are separated by the separator 60 and the excess pressure is absorbed by the tank 70 having been brought back at a pressure PI lower than a pressure P2 of saturation equivalent to temperature T in daytime mode.
En mode diurne, les vannes 52 disposées respectivement au niveau de la canalisation 1 reliant directement le point de jonction 56 de sortie de chaque évaporateur 54 au séparateur 60 et au niveau de la canalisation 1 reliant directement les pompes doubles 51 à l'unité de stockage 57 sont ouvertes, la vanne 52 reliant le point de jonction 56 de sortie de chaque évaporateur 54 à l'unité de stockage 57 est fermée. Les pompes doubles 51 font toujours passer le liquide dans les évaporateurs 54 et via la vanne 52, reliant directement les pompes doubles 51 à l'unité de stockage 57, ouverte au travers de l'unité de stockage 57. L'évaporation du liquide frigorigène au travers de l'unité de stockage 57 solidifie le MCP. In daytime mode, the valves 52 respectively disposed at the level of the pipe 1 directly connecting the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54 to the separator 60 and at the level of the pipe 1 directly connecting the double pumps 51 to the storage unit 57 are open, the valve 52 connecting the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54 to the storage unit 57 is closed. The double pumps 51 always pass the liquid through the evaporators 54 and via the valve 52, directly connecting the double pumps 51 to the storage unit 57, open through the storage unit 57. The evaporation of the refrigerant through the storage unit 57 solidifies the MCP.
En mode diurne, au niveau de la canalisation 1 reliant le séparateur 60 à l'unité de stockage 57 et le séparateur 60 au point de jonction 56 de sortie de chaque évaporateur 54, les phases vapeur et liquide provenant des évaporateurs 54 et de l'unité de stockage 57 sont séparées en par le séparateur 60 et l'excès de vapeur est aspiré par le deuxième compresseur 74 tandis que l'excès de liquide est évacué via la vanne 52 disposée au niveau de la canalisation 1 reliant directement la bouteille basse pression vapeur/liquide 50 au séparateur 60, vers la bouteille basse pression vapeur/liquide 50, la vanne 52 étant pilotée par le capteur de niveau liquide. In daytime mode, at line 1 connecting the separator 60 to the storage unit 57 and the separator 60 to the junction point 56 of the outlet of each evaporator 54, the vapor and liquid phases coming from the evaporators 54 and the storage unit 57 are separated in by the separator 60 and the excess steam is sucked in by the second compressor 74 while the excess liquid is evacuated via the valve 52 disposed at the level of the pipe 1 directly connecting the low pressure bottle vapor / liquid 50 to the separator 60, towards the low pressure vapor / liquid bottle 50, the valve 52 being controlled by the liquid level sensor.
Pendant la nuit, la source externe d'approvisionnement électrique, par exemple les panneaux photovoltaïques, ne produit plus d'électricité, et les premier et deuxième compresseurs 71 et 74 cessent de fonctionner. Seules les pompes doubles 51 et les ventilateurs 55 des évaporateurs 54 fonctionnent, sur des accumulateurs de capacités relativement faible. During the night, the external source of electric supply, for example the photovoltaic panels, no longer produces electricity, and the first and second compressors 71 and 74 stop working. Only the double pumps 51 and the fans 55 of evaporators 54 operate on accumulators of relatively low capacity.
En mode diurne, à pleine charge électrique par les panneaux photovoltaïques par exemple, ou d'autres sources intermittentes, le deuxième compresseur 74 permet de solidifier le MCP fondu en phase et le premier compresseur 71 permet de redescendre la pression du réservoir 70 à la valeur équivalente de pression PI de saturation à température T-30°C. Dans tous les cas, la pression PI sera supérieure à 1 bar et au point triple du fluide utilisé. In daytime mode, at full electric charge by the photovoltaic panels for example, or other intermittent sources, the second compressor 74 makes it possible to solidify the MCP melted in phase and the first compressor 71 makes it possible to lower the pressure of the tank 70 to the value equivalent of saturation pressure PI at temperature T-30 ° C. In all cases, the pressure PI will be greater than 1 bar and at the triple point of the fluid used.
En fonction du système sur lequel cet étage intermittent est greffé, un circuit basse température B complémentaire de production frigorifique peut s'avérer nécessaire dont le fonctionnement sera asservi aux premier et deuxième compresseurs 71 et 74 donc en mode diurne uniquement. Depending on the system on which this intermittent stage is grafted, an additional low temperature circuit B of refrigeration production may be necessary, the operation of which will be controlled by the first and second compressors 71 and 74, therefore in daytime mode only.
Comme on peut le comprendre à la lumière de la description qui précède, l'installation de réfrigération selon l'invention, qui peut être utilisée soit seulement avec le module très basse température, soit avec une combinaison de ce module avec le module basse température, permet de maintenir les basses températures souhaitées lorsque l'installation n'est plus alimentée en courant électrique. As can be understood in the light of the preceding description, the refrigeration installation according to the invention, which can be used either only with the very low temperature module, or with a combination of this module with the low temperature module, allows the desired low temperatures to be maintained when the installation is no longer supplied with electric current.
Cette invention convient donc particulièrement pour les installations de réfrigération alimentées par des sources électriques autonomes et intermittentes, telles que des panneaux photovoltaïques, ou bien des éoliennes. This invention is therefore particularly suitable for refrigeration installations supplied by autonomous and intermittent electrical sources, such as photovoltaic panels, or else wind turbines.
Une installation selon l'invention peut ainsi être installée dans des zones très reculées, non reliées au courant électrique du secteur. An installation according to the invention can thus be installed in very remote areas, not connected to the electrical current of the sector.
Une régulation électronique peut avantageusement être envisagée, afin de piloter les charges et décharges de frigories stockées en liaison avec la charge disponible accumulateurs électrique en mode nocturne et le courant de crête disponible en mode diurne. Electronic regulation can advantageously be envisaged, in order to control the charges and discharges of stored frigories in connection with the available charge of electric accumulators in night mode and the peak current available in day mode.
De manière particulièrement avantageuse, l'installation de réfrigération selon les modes de réalisation de l'invention peut être mobile, et comporter 2 enceintes, l'une très basse température avec pour objectif d'obtenir une température à cœur des produits réfrigérés située entre -20 °C et -40 °C, et l'autre basse température avec pour objectif d'obtenir une température à cœur des produits réfrigérés située entre -5 °C et +10 °C. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrite est représentée. In a particularly advantageous manner, the refrigeration installation according to the embodiments of the invention can be mobile, and include 2 enclosures, one very low temperature with the objective of obtaining a core temperature of the refrigerated products located between - 20 ° C and -40 ° C, and the other low temperature with the aim of obtaining a core temperature of the refrigerated products between -5 ° C and +10 ° C. Of course, the present invention is in no way limited to the embodiment described is shown.
D'autres fluides et matériaux à changement de phase que ceux qui ont été évoqués peuvent être utilisés. À titre d'exemple, le fluide frigorifique R404A (mélange zéotropique de fluoréthanes) peut être une alternative au dioxyde de carbone R744. Other fluids and phase change materials than those which have been mentioned may be used. For example, the refrigerant R404A (zeotropic mixture of fluorethanes) can be an alternative to carbon dioxide R744.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation de réfrigération comprenant un module très basse température (TB) comprenant un premier circuit véhiculant un premier fluide frigorigène, comportant un premier compresseur (3, 71), un premier échangeur thermique (5), un premier détendeur (7, 52), une première pompe (11, 51) et un premier évaporateur (13, 54), caractérisée en ce que le premier fluide frigorigène est un fluide à changement de phase liquide/vapeur, et en ce que cette installation comprend un réservoir (9, 70) dont la partie inférieure communique avec ledit premier détendeur (52) et avec ladite première pompe (11, 51), et dont la partie supérieure communique avec ledit premier évaporateur (13, 54) et ledit premier compresseur (3, 71). 1. Refrigeration installation comprising a very low temperature module (TB) comprising a first circuit conveying a first refrigerant, comprising a first compressor (3, 71), a first heat exchanger (5), a first expansion valve (7, 52) , a first pump (11, 51) and a first evaporator (13, 54), characterized in that the first refrigerant is a liquid / vapor phase change fluid, and in that this installation comprises a reservoir (9, 70) whose lower part communicates with said first regulator (52) and with said first pump (11, 51), and whose upper part communicates with said first evaporator (13, 54) and said first compressor (3, 71).
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un module basse température (B) relié en cascade audit premier échangeur thermique (5). 2. Installation according to claim 1, characterized in that it further comprises a low temperature module (B) connected in cascade to said first heat exchanger (5).
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit module basse température (B) comprend un deuxième circuit de refroidissement comprenant une source de froid (15) formée par un matériau à changement de phase solide/liquide, et un troisième circuit de refroidissement comprenant des moyens pour refroidir ce matériau. 3. Installation according to claim 2, characterized in that said low temperature module (B) comprises a second cooling circuit comprising a cold source (15) formed by a solid / liquid phase change material, and a third circuit cooling comprising means for cooling this material.
4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le deuxième circuit de refroidissement comprend une unité de stockage (15) dudit matériau à changement de phase solide/liquide, et en ce qu'il véhicule un deuxième fluide de refroidissement circulant dans une deuxième pompe (19), dans un deuxième échangeur thermique (21), dans un troisième échangeur thermique (23), et dans ledit premier échangeur thermique (5), puis revenant dans ladite unité de stockage (15). 4. Installation according to claim 3, characterized in that the second cooling circuit comprises a storage unit (15) of said solid / liquid phase change material, and in that it carries a second cooling fluid circulating in a second pump (19), in a second heat exchanger (21), in a third heat exchanger (23), and in said first heat exchanger (5), then returning to said storage unit (15).
5. Installation selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit troisième circuit de refroidissement véhicule un troisième fluide de refroidissement circulant dans un deuxième compresseur (27) disposé en aval du deuxième échangeur thermique (21), dans un condenseur (28), dans un deuxième détendeur (31), puis revenant dans ledit deuxième échangeur thermique (21). 5. Installation according to one of claims 3 or 4, characterized in that said third cooling circuit conveys a third cooling fluid circulating in a second compressor (27) disposed downstream of the second heat exchanger (21), in a condenser (28), in a second regulator (31), then returning to said second heat exchanger (21).
6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit troisième fluide de refroidissement peut être un fluide réfrigérant de synthèse de type hydro-fluoro- carbone oléfine ; de type hydro-fluoro-oléfines, de type hydro-fluoro-carbures ou du dioxyde de carbone de type R744. 6. Installation according to claim 5, characterized in that said third cooling fluid can be a synthetic cooling fluid of the hydro-fluorocarbon olefin type; hydro-fluoro-olefins, hydro-fluoro-carbides or carbon dioxide type R744.
7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le module très basse température (TB) comprend un condenseur, le premier échangeur thermique et le condenseur étant disposés dans une même unité de stockage (57). 7. Installation according to claim 1, characterized in that the very low temperature module (TB) comprises a condenser, the first heat exchanger and the condenser being arranged in the same storage unit (57).
8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le module très basse température (TB) comprend un réservoir configuré pour agir comme séparateur liquide/vapeur (60) connecté d'une part au réservoir (70) et d'autre part à l'unité de stockage (57) et une bouteille basse pression vapeur/liquide (50), le réservoir (70) étant configuré pour véhiculer ledit fluide d'une pompe (52) configurée pour faire circuler le fluide de la bouteille basse pression vapeur/liquide (50) à ladite unité de stockage (57), en passant par l'évaporateur (54), au séparateur vapeur/liquide (60), ledit réservoir (70) étant configuré pour avoir la fonction d'un vase d'expansion en mode nocturne. 8. Installation according to claim 7, characterized in that the very low temperature module (TB) comprises a tank configured to act as a liquid / vapor separator (60) connected on the one hand to the tank (70) and on the other hand to the storage unit (57) and a low pressure vapor / liquid bottle (50), the reservoir (70) being configured to convey said fluid from a pump (52) configured to circulate the fluid from the low pressure vapor bottle / liquid (50) to said storage unit (57), passing through the evaporator (54), to the vapor / liquid separator (60), said tank (70) being configured to have the function of a vessel of expansion in night mode.
9. Installation selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un module basse température (B) relié en cascade ou en refoulement direct, d'une part audit premier compresseur (71) par un premier raccordement (72) et d'autre part à ladite bouteille basse pression vapeur/liquide (50) par un deuxième raccordement (73). 9. Installation according to any one of claims 7 or 8, characterized in that it further comprises a low temperature module (B) connected in cascade or in direct delivery, on the one hand to said first compressor (71) by a first connection (72) and on the other hand to said low vapor / liquid pressure bottle (50) by a second connection (73).
10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que qu'un deuxième compresseur (74) est compris et relié par des canalisations (1), d'une part au séparateur (60) et d'autre part au premier raccordement (72). 10. Installation according to claim 9, characterized in that a second compressor (74) is understood and connected by pipes (1), on the one hand to the separator (60) and on the other hand to the first connection (72 ).
11. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier fluide de refroidissement peut être du dioxyde de carbone de type R744, un fluide de refroidissement de synthèse de type hydro-fluoro-carbones ou de type hydro-fluoro-oléfines. 11. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that said first cooling fluid can be carbon dioxide of the R744 type, a synthetic cooling fluid of the hydro-fluoro-carbon type or of the hydro-fluoro type. -olefins.
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