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WO2009071849A2 - Unité de refroidissement à froid positif et dispositifs mettant en oeuvre une telle unité - Google Patents

Unité de refroidissement à froid positif et dispositifs mettant en oeuvre une telle unité Download PDF

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WO2009071849A2
WO2009071849A2 PCT/FR2008/052146 FR2008052146W WO2009071849A2 WO 2009071849 A2 WO2009071849 A2 WO 2009071849A2 FR 2008052146 W FR2008052146 W FR 2008052146W WO 2009071849 A2 WO2009071849 A2 WO 2009071849A2
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WO
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positive
evaporator
refrigerant
cooling
storage device
Prior art date
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PCT/FR2008/052146
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Paul Rivier
Didier Serre
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Eurocave SA
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Eurocave SA
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to the technical field of cooling products or various media in particular to ensure their conservation or the cooling of a room or a cabin.
  • the installation generally comprises a compressor which compresses the refrigerant then directed to a condenser at which the refrigerant is cooled.
  • the refrigerant in the liquid state, is then conveyed to a regulator which supplies an evaporator at which the refrigerant is heated.
  • the refrigerant in the gaseous state is redirected towards the compressor.
  • the cooling unit thus constituted operates in a closed circuit. The evaporator of such a cooling unit is then the source of cold in contact with which the medium to be cooled is placed.
  • the cooling unit comprises regulating means which control an intermittent operation of the compressor so as to obtain the desired temperature. at the refrigerated enclosure or the air-conditioned room.
  • cooling units give full satisfaction in obtaining the desired temperatures, they nevertheless have the drawback of generating significant condensation phenomena at the level of the evaporator.
  • this condensation is most often accompanied by a frost deposit on the surface of the capacitor.
  • These phenomena of condensation and icing have the disadvantage of altering the humidity of the cooled environment, which can be detrimental to the preservation of certain types of food products or to the comfort of the user.
  • the icing of the evaporator requires a regular defrost to the extent that frost impairs the thermal performance of the evaporator. It has therefore appeared the need for a new type of cooling unit which reduces the condensation phenomena and eliminates any risk of icing at the evaporator.
  • the invention relates to a continuous cycle unit for cooling a medium or element, comprising:
  • a compressor unit which is connected to the closed circuit and ensures a compression of the refrigerant
  • a condenser which is connected to the closed circuit downstream of the compressor and ensures condensation of the compressed refrigerant
  • an evaporator connected to the closed circuit downstream of the condenser has an exchange surface with the medium or the element to be cooled and ensures evaporation of the refrigerant; means for supplying the evaporator which are connected to the condenser; closed circuit, being arranged between the condenser and the evaporator, and provide a relaxation of the refrigerant.
  • the cooling unit is characterized in that it is adapted so that, during a continuous continuous supply of the so-called positive cold evaporator, the temperature of the exchange surface of the positive cold evaporator, that is strictly greater than 0 ° C.
  • the invention also relates to a process for continuous cycle cooling and closed circuit circulation of a refrigerant, the process comprising the following steps:
  • the method is characterized in that the compression pressure and / or the expansion pressure is adapted so that, during a continuous continuous supply of the positive cold evaporator, the temperature of the exchange surface of the the positive cold evaporator is greater than 0 ° C.
  • a prolonged continuous supply is equivalent to normal operation of the apparatus and corresponds to an uninterrupted supply of the evaporator for a period greater than one hour, or even two hours as opposed to a chopped or intermittent supply. of the evaporator.
  • a continuous extended feeding period of the evaporator can also be defined as a period during which the positive cold evaporator operates in steady state or quasi stationary mode.
  • the implementation of such a positive cold evaporator has the advantage of eliminating any risk of frost or ice appearing at the exchange surface of the evaporator.
  • the positive temperature of the exchange surface of the evaporator substantially reduces the condensation phenomena at the exchange surface of the latter, which makes it particularly suitable for use in storage enclosures of products to be kept at positive temperatures in atmospheres with a high degree of hygrometry.
  • This lack of hygrometry also makes the cooling unit according to the invention particularly suitable for air conditioning applications of living rooms or cockpit.
  • the positive cold evaporator is adapted so that its exchange surface is in direct contact with the medium to be cooled without interposition of insulating material.
  • the positive cold evaporator can therefore be placed directly in the enclosure to be cooled in contact with the medium or the fluid to be cooled.
  • the positive cold evaporator comprises at least one refrigerant circulation channel whose inner wall is connected to the exchange surface by a material or a thermally conductive material assembly.
  • the material or assembly of materials between the inner wall at the heat exchange surface will have a thermal conductivity greater than or equal to 1 Wm -1 K "1. More preferably, the material or the assembly material connecting the inner wall to the heat exchange surface has a thermal conductivity greater than or equal to 10 Wm -1 K "1.
  • the positive temperature of the surface of exchange of the evaporator does not result from the implementation of a material with low thermal conduction between the refrigerant circulation channel and the exchange surface of the evaporator but rather the method of construction of the supplying the evaporator of the refrigerant, in particular at the pressure reached at the outlet of the supply and expansion means associated with the evaporator and possibly the compression pressure of the refrigerant.
  • the design and adjustment of the cooling unit will be carried out so that the temperature of the exchange surface of the evaporator is always positive even during continuous supply phases of the relatively large positive evaporator and greater than one hour, or even two hours as opposed to a chilled or intermittent positive cold evaporator supply for very short periods of the order of minutes or less.
  • the compressor will also have a continuous operation.
  • the refrigerant used for the cooling installation is selected from carbon dioxide (CO2), chlorofluorocarbons (CFCs), hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), hydrochlorofluorocarbons (HFCs), hydrocarbons (HC) and mixtures thereof.
  • the refrigerant may also be selected from: - trifluoromethane,
  • the cooling unit is adapted so that in a normal operating mode, the pressure of the refrigerant is: the compression pressure at the outlet of the compressor, between 7 bar and 17 bar and preferably between 8 bar and 15.5 bar in the case of the use of a refrigerant type R134a or between 15 bar and 28 bar in the case of the use of a refrigerant R404a type .
  • the expansion pressure at the outlet of the supply means between 2 bar and 4 bar and preferably between 2.5 bar and 3.5 bar in the case of the use of a refrigerant type R134a or included between 5 bar and 7 bar in the case of the use of a type R404a refrigerant.
  • the pressure values are given here in absolute bars.
  • the pressure of the refrigerant at the level of the evaporator is greater than that generally used by the compressors. installations or cooling units according to the prior art. Indeed, according to the prior art, the pressure of the refrigerant at the evaporator is at values below 2 bar and most often of the order of 1.2 bar in the case of the use of a type R134a refrigerant.
  • This increase of the pressure at the level of the evaporator according to the invention makes it possible to reduce the pressure difference between the inlet and the outlet of the compressor and therefore the quantity of energy necessary to reach the outlet pressure of the compressor.
  • the cooling of the refrigerant at the outlet of the compressor can be carried out in any appropriate manner and thus, according to a feature of the invention, the cooling unit comprises an air condenser.
  • the cooling unit comprises a water condenser being understood that said cooling unit can implement both a water condenser and an air condenser, or any other type of adapted condenser. for the use of the cooling unit.
  • a cooling unit can be designed to cool different types of media or food products or not.
  • the positive cold evaporator comprises an exchange surface adapted to cool air.
  • the positive cold evaporator may then be in the form of a plate at which the air to be cooled will move by natural convection.
  • the exchange surface may be constituted by a series of fins.
  • the cooling unit also comprises forced ventilation means adapted to circulate air to be cooled at the exchange surface of the positive cold evaporator.
  • the cooling unit may also comprise an evaporator for cooling the fluid contained in a circuit.
  • the positive cold evaporator comprises at least one circulation channel for a fluid to be cooled, an internal wall of which forms the exchange surface of the positive cold evaporator.
  • the temperature of the exchange surface of the positive cold exchanger according to the invention is greater than 0 ° C., such an evaporator exchanger Liquid cooler is particularly suitable for cooling water without the need to add antifreeze products.
  • the evaporator can also be designed to provide cooling of products or elements by conduction.
  • the positive cold evaporator is adapted to ensure the cooling of elements by contact and the exchange surface is then adapted to support the elements to be cooled.
  • Such a contact evaporator is particularly suitable for cooling foodstuffs or products which must not be subjected to freezing while having to be kept at relatively low positive temperatures, as is the case, for example, with fish.
  • the cooling unit further comprises a negative cold evaporator which is connected to the closed circuit downstream of the condenser and has an exchange surface with a medium or an element to be cooled.
  • the cooling unit is then adapted so that in a normal operating mode the temperature of the exchange surface of the negative cold evaporator is less than 0 ° C.
  • the invention also relates to an air conditioning device of a living room or a passenger compartment which comprises at least one cooling unit according to the invention.
  • the air conditioning device comprises forced ventilation means adapted to circulate air at the exchange surface of the positive cold exchanger and to direct it inside the the room or the cockpit.
  • the air conditioning device comprises means for directing a flow of air cooled by the positive cold heat exchanger to a user.
  • a positive cold heat exchanger avoids too much alteration of the moisture content of the cooled air so that it can be directed directly to a person or an animal without creating a feeling of discomfort or a risk of too fast drying of the mucous membranes, such drying being generally linked to a too dry character of the air.
  • the cooled air naturally having a downward movement within a hot air mass, it is then possible to cool the users located generally under the luminaire. This cooling can then be assisted or not by a fan.
  • Such a combination is particularly attractive, effective and aesthetic, and also economical in energy as it directs the cold only towards users without seeking to cool their entire environment.
  • the invention also relates to a cooling device of a subject comprising a surface for receiving the subject, characterized in that the receiving surface is cooled by means of a cooling unit according to the invention.
  • a positive cold evaporator avoids any risk of burning or discomfort in case of direct contact of the subject with the exchange surface of the positive cold evaporator forming at least part of the receiving surface of the subject.
  • the implementation of a positive cold evaporator also allows a cooling of the receiving surface of the subject by circulating a heat transfer fluid in a closed circuit which may advantageously be water.
  • the positive cold evaporator according to the invention eliminates any risk of frost and therefore clogging of the water circuit at the evaporator.
  • the invention also relates to a temperature-controlled storage device comprising at least one closed positive-temperature storage enclosure delimited by a peripheral wall and at least one access door.
  • the storage device comprises a cooling unit according to the invention, the positive cold evaporator of which is located in relation to the positive-temperature storage chamber for cooling it.
  • the implementation of a positive cold evaporator makes the storage device according to the invention particularly suitable for the preservation of products or food requiring a high degree of hygrometry without it necessarily being necessary to provide means of storage. additional humidification.
  • the temperature-controlled storage device comprises a positive-temperature storage chamber and a negative-temperature storage chamber.
  • the cooling unit then comprises a negative cold evaporator which is placed in relation with the negative temperature storage enclosure.
  • the negative temperature air is confined in the negative temperature storage compartment.
  • the storage device comprises:
  • a cooling chamber which is separated from the positive-temperature storage enclosure by a partition and communicates with the storage enclosure by at least one opening an air suction opening and an air discharge opening, the positive evaporator being placed in the cooling chamber, and
  • - Forced ventilation means adapted to ensure the circulation of air between the positive temperature storage chamber and the cooling chamber.
  • peripheral wall comprise a double wall forming peripheral channels for the circulation of cooled air which are connected to the discharge opening and open into the storage chamber at positive temperature.
  • the interposition of the cooled air circulation channels integrated in the thickness of the wall between the external environment and the inside of the positive-temperature storage chamber makes it possible to reduce or even cancel the temperature gradients. in certain directions.
  • the circulation of air in these channels allows a warming of the cooled air, a heat transfer between the cooled air and the air of the enclosure as well as between the external environment and the cooled air, so as to bring the cooled air to the desired temperature before contacting the products or foods to cool or maintain at a given storage temperature.
  • the cooling chamber will be located under the positive temperature storage chamber and at least a portion of the channels will open in the upper part of the positive temperature storage chamber.
  • part of the circulation channels opens at an intermediate height in the storage chamber at a positive temperature, which makes it possible to define zones having different temperatures therein.
  • at least some portions of the peripheral wall comprise a double wall forming peripheral air suction channels which are connected to the suction opening and comprise an inlet open air at the positive temperature storage enclosure.
  • the air inlet of at least a portion of the suction channels may be located in the upper part of the storage enclosure.
  • the air inlet of a portion of the suction channels may also be located at an intermediate height of the positive cold storage enclosure.
  • the access door is front opening and comprises a double wall forming at least one cooled air circulation channel which is connected to the discharge opening and opens in the upper part of the storage chamber at positive temperature.
  • ventilation means are adapted to ensure an upward forced circulation of the air in the storage enclosure.
  • the ventilation means are adapted to ensure forced downward circulation of the air in the storage enclosure.
  • the positive cold heat exchanger is located at a distance from the peripheral wall. Indeed, insofar as the exchange surface of the positive cold evaporator according to the invention has a still positive temperature, it is no longer necessary to include the positive cold evaporator in the insulating walls in order to facilitate defrosting. Thus, the assembly and disassembly of the installation are greatly facilitated since the cooling unit, and more particularly its positive cold evaporator, can be separated from the wall defining the storage enclosure without risk of rupture of the circuit containing the refrigerant.
  • FIG. 1 is a schematic view of a cooling unit according to the invention, implemented in the context of an air conditioning device for a living room or a vehicle interior.
  • FIG. 2 is a schematic view of a luminaire incorporating a positive cold evaporation of a cooling installation according to the invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of a cooling device of a subject by contact.
  • FIG. 4 is a vertical sectional view of a storage device according to the invention comprising a positive temperature storage chamber.
  • FIG. 5 is a diagrammatic section along the line IV-IV of FIG.
  • FIG. 6 is a section similar to Figure 4 showing another operating mode of the storage device illustrated in Figures 4 and 5.
  • - Figures 7 and 8 are sections similar to Figures 4 and 5 and illustrating an alternative embodiment of the storage device represented by the latter.
  • FIG. 9 is a schematic vertical section of a storage device according to the invention, comprising a positive temperature storage chamber and a negative temperature storage chamber.
  • a cooling unit designated as a whole by the reference numeral 1 comprises a closed circuit 2 inside which a refrigerant circulates in a loop in order to undergo a continuous cycle of compression therein. and relaxation.
  • the cooling unit comprises a compressor 3 which will compress the refrigerant at a compression pressure between 7 bar and 17 bar, and preferably between 8 bar and 15.5 bar in the case of the use of a type R134a refrigerant.
  • the high pressure refrigerant is directed by the circuit 2 to a condenser 4 at which it will cool and liquefy.
  • the refrigerant is conveyed by the circuit 2 to supply means 5 of an evaporator 6.
  • the supply means 5 are adapted to relax the refrigerant so as to bring it to an expansion pressure of between 2 bar and 4 bar and preferably between 2.5 bar and 3.5 bar.
  • the supply means 5 can then be made in any appropriate manner, for example in the form of an expansion valve or a capillary tube whose structural characteristics have been chosen to achieve the desired relaxation values.
  • the cooling unit 1 further comprises a control unit 7 controlling the operation of the compressor 3 from the information provided by a temperature sensor 8.
  • the evaporator 6 may be of any suitable type and, according to the illustrated example, it is formed by a finned cooling evaporator (not shown).
  • the cooling unit 1 and more particularly the operating points of the compressor 3 and the expander 5, are determined so that in normal operating mode corresponding to a prolonged continuous supply of the evaporator the temperature of the exchange surface 9 of the exchanger 6 is strictly greater than 0 ° C., so as to avoid any appearance of frost at the level of the said exchange surface 9.
  • the evaporator 6 is qualified as positive cold evaporator.
  • the cooling unit 1 further comprises a fan 15 ensuring a forced circulation of the air through the exchange of the positive cold evaporator 6 and the baffles 16 directing the air on the user. .
  • the assembly formed of the cooling unit 1, the fan 15 and the deflector 16 then constitutes an air conditioning unit that can be implemented either in a room or as part of the air conditioning of a vehicle cabin.
  • the positive cold evaporator can be associated with a luminaire 17, so that a user U located under a luminaire is cooled by natural convection.
  • the use of a positive cold evaporator further has the advantage of eliminating any risk of cold burn in the event of direct contact with the exchange surface 9 of the evaporator.
  • cooling unit 1 in the context of a device 19 for cooling a subject by contact as illustrated in FIG. 3.
  • a device 19 comprises then a receiving surface 20 of a subject S which is cooled by means of the cooling unit 1.
  • part of the surface 20 is constituted by the exchange surface 9 of the evaporator. positive cold 6.
  • the cooling unit according to the invention 1 is particularly suitable for the storage and preservation of products requiring a high humidity content, for example wine. .
  • Figures 4 and 5 illustrate a storage device more particularly suitable for the storage of wine bottles at a suitable storage temperature.
  • the storage device designated as a whole by the reference 25 comprises an insulating peripheral wall 26 which delimits a positive-temperature storage enclosure 27.
  • the enclosure 27 is open on the front and the device 25 then comprises a door 28 with front opening.
  • the storage device 25 comprises a cooling unit 1 according to the invention, the positive cold evaporator 6 of which is placed in relation with the positive-temperature storage enclosure 27.
  • the evaporator positive cold 6 is placed inside a cooling chamber 29 which is separated from the storage enclosure by a partition 30 having at its center air suction openings 31 and, at its periphery , an opening device 32 discharge air.
  • the positive cold exchanger 6 is then associated with forced ventilation means 34 such as for example a fan 34 disposed in the cooling chamber.
  • the fan 34 is designed to ensure suction of the air from the positive temperature storage chamber 27 to bring it into contact with the exchange surface 9 of the positive cold evaporator 6.
  • the peripheral discharge opening 33 opens into vertical channels 35 delimited by a doubling wall 36 associated with the peripheral wall 26 and the door.
  • the channels 35 open into the upper part of the storage chamber 27 so as to bring the cooled air down into the positive cold storage chamber 27 and then be taken up in the cooling chamber.
  • Such an air circulation allows its heating inside the channels 35 before entering the storage chamber 27, which allows to bring it to exactly the desired temperature, while reducing or even canceling gradients of horizontal temperature within the enclosure 27.
  • the temperature within the cooling chamber will be lower than that prevailing inside the positive temperature storage enclosure 27.
  • the operating mode of the storage device 25 may be modified by reversing the direction of ventilation provided by the ventilation means 34.
  • the air present, within the enclosure 27, a forced upward movement and is sucked in the upper part of the storage chamber 27 to be channeled by the peripheral channels 35 to the cooling chamber 29.
  • the ventilation means 34 will then work at low speed. in order to induce a reduced speed of upward vertical displacement of the air in the chamber 27.
  • the direction and / or the working speed of the forced ventilation means 34 can be determined at the factory or, conversely, set by the user of the storage device 25.
  • FIGS. 7 and 8 illustrate an alternative embodiment of the storage device shown in FIGS. 4 and 5.
  • the channels for circulating the cooled air open through intermediate openings 37 at an intermediate height in the
  • the rear wall of the storage device 25 comprises a double wall 38 which forms at least one or more peripheral air suction channels 39.
  • These peripheral channels aspiration 39 are then connected to the suction opening 33 and comprise an open air inlet at the upper part of the storage room 27 and an air inlet open at a height intermediate of the storage enclosure 27.
  • the association of the suction channels 39 and the outlets In the case of intermediate air 37 and others, it is then possible to define in the positive-temperature storage enclosure 27 two zones A and B with different storage temperatures.
  • the storage device can also be designed to ensure the preservation of various foodstuffs.
  • FIG. 9 illustrates a storage device comprising a negative temperature storage enclosure 40 in addition to the positive temperature storage enclosure 27.
  • the cooling unit then comprises a negative cold evaporator 41 which is powered in such a way that the temperature of its exchange surface 42 is strictly less than 0 and the temperature inside the negative temperature storage chamber 40 is adapted to the preservation of frozen or frozen food for example.
  • the positive cold evaporator 6 is designed so that its exchange surface 9 can receive fragile foods that can be maintained at a constant low temperature greater than 0 ° as fish P
  • the evaporator 6 constitutes a contact cooler evaporator.

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Abstract

Procédé et dispositif de stockage, à cycle continu, de refroidissement d'un milieu ou d'un élément, unité comprenant; un circuit fermé (2) de circulation d'un fluide frigorigène, un groupe compresseur (3) qui est raccordé au circuit fermé (2) et assure une compression du fluide frigorigène, un condenseur (4) qui est raccordé au circuit fermé (2) en aval du compresseur (3) et assure une condensation du fluide frigorigène comprimé, un évaporateur (6) qui raccordé au circuit fermé (2) en aval du condenseur, possède une surface d'échange (9) avec le milieu ou l'élément à refroidir et assure une évaporation du fluide frigorigène, des moyens (5) d'alimentation de l'évaporateur qui sont raccordés au circuit fermé (2), en étant disposés entre le condenseur (4) et l'évaporateur (6), et assurent une détente du fluide frigorigène, caractérisé en ce qu'elle est adaptée pour que, dans un mode de fonctionnement normal, la température de la surface d'échange (9) de l'évaporateur, dit à froid positif, soit strictement supérieure à O°C.

Description

UNITE DE REFROIDISSEMENT A FROID POSITIF ET DISPOSITIFS METTANT EN ŒUVRE UNE TELLE UNITE
La présente invention concerne le domaine technique du refroidissement de produits ou de milieux divers en vue notamment d'assurer leur conservation ou encore le refroidissement d'une pièce ou d'un habitacle.
Dans le domaine ci-dessus, il est connu de produire du froid au moyen d'une unité de refroidissement faisant intervenir un cycle continu de compression et de détente d'un fluide frigorigène. A cet effet, l'installation comprend généralement un compresseur qui comprime le fluide frigorigène dirigé ensuite vers un condenseur au niveau duquel le fluide frigorigène se refroidi. Le fluide frigorigène, à l'état liquide, est ensuite acheminé vers un détendeur qui alimente un évaporateur au niveau duquel le fluide frigorigène se réchauffe. En sortie de l'évaporateur, le fluide frigorigène à l'état gazeux est redirigé vers le compresseur. L'unité de refroidissement ainsi constituée fonctionne en circuit fermé. L'évaporateur d'une telle unité de refroidissement constitue alors la source de froid au contact de laquelle le milieu à refroidir est placé. Dans la mesure où la température au niveau de surface d'échange de l'évaporateur est très nettement inférieure à O0C, l'unité de refroidissement comprend des moyens de régulation qui pilotent un fonctionnement intermittent du compresseur de manière à obtenir la température recherchée au niveau de l'enceinte réfrigérée ou encore de la pièce climatisée.
Si de telles unités de refroidissement donnent pleinement satisfaction en ce qui concerne l'obtention des températures recherchées, elles présentent néanmoins l'inconvénient d'engendrer d'importants phénomènes de condensation au niveau de l'évaporateur. De plus, cette condensation est le plus souvent accompagnée d'un dépôt de givre sur la surface du condensateur. Ces phénomènes de condensation et de givrage présentent l'inconvénient d'altérer l'hygrométrie du milieu refroidit, ce qui peut être préjudiciable à la conservation de certains types de produits alimentaires ou encore au confort de l'utilisateur. De plus, le givrage de l'évaporateur impose de procéder à un dégivrage régulier dans la mesure où le givre nuit aux performances thermiques de l'évaporateur. II est donc apparu le besoin d'un nouveau type d'unité de refroidissement qui réduit les phénomènes de condensation et supprime tout risque de givrage au niveau de l'évaporateur.
Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne une unité, à cycle continu, de refroidissement d'un milieu ou d'un élément, unité comprenant :
- un circuit fermé de circulation d'un fluide frigorigène,
- un groupe compresseur qui est raccordé au circuit fermé et assure une compression du fluide frigorigène,
- un condenseur qui est raccordé au circuit fermé en aval du compresseur et assure une condensation du fluide frigorigène comprimé,
- un évaporateur qui raccordé au circuit fermé en aval du condenseur, possède une surface d'échange avec le milieu ou l'élément à refroidir et assure une évaporation du fluide frigorigène, - des moyens d'alimentation de l'évaporateur qui sont raccordés au circuit fermé, en étant disposés entre le condenseur et l'évaporateur, et assurent une détente du fluide frigorigène.
Selon l'invention, l'unité de refroidissement est caractérisée en ce qu'elle est adaptée pour que, pendant une alimentation continue prolongée de l'évaporateur dit à froid positif, la température de la surface d'échange de l'évaporateur à froid positif, soit strictement supérieure à O0C.
L'invention concerne également un procédé de refroidissement à cycle continu et circulation en circuit fermé d'un fluide frigorigène, procédé comprenant les étapes suivantes :
- compression du fluide frigorigène par un groupe compresseur jusqu'à une pression de compression en sortie du groupe compresseur,
- condensation du fluide frigorigène comprimé dans un condenseur, - détente du fluide frigorigène condensé jusqu'à une pression de détente en sortie de moyens d'alimentation,
- alimentation, en fluide frigorigène détendu, d'un évaporateur dit à froid positif qui possède une surface d'échange avec un milieu ou l'élément à refroidir, - évaporation du fluide frigorigène dans l'évaporateur à froid positif pour refroidir le milieu en contact avec la surface d'échange,
- aspiration du fluide frigorigène par le groupe compresseur en sortie de l'évaporateur.
Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que la pression de compression et/ou la pression de détente est adaptée pour que, pendant une alimentation continue prolongée de l'évaporateur à froid positif, la température de la surface d'échange de l'évaporateur à froid positif soit supérieure à O0C.
Au sens de l'invention, une alimentation prolongée continue est équivalente à un fonctionnement normal de l'appareil et correspond à une alimentation ininterrompue de l'évaporateur pendant une durée supérieure à une heure, voire deux heures par opposition à une alimentation hachée ou intermittente de l'évaporateur. Une période d'alimentation prolongée continue de l'évaporateur peut également être définie comme étant une période pendant laquelle l'évaporateur à froid positif fonctionne en régime stationnaire ou quasi stationnaire.
La mise en œuvre d'un tel évaporateur à froid positif présente l'avantage d'annuler tout risque d'apparition de givre ou de glace au niveau de la surface d'échange de l'évaporateur. De plus, la température positive de la surface d'échange de l'évaporateur réduit substantiellement les phénomènes de condensation au niveau de la surface d'échange de ce dernier, ce qui le rend particulièrement adapté à une mise en œuvre dans des enceintes de stockage de produits devant être conservés à des températures positives dans des atmosphères à haut degré d'hygrométrie. Cette absence d'altération de l'hygrométrie rend également l'unité de refroidissement selon l'invention particulièrement adaptée pour à des applications de climatisation de pièces d'habitation ou d'habitacle. Ainsi, l'évaporateur à froid positif est adapté pour que sa surface d'échange soit en contact direct avec le milieu à refroidir sans interposition de matériau isolant. L'évaporateur à froid positif peut donc être placé directement dans l'enceinte à refroidir au contact du milieu ou du fluide à refroidir. Selon une caractéristique de l'invention, l'évaporateur à froid positif comprend au moins un canal de circulation du fluide frigorigène dont la paroi interne est reliée à la surface d'échange par un matériau ou un assemblage de matériaux thermiquement conducteur. De manière préférée, le matériau ou l'assemblage de matériaux reliant la paroi interne à la surface d'échange présentera une conductibilité thermique supérieure ou égale à 1 Wm-1K"1. De manière plus particulièrement préférée, le matériau ou l'assemblage de matériaux reliant la paroi interne à la surface d'échange présente une conductibilité thermique supérieure ou égale à 10 Wm-1K"1. Ainsi, selon cette caractéristique, la température positive de la surface d'échange de l'évaporateur ne résulte pas de la mise en œuvre d'un matériau à faible conduction thermique entre le canal de circulation du fluide frigorigène et la surface d'échange de l'évaporateur mais plutôt du mode de construction de l'alimentation de l'évaporateur du fluide frigorigène, notamment au niveau de la pression atteinte en sortie des moyens d'alimentation et de détente associés à l'évaporateur ainsi qu'éventuellement de la pression de compression du fluide frigorigène. En effet, selon l'invention la conception et le réglage de l'unité de refroidissement seront réalisés de manière que la température de la surface d'échange de l'évaporateur soit toujours positive même pendant des phases d'alimentation en continu de l'évaporateur à froid positif relativement importantes et supérieures à une heure, voire deux heures par opposition à une alimentation de l'évaporateur à froid positif hachée ou intermittente sur de très courtes périodes de l'ordre de quelques minutes, voire moins. Pendant ces phases d'alimentation continue de l'évaporateur à froid positif, le compresseur aura également un fonctionnement continu.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le fluide frigorigène mis en œuvre pour l'installation de refroidissement est choisi parmi le dioxyde de carbone (CO2), les chlorofluorocarbones (CFC), les hydrochlorofluorocarbones (HCFC), les hydrochlorofluorocarbones (HFC), les hydrocarbures (HC) et des mélanges de ceux-ci. Le fluide frigorigène pourra également être choisi parmi : - le trifluorométhane,
- le difluoroéthane,
- le pentafluoroéthane,
- le tétrafluoroéthane
- l'isobutane - le propane et des mélanges de ceux-ci.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'unité de refroidissement est adaptée pour que dans un mode de fonctionnement normal, la pression du fluide frigorigène soit : - la pression de compression en sortie du compresseur, comprise entre 7 bars et 17 bar, et de préférence entre 8 bars et 15,5 bars dans le cas de l'utilisation d'un fluide frigorigène de type R134a ou comprise entre 15 bars et 28 bars dans le cas de l'utilisation d'un fluide frigorigène de type R404a. - la pression de détente en sortie des moyens d'alimentation, comprise entre 2 bar et 4 bar et de préférence entre 2,5 bars et 3,5 bars dans le cas de l'utilisation d'un fluide frigorigène de type R134a ou comprise entre 5 bars et 7 bars dans le cas de l'utilisation d'un fluide frigorigène de type R404a. Les valeurs de pressions sont ici données en bars absolus.
La mise en œuvre de telles pressions permet, notamment, une réduction de la consommation électrique du compresseur dans la mesure où, selon l'invention, la pression du fluide frigorigène au niveau de l'évaporateur est supérieure à celle généralement mise en œuvre par les installations ou unités de refroidissement selon l'art antérieur. En effet, selon l'art antérieur, la pression du fluide frigorifique au niveau de l'évaporateur se situe à des valeurs inférieures à 2 bar et le plus souvent de l'ordre de 1,2 bar dans le cas de l'utilisation d'un fluide frigorigène de type R134a. Cette augmentation de la pression au niveau de l'évaporateur selon l'invention permet de réduire la différence de pression entre l'entrée et la sortie du compresseur et donc la quantité d'énergie nécessaire pour atteindre la pression de sortie du compresseur.
Selon l'invention, le refroidissement du fluide frigorigène en sortie de compresseur peut être effectué de toute manière appropriée et ainsi, selon une caractéristique de l'invention, l'unité de refroidissement comprend un condenseur à air. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de refroidissement comprend un condenseur à eau étant entendu que ladite unité de refroidissement peut mettre en œuvre à la fois un condenseur à eau et un condenseur à air, ou tout autre type de condenseur adapté à l'usage de l'unité de refroidissement.
Selon l'invention, une unité de refroidissement peut être conçue pour refroidir différents types de milieux ou de produits alimentaires ou non.
Ainsi, selon une caractéristique de l'invention, l'évaporateur à froid positif comprend une surface d'échange adaptée pour refroidir de l'air. L'évaporateur à froid positif pourra alors présenter la forme d'une plaque au niveau de laquelle l'air à refroidir se déplacera par convection naturelle. Dans le cadre de la réalisation d'un échangeur compact, la surface d'échange pourra être constituée par une série d'ailettes.
Selon une caractéristique de l'invention, l'unité de refroidissement comprend également des moyens de ventilation forcée adaptés pour faire circuler de l'air à refroidir au niveau de la surface d'échange de l'évaporateur à froid positif.
Selon l'invention, l'unité de refroidissement peut comprendre également un évaporateur destiné à assurer le refroidissement de fluide contenu dans un circuit. Ainsi, selon une caractéristique de l'invention, l'évaporateur à froid positif comprend au moins canal de circulation d'un fluide à refroidir dont une paroi interne forme la surface d'échange de l'évaporateur à froid positif. Dans la mesure où la température de la surface d'échange de l'échangeur à froid positif selon l'invention est supérieure à O0C, un tel échangeur évaporateur refroidisseur de liquide est particulièrement adapté au refroidissement d'eau sans qu'il soit nécessaire d'y ajouter des produits antigel.
Selon l'invention, l'évaporateur peut également être conçu pour assurer un refroidissement de produits ou éléments par conduction. A cet effet, et selon une autre caractéristique de l'invention, l'évaporateur à froid positif est adapté pour assurer le refroidissement d'éléments par contact et la surface d'échange est alors adaptée pour supporter les éléments à refroidir. Un tel évaporateur de contact est particulièrement adapté pour assurer le refroidissement d'aliments ou de produits ne devant pas être soumis au gel tout en devant être conservé à des températures positives relativement basses, comme cela est par exemple le cas pour le poisson.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de refroidissement comprend en outre un évaporateur à froid négatif qui est raccordé au circuit fermé en aval du condenseur et possède une surface d'échange avec un milieu ou un élément à refroidir. L'unité de refroidissement est alors adaptée pour que dans un mode de fonctionnement normal la température de la surface d'échange de l'évaporateur à froid négatif soit inférieure à O0C.
L'invention concerne également un dispositif de climatisation d'une pièce d'habitation ou d'un habitacle qui comprend au moins une unité de refroidissement selon l'invention.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de climatisation comprend des moyens de ventilation forcée adaptés pour faire circuler de l'air au niveau de la surface d'échange de l'échangeur à froid positif et pour le diriger à l'intérieur de la pièce ou de l'habitacle.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de climatisation comprend des moyens pour diriger un flux d'air refroidit par l'échangeur à froid positif vers un utilisateur. En effet, la mise en œuvre d'un échangeur à froid positif évite une trop forte altération du taux d'humidité de l'air refroidi de sorte qu'il est possible de diriger celui-ci directement vers une personne ou un animal sans créer une sensation d'inconfort ni un risque de dessèchement trop rapide des muqueuses, un tel dessèchement étant généralement lié à un caractère trop sec de l'air. Ainsi, il pourrait par exemple être envisagé d'intégré l'unité d'évaporation dans un luminaire. L'air refroidit ayant naturellement, au sein d'une masse d'air chaud, un mouvement descendant, il alors possible de refroidir les utilisateurs situés généralement sous le luminaire. Ce refroidissement peut alors être assisté ou non par un ventilateur. Une telle combinaison est particulièrement attractive, efficace et esthétique, et, aussi, économique en énergie dans la mesure où on oriente le froid uniquement en direction des utilisateurs sans chercher à refroidir tout leur environnement.
L'invention concerne aussi un dispositif de refroidissement d'un sujet comprenant une surface de réception du sujet, caractérisé en ce que la surface de réception est refroidie au moyen d'une unité de refroidissement selon l'invention. En effet, la mise en œuvre d'un évaporateur à froid positif évite tout risque de brûlure ou d'inconfort en cas de contact direct du sujet avec la surface d'échange de l'évaporateur à froid positif formant une partie au moins de la surface de réception du sujet. La mise en œuvre d'un évaporateur à froid positif permet également un refroidissement de la surface de réception du sujet par circulation en circuit fermé d'un fluide caloporteur qui pourra être avantageusement de l'eau. En effet, l'évaporateur à froid positif selon l'invention, élimine tout risque de givre et donc d'obturation du circuit d'eau au niveau de l'évaporateur. Ceci présente un grand avantage dans la mesure où la surface de réception du sujet peut être constituée par un matelas d'eau qui pourra être rempli sur le lieu d'utilisation et qui ne présentera aucun risque de toxicité en cas de perforation et pourra être vidé sans précaution particulière en fin d'utilisation. L'invention concerne également un dispositif de stockage à température régulée comprenant au moins une enceinte fermée de stockage à température positive délimitée par une paroi périphérique et au moins une porte d'accès. Selon l'invention, le dispositif de stockage comprend une unité de refroidissement selon l'invention dont l'évaporateur à froid positif est situé en relation avec l'enceinte de stockage à température positive pour la refroidir.
La mise en œuvre d'un évaporateur à froid positif rend le dispositif de stockage selon l'invention particulièrement adapté à la conservation de produits ou de denrées alimentaires nécessitant un degré d'hygrométrie élevé sans qu'il soit nécessairement utile de prévoir des moyens d'humidification complémentaires.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de stockage à température régulée comprend une enceinte de stockage à température positive et une enceinte de stockage à température négative. L'unité de refroidissement comprend alors un évaporateur à froid négatif qui est placé en relation avec l'enceinte de stockage à température négative. Bien entendu, dans le cas d'une telle utilisation, l'air à température négative est confiné dans le compartiment de stockage à température négative. Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif de stockage comprend :
- une enceinte de refroidissement qui est séparée de l'enceinte de stockage à température positive par une cloison et communique avec l'enceinte de stockage par au moins une ouverture d'aspiration d'air et une ouverture de refoulement d'air, l'évaporateur à froid positif étant placé dans l'enceinte de refroidissement, et
- des moyens de ventilation forcée adaptés pour assurer la circulation de l'air entre l'enceinte de stockage à température positive et l'enceinte de refroidissement.
Selon une variante de cette forme de réalisation, certaines parties au moins de la paroi périphérique comprennent une double paroi formant des canaux périphériques de circulation de l'air refroidi qui sont raccordés à l'ouverture de refoulement et débouchent dans l'enceinte de stockage à température positive.
L'interposition des canaux de circulation de l'air refroidi, intégrés dans l'épaisseur de la paroi, entre le milieu extérieur et l'intérieur de l'enceinte de stockage à température positive permet de réduire voire d'annuler les gradients de température dans certaines directions. De plus, la circulation de l'air dans ces canaux en permet un réchauffement de l'air refroidi, par un transfert thermique entre l'air refroidi et l'air de l'enceinte ainsi qu'entre l'environnement extérieur et l'air refroidi, de manière à amener l'air refroidi à la température recherchée avant sa mise en contact avec les produits ou les aliments à refroidir ou à maintenir à une température de conservation donnée.
De manière préférée mais non nécessaire, l'enceinte de refroidissement sera située sous l'enceinte de stockage à température positive et une partie au moins des canaux déboucheront en partie haute de l'enceinte de stockage à température positive.
Selon une variante de la forme de réalisation ci-dessus, une partie des canaux de circulation débouche à une hauteur intermédiaire dans l'enceinte de stockage à température positive, ce qui permet d'y définir des zones ayant des températures différentes. Selon une autre variante de la forme de réalisation ci-dessus, certaines parties au moins de la paroi périphérique comprennent une double paroi formant des canaux périphériques d'aspiration de l'air qui sont raccordés à l'ouverture d'aspiration et comprennent une entrée d'air ouverte au niveau de l'enceinte de stockage à température positive. Selon l'invention, l'entrée d'air d'une partie au moins des canaux d'aspiration pourra être située en partie haute de l'enceinte de stockage. L'entrée d'air d'une partie des canaux d'aspiration pourra également être située à une hauteur intermédiaire de l'enceinte de stockage à froid positif.
Selon encore une autre variante de la forme de réalisation ci- dessus, la porte d'accès est à ouverture frontale et comprend une double paroi formant au moins un canal de circulation de l'air refroidi qui est raccordé à l'ouverture de refoulement et débouche en partie haute de l'enceinte de stockage à température positive.
Selon une caractéristique de l'invention, des moyens de ventilation sont adaptés pour assurer une circulation forcée ascendante de l'air dans l'enceinte de stockage.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de ventilation sont adaptés pour assurer une circulation forcée descendante de l'air dans l'enceinte de stockage.
Selon une caractéristique du dispositif de stockage conforme à l'invention, l'échangeur à froid positif est situé à distance de la paroi périphérique. En effet, dans la mesure où la surface d'échange de l'évaporateur à froid positif selon l'invention possède une température toujours positive, il n'est plus nécessaire d'inclure l'évaporateur à froid positif dans les parois isolantes afin d'en faciliter le dégivrage. Ainsi, le montage et le démontage de l'installation se trouvent grandement facilités puisque l'unité de refroidissement, et plus particulièrement son évaporateur à froid positif, peut être séparée de la paroi définissant l'enceinte de stockage sans risque de rupture du circuit contenant le fluide frigorigène.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, formes de réalisation et variantes des objets de l'invention, peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description ci-dessous effectuée en référence aux dessins annexés qui illustrent les formes non limitatives de réalisation de différents objets de l'invention.
- La figure 1 est une vue schématique d'une unité de refroidissement selon l'invention, mise en œuvre dans le cadre d'un dispositif de climatisation à destination d'une pièce d'habitation ou d'un habitacle de véhicule.
- La figure 2 est une vue schématique d'un luminaire intégrant une évaporation à froid positif d'une installation de refroidissement selon l'invention.
- La figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de refroidissement d'un sujet par contact.
- La figure 4 est une vue en coupe verticale d'un dispositif de stockage selon l'invention comprenant une enceinte de stockage à température positive.
- La figure 5 est une coupe schématique selon la ligne IV- IV de la figure 3.
- la figure 6 est une coupe analogue à la figure 4 montrant un autre mode de fonctionnement du dispositif de stockage illustré aux figures 4 et 5. - Les figures 7 et 8 sont des coupes analogues aux figures 4 et 5 et illustrant une variante de réalisation du dispositif de stockage représentés par ces dernières.
- La figure 9 est une coupe verticale schématique d'un dispositif de stockage selon l'invention, comprenant une enceinte de stockage à température positive et une enceinte de stockage à température négative.
Sur ces figures, les références communes désignent des éléments communs aux différentes formes de réalisations. Comme cela ressort de la figure 1, une unité de refroidissement, selon l'invention, désignée dans son ensemble par la référence 1 comprend un circuit fermé 2 à l'intérieur duquel circule en boucle un fluide frigorigène pour y subir un cycle continu de compression et de détente. Ainsi, l'unité de refroidissement comprend un compresseur 3 qui va comprimer le fluide frigorigène à une pression de compression comprise entre 7 bars et 17 bars, et de préférence comprise entre 8 bars et 15,5 bars dans le cas de l'utilisation d'un fluide frigorigène de type R134a. En sortie du compresseur 3, le fluide frigorigène à haute pression est dirigé, par le circuit 2, vers un condenseur 4 au niveau duquel il va se refroidir et se liquéfier. A partir du condenseur 4, le fluide frigorigène est acheminé, par le circuit 2, vers des moyens d'alimentation 5 d'un évaporateur 6. Les moyens d'alimentation 5 sont adaptés pour détendre le fluide frigorigène de manière à l'amener à une pression de détente comprise entre 2 bar et 4 bar et de préférence entre 2,5 bar et 3,5 bar. Les moyens d'alimentation 5 peuvent être alors réalisés de toute manière appropriée comme par exemple sous la forme d'un détendeur ou encore d'un tube capillaire dont les caractéristiques structurelles auront été choisies pour atteindre les valeurs de détente recherchées. L'unité de refroidissement 1 comprend en outre une unité de commande 7 assurant le pilotage du fonctionnement du compresseur 3 à partir des informations fournies par un capteur de température 8.
Selon l'invention, l'évaporateur 6 peut être de toute nature appropriée et, selon l'exemple illustré, il est formé par un évaporateur refroidisseur à ailettes (non représentées). Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'unité de refroidissement 1 et plus particulièrement les points de fonctionnement du compresseur 3 et du détendeur 5, sont déterminés pour qu'en mode de fonctionnement normal correspondant à une alimentation prolongée continue de l'évaporateur la température de la surface d'échange 9 de l'échangeur 6 soit strictement supérieure à O0C, de manière à éviter toute apparition de givre au niveau de ladite surface d'échange 9. Ainsi, l'évaporateur 6 est qualifié d'évaporateur à froid positif. Cette température positive de la surface d'échange 9 permet de réduire la déshydratation de l'air au contact de l'évaporateur 6 de sorte qu'il est possible de souffler cet air directement sur un utilisateur U. A cet effet, selon l'exemple illustré, l'unité du refroidissement 1 comprend en outre un ventilateur 15 assurant une circulation forcée de l'air au travers de l'échange de l'évaporateur à froid positif 6 ainsi que les déflecteurs 16 dirigeant l'air sur l'utilisateur. L'ensemble formé de l'unité de refroidissement 1, du ventilateur 15 et du déflecteur 16 constitue alors une unité de climatisation susceptible d'être mis en œuvre soit dans une pièce soit dans le cadre de la climatisation d'un habitacle de véhicule.
Selon l'invention, et comme cela est illustré à la figure 2, l'évaporateur à froid positif peut être associé à un luminaire 17, de sorte qu'un utilisateur U situé sous un luminaire est refroidi par convection naturelle. L'utilisation d'un évaporateur à froid positif présente en outre l'avantage de supprimer tout risque de brûlure par le froid en cas de contact direct avec la surface d'échange 9 de l'évaporateur.
Ainsi, il est possible d'envisager une utilisation de l'unité de refroidissement 1 selon l'invention dans le cadre d'un dispositif 19 de refroidissement d'un sujet par contact tel qu'illustré à la figure 3. Un tel dispositif comprend alors une surface de réception 20 d'un sujet S qui est refroidi au moyen de l'unité de refroidissement 1. Selon l'exemple illustré, une partie de la surface 20 est constituée par la surface d'échange 9 de l'évaporateur à froid positif 6.
Par ailleurs, de par la présence de son évaporateur à froid positif 6, l'unité de refroidissement selon l'invention 1, est particulièrement adapté pour assurer le stockage et la conservation de produits nécessitant un taux d'humidité élevé comme par exemple le vin.
Ainsi, les figures 4 et 5 illustrent un dispositif de stockage plus particulièrement adapté à la conservation de bouteilles de vin à une température de garde idoine.
Selon l'exemple illustré, le dispositif de stockage désigné dans son ensemble par la référence 25 comprend une paroi périphérique isolante 26 qui délimite une enceinte de stockage à température positive 27. L'enceinte 27 est ouverte en façade et le dispositif 25 comprend alors une porte 28 à ouverture frontale. Bien entendu, le dispositif de stockage 25 comprend une unité de refroidissement 1 selon l'invention dont l'évaporateur à froid positif 6 est placé en relation avec l'enceinte de stockage à température positive 27. Selon l'exemple illustré, l'évaporateur à froid positif 6 est placé à l'intérieur d'une enceinte de refroidissement 29 qui est séparée de l'enceinte de stockage par une cloison 30 présentant en son centre des ouvertures d'aspiration l'air 31 et, au niveau de son pourtour, une ouverture périphérique 32 de refoulement l'air. L'échangeur à froid positif 6 est alors associé à des moyens de ventilation forcée 34 tels que par exemple un ventilateur 34 disposé dans l'enceinte de refroidissement. Le ventilateur 34 est conçu de manière à assurer une aspiration de l'air de l'enceinte de stockage à température positive 27 pour l'amener au contact de la surface d'échange 9 de l'évaporateur à froid positif 6. Selon l'exemple illustré, l'ouverture de refoulement périphérique 33 débouche dans des canaux verticaux 35 délimités par une cloison de doublage 36 associée à la paroi périphérique 26 ainsi qu'à la porte. Les canaux 35 débouchent en partie supérieure de l'enceinte de stockage 27 de manière à y amener l'air refroidi qui descend à l'intérieur de l'enceinte de stockage à froid positif 27 pour ensuite être repris dans l'enceinte de refroidissement. Une telle circulation de l'air permet son réchauffement à l'intérieur des canaux 35 avant son entrée dans l'enceinte de stockage 27, ce qui permet de l'amener exactement à la température recherchée, tout en réduisant voire en annulant des gradients de température horizontaux au sein de l'enceinte 27. Il est à noter que dans un tel mode de fonctionnement, la température au sein de l'enceinte de refroidissement sera inférieure à celle régnant à l'intérieur de l'enceinte de stockage à température positive 27. Ainsi, il peut par exemple être prévu d'adapter un tiroir 50 dans l'enceinte de refroidissement 29, de manière à y stocker des bouteilles de vin à une température de service, tandis que la température au sein de l'enceinte de stockage à température positive 27 aura une valeur optimale pour une garde dans de bonnes conditions de vin.
Un tel mode de fonctionnement permet d'obtenir, au sein de l'enceinte de stockage 27, un gradient de température vertical réduit et un gradient de température horizontal quasi nul. Toutefois, selon la nature du contenu de l'enceinte de stockage 17, il peut être recherché un gradient de température vertical plus important et par exemple de l'ordre de 12° C entre le haut et le bas de l'enceinte 27 avec un gradient de température horizontal quasi nul. A cet effet, le mode de fonctionnement du dispositif de stockage 25 peut être modifié en inversant le sens de la ventilation assurée par les moyens de ventilation 34. Ainsi, comme le montre la figure 6, l'air présente, à l'intérieur de l'enceinte 27, un mouvement forcé ascendant et se trouve aspiré en partie haute de l'enceinte de stockage 27 pour être canalisé par les canaux périphériques 35 vers l'enceinte de refroidissement 29. Les moyens de ventilation 34 travailleront alors à faible vitesse de manière à induire une vitesse réduite de déplacement vertical ascendant de l'air dans l'enceinte 27. Selon l'invention, le sens et/ou la vitesse de travail des moyens de ventilation forcée 34 pourra être déterminé en usine ou, au contraire, réglé par l'utilisateur du dispositif de stockage 25.
Les figures 7 et 8 illustrent une variante de réalisation du dispositif de stockage présenté aux figures 4 et 5. Selon cette variante de réalisation, les canaux de circulation de l'air refroidi 35 débouchent par des ouvertures intermédiaires 37 à une hauteur intermédiaire dans l'enceinte de stockage à température positive 27. De plus, selon cet exemple, la paroi arrière du dispositif de stockage 25 comprend une double paroi 38 qui forme au moins un, voire plusieurs canaux périphériques d'aspiration de l'air 39. Ces canaux périphériques d'aspiration 39 sont alors raccordés à l'ouverture d'aspiration 33 et comprennent une entrée d'air ouverte au niveau de la partie supérieure de la salle de stockage 27 ainsi qu'une entrée d'air ouverte au niveau d'une hauteur intermédiaire de l'enceinte de stockage 27. L'association des canaux d'aspiration 39 et des sorties d'air intermédiaires 37 et autres permet alors de définir dans l'enceinte de stockage à température positive 27 deux zones A et B présentant des températures de stockage différentes.
Selon l'invention, le dispositif de stockage peut également être conçu pour assurer la conservation de denrées alimentaires diverses. Ainsi la figure 9 illustre un dispositif de stockage comprenant une enceinte de stockage à température négative 40 en plus de l'enceinte de stockage à température positive 27. L'unité de refroidissement comprend alors un évaporateur à froid négatif 41 qui est alimenté de manière que la température de sa surface d'échange 42 soit strictement inférieure à 0 et que la température à l'intérieur de l'enceinte de stockage à température négative 40 soit adaptée à la conservation d'aliments congelés ou surgelés par exemple.
Il est à noter que selon cette forme de réalisation, l'évaporateur à froid positif 6 est conçu de manière que sa surface d'échange 9 puisse recevoir des aliments fragiles pouvant être maintenus à une basse température constante supérieure à 0° comme du poisson P. Ainsi, selon l'exemple illustré, l'évaporateur 6 constitue un évaporateur refroidisseur de contact. Bien entendu, il pourrait être envisagé de compléter l'évaporateur à froid positif de contact 6 par un évaporateur à froid positif refroidisseur d'air disposé à l'intérieur de l'enceinte de stockage à température positif.
Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l'unité de refroidissement et au dispositif de refroidissement ou de climatisation selon l'invention dans le cadre des revendications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de refroidissement à cycle continu et circulation en circuit fermé d'un fluide frigorigène, procédé comprenant les étapes suivantes :
- compression du fluide frigorigène par un groupe compresseur (3) jusqu'à une pression de compression en sortie du groupe compresseur,
- condensation du fluide frigorigène comprimé dans un condenseur (4),
- détente du fluide frigorigène condensé jusqu'à une pression de détente en sortie de moyens d'alimentation (5),
- alimentation, en fluide frigorigène détendu, d'un évaporateur dit à froid positif (6) qui possède une surface d'échange (9) avec un milieu ou l'élément à refroidir,
- évaporation du fluide frigorigène dans l'évaporateur (6) pour refroidir le milieu en contact avec la surface d'échange (9),
- aspiration du fluide frigorigène par le groupe compresseur (3) en sortie de l'évaporateur (6), caractérisé en ce que la pression de compression et/ou la pression de détente est adaptée pour que, pendant une alimentation continue prolongée de l'évaporateur dit à froid positif (6), la température de la surface d'échange (9) de l'évaporateur à froid positif (6) soit supérieure à O0C.
2. Procédé de refroidissement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface d'échange de l'échangeur à froid positif est placé en contact direct avec le milieu à refroidir.
3. Procédé de refroidissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le fluide frigorigène est choisi parmi le dioxyde de carbone (CO2), les hydrocarbures (HC), les chlorofluorocarbones (CFC), les hydrochlorofluorocarbones (HCFC), les hydrochlorofluorocarbones (HFC) et des mélanges de ceux-ci.
4. Procédé de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le fluide frigorigène est choisi parmi : - le trifluorométhane,
- le difluoroéthane,
- le pentafluoroéthane,
- le tétrafluoroéthane,
- l'isobutane - le propane et des mélanges de ceux-ci
5. Procédé de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que :
- le fluide frigorigène est du type R134a ; - la pression de compression, en sortie du groupe compresseur (3), est comprise entre 7 bars et 17 bar, et de préférence entre 8 bars et 15,5 bars et
- la pression de détente, en sortie des moyens d'alimentation (5), est comprise entre 2 bar et 4 bar et de préférence entre 2,5 bars et 3,5 bars.
6. Procédé de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que :
- le fluide frigorigène est du type R404a,
- la pression de compression, en sortie du groupe compresseur (3), est comprise entre 15 bars et 28 bars,
- la pression de détente, en sortie des moyens d'alimentation (5), est comprise entre 5 bars et 7 bars.
7. Procédé de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'évaporateur à froid positif (6) comprend une surface d'échange (9) adaptée pour refroidir de l'air.
8. Dispositif de stockage à température régulée comprenant :
- au moins une enceinte fermée de stockage à température positive (27) délimitée par une paroi périphérique (26) et au moins une porte d'accès, - unité de refroidissement à cycle continu comprenant :
- un circuit fermé (2) de circulation d'un fluide frigorigène,
- un groupe compresseur (3) qui est raccordé au circuit fermé (2) et assure une compression du fluide frigorigène,
- un condenseur (4) qui est raccordé au circuit fermé (2) en aval du compresseur (3) et assure une condensation du fluide frigorigène comprimé,
- un évaporateur (6) qui raccordé au circuit fermé (2) en aval du condenseur, possède une surface d'échange (9) avec le milieu ou l'élément à refroidir et assure une évaporation du fluide frigorigène et qui est situé en relation avec l'enceinte de stockage à température positive (27) pour la refroidir
- des moyens (5) d'alimentation de l'évaporateur qui sont raccordés au circuit fermé (2), en étant disposés entre le condenseur (4) et l'évaporateur (6), et assurent une détente du fluide frigorigène, caractérisé en ce que l'unité de refroidissement est adaptée pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendication 1 à 7 et pour que, pendant une alimentation continue prolongée de l'évaporateur (6) dit à froid positif, situé dans l'enceinte de stockage à froid positif, la température de la surface d'échange (9) de l'évaporateur à froid positif (6) soit supérieure à O0C.
9. Dispositif de stockage selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend :
- une enceinte de refroidissement qui est séparée de l'enceinte de stockage à température positive (27) par une cloison (30) et communique avec l'enceinte de stockage par au moins une ouverture d'aspiration d'air (31) et une ouverture de refoulement d'air (33), l'évaporateur à froid positif (6) étant placé dans l'enceinte de refroidissement, et - des moyens (34) de ventilation forcée adaptés pour assurer la circulation de l'air entre l'enceinte de stockage à température positive et l'enceinte de refroidissement.
10. Dispositif de stockage selon la revendication 9, caractérisé en ce que certaines parties au moins de la paroi périphérique comprennent une double paroi formant des canaux périphériques (35) de circulation de l'air refroidi qui sont raccordés à l'ouverture de refoulement (33) et débouchent dans l'enceinte de stockage à température positive (27).
11. Dispositif de stockage selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'enceinte de refroidissement est située sous l'enceinte de stockage à température positive (27) et en ce qu'une partie au moins des canaux de circulation (35) débouchent en partie haute de l'enceinte de stockage à température positive (27).
12. Dispositif de stockage selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'une partie des canaux de circulation (35) débouchent à une hauteur intermédiaire dans l'enceinte de stockage à température positive.
13. Dispositif de stockage selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que certaines parties au moins de la paroi périphérique comprennent une double paroi formant des canaux périphériques (35) d'aspiration de l'air qui sont raccordés à l'ouverture d'aspiration (31) et comprennent une entrée d'air ouverte au niveau de l'enceinte de stockage à température positive (27).
14. Dispositif de stockage selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'entrée d'air d'une partie au moins des canaux d'aspiration est située en partie haute de l'enceinte de stockage à froid positif.
15. Dispositif de stockage selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'entrée d'air d'une partie des canaux d'aspiration est située à une hauteur intermédiaire de l'enceinte de stockage à froid positif.
16. Dispositif de stockage selon l'une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que la porte d'accès est à ouverture frontale et comprend une double paroi formant au moins un canal de circulation de l'air refroidi qui est raccordé à l'ouverture de refoulement et débouche en partie haute de l'enceinte de stockage à température positive.
17. Dispositif de stockage selon l'une des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que des moyens de ventilation sont adaptés pour assurer une circulation forcée ascendante de l'air dans l'enceinte de stockage.
18. Dispositif de stockage selon l'une des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que les moyens de ventilation sont adaptés pour assurer une circulation de l'air descendante forcée dans l'enceinte de stockage.
19. Dispositif de stockage selon l'une des revendications 8 à 18 caractérisé en ce que l'échangeur à froid positif (6) est situé à distance de la paroi périphérique de l'enceinte de stockage à froid positif.
20. Dispositif de stockage selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'échangeur à froid positif est situé dans l'enceinte de stockage à froid positif.
21. Dispositif de stockage selon l'une des revendications 8 à 20 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une enceinte de stockage à température négative (40) et en ce que l'unité de refroidissement comprend en outre un évaporateur à froid négatif qui est raccordé au circuit fermé (2) en aval du condenseur (4) et placé en relation avec l'enceinte de stockage à température, l'unité de refroidissement étant adaptée pour que dans un mode de fonctionnement normal la température de la surface d'échange de l'évaporateur à froid négatif soit strictement inférieure à O0C.
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