Domaine technique de l'invention

L'invention concerne les appareils de réfrigération commerciaux avec unité de refroidissement intégrée.

Le problème technique abordé par l'invention

Les appareils de réfrigération commerciaux présents sur le marché comportent plusieurs problèmes.

La plupart d'entre eux contiennent des unités de refroidissement intégrées, et on retrouve le condenseur soit à l'avant (dessin 2), soit à l'arrière de l'appareil (dessin 1)·

Lorsque le condenseur est installé à l'arrière (dessin 1), et l'extrémité arrière du dispositif de refroidissement est du côté du mur, dans la plupart des cas, il n'y a pas suffisamment d'espace entre le mur et l'appareil pour garantir que la quantité d'air dont le condenseur a besoin lui soit donnée ou pour vider l'air sortant du condenseur. S'il est installé à l'avant de l'appareil, le ventilateur aspire de l'avant et évacue l'air chaud à l'arrière, le mur étant derrière, l'air commence à y s'accumuler, et le ventilateur trouve une difficulté et son efficacité diminue. Ces deux modes d'installation du ventilateur, entraînent une augmentation de la température de condensation du gaz et la pression de condensation, et aussi l'augmentation de la consommation de l'énergie électrique.

Il est aussi connu que dans les appareils de réfrigération commerciaux fonctionnant avec des unités compactes, le tube enroulé sortant du compresseur, dit serpentin, est utilisé à haute pression et haute température pour évaporer l'eau provenant de l'évaporateur à air forcé pendant le processus de dégivrage, et dans ce serpentin, des fuites de gaz se produisent souvent. Dans ce cas de fuite, l'appareil perd la quantité totale de gaz qu'il contient et s'arrête définitivement, et il y a des appareils sensibles tels que des congélateurs, et l'appareil peut s'arrêter brusquement en l'absence de l'utilisateur de l'appareil, ce qui provoque une perte matérielle pour l'utilisateur, et aussi beaucoup de pertes et dysfonctionnements techniques dans l'appareil en l'absence d'un dispositif de protection avec une sécurité pour arrêter l'appareil lorsqu'une fuite de gaz se produit. En effet, la fuite de gaz peut causer l'absorption d'eau dans le bac par le compresseur et la contamination du circuit également par l'air et l'humidité, et le compresseur continue à fonctionner sans gaz jusqu'à ce qu'il soit détruit, sans citer l'impact négatif des gaz utilisés dans les équipements de réfrigération sur l'environnement, ce qui cause le réchauffement climatique.

On sait aussi que l'air qui alimente le condenseur est souvent pollué par la poussière, et cette poussière est difficile à enlever, ce qui fait que le condenseur nécessite la maintenance d'une période à une autre. Pendant le temps s'écoulant entre ces périodes de maintenance, la poussière se dépose sur le condenseur, ce qui induit une hausse progressive de la pression et la température nécessaires à la condensation du gaz. En outre, les études ont démontré que lorsque la température nécessaire à la condensation du gaz augmente de 5°, le rendement diminue de 7%, et la consommation de l'énergie électrique augmente de 16%.

Il arrive aussi que le ventilateur du condenseur à air forcé s'arrête suite à un dysfonctionnement, alors que le compresseur continue à fonctionner sans ventilation du condenseur, par conséquent, la pression et l'intensité du courant du compresseur augmentent, ce qui cause l'arrêt par le système de sécurité de l'appareil, ceci peut causer plusieurs dégâts, cas par exemple de réfrigérateur d'aliments pendant les vacances et lorsque le propriétaire est absent.

Pendant l'hiver et en cas de baisse de la température d'air, la pression de condensation du gaz n'est pas stable. Un autre problème rencontré dans le circuit de réfrigération classique est que lors du changement du compresseur pour maintenance par exemple, il arrive que le gaz se décharge dans l'air, et ceci est très néfaste pour l'environnement.

Etat de la technique antérieure

Le document CN 104567158 A divulgue un circuit frigorifique et un procédé pour contrôler la quantité de fuite d'un réfrigérant avec fluide réfrigérant. L'invention utilise un agencement de vannes de séparation sectionnelles pour contrôler la fuite du réfrigérant et ne pas atteindre un point combustible et explosif.

Ce document de l'état de la technique n'est pas allé jusqu'à assurer le fonctionnement du circuit frigorifique même en cas de fuite, et c'est parmi les avantages de la présente invention.

Avantages et exposé de l'invention

Pour remédier à ces problèmes, l'invention consiste en un réfrigérateur commercial avec une unité de réfrigération compacte et intégrée, avec des spécifications complètes et des économies.

L'invention consiste à installer dans un réfrigérateur commercial:

- Au moins un ventilateur (3b) à turbine ou centrifuges pour ventiler le condenseur

- Un ventilateur auxiliaire (3b-1) dans le cas de non fonctionnement du ventilateur principal (3-b).

- Ces ventilateurs ont un orifice (20) avec moteur de contrôle (17)

- Un filtre (19) d'air installé devant le condenseur avec un système de contrôle.

- Des vannes électromagnétiques pour isoler le serpentin (5)

- Un bac de dégivrage (6) comportant une résistance (14) et un organe de contrôle de niveau d'eau (15). - Des vannes à l'admission et au refoulement du compresseur (4) pour isoler le compresseur lors de son changement.

Ci-dessous l'exposé en détail des éléments du réfrigérateur commercial.

Un ventilateur carré (3) est installé dans le circuit et fonctionne avec le ventilateur auxiliaire, l'un à droite du condenseur et le second à l'autre côté, qui aspire l'air chaud refoulé par le condenseur à air forcé (1) si ce dernier est installé à l'avant de l'appareil et vice versa, les ventilateurs supplémentaires alimentent le ventilateur du condenseur à air forcé s'il est installé dans la partie arrière de l'appareil. Il s'agit d'une technique qui s'adapte avec les appareils actuellement en place, que ce soit le condenseur en avant (dessin 2) ou en arrière (dessin 1), et aussi une technique permettant de supprimer ce problème de mise en place de l'appareil dans les magasins et de ne pas prévoir de ventilation pour bien refroidir le condenseur.

Pour le condenseur installé sur la face avant, les ventilateurs supplémentaires aspirent et extraient l'air chaud refoulé par le condenseur (dessin 5). Dans le dessin 4, où le condenseur est en arrière, des ventilateurs sont placés pour alimenter le condenseur en air froid, et après son alimentation, le condenseur à air forcé le refoule à l'extérieur de l'appareil.

Un autre mode de réalisation consiste à mettre des ventilateurs, qu'il s'agisse d'un ventilateur à turbine ou d'un ventilateur centrifuge, en installant l'un de ces ventilateurs par l'arrière du condenseur. Ainsi, le ventilateur aspire de l'avant de l'appareil et refroidit l'air dans le condenseur, et ce ventilateur décharge l'air vers l'avant de l'appareil, que le condenseur soit installé à l'avant ou à l'arrière de l'appareil, et il est préférable d'installer le compresseur à l'arrière pour installer le compresseur devant le condenseur, comme ça avant que l'air ne pénètre dans le condenseur, il passe par le compresseur pour le refroidir.

On a utilisé des ventilateurs à turbine (3b) ou ventilateur centrifuge, car l'avantage de ces ventilateurs est que la direction de l'entrée d'air est la direction de sa décharge (dessin 7), ce qui signifie que l'air n'est pas vidé vers l'arrière de l'appareil depuis le côté du mur. Le condenseur est installé à l'avant de l'appareil et le ventilateur se trouve derrière le condenseur et aspire l'air de l'avant et le refoule à l'extérieur de l'appareil par l'avant.

Pour assurer la continuité de la ventilation du condenseur même en cas de dysfonctionnement du ventilateur, on ajoute un ventilateur auxiliaire (3b-1) en plus du 1er ventilateur principal (3b).

Si on installe le ventilateur principal (3b) de manière latérale, on installe le ventilateur auxiliaire (3b-1) en parallèle (dessin 7). Si on installe le ventilateur principal (3b) sur le côté supérieur, on installe le ventilateur auxiliaire (3b-1) en bas parallèlement au principal.

Un ventilateur auxiliaire à turbine ou centrifuge fonctionne automatiquement en cas de panne du ventilateur. Le fonctionnement du ventilateur auxiliaire s'active avec un système d'alarme.

Pour le problème de l'accumulation progressive de poussière entre les périodes de la maintenance de l'appareil, la solution proposée consiste à placer un filtre à air (19, dessin 7) de poussière devant le condenseur et surveiller la présence de poussière dans le filtre par pressostat haute pression (10) ou un thermostat, placé pour surveiller la température du gaz sortant du condenseur à l'état liquide et se dirigeant vers le détendeur. En cas d'accumulation de poussière sur le filtre à air (19) du condenseur (1), la pression et la température de la condensation de gaz montent et le thermostat ou pressostat de la haute pression donne la commande à une alarme sonore et à un voyant de signalisation pour avertir l'utilisateur de l'appareil. Cet avertissement peut se dérouler de deux manières. La première est l'allumage de la lampe d'avertissement et le déclenchement de l'alarme de manière continue, et la seconde est de déclencher de manière automatique et en alternance la lampe d'avertissement et l'alarme sonore. Lorsque le thermostat ou le pressostat de contrôle (10) déclenche une alarme, si l'utilisateur après vérification constate que le filtre est en bon état, alors dans ce cas l'alarme serait causée par l'augmentation de la température ambiante. Un interrupteur est mis pour arrêter l'alarme par l'utilisateur dans cette situation. Cela signifie que l'utilisateur de l'appareil entretient lui-même le condensateur de son appareil et choisit la méthode pour être informé automatiquement.

Il est connu que les pressostats, et les thermostats sont utilisés pour la régulation ou la protection. Dans cette invention, ils sont utilisés pour informer ou alerter pour faire la maintenance du condenseur.

En plaçant le filtre (19), le condenseur (1) est maintenu en bon état car la poussière reste dans le filtre.

Pour réguler et maintenir la pression de condensation du gaz dans un état stable en hiver ou en cas de baisse de la température d'air pendant la nuit par exemple, un orifice (20) de recyclage d'air chaud qui s'ouvre automatiquement est mis à la bouche de refoulement du ventilateur, son ouverture se fait au moyen d'un moteur (17) contrôlé par un thermostat (16) ou pressostat haute pression de contrôle de la température ou la pression du gaz sortant du condenseur, pour réinjecter une quantité de la chaleur sortante du condenseur pour y retourner, pour profiter de son énergie afin d'augmenter la pression de condensation du gaz (dessin 7).

Quant au tube enroulé dit serpentin (5) dans le bac d'eau (6) de dégivrage pour évaporer l'eau, dans lequel se produisent les fuites de gaz, la solution consiste à installer le tube enroulé (5) à l'intérieur du bac (6) en l'installant entre une vanne électromagnétique (12) à son entrée sortant du compresseur (4), et à sa sortie il y a un clapet anti-retour (13). Une vanne électromagnétique (12') est installée en parallèle à l'entrée de la vanne électromagnétique (12) installée à l'entrée du serpentin (5), et la sortie de cette vanne est installée devant la sortie du clapet anti retour (13) (dessin 7, dessin 8-1). Ces valves permettent d'annuler le tube enroulé dit serpentin (5), et ainsi le gaz est dirigé directement vers le condenseur (1). L'ouverture de cette vanne et la fermeture de celle qui est à l'entrée du serpentin se fait par un pressostat basse pression à réarmement manuel (11).

Dans le fonctionnement normal, le pressostat alimente la vanne électromagnétique

(12) entrant dans le tube enroulé dit serpentin (5) à l'intérieur du bac (6) qui recueille l'eau, et le gaz passe à travers cette vanne pour passer à travers le clapet anti-retour

(13), se dirigeant vers le condenseur (1) après avoir traversé le bac (6), pour l'évaporation de l'eau à température élevée du gaz

Dans le cas où la pression du gaz diminue dans le circuit, lorsque le serpentin (5) contient un trou, le pressostat fait arrêter la vanne électromagnétique (12) et alimente la vanne (12') installée en parallèle pour annuler le serpentin (5), et le gaz passe directement au condenseur (1) pour assurer la continuité du fonctionnement de l'appareil dans le cas où le serpentin à l'intérieur du bac (6) contient un ou des trous. C'est ainsi que le serpentin est isolé du circuit par la 1ère vanne électromagnétique (12) et le clapet anti-retour (13). Ceci est effectué automatiquement par pressostat basse pression à réarmement manuel (11).

Cette solution a l'avantage de permettre à l'appareil de rester opérationnel de manière continue en attendant l'intervention du technicien pour résoudre le problème du serpentin. L'utilisateur reçoit un signal l'informant que l'appareil a un problème. Une résistance électrique (14) est installée dans le bac (6) pour permettre l'évaporation d'eau pendant le changement du serpentin (5), pour que l'eau ne s'accumule pas dans ce bac (6). Ladite résistance (14) est surveillée par un système de détection de niveau (15) d'eau dans le bac. De cette manière, l'appareil continue à fonctionner sans le problème de débordement d'eau.

A l'aide des vannes 12 et 12', et en ajoutant une vanne électromagnétique (12-1) du côté de l'aspiration du compresseur, on peut isoler le compresseur des deux côtés, et ainsi assurer le changement dudit compresseur tout en gardant le gaz dans le circuit de refroidissement. Ces vannes fonctionnent en même temps avec le compresseur (4). Ceci permet également d'économiser pendant la durée d'intervention du technicien lors du changement du compresseur, et un grand pourcentage de gaz est préservé dans le circuit. Pendant le processus de changement de compresseur, seule la quantité de vapeur de gaz présente dans le compresseur qui est perdue, cela permet aussi d'assurer le fonctionnement du compresseur à la fin du cycle de réfrigération sous la pression d'évaporation du gaz, ce qui donne une diminution de l'intensité du courant de service au démarrage ou à la fin du cycle de refroidissement.

Grâce cette solution, on obtient un appareil complet, unique et économique par rapport aux réfrigérateurs commerciaux existants.

Description des dessins et modes de réalisation Le dessin 1 illustre un réfrigérateur commercial avec un condenseur (1) installé à l’arrière de l’appareil.

Le dessin 2 illustre un réfrigérateur commercial avec un condenseur (1) installé à la face avant de l’appareil.

1 : condenseur à air forcé 2: le sens de passage d’air vers l’extérieur

Le dessin 3 montre trois réfrigérateurs commerciaux à différentes installations des condenseurs

F: réfrigérateur commercial avec condenseur installé à l'arrière de l’appareil, son condenseur est alimenté avec l’air des autres réfrigérateurs F1 : réfrigérateur avec condenseur installé sur la face avant de l’appareil

Le dessin 4 montre un réfrigérateur commercial avec les motos ventilateurs carrés pour l’alimentation du condenseur installé à l’arrière de l’appareil. 3: ventilateur carré d’alimentation du condenseur avec l’air à la température d’ambiante.

Le dessin 5 montre un réfrigérateur commercial avec des motos ventilateurs carrés pour l’évacuation d’air chaud du condenseur

1 : condenseur installé sur la face avant de l’appareil 2: le sens de passage d’air vers le mur

3: ventilateur carré pour l’évacuation d’air chaud du condenseur Le dessin 6 montre un ventilateur turbine 3b: ventilateur turbine 7: sens d’air aspiré

Le dessin 7 montre le circuit frigorifique d’un réfrigérateur commercial avec la continuité de fonctionnement de l’appareil en cas d’une fuite dans le serpentin de vaporisation d’eau de dégivrage, le système de contrôle de la saturation de filtre d’air avec la poussière, utilisation du ventilateur turbine principal et auxiliaire et régulation de la température et la pression de condensation à l’aide de recyclage d’air chaud du condenseur, et l’isolation du compresseur avec des vannes pour assurer le changement du compresseur sans perte du gaz et le démarrage du compresseur sous la pression d’évaporation.

Le dessin 8 est le circuit électrique du circuit frigorifique 7.

Le dessin 8-1 est la suite du dessin 8.

Le dessin 9 montre l’utilisation des vannes à l’entrée et à la sortie du compresseur pour assurer le démarrage sous la pression d’évaporation et le changement sans récupération du gaz.

Fig 1 du dessin 9 montre le compresseur avec les éléments de l'invention. Fig 2 du dessin 9 montre un compresseur normal sans les éléments de la présente invention.

Pour les dessins 7, et 9, la légende est la suivante: 3b: ventilateur turbine

3b-1: ventilateur turbine auxiliaire 4: compresseur

5: serpentin de vaporisation d’eau de dégivrage 6: bac d’eau de dégivrage 7: sens de passage d’air aspiré avec le ventilateur turbine 8: filtre déshydrateur 9: ligne de liquide vers le détendeur

10: pressostat haute pression de contrôle de la saturation de filtre d’air 11 : pressostat basse pression à réarmement manuel de l’inversion des vannes électrovannes en cas d’une fuite au niveau du serpentin de vaporisation d’eau de dégivrage

12: vanne électromagnétique assure le passage du gaz dans le serpentin de vaporisation d'eau en régime normal

12': vanne électromagnétique assure le passage du gaz directement au condenseur en cas d'une fuite dans le serpentin

12-1: vanne électromagnétique côté aspiration du compresseur, assure l'isolement entre le circuit et le compresseur pour la facilité du changement du compresseur sans évacuation du circuit à l'aide des autres vannes électromagnétiques 12' et 12. 13: clapet anti-retour 14: résistance de vaporisation d’eau de dégivrage en cas d’isolement et séparation entre le circuit frigorifique et le serpentin, à l’aide d’électrovanne et le clapet et aussi en cas d’augmentation d’eau au niveau du bac d’eau de dégivrage 15: organe de contrôle de niveau d’eau au niveau du bac d’eau de dégivrage 16: thermostat de contrôle de la température de gaz à la sortie du condenseur pour la régulation de la température et la pression de condensation 17: moteur électrique de l’orifice de recyclage d’air chaud du condenseur pour la régulation de la température et la pression de condensation 18: organe de contrôle de débit d’air à la sortie du ventilateur turbine pour la protection du compresseur en cas d’endommagement du ventilateur assuré arrêt de l’appareil 19: filtre d’air

20: orifice de recyclage d’air chaud pour la régulation de la température et la pression de condensation

21: porte de sécurité contre l’entrée des souris dans le canal du ventilateur et la séparation entre les bouches de soufflage du ventilateur turbine pour assurer le passage d’air au condenseur

22: manomètre basse pression pour montrer la différence entre l’état actuel et avec l’innovation

23: manomètre haute pression

Le dessin 8 est le circuit électrique du circuit frigorifique 7. En voici sa légende :

N-L: alimentation électrique S1 : interrupteur marche arrêt

H1: voyant de signalisation sous tension B1: thermostat de régulation M1: moto compresseur

F1: disjoncteur magnéto thermique de protection de ventilateur turbine principal F2: disjoncteur magnéto thermique de protection de ventilateur turbine auxiliaire

M2: moto ventilateur turbine principale M3: moto ventilateur turbine auxiliaire

B2: thermostat de régulation de la température et la pression de condensation M4 et M5: moteurs d’orifice de recyclage d’air chaud du condenseur pour régulation de la température et la pression de condensation

B3 pressostat haute pression de contrôle de saturation de filtre avec la poussière et marche ventilateur auxiliaire

KA1: relais d’alimentation de système d’alarme de saturation du filtre avec la poussière et la mise en marche du ventilateur auxiliaire S2: interrupteur d’arrêt du système d’alarme K: système d’alarme

H2: voyant de signalisation saturation filtre saturé et marche ventilateur auxiliaire

Le dessin 8-1 est la suite du dessin 8. Ci-dessous sa légende :

B4: pressostat basse pression à réarmement manuel d’inversion des électrovannes en cas d’une fuite au niveau du serpentin de vaporisation d’eau de dégivrage Y1: électrovanne marche en régime normal avec vaporisation d’eau de dégivrage avec serpentin

Y2: vanne électromagnétique marche en cas d’une fuite au niveau du serpentin de vaporisation d’eau de dégivrage

Y3: vanne électromagnétique d’aspiration

H3: voyant de signalisation quand l’appareil fonctionne sans serpentin B5: organe de régulation de fonctionnement de la résistance de vaporisation d’eau de dégivrage en cas d’une fuite au niveau de serpentin ou l’augmentation de l’eau au niveau du bac

R: résistance de vaporisation d’eau de dégivrage H4: voyant de signalisation marche résistance

Le dessin 10 montre le circuit électrique du dessin 9. Ci-dessous sa légende :

L-N: alimentation électrique

H1: voyant de signalisation sous tension S1: interrupteur marche arrêt B1: thermostat de régulation

F2: pressostat basse pression de sécurité en cas de blocage des électrovannes en position fermée Y1 et Y2: vannes électromagnétiques qui fonctionnent en parallèle avec le compresseur.