Installation frigorifique basse température notamment pour la congélation, la surgélation et le stockage de produits, tels que des produits alimentaires

Description

[0001] La présente invention concerne une installation frigorifique basse température notamment pour la congélation, la surgélation et le stockage de produits, tels que des produits alimentaires selon le préambule de la revendication 1. Une telle installation est connue du EP-A-0 718 568.

[0002] Les basses températures, en particulier entre -20°C et -60°C se révèlent particulièrement intéressantes dans le domaine de l'agroalimentaire. En effet, il a été constaté de longue date que le fait de maintenir des produits alimentaires à de telles températures permet de mieux conserver les qualités organoleptiques de ces produits. De telles basses températures sont également utiles, en particulier dans le domaine de la chimie ou de la métallurgie. Si leur utilisation demeure encore limitée, elle est due au fait que les installations frigorifiques, permettant de couvrir de larges plages de températures, c'est-à-dire de la température ambiante à -60°C, demeurent des installations onéreuses, complexes et généralement particulièrement encombrantes.

[0003] Deux familles d'installations frigorifiques sont aujourd'hui utilisées pour couvrir de larges plages de températures comme l'illustre en particulier l'article de O.M. Magnussen "Superfreezing low temperature technology" scanref, Volume 21, N°4, Septembre 1992, pages 34-41.

[0004] La première famille d'installations frigorifiques est constituée par des installations à double étage avec bouteille intermédiaire. Ces installations, appelées aussi « booster », sont constituées d'un compresseur à simple étage basse pression et d'un compresseur à simple étage haute pression séparés ou de compresseurs double étage dits "compound" à vis ou à piston. Dans le cycle à injection partielle, le débit de masse de fluide déplacé par le compresseur basse pression est sous-refroidi sous la pression de condensation dans un échangeur immergé dans le liquide de la bouteille intermédiaire. C'est uniquement la différence des masses haute pression et basse pression qui subit la détente de la haute pression à la pression intermédiaire d'où son nom d'injection partielle. Comme le système fonctionne à des basses pressions d'aspiration, il en résulte l'utilisation d'un volume de gaz important qui nécessite des compresseurs particulièrement volumineux.

[0005] Une autre famille d'installations frigorifiques est donc venue supplanter cette première famille d'installations. Il s'agit des installations frigorifiques dites "cascade". Le système cascade présente deux ou plusieurs agents de réfrigération différents circulant dans des circuits individuels. Ces circuits individuels sont disposés côte à côte de telle sorte que le condenseur installé dans le circuit basse température est refroidi par le fluide frigorigène d'évaporation de l'autre circuit où la température est supérieure. Une telle installation est plus particulièrement décrite dans le brevet US-A-2.434.221. Ainsi, dans ce document, en particulier à la figure 1, il apparaît clairement un premier circuit constitué d'un compresseur, représenté en 1 aux figures, d'un condenseur, d'un détendeur 6 et d'un évaporateur représenté en 7. Un autre circuit de fluide frigorigène, dit second circuit, complètement indépendant est représenté par les références 9 à 20 dans lesquelles la référence 9 représente le compresseur, la référence 16 un détendeur et la référence 17 l'évaporateur servant à la production de froid dans la chambre froide. On constate alors, dans un tel circuit, que le condenseur du second circuit est constitué par l'évaporateur du premier circuit. Ainsi, les fluides de ces deux circuits circulent dans des circuits individuels indépendants même si l'évaporateur de l'un des circuits sert de condenseur du fluide de l'autre circuit. De telles installations demeurent donc complexes en raison de la présence de deux fluides frigorigènes et d'un vase d'expansion.

[0006] Un but de la présente invention est donc de proposer une installation frigorifique dont la conception permet de couvrir une large plage de températures tout en autorisant l'utilisation d'un seul et même fluide frigorigène à l'intérieur d'une installation d'encombrement réduit comparé aux installations à double étage ou en cascade connues à ce jour.

[0007] Un autre but de la présente invention est de proposer une installation frigorifique dont la conception permet l'obtention d'une installation fiable, performante, d'encombrement réduit présentant des rendements intéressants.

[0008] A cet effet, l'invention a pour objet une installation frigorifique basse température notamment pour la congélation, la surgélation et le stockage de produits, en particulier alimentaires, selon la revendication 1.

[0009] Grâce à la conception d'une telle installation, la mise en service du second circuit se fait dans des conditions idéales puisque l'installation frigorifique est déjà en régime au niveau de la température du fluide frigorigène, en particulier au niveau de la température de la bouteille économiseur et de la température d'évaporation permettant à la chambre froide d'atteindre d'ores et déjà une température de l'ordre de -30°C. Ainsi, l'évaporateur passe successivement et automatiquement d'une alimentation en fluide au moyen d'un premier circuit dit de congélation ou de refroidissement classique à une alimentation au moyen d'un circuit dit de surgélation ou de sous-refroidissement basse température. La puissance frigorifique de le phase 2 étant plus faible que la puissance frigorifique de la phase 1, le delta T, différence de température entre la température d'évaporation et la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur s'abaisse donc nettement en phase 2, ce qui assure un excellent rendement de l'installation. Par ailleurs, une telle installation est polyvalente puisqu'elle peut fonctionner en permanence sous forme d'une installation de refroidissement classique si le deuxième circuit n'est jamais activé.

[0010] L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 représente une vue schématique d'une installation frigorifique conforme à l'invention ;

les figures 2A à 2E représentent de manière schématique le détail d'une installation frigorifique conforme à l'invention, ces figures devant être lues en les disposant côte à côte en vue de reconstituer les circuits complets.

[0011] Comme mentionné ci-dessus, l'installation frigorifique, objet de l'invention, est plus particulièrement destinée à la congélation, à la surgélation et au stockage de produits, en particulier de produits alimentaires. Cette installation comporte au moins deux circuits de circulation de fluide frigorigène. Ces circuits sont représentés à la figure 1, l'un en trait plein, l'autre en trait plein doublé d'un trait discontinu constitué d'une ligne et d'un point. Le premier circuit sert plus particulièrement à une première phase de refroidissement qui constitue par exemple une phase de congélation du produit jusqu'à une température voisine -18°C à coeur. Cette première phase est suivie d'une seconde phase où le produit est sous-refroidi d'une température de -18°C à une température voisine de -45°C. Le second circuit permet donc d'atteindre des températures négatives supérieures en valeur absolue aux températures du premier circuit. Lorsque la température à coeur du produit ou température d'évaporation de l'installation atteint -18°C, l'installation est automatiquement connectée sur le second circuit.

[0012] Les deux circuits de circulation de fluide frigorigène, qui, dans les exemples représentés, sont des circuits du type à compression, comportent chacun, disposés en série, au moins un compresseur 2, un condenseur 3, un détendeur 6 et un évaporateur 1. Bien évidemment, le détendeur 6, servant à l'alimentation de l'évaporateur 1, aurait pu, de manière équivalente être remplacé par une pompe ou par un système en thermosiphon (flood).

[0013] Comme l'illustrent les figures, ces circuits sont communs sur une partie de leur longueur et sont alimentés par un même fluide frigorigène apte à alimenter le premier circuit et/ou le second circuit. Ces premier et second circuits comportent, sur leur section commune s'étendant entre les lettres X et Z, pris dans le sens de circulation du fluide à la figure 1, au moins l'évaporateur 1 servant à la production de froid. Cet évaporateur 1 commun aux deux circuits est ainsi apte à être alimenté en fluide par l'un ou l'autre des circuits en fonction de la température de référence souhaitée.

[0014] Dans les exemples représentés, ces premier et second circuits frigorifiques sont du type à compression et comportent au moins un évaporateur 1, un compresseur 2, un condenseur 3 et un détendeur 6 communs aux deux circuits. Le second circuit est constitué entre évaporateur 1 et compresseur 2, pris dans le sens de circulation de fluide, par une dérivation du premier circuit. La section XZ commune aux deux circuits implique que le fluide du premier et du second circuit circule en sortie de compresseur 2 à travers un condenseur 3 associé à un réservoir 4 puis à travers un économiseur 5 ou bouteille intermédiaire avant d'aboutir au détendeur 6 puis à l'évaporateur 1 de production de froid. Au niveau de l'économiseur 5 ou bouteille 5 intermédiaire, il est prévu une liaison ramenant une partie du fluide au compresseur pour les deux circuits. Toutefois, la conception de cette liaison diffère d'un circuit à un autre.

[0015] Le second circuit est constitué entre évaporateur 1 et compresseur 2 par une dérivation du premier circuit, cette dérivation correspondant à la section ZY. Ce second circuit est équipé, sur sa dérivation, d'un compresseur 7 à piston raccordé en sortie à une bouteille 5 intermédiaire, elle-même raccordée de manière obturable à l'entrée du canal 10 d'aspiration du compresseur 2 commun aux premier et second circuits. Le compresseur 2 commun aux premier et second circuits est quant à lui constitué d'un compresseur à vis et économiseur 5. Dans les exemples représentés, l'économiseur 5 servant au premier circuit et la bouteille 5 intermédiaire du second circuit sont de préférence constitués par une seule et même capacité. Le compresseur 2 à vis est également équipé d'un canal 10' d'aspiration basse pression moyenne pression obturable, auquel est raccordé le premier circuit en sortie d'économiseur 5 (section WY'). Ce canal WY' d'aspiration est raccordé à l'économiseur 5 de manière à former dans le premier circuit une boucle de recirculation d'au moins une partie du fluide issu du condenseur 3 en direction du compresseur 2. Bien évidemment, ces circuits sont sélectivement activables en fonction de la température de refroidissement souhaitée. L'activation est de préférence obtenue par actionnement d'au moins un organe 8, 9 d'obturation positionné sur au moins l'un des circuits. Ainsi, le fonctionnement d'une telle installation frigorifique peut être décrit de manière générale comme suit. Le fluide frigorigène circule au niveau du premier circuit entre le compresseur 2, le condenseur 3, le réservoir 4, l'économiseur 5, le détendeur 6 et l'évaporateur 1. En sortie d'évaporateur 1, le fluide revient directement en entrée du compresseur 2 en empruntant la section ZY à la figure 1. Une partie des vapeurs contenues dans l'économiseur 5 est réintroduite dans le circuit et alimente quant à elle le canal 10' d'aspiration moyenne pression du compresseur. Ainsi, une partie du fluide de ce premier circuit est amenée à recirculer dans la partie compresseur 2, condenseur 3, réservoir 4, économiseur 5 grâce à la liaison WY' entre économiseur 5 et compresseur 2. Cette liaison est du type obturable et est équipée d'un organe 8 d'obturation. Ce premier circuit correspond donc aux portions de circuit équipées de vannes 8 de couleur blanches qui sont représentées en position ouverte. Lorsque la température d'évaporation de l'installation atteint une valeur prédéterminée ou correspond à un temps de fonctionnement prédéterminé, le second circuit est activé. La partie compresseur 2 à vis et bouteille 5 économiseur sert d'étage à haute pression au booster dont la partie basse pression n'est plus calculée pour l'intégralité de la surgélation mais uniquement pour assurer le sous-refroidissement des produits. Lors de l'activation de ce second circuit, les vannes 8, représentées en blanc à la figure 1, sont fermées tandis que les vannes 9 de couleur noire sont ouvertes. Le fluide suit alors un parcours conforme à celui représenté avec un train plein et un pointillé et un point dans la figure 1. Le fluide en sortie d'évaporateur 1 est amené à travers un compresseur 7 à piston après être passé à travers une vanne 9 fermée lorsque le premier circuit est activé et ouverte lorsque le second circuit est activé. Le fluide en sortie de ce compresseur 7 à piston est amené dans une bouteille 5 intermédiaire. Ce fluide, en sortie de bouteille 5 intermédiaire, est ramené en entrée du compresseur 2 à vis. Cette portion WY entre bouteille 5 et entrée du compresseur 2 est également équipée d'un organe 9 d'obturation pour éviter un reflux du premier circuit dans le second circuit lorsque le premier circuit est activé. En sortie du compresseur 2 à vis, le fluide suit le même parcours que dans le cas du premier circuit, à savoir, il passe à travers le condenseur 3 puis le réservoir 4 avant de parvenir à la bouteille 5 intermédiaire ou économiseur puis passer à travers le détendeur 6 et alimenter l'évaporateur 1.

[0016] Ainsi, en sortie d'économiseur 5 ou de bouteille intermédiaire, une portion WY de circuit, dans le cas du second circuit, ramène le fluide frigorigène en entrée du compresseur 2 à vis au niveau du canal 10 d'aspiration, tandis que dans le cas du premier circuit, cette même sortie de la bouteille 5 ou de l'économiseur 5 amène le fluide en entrée du compresseur 2 par l'intermédiaire d'un canal 10' d'aspiration dite moyenne pression équipant également le compresseur 2 à vis. Cette portion de circuit est représentée en WY'. La portion WY du second circuit permet au compresseur 2 à vis de fonctionner sans économiseur en devenant le compresseur haute pression d'une installation double étage dont le premier étage est constitué par le compresseur 7. La portion WY' du premier circuit permet une aspiration des gaz contenus dans l'économiseur 5 et leur injection dans le compresseur 2 au niveau du canal 10' d'aspiration moyenne pression.

[0017] Dans les exemples représentés, le fluide frigorigène utilisé commun aux premier et second circuits est du R 404 A. Les propriétés physiques de ce fluide sont en particulier décrites dans l'ouvrage "Ashrae fundamentals Handbook" de 1997. Ce fluide permet un fonctionnement avec des pressions modérées (18,5 bars absolus pour une température de condensation de -40°C), ce qui est compatible avec tous les standards de matériel frigorifique.

[0018] Il est à noter que la commutation du premier circuit vers le deuxième circuit et inversement s'effectue au-delà d'une température prédéterminée mesurée et/ou calculée. Dans ce second cas, il peut être tenu compte du temps de fonctionnement du premier circuit, l'activation du second circuit se faisant au-delà d'une durée prédéterminée dont on suppose qu'elle a permis d'atteindre une température d'évaporation comprise à l'intérieur d'une plage prédéterminée.

[0019] La conception détaillée d'une telle installation va désormais être décrite par référence aux figures 2A à 2E. Ainsi, les figures 2A à 2E représentent le schéma frigorifique d'exécution d'un système frigorifique d'un thonier long liner. De tels bateaux partent en pêche pour une durée de 15 jours environ. Au départ du port, les cales C1, C2 dans lesquelles seront stockés les poissons sont à température ambiante. Ces cales doivent donc atteindre une température voisine de -60°C. Au cours des périodes de pêche, on charge chacun des tunnels en thon frais, ce thon frais étant à une température ambiante. Une fois le tunnel rempli, on lance l'étape de congélation par activation du premier circuit de l'installation puis l'étape de surgélation par activation du second circuit de l'installation. Une fois les cycles de congélation et de surgélation terminés, le thon est alors acheminé dans une cale de stockage à -60°C.

[0020] Les deux tunnels sont par exemple conçus pour présenter une capacité de congélation de 2 tonnes par cycle à -45°C à coeur. Les cales, représentées ici sous forme de cale C1 et cale C2, présentent quant à elles des volumes de l'ordre de 100 m³ à - 60°C. La cale C3 à appâts présente quant à elle un volume de 10 m³ à -20°C. La température extérieure est de 35°C et l'hygrométrie extérieure de 80 %. Le coefficient d'isolation thermique des locaux réfrigérés K est égal à 0,2 kcal/heure.m2.°C.

[0021] Le bilan thermique détaillé d'un tunnel en phase 1, c'est-à-dire avec un thon, dont la température est amenée de +30°C à -18°C, peut être décrit comme suit :
Dimensions intérieures : 4,1.3,6.h=1,7m.
Dimensions extérieures : 4,7.4,2.h=2,3m.

• déperditions : 23876 kcal/21h
• renouvellement d'air : 908 kcal/21h.
• équivalent thermique du travail des moto ventilateurs : 119196kcal/21h.
• 2028kg de thon de +30°C à -18°C : 177855 kcal/21h.
• TOTAL : 321835 kcal/21h
• soit : 15325 kcal/h.

[0022] Le bilan thermique détaillé d'un tunnel en phase 2 correspondant à une étape de sous-refroidissement du thon de -18°C à -45°C peut être décrit comme suit :

• déperditions : 10000kcal/6h
• équivalent thermique du travail des moto ventilateurs : 22704kcal/6h
• 2028 kg de thon de -18°C à -45°C : 22450 kcal/6h
• TOTAL : 55154 kcal/6h
• soit : 9192 kcal/h.

[0023] Le résumé du bilan thermique des différents postes peut donc être établi comme suit :

Tunnel N°1 ou N°2 : Phase 1, congélation à -18°C à coeur.

Durée : 21h ; Puissance nécessaire : 17,8 kW.

Phase 2 ; sous-refroidissement de - 18°C à - 45°C à coeur.

Durée : 6h, Puissance nécessaire : 10,7kW.

Cale de 100m3 : Puissance nécessaire : 8,3kW.

Cale de 80m3 : Puissance nécessaire : 7,5kW.

Cale de 10m3 : Puissance nécessaire : 1,6kW.

[0024] L'installation est encore équipée de deux moto compresseurs 7 basse pression à piston (voir figure 2c), par exemple de marque Mycom, type F8WA. La vitesse de rotation peut être de l'ordre de 1450 rpm, le régime de fonctionnement de -65°C / - 20°C avec des puissances frigorifiques de 16,7 kW et une puissance absorbée de 16,5 kW.

[0025] La régulation de puissance de tels compresseurs peut être de 50, 75, 100 % et la puissance du moteur électrique d'entraînement est de 22 kW.

[0026] L'installation est encore équipée de trois moto compresseurs 2 haute pression à vis dont un en secours ou en appoint. Ces moto compresseurs 2 peuvent être de marque Bitzer, Type OSN5361-K avec une vitesse de rotation de 2900 rpm. Lorsque ces compresseurs 2 fonctionnent avec économiseur sur le premier circuit, ils présentent une puissance frigorifique de 34,7 kW et une puissance absorbée de 23,5 kW. Lorsqu'ils fonctionnent sans économiseur en coopération avec la bouteille 5, il présente une puissance frigorifique de 45,3 kW et une puissance absorbée de 23,1 kW, une régulation de puissance de 75 et 100 % et une puissance du moteur électrique d'entraînement de forme B35 de 30 kW.

[0027] Chacun des tunnels, représentés en T1, T2, est équipé d'une batterie ou évaporateur 1 ventilé, alimenté en détente directe et à dégivrage à air. Des vannes électriques placées sur les lignes liquide et aspiration permettent de passer automatiquement du premier circuit de congélation ou refroidissement classique au second circuit de sous-refroidissement intense. Afin d'éviter les pertes de charge, les vannes électriques d'aspiration, sont des vannes à passage intégral motorisées. Chaque évaporateur 1 est équipé d'un échangeur Liquide-Vapeur 18, afin que la température des gaz aspirés par les compresseurs à pistons basse pression ne soit pas inférieure à -50°C.

[0028] Chacune des cales, représentée en C1, C2, C3 aux figures, est équipée d'une batterie ventilée 1', alimentée en détente directe et à dégivrage électrique. De ce fait ces batteries sont équipées chacune d'un thermostat de sécurité qui coupe l'alimentation des résistances en cas de température haute de l'évaporateur Des vannes électriques placées sur les lignes liquide et aspiration permettent là aussi de commencer à descendre la température des cales à -25°C avant le départ en pêche en utilisant le circuit compresseurs 2 à vis avec économiseur 5, avant d'utiliser le circuit basse pression du booster pour atteindre la température de -60°C. Comme pour les tunnels et pour les mêmes raisons, chaque évaporateur des cales C1, C2 est équipé d'un échangeur Liquide-Vapeur 18.

[0029] La cale C3 est équipée d'une batterie ventilée 1' alimentée en détente directe et à dégivrage électrique. Cette batterie est bien sûr connectée uniquement sur le circuit compresseurs à vis avec économiseur. Chacun de ces postes est équipé d'un thermostamètre 12 (thermostat +indication de la température). Les cales à -60°C sont en outre équipées d'un enregistreur de température permettant un contrôle par l'acheteur de la cargaison.

[0030] La salle des machines comporte quant à elle une série de compresseurs basse pression correspondant aux compresseurs 7 à piston du schéma général. Ces compresseurs à piston sont munis d'une bouteille anti-coup de liquide 14 avec serpentin sous-refroidisseur de liquide et sont équipés chacun d'un refroidisseur d'huile 15 alimenté en détente directe, d'un contrôleur de niveau d'huile 16 dans le carter, le surplus éventuel d'huile dans les carters des compresseurs sera injecté à l'aspiration du compresseur à vis prioritaire, d'un séparateur d'huile 17.

[0031] Ces compresseurs 7 fonctionnent en coopération avec une bouteille intermédiaire économiseur 5. Cette dernière est munie d'un pot de refroidissement des gaz refoulés par les compresseurs 7 basse pression, d'une alimentation en liquide haute pression avec un niveau de liquide contrôlé par un interrupteur à flotteur 19. Un second interrupteur à flotteur 20 assure la sécurité des compresseurs lorsque le niveau est trop haut. Cette bouteille intermédiaire économiseur 5 est encore munie d'une vanne à pression constante 21 afin de limiter la pression à -20°C dans le cas présent. On retrouve en outre les éléments classiques tel que soupape de sûreté, voyant liquide...

[0032] L'installation comporte encore trois moto compresseurs 2 à vis identiques pouvant fonctionner aussi bien lors du régime de congélation classique adopté lors de la première phase, c'est à dire +40°C à -34°C avec économiseur, soit en simple étage sans économiseur au régime de -20°C -40°C lorsqu'ils assurent le fonctionnement de l'étage haute pression du booster, lors de la phase 2 des tunnels, phase de sous-refroidissement intense ou lorsqu'un refroidissement des cales à -60°C est nécessaire. Cette unité est équipée d'un séparateur d'huile 23 commun, ce qui facilite les retours d'huile automatiques et d'un refroidisseur d'huile unique 24. Les compresseurs sont eux aussi munis d'une bouteille anti coup de liquide 25 avec serpentin sous-refroidisseur de liquide. Un décocteur d'huile 26 placé sur le refoulement général permet une récupération automatique de l'huile dissoute dans le fréon de la bouteille intermédiaire grâce à un système d'éjecteur 27.

[0033] L'installation comporte encore un condenseur 3 de type condenseur multitubulaire formant réservoir. La condensation des gaz refoulés haute pression est assurée par ce condenseur à eau de mer. Ce condenseur fait office de réservoir et permet en outre l'alimentation en thermosiphon du refroidisseur d'huile.

[0034] L'installation frigorifique permet bien sûr le fonctionnement simultané de tous les postes dans tous les cas de figure, tels que par exemple des cales de stockage du thon à -60°C, une cale appâts en service, un tunnel N°1 en phase de sous-refroidissement intense (Phase 2) et un tunnel N°2 en phase de congélation classique (Phase 1).

[0035] La durée de fonctionnement des tunnels en phase 1, vannes électriques de couleur blanche ouvertes, vannes électriques de couleur noire fermées selon la figure 2a peut être réglée par une horloge type «coupatan» qui, une fois le temps affiché écoulé, fait passer le même tunnel en phase 2. Les vannes électriques de couleur noire sont alors ouvertes, celles de couleur blanche fermées, selon la figure 2a. La régulation de puissance des compresseurs basse pression se fait grâce au capteur de pression 28 selon la figure 2b. La régulation de puissance des compresseurs 2 haute pression se fait grâce au capteur de pression 29 selon la figure 2d. La régulation de puissance des compresseurs fonctionnant en économiseur se fait grâce au capteur de pression 30 selon la figure 2c. Chacun des trois compresseurs 2 à vis, selon la figure 2d, peut aussi bien fonctionner en étage haute pression du système booster, vanne électrique 31 (correspondant à l'organe 9 de la figure 1) ouverte, vannes 32 et 33 (correspondant aux organes 8 de la figure 1) fermées, qu'en système avec économiseur (circuit n° 1), vannes électriques 32 et 33 (correspondant aux organes 8 de la figure 1) ouvertes, vanne électrique 31 (correspondant à l'organe 9 de la figure 1) fermée.

Revendications

1. Installation frigorifique basse température notamment pour la congélation, la surgélation et le stockage de produits, en particulier alimentaires, ladite installation comportant au moins deux circuits frigorifiques de circulation de fluide frigorigène, servant l'un, dit premier circuit, à un premier refroidissement jusqu'à une température voisine de préférence de -18°C, l'autre, dit second circuit, à un sous-refroidissement de préférence de -18°C à environ -45°C, chaque circuit frigorifique du type à compression comportant, disposés en série, au moins un compresseur (2), un condenseur (3) et un évaporateur (1) à travers lesquels circule un fluide frigorigène, l'évaporateur (1) étant alimenté par un détendeur (6) ou par pompe ou par thermosiphon, ces circuits frigorifiques étant communs sur une partie (XZ) de leur longueur et étant alimentés par un même fluide frigorigène apte à circuler alternativement dans l'un ou l'autre desdits circuits, ces circuits comportant sur leur section (XZ) commune au moins un condensateur (3), de préférence un détendeur (6), et l'évaporateur (1) servant à la production de froid, cet évaporateur (1) étant alimenté en fluide par l'un ou l'autre desdits circuits en fonction de la température de refroidissement souhaitée,
caractérisée en ce que les premier et second circuits frigorifiques comportent en outre un compresseur (2) commun, constitué d'un compresseur à vis et économiseur (5), ce compresseur (2) à vis étant équipé en entrée d'un canal (WY') d'aspiration moyenne pression obturable, obturé à l'état activé du second circuit, ce canal (WY') d'aspiration étant raccordé à l'économiseur (5) de manière à former dans le premier circuit une boucle de recirculation d'au moins une partie de fluide issu du condenseur (3) en direction du compresseur (2), et en ce que le second circuit est constitué entre évaporateur (1) et compresseur (2), pris dans le sens de circulation de fluide par une dérivation du premier circuit, ce second circuit étant équipé, sur sa dérivation, d'un compresseur (7) à piston raccordé en sortie à une bouteille (5) intermédiaire, elle-même raccordée de manière obturable à l'entrée d'un canal (WY) d'aspiration du compresseur commun aux premier et second circuits.

2. Installation frigorifique selon la revendication 1,
caractérisée en ce que les premier et second circuits sont sélectivement activables en fonction de la température de refroidissement souhaitée, l'activation étant de préférence obtenue par actionnement d'au moins un organe (8, 9) d'obturation positionné sur au moins l'un des circuits.

3. Installation frigorifique selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisée en ce que l'économiseur (5) et la bouteille (5) intermédiaire du second circuit sont constitués par une seule et même capacité.

4. Installation frigorifique selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce que le premier circuit est équipé dans la zone entre évaporateur (1) et compresseur (2), en aval de la dérivation destinée à constituer le second circuit, d'un organe (8) d'obturation, tel qu'une vanne, actionné dans le sens d'une fermeture au-delà d'une température prédéterminée mesurée et/ou calculée notamment en fonction du temps de fonctionnement du premier circuit.

5. Installation frigorifique selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que le fluide frigorigène utilisé commun aux premier et second circuits est du R 404 A.

Claims

1. Low temperature frigorific plant notably freezing , deep - freezing and the storage of products , particulary food products , the aforementioned plant has at least two frigorific circuits to ensure the refrigerant flow, the first one called first circuit has a first cooling step to reach a temperature in the region of - 18°C , the other one called second circuit used for subcooling preferably from -18°C to -45°C , each frigorific circuit of the compression type containing , connected in series at least one compressor ( 2 ) , one condenser ( 3 ) and one evaporator ( 1 ) through which flow a refrigerant , the evaporator being supplied by an expansion valve , or by a pump or by flooded gravity operation , these frigorific circuits being common on one part ( XZ ) of its length and being supplied by the same refrigerant suitable for alternative circulation in either aforementioned circuits , these circuits containing on their common section ( XZ ) at least one condenser ( 3 ) , preferably one expansion valve ( 6 ) , and the evaporator ( 1 ) used to refrigeration , this evaporator ( 1 ) being supplied by refrigerant by either of the aforementioned circuit according to the required air temperature , characterised by the fact the first and second frigorific circuits contain notably a common compressor ( 2 ) composed of a screw compressor and one economisor ( 5), this screw compressor ( 2 ) being equipped at its entrance with a connection ( WY') designed for intermediate suction pressure which may shut , shut when the second circuit is running , these suction connection ( WY' ) being connected to the economisor ( 5 ) so as to form in the first circuit a constant circulation of at least one part of the refrigerant coming from the condenser ( 3 ) towards the compressor ( 2 ) , and characterised also by the fact that the second circuit is located between the evaporator ( 1 ) and the compressor ( 2 ) , in the way of the refrigerant flow by means of a diversion of the first circuit , the second circuit being equipped on its diversion , with a reciprocating compressor ( 7 ) , connected at its outflow to a intermediate cooler , this cooler being itself connected in such a way that it can be closed up at the entrance of the suction connection ( WY ) of the compressor, common to the first and second circuits .

2. Frigorific plant in accordance with claim 1 , characterised by the fact that the first and second circuits can be alternately activated according to the required cooling temperature , the activation being preferably obtained by the activation of at least one closing valve ( 8 , 9 ) located on at least one of the circuits.

3. Frigorific plant in accordance with claims 1 and 2 , characterised by the fact that the economisor ( 5 ) and the intermediate cooler of the second circuit are performed by the same device.

4. Frigorific plant in accordance with claims 1 to 3 , characterised by the fact that the first circuit is equipped in the area located between the evaporator ( 1 ) and the compressor ( 2 ) , further down the diversion aiming at forming the second circuit , of a closing valve ( 8 ) , such as an automatic valve activated when the predetermined temperature has been reached , measured and / or calculated notably according to the running time of the first circuit.

5. Frigorific plant in accordance with one of the claims 1 to 4 , characterised by the fact that the common refrigerant used for the first and second circuit is R404a

Ansprüche

1. Tieftemperaturkälteanlage, insbesondere für das Einfrieren, Tieffrieren und Lagern von insbesondere Lebensmitteln, die oben genannte Anlage hat wenigstens zwei Kühlkreisläufe um die Zirkulation des Kältemittels zu gewährleisten, wobei der erste, sog. erster Kreislauf, als erster Kühlvorgang fungiert, um eine Temperatur vorzugsweise in der Nähe von -18°C zu erreichen, der weitere, sog. zweiter Kreislauf, dient zur Unterkühlung vorzugsweise von -18°C bis ungefähr -45°C, jeder Kühlkreislauf des Verdichtungstyps beinhaltet, in Reihe geschaltet, wenigstens einen Verdichter (2), einen Kondensator (3) und einen Verdampfer (1) durch die das Kältemittel durchfließt, wobei der Verdampfer (1) durch ein Expansionsventil (6), durch eine Pumpe oder durch Schwerkraft (Thermosiphon) versorgt wird, wobei diese Kühlkreisläufe eine gemeinsame Strecke auf einem Teil (XZ) ihrer Gesamtlänge haben und werden mit demselben Kältemittel versorgt, der abwechselnd in dem einen oder in dem anderen der oben genannten Kreisläufe, wobei diese Kreisläufe auf ihrer gemeinsamen Strecke (XZ) wenigstens einen Kondensator (3), vorzugsweise ein Expansionsventil (6), und den zur Kälteerzeugung dienenden Verdampfer (1) haben, dieser Verdampfer (1) wird durch den einen oder anderen oben genannten Kreisläufe mit Flüssigkeit versorgt, je nach gewünschter Abkühltemperatur, charakterisiert bei der Tatsache, dass der erste und der zweite Kreislauf insbesondere einen gemeinsamen Kompressor beinhalten (2), der von einem Schraubenverdichter und einem Economiser (5) zusammengesetzt wird, wobei dieser Schraubenverdichter (2) an der Saugseite mit einem absperrbaren Kanal (WY') bei mittlerem Druck ausgestattet ist, der bei dem aktivierten Zustand des zweiten Kreislaufes abgesperrt ist, dieser Saugkanal (WY') ist mit dem Economiser (5) verbunden, so dass in dem ersten Kreislauf einen Rückfluss wenigstens eines Teiles der von dem Kondensator (3) kommenden Flüssigkeit in Richtung des Verdichters (2), und in dem der zweite Kreislauf, zwischen dem Verdampfer (1) und dem Verdichter (2), in Fliessrichtung der Flüssigkeit betrachtet, durch eine Abzweigung des ersten Kreislaufes dargestellt wird, dieser zweiten Kreislauf ist, auf seiner Abzweigung, mit einem Kolbenverdichter (7) ausgestattet, dessen Druckseite an einem Zwischenbehälter (5) angeschlossen ist, der auf absperrbare Weise an dem Eintritt einer Saugleitung (WY) des Verdichters angeschlossen ist, die dem ersten und dem zweiten Kreislauf gemeinsam ist.

2. Kälteanlage gemäß Forderung Nr. 1,
charakterisiert bei der Tatsache, dass der erste und der zweite Kreislauf je nach gewünschter Abkühltemperatur selektiv aktiviert werden können, wobei die Aktivierung vorzugsweise durch Betätigung wenigstens eines in wenigstens einem Kreislauf sich befindenden Absperrteiles (8, 9) erfolgt.

3. Kälteanlage gemäß einer der Forderungen 1 und 2,
charakterisiert bei der Tatsache, dass der Economiser (5) und der Zwischenbehälter (5) des zweiten Kreislaufes aus einer und selben Kapazität bestehen.

4. Kälteanlage gemäß einer der Forderungen 1 bis 3,
charakterisiert bei der Tatsache, dass der erste Kreislauf in dem Bereich zwischen dem Verdampfer (1) und dem Verdichter (2), flussabwärts der Abzweigung, die den zweiten Kreislauf darstellen soll, mit einem Absperrteil (8) ausgestattet ist, so ein Ventil, das in Sperrrichtung bei Überschreitung einer vorher bestimmten gemessenen und/oder insbesondere in Abhängigkeit der Betriebszeit des ersten Kreislaufes berechneten Temperatur betätigt wird.

5. Kälteanlage gemäß einer der Forderungen 1 bis 4,
charakterisiert bei der Tatsache, dass das dem ersten und dem zweiten Kreislauf gemeinsame benutzte Kältemittel R 404A ist.

Dessins