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CA1216045A - Monitoring and control for evaporator - Google Patents

Monitoring and control for evaporator

Info

Publication number
CA1216045A
CA1216045A CA000443942A CA443942A CA1216045A CA 1216045 A CA1216045 A CA 1216045A CA 000443942 A CA000443942 A CA 000443942A CA 443942 A CA443942 A CA 443942A CA 1216045 A CA1216045 A CA 1216045A
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
evaporator
fluid
delta
parameter
difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
CA000443942A
Other languages
French (fr)
Inventor
Christian Boussicault
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe National Elf Aquitaine
Original Assignee
Societe National Elf Aquitaine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe National Elf Aquitaine filed Critical Societe National Elf Aquitaine
Application granted granted Critical
Publication of CA1216045A publication Critical patent/CA1216045A/en
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/002Defroster control
    • F25D21/006Defroster control with electronic control circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/02Detecting the presence of frost or condensate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
    • F25B2700/21172Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the inlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
    • F25B2700/21173Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the outlet

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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

BREVET D'INVENTION PROCEDE ET DISPOSITIF DE SURVEILLANCE ET DE COMMANDE D'UN EVAPORATEUR Invention de : Christian BOUSSICAULT SOCIETE ANONYME DITE : SOCIETE NATIONALE ELF AQUITAINE Procédé et dispositif de surveillance et de commande d'un évaporateur, en particulier de l'évaporateur d'une pompe à chaleur selon lequel on compare, à des instants prédéterminés, l'écart entre les températures amont et aval du courant d'air traversant l'évaporateur à un écart prédéterminé. Application aux pompes à chaleur. Figure 1. Société Anonyme dite : Société Nationale ELF AquitainePATENT OF INVENTION METHOD AND DEVICE FOR MONITORING AND CONTROLLING AN EVAPORATOR Invention by: Christian BOUSSICAULT SOCIETE ANONYME DITE: SOCIETE NATIONALE ELF AQUITAINE Method and device for monitoring and controlling an evaporator, in particular the evaporator a heat pump according to which the difference between the upstream and downstream temperatures of the air current passing through the evaporator is compared to a predetermined difference at predetermined times. Application to heat pumps. Figure 1. Société Anonyme known as: Société Nationale ELF Aquitaine

Description

lZlG~5 La présente invention concerne un procédé et un dis-positif de sur~eillance et de commande d'un évaporateur en vue de détecter la présence de givre à sa surface et de déclancher son élimination. Elle concerne en particulier le cas ou l'évaporateur est celui d'une pompe à chaleur.
Le principe d'une pompe à chaleur est bien connu de l'homme de l'art et on rappelle simplement que les pompes à chaleur utilisant l'air comme source froide comprennent un évaporateur où cet air échange ses calories avec un fluide frigorigène circulant à l'intérieur de cet évapora-teur et qui de ce fait se vaporise. Lors de l'utilisation d'une telle pompe à chaleur pour le chauffage, l'air utilisé
comme source froide est de l'air pris à l'extérieur du local à chauffer. Dans certaines conditions, l'utilisation de cet air extérieur peut amener la création de givre sur l'évapo-rateur ce qui en freinant l'échange thermique entre les deux fluides pénalise le rendement de l'installation et nécessite une opération de dégivrage. Cette opération qui nécessite l'arrêt de la pompe ne doit être effectuée qu'à
bon escient si l'on veut optimiser l'installation. On prévoit donc dans ces installations des dispositifs per-mettant de détecter la présence de givre et déclencher l'o-pération de dégivrage. Ces dispositifs sont habituellement constitués par des capteurs permettant de mesurer la perte de charge subie par l'air lors de son passage sur l'évapora-teur ou de mesurer la température d'évaporation par mesure directe sur la paroi de l'évaporateur. On peut aussi utiliser des systèmes de temporisation qui déclenchent le dégivrage à des intervalles de temps prédéterminés. Cependant, ces 3~ réalisations présentent l'inconvénient lié au fait que toutes les mesures e~ectuées sont des mesures absolues qui ne prennent en compte ni les conditions initiales de l'ins-tallation et ses conditions de ~onctionnement, nL non plus les conditions extérleures et leurs variations. Parmi les conditions extérieures influentes sur l'apparition du givre, on peut citer le degré hygrométrique de l'air, sa température.
lZlG ~ 5 The present invention relates to a method and a dis-positive of ~ eillance and control of an evaporator in view to detect the presence of frost on its surface and trigger its elimination. It concerns in particular the case where the evaporator is that of a heat pump.
The principle of a heat pump is well known from those skilled in the art and it is simply recalled that the pumps heat using air as a cold source include an evaporator where this air exchanges its calories with a refrigerant circulating inside this evaporator which therefore vaporizes. When using of such a heat pump for heating, the air used as cold source is air taken outside the room to heat. Under certain conditions, the use of this outside air can cause frost to form on the evaporator which curbs the heat exchange between the two fluids penalizes the performance of the installation and requires a defrosting operation. This operation which requires stopping the pump should only be performed if you want to optimize the installation. We therefore provides in these installations per-putting to detect the presence of frost and trigger the o defrosting. These devices are usually consisting of sensors to measure the loss of load undergone by the air during its passage on the evaporator or measure the evaporation temperature by measurement directly on the wall of the evaporator. We can also use timer systems that initiate defrost at predetermined time intervals. However, these 3 ~ embodiments have the drawback that all measurements taken are absolute measurements which do not take into account the initial conditions of the tallation and its operating conditions, nL either external conditions and their variations. From external conditions influencing the appearance of frost, we can cite the hygrometric degree of air, its temperature.

- 2 - ~ % ~ ~4~
Parmi les conditions de l'installation, il est necessaire de surveiller le débit d'air qui, si il est ~ixé pour une installation r et peut être considere comme constant, varie d'une installation à l'autre. Toutes ces conditions necessi-tent alors un xéglage sur place de l'installation.
Au contraire, l'inventio~ prévoit un dispositif et un procédé de détection de la présence de givre qui per-mettent de pallier a ces inconvénients dont le fonctionne-ment n'est pas tributaire des variations des différents parametres ci-dessus cités et ¢ui ne nécessitent aucun réglage lié au site ou est installé l'évaporateur.
Pour cela l'invention prévoit un procédé de surveillance et de commande d'un évaporateur dans lequel circule un premier fluide, ledit évaporateur etant au con-tact d'un second fluide mis en mouvement de façon a le~raverser, le second fluide étant susceptible de céder ses calories au premier ~luide et de provoquer son evapo-ration, ledit procedé permettant la detection de la pré-sence de aivre sur l'évaporateùr et l'élimination de celui-ci, caractérise en ce qu'il consiste a mesurer un parametre Pl, représentatif de llétat du second fluide en amont de l'évaporateur et un paramètre P2 representatif de l'etat du même second fluide en aval de l'évaporateur, ces mesures étant effectuées a des instants ti, déterminés a partir d'un instant initial, a calculer pour chaque instant la différence ~ Pi existant entre les deux para-metres Pl et P2, a comparer a chaque instant ti la différence ~ Pi avec la différence ~ Po mesurée a l'instant initial, cette comparaison se faisant sous la forme d'une soustrac-tion dont le résultat est un parametre ~ et a commanderle dégivrage de l'evaporateur quand ~ est supérieur a une valeur de consi~ne Cl.
Ce procédé permet donc de ne commander le dégivrage qula ~on escient et du fait yue la consigne de référence est fournie par la premiere mesure, il permet de s'affranchir des conditions extérieures.
- 2 - ~% ~ ~ 4 ~
Among the installation conditions, it is necessary to monitor the air flow which, if it is ~ fixed for a installation r and can be considered constant, varies from one installation to another. All of these conditions then attempt to set up the installation on site.
On the contrary, the inventio ~ provides a device and a method for detecting the presence of frost which put to overcome these drawbacks whose functioning does not depend on the variations of the different above parameters and which do not require any setting linked to the site where the evaporator is installed.
For this, the invention provides a method of monitoring and control of an evaporator in which a first fluid circulates, said evaporator being at the same time tact of a second fluid set in motion so as to overturn it, the second fluid being liable to yield its calories at first ~ luide and cause its evapo-ration, said method allowing the detection of the pre-sence of sour on the evaporator and the elimination of this one, characterized in that it consists in measuring a parameter Pl, representative of the state of the second fluid upstream of the evaporator and a representative P2 parameter the state of the same second fluid downstream of the evaporator, these measurements being carried out at instants ti, determined from an initial time, to calculate for each instant the difference ~ Pi existing between the two para-meters Pl and P2, to compare at each instant ti the difference ~ Pi with the difference ~ Po measured at the initial instant, this comparison being made in the form of a subtrac-tion whose result is a parameter ~ and to control the defrosting of the evaporator when ~ is greater than a set value Cl.
This process therefore makes it possible not to control the defrosting qula ~ one escient and therefore yue the reference setpoint is provided by the first measurement, it makes it possible to overcome external conditions.

- 3 ~ 4~
Selon une caracterlstique préférée du procédé selon l'invention, la di:Eférence ~ Po est comparée au moins une fois, a l'instant to, a une valeur de consi-gne Co, et le degi~rage est commandé quand ~ Po est supé-rieur à Co. Cette valeur Co est choisie d'après lescaractéristiques du dispositif. Cette etape du procede permet de ~'assurer que la premiere mesure prise comme reférence, n'a pas eté ~aite en présence de givre.ou de tout autre parametre néfaste, et de préférence, elle est repetee plusieurs fois si necessaire et 'l'~nstallation est arretee si, apres un nombre d'essais, par exemple quatre, la difference a Po n'est pas devenue supérieure a la consigne Co.
Enfin, selon une autre caracteristique preferee du procede selon l'invention, la commande du degivrage de l'evaporateur est interrompue quand le parametre P2 devient superieur ~ une valeur de consigne C2.
De préférence, le parametre mesuré est la tempera-ture ou encore la pression.
L'invention prévoit aussi un dispositif de surveil-lance et de commande d'un évaporateur associé a un circuit de circulation d'un premier fluide frigorigene et mis en contact avec un second fluide mis en mouvement par un venti-lateur de faSon ~ traverser l'évaporateur, caracterise en ce qu'il comporte au moins une paire de capteurs de tempe-rature situés de part et d'autre de l'évaporateur et en contact avec ledit second fluide, des moyens de traitement des signaux provenant de ces capteurs, lesdits moyens per-mettant a chaque instant d'établir la différence entre les températures mesurées par les deux détecteurs et de la comparer a l'écart initial existant lors de la mise en marche de l'installation de façon a génerer un signal de commande actionnant un dispositif de dégi~rage de l'évapo-rateur en fonction du résultat de ladite comparaison.
Selon une réalisation préférentielle, les capteurs de te~perature generent un signal continu representatif de ,~
- 3a - 121~S
la temp'erature et les moyens de traitement sont consti-tues par un microprocesseur.
Enfin, selon une caracteristique preferentielle de l'invention, les capteurs de temperature sont constitues par des résistances variables avec la temperature, parcou-rues par un courant d'intensite grossierement reglable et montees en série avec deux resistances etalons, le dispo-sitif de surveillance et de commande comportant en outre: 7 ~23L~
- un moyen de multiplexage du signal muni d'au moins quatre voies d'entrée dont au moins deux re~olvent chacune un signal analogique représentatif de la tenslon aux bornes des résistances variables et dont deux parmi les autres recoivent chacune un signal représent~tif de la tension aux bornes des résistances étalo~,ce moyen de multi-plexage comportant auss~ une voie de sortie et des moyens de sélection permettant de célectionner à chaque instant une desdites voies d'entrée afin de la mettre en communi-cation avec ladite voie de sortie, - un moyen de transformation permettant de transformer les signaux issus du moyen de multiple~age en des signaux al-ternatifs dont un des paramètres conctitutifs est propor-tionnel à la tension du signal correspondant, lesdits signaux étant directement traités par le microprocesseur.
Selon l'invention, le moyen de transformation peut générer des signaux alternatifs dont la période est pro-portionnelle à la tension du signal correspondant mais il peut, selon un autre mode de réalisation, générer des signaux dont la fréquence est proportionnelle à la tension du signal correspondant.
Selon une caractéristique préférentielle, les moyens de traitement sont constitués par un microprocesseur per-~ettant d'effectuer une compara~son par seconde.
L'invention sera mieux comprise à la lect~re de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, description ~alte en référence aux dessins annéxes sur lesquels :
- la f~gure 1 représente un premier mode de réalisation de l'~nvention - la figure 2 représente un second mode de réalisation de l'inventlon.
La figure 1 représente schématiquement la partie évaporation d'une pompe à chaleur à laquelle on a associé
un dispositi~ de détection de givre selon l'invention.
L'éYaporateur (1~ dans lequel circule le fluide frigorifique est placé dans un courant d'air (2) produit par un ven~ilateur (3). Le circuit (4) de circulation du fluide frigorifique comporte un détendeur (35).
~ ?~
,;~, Il est bouclé par le reste de l'installation d'échange de calories de la pompe à chaleur représenté par le rectangle ~5) et qui comporte, notamment et d'une manière habituelle un compresseur et un condenseur. Le circuit (4) comporte une boucle (6) de contournement permettant le contournement cl~ condenseur et du détendeur (35). Cette boucle est commandée par une vanne trois voies (7) associée à un servomoteur (30). Le ventilateur (3~ est muni d'un interrup-teur ~lectromagnétique (8). Deux sondes de température ~9) et (10) sont placées dans le courant d'a;r (2), la sonde(9 en amont de l'évaporateur et la sonde (10) en aval.Chacune de ces sondes est connectée à un microprocesseur (11), par l'intermédia~re des câbles ~12) et (13) et des conver-tisseurs analogique numérique (31~ et (32).
Le dispositif ainsi représenté fonctionne de la manière suivante. Le système est mis en fonctionnement nor-mal, c'est-à-dire que le fluide frigorifique circule dans l'évaporateur, le circuit de contournement (6) est fermé, le ventilateur (3) alimente et aspire le courant d'air (2) vers et à travers l'évaporateur (1~, et l'évaporateur n'est pas givré. Au bout d'un certain temps tl, on considère que le régime permanent est atteint.
A partir de ce temps tl, le microprocesseur de surveillance se met en route et effectue, à des instants ~i séparés par des intervalles de temps réguliers de l'ordre de 1 seconde, le calcul de la différence~ T entre la tempé-rature mesurée par la sonde 9 et celle mesurée par la sonde 10. La première mesure faite~ To est prise comme mesure de référence et donc mise en mémoire. A chaque instant ti, le microprocesseur compareA Ti à ~ To. Dès que~ Ti devient su-perieur à ~ To augmenté d'une constante K, le microprocesseur élabore un sîgnal actionnant l'interrupteur (8) du ventila-teur. Ce slgnal agit aussi sur le servomoteur (30~ qui actionne la vanne trois voies (7) de façon à ce que le fluide frigorifique circule dans le circuit de contourne-ment ~6). Simultanément, le microprocesseur surveille la : température mesurée par la sonde aval (10) et dès que celle-ci redevient supérieure à une valeur limite, le micropro-cesseur élabore ur. nouveau signal qui par action de l'interrupteur (8) et du servomoteur (30) remet le systeme en ~onctionnement normal de sorte que le cycle reprend comme précédemment.
Ce systeme effectue aussi une surveillance de l'installation au démarrage qui permet de prendxe en compte la situation ou l'évaporateur serait ~ivré lors de la mesure de ~ To, ou celle liee à un fonctionnement défectueux du circuit de circulation du fluide frigorifique. Pour cela le microprocesseur compare l'intervalle ~ To a une valeu~ limite et déclenche le degivrage si ~ To est superieur a cette valeur. En ef~et, dans ce cas on considere que llechange thermique n~ s'est pas bien fait et que l'evaporateur est givre. Cette operation peut être repetee un certain nombre de fois jusqu'a obtention d'un fonctionnement normal mais le microprocesseur va declencher un arrêt total si ce fonction-nement normal nlest pas obtenu au bout d'un nombre déterminé
de dégivrages: par exemple 4. Cette phase du procédé permet donc de s'assurer que la valeur ~ To, prise en compte pendant toute la surveillance, correspondant a un etat normal du dispositif.
La Figure 2, represente une variante de l'invention selon laquelle les temperatures sont mesurees a l'aide d'un dispositif comprenant deux sondes montees en parallele avec deux resistances etalons, un multiplexeur et un generateur de signaux numeriques~ Le microprocesseur assume le calcul des temperatures et la surveillance du deaivrage.
Sur cette Figure 2, les elements identiques ~ ceux de la Figure 1 portent les mêmes reperes. De part et d'autre de l'evaporateur sont placees des sondes de temperature (1013 et (102) chacune constituee par une resistance variable en fonction de la temperature. Ces deux sondes sont montees en serie avec deux resistances etalons~placees ~ans le boîtier (103) ~ui permet aussi l'alimentation de l'ensemble sondes-resistances étalons par une tension continue. Les c~bles (105) et (106) sont des conducteurs a ~uatre fils permettant la mise en serie des sondes et des resistances et permettant _ 7 - ~2~
aussi la mesure de la tension aux bornes des resistances variables. Un câble (107) multiconducteur relie le boltier (103) a un multiplexeur (109). Ce câble permet d'alimenter le bus d'entree du multiplexeur a~ec les tensions aux bornes des resistances variables et aux bornes des resis-tances étalons. La sortie du multiplexeur est reliée a un amplificateur (110) puis à un convertisseur analogique-numéri~ue (111) lequel est connecté au microprocesseur 1112), lui-~ême relié au multiplexeur (109) par un câble (120) de transport des ordres de commandes.
Le mic~oprocesseur effectue les adressages du multiplexeur et les regles de trois permettant le calcul des temperatures, et fait egalement les diverses operations nécessaires à la detection de la presence de givre sur l~evaporateur.
Le convertisseur analogique (111) est, de prefe-rence, un V.C.O. qui delivre a sa sortie une frequence proportionnelle a la tension presente à l'entree.
On peut aussi utiliser un modulateur de largeur d'impulsions de sorte que le microprocesseur travaillera a partir d'une periode, par comptage d'impulsions dont le nombre est directement proportionnel a la periode.
Le dispositif represente peut comporter differents organes de surveillance permettant par exemple de verifier ~ue le ventilateur est en fonctionnement ou que son acces par l'air exterieur n'est pas gêne par des elemen$s tels que des feuilles mortes par exemple.
Ce dispositif est particulierement bien adapté a la surveillance de l'évaporateur d'une pompe a chaleur telle que celle décrite dans la demande de brevet français publiee sous le n~ 2.478.792 ~Installation de chauffage pour locaux a usage d'habitation ou industriel~.
Enfin, l'in~ention n'est pas limitee aux modes de realisatio~ decrits, elle englobe au contraire toutes les ~arianteS.
~,
- 3 ~ 4 ~
According to a preferred characteristic of the method according to the invention, the di: Eference ~ Po is compared at least once, at time to, has a value of consi-gne Co, and the degi ~ rage is controlled when ~ Po is greater than less than Co. This Co value is chosen according to the characteristics of the device. This step of the method makes it possible to ensure that the first measure taken as a reference, was not ~ aite in the presence of frost. or any other harmful parameter, and preferably it is repeated several times if necessary and the installation is stopped if, after a number of trials, for example four, the difference at Po did not become greater than the setpoint Co.
Finally, according to another preferred characteristic of the method according to the invention, the control of the defrosting of the evaporator is interrupted when parameter P2 becomes greater than a setpoint C2.
Preferably, the measured parameter is the temperature or pressure.
The invention also provides a monitoring device.
lance and control of an evaporator associated with a circuit circulation of a first refrigerant and put in contact with a second fluid set in motion by a fan lator so ~ cross the evaporator, characterized by what it includes at least a pair of temperature sensors crossed out on both sides of the evaporator and contact with said second fluid, treatment means signals from these sensors, said means per-constantly making the difference between temperatures measured by both detectors and the compare to the initial gap existing when setting operation of the installation so as to generate a signal control actuating a device for dega ~ rage of the evapo-according to the result of said comparison.
According to a preferred embodiment, the sensors of te ~ perature generate a continuous signal representative of , ~
- 3a - 121 ~ S
the temperature and the means of treatment are killed by a microprocessor.
Finally, according to a preferential characteristic of the invention, the temperature sensors are constituted by resistances varying with temperature, streets by a roughly adjustable intensity current and mounted in series with two standard resistors, the monitoring and control device further comprising: 7 ~ 23L ~
- a signal multiplexing means provided with at least four entry ways of which at least two re ~ olvent each one analog signal representative of the terminal voltage variable resistances, including two among the others each receive a signal representative of the voltage across the stallion resistors ~, this means of plexing also comprising ~ an exit channel and means selection to select at any time one of said input channels in order to communicate it cation with said exit route, - a means of transformation allowing to transform signals from the means of multiple ~ age into signals al-of which one of the constitutive parameters is proportional tional to the voltage of the corresponding signal, said signals being directly processed by the microprocessor.
According to the invention, the transformation means can generate alternative signals whose period is pro-portional to the corresponding signal voltage but it can, according to another embodiment, generate signals whose frequency is proportional to the voltage of the corresponding signal.
According to a preferred characteristic, the means are made up of a microprocessor per-~ being to make a comparison ~ sound per second.
The invention will be better understood on reading the re following description of an embodiment, given as nonlimiting example, description ~ alte with reference to annexed drawings on which:
- The f ~ gure 1 shows a first embodiment of the invention - Figure 2 shows a second embodiment of the inventlon.
Figure 1 shows schematically the part evaporation of a heat pump with which we have associated a device for detecting frost according to the invention.
The evaporator (1 ~ in which the fluid circulates is placed in an air stream (2) produced by a ventilator (3). The fluid circulation circuit (4) refrigerator comprises an expansion valve (35).
~? ~
,; ~, It is closed by the rest of the exchange installation of heat pump calories represented by the rectangle ~ 5) and which includes, in particular and in a usual manner a compressor and a condenser. The circuit (4) includes a bypass loop (6) allowing bypass cl ~ condenser and regulator (35). This loop is controlled by a three-way valve (7) associated with a servomotor (30). The fan (3 ~ is fitted with an interrup-electromagnetic ~ tor (8). Two temperature sensors ~ 9) and (10) are placed in the stream of a; r (2), the probe (9 upstream of the evaporator and the probe (10) downstream.
of these probes is connected to a microprocessor (11), by the intermediary ~ re cables ~ 12) and (13) and conver-analog digital weavers (31 ~ and (32).
The device thus represented operates from the next way. The system is put into normal operation.
bad, that is to say that the refrigerant circulates in the evaporator, the bypass circuit (6) is closed, the fan (3) feeds and draws in the air flow (2) to and through the evaporator (1 ~, and the evaporator is not not frosted. After a certain time tl, it is considered that the steady state is reached.
From this time tl, the microprocessor of surveillance starts and performs, at moments ~ i separated by regular time intervals of the order of 1 second, the calculation of the difference ~ T between the temperature strike measured by probe 9 and that measured by probe 10. The first measurement made ~ To is taken as a measurement of reference and therefore put in memory. At every instant ti, the microprocessor compareA Ti to ~ To. As soon as ~ Ti becomes su-perieur à ~ To increased by a constant K, the microprocessor develops a signal actuating the switch (8) of the ventila-tor. This signal also acts on the servomotor (30 ~ which operates the three-way valve (7) so that the refrigerant circulates in the bypass circuit ment ~ 6). Simultaneously, the microprocessor monitors the : temperature measured by the downstream probe (10) and as soon as it this again becomes greater than a limit value, the micropro-stopper works out ur. new signal which by action of the switch (8) and the servomotor (30) puts the system back in ~ normal operation so that the cycle resumes as previously.
This system also monitors installation at startup which allows taking into account the situation where the evaporator would be ~ drunk during the measurement of ~ To, or that linked to faulty operation of the refrigerant circulation circuit. For this the microprocessor compares the interval ~ To to a value ~ limit and triggers defrosting if ~ To is greater than this value. In fact, and in this case we consider that the exchange did not do well and the evaporator is frosted. This operation can be repeated a number of times until normal operation is obtained but the microprocessor will trigger a total stop if this function normally not obtained after a certain number defrosting: for example 4. This phase of the process allows therefore ensure that the value ~ To, taken into account during all monitoring, corresponding to a normal state of device.
Figure 2 shows a variant of the invention that temperatures are measured using a device comprising two probes mounted in parallel with two standard resistors, a multiplexer and a generator of digital signals ~ The microprocessor assumes the calculation temperatures and defrost monitoring.
In this Figure 2, the identical elements ~ those in Figure 1 have the same markings. From either side of the evaporator are placed temperature probes (1013 and (102) each constituted by a variable resistance depending on the temperature. These two probes are mounted in series with two standard resistors ~ placed ~ in the housing (103) ~ ui also allows the supply of the probe assembly -standard resistances by continuous voltage. The cables (105) and (106) are conductors to other son allowing the serialization of probes and resistors and allowing _ 7 - ~ 2 ~
also the measurement of the voltage across the resistors variables. A multiconductor cable (107) connects the bolt (103) has a multiplexer (109). This cable provides power the input bus of the multiplexer has ~ ec voltages limits of variable resistances and across resistances standard tances. The output of the multiplexer is connected to a amplifier (110) then to an analog converter digital (eu) which is connected to the microprocessor 1112), itself connected to the multiplexer (109) by a cable (120) transport of orders.
The mic ~ oprocessor performs the addressing of the multiplexer and the rules of three allowing the calculation temperatures, and also does the various operations necessary to detect the presence of frost on the evaporator.
The analog converter (111) is, preferably rence, a VCO which delivers a frequency at its output proportional to the voltage present at the input.
You can also use a width modulator of pulses so the microprocessor will work at from a period, by counting pulses whose number is directly proportional to the period.
The device represented may have different monitoring bodies allowing for example to verify ~ ue the fan is operating or that its access by outside air is not hampered by such elements like dead leaves for example.
This device is particularly well suited to monitoring the evaporator of a heat pump such than that described in the published French patent application under n ~ 2,478,792 ~ Heating installation for premises for residential or industrial use ~.
Finally, in ~ ention is not limited to the modes of realisatio ~ described, on the contrary it encompasses all ~ arianteS.
~,

Claims (10)

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit: The embodiments of the invention, concerning the-what an exclusive property right or lien is claimed, are defined as follows: 1. Procédé de surveillance et de commande d'un évaporateur dans lequel circule un premier fluide, ledit évaporateur étant au contact d'un second fluide mis en mouvement de façon à le traverser, le second fluide étant susceptible de céder ses calories au premier fluide et de provoquer son évaporation, ledit procédé permettant la détection de la présence de givre sur l'évaporateur et l'élimination de celui-ci, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer un paramètre Pl, représentatif de l'état du second fluide en amont de l'évaporateur et un paramètre P2 repré-sentatif de l'état du même second fluide en aval de l'éva-porateur, ces mesures étant effectuées à des instants ti, déterminés à partir d'un instant initial, à calculer pour chaque instant la différence .DELTA. Pi existant entre les deux paramètres Pl et P2, à comparer à chaque instant ti la différence .DELTA. Pi avec la différence .DELTA. Po mesurée à l'instant initial, cette comparaison se faisant sous la forme d'une soustraction dont le résultat est un paramètre .delta. et à comman-der le dégivrage de l'évaporateur quand .delta. est supérieur à
une valeur de consigne Cl.
1. Method for monitoring and controlling a evaporator in which a first fluid circulates, said fluid evaporator being in contact with a second fluid put in movement so as to cross it, the second fluid being likely to give up calories to the first fluid and cause its evaporation, said process allowing the detection of the presence of frost on the evaporator and elimination thereof, characterized in that it consists to measure a parameter Pl, representative of the state of the second fluid upstream of the evaporator and a parameter P2 representing sensitive to the state of the same second fluid downstream of the evacuation porator, these measurements being carried out at times ti, determined from an initial instant, to be calculated for every moment the difference .DELTA. Pi existing between the two parameters Pl and P2, to be compared at each instant ti the difference .DELTA. Pi with the difference .DELTA. Po measured at the moment initial, this comparison being made in the form of a subtraction whose result is a .delta parameter. and to order der the defrost of the evaporator when .delta. is greater than a setpoint Cl.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la différence .DELTA. Po est comparée au moins une fois, à l'instant to, à une valeur de consigne Co et que le dégi-vrage est commandé quand .DELTA. Po est supérieur à Co.
2. Method according to claim 1, characterized in that the difference .DELTA. Po is compared at least once, at time to, at a setpoint Co and the degi-vrage is ordered when .DELTA. Po is greater than Co.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la commande du dégivrage est interrompue quand le paramètre P2 devient supérieur à une valeur de consigne C2.
3. Method according to claim 1, characterized in that the defrost control is interrupted when the parameter P2 becomes greater than a setpoint value C2.
4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le paramètre mesuré est la pression. 4. Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the parameter measured is the pressure. 5. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le paramètre mesuré est la tempéra-ture. 5. Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the measured parameter is the temperature ture. 6. Dispositif de surveillance et de commande d'un évaporateur associé à un circuit de circulation d'un premier fluide frigorigène et mis en contact avec un second fluide mis en mouvement par un ventilateur de façon à tra-verser l'évaporateur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paire de capteurs de température situés de part et d'autre de l'évaporateur et en contact avec ledit second fluide, des moyens de traitement des signaux provenant de ces capteurs, lesdits moyens permettant à chaque instant d'établir la différence entre les températures mesurées par les deux détecteurs et de la comparer à l'écart initial existant lors de la mise en marche de l'installation de façon à générer un signal de commande actionnant un disposi-tif de dégivrage de l'évaporateur en fonction du résultat de ladite comparaison. 6. Monitoring and control device of an evaporator associated with a circulation circuit of a first refrigerant and brought into contact with a second fluid set in motion by a fan so as to pour the evaporator, characterized in that it comprises minus a pair of temperature sensors located on the and other side of the evaporator and in contact with said second fluid, means for processing signals from these sensors, said means allowing at all times to establish the difference between the temperatures measured by the two detectors and compare it to the initial deviation existing when the installation of the so as to generate a control signal actuating a device defrosting of the evaporator depending on the result of said comparison. 7. Dispositif selon la revendication 6, carac-térisé en ce que les capteurs de température génèrent un signal continu représentatif de la température et en ce que lesdits moyens de traitement sont constitués par un micro-processeur. 7. Device according to claim 6, charac-terrified in that the temperature sensors generate a continuous signal representative of the temperature and that said processing means are constituted by a micro-processor. 8. Dispositif selon la revendication 7, carac-térisé en ce que les capteurs de température sont constitués par des résistances variables avec la température, parcou-rues par un courant d'intensité grossièrement réglable et montées en série avec deux résistances étalons, ledit dis-positif comportant en outre - un moyen de multiplexage du signal muni d'au moins quatre voies d'entrée, dont au moins deux reçoivent chacune un signal analogique représentatif de la tension aux bornes des résistances variables et dont deux parmi les autres reçoivent chacune un signal représentatif de la tension aux bornes des résistances étalons, ce moyen de multi-plexage comportant aussi une voie de sortie et des moyens de sélection permettant de sélectionner à chaque instant une desdites voies d'entrée afin de la mettre en communi-cation avec ladite voie de sortie, - un moyen de transformation permettant de transformer les signaux issus du moyen de multiplexage en des signaux alternatifs dont un des paramètres constitutifs est pro-portionnel à la tension du signal correspondant, lesdits signaux pouvant être directement traités par le micro-processeur. 8. Device according to claim 7, charac-terized in that the temperature sensors are made up by resistances varying with temperature, streets by a roughly adjustable intensity current and connected in series with two standard resistors, said device positive further comprising - a signal multiplexing means provided with at least four entry lanes, at least two of which each receive a analog signal representative of the terminal voltage variable resistances, including two among the others each receive a signal representative of the voltage across the standard resistors, this means of plexing also comprising an exit route and means selection to select at any time one of said input channels in order to communicate it cation with said exit route, - a means of transformation allowing to transform signals from the multiplexing means into signals alternatives of which one of the constituent parameters is pro-portable to the corresponding signal voltage, said signals that can be directly processed by the micro-processor. 9. Dispositif selon la revendication 8, caracté-risé en ce que le moyen de transformation génère des signaux alternatifs dont la période est proportionnelle à
la tension du signal correspondant.
9. Device according to claim 8, character-laughed at in that the means of transformation generates alternative signals whose period is proportional to the voltage of the corresponding signal.
10. Dispositif selon la revendication 8, carac-térisé en ce que le moyen de transformation génère des signaux alternatifs dont la fréquence est proportionnelle à
la tension du signal correspondant.
10. Device according to claim 8, charac-in that the means of transformation generates alternating signals whose frequency is proportional to the voltage of the corresponding signal.
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