Brevet FR2085219A1 — publié le 19711224

La présente invention concerne un agencement d'échange thermique à contre-courant permettant l'évacuation rapide, vers l'atmosphére, de la chaleur produite dans une enceinte ; cet agencement, de forme générale plate, est particulièrement apte à s'incorporer aisément dans une ou plusieurs des parois d'une armoire plus specia- liement destines à recevoir des composants électriques sensibles A 1 'échauffement. On connafît déjè des échangeurs de chaleur à double circulation de fluide, avec échange e entre les courants opposes yar conductibilité métallique. Du fait de cette double circulation, ces échangeurs on un rendement excellent, toutefois ils sont généralement formes de tuyauteries compliquees et s'ils peuvent convenir dans de grosses installations industrielles, 1 aont absolument inaptes au rsefroi- dissement d'une enceinte en orme d'armoire. On a proposé par ailleurs d'amfliorer la oualité d'échange thermique d'un radiateur d'appartement au moyen de deux cops de chauffe à ailettes, respectivement plaoés en bas et en tête, et -e- liés par une gaine coupée en son milieu par une cloison diagonale l'air chauffe an bas dans 'une des chambres formeespar cette cloi- son cède une partie de sa chaleur à la cloison médiane, celle-ci ré- chauffant ltair admis à la base de la seconde chambre ; cet air est dirigé ensuite sur le corps de chauffe de tête.Ce ode de construction permet de réaliser un changeur de forme relativement plate, mais ne convient aucunement pour le refroidissement intense d'une enceinte fermes. Il ne comporte pas, en effet, de contre-courant, est l'air ne peut pas s'élever lentement entre les deux corps de chauffe. La cloison centrale ne procure qu'un échange très faible et inégal tandis que l'échange maximal se produit dans les éléments de base et de tête, lesquels sont munis d'ailettes. L'invention propose une structure qui combine les avantages des deux types d'échangeurs définis ci-dessus. Cette structure procure ainsi, par une convexion intense de l'air contanu dans l'enceinte, un refroidissement pertioulièrment important des éléments qui y soeft contenus, tout en se pretant au mode de construction dans lequel le corps é@nangeur de chaleur est un élément standardisé pouvant entre coupe en longueurs variables, ou en longueurs fixes prédéterminées, que l'on ajoute bout à bout. Par rapport au mode de refroidissement qui consiste a puiser directement l'air de refroidissement à l'extérieur, l'invention pUr- met d'éviter des filtres ou autre dispositif de purification ou de neutralisation chimique de l'air. L'échangeur de chaleur conformé à l'invention, ou type compol tant une double circulation de fluide, avec échange thermique entre les deux courants opposés par conductibilité métallique, est carac risé par une structure allongée, conductrice de le chaleur, form@ au moins deux conouits contigüs ouverts à leurs extrémités, dont chacun est raccordé à un ventilateur qui aspire l'un des milieux fluides entre lesquels des dchan@es thermiques doivent avoir l@@@ Selon une forme d'exécution préférée de l'invention le co@@@ échangeur est obtenu dans un profilé extrudé à ailettes qui for@@ des alvéoles contigus, l'âme de ce profilé assurant la séparation des deux conduits échaugeurs, tendis que l'une des l'une des extrémités de chacun des conduite est raccordes par une manchette à une face d'@ ventilateur. @'invention sera mieux comprise à l'aide de la description après Au dessin annexé : la figura 1 représents, en soute verticale selon I-I de la fi- gure 2, un mode d'exécution préféré d'un échangeur conforme à l'invention, monté à l'intérieur d'une porte @'armoire pour appareils électriques. La figura 2 est une vue en élévation de l'agencement selon fi- Sure 1 La figure 3 est une coupe, selon III-III de la figure 1 du corps d'échangeur. la figure 4 a est une vue en perspective d'un élément de venti- lation qui corporte cet échangeur. La figure 4 b est une vue an perspective du corps d'échangeur recevant l'élément de la figure 4 a. La figure 5 est une vue éclatée d'un élément de ventilation et La figure 5 a est une vue agrandie, en perspective d'un détail de fixation de le cloison médiane de l'échangeur. Comme cela apparaît à la figure 1, une armoire en t81e désignée an général par 3 est munie d'une ouverture avec joint étanche 3 sur lesuel s'applique une porte 1. Entre la porte et le joint se trouvent des plaques de support 2 soudées sur le rebord de la porte les supports 2 sont reliés aux extrémités 5 de cloisons médianes 22 ou 15 a à des éléments de ventilation haut et bas, 24 et 19 respectivement. On notera que cas deux éléments de ventilation somt dans l'exemple illustré identiques, leur montage sur le corps de l'échangeur étant simplement inversé. Chaque élément de ventilation (voir figures 4 a et 5) est composé de deux flasques latéraux 13 munis d'une arête de raidissement 14, d'une tôle médiane 15 a se terminant par un rebord soudé 15 c formant rainure, d'une tôle extérieure 15 b avec partie obliqua 15 a et cadre 15 e pour la fixation par des boulons 18 du ventilateur 19. Il est évident que les flasques et les cloisons pourraient éga- lement faire partie d'un moulage sous pression de la tubulure complète. les flasques latéraux 13 comprennent des rainures 17, 33 pour l'encastrement des tôles respectives 15 b, 15 a et sont solidaires l'une de l'autre par des tirants filetés 16. Dans l'exemple décrit, les organes 20, 22 e, 22 b, 23, 24, 25 de l'élément supérieur sont respectivement identiques à 13, 15 a, 15 b, 16, 19, 18, de l'élément inférieur. Aux figures 1, 3 et 4 b on voit que le corps de l'échangeur se compose d'un profilé extrudé, avantageusement en aluminium, ayant une ame 6 et des ailettes 8 parallèles. L'âme est prolongée de part et d'autre par des parties 7 de fixation, tandis que sont disposés latéralement des flasques d'extrémité 9 oui, par des rainures 7 a, embrassent des plaques de Fermeture extérieures 11, 12. le profilé extrudé est coupé, dans chaque cas de montage, suivant la longueur utile de l'échangeur. une fabrication de masse est prévue, on peut avoir en stock des longueurs standardisées préfabriquées. Le raccordement des éléments de ventilation sur le corps d'échangeur apparaît selon les figures 3, 4 a, 4 b, les flasques 13 14, 20, 21, se prolongent par des pattes 28 ayant des trous 28 a en correspondance avec des trous 9 a ou 9 b du corps d'changeur:la fixation s'effectue au moyen de boulons tels que 29. Comme il est particulièrement important que les deux circuits d'air en sens inverse ne présentent pas de fuite, la tôle médiane 15 a, 22 a est conformée en gouttière du côté de son raccordement avec l'Eme 6 du profilé échangeur. flans cette gouttière est placé un cordon de joint 26 (figure' 1), qui réalise l'étanchéité. les pattes 28 du flasque 13 sont séparées entre elles par un créneau 33 a laissant passer l'extrémjté de ltâme 6. A la base de ce créneau se trouve un élargissement 33 b (figure 5 a) de la rainure 33, de manière à loger la gouttière contenant le joint 26. Il est à remarquer que, dans la partie de l'élément de ventilation allant l'échangeur, la tôle médiane 15 a fait un coude vers l'intérieur, tandis que la tôle 15 b est oblique et que l'épaisseur du ventilateur ess de préférence pratiquement égale a la moitié de celle du profilé extrudé. De cette manière, à chaque extrémité de l'élément échangeur la saillie du ventilateur est supprimée par un déport vers le centre. l'ensemble de l'échangeur possède alors la structure générale d'un s allongé, ce qui donne une forme plate facile 2 incorporer dans une paroi ou une porte d'armoire ne montage de l'ensemble représenté de face 3 la figure 2 Dor- me u@ cadre comportant les trous de fixation 30. Plusieurs ensembles peuvent être posés cote à cöte dans le cas d'une armoire de grandes dimensions, les montages étant toujours effectués sur des ouvertures rectangulaires des parois. D'après la figure 1, on voit que la circulation de l'air chaud de l'armoire se fait, à partir au ventilateur supérieur 24, dans le sens F2 vers le bas par la zöne de la gaine profilée tournée vers l'armoire, puis avec sortie en bas le long de la face externe de la tôle 15 a, à l'intérieur d'un compartiment étanche de l'armoire. La circulation de ltair froid extérieur se produit dans le sens Fl, avec une entrée par des persiennes 31 prévues au bas de la porte, par le ventilateur 19, puis de façon ascendante, dans la zône de la gaine profilée tournée vers la porte, avec sortie en haut de la norte par des persiennes 32. Il est évident que la température de l'air ascendant a tendance à croître du bas vers le haut, tandis que celle de lwair descendant a tendance à décroitre du haut vers le bas. Ces deux gradients de température inverses l'un de l'autre sont particulièrement favorables au refroidissement, puisqu'ils répartissent de façon optimale l'échange thermique entre les deux cônes sur toute la longueur de la gaine. La structure du profilé favorise elle-meme grandement cet échange thermique du fait qu'elle comporte des alvéoles contigus, donc non séparés par des intervalles d'air peu favorables à la conduction thermique. On remarquera par ailleurs que la rendement de l'échangeur dependra également du débit choisi pour les deux zones de conduits et qu'il est facile de réaliser électriquement une variation du débit par des variations de vitesses de cadre moteur. REVENDICATIONS 1.- Echangeur de chaleur comportant une double circulation de fluide avec échange thermique entre les deux courants opposés par conductibilité métallique, caractérisé par une structure allongée, conductrice de la chaleur, formant au moins asux conduits contigus ouverts à leurs extrémités, dont chacun est raccordé à un ventilateur qui aspire l'un des milieux fluides entre lesquels des échanges thermiques doivent avoir lieu. 2.- Echangeur de chaleur selon revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure forme un ensemble d'alvésles contigus jointivement conducteur de la chaleur. D.- Echangeur de chaleur selon revendication 1, caractérisé par deux ventilateurs identiques montés l'un en haut de l'un des conduits, l'autre en bas de vautre conduit. 4.- Echangeur de chaleur selon revendication 2, caractérisé en ce que ladite structure est constituée d'un profilé métallique extrudé comportant des ailettes réparties de chaque coté d'une âme centrale, cette âme formant les surfaces de séparation des deux conduits de l'échangeur et le profilé étant fermé par des plaques latérales tandis que l'une des extrémités de chacun des conduits est raccordée par une manchette à une face d'un ventilateur. 5.- Echangeur selon revendication 4, caractérisé en ce que chacune des manchettes de raccordement est déportée par rapport au conduit correspondant pour venir en prolongement du conduit de courant inverse, lesdites manchettes étant montées sur un ventilateur dtép3s saur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur de ladite structure de manière que l'ensemble de l'échangeur s'encadre dans un parallélépipède plat. 6.- Echangeur selon revendication 4, caractérisé en ce que chaque manchette est constituée par deux tôles planes pliées et serrées par des tendeurs entre deux flasques latéraux. 7.- Echangeur selon revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il est fixé à l'in-térieur d'une armoire, l'un n des ventilateurs étant placé an regard d'ouvertures d'aspiration de l'air extérieur ménagées dans une paroi de l'armoire, ladite paroi comportant également des ouvertures d'évacuation de l'air à l'extrémité opposé du conduit associé audit ventilateur, l'autre conduit, ainsi que le ventilateur qui lui est associé, étant. entièrement logé dans un comportiment étanche de ladite armoire. 8. - Echangeur selon revendication 1, caractérisé en ce que les ventilateurs ont un débit réglable.