Brevet FR2157988A1 — publié le 19730608

La présente invention concerne une machine de ré- frigération par absorption, et notamment un dispositif destiné à empocher la formation de cristaux dans les zone s sensibles de la machine et à retirer ces cristaux, dans des conditions prédéterminées. Lors du fonstionnement d'une machine de réfrigération par absorption, des pannes cu de mauvais fonctionnements peuvent provoquer la solidification ou la oristallisation de la solution d'absorption dans les passages de la machine. L'un des emplacements où la cristallisation est probable est e passage de solution concentrée de i échangeur de chaleur. A cet emplacement, la solution d'absorption a été concentrée par le générateur et elle est renvoyée dans l'absorbeur. Entre le générateur et l'absorbeur, la solution concentrée passe dans un échangeur de chaleur, et chauffe la solution diluée d2absorbant qui est pompée vers le générateur depuis l'absorbeur. Si pour une raison ou pour une autre la solution d'absorbant est trop concentrée ou est refroidie à une température inférieure à sa température de cristallisation, le passage de solution concentrée commence à se boucher et finalement est totalement obturé. Ceci peut se produire en un nombre de minutes très petit, et on constate qu'il suffit parfois d'une minute. Un certain nombre de conditions peut provoquer la cristallisation de la solution concentrée dans l'échangeur. Par exemple, la présence d'air ou d'un autre gaz inerte dans l'absorbeur empêche la dilution de la solution d'absorbant. Ce phénomène provoque la concentration de la solution concentrée qui augmente et la solution cristallise ensuite Aussi, si l'eau du condenseur se refroidit au-dessous de la température normale de fo-slotiormement, elle réduit la température de la solution diluée quittant l'absorbeur. Cette solution réduit à son tour la temperature de la solution concentrée de l'échangeur au-dessous de la température de cristallisation, si bien que la solution commence à boucher l'échangeur de chaleur.La surchauffe du générateur qui provoque une sur saturation de la solution d'absorbant peut aussi provoquer l'obturation par cristallisation des passages d'échange de chaleur. Il est souhaitable d'empocher les conditions précédentes. Cependant, à la suite d'un accident ou d'un mauvais fonctionnement, il est impossible d'empêcher la cristallisation dans l'échangeur à tout moment. Lorsque la cristallisation et le bouchage de l'échangeur ont lieu, le seul procédé pratique pour nettoyer les passages de l'échangeur consiste à chauffer ces passages directement de manière à liquéfier la solution d'absorbant. Il est donc tout à fait souhaitable qu'un dispositif détecte la cristallisation ou empoche celle-ci et nettoie les passages d'échange de chaleur avant qu'ils ne soient Si bouchés qu'il faille les chauffer extérieurement. De plus, un tel dispositif devrait assurer la dilution dans l'échangeur dans le cas d'une panne d'énergie. Plus précisément, l'invention concerne une machine de réfrigération par absorption comprenant un absorbeur, un évaporateur, un condenseur, un générateur, un premier passage de solution absorbante destinée à passer du générateur à l'absorbeur, un second passage de solution d'absorbant destinée à passer de l'absorbeur au générateur et un échangeur de chaleur assurant la mise en relation d'échange thermique des deux passages, sur une partie de leur longueur entre le générateur et l'absorbeur. Un conduit qui comprend une vanne normalement ouverte est placé entre le circuit de réfrigération de l'absorbeur et le premier passage, et la vanne est sensible à un détecteur à flotteur monté en parallèle avec le premier passage et destiné à détecter le niveau de solution dans celui-ci.La vanne provoque l'introduction de fluide de refroidissement dans le premier passage dans le cas où le niveau de la solution s'élève ou dans le cas d'une panne d'énergie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lesquels la figure unique est un schéma d'une machine de réfrigération par absorption comprenant le dispositif de dilution de l'invention. Sur le dessin, la machine d'absorption entourée par une enceinte étanche 10, comprend un condenseur 12, un évaporateur 14, un absorbeur 16 et un générateur 18. L'absorbeur 16 comprend un échangeur 22 de chaleur recevant du fluide de refroidissement par une conduite 23 reliée à une tour de refroidissement (non représentée) destinée à retirer la chaleur de l'absorbeur et du condenseur. Ce fluide de refroidissement passe par un conduit 26 jusqu'à l'échangeur 28 du condenseur 12. Le fluide de refroidissement quitte le condenseur par un conduit 30 et revient à une tour de refroidissement ou à une autre réserve de fluide de refroidissement. On peut utiliser dans la machine de l'invention divers types de fluide de refroidissement et d'absorption. Une solution de bromure de lithium, constituant l'absorbant, dans de l'eau constituant le fluide de refroidissement donne satIsfaction. L'expression "solution concentrée" utilisée dans le présent mémoire, désigne une solution qui est concentrée en absorbant, Une "solution diluée" est diluée en absorbant. De la vapeur d'eau provient d'une réserve 32, par exemple d'une chaudière, et passe dans l'échangeur 34 du générateur 18. L'échangeur 34 est destiné à renvoyer le condensat à la réserve de vapeur par le conduit 36. Il est évident qu'on peut utiliser toute autre source de chaleur pour concentrer la solution d'absorbant dans le générateur 18.La chaleur provenant de la condensation de la vapeur d'eau dans l'échangeur 34 provoque l'ébullition de la solution diluée dans le générateur qui donne de la vapeur de fluide de refroidissement et qui concentre la solution d'absorption. La vapeur du fluide de refroidissement créée dans le générateur 18 passe par un éliminateur 42 de liquide puis dans le condenseur 12, dans lequel le fluide de refroidissement est condensé à l'état liquide par échange avec le fluide de refroidissement dans l'échangeur 28. Le liquide de refroidissement passe du condenseur 20 à l'évaporateur 14 par l'ori- fice 44. Un liquide de refroidissement est vaporisé dans l'évaporateur 14, de manière à retirer la vapeur du fluide refroidi qui circule dans l'échangeur 46. Le fluide refroidi pénètre dans l'enceinte 10 par un conduit 43 et la quitte par un conduit 45. Ce fluide refroidi circule vers l'appareil dont la chaleur est à retirer. Comme l'absorbeur 16 est en communication avec ltévaporateur 14 en ce qui concerne la vapeur, la solution d'absorbant peut absorber de la vapeur du fluide de refroidissement de l'évaporateur de. manière à retirer la chaleur de l'évaporateur. Le liquide de refroidissement qui tombe de l'échangeur 48 est recueilli par une cuve 47. Il s'écoule de cette cuve a une pompe 48 par un conduit 49, la pompe transmettant le liquide à un conduit 50 qui le pulvérise dans l'évaporateur 14 par des buses 52. La solution diluée provenant de l'absorbeur 16 passe dans le conduit 54, la pompe 56 et l'échangeur 58 de chaleur, avant de pénétrer dans le conduit 62 et le générateur 18 dans lequel elle est concentrée. La solution concentrée du générateur 18 passe par le conduit 68 et pénètre dans l'échangeur 58 dans lequel elle transmet la chaleur à la solution diluée passant dans le conduit 54. Depuis l'échangeur 58, la solution concentrée passe par un conduit 70 jusqu'à la pompe 72 et se mélange à ce niveau à la solution diluée provenant de l'ab- sorbeur 16 par le conduit 74. La solution mélangée est chassée par la pompe 72 par le conduit 76 et est évacuée dans l'absorbeur 16 par des buses 78 de pulvérisation. Il faut noter que toutes les pompes sont entrainées par des moteurs convenabies, qu'on n'a pas représentés par raison de simplicité. Le passage 68 de solution concentrée, monté entre le générateur et l'échangeur 58, a été représenté comme un conduit ayant des parois, alors que tous les autres conduits sont représentés sur le dessin en traits pleins. Au cours du fonctionnement normal de la machine, la solution diluée est pompée de l'absorbeur au générateur. Lorsque la solution se concentre, elle passe du générateur 18-au conduit 68.Une machine classique d'absorption est réalisée de manière que le niveau normal de fonctionnement de solution concentrée se trouve entre le niveau de la solution dans le générateur et l'entrée de l'échangeur 58.Dans les conditions normales de travail, le niveau de la solution dans le conduit 68 reste au-dessous du niveau 81, Cependant, lorsque le passage 59 de solution concentrée de l'échangeur 58 commence à se boucher du fait de la cristallisation de la solution, le niveau 81 de la solution du conduit 68 commence à s'élever. Après obturation totale, si la machine n'est pas arrêtée, le niveau de la solution peut s'élever jusqu'à pénétrer dans le générateur 18. Une chambre 82 à flotteur est montée en parallèle au conduit 68, et possède une entrée 83 et une sortie 84o Un flotteur 85 ou un autre détecteur convenable de niveau est logé dans la chambre 82.Lorsque le niveau de la solution s'élève dans le conduit 68, il s'élève aussi dans la chambre 82. Le flotteur 85 et son mécanisme 86 de signalisation est du type qui s'ouvre lors d'une élévation et qui se ferme lors d'une baisse ; ainsi, tant que le flotteur 85 se trouve au-dessous du niveau prédéterminé, le mécanisme 86 est sous tension et transmet un signal au panneau 90 de commande. Lorsque le flotteur 85 s'élève au-dessus du niveau prédéterminé, le mécanisme 86 est mis hors tension et aucun signal ne parvient au panneau 90. Les niveaux représentés indiquent en 81 un niveau normal de travail et en 87 un niveau anormalement élevé. Le conduit 91 est placé entre le conduit 50 et le conduit 68. La vanne 92 normalement ouverte du conduit 91 commande le passage du fluide de refroidissement du conduit 50 au conduit 68. Selon l'invention, il est préférable que le conduit 91 soit placé à un niveau inférieur à la cuve 47, comme décrit dans la suite du présent mémoire. La vanne 92 est commandée par un signal provenant du panneau 90 par la ligne 93. Comme décrit précédemment, la vanne 92 est du type normalement ouvert, ctest-à-dire que, lorsquMile est hors tension, elle est en position d'ouverture et il faut l'exciter pour la fermer. La vanne 92 est commandée par la position du flotteur 85 par l'intermédiaire du signal transmis par le mécanisme 86, la ligne 89, le panneau 90 et la ligne 93. Dans les conditions normales de travail, le niveau de la solution dans le conduit 68 est à peu près en 81. Le flotteur 85, dans cette position, envoie un signal au mécanisme 86 qui transmet un signal au panneau 90 par la ligne 89. Le signal est alors transmis par la ligne 93 à la vanne 92 qui est donc maintenue en position de fermeture. Dans le cas où commence la cristallisation dans le passage 59 de l'échangeur 58, le niveau de la solution dans le conduit 68 et la chambre 82 commence à s'élever. Dans le cas où le niveau commence à s'élever jusqu'à une valeur anormale, par exemple en 93, le flotteur 85 commande la mise hors tension du mécanisme 86, interrompant le passage du signal par la ligne 89, le panneau 90 et la ligne 93 jusqu'à la vanne 92. En l'absence de signal, la vanne 92 prend sa position d'ouverture et permet au fluide de refroidissement d'entre pompé du conduit 50 au conduit 68 et au passage 59, par l'intermédiaire du conduit 91, de manière à diluer la solution et à supprimer la cristallisation.Lorsque la solution commence à s'écouler librement dans l'échangeur 58 à nouveau, le niveau de la solution dans la chambre 82 tombe, si bien que la vanne 92 est remise sous tension et se ferme à nouveau. Comme le panneau 90 de commande est aussi l'alimentation en énergie du circuit de commande, on note que la vanne 92 est ouverte lorsque le signal passant par la ligne 93 est interrompu, par exemple dans le cas d'une panne d'énergie. Selon l'invention en conséquence, une panne d'énergie assure la dilution automatique de la solution de l'échangeur 58. Dans ce cas, la vanne 92 s'ouvre après l'arret. Comme la cuve 47 est disposée au-dessus du conduit 91, le fluide de refroidissement de la cuve passe par gravité par le conduit 91 et dans l'échangeur 58, bien que la pompe 48 ne soit plus entrainée. Ainsi, les commandes de la machine d'absorption assurent un cycle de dilution lors de l'arrêt de la machine, et un tel cyclepeut setre associé à un cycle selon l'invention le cas échéant. De plus, un relais à retard peut etre placé au niveau du panneau 90, qui commande l'arrêt de la machine dans le cas où la vanne 92 reste ouverte pendant un temps dépassant une durée prédéterminée. Un exemple de cycle de dilution est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 002 359. Un dispositif d'alarme peut wetre aussi incorporé à la commande empêchant la cristallisation, de manière qu'il avertisse un opérateur que la machine commence à empêcher la cristallisation ou a cessé de fonctionner, par exemple une cloche sonne ou une lampe s'allume. Bien que la commande de réduction de la cristallisation ait été décrite en référence à une machine de réfrigération à absorption à un générateur à un seul étage, elle convient aussi aux machines à deux étages. Dans ce cas, la cristallisation a lieu dans les passages de solution concentrée de l'échangeur à basse température. Celui-ci est placé entre le générateur à basse pression du second étage et l'absorbeur. Il échange de la chaleur entre la solution concentrée passant vers l'absorbeur et la solution diluée en provenant. La chambre 82 est placée dans le conduit de solution concentrée reliant le générateur du second étage à l'échangeur à basse température. Un exemple de tel échangeur à basse température est représenté dans le dessin du brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 287 928, sous la référence 26. Le circuit de commande et de fluide peut étre facilement adapté par un spécialiste à partir de la description qui précède, à une machine de réfrigération par absorption ayant un générateur à deux étages et des échangeurs de chaleur à basse et haute températures. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Machine de réfrigération par absorption, du type qui comprend un générateur, un absorbeur, un condenseur et un évaporateur formant un circuit fermé assurant la mise en oeuvre d'un cycle de réfrigération par absorption, un premier passage destiné à conduire la solution d'absorption du générateur à l'absorbeur et un second passage destiné à conduire la solution d'absorption de l'absorbeur au générateur, les deux passages étant en relation d'échange thermique sur une partie de leur longueur et formant ainsi un échangeur de chaleur, ladite machine étant. caractérisée en ce qu'elle comprend un détecteur du niveau de la solution dans le premier passage, destiné à transmettre un signal lorsque le niveau est inférieur à un niveau prédéterminé, le signal étant interrompu lorsque le niveau dépasse ledit niveau prédéterminé, un conduit placé entre lé circuit de fluide de refroidissement de l'évaporateur et le premier passage, et une vanne placée dans ledit conduit et destinée à commander le passage du fluide de refroidissement dans celui-ci, la vanne étant commandée par ledit signal, de manière que la vanne s'ouvre chaque fois que le signal est interrompu. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le détecteur comprend une chambre à flotteur montée en parallèle au premier passage. 3. Machine selon la revendication 1, caractériséeen ce que la machine, le détecteur et la vanne reçoivent l'énergie électrique d'un panneau commun de commande, de manière que le signal soit supprimé lors de la suppression de l'énergie électrique. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'évaporateur est disposé à un niveau supérieur à celui du conduit, si bien que le fluide de refroidissement de l'évaporateur passe par le conduit par gravité lorsque l'énergie électrique gt supprimée.