Brevet FR2223652A1 — publié le 19741025

La présente invention concerne l'amènagement d'une batterie de caloducs tubulaires destinés à véhiculer de la chaleur entre deux milieux situés de part et d'autre d'une cloison de séparation, par exemple entre un flux d'air dirigé vers l'intérieur et un flux d'air dirigé vers l'extérieur dans des passages de flux d'air respectifs d'undispositif de ventilation, dans lequel un groupe de caloducs situés d'un coté de la paroi de séparation possède une partie cédant de la çhaleur par conduction thermique à l'extrémité de moyens thermo-électriques qui sont refroidis lorsqu'ils sont excités, les moyens thermo-électriques comportant au moins un thermoélément mais de préférence un certain nombre de tels élément reliés entre eux pour constituer une "unité thermo-électrique", disposés au voisinage de ladite paroi de séparation, l'extrémité chaude desdits moyens étant en contact de conduction thermique avec une partie absorbant de la chaleur des tubes respectifs appartenant à un groupe de tubes situés sur le côté opposé de la paroi de séparation. I1 a été proposé pour detellesinstallations de relier par paires les tubes d'un côté de la cloison de séparation aux tubes sur l'autre côté de ladite cloison et de placer des moyens thermo-électriques entre les surfaces therminales opposées de chaque paire de tubes. La surface de contact direct nécessaire pour de telle batterie, entre les tubes sur un côté de la cloison et les moyens thermo-élec- triques, présente ainsi une étendue uniformément orientée qui nécessite la totalité de sa surface à l'intérieur d'un seul et même plan. De plus, avec des tubes de section transversale circulaire, une partie importante de l'espace.dans ledit plan est occupée par les zones latérales, inactives, situées entre les tubes. Ainsi, une batterie de ce type nécessite une surface inférieure spéciale, relativement grande, fonction des données de fonctionnement particulières. De son côté, la longueur de chaque tube individuel est déterminée par les données de fonctionnement particulières et la dimension de la surface de contact avec les moyens thermo-électriques. L'objet de la présente invention est de proposer une batterie de tubes plus compacte qui peut comporter moins de tubes, mais plus longs, que la batterie décrite ci-dessus et qui permet à la surface de transfert de chaleur des moyens thermo-électriques d'être adaptée à la longueur des tubes, et de permettre ainsi une plus grande li berthe dans le dimensionnement de la batterie de façon à pouvoir prêter davantage attention aux conditions concernant l'économie en cotit de fabrication et l'encombrement. Ce but est atteint au moyen de l'installation selon l'invention qui est caractérisée principalement en ce que les extrémités des tubes d'un groupe de tubes recouvrent les extrémités des tubes de l'autre groupe, les moyens thermo-électriques étant disposés autour de la périphérie des extrémités des tubes respectifs, et en ce que les tubes sont groupés et ont une section transversale à leurs extrémités telle que chaque extrémité de tube absorbant de la chaleur possède une surface latérale munie d'un des moyens thermo-électriques, faisant face à une surface latérale d'une extrémité de tube cédant de la chaleur, et vice versa. L'invention sera à présent décrite de façon détaillée en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une perspective de deux caloducs adjacents dans une batterie de tubes selon l'invention - la figure 2 est une coupe partielle à travers les caloducs d'un côté dans un plan de coupe situé intérieurement à et raral- lèlement à un plan latéral de la paroi de séparation selon la ligne II-II de la figure 3 - la figure 3 est une coupe partielle transversalement à travers la paroi de séparation le long d'une rangée de caloducs faisant face alternativement à l'un desdits deux côtés, selon III-III à la figure 2.La figure 3 montre également des cloisons supplémentaires pour constituer deux passages de flux d'air - la figure 4 est une coupe d'un mode de réalisation légèrement modifié et correspond à la vue représentée à la figure 2 et - la figure 5 est une coupe correspondante d'un autre mode de réalisation. La figure 1 représente deux caloducs 1 et 2 adjacents constituant une partie d'une batterie complète de tels tubes. Une plus grande partie de la même batterie est illustrée aux figures 2 et 3. Une extrémité de chacun des tubes 1 et 2 est située à proximité d'une paroi de séparation 3 disposée entre deux milieux, par exemple écoulement d'air entrant et écoulement d'air sortant dans un dispositif de ventilation. Comme représenté à la figure 3, les tubes peuvent être disposés pour s'étendre transversalement à travers un conduit 4 et un conduit 5 pour des flux respectifs desdits milieux. Les caloducs sont en métal, de préférence en cuivre, fermés et contenant un fluide ayant un point d'ébullition convenable par rapport à la plage de fonctionnement en question et une mèche 6 ou analogue qui transporte le milieu en phase liquide. Situés entre les extrémités des tubes, sur l'un ou l'autre côté de la paroi de séparation, se trouvent des moyens thermo-électriques 7 qui sont agencés pour former des surfaces de condensation froides dans les tubes sur un côté de la paroi 3 et des surfaces de vaporisation chaudes dans les tubes sur l'autre côté de ladite paroi.Les moyens thermo-électriques sont représentés très schématiquement sur les dessins et on peut supposer qu'ils sont des "unités thermo-électriques" de même forme et de même dimensions, composées chacune d'un grand nombre de thermo-éléments pouvant être reliés à une source commune de courant, les thermo-éléments étant disposés entre une paire de plaques terminales formant une surface terminale d'absorption et d'émission de chaleur. Les parties des tubes situées dans des conduits respectifs 4 et 5 sont de section transversale circulaire et dans le but d'augmenter leurs surfaces de chauffage ou de refroidissement elles sont munies de lames métalliques 8 analogues à des ailettes. La paroi de séparation 3 est réalisée en matériau isolant5ermi- quevrtet entoure les moyens thermo-électrigues et les extrémités de tubes qui leur sont adjacentes. Les extrémités des tubes 1 du groupe de tubes sur un côté de la paroi de séparation recouvrent les extrémités des tubes du groupe sur l'autre cté de la paroi. Tous les tubes sont groupés en rangées parallèles et les parties terminales se chevauchant des tubes sont de section tranversale carrée et mutuellement de mêmes dimensions. Lorsqu'on les voit en coupe transversale (Figure 2), les tubes forment un dessin carré et sont groupés de telle sorte que chaque tube dans un groupe est entouré sur les quatre côtés par des extrémités de tubes du groupe opposé, de telle sorte que chaque tube peut avoir quatre côtés de la partie terminale reliés à une extrémité de ses moyens thermo-électriques respectifs 7 au lieu d'avoir uniquement le fond relié auxdits moyens. Ceci n'est pas exact, bien entendu, pour des tubes situés le long des côtés et aux coins de la batterie de tubes, ces tubes ayant des moyens thermo-électriques disposés sur trois et sur deux de leurs côtés respectivement. Chacun des moyens thermo-électriques 7 est dimensionné pour couvrir sensiblement la surface latérale respective d'une extrémité de tube située à l'intérieur de la paroi de séparation. La forme ci-dessus décrite des extrémités de tube et la disposition particulière des tubes et des moyens thermo-électriques procure un certain nombre d'avantagespar rapport aux moyens classiques ayant un dispositif thermo-électrique disposé entre la surface inférieure de chaque paire de tubes. Par exemple des tubes moins nombreux et plus longs peuvent être utilisés pour obtenir le même flux de chaleur. Une grande liberté est obtenue en ce qui concerne le dimensionnement de la combinaison des caloducs et des moyens thermo-électriques. Des unités plus compactes peuvent être obtenues. Les parties de tubes munies des lames métalliques analogues à des ailettes sont disposées selon une configuration en zigzag pour améliorer l'échange de chaleur avec le milieu les traversant.La fixation des tubes et des moyens thermo-électriques est combinée avec la séparation et l'isolement des côtés chaud et froid l'un par rapport à l'autre. Les mêmes avantages sont obtenus avec le mode de réalisation représenté à la figure 4 qui diffère du mode de réalisation des figures 1 à 3 en ce que les extrémités de tubes 11 et 12 dans la paroi de séparation 13 ont la forme d'un triangle équilatéral au lieu d'un carré et sont chacune munies de trois moyens thermo-électriques 17 et disposées selon une configuration adaptée à la forme différente des extrémités de tubes de telle sorte que, mis à part les tubes disposés sur les bords et dans les coins, chaque extrémité de tube dans un groupe de tubes est entourée sur les trois côtés immédiatement extérieurement aux moyens thermo-électriques 17 par les extrémités de trois tubes du groupe opposé, si bien que, comme précédemment mentionné, chacun des deux groupes est en contact avec son milieu respectif des deux milieux entre lesquels de la chaleur sera transférée. Des avantages similaires sont également obtenus avec le mode de réalisation représenté à la figure 5 dans lequel les extrémités de tubes 21 et 22 dans la paroi de séparation 23 ont une section transversale hexagonale régulière. Les tubes sont disposés de telle sorte que chaque extrémité de tube dans un groupe de tubes sur chaque côté alterné de l'hexagone fait face vers un côté d'une extrémité de tube situés le long des bords de la paroi de séparation. Des moyens thermo-électriques 27 sont disposés entre des côtés adjacents des extrémités de tubes et malgré le fait qu'en gros seulement la moitié de la périphérie de l'extrémité du tube est utilisée pour les moyens thermo-électriques, une surface optimale pour les moyens thermo-électriques peut être obtenue en choisissant un degré convenable de chevauchement entre les deux groupes de tubes. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais peut être modifiée sans sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Installation d'une batterie de caloducs destinés à véhiculer de la chaleur entre deux milieux situés sur les côtés opposés d'une paroi de séparation, par exemple entre un flux d'air dirigé vers l'intérieur et un flux d'air dirigé vers l'extérieur dans des passages de flux d'air respectifs d'un dispositif de ventilation, dans lequel un groupe de caloducs situés sur un côté de la paroi de séparation a une partie des tubes de chaleur respectifs cédant de la chaleur par conduction thermique à l'extrémité de moyens thermoélectriques qui sont refroidis lorsqu'ils sont excités, les moyens thermo-électriques comportant au moins un thermo-élément mais de préférence un certain nombre de tels éléments reliés entre eux pour former une"unité thermo-électrique" et étant disposés au voisinage de ladite paroi de séparation, l'extrémité chaude desdits moyens étant en contact de conduction thermique avec une partie absorbant de la chaleur des tubes respectifs appartenant à un groupe de tubessitXs sur le côté opposé de la paroi de séparation, caractérisée en ce que les extrémités des tubes d'un groupe de tubes recouvrent les extrémités des tubes de l'autre groupe, les moyens thermo-électriques étant disposés autour de la périphérie des extrémités des tubes respectifs, et en ce que les tubes sont groupés et ont une section transversale à leurs extrémités de telle sorte que chaque extrémité de tube absorbant de la chaleur a une surface latérale munie d'un des moyens thermo-électriques, faisant face à une surface latérale d'une extrémité de tube cédant de la chaleur, et vice versa. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités de tubes ont une section transversale en forme de triangle équilatéral, de carré ou de polygone régulier. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens thermo-électriques sont de dimensions unitaires et ont une surface d'extrémité dont la largeur colncide de façon générale avec la longueur latérale de la configuration en coupe transversale de l'extrémité de tube. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'extrémité de tube est de forme triangulaire ou carré et en ce que les moyens thermo-électriques sont disposés de chaque côté de l'extrémité du tube. 5. Installation selon-la revendication 3, caractérisée en ce que l'extrémité de tube a une forme hexagonale et en ce que les moyens thermo-électriques sont disposés sur chaque côté alterné de l'extrémité de tube. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les extrémités de tubes et les moyens thermo-électriques intercalés sont enrobés dans le matériau isolant thermique qui constitue la paroi de séparation