Brevet FR2262790A1 — publié le 19750926

La présente invention concerne la réduction du panache des réfrigérants atmosphériques et elle a plus particulièrement pour objet un moyen à agencer dans une installation de réfrigé ration afin de réduire et contrôler Ialcngueur du panache. Un réfrigérant atmosphérique se présente généralement sous la forme d'une construction datiè laquelle un liquide, de l'eau par exemple, se trouve refroidie par contact direct avec de 1' air atmosphérique dans des dispositifs d'échange thermique. Dans ceux-ci le liquide et l'air réfrigérant circulent Ü contre-cou gants ou à courants croisés. La circulation de l'air est assurée par tirage naturel à l'aide d'une cheminée ou par tirage forcé au moyen de ventilateurs, de type aspirant ou soufflant. Le li quide refroidi est repris à la base de la construction par un système de pompage tandis que l'air atmosphérique réchauffé dans les échangeurs se trouve expulsé dans l'atmosphère au sommet de la construction. Le panache est le nuage qui se forme dans certaines condi tions atmosphériques à la sortie du réfrigérant et qui résulte de la condensation partielle de la vapeur d'eau contenue dans l'air expulsé dans l'atmosphère. La formation du panache est due au franchissement du-seuil de saturation lors de la dilution dans l'atmosphère de cet air expulsé par le réfrigérant. La longueur du panache est déterminée par le temps nécessaire à sa dilution dans l'air atmosphérique jusqu'au seuil d'évanescen ce du panache, ce temps étant conditionné, pour un état donné de l'air expulsé, par l'état atmosphérique. Outre que ces panaches produisent une concentration d'hu mixité dans l'atmosphère ambiante, ils peuvent, dans certaines conditions propices, provoquer localement du brouillard et des conditions de formàtion de givre qui peuaJent avec juste raison être jugées gênantes par le voisinage et être dangereuses pour la circulation aux abords d'installations de réfrigérants. L'invention vise à réduire la longueur du panache par r- glage de l'état de l'air expulsé dans l'atmosphère, de manière à réduire sensiblement, voire à supprimer les conséquences gênantes ou dangereuses des panaches. L'invention a pour objet une installation de réfrigération, de type quelconque, dans laquelle est prévue une chambre de mélange disposée dans le trajet d'air réfrigérant en aval du corps d'échange. Cette chambre de mélange présente une entrée pour un flux d'air atmosphérique additionnel et comprend un moyen pour régler le débit de ee flux d'air additionnel. Ledit moyen de réglage peut par exemple titre constitué ae dispositifs tels que des persiennes réglables ou encore d'un ou plusieurs ventilateurs. La chambre de mélange peut être pourvue de déflecteurs destinés à améliorer le mélange des flux d'air sec et liquide et à rendre ainsi plus homogène le flux d'air unique finalement rejeté dans l'atmosphère. L'invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des figures I à 5 jointes qui illustrent quelques exemples de modes de réalisation, nullement limitatifs. La figure 1 montre schématiquement un échangeur thermique 1, du type à contre-courants, disposé à l'intérieur d'une enceinte de réfrigération. L'échangeur comprend ici un corps d'échange à travers lequel ruisselle l'eau à refroidir distribuée par un dispositif distributeur 2. L'air réfrigérant C1 se trouve introduit au bas de l'échangeur 1 au travers des persiennes 4 assurant une protection contre les rejets d'eau et atténuant les effets néfastes du vent. Le mouvement de L'air réfrigérant est assuré par tirage forcé au moyen d'un ventilateur 5 surmonté de la cheminée ou diffuseur 3 et aspirant l'air réfrigérant à travers l'échangeur 1.L'eau refroidie au contact de l'air dans le corps d'échange 1 se trouve recueillie au bas de l'installation dans le bassin 20 et reprise par un aispositif de pompage non représenté. Au-dessus du corps d'échange est dispose un separateur de gouttes 6 ayant pour fonction de séparer de l'air ayant traverse l'échangeur la quasi-totalité des gouttelettes d'eau entrai- nées. Surmontant le corps d'échange au-dessus du réparateur de gouttes 6 est disposée, suivant l'invention, une chambre de mélange 7 de forme seblale à celle du corps d'échange et pré sentant d'une part une entrée pour l'air sortant du corps d' échange et d'autre part une entrée pour un courant d'air atmosphérique additionnel C2 qui se trouve aspiré dans la chambre 7 par le ventilateur 5. Le passage d'entrée du courant d'air C2 est Inni d'un moyen de réglage du débit constitué dans cet exemple de forme de réalisation par des persiennes réglables 8. La chambre de mélange 7 est pourvue des déflecteurs 21 qui rendent plus homogène le mélange des deux flux d'air C1 et C. La quantité d'air additionnel C2 air dans la chambre 7 sty mélange à l'air humide venant du corps d'échange et le dilue avant son expulsion dans l'atmosphère. En réglant ; quantité d'air additionnel C2 selon les conditions atmosphériques, l'état de saturation de l'air expulsé dans l'atmosphère se trouve réglé compte tenu de ces conditions atmosphériques. Par exemple, par temps chaud et sec lorsque la zone de saturation à franchir au cours de la dilution par l'air atmosphérique de l'air expulsé est relativement courte, et partant le panache lui-même relativement court, les persiennes 8 seront réglées en sorte de laisser passer une quantité d'air relativement modérée, voire nulle.Par temps froid et humide, par contre, lorsque 1' état de l'air correspondant aux divers degrés de dilution dans l'atmosphère de l'air expulsé se situe en majeure partie dans la zone de saturation, et que partant le panache serait relativement long, l'ouverture des persiennes 8 sera réglée en sorte de laisser passer une quantité d'air plus importante de manière à réaliser une partie du processus d'évolution du panache à 1' intérieur même de l'enceinte du réfrigérant et à réduire ainsi la longueur du panache, Il est bien entendu que la chambre de mélange est adaptée au type de corps d'échange adopté car il est évident que celuici peut être différent de celui qui est représenté à titre d' exemple à la figure 1. D'une façon générale, la chambre de mélange est située dans le trajet normal de l'air réfrigérant.Associée à un échangeur à courants croisés, par exemple, la chambre -de mélange serà située au même niveau que ou à un niveau supérieur à celui de l'échangeur. De plus, la chambre de mélange aura une forme adaptée à son type de montage. Si elle doit être raccordée directement au corps d'échange, elle aura une forme, par exemple parallèlipipédique, semblable dQ celle ae celui-ci (c'est le cas iilustré à la fig.1). oi elle doit être raccorde à une virole de ventilateur, elle aura une norme circulaire. Elle peut aussi avoir une forme complexe caractériste par des orifices circulaires présentant un aérodynamisme adéquat. Une autre variante consiste encore à associer la chambre de mélange au diffuseur d'un ve-tilateur. Enfin on put également pr-voir la chambre de mélange indépendant@ du corps du réfrigérant. La fig.2 illustre une for@@ de réalisatin de la chambre de mélange identique à celle ed la figure 1, mais incorporée dans un réfrigérant dans lequel le mouvement d el'air est assuré par un ventilateur soufflant 9. Le fonctionnement de cette réalisation est similaire à celui de la réalisation ae la figu- re 1. flans les exemples illustrés aux figures 1 et 2 le moyen de réglage,du débit d'air additionnel C2 est constitué par des persiennes réglables. Lendit moyen de réglage du débit peut également être constitué par un ou plusieurs ventilateurs. Les figares 3 et 4 illustrent un tel mode de réalisation. A la figure 3 le réfrigérant est similaire à celui de la figure 1, comprenant un échangeur 1 à contre-courants avec tirage forcé assuré au moyen d'un ventilateur aspirant 5. Le moyen de réglage du débit de l'air additionnel C2 est constitué par des ventilateurs 18 disposés en aval du ventilateur 5 à la base de la cheminée ou diffuseur 3. A la figure 4 le réfrigérant est similaire à celui de la figure 2, le mouvement de l'air réfrigérant étant assuré par un ventilateur soufflant 9. Le moyen de réglage du débit du flux d'air additionnel est constitué cette fois d'un ventilateur soufflant 28 auquel on a adjoint, à titre d'exemple nullement limitatif, des persiennes réglables 8. Le fonctionnement et le réglage de ces deux derniers modes de réalisation sont similaires à ceux des modes de réalisation décrits précédemment. Il importe de remarquer ici que les ventilateurs associés au courant d'air additionnel ne doivent point nécessaireemnt être du même type que ceux qui assurent le mouvement de l'air réfrigérant C1. La figure 5 illustre le cas d'application de la disposition selon l'invention à une tour de réfrigération à tirage nature. La tour 1G est représentée en élévation. L'air réfrigétrant C1 se trouve aspiré dans une cheminée par sa base 11 de la tour. Le moyen de réglage du débit dtair additionnel C2 est 2 constitué, comme dans la forme de réalisation de la figure 3, par des ventilateurs 18. Dans le présent exemple, le débit d' air dans le corps d'échange est assuré par la hauteur de la cheminée, comprise entre la base de la tour et le niveau des ventilateurs 18. Une variante de ce mode de réalisation consiste i prévoir des orifices en lieu et place des ventilateurs 18 pour aspirer le courant d'air additionnel; dans ce cas le tirage aU flux d'air global est assuré par la hauteur de la cheminée au-dessus ae ces orifices. Aux orifices peuvent également être associés des persiennes. REVENDICATIONS 1.- Installation de réfrigération comprenant un corps d' échange thermique pour a mise en contact thermique d'un lioui- de avec un flux d'air atmosphérique, caractérisée en ce que, dans le tract de l'air atmosphérique an aval du corps a'échange, se trouve disposée une chambre de mélange ayant un premier passage d'entrée raccordé au passage de sortie d'air du corps d'échange, un second passage d'entrée pour recevoir un flux d' air extérieur, et un passage de sortie communiquant avec l'at- oosphère extérieure, ledit second passage d'entrée comprenant un moyen pour régler le débit dudit flux d'air extérieur. 2.- Installation de réfrigération selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de réglage du débit du flux d'air extérieur est constitué de persiennes r-glables. 3.- Installation de réfrigération selon la reverdication 1, caractérisée en ce que le moyen de réglage du débit du flux d'air extérieur est constitué d'un ou plusieurs ventilateurs à une ou plusieurs vitesses. 4.- Installation de réfrigérant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la chambre de mélange comprend un ou plusieurs dispositifs déflecteurs rendant plus homogène le mélange des deux flux d'air.