Brevet FR2261490A1 — publié le 19750912

La présente invention a pour objet un appareil de conditionnement de l'air vue de la déshumidification sous temperature con trôlée. r L'objet de l'invention se rattache au secteur technique de la ventilation et en particulier au conditionnement de l'air en vue de séchage d'un matériau ou d'objets par élimination du liquide qui y est contenu. I1 est bien connu de réaliser des appareils pour la déshumidification de l'air en vue du séchage d'un matériau ou d'objets. Cependant dans certains appareils la chaleur exedentaire diffusée par les différents organes en cours de fonctionnement n'est pas é vacuee à l'extérieur et dece fait assure une surchauffe du local, nuisant à la bonne conservation des produits stockés. D'autres appareils assurent bien l'évacuation totale des calories dégagées par les différents organes en mouvement mais nécessitent également un moyen de chauffage indépendant et règlable pour maintenir le lo- cal à une température convenable.Cette disposition est très couteuse du fait de la perte de calories et par suite de perte d'énergie C'est pour obvier à ces inconvénients qu'il est apparu nécessaire de réaliser un appareil de déshumidification de l'air caractérisé par le fait qu'il aspire l'air du local ou cellule dans lequel est placé le produit à sécher; le dit air est filtré, séché, et réchauffé ou pas, par les calories dégagées par le circuit assurant la condensation de l'air, afin d'avoir une température contrôlée à l'intérieur du local. Suivant une caractéristigue, 1e déshumidification de l'air est effectuée par la condensation des particules d'eau contenues dans le dit air sur un évaporateur composé d'un serpentin à l'intérieur duguel circule un agent réfrigérant. L'eau est ensuite recueillie par ruissellement dans un égouttoir autorisant également la circulation ascendante de l'air. Suivant une autre caractéristique, un thermostat placé å l'in- térieur du local de séchage ou à l'intérieur de l'appareil commande ou pas, en fonction de la température ambiante du local, la rotation d'un ventilateur autorisant l'évacuation vers l'extérieur des calories diffusées par un condenseur lors de la compression du gaz réfrigérant. Lorsque la température ambiante du local n'est pas assez élevée le ventilateur s'arrête de telle sorte que l'échange thermique se fasse dans des condenseurs situés juste audessus de l'évaporateur, réchauffant ainsi l'air du local aspiré par un ventilateur centrifuge situé à la partie supérieure de l'appareil. Une batterie de résistances électriques du type blindées, commandées thermostatiquement sont placées au-dessus des condenseurs afin d'avoir un réchauffement rapide du local lorsqu'il vient juste d'être chargé de produit à sécher et d'éviter que les particules d'eau contenues dans l'air ne givrent sur l'évaporateur. En variante, il est prévu de faire fonctionner en permanence le ventilateur d'évacuation d'air chaud ; ledit air chaud étant dirigé soit vers l'extérieur soit à l'intérieur du local par des volets de débit -commandés par un servo-moteur agissant en fonction de la température ambiante du local. En variante également, les condenseurs autorisant l'échange thermique à l'intérieur du local et celui autorisant l'é- change vers l'extérieur dudit local sont montés en parallèle et alimentés chacun par une vanne électromagnétique ou une vanne trois voies commandée par un thermostat inverseur contrôlant la température ambiante du local. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. PSur fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter dans les déssins annexés. La figure 1 est une vue à caractère schématique illustrant un appareil de déshumidification d'air placé dans une cellule confinant le produit à sécher. La figure 2 est une vue à caractère schématique et à grande échelle d'un appareil de déshumidification d'air suivant l'invention. La figure 3 est une vue de face à caractère schématique illustrant le circuit frigorifique de l'appareil. La figure 4 est une vue à caractère schématique illustrant une réalisation en variante du circuit frigorifique de l'appareil. La figure 5 est une vue à caractère schématique illustrant une réalisation en variante de l'appareil. La figure 6 est une vue partielle en perspective illustrant un appareil selon l'invention placé à l'intérieur d'un local présentant une pluralité de ventilateurs facilitant la circulation de l'air. La figure 7 est une vue en coupe correspondant à la figure 6. La figure 8 est une vue partielle en perspective illustrant un appareil de déshumidification de l'air placé à l'extérieur du local. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisation en se référant aux exemples illustrés aux figures des dessins. Comme illustré figure 1 l'appareil déshumidification assure le réglage de l'air à l'intérieur d'un local ou cellule 1 clos et isolés thermiquement. L'air sec sortant de l'appareil A passe au travers de produits à sécher P2 se chargeant ainsi d'humidité ; il est ensuite aspiré par le bas de l'appareil et traverse des filtres 2 qui ont pour but de retenir les plus grosses particules de poussière afin de protéger les échangeurs (évaporateur 3 et condenseurs 4) contre un encrassement qui diminuerait leur coefficient d'échange thermique. L'air pénètre ensuite dans l'évaporateur3 après avoir franchi un égouttoir spécial 5 qui permet à la fois : la circulation ascendante de l'air et le recueillement par ruissellement des eaux en gouttelettes. L'évaporateur 3 est constitué par un faisceau de tubes 31 de préférence en cuivre dont le diamètre peut varier par exemple de 8 à 16 mms suivant les fabrications. Des ailettes 3 réalisées de préférence en aluminium sont serties sur ce faisceau de tubes 31 dispose en serpentin. Leur écartement peut être variable de 1,5mms à 5 mms par exemple. Dans cette tuyauterie que constitue ce faisceau de tubes 31 , circule un agent réfrigérant F. Ce frigorigène ayant été détendu, son niveau thermique s'abaisse sensiblement prenant ainsi de la chaleur aux masses métalliques constituant l'évaporateur 3 (tuyauterie 31 et ailettes 32 ) et à l'air le traversant. Cet air, chargé d'humidité se condense au contact des parties froides de l'évaporateur. Cette condensation forme des gouttes qui ruissellent le long des ailettes 31 tombant en pluie et étant évacuées par l'égouttoir 5. Les gaz frigorigènes F circulant dans la tuyauterie sont ensuite aspirés et comprimés par le compresseur frigorifique 6 et par conséquant surchauffés. Ils sortent du compresseur 6 par la tuyauterie haute pression, sous forme de vapes Ces vapeurs passent dans le condenseur additionnel 7 constitué par un faisceau de tubes 71 réalisés de préférence en cuivre et dont le diamètre peut varier par exemple de 8 à 16 mms suivant les fabrications. Des ailettes 72 réalisées de préférence en aluminium sont serties sur ces tubes 71 leur leur écartement peut être variable de 1,5mms à 6 mms.Cet ensemble constitue un échangeur thermique Lorsque la température du local i est suffisamment élevée un thermostat 8 préréglé commande la rotation d'un ventilateur 9 autorisant la circulation d'air extérieur dans une enceinte E de l'appareil au bas de laquelle est placé le condenseur additionnel 7 . Ainsi, lors de la rotation dudit ventilateur 9, l'air extérieur est aspiré au travers du condenseur.7 ,liquéfiant le gaz F et se chargeant de calories diffusées par ledit condenseur 7. L'air chaud ascendant est ensuite évacué vers l'extérieur du local par le ventilateur 9 situé à la partie supérieure de l'enceinte E. Lorsque la température du local 1 est inférieure à celle prédéterminée pour le séchage du produit P , le thermostat 8 arrête le fonctionnement du ventilateur 9. Dans ce GgSi il n'y a donc plus d'échange thermique dans le condenseur additionnel 3du fait que la circulation de l'air extérieur est coupée. Les vapeurs du frigorigène F ne pouvant plus se refroidir et se liquéfier dans le condenseur 7 passent dans les condenseurs 4 (techniquement de mêmes caractéristiques que le condenseur 7 ) qui sont traversés par l'air intérieur du local 1. Cette circulation d'air est assurée par le ventilateur centrifuge 10 placé en haut de l'appareil A. L'échange thermique ne s'étant pas effectué dans le condenseur 7 s'effectue dans les condenseurs 4. I1 y a donc dans ce cas, dégagement des calories dans la cellule. A la suite de l'échange thermique dans ces condenseurs 4 les vapeurs du frigorigène F sont liquéfiées et sont ensuite stockées dans une bouteille réservoir 11 d'une capacité de 2 à 3 litres par exemple. Cette bouteille 11 est munie d'une vanne reliée au système de détente 12 alimentant l'évaporateur 3 . Le cycle frigorifique est ainsi bouclé. Le système de détente 12 peut etre de différentes sortes. Le plus simple étant le tube capilaire formé de préféren par une tuyauterie en cuivre d'une très faible section et d'une grande longueur, cette disposition évitant l'emploi de la bouteille de stockage. Ce dispositif peut être remplacé par des détendeurs qui peuvent être soit automatiques soit thermostatiques. Le système de détente est protégé en amont par un filtre déshydrateur ayant pour but de retenir les éventuelles impuretés ou humidité qui pourraient se trouver dans le circuit frigorifique, occasionnant ainsi des troubles sérieux dans le fonctionnement La circulation d'air intérieur traverse également des résistances électriques 13 du type blindées situées de préférence au-dessus des condenseurs 4 . Ces résistances 13 commandées thermostatiquement se mettent en service lorsque l'on met en séchage un local qui vient d'être chargé de produit P à sécher.Dans ce cas , il est nécessaire de monter la température à environ + 18 C avant la mise en route thérmostatique du compresseur 6 afin d'éviter que l'évaporateur 3 givre en travaillant à une température trop basse et que l'humidité se transforme en glace, et ne s'écoule pas de l'évaporateur 3. La puissance des résistances reste à déterminer d'après les conditions climatiques de la région où est située l'installation. Suivant une réalisation en variante illustrée figure 5, le ventilateur 9 tourne en permanence, tandis que le thermostat contrôlant la température ambiante du local 1 commande un servomoteur agissant sur des volets de débits 14 limitant ainsi le volume d'air circulant au travers du condenseur additionnel 7 Cette disposition a pour but de répartir judicieusement les calories dégagées lors de la liquéfaction des vapeurs du gaz réfrigérant F soit à l'intérieur soit à l'extérieur de la cellule. Suivant une autre réalisation en variante illustrée figure 4,un des condenseurs 4 et le condenseur 7 sont montés en parallèles et respectivement alimentés chacun par des vannes électromagnétiques ou une vanne trois voies 15 et 16 recevant les -vapeurs de gaz réfrigérant F provenant de la haute pression du compresseur 6. Ces dits condenseurs 4 et 7 préservent chacun sur leur canalisation de sortie un clapet anti retour 17. Le ou les autres condenseurs 4 se trouvent donc montés en série soit avec le condenseur 4 monté en parallèle soit avec le condenseur 7, suivant la position des vannes 15 et 16 Un thermostat inverseur contrôle la température ambiante du local 1 et commande l'ouverture de I'ure ou l'autre des deux vannes électromagnétiques 15 et 16 . Les vapeurs de gaz réfrigérant vont donc se liquéfier soit dans le condenseur 7 dans ce cas, il y a évacuation des calories excédentaires sot dans les condenseurs 4 en cas de recyclage des calories dans le local 1. Le ventilateur 9 est commandé parallélement avec la vanne électromagnétique 16 alimentant le condenseur 7. I1 est à noter que la commande therrnostatique peut être remplacée par une commande pressostatique. Comme illustré figures 6 et 7 l'air évacué par l'appareil A placé à l'intérieur du local 1 est propulsé par une pluralité de ventilateurs 18 fixés au niveau supérieur dudit local 1. La figure 8 illustre un appareil A placé à l'extérieur du local 1. L'air sec sort du dit appareil par une gaine 19 en forme de T débouchant à la partie supérieure du local, tandis que l'air chargé de particules d'eau est aspiré par une bouche 20 située à la partie inférieure du local 1 et reliée au bas de l'appareil A. Les avantages ressortent bien de la description et en particulier on note : la récupération des calories résultant de la liquéfaction du gaz réfrigérant, pour maintenir le local de séchage à une température prédéterminée. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquée ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS - 1 - Appareil de conditionnement de l'air en vue de la déshumidification sous température contrôlée, caractérisé par le fait qu'il aspire au-travers des produits à sécher l'air humide du local, en vue de son filtrage, séchage par évaporation, puis réchauffement éventuel par les calories dégagées par un condenseur, afin d'obtenir une température contrôlée à l'intérieur du local. - 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la déshumidification de l'air est effectuée par la condensation des particules d'eau contenues dans le dit air, sur un évaporateur Composé d'une tuyauterie et d'ailettes à l'intérieur de laquelle circule un agent réfrigérant détendu. - 3 - Appareil suivant les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé par le fait que les gouttelettes d'eau déposées sur 1téva- porateur sont recueillies par ruissellement sur un égouttoir autorisant également la circulation ascendante de l'air du local aspiré par un ventilateur centrifuge situé à la partie supérieure de l'appareil. - 4 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un thermostat placé à l'intérieur du local ou dans le dit appareil autorise la circulation des calories dégagées lors de la liquéfaction des vapeurs de l'agent réfrigérant compressé, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur du local. - 5 - Appareil suivant les revendications 1 et 4 ensemble, caractérisé par le fait que, lorsque la température ambiante du local est supérieure à celle prédéterminée, le thermostat autorise la rotation d'un ventilateur situé à la partie supérieure d'une enceinte provoquant une circulation d'air extérieur au travers d'un condenseur formé d'une tuyauterie et d'ailettes à l'intérieur de laquelle circule l'agent réfrigérant compressé et mis à l'état gazeux ; lors du contact de 1'air extérieur sur le condenseur l'agent se liquéfie en dégageant des calories qui sont évacuées vers l'extérieur du local par le ventilateur. - 6 - Appareil suivant les revendications 1 et 4 ensemble, caractérisé par le fait que lorsque la température ambiante du local est inférieure à celle prédéterminée, le thermostat neutralise le ventilateur autorisant la liquéfaction de l'agent réfrigérant compressé dans au moins un condenseur situé au-dessus de l'évaporateur et monté en série avec celui se trouvant dans l'enceinte; lors de la circulation de l'air du local au travers du ou des condenseurs, l'agent réfrigérant ainsi liquéfié dégage des calories qui sont entrainées à l'intérieur du local réchauffant ainsi celui-ci. -7- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que des résistances électriques commandées thermostatiquement sont placées à l'intérieur de l'appareil et alimentées lors de la mise en service du local pour autoriser un réchauffement rapide et d'éviter le givrage des particules d'eau sur l'évaporateur. -8- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3 4,5,6,et 7 caractérisé par le fait que l'agent réfrigérant à l'état liquide est stocké dans une bouteille avant dsêtre détendu et envoyé dans l'évaporateur, dans le cas-où ledit agent n'est pas détendu dans un tube capillaire. -9- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'en variante le ventilateur d'évacuation d'air chaud vers 1'extérieur fonctionne en permanence ; un thermostat placé à l'in térieur de-local ou dans l'appareil autorise l'ouverture ou la fermeture de volets situés à l'intérieur de l'enceinte et au-dessus du condenseur ; ces dits volets régulant le débit de l'air extérieur passant au travers du dit condenseur. -10- Appareil suivant la revendication 1 , caractérisé par le fait qu'en variante un des condenseurs placés à l'intérieur de l'appa rèil et le condenseur placé dans l'enceinte présentent sur leur canalisation de sortie un clapet anti-retour et sont montés en parallèle sur le circuit haute pression venant du compresseur d'agent réfrigérant ; chacun de ces condenseurs étant alimenté par une vanne électro-magnétique ou vanne trois voies commandées par un thermostat inverseur situé à l'intérieur du local ou de l'appareil ; le ou les autres condenseurs situés à l'intérieur du dit appareil sont donc montés en série avec l'un ou l'autre des condenseurs montés en parallèle, suivant la position des vannes. -11 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3, 4,5,6,7,8,9,10 , caractérisé par le fait que l'appareil est placé à l'intérieur du local. -12- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3, 4,5,6,7,8,9,10 caractérisé par le fait que l'appareil est placé à l'extérieur du local. -13- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1,2 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 , caractérisé par le fait qu'en variante le réglage de la température à l'intérieur du local s'effectue par une commande pressostatique.