Brevet FR2287025A1 — publié le 19760430

La présente invention a pour objet un récupérateur de chaleur à plaques juxtaposées dans lequel la circulation de l'air, chaud et froid, s'effectue en contre-courant- I1 est oonnu que dans les systèmes d'air conditionné et de ventilation, notamment dans le domaine industriel, il est utilisé des dispositifs réoupérateurs de chaleur de type rotatif ou de type statique îià paquets. Dans les dispositifs de type rotatif une matière capable d'absorber et de céder la chaleur passe successivement à travers les courants d'air chaud et froid. Dans les dispositifs de type statique par contre, l'air chaud et l'air froid s'écoulent séparés par des plaques à travers lesquelles se réalise l'échange thermique. les dispositifs de type statique, tout en étant dtun rendement plus élevé, présentent cependant de grandes diffioultés quant au nettoyage des canaux existant entre les plaques.L'opération de nettoyage ne peut en effet être réalisée que par soufflage dans le sens longitudinal du dispositif. Elle est laborieuse et presqulinefficace, car ltappa reil constitue un ensemble compact et oomplètement fermé.En outre, les récupérateurs de type statique actuels présentent des difficultés presqu'insurmontables pour la réalisation de la liaison entre les divers canaux du récupérateur à travers lesquels circulent les fluides chaud et froid et les canaux principaux du système. Pour éluder ces difficultés il a été prévu que les fluides circulent de manière croisée mais ceci provoque un abaissement de rendement. les récupérateurs traditionnels de type statique sont en plus as sujettis à la déformation des canaux d'ecoulement des fluides en raison de la différence de pression existant entre les fluides. Les inconvénients ci-dessus mentionnés n'existent pas sur les récupérateurs faisant l'objet de l'invention et comportant des plaques placées les unes à côté des autres avec circulation d'air en contre-courant. Ces récupérateurs sont formés d'une série de tales juxtaposées suivant des plans verticaux et distancées entre elles au moyen de rebords qu'accusent ces tôles sur les deux faces. Ces dernières sont reliées deux à deux aux extrémités longitudinales et la liaison alternée et en sens opposé dans la moitié supérieure et inférieure de la tale constitue dans le sens horizontal un élargissement continu partant d'un bord à l'autre de la tôle. Plus en détail, à 11extrémité de la sortie et à celle d'entrée de l'airs chaque tôle est munie à demi--hauteur de deux fentes horizontales. Il est ainsi obtenu quatre bords dont les deux bords supérieurs- sont reliés par couples l'un à celui supérieur d'une tôle adjacente et l'autre à celui supérieur de l'autre tôle adjacente.Les deux bords inférieurs sont eux aussi reliés par couples respectivement à chacun des deux bords inférieurs des deux toies adJacentes, mais en sens opposé par rapport aux bords supérieurs. En d'autres termes, considérant une tôle ittermédiaire, celle-ci est reliée à la tôle disposée à l'un de ses côtés avec le bord supérieur d'un côté et le bord inférieur de l'autre côté. Dans les fentes longitudinales ménagées aux deux extrémités de la tale sont introduites des cloisons, à savoir une par partie, et les lignes d'intersection sont scellées jaiette liaison entre les tales ci-aessus men- tionnées la moitié supérieure de la partie frontale du récupérateur est en communication avec la moitié inférieure de la face oppésée du récuperateur même et vice versa. En conséquence, le récupérateur faisant l'objet de l'invention présente sur les deux parties frontales une bouche d'entrée et une bouche de sortie bien définies correspondant aux moitiés supérieure et inférieure des parties frontales. Ce récupérateur, grâce à une pluralité d'interstices se trouvant juxtaposées et où circulent alternativement de ltair chaud et de l'air froid, est susceptible d'être facilement relié aux conduites d'un système de conditionnement de l'air ou de ventilation. En raison de sa structure particulière, le récupérateur permet aussi un nettoyage rationnel des interstices d'é- coulement des fluides soit au moyen d'air, soit au moyen d'eau ou de solutions détergentes appropriées. I1 convient aussi de signaler que les rebords réalisés sur les deux faces des tales forment des entretoises entre les tôles après l'assemblage et constituent, en outre, des organes de turbulence efficaces au passage de l'air, tout en augmentant le pouvoir d'échange thermique de ce dernier avec les tôles. L'enveloppe contenant le bloc de tales précitées est constituée par des panneaux munis de perforations appropriées sur leurs bords les que les,en utilisant des organes de fixations filetés correspondants, permettent un montage et un démontage facile. Le drainage de cordensations éventuelles s'effectue à travers des décharges appropriées prévues dans le panneau inférieur de l'enveloppe contenant le paquet de tales constituant le bloc. le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution préférée d'un tel récupérateur faisant l'obJet de l'invention. Fig. 1 montre le récupérateur en-vue de face. Fig. 2 correspond à une vue longitudinale partiellement coupée. Fig 3 fait voir, depuis le haut, une partie du paquet de tales pla crées les unes à coté- des autres reliées par couples alternées. Fig. 4 illustre schématiouement en coupe transversale le détail de la fermeture supérieure et inférieure des interstices parcourues par les deux circuits d'air. Fig 5 correspond à une vue perspective des panneaux destinés à envelopper le paquet de tales. Fig. S montre schématiquement et en vue perspective une série de tales accouplées. Fig. 7 se rapporte à la cloison horizontale disposée à la partie médiane des tales aux deux extrémités de sortie et entrée de l'air et adap- -tóe à oréer les deux bouches superposées pour l'entrée et la sortie des deux fluides en contre-courant. Fig. 8 a trait à la même cloison cue ci-dessus, mais en vue latérale. Le récupérateur de chaleur suivant l'invention est constitué par une série de tôles 10, 10', 10", 10"' .... convenablement façonnées et disposées parallèlement entre elles. Chaque tôle est pourvue sur les deux faces de rebords Il, 11' agissant à la manière d'entretoises quand les tales sont assemblées entre elles. Ces rebords Il, 11' peuvent etre obtenues par emboutissage et sont généralement décalées d'une face a l'autre.Les tales 10, 10', 10", 10"' sont assemblées à leurs extrémités par paires ou couples alternés de manière à constituer longitudinalement des couloirs borgnes A, B, C, D. L'orientation de chacun de ces couloirs est en particulier inversée par rapport à celle de leurs voisins. En outre, le parcours imposé par le couloir correspondant à la partie supérieure d'une tale est en sens inverse par rapport a celui du couloir correspondant de la partie inférieure de la tale. Pour obtenir une telle structure particulière et la disposition des couloirs, chaque tale est pourvue1 à demi-hauteur et aux extrémités de sortie et d'entrée de l'air, de deux fentes longitudinales formant quatre bords dont deux supérieurs et deux inférieurs. les deux bords supérieurs sont reliés deux à deux aux bords supérieurs correspondants des deux tôles inférieurs disposées respectivement à droite et à gaucne.les deux bord8/ sont reliés de la meme manière à deux tôles disposées respectivement à droite et à gauche, mais en sens opposé par rapport aux bords supérieurs.la fermeture supérieure, inférieure et frontale des couloirs parcourus par l'air, est ob- tenue en appliquant aux bords des tôles des prof ils appropriés D2r exemple collés au moyen de résines se pretant à cet effet. llterr.at~vement cette fermeture est obtenue en utilisant des rubans adhésifs 15 ayant la résissar- ce voulue ou en soudant directement les tôles entre elles près n, bords ou encore en faisant appel à d'autres moyens appropries (Fig. 4). Aux extrémités du bloc échangeur ainsi constitué où les tôles sont Jointes frontalement deux à deux et où par conséquent la forme des canaux n'est plus à parois parallèles, mais convergentes, sont appliquées deux tôles 19 et 19' (Fig 8) disposées horizontalement au moyen d'adiénîfs appropriés ou en utilisant d'autres moyens susceptibles d'en garantir le scellement.Le paquet ainsi formé est divisé dans le sens horizontal aux extrémités en deux parties, à savoir une partie supérieure et une partie inférieure à l'aide de deux cloisons 12 et 12' disposées dans les fentes horizonxales réalisées aux deux extrémités de chaque tole.Par un tel arranaement l'air entrant dans une direction en provenance des canaux reliés par exemple de la tartie supérieure d'une extrémité, Lorsqu'il parvient à la partie terminale ferméede ceux-ci (Fig. 6), passe à la partie inférieure des canaux et, en les trouvant ouerts, sort à l'extrémité opposée du bloc échangeur. L1air d'expulsion entrant à l'état vicié, chaud ou froid, cède le cnaud ou le froid aux parois des tales lesquelles, ; leur tour chauffent ou refroidissent l'air de renouvellement. Le paquet de tôles est renfermé s-xérieurement, inférieurement et latéralement entre les panneaux 13, 13', 13", 13"' constituant son enveloppe. Sur les deux premiers sont prévus des petits matelas 14 et 14' en matière relativement malléable. Ces matelas sont appuyés sur le paquet de tôles par le blocage des panneaux supérieur et inférieur, de sorte que ces panneaux 13 et 131 sont calorifugés.Les panneaux 13, 13', 13" et i3" peuvent etre assemblés d'une manière -iovible par exemple au moyen de vis en prise dans des percements 17 prévus dans l'épaisseur des tords métalliques 15, 16', 16", 16"'. Ces percements trouvent leurs correspondants dans les bords des côtés les plus épais des panneaux supérieur et inférieur (Fig. 5). De cette manière il est possible d'extraire facilement et rapide- ment le bloc en vue de son nettoyage complet par soufflage d'air ou aussi par lavages à l'eau avec utilisation éventuelle de solutions détergentes ou encore par immersion dans des bains as solvants appropriés. le cette façon il est évité l'accumulation possible de parties résiduelles, notamment aux endroits où les cannaux sont fermés. Le panneau inférieur est muni d'ouvertures 18, 18' favorisant la décharge de la condensation pouvant éventuellement s'etre formée dans les canaux ou restée comme résidu de la solution. de lavage. La realisation pratique du récupérateur de chaleur admet des variantes e; des Modifications uuant à sa forme, ses aim.ensions et sa construction sans sortir di cadre de l'invention. REVENDICATI ONS 1) Récupérateur de chaleur constitué d'une pluralité de tôles parallèles juxtaposées et assemblées par couples aux extrémités d'entrée et de sortie de l'air, caractérisé en ce que l'air d'entrée et l'air de sortie sont à contre-courant, chaque tôle étant pourvue à demi-n auteur et à l'extrémité de sortie et d'entrée de l1air, de deux fentes longitudinales formant quatre bords dont deux bords par eaté, les bords supérieurs étant reliés deux à deux à des bords supérieurs correspondants des deux tôles adjacentes et les bords inférieurs étant reliés de la même manière aur bords inférieurs correspondants des deux tôles adjacentes, mais en sens oppo sé par rapport aux bords superieurefet que dans les fentes longitudinales, ménagées aux deux extrémités de chaque t81e, sont disposées deux cloisons, soit une par partie. 2) Récupérateur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tôle est pourvue sur les deux faces de rebords formant entretoises lesquelles sont en contact avec les rebords de la tcle adjacente et les rebords d d'une face et décalées par rapport à ceux de la face opposée. 3) Récupérateur de chaleur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque trajectoire parcourue par 11 air est inversée par rapport au parcours adjacent et celui supérieur est en sens inverse par rapport à celui inférieur pour une même plaque. 4) Récupérateur de chaleur suivant l'une au l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque parcours & l'air est fermé supérieurement et inférieurement à l'aide de tôles ou ra adhésifs. 5) Récupérateur de chaleur suivant l'une es l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qutaux extrémité du bloc formé par le paquet de tôles assemblées par couples sont appliquées deux tales disposées horizontalement et perpendiculairement aux tôles échangeuses de chaleur. 6) Récupérateur de chaleur suivant une ou l'autre des revendications i à 5, caractérisé en ce que le paquet de tôles est renfermé supérieurement, inférieurement et latéralemetX par des panneaux enveloppants, susceptibles d'être assemblés entre eux à l'aide de moyens de fixation filetés introduits dans des percements BrSvus dans leurs bords. 7) Récupérateur de chaleur suivant la revendication 6, caractei̇- sé en ce que le panneau inférieur est muni d'ouvertures de passage pour la décharge de la condensation.