Brevet FR2336551A1 — publié le 19770722

La presente invention concerne les procédés de refroidissement de machines, notamment de moteurs à combustion interne, du type utilisant la technique de refroidissement par evaporation, selon laquelle le fluide réfrigérant est évaporé par apport de chaleur sous une température relativement faible, la vapeur étant ensuite recondense ou reliqufiée par extraction de chaleur dans un appareil de refroidissement. Pour un tel refroidissement de machines, on utilise soit un refroidissement par air, soit un refroidissement par eau, et seulement exceptionnellement un refroidissement par évaporation. Un tel refroidissement présente toutefois comme avantage de permettre une différence de tempetrature plus grande entre la vapeur et lue fluide rerigerant, de sorte que la surface de refroidissement peut etre plus faible. En outre, la quantité de liquide refrigrant à mettre en circulation se trouve également entre plus faible. Comme liquide réfrigérant utilisé pour un tel refroidissement par évaporation, on connait déjà l'eau, les liquides à vapeur froide (liquides présentant une température d'ébullition inférieure à 0 C sous la pression atmosphérique) tels que loniac-, l'acide sulfurique ou analogue, le benzène, la benzine et d'autres liquides. L'invention a pour but de fournir un procédé du type considère qui utilise un agent réfrigérant qui possède une chaleur d'évaporation élevée ainsi qu'un coefficient de transmission calorifique également élevé, qui ne soit pas agressif à l'égard des pièces au contact desquelles il doit venir, et qui enfin ne se congèle pas sous les températures négatives terrestres courantes. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type considéré, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser comme agent réfrigérant actif le mélange azéotrope du methoxypropanol et de l'eau Ce dernier, que l'on appelle encore éther méthylique du propylèneglycol, peut de manière avantageuse être constitué par un mélange d'isomères comportant de 80 à 95 % de I-méthoxypropanol-2 et de 20 à 7a de 2-méthoxypropanol-1. On obtient ainsi, entre autres, les avantages suivants a - le changement de phase de l'étant liquide à l'étant gazeux se produit sous des températures relativement basses, à 80 à 85 C (pression de vapeur correspondante présumée) dans le cas de l'utilisation pour des moteurs à combustion b - la chaleur d'évaporation est relativement élevée, par exemple de 1,37. 103 # à 80 C; j; c - le coefficient de transmission calorifique est élevé dans le cas d'une évaporation par bulles et d'une condensation ;; l'Ct de l'azéotrope méthoxypropanol - eau est 1,0 à 1,1 plus élevé que ltoS de de eau d - le risque de congélation en hiver est faible (formation de flocons commençant å - 35 C) e - aucune pompe de mise en circulation n'est nécessaire pour le transport de l'agent réfrigérant ; f-- cet agent ne présente aucune toxicité et offre un comportement excellent à l'regard de l'environnement; g - ltévaporation et la condensation se produisent sous des températures demeurant identiques Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, on utilise comme appareil de refroidissement servant à la reliquéfaction de la vapeur d'agent' =. éfrig rant un échangeur de chaleur dans lequel la vapeur cède sa chaleur de condensation à un agent réfrigérant circulant dans un circuit de circulation fermée, cet agent circulant dans un ensemble de tubes qui est par exemple balayé par de l'air. De manière également avantageuse, il est prévu d'utiliser un organe d'étranglement à commande thermique qui est interposé dans la tuyauterie conduisant la vapeur d'agent réfrigérant Cette disposition pressente, dans le cas des moteurs, l'avantage de pouvoir maintenir constante la température de ces moteurs, alors que la dissipation de chaleur d'un moteur est variable et que la température de l'air utilisé pour le refroidissement de l'appareil de refroidissement oscille. La description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, a uniquement pour but de bien faire comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure tique représente schématiquement une installation de refroidissement fermée montée sur un moteur à combustion interne. Les canaux ou chambres de refroidissement ménagés dans le bloc-cylindre d'un moteur 1 sont reliés par Itintermediaire d'une tuyauterie 2, à un appareil de refroidissement 3 dont les tubes sont balayés par de l'airs un organe d'étranglement à commande thermique 4 étant incorporé sur cette tuyauterie 2. L'agent réfrigérant est évaporE par la chaleur du moteur, la vapeur s'écoulant en auto-circulation jusqu'à l'appareil- de refroidissement où elle se condense, la chaleur de condensatif étant cédée à travers les surfaces de refroidissement de l'appareil à l'air qui passe sur ces surfaces.Le condensat s'écoule egalement en autocirculation, c'est-à-dire sans utilisation d'aucune pompe de circulation, jusqu'aux canaux ou chambres de refroidissement du bloc -cylindre. On peut également envoyer Ia vapeur sur un échangeur de chaleur à refroidissement par liquide, dans lequel il se produit également un échange de chaleur entre la vapeur et un fluide de refroidissement circulant en circuit fermé entre cet échangeur de chaleur et un appareil de refroidissement balayé par de l'air. Comme agent réfrigérant, on utilise le mélange azéotrope du méthoxypropanol et de l'eau comportant 53 qd en poids de méthoxypropan et 47 % en poids d'eau. Le méthoxypropanol (que l'on obtient en faisant réagir 1 mole d'oxyde de propylène sur l'alcool méthylique) est bien connu dans la technique. Toutefois, à la connaissance de la demanderesse, il n'a jusqu'à maintenant été utilisé que comme solvant. Avec ce mélange azéotrope, il ne s'agit que de l'agent réfrigérant qui participe de manière active à l'change de chaleur I1 n'inclut pas les agents réfrigérants qui peuvent entre utilisés en certains endroits convenables- du circuit et que l'on appelle agents morts. REVENDICATIONS 1 - Procédé de refroidissement de machines, notamment de moteurs à combustion interne, du type consistant à utiliser un refroidissement par évaporation, le fluide de refroidissement étant éMFare par apport de chaleur sous des températures relativement faibles, la vapeur étant ensuite reliquifibe par extraction de chaleur dans un appareil de refroidissement, caractérisé en ce que l'on utilise comme agent réfrigérant actif le mélange azéotrope du méthoxypropanol et de l'eau. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme appareil de refroidissement servant à la reliquéfaction de la vapeur d'agent réfrigérant, un échangeur de chaleur dans lequel la vapeur cède sa chaleur de condensation à un agent réfrigérant circulant dans un circuit séparé, cet agent circulant dans un ensemble de tubes qui sont balayés par de l'air. 3 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise un organe d'étrangIement à commande thermique (4) incorporé dans la tuyauterie (2) conduisant la vapeur d'agent réfrigdrant .