Brevet FR2345679A1 — publié le 19771021

La près entre invention concerne le sèchage thermodynamique 't pompe à chaleur " où la chaleur produite par le fluide frigorigène en circulation est utili sk pour la vaporisation d'eau du matériau à sècher et où l'effet frigorifique produit par le fluide frigorigène en circulation est utilisé pour la condensation et évacuation d'eau, la vitesse de sèchage est conditionnée par La température en effet, plus cette dernière est élevée plus le sèchage ou diffusion d'eau du matériau à l'air ambiant est rapide. " La vitesse découle ment capillaire est proportionnelle à la tension capillaire de l'eau liquide et inversement proportionnelle à la viscosité dynamique du liquide, en sorte que la vitesse du mouvement capillaire augmente très vite avec la température, puisque la tensi on capillaire de l'eau liquide varie moins vite que la viscosité dynamique de l'eau avec la température ". La puissance frigorifique en effet, plus cette dernière est importante plus la déshumidification de l'air au contact de la plaque froide est importante, etc... On sait que la production frigorifique d'un compresseur est d'autant plus importante que la température d'évaporation du fluide est élevée ceci étant lié au volume massique et que la température du liquide à l'entrée du système " évaporation " est proche de cette température d'évaporation. 1l est à noter que les limites techniques fixées par le constructeur du compresseur définissant les températures d'évaporation et de condensation maximum compatibles avec la bonne marche du compresseur en utilisant tel ou tel fluide frigorigène. Application : compte-tenu de ce qui a été dit on recherchera - la température d'évaporation du fluide maximum. - la température de condensation maximum qui conditionne la température de sèchage. - la température du liquide à l'entrée de l'évaporateur minimum. Le procédé objet de l'invention est schématisé en figure 3. Une fois fixée la température d'évaporation maximum réalisée par l'échange thermique avec l'air entrant dans l'évaporateur 1, on enverra le fluide dans un compresseur 2 puis le dit fluide passera dans un condensateur tampon 3 et dans un condensateur 4. I1 sera porté ainsi à la plus haute température possible; on recueillera ce dernier sous forme liquide dans un réservoir 5 d'accumulation et le liquide sera refroidi dans un échangeur 7 situé en sèrie avec l'évaporateur. Le sous-refroidissement du liquide en 6 assuré par l'air .froid sortant de 1 'évaporateur 1 a lieu sans forme d'échange à chaleur sensible sans pression constante. Le sous-refroidisseur ou échnageur 6 est situé en aval de l'évaporateur dans le sens d'écoulement de l'air.Le circuit 7 est la reprèsentation de l'air chaud désydraté amene au contact des matériaux hyroscopiques et du bois à sècher, puis repart chargé d'humidité vers l'évaporateur 1. L'analyse physique peut se décrire comme suit: On reprèsentera l'analyse physique successivement à l'aide de diagramme enthalpique du fluide utilisé, explicitant le bilan énergétique :iu cycle frigorifique. - sur la figure 1, le règime de fonctionnement normal; - sur la figure 2, le régime de fonctionnement avec sous-refroidisseur. Dans les deux cas on a fixé les températures d'évaporation et de condensatiai identiques. On admet par hypothèse que - la compression est parfaire et adiabatique; - les pertes de charges sont négligées. On ne rentrera pas dans le détail d'utilisation du diagramme ceci étant suffisamment expliqué dans les documents techniques spécialisés. Les diagrammes reprèsentent: A) la production frigorifique par kg de fluide entre h6 et h 1. B) l'équivalent de travail de compression par kg de fluide entre h 2 et h 1 C) la production calorifique par kg de fluide entre h 2 et h 5. Explication des symboles portés dans les figures 1 et 2 h 1. 2. 3. 4. 5. 6. enthalpies tel . 2. k. o. 1. températures Pko pressions V" O Volume massique conEDmt S entropie constante XO liquide vapeur La figure 1 reprèsente un sous-refroidissement normal obtenu par l'échange thermique air / fluide entre h5 et h4. La figure 2 représente clairement l'augmentation des puissances calorifiques et frigorifiques par l'accroissement du segment h6 / H1 obtenue par accroissement du segment h5 /Ei consècutif à un abaissement de la température du liquide. En consèquence, le segment h 1 / h 2 qui n'a pas varié montre un travail de compression par kg de fluide identique, ce qui se traduit, par une augmentation des puissances pour le méme travail donc, par une économie d'énergie. n est à noter que le sous-refroidissement h4 / h5 a lieu sous forme d'échange à chaleur sensible isobare, non isotherme. La condensation h3 /h4 a lieu sous forme d'échange à chaleur latente isotherme, isobare. 1l est donc nècessaire d'incorporer la bouteille d'accumulation de;liquide amont du sous-refroidisseur sous peine de voir la température de condensa- tions'équilibrer à la température du liquide sous-refroidi et de perdre l'avan- tage de ce qui a été dit ultérieurement, à savoir diffusion d'eau du matériau croissant avec la température puisque la température de condensation fixe la température de l'air soufflé. Le dispositif objet de l'invention peut entre utilisé sur toute machine frigorifique dont la production frigorifique peut etre encore utilisée dans le but décrit ci-avant plutbt que d'cotre partiellement perdue ou rejetée, tel le cas des pompes à chaleur. REVENDICATIONS 1) Procédé augmentant la puissance thermodynamique d'un compresseur à fluide frigorigène par sous refroidissement accru du liquide, caractérisé en ce que un échangeur air/fluide frigorigène est placé en série avec l'évaporateur du système frigorifique et ce sous refroidisseur est situé en aval de l'évaporateur dans le sens d'écoulement de l'air. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'installation d'une bouteille de liquide est incorporée au système avant le sous refroidisseur dans le sens dlécoulement du fluide frigorigène. 3) Procédé selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que la mise en oeuvre peut étire effectuée sur toute machine frigorifique dont la produc tion frigorifique peut etre récupérée et utilisée.