Brevet FR2347087A1 — publié le 19771104

Lwinvention a pour objet un procédé et une installation de séchage d'un fluide gazeux Elle vise, en particulier, un procédé et une installation de séchage de l'air d'une enceinte par utilisation de pompes à chaleur et d'un récupérateur de chaleur comme un échangeur à plaques, un échangeur rotatif, un échangeur à eau glycolée, ou une batterie de caloducs. C'est un but de l'invention de fournir un procédé et une installation de séchage d'un fluide gazeux pour lesquels, toutes choses égales par ailleurs, la dépense en énergie nécessaire au traitement d'une unité de volume de fluide soit inférieure à celle des procédés et installations connus. Le procédé selon Ilinvention est caractérisé en ce que l'on fait passer le fluide gazeux à sécher dans un récupérateur de chaleur et au travers des échangeurs d'une multiplicité de pompes à chaleur de manière que le fluide balaie successivement une partie. du récupérateur absorbant de la chaleur et les échangeurs jouant le rle d'évaporateurs d'une première pompe à chaleur, d'une secon ième de pompe à chaleur, etc. d'une n pompe à chaleur, puis une par- tie du récupérateur restituant de la chaleur et les échangeurs ième jouant le rle de condenseurs de la n pompe à chaleur, de la n-lième pompe, etc. jusqu'au condenseur de la première pompe à chaleur, les condensats du fluide à sécher étant évacués sur le trajet ième dudit fluide gazeux entre l'évaporateur de la n pompe à chaleur et la partie du récupérateur restituant de la chaleur. Une installation selon l'invention, pour le séchage d'un fluide gazeux d'une enceinte, comprend une gaine de circulation dudit fluide entre un orifice# d'extraction de l'enceinte et un orifice de réintroduction dans l'enceinte, un ventilateur ou analogue de mise en mouvement du fluide, un récupérateur de chaleur et une multiplicité de pompes à chaleur dont les échangeurs sont disposes de part et d'autre d'une cloison de séparation de la gaine de maniè- re qu'à partir de l'orifice d'extraction le fluide balaie successivement une partie du récupérateur absorbant de la chaleur et les échangeurs jouant le rôle d'évaporateurs de chacune des première à nième pompes d chaleur, puis une partie du récupérateur restituant de la chaleur et les échangeurs jouant le-rle de condenseurs de chacune des nièce à première pompes à chaleur, des moyens d'Xva- cuation des condensats du fluide gazeux à sécher étant prévus sur ladite gaine entre l'évaporateur de la nième pompe à chaleur et la partie du récupérateur restituant de la chaleur. Le récupérateur de chaleur peut etre constitué par une batterie de caloducs, pu un échangeur à plaques, ou un échangeur à eau glycolée, ou un récupérateur rotatif, etc. Selon une autre caractéristique de l'invention, la gaine est munie de registres permettant de régler l'évacuation de fluide en partie traité à l'atmosphère, l'admission de fluide neuf, ainsi que le mélange en proportions variables de fluide en partie traité et de fluide neuf. L'invention sera bien comprise par la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé qui illustre schématiquement une installation selon l'invention. Dans une telle installation, le fluide gazeux à sécher est celui d'une enceinte E, par exemple l'air d'un local industriel ou d'un entrepôt de stockage de marchandises ou encore celui d'une cabine de traitement thermique, de séchage de produits, ou celui d'une piscine couverte, etc. Selon l'invention, à l'enceinte E est accolée une gaine 10 abouchée à un orifice d'extraction 11 du fluide gazeux à sécher mis en circulation dans la gaine suivant la direction de la flèche f par un ventilateur ou analogue 12 qui refoule dans l'enceinte E par un orifice 13. La gaine 10 est divisée par une cloison 14 en un compartiment 15 adjacent à l'orifice d'extraction 11 et en un compartiment 16 adjacent au refoulement 13. Un récupérateur de chaleur, par exemple une batterie de caloducs 17, et des pompes à chaleur 18 comprenant chacune deux échangeurs de chaleur 19, 20, un détendeur 22 et un compresseur 23, sont interposées sur le trajet du fluide à sécher. De façon plus précise, ces éléments sont montés dans l'exemple d-e réalisation décrit et représenté, à trois pompes à chaleur, de manière que le fluide extrait par l'orifice 11 balaie successivement la partie 171 de la batterie 17 jouant le rôle d'évaporateur (c'est-à-dire celle absorbant de la chaleur), l'échangeur 191 jouant le rôle d'évaporateur d'une première pompe à chaleur 181, l'échangeur 192 jouant le rôle d'évaporateur d'une seconde pompe à chaleur 182, l'évaporateur 193 d'une troisième pompe à chaleur 183, puis la partie 172 de la batterie 17 jouant le rôle de condenseur (restituant de la chaleur), l'échangeur 203 de la troisième pompe à chaleur jouant le rôle de condenseur, le condenseur 202 de la se conde pompe à chaleur et le condenseur 201 de la première pompe à chaleur. Lés condensats sont évacués, comme montré en 21, entre la sortie de l'évaporateur 19 et la partie 172 de la batterie de caloducs. Complémentairement au ventilateur ou analogue 12, un ventilateur d'extraction 24 peut etre disposé dans le compartiment 15. Dans une forme de réalisation d'une installation selon l'invention, la gaine 10 est munie de registres 25, 26 et 27 prévus, le premier, pour l'admission d'air neuf, le second pour l'évacuation d'air en partie traité et le troisième pour la commande du degré de recyclage de l'air en partie traité par passage dans les échangeurs 19. Lorsque l'installation est destinée à fonctionner sans apport d'air neuf, le registre 27 interposé entre l'évaporateur 193 et la partie 172 de la batterie de caloducs est ouvert, les registres 25 et 26 disposés, respectivement, à l'aval et à l'amont du registre 27- étant fermés. EXEMPLE. Une installation selon l'invention comprenant une batterie de caloducs et deux étages de pompes à chaleur est utilisée pour la déshumidification d'air extrait d'une enceinte à une température de 270C et 80 % d'humidité. A la sortie de la partie 171 de la batterie de caloducs l'air est à 230C et l'humidité est de 90 %. A la sortie du dernier évaporateur 19 des pompes à chaleur la température est de 180C et l'humidité de 100 %. Après passage dans la partie 172 de la batterie de caloducs l'air est à une température de 250C et l'humidité est de 62 %. A la sortie du dernier condenseur 20 de l'ensemble de pompes à chaleur, l'air est à 360C et son humidité est de 35 %. Pour une telle installation, et toutes choses égales par ailleurs, l'économie d'énergie peut atteindre 50 % par rapport à une installation de séchage comportant une seule pompe à chaleur. REVENDICATIONS 1. Procédé de séchage d'un fluide gazeux, caractérisé ce que l'on fait passer ledit fluide dans un récupérateur de chaleur et au travers des échangeurs d'une multiplicité de pompes à chaleur de manière que le fluide balaie successivement une partie du récupérateur absorbant de la chaleur et l'échangeur jouant le rôle d'évaporateur d'une première pompe à chaleur, l'échangeur jouant le rôle d'évaporateur d'une seconde pompe à chaleur, etc. ième jusqu'à l'échangeur jouant le rôle d'évaporateur d'une n pompe à chaleur puis une partie du récupérateur restituant de la chaleur ième et les échangeurs jouantle rôle de condenseurs de la nième pompe n-l chaleur, de la ième à chaleur, de la pompe, etc. jusqu'au condenseur de la première pompe à chaleur, les condensats du fluide à sécher étant évacués sur le trajet dudit fluide entre la sortie du dernier évaporateur et la partie du récupérateur restituant de la chaleur. 2. Installation de séchage d'un fluide gazeux d'une enceinte par mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une gaine de circulation dudit fluide entre un orifice d'extraction de l'enceinte et un orifice de refoulement dans l'enceinte, un ventilateur ou analogue de mise en mouvement du fluide, un récupérateur de chaleur et une multiplicité de pompes à chaleur dont les échangeurs sont disposés de part et d'autre d'une cloison de séparation de la gaine, de manière qu'à partir de l'orifice d'extraction le fluide balaie successivement une partie du récupérateur absorbant de la chaleur et les échangeurs nième jouant le rôle d'évaporateurs de chacune des première à nième pom- pes à chaleur puis une partie du récupérateur restituant de la chaleur et les échangeurs jouant le rôle de condenseurs de chacune des nième à première pompes à chaleur, des moyens d'évacuation des condensats du fluide à sécher étant prévus dans ladite gaine entre la sortie du dernier évaporateur et la partie du récupérateur restituant de la chaleur. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le ventilateur ou analogue est disposé à l'aval, dans le sens de circulation du fluide, du dernier échangeur jouant le rôle de condenseur de la multiplicité de pompes à chaleur. 4. Installation selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que le récupérateur de chaleur est une batterie de caloducs, ou un échangeur à plaques, ou un échangeur à eau glycolée, ou un échangeur rotatif. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée, d'une part, en ce qu'un ventilateur d'extraction est prévu dans la gaine et en ce que, d'autre part, ladite gaine est munie de registres d'admission de fluide neuf, d'évacuation de fluide en partie traité et de réglage du degré de recyclage du fluide en partie traité.