Brevet FR2380512A1 — publié le 19780908

t' invention concerne un procédé pour la récupbra- tion de chaleur dans une installation frigorifique constituée d'un circuit primaire avec évaporateur, compresseur, condenseur Muni d'ailettes ou de lamelles, ainsi que d'un dispositif de dilatation et avec une soufflerie d'air frais pour le condenleur. L'inconvénient de ce procédé c'est que la chaleur à évacuer à travers le condenseur est de la chaleur perdue et que, de plus, il est nécessaire de fournir de l'énergie pour la soufflerie d'air frais. L'invention consiste en ce que le condenseur, du côtd liquide, est partagé en deux serpentins séparés, dont l'un est traversé par le fluide frigorifique de l'installation frigorifique, tandis que l'autre est inséré dans un circuit secondaire fermé, qui présente une pompe de circulation ainsi qu'un échangeur de chaleur, et que la chaleur de condensation est récupérée par le circuit secondaire dans l'échangeur de chaleur, tandis que la soufflerie d'air frais n'est pas en fonctionnement ou l'est seulement en secours. I1 est essentiel que la chaleur de condensation ne soit cédée qu'exceptionnellement par l'air frais à l'en vlronnement, mais qu'elle soit reprise principalement dans le circuit secondaire et soit prélevée - et donc récupérée pour le chauffage de-inilieux quelconque par exemple des garages, des chaussées et trottoirs, des places de parking, etc... La mise en circulation du fluide liquide servant à l'échange de chaleur exige moins d'énergie que le fonctionnement de la soufflerie d'air frais, de sorte que le rendement de lutins tallation est augmenté. -A l'aide du dessin qui représente deux exemples de réalisation, on décrira l'invention avec plus de précision. On y représente à la figure 1 - la vue schéiatique d'une installation d'échange de chaleur ; à la figure 2 - une coupe à travers le condenseur représenté à la figure 1 à la figure 3 - une coupe i travers une variante du condenseur. A la figure 1 on a représenté en traits pleins un circuit de fluide frigorifique 10 et en traits pointillés un circuit de transmission de chaleur 12. te circuit de fluide frigorifique 10 est désigné comme circuit primaire et le circuit échangeur de chaleur 12 comme circuit secondaire. Font partie du circuit primaire 10 un évaporateur 14, un compresseur 16, un condenseur 18 et une soupape de dilatation 20. te condenseur 18 est composé de plusieurs serpentins situés dans des plans parallèles, qui sont reliés entre eux, du coté frontal, de tanière connue, par des tubes coudés. I1 est constitué en condenseur avec tube à ailettes, ou avec tube à lamelles, qui comporte un grand nombre d'ailettes parallèles 22 servant i augmenter la surface d'échange de chaleur avec l'air.Une souffle- rie, non représentée, pousse l'air de refroidissement en direction de la flèche 24 à travers le condenseur 18, et ainsi l'air qui afflue entre les lamelles 22 enlève de la chaleur au fluide frigorifique, fait alors se condenser le fluide frigorifique et se réchauffe lui-mme. Dans le condenseur 18 sont logés, du coté liquide, deux systèmes de tubes séparés, qui font partie des deux circuits tubulaires 10 et 12. A la figure 2, par exemple le fluide calorifique liquide et chaud pénètre dans le serpentin supérieur par la gauche en 10, circule alors dans le premier tube 26 vers l'arrière, traverse le coude de liaison arrière 28 (repré- enté en pointillés), coule alors dans le tube suivant de ce serpentin vers l'avant, traverse le coude avant, passe dans le troisième tube, et sort finalement du condenseur en A 10, où se trouve un raccordement, non représenté, avec un tube collecteur. Dans la troisième couche de serpentin on a également représenté à gauche l'entrée E 10 du fluide frigorifique et à droite la sortie A 10.La cinquième couche de serpentin présente le même mode de circulation du fluide frigorifique de gauche à droite. A gauche toutes les connexions d'entrée sont reliées à un tube collecteur, et à droite il en est de même, comme déjà mentionné pour les raccordements des sorties A 10. Les serpentins dtordre pair, donc le deuxième serpentin le quatrième serpentin, etc... ont leur entrée E 12 à droite et la sortie A 12 à gauche. Les raccordements de droite E 12 sont également reliés à un tube de répartition propre (non représen té) et les sorties de gauche A 12 sont reliées à un tube collecteur correspondant. Au lieu de ce branchement en parallèle des divers serpentins, on peut aussi effectuer un branchement en série. La sortie A 10 du serpentin supérieur serait alors reliée à l'entrée E 10 du serpentin qui vient après le suivant, donc le troisième serpentin en partant du haut ; le sens de circulation dans ce tube serait alors inversé. La variation de température se ferait alors non de gauche à droite, mais du haut vers le bas. On aurait en haut à gauche l'entrée du fluide chaud et en bas- à droite la sortie. En correspondance avec cette situation, l'entrée du fluide échangeur de chaleur se trouverait en baa à gauche, et sa sortie en haut à droite. Ce qui est essentiel, c'est qu'avec la disposition conforme à la figure 2, chaque tube d'échange de chaleur, à l'exception de ceux qui se trouvent directement sur les borde, soit disposé au centre d'un carré, dont les angles sont formés par quatre tubes de l'autre système. On obtient, de cette façon, des conditions favorables pour la transmission de chaleur par rayonnement et conduction. Ainsi qu'il résulte de la figure 1, le fluide en circulation du circuit secondaire 12 pénètre en E 12 dans le condenseur 18 et coule alors, pour l'essentiel, à contre-courant suivant la ligne pointillée à travers le condenseur et quitte celui-ci à la sortie A 12, dlamètralement opposée à l'entrée. Au moyen d'une pompe de circulation, le fluide échangeur de chaleur est envoyé à travers un échangeur de chaleur 32, dans lequel il peut céder sa chaleur à l'environnement immédiat où à un autre fluide, et ainsi se refroidit. Le fluide d'échange de chaleur qui stest refroidi retourne alors vers l'entrée E 12 du condenseur 18* L'échangeur de chaleur 32 peut etre un serpentin de chauffe ou un autre organe de chauffe, qui chauffe par exemple des garages, dea surfaces de parking, des trottoirs, des chaussées, etc... On pourrait par exemple utiliser une telle installation dans des abattoirs et similaires, dans lesquels il est nécessaire d'avoir un circuit frigorifique 10 pour les chambres froides mais où la chaleur libérée au condenseur 18 peut etre utilisée en hiver, au moyen du circuit secondaire 12 pour chauffer des pièces ou des sols. En été, quand le chauffage n'est pas nécessaire, la pompe de circulation 30 reste hors service. Par contre la soufflerie d'air frais est branchée, de façon courante, pour faire fonctionner le condenseur 18 en condenseur refroidi à l'air. Naturellement il entre également dans le cadre de cette installation d'utiliser en mëme temps les deux systèmes, donc de mettre en route la soufflerie tandis que la pompe 30 est en service, et ce quand l'on ne peut pas évacuer suffisamment de chaleur par le circuit secondaire 12. La figure 3 est une coupe à travers un type diffé- rent de condenseur 19, qui se compose également d'un refroidisseur à lamelles, dont les lamelles sont indiquées à la figure 3 en traits pointillés et désignées par 22. La différence par rapport au type de réalisation décrit ci-dessus, consiste en ce que les serpentins sont conçus comme des tubes à enveloppe double, avec tube extérieur 34 et tube intérieur 36. Les coudes sur la partie frontale ont également une double enveloppe correspondante. De cette manière il est créé dans chaque serpentin deux espaces contenant un fluide en circulation, dans lequel cas il est essentiel que l'espace annulaire 38 soit traversé par le fluide frigorifique cédant de la chaleur, tandis que dans le tube intérieur 36 s'écoule le fluide en circulation du circuit 12. En variante, il est possible de constituer le circuit secondaire en pompe de chaleur, de telle façon que la chaleur de condensation du circuit primaire soit récupérée comme chaleur d'évaporation dans le circuit secondaire, étant noté que dans le cas où il serait nécessaire d'avoir pour le circuit primaire une chaleur de condensation plus importante que celle qui correspond à la chaleur de vaporisation dans le circuit seeondalre, la soufflerie d'air frais serait, en plus, mise en service. REVENDICATIONS 1-/ Procédé pour la récupération de chaleur dans une installation frigorifique, constituée d'un circuit primaire avec évaporateur, compresseur, condenseur muni d'ailettes ou de lamelles, ainsi que dispositif de dilatation et avec une soufflerie d'air frais pour le condenseur, c a r a c t é r i s é en ce que le condenseur (18) est partagé du coté liquide en deux systèmes de serpentins (1G, 12) séparés dont l'un est traversé par le fluide frigorifique de l'installation frigori fique, tandis que l'autre est inséré dans un circuit secondaire fermés qui comporte une pompe de circulation (30) ainsi qu'un échangeur de chaleur (32), et 'que la chaleur de condensation est récupérée par le circuit secondaire (12) dans l'échangeur de chaleur (32), tandis que la soufflerie d'air frais n'est pas en service ou ne l'est qu'en secours. 2'/ Condenseur, suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que le raccordement à l'entrée (E 10) du circuit primaire se trouve voisin du raccordement à la sortie (A 12) du circuit secondaire, et que les tubes des deux systèmes de serpentins (10, 12) sont disposés parallèlement et sont guidés, pour l'essentiel, à contre-courant l'un de l'autre. 3-/ Condenseur, suivant la revendication 2, c a r a c t é r i s é en ce que les serpentins qui se trouvent dans des plans voisins appartiennent alternativement au circuit primaire (10) et au circuit secondaire (12) et que chaque serpentin est relié du coté vers lequel le fluide est en mouvement avec un serpentin du plan situé après le suivant. 4-/ Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qùe, il est constitué d'un corps de chauffe ou d'un serpentin de chauffe (32), par exemple pour le chauffage de garages, chaussées et trottoirs. 5-/ Echangeur de chaleur, suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que il est conçu comme évapo- rateur d'une installation de pompe de chaleur.