Brevet FR2416789A1 — publié le 19790907

La présente invention est relative å un procédé de fabrication d'un échangeur å aéroréfrigération, du type sec ou humide~sec, permettant de refroidir un fluide en circulation dans un circuit fermé au moyen d'un azurant d'air ou de gaz, aspiré dans une tour de refroidissement. On sait que des échangeurs de chaleur å aéroréfrigération de oe genre nécessitent, du fait de leur faible coefficient d'échange thermique la mise en oeuvre de grandes quantités de matériaux et de nombreuses connexions entre les différentes canalisations qu'ils comportent.On connaît par ailleurs, notamment par le brevet français EN 74 06362 du 25 février 1974 au nom du demandeur, une réalisation d'un tel échangeur å aéroréfrigération, dans lequel un fluide å l'état de mélange biphasique circule entre le condenseur d'une turbine et une tour de refroi pissement, ce fluide se vaporisant par échange thermique à l'in- térieur du condenseur avec la vapeur d'un autre fluide de travail et se condensant par échange thermique avec l'air aspiré par la tour de refroidissenent. Or, 2ans les constructions connues, mettant en oeuvre le processus ci-dessus, ou plus généralement un échange thermique entre un premier fluide et un second fluide constitué par de l'air ou un gaz en circulation forcée, des dlfficultés se présentent pour assembler les constituants de 1'installation, en particulier pour la mise en place des multiples canalisations de passage des deux fluides. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un échangeur à aéroréfrigération qui permet de réaliser directement l'échangeur sur place en liaison directe avec la tour de refroidissement, en ne nécessitant qu'un investissement réduit et une main d'oeuvre limitée. A cet effet, le procédé selon l'invention se caractérise en ce qu'il consiste à réaliser l'échangeur au moyen d'au moins un bloc de résine phénolique polymérisée ou analogue, moulé à froid dàns un coffrage de'limitant des cavités sépaxées, xespec- vivement pour le passage d'un fluide à refroidir et de 1'air de refroidissement, ledit coffrage étant retiré apres polyméri~ sation de la résine in situ. Selon une caractéristique particuliexe du procédé oonsiv déré, on oonstìtue des oollecteurs du fluide å refroidir aux extrémités du bloc moulé sous la forme de bassins ouverts ou semi-fermes, en comm.unìcation avec les extrémités des cavités de passage dudit fluide. Avantageusement, les cavités ménagées dans le bloc moulé sont formées par mise en place préalable de tubes à parois minces, noyés ultérieurement dans le bloc au cours du moulage dans le coffrage. L'invention concerne également un échangeur de chaleur établi selon le procédé ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte un corps formé d'au moins un bloc de résine phénolique poly arisée ou analogue, percé de canaux séparés pour le passage respectivement du fluide à refroidir et de l'air de refroidissement, au moins un collecteur d'admission du fluide à refroidir constitué par un bassin isolé de l'air ambiant par une paroi plastique souple, au moins un collecteur d'évacuation disposé à l'opposé du collecteur d'admission et réuni à celui,ci par les passages réservés au fluide à travers le corps, et des moyens pour limiter la hauteur du niveau de fluide dans lesdits collecteurs. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les canaux parcourus par le fluide à refroidir s'étendent verticalement à travers le bloc, les collecteurs d'admission et d'évacuation étant respectivement prévus à la partie supérieure et à la partie inférieure de celui-ci. Dans ce même mode de réalisation, les canaux de passage de l'air de refroidissement s'étendent horizontalement ou avec une inclinaison donnée par rapport aux canaux du fluide à refroidir. Selon une caractéristique particulière, les moyens pour limiter la hauteur du niveau du fluide à refroidir dans les collecteurs sont oonstitués par au moins un de versoir de trop plein, associé à un conduit de retour du fluide D'autres caractéristiques d'un échangeur de chaleur à aéroréfrigération étahli conformément au procédé de l'invention apparaitront encore å travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné civapres à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels la Fig. 1 est une yue schématique en coupe transversale et en élévation d'une tour de refroidissement associée à un échangeur selon l'invention, la Fig. 2 est une sue de détail et en perspective et en coupe partielle de l'échangeur considéré. Sur la sue en coupe de la Fig. 1, la référence 1 désigne, schématiquement représentée, me tour d'aéroréfrigération, com- portant une paroi 2 épousant sensiblement la forme d'un hyper bolorde ou de convergent divergent permettant une aspiration et une mise en vitesse d'un débit d'air introduit à son extrémité inférieure 3.La tour 1 est associée sur sa périphérie à un échangeur 4 fabriqué conformément à l'invention, comportant notamment une série de canaux transversaux 5 pour le passage de l'air aspiré dans la tour 2, oet air assurant le refroidissement d'un fluide liquide ou en mélange biphasique, circulant dans des conduits 6 raccordés à leurs extrémités, respectivement supérieure et inférieure, à des collecteurs d'admission 7 et d'évacuation 8. Corme on le voit plus en détail sur la Fig. 2, les canaux de circulation 5 et 6 réservés à l'air de refroidissement et au fluide à refroidir sont ménagés selon deux directions sensiblement perpendiculaires, dans une série de blocs de résine polymérisée tels que 9, constituant ensemble et selon la périphérie de la tour 1 le corps de l'échangeur proprement dit.Jans l'exemple de réalisation représenté, les canaux 6 de circulation du fluide à refroidir s'étendent verticalement, tandis que les canaux 5, parcourus par l'air de refroidissement aspiré à l'intérieur de la tour 1, s'étendent horizontalement et débouchent à l'extérieur de I'échangeur et à l'intérieur de la tour. Selon l'invention, le bloc 9 est réalisé par moulage en une seule pièce ou en plusieurs parties juxtaposées, effectué in situ autour de la base de la tour 1 au moyen d'un coffrage (non représenté), délimitant convenablement la surface externe de abéchangeur, Q coffrage étant associé à une série de tubes à parois minces, verticaux et horizontaux, destinés à délimiter les canalisations ou passages 5 et 6 prévus dans le corps 9, ces tubes minces pouvant être retirés après moulage et polymérisation de la résine ou bien être maintenus dans celleci pour former des conduits étanches correspondants. Cette méthode permet notant ment de fabriquer le corps 9 de l'échangeur par tranches horizon tales ou verticales, quelles que soient les dimensions de celuici. L'étanchéité à créer au niveau des passages 5 et 6 est réali sée gaz aux tubes laissés dans la masse de résine lors de son moulage, la rigidité de l'ensemble étant assurée par la résine elle~mEmew Dans le cas enfin où l'échangeur est réalisé en plu sieurs parties ou tranches horizontales successives, on peut réaliser ces dernières au itoyen d'un dispositif classique à moule glissant.Avantageusement, la résine utilisée est une résine phénolique, du genre phénol-formol, chargée ou non, et constituant oe que l'on désigne de façon classique sous le terme de "mousse phénolique". En variante, au lieu d'une mousse phénolique, on pourrait utiliser une tousse de polychlorure de vinyle, ou plus généralement tout autre matériau analogue, léger et peu couteux. Les canaux verticaux 6 parcourus par le fluide à refroidir sont alimentés à partir d'un ou de plusieurs collecteurs d'admission 7, prévus à la partie supérieure du bloc 9. Dans l'exemple considéré, chaque collecteur 7 est délimité par une paroi périphérique 10 et par des cloisons radiales 11, de manière à former un ou plusieurs bassins ouverts vers 1'extérieur, mais de préférence isolés de l'air ambiant au moyen de parois plastiques minces 12, fixées chacune aux bords du bassin correspondant et susceptibles de suivre le niveau du fluide liquide contenu dans celui-ci. Un dispositif de sécurité en pression permet de limiter le volume liquide dans chaque collecteur 7, en assurant notamnent le maintien de Q liquide à un niveau maximal déterminé. A cet effet, les cloisons 11 sont percées de trous 13, permettant au liquide de venir en oontact avec rne paroi verticale 14 dont l'arête supérieure forme déversoir et définit la hauteur du niveau. Le volume de trop-plein passant par dessus l'arête de la paroi 14, se recueille dans une fente verticale 15, prévue dans le bloc 9 et est ensuite évacué à l'extérieur de l'échangeur. L'alimentation des collecteurs 7 répartis autour de la tour de réfrigération 1 s'effectue par des conduits d'amenée 16. Les passages 6 réunissent les collecteurs 7 à autant de collecteurs inférieurs 8, délimités au Xpyen d'une série de murets verticaux 17, supportant le bloc 9,des murets 17 con- portant des passages 18 permettant également de maintenir le niveau dans ces collecteurs à une hauteur naximale déterminée grace à la présence à l'extérieur de ceux-c d'une lame dévier sante 19 et d'un conduit de retour 2Q, situé au-dessous du niveau inférieur de l'échangeur et auedessous de la lame déversante. On réalise ainsi un échangeur de chaleur associé à une tour de réfrigération qui présente l'avantage de pouvoir etre fabriqué sur place, directement contre omette tour, soit en une seule pièce, soit au moyen d'une série de tranches successives convenablement assemblées grace à des coffrages glissants et récupérables, les passages réservés à l'air de refroidissement et au fluide à refroidir s'effectuant, le cas échéant, à travers des tubes perdus coulés avec la résine. L'échangeur peut ainsi etre fabriqué de façon modulaire dans une perspective particulièrement économique, le prix de revient s'avérant extrêmement com pétitif. A titre indicatif, le cout matière d'une telle installation, présentant une épaisseur moyenne de parois de 2 rirri, est de 2 l'ordre de 1 F. par m de surface d'échange du cté de l'air de refroidissement. On atteint ainsi des coûts relativement bas de surface d'échange gr ce à la faible densité du matériau égale ici à 50 kg/m . REVENDICATIONS 1. Echangeur thermique à aéroréfrigération, caractérisé en ce qu'il comporte un corps formé d'au moins un bloc de résine phénolique polymérisée ou analogue, percé de canaux séparés pour le passage respectivement du fluide refroidir et de l'air de refroidissement, au moins un collecteur d'admission du fluide à refroidir constitué par un bassin isolé de l'air ambiant par une paroi plastique souple, au moins un collecteur d'évacuation disposé à l'opposé du collecteur d'admission et réuni à celui-ci par les passages réservés au fluide à travers le corps et des moyens pour limiter la hauteur du niveau de fluide dans lesdits collecteurs. 2. Echangeur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux parcourus par le fluide à refroidir s'étendent verticalement à travers le bloc, les collecteurs d'admission et d'évacuation étant respectivement prévus à la partie supérieure et à la partie inférieure de celui-ci. 3. Echangeur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les canaux de passage de l'air de refroidissement s'étendent horizontalement ou avec une inclinaison donnée par rapport aux canaux du fluide à refroidir. 4. Echangeur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour limiter la hauteur du niveau du fluide à refroidir dans les collecteurs sont constitués par au moins un déversoir de trop-plein, associé à un conduit de retour du fluide. 5. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce que le bloc est constitué d'une mousse de polychlorure de vinyle. Nouvelles revendications après PPAD