Brevet FR2437597A1 — publié le 19800425

La présente invention concerne un dispositif d'atténuation des effets du vent sur une installation de mise en contact d'un fluide avec l'air atmosphérique, pourvue à sa base d'au moins une ouverture d'entrée d'air. Le but de l'invention est de réduire les effets du vent sur de telles installations, effets qui ont pour conséquence néfaste de nuire à une bonne mise en contact du fluide avec l'air atmosphérique. L'invention est en particulier destinée à être utilisée avec les réfrigérants atmosphériques dont les performances thermiques sont très sensiblement détériorées en présence de vent. En effet, le vent, en perturbant les conditions d'aspiration du réfrigérant, d'une part, réduit son débit d'air parce que les pertes de charge que doivent compenser les ventilateurs et/ou la cheminée de tirage du réfrigérant croissent avec le vent et, d'autre part, perturbe la distribution de l'air dans la zone d'échange thermique au point de réduire,même à débit d'air constant, le transfert de chaleur entre le fluide à refroidir et l'air atmosphérique.A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'atténuation des effets du vent sur une installation de mise en contact d'un fluide avec l'air atmosphérique- pourvue à sa base d'au moins une ouverture d'entrée d'air, caractérisé en ce que ledit dispositif est constitué par des panneaux déflecteurs de hauteur au moins égale à environ celle de ladite ouverture d'entrée d'air et qui s'étendent vers l'extérieur du réfrigérant à partir de ladite ouverture, sensiblement perpendiculairement à celle-ci, sur une distance au moins égale à environ leur hauteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un réfrigérant atmosphérique à tirage naturel équipé d'un dispositif d'atténuation suivant l'invention - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'un réfrigérant circulaire à ventilateurs aspirants équipé d'un dispositif d'atténuation suivant l'invention - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective d'un réfrigérant atmsophérique à ventilateurs aspirants constitué par la juxtaposition de plusieurs cellules de réfrigération et équipé d'un dispositif suivant l'invention ; et - la Fig. 4 est un graphique mettant en évidence l'efficacité du dispositif d'atténuation suivant l'invention. En se reportant tout d'abord à la Fig. 1, l'installation représentée est un réfrigérant atmosphéri- que à tirage naturel comprenant une tour 1 formant cheminée à la base de laquelle est ménagée une ouverture d'entrée d'air périphérique 2. Bien entendu, ce réfrigérant comporte intérieurement tous les équipements necessaires à la mise en contact du fluide à refroidir avec l'air atmosphérique, bien que ces équipements n'aient pas été représentés sur les dessins pour des raisons de clarté. Ces équipements, qui comportent en particulier des échangeurs thermiques à contact direct ou indirect du fluide à refroidir avec l'air atmosphérique, ou une combinaison de ces deux types d'échangeurs, sont tout à fait classiques et bien connus des spécialistes de la technique et ils ne seront donc pas décrits dans la présente demande. Comme représenté sur le dessin, la tour 1, qui présente une section circulaire, est équipée à sa base d'un certain nombre de panneaux déflecteurs 3 qui s'étendent vers l'extérieur à partir de l'ouverture 2 d'entrée d'air. Les panneaux 3 sont disposés suivant des plans radiaux de la tour 1 et sont de préférence disposés symétriquement autour de celle-ci. La hauteur H des panneaux 3 au niveau de l'ouverture 2 d'entrée d'air est au moins égale à environ la hauteur h de cette ouverture 2, et de préférence égale à celle-ci. En outre dans l'exemple représenté, les panneaux ont une hauteur croissante vers l'extérieur, à partir de l'ouverture 2. La longueur 1 des panneaux est au moins égale à environ leur hauteur H au niveau de l'ouverture 2, ces deux dimensions etant égales dans l'exemple représenté. En outre, comme représenté en traits interrompus sur la Fig. 1, les panneaux 3 peuvent se prolonger vers l'intérieur du réfrigérant, à travers l'ouverture 2, sur une partie du rayon de la section circulaire de la tour 1, ce qui a pour effet de prolonger à l'intérieur du refri- gérant l'effet d'atténuation qu'assurent les panneaux déflecteurs 3 et qui sera décrit plus en détail dans la suite de la description. On notera simplement en ce qui concerne ce mode de réalisation particulier de l'invention, que les panneaux de hauteur croissante permettent de lutter plus efficacement contre les effets d'un vent soufflant tangentiellement sur une partie de la périphérie de l'ouverture 2 et de haut en bas. On se reportera maintenant à la Fig. 2 qui représente un réfrigérant atmosphérique à tirage mécanique comprenant une chambre cylindrique 4 fermée à sa partie supérieure par un toit 5 dans lequel est monté un certain nombre de ventilateurs aspirants (non représentés) entourés par des viroles 6a prolon9éespar des diffuseurs 6b. Les panneaux qui sont montés devant l'ouverture 2 d'entrée d'air de ce réfrigérant ont ici une hauteur constante, mais leur longueur est sensiblement plus grande que leur hauteur. A cet égard, on notera que cette longueur peut être de plusieurs fois supérieure à la hauteur.Comme dans l'exemple de la Fig.l, le nombre de panneaux déflecteurs équipant le réfrigérant n'est pas critique.De préférence,pour un réfrigérant circulaire, le nombre de panneaux 3 sera compris entre quatre pour des raisons d'efficacité et environ dix pour des raisons économiques. La Fig. 3 représente un autre type de réfrigérant qui est équipé des panneaux 3 suivant l'invention. Ce réfrigérant de forme allongée est constitué de la juxtaposition de plusieurs cellules de réfrigération définies chacune par une chambre 7 en forme de parallélépipède rectangle pourvue d'un toit 8 dans lequel est monté un ventilateur (non représenté) entouré par une virole 9a prolongée par un diffuseur 9b. Devant chaque ouverture d'entrée d'air d'une cellule est monté un panneau déflecteur 3 de même type que ceux décrits en regard de la Fig.2. Toutefois, cette répartition n'est pas impérative, plusieurs panneaux par entrée d'air d'une cellule pouvant être nécessaires dans le cas de cellules de grandes dimensions, ou, au contraire, un seul panneau pour une section d'entrée d'air de plusieurs cellules adjacentes pouvant suffire dans le cas de cellules de petites dimensions. De même, la répartition symétrique des panneaux le long de la ou des entrées d'air d'un réfrigérant n'est pas non plus impérative, cette disposition pouvant être irrégulière, compte tenu, soit d'un manque de disponibilité au sol ou de la gêne de bâtiments voisins, soit de l'existence de vents dominants qui conduit à omettre par économie certains des panneaux déflecteurs. Quoique des panneaux déflecteurs rectangulaires soient de conception plus simples, il peut être avantageux de les profiler : notamment le bord supérieur peut s'élever en s'écartant du réfrigérant, soit de manière rectiligne, comme représenté à la Fig. 1, soit de manière curviligne. Le bord supérieur peut aussi être incliné vers le bas en s'éloignant du réfrigérant, la hauteur du panneau à la périphérie du réfrigérant pouvant être égale ou supérieure à celle de l'ouverture d'entrée d'air du réfrigérant. Enfin, le bord extérieur le plus éloigné radialement peut ne pas être rectiligne et vertical, mais il peut être incliné en s'élevant ou en s'abaissant vers l'extérieur ; il paut également former un profil continu, anguleux ou non, avec le bord supérieur. L'éventuelle décroissance des panneaux vers l'extérieur et leur hauteur au niveau du réfrigérant, éventuellement supérieure à celle de 7'ouverture d'entrée d'air du réfrigérant, trouve sa justification dans le fait qu'une substantielle partie de l'air vient du haut, éventuellement le long de la paroi ou de la coque du réfrigérant. Les panneaux déflecteurs 3 peuvent être réalisés en tout matériau approprié pour résister aux attaques de l'atmosphère ambiante , par exemple en béton, en amianteciment, en bois ou en tôle métallique. En fonctionnement, lorsque le vent souffle, les panneaux déflecteurs 3 créent autour du réfrigérant une zone de captation d'air. Dans les zones ou ils sont disposés, les panneaux 3 empêchent le vent de souffler tangentiellement à l'ouverture d'entrée d'air et ils réduisent par conséquent les composantes tangentielles avec lesquelles l'air attaque le réfrigérant sur son pourtour.Les panneaux provoquent des remous d'air, voire des tourbillons, en contrecarrant le vent, mais la zone d'air perturbée est située à l'extérieur du réfrigérant. Les panneaux déflecteurs ont donc pour effet de reporter vers l'extérieur la zone d'air perturbée, essentiellement celle ou interagissent l'appel d'air du réfrigérant et le vent. I1 en résulte un écoulement plus régulier de l'air vers l'intérieur du réfrigérant et de meilleures perfor mances thermiques comme cela résulte du graphique de la Fig. 4 sur lequel les courbes A et B correspondent respectivement à un réfrigérant dépourvu de panneaux déflecteurs et un réfrigérant équipé de panneaux déflecteurs. Ces courbes représentent la variation a t (exprimée en K) de la température d'eau froide d'un réfrigérant à tirage naturel en fonction de la vitesse du vent V (exprimée en m/s), la comparaison de ces deux courbes montrant que l'efficacité du refroidissement d'un réfrigérant équipé de panneaux déflecteurs (courbe B) par rapport à celle d'un réfrigérant dépourvu de tels déflecteurs (courbe A) croit de façon très sensible avec l'augmentation de la vitesse du vent. Bien entendu, le dispositif d'atténuation décrit ci-dessus peut être appliqué aux réfrigérants atmosphériques humides ou secs, qu'ils soient à tirage naturel ou à ventilateurs et, dans ce dernier cas, à ventilateurs aspirants ou a ventilateurs soufflants, le contact entre le fluide et l'air, dans le cas des échangeurs humides, ayant lieu à contre-courant ou à courants croisés. - REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'atténuation aes effets du vent sur une installation de mise en contact d'un fluide avec l'air atmosphérique pourvue à sa base d'au moins une ouverture d'entrée d'air, caractérisé en ce qu'il est constitué par des panneaux déflecteurs de hauteur au moins égale à environ celle de ladite ouverture d'entrée d'air, et qui s'étendent vers l'extérieur du réfrigérant à partir de ladite ouverture, sensiblement perpendiculairement à celle-ci, sur une distance au moins égale à environ leur hauteur. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits panneaux déflecteurs sont régulièrement espacés le long de ladite ouverture. 3. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits panneaux s'étendent vers l'extérieur sur une distance représentant plusieurs fois leur hauteur au niveau de l'ouverture d'entrée d'air. 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits panneaux s'étendent en partie à l'intérieur de l'installation à travers l'ouverture d'entrée d'air. 5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits panneaux ont une hauteur croissante vers l'extérieur, à partir de ladite ouverture.