Brevet FR2437598A1 — publié le 19800425

La présente invention concerne les installations de réfrigération d'un fluide par l'air atmosphérique. Le brevet français nO 1 196 553 décrit un réfrigérant atmosphérique comportant un pavillon d'aspiration constitué par une plaque incurvée disposée au-dessus de la ou chaque ouverture d'entrée d'air du réfrigérant et faisant saillie vers l'extérieur. Ce pavillon est relativement court et s'étend au maximum à partir de la face d'entrée d'air du réfrigérant sur une distance representant un quart de la hauteur de l'ouverture d'entrée d'air. Si ce pavillon d'aspiration contribue quelque peu à la réduction des pertes de charge dans l'ouverture d'entrée d'air et à l'amelioration de la distribution de l'air à l'intérieur du réfrigérant, il n'a aucun effet, si ce n'est un effet néfaste, sur le phénomène de recirculation de l'air entre l'ouverture d'évacuation d'air du réfrigérant et sa ou chacune de ses ouvertures d'entrée d'air, car la courbure du pavillon vers le haut favorise cette recirculation. Or, ce phénomène de recirculation d'air dans le réfrigérant est très néfaste sur ses performances thermiques car l'air chaud et humide rejeté par le réfrigérant et pénétrant à nouveau dans celui-ci par ses ouvertures d'entrée d'air assure un bien moins bon échange thermique avec le fluide à refroidir-que l'air atmosphérique plus froid et plus sec. L'invention vise donc a réaliser une installation perfectionnée de réfrigération d'un fluide par l'air atmosphérique dont les performances thermiques sont améliorées et qui, en particulier, permette d'éviter ou de rédui re sensiblement le phénomène de recirculation de l'air. A cet effet, l'invention a pour objet une installation de réfrigération d'un fluide par l'air atmosphérique, présentant au moins une ouverture d'entrée d'air à sa base, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une plate-forme horizontale faisant saillie vers l'extérieur au-dessus de ladite ouverture sur une distance au moins égale à environ la moitié de la hauteur de ladite ouverture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig.l est une vue schématique en perspective d'un réfrigérant à ventilateurs soufflants suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue schématique en élévation d'une variante de réalisation; - la Fig.3 est une vue schématique en élévation d'une autre variante de réalisation dans laquelle le réfrigérant est à ventilateurs aspirants; et - la Fig.4 est un graphique illustrant le gain procuré par un réfrigérant suivant l'invention par rapport à un réfrigérant classique en ce qui concerne les pertes de charge. En se référant tout d'abord à la Fig.l, le réfrigérant atmosphérique représenté comprend une chambre 1 de forme cylindrique pourvue à sa périphérie d'une série d'ouvertures 2 d'entrée d'air dans lesquelles sont montés des ventilateurs soufflants 3 entrainés par des moteurs 4. La partie supérieure de la chambre 1 est fermée par une toiture 5 percée d'une large ouverture 6 d'évacuation d'air. En outre, la chambre 1 est garnie intérieurement d'un corps d'échange 7 entre le fluide à refroidir et l'air atmosphérique, qui peut être du type à mise en contact direct et/ou indirect du fluide avec l'air, ainsi que de tous les autres équipements annexes nécessaires qui, comme le corps d'échange, sont classiques et bien connus des spécialistes de la technique, et ne seront donc pas décrits plus en détails dans le présent mémoire. La toiture 5 est prolongée par une plate-forme horizontale 8 qui fait saillie vers l'extérieur au-dessus des ouvertures d'entrée d'air 2. Dans l'exemple représenté, la plate-forme 8 a la largeur L minimale nécessaire pour assurer l'effet recherché, à savoir entraver la recirculation d'air entre l'ouverture 6 et les ouvertures d'entrée d'air 2, c'est-à-dire que cette largeur L repré- sente sensiblement la moitié de la hauteur H des ouvertures d'entrée d'air 2. Cependant, ce rapport constitue un minimum et la largeur L de la plate-forme peut être supérieure à la hauteur H des ouvertures d'entrées d'air, le principal frein à son extension étant son coût. Dans l'exemple de la Fig.l, la toiture 5 est disposée à une hauteur relativement faible au-dessus des entrées d'air, ce qui signifie que l'air prénétrant dans le réfrigérant recontre immédiatement le corps d'échange. Dans le cas d'une mise en contact direct du fluide avec l'air atmosphérique, cet agencement correspond au type d'échange dit à courants croisés suivant lequel le fluide et l'air circulent tranversalement l'un par rapport à l'autre. Si, au contraire, on utilise le type d'échange dit à contre-courants suivant lequel le fluide et l'air circulent à peu près parallèlement et dans des sens oppo sés, l'air doit changer de direction dans le réfrigérant avant de pénétrer dans le corps d'échange, lequel est donc disposé au-dessus des ouvertures 2 d'entrée d'air. I1 en résulte que le bord supérieur 5a est alors situé à une hauteur sensiblement plus grande au-dessus des ouvertures 2, comme c'est le cas dans l'exemple de réalisation illustré par la Fig.2. Comme représenté sur cette figure, il est alors préférable de prévoir la plate-forme 8 dans une position intermédiaire de la hauteur de la chambre 1, à une faible distance au-dessus des ouvertures 2, pour lui conserver son efficacité. Dans l'exemple de la Fig. 3, où les ventilateurs 3 sont des ventilateurs aspirants montés dans des ouvertures individuelles 9 de la toiture 5 qui remplacent l'ouverture 6 des exemples précédents et où la chambre 1 présente à sa base une ouverture d'entrée d'air périphérique 2, il est prévu, outre la plate-forme 8 disposée dans le prolongement de la toiture 5, une seconde plate-forme 10 prolongée à son extrémité par une partie 11 incurvée vers le haut et formant pavillon. Cette solution procure les avantages du pavillon indiqués précédemment tout en supprimant la tendance à la recirculation de l'air grâce à la plate-forme supérieure 8. Suivant la puissance du réfrigérant et le type de ventilateur, la plate-forme, lorsqu'elle est située audessus des entres d'air, sera en général à une hauteur de 5 à 15 m au-dessus du sol. Le matériau de la plate-forme peut être,par exemple, identique à celui de l'ossature du réfrigérant, notamment du béton, ou il peut s'agir de n'importe quel autre matériau approprié tel que l'amiante-ciment, le bois, un polymère organique rigide, de l'acier galvanisé ou autre. La présence d'une plate-forme de grande largeur audessus des entrées d'air reduit le recyclage car elle accroît la longueur de la boucle de recyclage, en éloignant les ouvertures d'entrée d'air des ouvertures de sortie. Par exemple, pour des tours circulaires à ventilateurs aspirants , le recyclage pour un vent déterminé, non exceptionnel, qui est de 6,5 8 lorsqu'il n'y a pas de plate-forme, descend à 2 % grâce à une plate-forme selon l'invention. La plate-forme suivant l'invention réduit également la sensibilité au vent du réfrigérant car une zone relativement protégée est offerte sous la plate-forme,où les remous et tourbillons dus au vent sont atténués. En outre, grâce à la plate-forme suivant l'invention, les pertes de charge d'entrée d'air sont diminuées parce que la plate-forme modifie favorablement le profil des vitesses sur la hauteur de l'ouverture d'entrée d'air, non seulement le profil des valeurs absolues des vitesses, mais également et essentiellement le profil des vecteurs vitesses . En d'autres termes, la plate-forme évite que l'air n'aborde la partie supérieure des ouvertures d'entrée d'air avec des vitesses d'orientation descendan- te. La plate-forme suivant l'invention contribue également à uniformiser les vitesses absolues de l'air et les lignes de flux d'air dans les ouvertures d'entrée d'air, améliorant ainsi la distribution de l'air à l'intérieur du réfrigérant, ce qui conduit à un meilleur refroidissement global, indépendamment des pertes de charge. A cet égard, la Fig. 4 montre la variation des pertes de charge en fonction du vent pour un réfrigérant sans plate-forme (courbe A) et un réfrigérant identique avec plate-forme (courbe B). Les coordonnées tp et t v sont des grandeurs sans dimension, t v en abcisse étant le rapport de la pression dynamique du vent à la pression dynamique du flux d'air à l'intérieur du réfrigérant et rp en ordonnée étant le rapport des pertes de charge d'entrée d'air à la même pression dynamique de l'air à l'intérieur du réfrigérant.La comparaison des deux courbes montre bien que les pertes de charge sont moindres avec un réfrigérant équipé d'une plate-forme conformément à l'invention qu'avec un réfrigérant qui en est dépourvu Les auvents selon l'invention permettent, grâce à la diminution du recyclage, de rejeter l'air à plus basse vitesse, donc avec une moindre perte d'énergie cinétique. Cet avantage est particulièrement sensible lorsque, pour réduire les inconvénients du panache, on serait conduit à rejeter l'air à grande vitesse ; grâce à l'auvent, il devient moins nécessaire de procéder ainsi. Dans le cas de réfrigérants à cheminée de tirage naturel, assisté ou non de ventilateurs, une plate-forme peut être prévue à faible distance audessus des orifices d'entrée d'air où elle remplit toutes les fonctions décrites ci-après, celle de réduire substantiellement le recyclage étant ici secondaire du fait que celui-ci est pratiquement inexistant dans de telles tours de réfrigération. REVENDICATIONS 1. Installation de réfrigération d'un fluide par l'air atmosphérique, présentant au moins une ouverture d'entrée d'air à sa base, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une plate-forme horizontale faisant saillie vers l'extérieur au-dessus de ladite ouverture sur une distance au moins égale à environ la moitié de la hauteur de ladite ouverture. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite plate-forme est disposé immédiatement au-dessus de ladite ouverture. 3.Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite plate-forme est prolongée par un pavillon recourbé vers le haut et assurant le guidage de l'air vers ladite ouverture. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle comprend une deuxième plate-forme horizontale placée au-dessus de la première et présentant sensiblement les mêmes dimensions que celleci. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, dans le cas où ladite installation est du type à ventilation mécanique et sans cheminée, ladite plate-forme s'étend dans le prolongement de la toiture de l'installation. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que, dans le cas où l'installation est circulaire et où l'entrée d'air s'étend sur la totalité de sa circonférence, ladite plateforme est une couronne circulaire.