Brevet FR2453930A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un séchoir à linge notamment un séchoir automatique à tambour et à condensation, dans lequel les pièces de linge humide se trouvant dans le tambour sont frappées par un courant d'air forcé, canalisé en circuit fermé et qui, à la sortie du tambour à linge, passe dans un échangeur de chaleur refroidi par air où l'humidité est séparée par condensation et où l'air est échauffé à l'aide d'un dispositif de chauffage avant sa rentrée dans le tambour à linge. De tels séchoirs à linge sont connus et ont été utilisés en pratique depuis des années, comme ceux faisant l'objet par exemple du brevet allemand O.S. 1.610.090 et du modèle d'utilité allemand 7.336.849. Ce type de séchoir présente, par comparaison aux séchoirs à condensation refroidis par eau, l'avantage de ne nécessiter ni branchement pour l'eau d'alimentation ni branchement à l'égout.Par rapport aux séchoirs à échappement d'air, qui ne nécessitent également pas les deux branchements précités, il offre l'avantage de ne pas décharger, comme les séchoirs à condensation refroidis par eau, de l'air chargé en humidité dans la pièce environnante, cet air produisant une condensation plus ou moins forte d'humidité sur les murs ou les meubles en fonction de la température de la pièce ou bien nécessitant, pour remédier à cet inconvénient, une évacuation à l'air libre par des tuyaux souples de décharge correspondants. Les séchoirs à condensation refroidis par air présentent cependant I inconvénient de chauffer toujours plus fortement l'air ambiant de la pièce où ils sont installés en augmentant de plus en plus la durée de séchage, de sorte que la différence de température nécessaire dans l'échangeur de chaleur refroidi par air pour assurer la condensation du courant d'air de séchage devient de plus en plus petite. Il en résulte l'inconvénient que le processus de séchage est obligatoirement allongé, ce qui est lié à une consommation d'énergie supplémentaire, et en outre les articles de linge sont soumis à une sollicitation mécanique excessive dans le tambour tournant. Ces inconvénients sont d'autant plus grands que la pièce d'installation est plus petite.On peut y remédier en partie lorsque la pièce peut être ventilée par des ouvertures d'aération qui sont ouvertes pendant l'opération de séchage. L'invention a en conséquence pour but de fournir un séchoir à linge du type défini ci-dessus, qui ne soit pas affecté par les inconvénients précités, tout au moins pas au degré indiqué, de manière à pouvoir également fonctionner dans des pièces plus petites et fermées. Un autre objectif de l'invention consiste à maintenir aussi faible que possible la perte d'énergie se produisant dans l'échangeur de chaleur refroidi par air et de faire ainsi fonctionner le séchoir à linge dans des conditions d'économie d'énergie. Ce problème est résolu en ce qu'il est prévu dans le courant d'air de séchage, en amont de l'échangeur de chaleur refroidi par air, un autre dispositif d'échange de chaleur qui est frappé par le courant d'air de séchage sortant de l'échangeur de chaleur refroidi par air. On obtient ainsi l'avantage qu'il se produit dans l'échangeur de chaleur placé en amont de l'échangeur refroidi par l'air, déjà une pré-condensation de l'air chaud chargé d'humidité et que la chaleur latente ainsi libérée soit recyclée dans le courant d'air deshumidifié et refroidi avant la phase de chauffage. En fonction des dimensions et du rendement des échangeurs de chaleur, il est possible, grâce à l'invention, de réintroduire dans le courant d'air de séchage jusqu'à 40% de la chaleur, autrement perdue, qui est cédée par l'échangeur de chaleur refroidi par air à l'atmosphère ambiante, ce qui permet de réaliser une économie importante en énergie primaire et de faire fonctionner le séchoir à linge de façon moins couteuse. Du fait que l'échangeur de chaleur refroidi par l'air cède moins de chaleur perdue à l'atmosphère de la pièce d'installation, celle-ci n'est pas aussi fortement chauffée de sorte que la différence de température entre l'échangeur de chaleur et l'air ambiant de refroidissement qui le traverse reste relativement grande et qu'on conserve ainsi un bon rendement de l'échan- geur de chaleur même à la fin de l'opération de séchage. Il en résulte que l'efficacité de séchage désirée peut également être obtenue dans des pièces fermées en un temps plus court, ce qui se traduit par une économie d'énergie supplémentaire et par un meilleur traitement des articles de linge. D'autres perfectionnements avantageux de l'invention sont donnés dans la description de certains modes de réalisation. Dans l'art antérieur, on a déjà souvent proposé de faire fonctionner un séchoir à linge à condensation avec une pompe à chaleur de telle sorte que l'évaporateur extraie l'humidité du courant d'air humide de séchage et que le condenseur échauffe le courant d'air deshumidifié. Il est évident que cela correspondrait au circuit thermique idéal permettant la plus grande économie d'énergie mais qui nécessiterait cependant une dépense d'appareillage non compatible et également non logeable dans les carters classiques de séchoirs à linge d'utilisation ménagère, ce qui explique qu'il n'existe à l'heure actuelle aucun séchoir de ce genre sur le marché. En outre, on sait disposer dans le courant d'air sortant d'un séchoir à linge à échappement d'air un échangeur de chaleur qui est frappé à contre-courant par l'air frais aspiré, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis NO 3.859.735. L'échangeur de chaleur a dans ce cas des dimensions si importantes qu'il est placé à l'extérieur du carter de séchoir. En outre, d'après le brevet des Etats-Unis No 4.I03.433, on sait disposer, dans le cas d'un séchoir à échappement d'air, dans les courants d'air entrant et d'air sortant un échangeur de chaleur se présentant sous la forme d'un tube de chaleur. Il est évident que, dans de tels séchoirs à linge à échappement d'air, on récupère de la chaleur à partir du courant d'air sortant chaud et humide. L'inconvénient majeur précité d'un séchoir à linge à- échappement d'air n'est pas éliminé par la disposition additionnelle d'un échangeur de chaleur dans le courant d'air sortant. Il se forme évidemment un condensat dans l'échangeur de chaleur mais cependant une grande partie de l'air chaud et humide traversant le linge est déchargée dans la pièce. En outre, dans un séchoir à linge à échappement d'air, toute l'énergie thermique recueillie frappe l'échangeur de chaleur par l'intermédiaire du courant d'air sortant de sorte que, pour récupérer un fort pourcentage de la chaleur contenue dans cet air, l'échangeur devrait avoir de grandes dimensions correspondantes. Par contre dans le cas d'un séchoir à condensation.re- froidi par air, comme celui de l'invention, le courant d'air chaud et humide est seulement refroidi dans l'échangeur de chaleur refroidi par l'air jusqu'à une température de condensation d'environ 40 à 500 C, de sorte qu'il reste dans le courant d'air de séchage une partie de l'énergie thermique absorbée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se referant aux dessins annexés dans lesquels La Fig. I représente schématiquement le séchoir à linge à échappement d'air selon l'invention, l'échangeur de chaleur branché en amont se composant de deux échangeurs spatialement séparés et reliés entre eux par un circuit thermique fermé contenant un agent de transport de chaleur; La Fig. 2 est une vue schématique d'une partie du circuit de séchage, dans lequel l'échangeur d'amont est agencé sous forme d'un échangeur à contre-courant; La Fig. 3 est une vue schématique d'une partie du circuit de séchage, dans lequel l'échangeur d'amont est agencé sous forme d'un tube échangeur de chaleur;; La Fig. 4 est une vue schématique d'une partie du circuit de séchage, dans lequel l'échangeur d'amont est agencé sous la forme d'un échangeur de chaleur rotatif; et La Fig. 5 est une vue en perspective, et en partie en coupe, d'un séchoir à linge selon l'invention, dans lequel les deux échangeurs sont reunis sous forme d'un groupe. Dans le tambour à linge I, qui tourne pendant le processus de séchage, on introduit les articles de linge 2 à sécher, qui sont frappés par un courant d'air forcé, canalisé en circuit fermé. Le ventilateur 3 aspire de l'air chaud et humide, provenant de l'ouverture frontale 4 du tambour de lavage I par l'intermédiaire d'un canal d'aspiration 5, dans la partie réceptrice de chaleur 6' de l'échangeur de chaleur 6 placé en amont. Dans cette partie 6' de l'échangeur, de la chaleur est extraite du courant d'air chaud et humide et il se forme également un condensat. Le courant d'air ainsi refroidi est ensuite canalisé dans l'échangeur de chaleur 7 refroidi-par l'air ambiant et où l'air de séchage chargé en humidité est soumis à un très fort degré de condensation. Le courant d'air libéré de l'humidité est ensuite canalisé par l'intermédiaire du canal de refoulement 8, dans lequel est disposée la partie de cession de chaleur 6 " de l'échangeur d'amont 6 et où il est chauffé. Le courant d'air ainsi réchauffé passe ensuite dans un dispositif de chauffage électrique 9 où il est porté à une température d'environ 1100 C, avant d'être insufflé par l'intermédiaire de l'ouverture IO sur le linge 2 roulé dans le tambour I en vue d'enlever à nouveau l'humidité qu'il contient. L'échangeur de chaleur %est soumis à un refroidissement forcé par un ventilateur Il qui aspire l'air ambiant dans l'échangeur. Le condensat formé à partir de l'air humide et chaud dans la partie d'échangeur 6' et dans l'échangeur refroidi par air 7 tombe dans un bac récepteur I2 placé en# dessous et il est transféré à l'aide d'une pompe I3 dans un récipient collecteur I4 placé à un niveau supérieur et qui est placé de preférence au dessus du tambour à linge. Le récipient collecteur I4 doit, après chaque opération de séchage, être sorti du séchoir et vidé.La partie de réception de chaleur 6' de l'échangeur 6 est reliée à la partie de cession de chaleur 6'' par l'intermédiaire d'un agent de transport de chaleur canalisé dans un circuit fermé I5. Cet agent peut être sous forme liquide ou gazeuse et il est mis en circulation pendant le processus de séchage à l'aide d'une pompe I6 ou d'un ventilateur. Sur la Fig. 2, l'échangeur d'amont 6 est agencé sous forme d'un échangeur de chaleur à contre-courant alors que par contre sur la Fig. 3, il est agencé sous forme d'un tube échangeur de chaleur qui est disposé de preférence avec une inclinaison orientée vers le haut du côté de réception de chaleur au côté de cession de chaleur, afin d'obtenir un rendement optimal par un fonctionnement faisant intervenir la gravité. Sur la Fig. 4, l'échangeur de chaleur 6 est agencé comme un échangeur rotatif conforme au système "Sprenger/ de Fries". La structure et le mode de fonctionnement de cet échangeur sont bien connus des spécialistes et ne seront par conséquent pas décrits en détail dans la suite. Sur la Fig. 5, on a représenté en vue en perspective, le séchoir à linge selon l'invention, dans lequel l'échangeur de chaleur refroidi par air 7 et l'échangeur 6 branché en amont de celui -ci sont réunis sous la forme d'un groupe monobloc I7 sous le tambour à linge. Ce groupe échangeur de chaleur I7 est de préférence agencé sous forme d'un double échangeur à contre-courant, qui a cependant été représenté pour simplifier sur la Fig. 5 comme un échangeur à courants croisés. L'air de séchage canalisé en circuit fermé est aspiré par le ventilateur, pendant le processus de séchage, à partir du tambour à linge I par l'intermédiaire de l'ouverture 4, puis du canal d'aspiration 5, indiqué en coupe arrachée sur la figure, puis de la partie d'échange de chaleur à contre-courant du groupe échangeur I7, pour être ensuite insufflé par l'intermédiaire du canal de refoulement 8, du dispositif de chauffage électrique 9 et de l'ouverture IO, non représentée, sur le linge placé dans le tambour tournant I. Le circuit d'air de chauffage a été représenté par une ligne sans fin pourvue de flèches dans sa direction d'écoulement. Le ventilateur Il accouplé au moteur I8 d'entrainement du tambour à linge I aspire l'air de refroidissement à partir de la pièce où est installé le séchoir et sur son coté arrière et il le refoule par l'intermédiaire de la partie d'échange de chaleur à contre-courant dans le groupe I7 où il est échauffé avant de sortir vers l'avant du carter de séchoir. Le trajet de l'air froid est indiqué par une ligne en trait interrompu pourvue de flèches. En dessous du groupe échangeur de chaleur I7, il est prévu un récipient I4 servant à capter et accumuler le condensat qui a été séparé par refroidissement du courant d'air de séchage chaud et humide. On n'a pas représenté en détail comment le courant d'air chaud et humide provenant du tambour à linge est canalisé initialement à contre-courant par rapport à l'air de séchage refroidi, deshumidifié et à recycler dans le tambour puis comment il est canalisé à contre-courant par rapport à l'air ambiant froid dans le groupe échangeur de chaleur I7 car ce processus est fonction de la structure de ce groupe I7. REVENDICATIONS I. Séchoir à linge, notamment séchoir automatique à tambour et à condensation, dans lequel les pièces de linge humide se trouvant dans le tambour sont frappées par un courant d'air forcé, canalisé en circuit fermé et qui, à la sortie du tambour à linge, passe dans un échangeur de chaleur refroidi par air où l'hu midité est séparée par condensation et où l'air est échauffé à l'aide d'un dispositif de chauffage avant sa rentrée dans le tambour, séchoir caractérisé en ce qu'il est prévu dans le courant d'air de séchage, en amont de l'échangeur refroidi par air (7), un autre dispositif d'échange de chaleur (6) qui peut être frappé par le courant d'air de séchage sortant de l'échangeur refroidi par air (7). 2. Séchoir à linge selon la revendication I, caractérisé en ce que le dispositif d'échange de chaleur (6) se compose de deux échangeurs de chaleur (6' et 6'') dont l'-un (6') est placé,dans le courant d'air de séchage, en amont, et l'autre- (6'') en aval de l'échangeur refroidi par air (7), et en ce que les deux échangeurs (6' et 6'') sont relies entre eux par l'intermédiaire d'un agent de transport de chaleur canalisé en circuit fermé (I5). 3. Séchoir à linge selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent de transport de chaleur est sous forme gazeuse. 4. Séchoir à linge selon la revendication-2, caractérisé en ce que l'agent de transport de chaleur est sous forme liquide. 5. Séchoir à linge selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le circuit de l'agent de transport de chaleur un ventilateur ou une pompe de circulation (I6) 6. Séchoir à linge selon la revendication I, caractérisé en ce que le dispositif d'échange de chaleur (6) est agencé comme un échangeur de chaleur à contre-courant. 7. Séchoir à linge selon la revendication I, caractérisé en ce que le dispositif d'échange de chaleur est agencé comme un tube échangeur de chaleur. 8. Séchoir à linge selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tube échangeur de chaleur (6) est disposé avec une inclinaison orientée vers le haut depuis le côté de réception de chaleur jusqu'au côté de cession de chaleur. 9. Séchoir à linge selon la revendication-I, caractérisé en ce que le dispositif d'échange de chaleur (6) est agencé sous forme d'un échangeur rotatif. IO. Séchoir à linge selon la revendication I, caractérisé en ce que le dispositif d'échange de chaleur (6) constitue avec l'échangeur de chaleur refroidi par air (7) un groupe échangeur de chaleur. Il. Séchoir à linge selon la revendication IO, caractérisé en ce que le groupe échangeur de chaleur (I7) est agencé sous forme d'un double échangeur à contre courant. I2. Séchoir à linge selon l'une quelconque des revendications I à Il, caractérisé en ce qu'il est prévu en dessous de l'échangeur refroidi par air (7) un récipient collecteur de condensat (I2 ou I4).