Brevet FR2466728A1 — publié le 19810410

La présente invention a pour objet un dispositif de deshumidification d'un fluide gazeux pour le séchage de matériaux ou produits entreposés dans une cellule. Pour déshumidifier un fluide gazeux avant son passage dans une cellule où sont entreposés des matériaux ou produits sécher il est connu d'utiliser un système frigorifique classique telle une pompe à chaleur disposée dans un gainage exterieur à la dite cellule et formant avec elle un circuit fermé. Pour la mise en circulation du fluide gazeux dans ce circuit le gainage est pourvu de moyens tels des ventilateurs mus de préfé, rence par des moteurs électriques. Comme on le sait le système frigorifique est essentiellement compo sé de deux échangeurs tels un evaportaur et un condenseur disposes l'un à la suite de autre dans le gainage et montés en série avec un compresseur frigorifique cédant de l'energie mécanique à un fluide frigorifique dispose dans le circuit de la machine frigorifique. Ce système transforme l'énergie mécanique du compresseur en transfert de chaleur d'une source froide,(évaporateur) à une source chaude (condenseur). L'air humide et chaud venant de la cellule de séchage traverse le premier échangeur (évaporateur) et se refroidit ce qui augmente son taux d'humidité relative et condense une partie de sa vapeur d'eau. Cet air en partie déshumidifié est ensuite réchauffé lors de son passage au travers de la source chaude (condenseur) ce qui abaisse son taux d'humidité relative et le rend apte à absorber la vapeur d'eau contenue dans les matériaux ou produits entreposes dans la cellule de méchage. De part son fonctionnement en circuite fermé, ce mode de séchage ne necessite qu'un apport d'énergie limité au seul fonctionnement du compresseur du système frigorifique et des ventilateurs de mise en circulation du fluide gazeux. Cependant dans les systemes de séchage par pompe de chaleur une partie de lténergie consommée sert à condenser la vapeur d'eau du fluide gazeux le surplus de cette énergie étant perdu. En outre le séchage de certains matériaux comme par exemple le bois est amélioré si la température du fluide gazeux traversant la cellule de séchage est élevé. Mais la valeur de cette température risquait de compromettre la fiabilité de leurs organes, les systèmes de séchage de la technique actuelle sont pourvus,d'un circuit de sous refroidissement constitué généralement par un échangeur complémentaire monté sur le circuit d'eau de condensation, ce qui accroît le coAt d'un tel système. La présente invention a pour but de palier à ces inconvénients en mettant en oeuvre un dispositif de déshumidification d'un fluide gazeux d'un rendement accru, fonctionnant à une température de séchage élevée et d'un faible cotit de réalisation. A cet effet le système selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il est doté d'un dispositif de récupération de l'é- nergie frigorifique de l'evaporateur non utilisée lors de la condensation de la vapeur d'eau pour prérefroidir le fluide gazeux humide à la sortie de la cellule de séchage, -que ce dispositif est composé d'au moins deux échangeurs situés respectivement en amont et en aval de la source froide (évaporateur) et montés en serie sur un circuit d'un fluide caloporteur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront lors de la lecture de la description d'une forme préférentielle de réalisation en se référant aux dessins annexés en lesquels - La figure 1 est une vue schématique d'une installation de séchage selon l'invention. - La figure 2 est une vue schématique d'un organe séparateur de gou telette. Tel que représenté schematiquement en figure 1 un système de déshu- midification d'un fluide gazeux pour le séchage de matériaux ou produits entreposés dans une cellule 1 thermiquement isolée se,compo- se de plusieurs echangeurs par exemple au nombre de quatre 2.3.4.5. disposés dans un mame gainage non représenté extérieur à la dite cel lule et aW aW formant avec elle un circuit ferme. A leintérleurllnterieur leintérleurllnterieur du gainage et entre les échangeurs et l'orifice d'en treks de la cellule 1 est dispos un organe de ventilation tel un ventilateur electrique 6 assurant la circulation du fluide gazeux à recycler tel de l'airs dans ltinstallation ltinstallation de séchage. Les quatre échangeurs disposes les uns à la suite des autres dans le gainage sont traverses successivement par l'air venant de la cellule de séchage. Ces échangeurs sont montés respectivement deux à deux sur un cir cuit frigorifique et sur un circuit complémentaire d'un fluide ca- caloporteur. Le circuit frigorifique du type pompe de chaleur comporte outre les échangeurs 3 et 5 un compresseur frigorifique 7 cédant à un fluide frigorifique de lenergia mécanique qui va autre transformée en transfert de chaleur d'une source froide à une source chaude. Dans l'exemple de realisationrdalisation realisationrdalisation ddorit,la source froide du systeme frigorifique est constitues par l'echangeur 3 ou dvaporateur et la source chaude est constituée par l'evaporateur 5 ou condensateur. Ces deux échangeurs sont de préference constitues par un élément tubulaire en cuivre pourvu d'ailette en aluminium protXgie de l'oxydation, mais il va de soit que ces deux échangeurs peuvent aveir toutes formes appropriées et peuvent entre constitués par tous matériaux adaptés. Les échangeurs 2 et 4 du circuit du fluide caloporteur tel de l'eau sont respectivement situés de part et d'autre de l'échangeur 3 ou évaporateur. L'échangeur 2 est situé en amont de ltévaporateur et ltéchangeurI'gchangeur ltéchangeurI'gchangeur 4 entre le dit évaporateur 3 et le condenseur 5. Ce circuit hydraulique outre les échangeurs 2 et 4 est doté d'un accelérateur telle une pompe 8 pour assurer la circulation de l'eau. Le but de ce circuit complémentaire est de récupXrer lténergie frigorifique disponible en amont de l'échangeur 3 pour la transférer en aval au niveau de l'échangeur 2. L'air humide provenant de la cellule de séchage traverse tout d'abord l'échangeur 2 du circuit complémentaire. Cet échangeur abais se la température de l'air de ss ss T1 ce qui augmente son taux dthumi- dité relative. Les calories perdues par l'air lors de son refroi dissement sont cédées à l'eau du circuit complémentaire. Cet air en passant 2U travers de l'échangeur 3 ou évaporateur du circuit frigorifique est refroidi d'une valeur ss ss T2 supérieure à DT1 et au dessous de son point de rosée pour condenser sa vapeur d'eau . Cette eau condensée est évacuée vers le milieu extérieur par tous dispositifs connus de l'homme de l'art. L'air froid débarras se sa vapeur d'eau passe ensuite au travers de ltéchangeur 4 du circuit complémentair, refroidit le fluide caloporteur du dit circuit et donc se réchauffe d'une valeur ss T3 supérieure à ss ss T1. Comme on- le comprend aisément lténergiel'nergie lténergiel'nergie frigorifique non dépensée pour la condensation de la vapeur d'eau de l'air humide sert à re froidir l'eau du fluide caloporteur pour prdrefroidir l'air avant son passage au travers de ltévaporateur 3. Ce prérefroidissementpr8refroidissement prérefroidissementpr8refroidissement permet à puissance égale du compresseur d'ex traire davantage de vapeur d'eau. En outre cette disposition particulière de l'invention permet sans qu'il soit besoin d'adjoindre au système de chauffage des circuits de sous refroidissement, de fonctionner à une température de sécha- ge plus élevé que dans les systèmes de la technique connue. L'ais réchauffé par l'échangeur 4 passe au travers du condenseur 5 du système frSigorifique élevant sa température d'une valeur ss ss T4 supérieure & T2 ce qui diminue son taux d'humidité relative et le rend apte lors de son passage dans la cellule 1 à se charger à nouveau de vapeur d'eau. Pour éviter que les goutelettes de vapeur d'eau condensées qui se déposent au niveau de l'échangeur 3 ne soient entratnées vers changeur et le condenseur 5 où elles humidifieraient l'air,le dis positif de séchage entre les dits échangeurs 3 et 4 est pourvu d'un organe de filtrage 9 comme représenté en figure 2. Cet organe est constitué par au moins deux batis 10 et 11 parallèles susceptibles de s'écarter l'un de l'autre tout en restant parallèles et portant chacun une série de lamelles parallèles 12 et régulière ment espacées. Les batiks 10 et 11 de forme adaptée à la section du gainage pour filtrer la totalité de l'air sont de préférence constitués en un matériau protégé de la corrosion. Ces bâtis sont liés l'un à l'autre par un système du type vis écrou permettant de les éloigner QU de les rappracher. Il va de soi que tout autre système connu de l'homme de l'art pourra dans ce cas être employé. Les lamelles également en métal protégées de la corrosion sont pourvues chacune de deux ailes longitudinales 13 et d'une ame 14 accolée par ses extrémités contre les éléments du bâti correspondant. Pour filtrer la totalité de l'air les lamelles d'un bàti sont situées en regard de %8espace ménage entre les lamelles de l'autre bSti et leurs ailes sont situées de part et d'autre du dit espace en sorte que'les gouttelettes transportées par l'air ne puissent passer au travers dey'organe de filtrage et se exposent sur les ailes 13 des lamelles 12. En outre par variation de la distance entre les chassis 9 et 10 on peut faire varier le débit d'air pour obtenir un fonctionnement optimal de la machine. Suivant une autre forme de realisation tendant à augmenter le rendement de la machine le circuit hydraulique de récupération de lté- nergie est remplace par un échangeur statique air-air de tout type connu de L'homme de l'art. Le dispositif tel que décrit permet à puissance égale d'obtenir un gain d'environ 30 % en début de cycle de séchage sur les systèmes connus et en fin de cycle un gain de l'ordre de 40 % environ. Il va de soi que la présente invention peut recevoir toutes variantes et tous aménagements sans pour autant sortir du cadre du pré- sent brevet. REVENDICATIONS R1/ Dispositif de déshumidification d'un fluide gazeux pour le sécha ge de matériaux ou produits entreposés dans une cellule isolée thermiquement, constitué par un système frigorifique et par des ventilateurs assurant la circulation du dit fluide gazeux en circuit fermé dans la dite cellule et au travers de l'évapora- teur et du condenseur du dit système frigorifique pour condenser sa vapeur d'eau et pour abaisser son taux d'humidité relative avant son entre dans la cellule de séchage caractérisé en ce que le dit dispositif est pourvu d'un circuit de récupération de l'énergie frigorifique non utilisée lors de la condensation de la vapeur d'eau, pour prérefroidir le fluide gazeux humide à la sortie de la cellule de séchage. R2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de récupération de l'énergie frigorique de ltévaporateur est constitué d'au moins deux échangeurs situés respectivement en amont et en aval de l'évaporateur du système frigorique et dans lesquels circule un fluide caloporteur dont la circulation entre ces deux échangeurs est assurée par une pompe. R3/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cir cuit de récupération de l'énergie frigorique est constitué par un échangeur statique air-air. R4/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un moyen de filtrage des gouttelettes d'eau constitué par deux batis parallèles susceptibles de s'écarter ou de se rapprocher l'un de l'autre et portant chacun une série de la meules parallèles et régulièrement espacées. R5/ Dispositif selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que les lamelles d'un bâti sont situées en regard de l'espace com pris entre deux lamelles consécutives de l'autre asti. R6/ Dispositif selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que les lamelles sont dotées chacune d'une âme et de deux ailes longitudiaî55