Brevet FR2481138A1 — publié le 19811030

L'invention concerne une installation pour distiller des liquides évaporables, par exemple alcool, solvants ou analogues, cette installation comportant - une chambre de distillation, - un groupe chauffant situé dans la région la plus basse de la chambre de distillation, - un dispositif de refroidissement et condensation, et - un groupe générateur de froid, lequel est relié au dispositif de refroidissement et condensation. C'est par exemple pour obtenir de l'alcool par distillation de liquides alcoôlisés que de telles installations sont utilisées. Elles peuvent aussi servir à l'épuration ou récupération de solvants. Lorsqu'on nettoie des pièces métalliques avec des solvants, ces dbrniers se chargent de souillures diverses (huiles, graisses, etc.) etainsi souillés,ne permettent pas d'obtentir un nettoyage économique. Des installations de distillation sont donc ainsi utilisées, en pratique industrielle, pour le traitement de tels solvants souillés. Dans les installations connues appartenant au genre précité, le groupe chauffant est généralement chauffé par du courant électrique, toutefois toujours par une source extérieure. Le groupe générateur de froid est un groupe frigorifique classique qui est également entratné par de l'énergie électrique et qui, par ailleurs, libère de la chaleur non récupérée. L'invention a pour but de parvenir à une installation du genre précité, mais opérant avec récupé- ration de chaleur, et donc us économique en énergie que les installations connues. Pour atteindre ce résultat, l'invention préconise que le groupegénérateur de froid soit réalisé en tant que pompe à chaleur et comporte un compresseur ainsi qu'un circuit d'agent frigorifique avec branche froide et branche chaude, la branche froide étant raccordée au dispositif de refroidissement et condensation, et la branche chaude opérant, par l'intermédiaire d'un échangeur 2481 138 dechaleur, sur un accumulateur de chaleur à eau pour usages divers auquel est raccordé le groupe chauffant réalisé sous forme de dispositif de chauffage par eau chaude. L'invention part de la reconnaissance du fait qu'il est possible, dans le cas d'une installation du genre mentionné au début, de travailler avec une pompe à chaleur agencée entre, d'une part, le dispositif de refroidissement et condensation et, d'autre part, le groupe chauffant si un accumulateur de chaleur à eau utilisable pour divers usages possibles est associé au groupe chauffant. La chaleur obtenue peut alors 9tre utilisée, sous forme d'eau chaude, à des fins diverses. Toutefois, la chaleur fournie par la pompe à chaleur peut aussi trouver une utilisation supplémentaire dans un dispositif d'insufflation de vapeur d'eau dans la chambre de distillation. C'est Justement dansle traitement de solvants utilisés par exemple pour le nettoyage des surfaces métalliques que l'insufflation de vapeur d'eau est avantageuse. Il se forme alors dans la chambre de distillation un mélange de solvant et d'eau à ébullition azéotropique, dont le point d'ébullition est inférieur à celui du solvant pur. Le solvant peut alors, à l'exception d'un très petit reste, être extrait sans risque de surchauffe et réutilisé. Le condensat est capté par exemple dans une rigole en dessous du dispositif de condensation et envoyé à l'utilisation ou bien à un réservoir. Pour le cas o, avec une installation selon l'invention, la quantité de chaleur disponible est supérieure à celle prélevée au moyen de l'accumulateur d'eau chaude, l'invention préconise d'agencer en plus, dans la chambre chaude du groupe générateur de froid, un refroidisseur à air auquel on peut associer un ventilateur. Ce refroidisseur à air ne sera généralement actif que par intermittences, notamment en cas d'excédent de chaleur dans la branche chaude du groupe générateur de froid. Le dispositif de refroidissement peut 9tre directement relié à la branche.chaude du groupe producteur de froid. Toutefo% il est également possible d'interposer un échangeur de chaleur et de refroidir le groupe de refroidissement avec de l'eau transportée par une pompe. Dans ce cadre, une forme de réalisation de l'invention présente cette caractéristique qu un volume pour eau de refroidis- sement, d'une part, et l'accumulateur de chaleur à eau, d'autre-part, sont disposés dans un récipient commun dans lequel une cloison isolée sépare ledit volume dudit accumulateuro En outre, le groupe générateur de froid est alors placé sur ce récipient commun. Les avantages atteints résident dans le fait au'une installation selon l'invention permet d'opérer avec une récuperation de chaleur pratiquement. complète, gr9ce à l'agencemient décrit d'une pompe à chaleur et d'un accumulateur de chaleur à eau utilisable. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut 9tre mise en pratique, La figure 1 représente le schéma d'une installation selon l'inention pour distiller des liquides vaporisables. La figure 2 représente une vue en élévation d'une forme de réalisation pratique de l'installation selon l'invention. L'installation représenté sur les figures sert à distiller des liquides vaporisables tels que, par exemple, alcool, solvants ou analogues. Dans sa tructure - essentielle, l'installation comporte: - une chambre de distillation 1, - un groupe chauffant 2 situé dans la région la plus basse de la chambre de distillation, - un dispositif de refroidissement et condensation 3 situé dans la région supérieure de la chambre de disti- llation 1, et - un groupe 4 générateur de froid. Le groupe générateur de froid, 4, est relié au dispositif de refroidissement et condensation 3. Selon l'invention, le groupe générateur de froid est réalisé en pompe à chaleur 4.'Il comporte (figure 1) un compresseur 5 ainsi qu'un circuit d'agent frigorifique 6,7 avec branche ou partie froide 6 et branche ou partie chaude 7. Un organe restricteur ou étrangur usuel 8 est en outre agencé dans ce-circuit d'agent frigorifique, 6,7. La branche froide 6 est raccordée au dispositif de refroidissement et condensation 3, tandis que la branche chaude 7 est reliée au groupe de chauffage 2. La branche chaude 7 du groupe frigorifique.4 opère, par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur 9, sur un accumulateur de chaleur 10 à eau chaude-pour divers usages, notamment industriels. A celui-ci est raccordé le groupe chauffant 2 réalisé sous forme de dispositif de chauffage par eau chaude. En outre l'accumulateur de - chaleur 10 est relié à un dispositif ll pour insuffler de la vapeur d'eau dans la chambre de distillation 1. Par ailleurs, dans cet exemple de réalisation, un refroidisseur 12 à refroidissement par air est agencé en plus dans la branche chaude 7 du groupe générateur de froid 4, un ventilateur 13 étant associé à ce refroidis- seur. Les vanoes ou valves appartenant-au groupe générateur de froid 4, et autres. dispositifs auxiliaires, n'ont pas à faire l'obJet d'une description particulière. La figure 2-montre un exemple d'agencement d'une réalisation de l'installation selon l'invention, dans lequel (comme indiqué sur la figure 1) le dispositif de refroidissement et condensation 3 est raccordé à un circuit d'eau de refroidissement 14. On peut voir qu'un volume 15 d'eau de refroidissement, d'une part, et l'accumulateur de chaleur 10 à eau pour usages industriels, d'autre part, sont agencés dans un récipient commun 16 qui est réalisé sous la forme d'un récipient à deux chambres, avec isolation, les deux chambres constituent l'une l'accumulateur de chaleur 10 -& eau et l'autre le volume 15 d'eau de refroidissement 2481 138 et étant séparées l'une de l'autre par une cloison isolée 17. Au dessus de ce récipient 16, et par conséquent au-dessus des deux chambres, se trouve le groupe générateur de froid 4, constitué comme décrit plus haut. Les figures permettent de comprendre o sont disposés les échangeurs, à savoir l'échangeur de chaleur 9 au moyen duquel la branche chaude 7 du groupe 4 générateur de froid opère sur l'accumulateur de chaleur 10 à eau pour usages divers, et l'échangeur.de chaleur 18 avec lequel le dispositif de refroidissement et condensation 3 est raccordé au circuit d'eau de refroidissement. REVENDICATIONS 1.- Installation pour distiller des liquides vaporisables tels que, par exemple, alcool, solvants ou analogues, cette installation comportant: un chambre de distillation, - un groupe chauffant situé dans la région la plus basse de la chambre de distillation, - un dispositif de refroidissement et condensation, et - un groupe générateur de froid, lequel est relié au dispositif de refroidissement et condensation, ladite installation étant caractérisée par le fait que le groupe générateur de froid est réalisé en tant que pompe à chaleur (4) et comporte un compresseur (5) ainsi qu'un' circuit d'agent frigorifique avec branche froide (6) et branche chaude (7), la branche froide (6) étant raccordée au dispositif (3) de refrddissement et condensation, et la branche chaude (7) opérant, par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur (9),' sur un accumulateur de chaleur (10) à eau pour usages divers auquel est raccordé le groupe chauffant (2) réalisé sous--forme' de dispositif de chauffage par eau chaude. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'accumulateur de chaleur (10) à eau est relié à un dispositif (11) pour insuffLer de la vapeur d'eau dans la chambre de distillation (1). 3.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'un refroidisseur (12) à refroidissement par air est en outre agencé dans la branche chaude du groupe générateur de froid (4)..-. 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que-le groupe (4) générateur de froid opère sur un circuit d'eau de refroidissement (i4), lequel est raccordé au dispositif de refroidissement et condensation (3). 5.- Installation selon la revendication 4, 248 i 133 -.7 caraetérisée par le fait. qu'un volume(15) pour eau de refroidissement et l'accumulateur de chaleur à eau (10) sont disposés dans un récipient commun (16) dans lequel une cloison isolée (17) les sépare l'un de l'autre et par le fait que le groupe générateur de froid (4) est placé sur ee récipient (16).