Brevet FR2490795A1 — publié le 19820326

I La présente invention est relative à un déshumidificateur qui déshumidifie de l'air comprimé en le refroidissant. L'air comprimé que refoule un compresseur est plus chaud et plus humide que l'air normal (air contenu dans une pièce, etc.), et lorsque cet air comprimé est refroidi jusqu'à la tem- pérature ambiante, l'humidité qu'il contient se liquéfie dans ses tubulures et se transforme en eau de condensation. Lorsque l'eau de condensation ainsi formée se trouve envoyée dans divers dispositifs pneumatiques, elle exerce de mauvais effets sur leur fonctionnement, tout en réduisant leur longévité. ]En vue d'écarter ces inconvénients, les inventeurs ont déjà proposé un déshumidificateur, conforme aux dispositions représentées par la fig.1, qui atteint son but fondamental. Pour Otre plus précis, dans les dispositions de la fig.1, un cycle de réfrigération se trouve établi en reliant un conden.,- leur 2 et un évaporateur 3 par l'intermédiaire d'un compresseur de réfrigération 1. Un ventilateur de refroidissement 4 envoie de l'air refroidi au condenseur 2, et un tube capillaire 5 et un tuyau de régulation de capacité 6 sont également prévus. Une enveloppe extérieure 9 est montée à l'extérieur d'une enveloppe intérieure 8 formant un passage de refroidissement 7 qui lui-même renferme l'évaporateur 3, et un passage d'échange de chaleur 10 est ménagé entre les enveloppes intérieure et extérieure 8 et 9. A l'extrémité de gauche du passage d'échange de chaleur sur la figure est ménagée une entrée d'air 12 reliée à la sortie d'un compresseur d'air 11, tandis que l'extrémité de droite est reliée à l'extrémité de droite sur la figure du passage de refroidissement 7 par un trou de communication 13 ménage dans l'enveloppe intérieure 8. Dans le passage d'échange de chaleur 10 sont disposés des tubes d'échange de chaleur 15 qui relient une sortie (extrémité de gauche) du passage de re- froidissement 7 et une chambre à air 14 formée à l'extrémité de droite de l'enveloppe extérieure 9, de façon à assurer un échange de chaleur entre l'air refroidi à basse température et déshumidifié qui circule dans le passage de refroidissement 7 et l'air à température élevée qui est envoyé dans le passage de refroidissement 7 par le passage d'échange de chaleur 10, en assurant ainsi un pré-refroidissement de l'air à température élevée tout en échauffant en m8me temps l'air à basse tempéra- ture et en le chassant par une sortie d'air 16 ménagée dans la chambre à air 14 pour l'envoyer dans un circuit d'air non re- présenté. Au fond du passage de refroidissement 7 et du passage d'échange de chaleur 10 sont ménagés des orifices d'évacuation d'eau 17. Dans ce déshumidificateur d'air comprima6, l'eau de conden- sation qui a été obtenue par s'paration de l'humidité dans le passage d'échange de chaleur 10 se rassemble au fond 10a du pas- sage 10, et elle est évacuée à l'ext6rieur du déshumificateur par les orifices d'évacuation 17. Cependant, lorsque la tempé- rature extérieure est élevée, la différence entre la tempéra- ture extérieure et celle de l'eau de condensation, c'est--dire la différence de température entre liunt6rieur et l'extérieur de l'enveloppe extérieure 9, est susceptible de provoquer la formation de rosée à la surface extérieure du fond, et de con- duire ainsi à une corrosion. De plus, l'air comprimé, de mûme que les autres gaz u- suels, subit une contraction de volume au refroidissement. Ainsi, lorsque de l'air comprimé refroidi et déshumidifié est chassé par l'orifice de sortie 16 avant d'avoir été complète- ment réchauffé, la possibilité existe qu'il se trouve soumis a un effet d'échauffement par l'air extérieur dans le cours de sa circulation dans les tubulures, ce qui donne lieu à une di- latation de celui-ci et aboutit à une augmentation de pression inhabituelle dans les tubulures. Entervient simultanéme.nt un autre inconvénient résidant en. ce que la charge du compresseur d'air 11 se trouve accrue lorsqu'on augmente la quantité d'air comprimé fournie par le compresseur 11 au déshumidificateur. -En vue de surmonter ces inconvenients, on peut améliorer le rendement de l'échange de chaleur ayant lieu dans le passage 10, ou bien améliorer le taux de réchauffement de l'air compri- me refroidi et déshumidifié en adjoignant un échangeur de cha- leur au déshumidificateur, Toutefois, ces solutions sont toutes deux imparfaites en ce que, dans la première, il est difficile d'assurer un réchauffement complet pour des raisons propres à l'agencement global du dispositif ainsi qu'aux limitations de source de chaleur inhérentes à l'importance du débit d'air comprimé refoulé par le compresseur 11, et que dans la seconde, l'adjonction d'un échangeur de chaleur de réchauffement con- duit à augmenter l'encombrement du dispositif, à le compliquer et à en augmenter le prix de revient. Ainsi ces solutions ne =- 249079S sont pratiques ni l'une ni l'autre. La présente invention répond à la prise en compte de ces difficultés, et elle vise à écarter la formation de rosée sur la surface extérieure du déshumidificateur sans recourir & l'ad- Jonction d'un échangeur de chaleur spécial, ainsi qu'à réduire le coût de fonctionnement de ce type de déshumidificateur en abaissant la charge du compresseur du cycle de réfrigération et celle du compresseur d'air. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront plus amplement de la description détaillée qui est don- née ci-après & titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels: Fig.1, qui concerne l'art antérieur, est une vue schéma- tique en coupe représentant un exemple de déshumidificateur classique; et Fig.2 est une vue schématique en coupe représentant une forme de réalisation du déshumidificateur selon la présente invention. On va maintenant décrire la présente invention en an con- sidérant la forme de réalisation représentée par la fig.2. Sur cette figure, les organes constitutifs remplissant la même fonc- tion que ceux du déshumidificateur classique représenté par la fig.l sont identifiés par les mêmes repères numériques que sur la fig.1, et ils ne seront pas décrits en détail. Comme visible sur la fig.2, dans le déshumidificateur se- lon l'invention, du gaz réfrigérant a température et pression élevées refoulé par le compresseur 1 est conduit au conden:seur- 2 par une tubulure de circuit haute pression 18 prévue au fond a du passage déchange de chaleur 10 ménagé entre les enve- loppes intérieure et extérieure 8 et 9 et dans la chambre à. air ou collecteur 14 qui relie tous les débouchés des tubes d'échange de chaleur 15 à la sortie d'air 16. Grace à l'exploi- tation de l'effet de radiateur de la tubulure haute pression 18, il y a élévation de la température de l'eau de condensation qui est accumulée au fond du passage d'échange de chaleur 1JO, cependant que le taux de réchauffement de l'air refroidi et déshumidifié qui est en transit dans la chambre 14 se trouve également accru, de sorte qut'il se dilate et que son volume est ramené presque à la mrme valeur qu'immédiatement après son refoulement par le compresseur d'air 11. 2490?95 Ainsi, même si l'air comprimé est énergiquement refroidi par l'évaporateur 3 disposé dans le passage de refroidissement 7, la température de l'air comprimé se trouvant dans la chambre 14 est relevée au moins jusqu'à la m me valeur que celle de l'air extérieur, et cet air subit une nouvelle dilatation com- plète permettant à la pression d'air régneant dans le déshumidi- ficateur de rester relativement élevée. De ce fait, une augmen- tation de la charge du compresseur 11 sous l'effet de l'augmen- tation de la quantité d'air comprimé délivrée se trouve écartée. De plus, en conséquence du fait que le gaz réfrigérant à température et pression élevées qui est -refoulé par le compres- seur 1 est refroidi par la tubulure haute pression 18 qui longe le fond 10a du passage d'échange de chaleur et traverse la cham- bre 14, la capacité du condenseur 2 peut 9tre réduite. Par contre, si on laisse au condenseur. 2 un dimensionnement iden- tique à celui des condensateurs classiques, la pression de con- densation se trouve abaissée, et en va de même de la charge du compresseur 1. Dans la forme de réalisation représentée, le gaz réfrigef rant à température et pression élevées qui est eamié du comu presseur 1 au condenseur À 2 assure un échange de claleur a- eo l'air contenu dans la chembre 14 après avoir opéré de m me avec l'eau de condensation accumulée au fond 1Oa du passage d'échange de chaleur 10, mais l'ordre de ces échanges de cha- leur peut tre inversé. Comme décrit plus haut, bien que le déshumidificateur selon l'invention soit d'une structure très simple en ceci qu' il y est simplement fait en sorte qu'au moins une partie d'une tubulure de circuit haute pression allant d'un compresseur de 3Q cycle de réfrigération à un condenseur. longe le fond d'un passage d'échange de chaleur et traverse une chambre à air, la différence de température entre l'eau de condensation accu- mulée au fond du passage d'échange de chaleur et l'air extérieur est rendue presque inexistante, et la formation de rosée à la surface extérieure du fond du déshumidificateur se trouve de ce fait évitée. De plus, comme l'échange de chaleur entre le gaz réfrigérant et l'airdéshumidifié est effectué dans la chambre à air, l'air déshumidifié est suffisamment réchauffé (c'est-à-dire dilaté et ramené à son volume antérieur), et la charge du compresseur d'air se trouve donc réduite. Ea mêie temps, la pression de condensation du gaz réfrigérant est éga- lement abaissée, ce qui conduit à une réduction supplémentaire de la charge du compresseur. Ainsi, la présente invention per- met dlassurer un processus de déshumidification économique en économisant l'énergie nécessaire pour alimenter le compresseur. REViTDICATUION D6shumidificateur d'air comprimé du genre comportant un passage d'échange de chaleur (10) destiné à assurer un échange de chaleur entre de l'air déshumidifiée et refroidi et de ltair comprimé délivré à un passage de refroidissement (7) qui ren- ferme un évaporateur de cycle de réfrigération (3) et à la périphérie extérieure duquel est ménagé ledit passage d'échan- ge de chaleur, une sortie d'air comprimé (16) étant ménagée dans une chambre à air (14) reliée à ute sortie dudit passage dtéchange de chaleur, caractérisé en ce qu'au moins une partie d'une tubulure de circuit haute pression (18) allant d'un com- presseur (1) dudit cycle de réfrigération à un condensur': (2) est disposée de façon à longer le fond (10a) dudit passage d'échange de chaleur et à traverser ladite chambre à air.