Brevet FR2491200A1 — publié le 19820402

L'invention a pour objet un appareil compact de séchage du type pompe à chaleur, destiné en particulier au séchage du bois. L'objet de l'invention se rapport notamment au secteur techniqu du séchage de matériaux solides ou d'objets par élimination du liquide qui y est contenu. Des séchoirs à bois du type pompe à chaleur, sous forme d' armoires volumineuses ou relativement volumineuses et encombrantes, sont bien connus. On les installe dans des cellules ou locaux de préférence convenablement isolés thermiquement, en vue d'opérer le séchage industriel rationnel et dans un temps limité, de volumes importants de bois. Cependant, de nombreux utilisateurs tels que des artisans ou des entreprises qubtilisent un volume réduit de bois séché, par exemple de l'ordre de un mètre cube par mois, ne peuvent se satisfaire des séchoirs de grande capacité, qui sont trop volumineux et d'un prix trop élevé. On propose des nichoirs pour un volume de bois limité, mais ces séchoirs, s'ils ont des dimensions plus réduites que les séchoirs ayant une grande capacité, ont toutefois une géométrie encombrante et des dimensions relativement grandes pour leur capacité réduite. Cela résultedice que ces séchoirs ont la même conception et construction que les séchoirs de grande capacité sauf que l'on s'est efforcé de réduire les dimensions des éléments imposants.Le prix de ces séchoirs à capacité réduite est donc relativement très élevé. Suivant l'invention on a conçu et mis au point un appareil compact de séchage qui d des dimensions réduites eu égard à sa capacité, une géométrie plate fonctionnelle, une efficacité très sensiblement améliorée, cela avec un prix de revient qui correspond parfaitement aux possibilités et besoins desttilisateurs concernés. Cet appareil compact de séchage est remarquable par sa réalisation avec une géométrie plate sous forme d'un ensemble sensiblement parallélépipédique, d'épaisseur réduit, qui se développe en hauteur et en longueur, et par une structure correspondante qui comprend principalement une base avec grille ou ouvertures d'entrée dx circuit d'air, un compresseur avec circuit pour un fluide frigorigène qui va du compresseur a' un échangeur puis à un ensemble combi de4 né évaporateur-systemeÎ-condenseur pour revenir au compresseur, des moyens d'évacuation de l'eau condensée par le passage de l'air sur l'évaporateur, un circuit de circulation de l'air qui pénètre par les conduites à la base et qui s'élève à l'intérieur de 1' appareil pour être projeté hors de l'appareil et à sa partie supérieure par un système de ventilation ; des moyens de commande du règlage de la température et de l'humidité de l'air ambiant, des moyens de régulation électriques et thermostatiques ; des moyens de résistance électrique pour élever la température de l'air ambiant au début du fonctionnement principalement, qui sont commandés par un thermostat. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est une vue en perspective illustrant l'appareil selon l'invention avec son carter très largement enlevé pour faire apparaitre ses éléments principaux. La figure 2 est une vue en perspective montrant l'appareil selon l'invention installé dans une cellule de séchage. La figure 3 est une vue en coupe transversale de la cellule selon figure 2, montrant les circulations d'air et l'implantation de l'appareil. La figure 4 est une vue en coupe transversale de l'appareil se lo l'invention, du côté droit par rapport à la figure 1. La figure 5 est une vue à plus qrande echelle, illustrant 1' due détente ensemble combiné évaporateur-sys Xme condenseur sulvant la flè- che F de la figure 1. Les figures 6 et 7 sont des vues en coupe considérées respectivement suivant les lignes 6-6 et 7-7 de la figure 5, montrant les circuits de la partie évaporateur et de la partie condenseur. Afin de rendre plus concret objet de l'invention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réaliskion illustrée aux figures des dessins. Dans tout ce qui suit, on décrit un pareil destiné au séchage du bois, mais il est bien évident que le principe reste le même si l'on doit sécher d'autres matériaux. L'appareil est plus spécialement conçu pour être introduit dans une cellule de séchage de petites dimensions, et ses composants sont déterminés pour opérer le séchage désiré dans des conditions correctes, en fonction du volume de la cellule, mais la encore, il n'est pas interdit de modifier ces paramètres et par exemple d'installer l'appareil dans une cellule de plus grandes dimensions. On obtiendra alors un séchage moins rapide mais tout aussi efficace, si l'on prend soin d'adapter les moyens de ventilation dans la cellule. Comme on le voit bien aux figures 1 à 4 des dessins, l'appareil (1) est réalisé sous forme d'un caisson sensiblement paraliképipé- dique, avec de préférence une épaisseur (e) réduite et une hauteur (h) inférieure à la longueur (1). A titre indicatif, pour une capacité de séchage de bois de 1,5 m3 environ, l'appareil a une longueur de 1m, une hauteur de 0,82 m et une épaisseur de 0,21 m. Bien entendu, malgré ces dimen sions réduites, l'appareil selon l'invention, de par sa conception, a la même efficacité que les moyens classiques volumineux. L'appareil selon l'invention comprend un socle ou base (2) composé d'un cadre-support (2a) sur lequel est fixé un grillage (2b) ou moyens équivalents de passage d'air, cela sur toutes les faces de la base de préférence. Sur la base (2) est fixé un compresseur (3) relié par une tuyauterie (4) à un échangeur à eau (5) également fixé sur la base (2). La tuyauterie (4) achemine un fluide frigorigène distribué à haute pression par le compresseur (3), dans l'échangeur (5), qui est du type multi-tubulaire bien connu, c'est-à-dire enfermant sous un faible encombrement une série de tubes dans lesquels l'eau circule à contre-courant du fluide frigorigène. L'eau est amenée par une tuyauterie (6) passant par une vanne électromagnétique (7) commandée par un thermostat (8) autorisant le fonctionnement du compresseur selon la température de l'air ambiant dans la cellule. L'eau qui a traversé l'échangeur (5) est évacuée par la tuyauterie (9), tandis que le fluide gazeux frigorigène sortant chaud et à haute pression de l'échangeur par une tuyauterie (10), est introdui à une extrémité et à la partie supérieure d'un circuit condev edupt (11) faisant partie d'un ensemble combiné (12) condenseur--systèmet évaporateur. Le fluide frigorigène est refroidit dans ce circuit çie detente et sedétendliquide au moment où il passe dans un système / (13) composé d'un tube capillaire de section plus faible que le circuit (11) amenant le fluide frigorigène à un circuit tubulaire évaporateur (14) de l'ensemble (12). Le fluide frigorigène sous forme de brouillard est ensuite ramené au compresseur (3) par une tuyauterie (15). Comme on le voit mieux aux figures 5, 6 et 7, l'ensemble (12) comprend des flasqueslatéraux (12a) enfermant des plaques ou ailet tes(12b). Les circuits évaporateur (14) et condenseur (11) traversent longitudinalement les ailettes et les flasques, respective ment suivant des plans avant et arrière pour constituer chacun un faisceau ou face d'évaporation et un faisceau ou face de condensation.Le combiné (12) est d'autre part fixé dans le caisson (1) de manière inclinée pour que l'air ambiant qui pénère dans l'appareil par la base (2), flèch (fl) figures 2, 3, 4, traverse le combiné (12) au niveau de sa face de condensation par le circuit (11) qui provoque la formation de goutelettes évacuées hors de l'appareil par un bac incliné (16) ou autre récepteur, placé sous le combiné du côté de la face de condensation. L'air chauffé par condensation est alors évacué à la partie supérieure de l'appreil (flèches f2, figures 2 3, 4) par au moins un ventilateur frontal (17) et des ventilateurs latéraux à turbine ou autres (18), appliqués contre les ouvertures correspondanis du caisson (1), de manière à projeter de facon homogène l'air de séchage dans toute la cellule (C) (flèches f3, figure 3) où sont entreposés les produits (P) à sécher. A noter qu'une résistance de démarrage (19) figure 4a- est prévue pour élever la température de l'air au début du fonctionnement, jusqu'à ce que la température désirée (contrôlée par thermostat) soit atteinte. Comme on le voit aux figures 2 et 3, des ventilateurs delbrasa- ge èt de recyclage d'air (20) peuvent être disposés en partie haute de la cellule. A noter encore que la vanne (7) placée sur le circuit d'amenée d'au à l'échangeur est destinée à laisser ou non passer liteau vers le dit échangeur, suivant la température de l'air ambiant et du fluide frigorigène. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on note : - Le faible encombrement et la géométrie plate de 1'appareil lui permettant d'être intégré dans une cellule de petites dimensions, tout en conservant la même efficacité que des appareils beaucoup plus volumineux. - La combinaison dans un même bloc du condenseur et de ltévapora- détente teur, avec liaison par système de/, ce qui réduit l'encombrement et les frais de construction et de montage. - L'application d'unéchangeur à eau économique et beaucoup plus compact qu'un échangeur à air > cela dans un rapport qui peut aller de 1 à 20. - La cirnulation d'air à travers l'appareil et en sortie de l'nappa reil, très rationnelle et assurant un séchage homogène dans toute la cellule, grâce aux ventilateurs frontaux et latéraux. - La production industriGle économique en série des appareils selon l'invention qui sont partic lièrement adaptés pour des arti sans ou petites entreprises qui ont des problèmes limités cl- sécha- ge. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'a' ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Appareil compact de séchage,-du type pompe à chaleur, destiné en particulier au séchage du bois, caractérisé par sa realisation avew une géométrie plate sous forme d'un ensemble (1) s-l;;siblement parallélépipédique, d'épaisseur réduite, qui se développe en hauteur et en longueur, et par une structure correspondante qui comprend principalement une base (2) avec grille (2b) ou ouvertures d'entrée du circuit d'air, un compresseur (3) avec circuit pour un fluide frigorigène qu va du compresseur à un échangeur (S) puis à un ensemble combiné (12) évaporateur-système de détente-conZenseur pour revenir au compresseur, des moyens (16) d'évacuation ce l'eau condensée par le passage de l'air sur l'évaporateur, un circuit de circulation de 11 air qui pénètre par les ouvertures à la base et qui "élève à l'intérieur de l'appareil pour être projeté hors de l' appareil et à sa partie supérieure par un système de ventilation (17-18) ; des moyens de commande du règlage de la température et de l'humidité de 1'air ambiant, des moyens de régulation électriques et thermostatiques ; des moyens (19) de résistance électrique pour élever la température de l'air ambiant au début du fonctionnement principalement, qui sont commandés par un thermostat. -2- Appareil compact de séchage suivant la revendication 1, caractérisé par la mise en oeuvre, dans le circuit du fluide frigorigène, à la suite du compresseur (3), d'un échangeur à eau (6) du type multitubulaire connu en soi, assurant une bonne capacité d'échange calorifique sous un encombrement très réduit, ledit échangeur étant traversé dans un sens par le fluide frigorigène et en sens inverse par de l'eau circulant a l'intérieur par de multiples tubes alimentés par une canalisation d'amenée (6) et une canalisation arévacua- tion (9) raccordées à l'extérieur de l'appareil, une vanne d'alimentation (7) de tout type connu en soi placée sur le circuit d'eau assurant la circulation d'eau ou l'arrêt selon la température de l air ambiant et du fluide frigorigène. -3- Appareil compact suivant la revendication 12 caractérisé par 1' ensemble combiné (1r' évaporateur-système de détente-condenseur constituant un tout qui groupe d'une manière compacte et efficace, d'un côté et sur un- face de l'ensemble, un faisceau tubulaire (14) assurant la fonction évaporateur, sur lesquels l'humidité de l'air en circulation est condensée pour retomber en gouttelettes évacuées hors de l'appareil, et de l'autre côté un faisceau tubulaire (11) assurant la fonction de condenseur, sur lesquels est réchauffé l'air précédemment refroidi par passage dans le faisceau évaporateur, les faisceaux tubulaires évaporateur (14) et condenseur (11) étant liés par un même sytème d'ailettes (12b), le fluide frigorigène provenant du compresseur et de l'échangeur étant amené à une entrée du faisceau tubulaire condenseur (11), tandis que le dit fluide sort en dernier lieu du faisceau évaporateur (14) pour retourner au compresseur, entre les deux faisceaux, le fluide frigorigène qui sort à l'état liquéfié du faisceau condenseur passe dans le faisceau évaporateur par l'intermédiaire et en traversant un système (13) dE tube capillaire de section réduite qui a la fonction c détendeur. -4- Appareil compact suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé par le montage de l'ensemble combiné (12) évapo- rateur-système de détente-condenseur, qui est incliné dans l'épais- seur de l'appareil, la façade du faisceau tubulaire évaporateur (14) à ailettes, étant traversée en premier lieu par l'air en déplacement ascensionnel dans l'appareil, un bac (16) ou autre récepteur, étant placé à la base et sous cette face de condensation pour recueillir l'eau condensée qui est évacuée par gravitation avec une canalisation de sortie hors de l'appareil. -5- Appareil compact suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par son circuit de circulation d'air et en particulier de distribution d'air suivant lequel, à la partie supérieure de l'appareil est monté en façade au moins un ventilateur (17), et latéralement sur chacun des côtés du caisson qi présentent au moins une ouverture, au moins un ventilateur (18) à ailettes ou à turbine, afin d'assurer dans le caisson ou cellule (C) dans lequel est monté l'appareil, un brassage et une circulation homogène de l'air chaud déshumidifié, et par conséquent un bon séchage. -6- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 52 caractérisé en ce que le côté supérieur du caisson de l'appareil qui porte au moins un ventilateur frontal, et de préférence les moyens de commande et de réglage, t incliné.