Brevet FR2523286A1 — publié le 19830916

Dispositif de transmission de chaleur La présente invention concerne un dispositif de transmission de chaleur, en particulier un condenseur pour l'agent frigorigène dans les pompes à chaleur, comportant, dans un réservoir cylindrique fermé par un couvercle et un fond, des serpentins pour le passage de l'eau, montés parallèlement l'un à l'autre entre un tuyau d'alimentation et un tuyau d'évacuation disposés centralement, serpentins qui cheminent en spirale de l'intdrieur vers l'extérieur dans un même plan et en spirale de l'extérieur vers l'intérieur dans un plan décalé axialement du premier, le dispositif comportant également un tuyau de refoulement et un tuyau d'aspiration pour l'agent frigorigène. Dans un dispositif de transmission de chaleur selon la technique antérieure, par exemple selon le modèle d'utilité allemand NO 80 34 878, les serpentins à ailettes sont reliés à un tube d'entrée ou d'arrivée commun et à un tube dé sortie ou de départ également commun. Mais dans ce cas il faut procéder à de coûteuses jonctions par soudure entre les tuyaux et les serpentins à ailettes. Du fait de la disposition étagée des serpentins à ailettes et de leur liaison avec les tuyaux d'entrée et de sortie communs, on a en outre des longueurs différentes, et par conséquent des débits d'eau différents dans les différents serpentins à ailettes. La présente invention a donc pour objectif de procurer un dispositif de transmission de chaleur de ce type connu, mais construit de telle sorte que les opérations de soudure nécessaires puissent être simplifiées, et qu'en même temps un débit d'eau approximativement égal puisse être assuré dans les serpentins. Cet objectif est atteint, selon l'invention, grâce au fait que chaque serpentin comporte un tube d'entrée qui lui est propre et un tube de sortie qui lui est également propre, les tubes d'entrée et de sortie respectifs débouchant dans un canal d'alimentation commun dans le fond et dans un canal d'évacuation également commun dans le couvercle du dispositif de transmission de chaleur. Du fait du déplacement dans la zone des canaux d'alimentation et d'évacuation, le travail de soudure se trouve essentiellement facilité, en particulier dans le cas où, selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le tube d'entrée et le tube de sortie sont respectivement constitués par les extrémités recourbées d'un serpentin. Du fait qu'à chaque serpentin sont associés un tube d'entrée propre et un tube de sortie propre, on obtient des longueurs sensiblement égales ou des "chemins" d'eau égaux, et par conséquent des débits d'eau sensiblement égaux. Il est recommandé de relier les tuyaux d'entrée et de sortie respectivement à un disque perforé du canal d'alimentation et du canal d'évacuation ; une disposition circulaire des tuyaux d'entrée et de sortie est alors préférable, en particulier une disposition en plusieurs cercles concentriques. La fabrication du dispositif de transmission de chaleur se trouve sensiblement simplifiée, quand, selon une forme de réalisation préférée de l'invention, les tuyaux d'entrée et de sortie sont disposés parallèlement l'un à l'autre, le tuyau d'entrée de chaque serpentin se trouvant de préférence au niveau du tuyau de sortie qui lui correspond ; mais selon une autre forme de réalisation possible de l'invention, les tuyaux d'entrée et de sortie respectifs pourraient également être décalés l'un par rappart à l'autre. Le deuxième objectif de l'invention peut être atteint de manière satisfaisante en particulier dans le cas où les serpentins, y compris les tuyaux d'entrée et de sortie correspondants, ont la même longueur. Il est de plus recommandé que les serpentins du dispositif de transmission de chaleur qui se correspondent deux à deux par leur disposition, y compris les tuyaux d'entrée et de sortie qui leur sont associés, aient la même construction. Dans ce cas, les serpentins qui sont directement contigus au canal d'alimentation et au canal d'évacuation, les deux serpentins qui leur font immédiatement suite de part et d'autre, etc., ont la même construction. De ce fait, les serpentins peuvent facilement être remplacés, le nombre des serpentins de construction différente (y compris les tuyaux d'entrée et de sortie) étant divisé par deux. Pour cette raison également, un nombre pair de serpentins est préférable dans le dispositif de transmission de chaleur. Comme en cas d'augmentation du nombre des serpentins, ni la surface des disques perforés ni l'espace libre entre les serpentins ne suffisent pour la mise en place des tuyaux d'entrée et des tuyaux de sortie, il est proposé, selon l'invention, de réunir les serpentins en groupes et de disposer en série les serpentins correspondants respectifs des groupes. L'invention va maintenant être décrite plus en détail au moyen de l'exemple de réalisation suivant et des dessins ci-joints, sur lesquels La Figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de transmission de chaleur comportant huit serpentins à ailettes La Figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne A-A de la Figure 1 La Figure 3 est une vue en perspective de l'intérieur d'un dispositif de transmission de chaleur, sur laquelle le fond et le couvercle du réservoir cylindrique sont partiellement écartés, et La Figure 4 représente un dispositif de transmission de chaleur comportant deux groupes de serpentins à ailettes montés en série. Le dispositif de transmission de chaleur (1) selon les Figures 1 à 3 se compose d'un réservoir cylindrique (2) auquel sont soudés un fond (3) et un couvercle (4) bombés. Le fond (3) et le couvercle (4) sont respectivement traversés, sensiblement en leur centre, par un canal d'alimentation (5) et un canal d'évacuation (6) ayant tous deux une forme conique et qui sont destinés au passage de l'eau. Entre les canaux (5) et (6) sont disposés un certain nombre (dans cet exemple de réalisation, il y en a huit), de serpentins à ailettes montés en parallèle (7 à 14), qui cheminent en spirale de l'intérieur vers l'extérieur dans un même plan et également en spirale, mais de l'extérieur vers l'intérieur, dans un autre plan décalé axialement du premier. Les serpentins à ailettes 7 à 14 sont reliés chacun, par un tube d'entrée respectif 7' à 14' et par un tube de sortie respectif 7" à 14", à un disque perforé (15) placé dans le canal d'alimentation (5) et dans le canal d'évacuation (6). Sur les Figures 2 et 3, les trous correspondants, disposés en cercle, du disque perforé (15), sont désignés respectivement par les repères numériques correspondants des serpentins à ailettes 7 à 14. Dans le présent exemple de réalisation, les tuyaux d'entrée 7' à 14' et les tuyaux de sortie 7" à 14" sont constitués respectivement par les extrémités recourbées des serpentins à ailettes 7 à 14. Les tuyaux d'entrée 7' à 14' et les tuyaux de sortie 7" à 14" sont disposés parallèlement l'un à l'autre. Sur la Figure 3 n'est représenté, pour plus de clarté, que le serpentin à ailettes (11) avec son tuyau d'entrée (11') et son tuyau de sortie (11").Dans ce cas, le tuyau d'entrée (11') est décalé par rapport au tuyau de sortie (11"), et par conséquent les disques perforés (15) n'ont pas la même disposition dans le canal d'alimentation (5) et dans le canal d'évacuation (6). On voit que les serpentins à ailettes (7) et (14), (8) et (13), (9) et (12), (10) et (11) (y compris les tuyaux d'entrée (7') à (14') et les tuyaux de sortie (7") à (14") correspondants) ont la même construction et peuvent donc être facilement échangés. Il est en outre prévu, dans le couvercle (4),un tuyau de refoulement (16) pour la vapeur d'agent frigorigène KM, et dans le fond (3) un tuyau d'aspiration (17) pour l'agent frigorigène condensé. L'eau qui arrive par le canal d'alimentation (5) circule dans les tuyaux d'entrée (7') à (14'), puis dans les serpentins (7) à (14) et dans les tuyaux de sortie (7") à (14"), avant de sortir du dispositif (1) de transmission de chaleur par le canal d'évacuation (6). Il est alors facile de se rendre compte que les longueurs, c'est-à-dire les chemins suivis par l'eau (7' + 7 + 7" = ... = 11' + 11 + 11" = ... = 14' + 14 + 14") sont égaux, si bien que l'on obtient des débits d'eau égaux. La vapeur KM d'agent frigorigène qui arrive par le tuyau de refoulement (16) est déviée par le canal d'évacuation (6) jouant le rôle d'une chicane, elle circule sur les serpentins à ailettes (7) à (14), elle se condense et elle goutte dans la partie inférieure du réservoir (2). La hauteur de l'agent frigorigène est ici indiquée par la ligne (18). Pour améliorer la transmission de chaleur, on peut équiper la face externe du canal d'alimentation (5) de nervures ou ailettes (19). Dans le dispositif (1) de transmission de chaleur selon la Figure 4, les serpentins à ailettes (7) à (14) et (20) à (27) forment deux groupes de huit serpentins chacun. Il y a deux groupes, montés l'un derrière l'autre, de serpentins à ailettes respectivement correspondants 7/20, 8/21, ..., 13/26 et 14/27. Les relations entre les deux groupes sont expliquées au moyen du montage en série des cinquièmes serpentins respectifs (11) et (24) de chaque groupe. Le point de jonction est désigné par le repère numérique (28). L'eau circule donc dans le tuyau d'entrée (24");dans le serpentin à ailettes (24), dans le tuyau de sortie (24") de ce dernier, puis dans le tuyau d'entrée (11'), dans le serpentin à ailettes (11) et enfin dans le tuyau de sortie (11"). Les dispositifs (1) de transmission de chaleur peuvent être utilisés non seulement - comme c'est le cas icicomme condenseurs, mais aussi comme évaporateurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de chaleur (1), en particulier condenseur pour l'agent frigorigène dans les pompes à chaleur, comportant, dans un réservoir cylindrique (2) fermé par un couvercle (4) et un fond (3), des serpentins (7 à 14) pour le passage de l'eau, montés parallèlement l'un à l'autre entre un tuyau d'alimentation et un tuyau d'évacuation disposés centralement, serpentins qui cheminent en spirale de l'intérieur vers l'extérieur dans un même plan et en spirale de l'extérieur vers l'intérieur dans un plan décalé axialement du premier, le dispositif comportant également un tuyau de refoulement (16) et un tuyau d'aspiration (17) pour l'agent frigorigène, caractérisé en ce que chaque serpentin (7 à 14) comporte un tuyau d'entrée (7' à 14') qui lui est propre et un tuyau de sortie (7" à 14") qui lui est également propre, lesquels débouchent respectivement dans un canal d'alimentation commun (5) dans le fond (3) et dans un canal d'évacuation commun (6) dans le couvercle (4) du dispositif de transmission de chaleur (1). 2. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyau d'entrée (7' à 14') et le tuyau de sortie i7" à 14") de chaque serpentin (7 à 14) sont constitués par les extrémités recourbées respectives du serpentin correspondant. 3. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tuyau d'entrée (7' à 14') et le tuyau de sortie (7" à 14") de chaque serpentin sont reliés à un disque perforé respectif (15) du canal d'alimentation (5) et du canal d'évacuation (6). 4. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tuyaux d'entrée (7' à 14') et les tuyaux de sortie (7" à 14) sont disposés en cercle. 5. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les tuyaux d'entrée (7' à 14') et les tuyaux de sortie (7" à 14") sont disposés en plusieurs cercles concentriques. 6. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les tuyaux d'entrée (7' à 14') et les tuyaux de sortie (7" à 14") sont disposés parallèlement l'un à l'autre. 7. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les tuyaux d'entrée (7' à 14') et les tuyaux de sortie (7" à 14") de chaque serpentin (7 à 14) affleurent. 8. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tuyau d'entrée (7' à 14') et le tuyau de sortie (7" à 14") de chaque serpentin (7 à 14) sont décalés l'un de l'autre. 9. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 6 à 8, caractérisé en ce que les serpentins (7 à 14), y compris les tuyaux d'entrée (7' à 14') et les tuyaux de sortie (7" à 14") qui leur correspondent, ont la même longueur. 10. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les serpentins (7/14, 8/13, 9/12, 10/11) qui se correspondent deux à deux par leur disposition, y compris les tuyaux d'entrée (7' à 14') et les tuyaux de sortie (7" à 14") qui leur correspondent, ont la même construction. 11. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu un nombre pair de serpentins (7 à 14). 12. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les serpentins (7 à 14, 20 à 27) sont réunis en groupes, les serpentins (7/20, ..., 14/27) qui se correspondent deux à deux dans les groupes étant montés en série (Figure 4).