Brevet FR2518235A1 — publié le 19830617

L'invention concerne un ensemble de transfert de calories à fluide frigorifique utilisé comme récupérateur de chaleur entre deux flux d'air éloignés. Pour des raisons de rendement global, dans une installation on a souvent intérêt, dans le cas de récupération d'énergie calorifique en milieu industriel, à effectuer le transfert d'un fluide porteur de calories à un autre fluide de même nature. C'est le cas général lorsque l'on procède sur l'air. Les calories récupérées dans un flux d'air seront récupérées avec le meilleur rendement lorsque transférées dans un autre flux d'air en vue d'une utilisation directe. On ressent le besoin d'une récupération de calories surtout dans le domaine alimentaire où la fabrication des produits nécessite une cuisson ou une torréfaction. Ainsi1 on pourra améliorer le bilan énergétique de toutes les installations des brasseries, des malteries, des fromageries... En malterie, on a déjà mis en pratique la récupération des calories sur l'air chaud sortant de la touraille où le malt est seché par chauffage progressif. Cette récupération s'effectue actuelle-ment par l'intermédiaire d'un échangeur à tubes de verre traversé par le flux- d'air chaud d'une part et le flux provenant de l'extérieur d'autre part. De façon à monter en température, cet échangeur est associé à une ou plusieurs pompes à chaleur. Outre son court important, ce genre d'instal lation de récupération ne presente bas un rendement optimum car composée de plusieurs éléments à rendement moyen en série. Par ailleurs, chaque élément nécessite un entretien particulier. Les tubes de verre de l'échangeur sont difficiles à nettoyer en fonction des poussières qui se collent sur les surfaces d'échange. De plus, le rendement diminue en fonction de l'encrassement. Par ail leurs, I 'installation placée en plein air, doit être isolée thermiquement et on ne peut garantir certaines fuites par recyclage. Dans ce cas, le rendement descend en-dessous de toute valeur intéressante. L'invention a pour but de s'affranchir de tous ces inconvénients en proposant de substituer à cette installation de récupération composite, un ensemble unique de transfert de calories à fluide frigorifique particulière ment adapté dans le cas d d'un circuit d'apport placé en partie supérieure et d'un circuit d'utilisation locat isé au niveau le plus bas de l'installation. C'est le cas de bon nombre d'installations où la bouche de récupération part de la sortie des gaz chauds ou fumées en partie supérieure pour aboutir en partie inférieure à l'entrée des organes de chauffage. L'invention met en oeuvre deux batteries d'entretien particulièrement aisé, car facilementaccessibles. En effet, il suffit de passer les faces avant et arrière au jet d'eau pour les débarrasser des poussières susceptibles de les colmater. Par ailleurs, la faible puissance de la pompe de reprise sur le circuit liquide assure à l'ensemble de récupération un rendement excellent. Associé à une pompe à chaleur, L'ensemble de transfert selon l'invention, peut servir de récupérateur occasionnel. Ceci en période de pointe quand le coût de l'énergie électrique est élévé ou lors d'une panne de compres seur. On pourra également l'utiliser en complément dans une installation de récupération afin d'améliorer le coefficient de performance de ltenssemble. A cet effet, l'ensemble de transfert de calories selon l'invention se montre remarquable par un échangeur-évaporateur, par. exemple à batterie, disposé à la sortie des gaz chauds ou fumées en partie haute d'une installation, et un échangeur-condenseur disposé en partie basse au niveau de l'admission des organes de chauffage de l'installation, les deux échangeurs étant reliés par un circuit. fermé de fluide frigorifique comprenant une pompe de reprise de faible puissance. D'autres caractéristiques techniques et avantages de l'invention sont consignés dans la description ci-après effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d' exécu- tion de l'invention en référence au dessin accompagnant dans lequel La figure 1 est une vue schématique de l'ensemble de trans fert selon l'invention. La figure 2 est une vue- schématique d'une installation de récupération utilisant l'ensemble de transfert selon l'invention. La figure 3 est le schéma d'application de l'invention dans une malterie. L'ensemble de transfert de calories selon l'inven- tion trouve application dans tous les cas de récupération d'énergie- calorifique lorsque, pour des raisons de configuration d'installation, le transfert des calories doit steffec- tuer sur une distance importante entre un point haut d'apport et un point bas d'utilisation. On décrira ci-après une application en malterie car elle répond à un besoin constant dans ce domaine et constitue une solution tout à fait adaptée. Il est bien entendu néanmoins que ce développement ne saurait limiter le champ d'application de l'invention. L'invention se compose d'un échangeur-évaporateur 1, par exemple sous la forme d'une batterie tubulaire 2 placée dans un flux d'air 3 en partie haute d'une installation et d'un échangeur-condenseur 4 disposé dans un flux d'air à réchauffer 5 arrivant en partie basse de l'installation. Ces deux échangeurs sont reliés par un circuit fermé 6 de fluide frigorifique, par exemple du fréon ou de l'ammoniac, comportant sur labouce liquide montante 7 une pompe de reprise 8 de faible puissance. La boucle gazeuse descendante 9 débouche à l'extrémité supérieure de la batterie de condensation 10 disposée dans le flux d'air à réchauffer 5. La boucle liquide montante 7 relie let fond du compartiment 11 de récupération des condensats à I 'échangeur-évapo- rateur disposé dans le flux d'air 3 porteur -de calories. Dans le cas d'une malterie, l'ensemble de transfert de calories s inscrit de la façon suivante dans le schéma général de l'installation de torréfaction du malt. Le flux d'air 3 porteur de calories sort de la partie -haute de la touraille 12. Cet air surchauffé provient de la torréfaction du malt sur les deux étages 13 et 14 de la touraille. Avant de l'évacuer à l'extérieur, on récupère les calories qu'il contient par la batterie 2 de l'évaporateur 1 pour les utiliser en préchauffage de l'air admis par l'inter- médiaire de la batterie de condensation 10. En raison de la disposition en partie basse des moyens de chauffe, le circuit 15 d'admission de l'air débouche au niveau inférieur de l'installation.- De ce fait,- la distance séparant l'élément de récupération de l'élément d'apport dépasse les valeurs courantes et nécessite une solution.particul ière.. L'ensemble de transfert de calories selon l'invention conviendra parfaitement en raison de sa simplicité et de son-efficacité. Comme indiqué, l'ensemble de transfert pourra être utilisé conjointement avec une pompe à chaleur ou une unité de récupération à fluide frigorifique. L'ensemble fonctionne soit en permanence pour améliorer le coefficient global, sôit uniquement en période de c-oût d'énergie électrique ou de panne du compresseur. REVENDICATIONS 1. Ensemble de transfert de calories à fluide frigorifique entre un circuit d'apport et un circuit d'utilisation des calories récupérées éloignés l'un de l'autre, caractérisé par un échangeur-évaporateur (1) disposé à la sortie des gaz chauds ou fumées en partie haute d'une installation et un échangeur-condenseur (4) disposé en partie basse au niveau de l'admission des organes de chauffage de ladite installation, les deux échangeurs éloignés l'un de l'autre étant reliés par un circuit fermé (6) de fluide frigorifique comprenant une pompe de reprise (8) de faib-le puissancedans la branche liquide montante (7). 2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que les échangeurs sont des batteries tubulaires. 3. Ensemble salon la revendication 1 caractérisé en ce que les gaz chauds ou fumées proviennent de la sortie de la touraille d'une malterie et en ce que les calories sont restituées au circuit bas de chauffage. 4. Ensemble selon la revendication 1 associé à une pompe à chaleur ou à une unité de récupération à fluide frigorifique fonctionnant simultanément ou seulement en période de pointe ou de panne.