Brevet FR2528156A1 — publié le 19831209

Evaporateur pour installation à pompe à chaleur. La présente invention est relative à un évaporateur, principalement destiné à des installations à pompe à chaleur de grandesdimensions,ayant de l'eau comme source de chaleur. Pendant l'hiver, l'eau des lacs ou de la mer, ayant une température de 40C environ, est utilisée comme source de chaleur dans des installations à pompe à chaleur de grandes dimensions. La diminution de température possible est alors de 2 à 30C si l'on veut empêcher la formation de glace dans un évaporateur. Pour un abaissement de température si petit, il faut de très grandes quantités d'eau. L'invention vise un évaporateur peu coûteux, facile à faire fonctionner et qui est particulièrement destiné pour les grands volumes d'eau qui sont requis pour ces faibles abaissements de température, et qui peut être agencé commodément en modules de manière à pouvoir relier entre eux le nombre de modules qui convient pour chaque puissance exigée. L'évaporateur suivant l'invention comprend des panneaux sensiblement verticaux pour l'évaporation d'un agent réfrigérant. Comme milieu de chauffage, on utilise de l'eau des lacs ou de l'eau de mer, qu'on fait s'écouler en couche mince le long des cotés des panneaux. Afin d'utiliser le mieux possible l'eau et l'évaporateur, et afin de refroidir l'eau au voisinage du point de congélation, il est nécessaire que l'eau soit répartie uniformément entre les panneaux. Une répartition inégale impliquerait un danger de formation locale de glace, danger que l'on peut éliminer seulement par l'envoi d'un plus grand volume d'eau, ce qui implique des conduits et des pompes pour l'eau de plus grandes dimensions, et donc des coûts d'investissement et opératoires plus élevés. Suivant l'invention, l'évaporateur a un bassin ouvert de répartition de l'eau, au-dessus d'un groupe de panneaux évaporateurs qui peuvent former une partie d'un module normalisé. Au fond de la cuve de répartition sont ménagées des rangées d'ouvertures de chaque côté des panneaux. Les axes de ces ouvertures font un angle compris entre 5 et 300 avec des plans verticaux passant par les panneaux, de sorte que des jets d'eau dirigés obliquement vers les panneaux frappent les parties supérieures de ces panneaux. L'angle d'inclinaison des axes des ouvertures, par rapport aux plans verticaux, est avantageusement compris entre 10 et 200. Les ouvertures sont disposées à une distance telle les unes des autres qu'une pellicule d'eau uniforme est obtenue au-dessus de toute la largeur des panneaux. Dans une variante préférée, le fond du bassin de répartition est muni d'ondulations s'étendant parallèlement aux panneaux, et dont les points les plus élevés sont juste au-dessus des panneaux. Les axes des ouvertures sont perpendiculaires aux ondulations et sont ainsi inclinés vers les plans verticaux qui passent par les panneaux. Des manchons sont, de préférence, enfilés dans les ouvertures du fond du bassin Le but de ces manchons est de donner aux jets d'eau passant par les ouvertures une forme et une direction bien définies. La partie d'entrée de ces manchons doit avoir une forme arrondie de manière à obtenir un écoulement d'entrée favorable non perturbé. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple la figure 1 est un schéma en coupe d'un évaporateur, et la figure 2 est une vue à plus grande échelle de la partie A entourée par un cercle à la figure 1. Aux figures, la référence 1 désigne un module d'évaporateur dans un évaporateur des installations à pompe à chaleur de grandes dimensions. I1 comprend un bassin de répartition d'eau 2, un certain nombre de panneaux d'évaporation 3, et un bassin de collecte 4 pour l'eau refroidie consommée. Le bassin 2 est avantageusement rectangulaire, en ayant un rapport entre les côtés compris entre 1:1 et 1:1,5. Le bassin de répartition 2'est alimenté en eau 5 par un conduit d'alimentation 6 ayant un conduit de dérivation 7 muni d'un répartiteur d'eau 8 à sa partie inférieure, ce répartiteur 8 contribuant à maintenir le courant de sortie de l'eau dans le bassin 2 aussi uniforme que possible. De l'eau 9 est recueillie dans le bassin 4 et est évacuée par pompage ou par le conduit 10.Le niveau de l'eau est repéré par des triangles 11 et 12 respectivement. La profondeur de l'eau dans le bassin 2 est indiquée par h. Les panneaux 3 sont constitués de plaques 13 entre lesquelles sont formées des colonnes ou canaux 14. Au fond et au sommet, les plaques 13 sont reliées à des tubes 15 et 16, par lesquels de l'agent réfrigérant condensé est envoyé dans un condenseur et de l'agent réfrigérant évaporé est évacué respectivement. Dans un mode de réalisation préféré, le fond 17 du bassin de répartition est ondulé. Perpendiculairement aux panneaux 3, les ondulations ont une forme triangulaire en ayant des points 18 diri gés vers le haut, juste au-dessus des tubes 16. L'angle d'inclinaison a des surfaces ondulées, par rapport au plan horizontal, est avantageusement compris entre 100 et 200. Des trous 19 pour des douilles 20 sont percés perpendiculairement aux surfaces inclinées du fond 17. Les trous 19 et les lignes passant par les centres des douilles 20 feront alors le meme angle a avec un plan vertical que les ondulations avec un plan horizontal. L'ouverture d'entrée 21 des douilles 20 a reçu une forme arrondie qui convient du point de vue hydrodynamique pour que le courant d'entrée ne soit pas perturbé.De cette ma nière, et en donnant une longueur convenable à la douille 20, on peut obtenir un jet 22 concentré ayant un écoulement stable et venant frapper le tube 16 sous un angle convenable, de sorte que le et 22 s'étale dans une région relativement. grande et forme une pellicule mince 23 sur les plaques 13. Les trous 19, avec les douilles 20, sont disposés à une distance telle l'un de l'autre le long des panneaux 3, qu'il se forme une pellicule 23 cohérente sur la largeur de tout le panneau 3. L'invention permet d'obtenir une répartition uniforme de l'eau sur les panneaux 3, avec une petite profondeur h d'eau dans le bassin de répartition 2. On peut obtenir une bonne répartition d'eau avec h REVENDICATIONS 1. Evaporateur pour installation à pompe à chaleur comprenant des panneaux (3) sensiblement verticaux, pour l'évaporation d'un agent réfrigérant par de l'eau passant en couche fine (23) le long des côtés des panneaux (3), caractérisé en ce qu'au-dessus d'un groupe de panneaux (3) est prévu un bassin (2) ouvert de répartition d'eau, au fond (17) duquel il y a des rangées d'ouvertures (19) de chaque côté des panneaux (3), et en ce que les axes passant par les centres ae ces ouvertures (19) font un angle compris entre 50 et 300 avec des plans verticaux passant par les panneaux, de manière à ce que des jets d'eau dirigés obliquement vers les panneaux (3) frappent les parties supérieures de ces panneaux. 2. Evaporateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les axés passant par les centres des ouvertures font un angle compris entre 100 et 200 avec le plan vertical. 3. Evaporateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fond du bassin de répartition d'eau est muni d'ondulations, qui s'étendent parallèlement aux panneaux et dont les point: lesplus élevés sontau-dessus des panneaux, et en ce que les axes des ouvertures sont perpendiculaires aux ondulations. 4. Evaporateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des manchons (20) sont enfilés dans les ouvertures (19), ces manchons ayant une longueur telle qu'ils forment un jet d'eau (22) ayant une forme et une direction bien définies. 5. Evaporateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les manchons (20) sont formés d'une ouverture d'entrée arrondie (21) destinée à donner un écoulement d'entrée non perturbé.