Brevet FR2549980A1 — publié le 19850201

Dispositif de régulation thermique à circulation de fluide La présente invention concerne les dispositifs de régulation thermique à circulation de fluide, comprenant un circuit primaire assurant la régulation thermique du fluide contenu dans un circuit secondaire, le dit circuit secondaire incluant l'appareil à réguler thermiquement. On connaît les dispositifs de régulation thermique à circulation de fluide, comprenant un réservoir du fluide secondaire de forte capacité, présentant une bonne inertie calorifique. Un tel mode de réalisation évite d'avoir à disposer de capteurs thermo-sensibles précis et à faible temps de réponse, mais présente l'inconvénient de l'im- portance de l'encombrement des dispositifs. A l'inverse, la réalisation d'un réservoir du fluide secondaire de capacité insuffisante,conduit à réintroduire un certain volume oemplémentaire du fluide secondaire dans le réservoir, lorsque l'on a rempli l'ensemble du circuit extérieur au dispositif et passant par l'appareil à réguler thermiquement. Ce second mode de réalisation, obligeant à des transferts de fluide, permet difficilement de garantir, pour ce fluide, les exigences de pureté requises, notamment lors de la régulation thermique a'émetteurs de rayons laser. La présente invention propose un dispositif de régulation thermique à circulation de fluide du type fonctionnant à la manière d'un échangeur de chaleur et comportant d'une part un circuit primaire, incluant un échangeur immergé dans une capacité étanche, et assurant la régulation thermique du fluide contenu dans la dite capacité, et d'autre part, un circuit.secondaire relié à la dite capacité, prélevant le fluide qu'elle contient pour le diriger sur l'appareil à réguler thermiquement, puis recyclant ce fluide vers la dite capacité, ce dispositif de régulation thermique étant caractérisé en ce que la capacité est de faible volume et contient la sonde thermo-sensible d'un régulateur thermique commandant le fonctionnement du circuit primaire, l'ensemble des comptants de 1 'échangeur étant regroupé sous la forme d'un bloc modulaire logé dans un carter en forme de tiroir coulissant normalisé L'intégration de l'ensemble des dispositifs de régulation thermique dans un tiroir coulissant nor-malisé, ou rack, e.. ceci grave à l'utilisation d'une faible capacité, à l'utilisation de régulateurs sensibles, et à la disposition judicieuse de l'ensemble des composants du bloc modulaire, assure la réalisation d'un ensemble très maniable et encastrable dans les armoires normalisées dont l'utilisation est devenue universellement adoptée.D'autre part, la réalisation d'un ensemble modulaire de régulation de température comportant ses propres dispositifs de régulation, détecteur de sécurité, organes de filtrage et désionisation du fluide secondaire, permet de disposer d'une unité autonome. La conjonction des qualités de compacité, normalisation, et autonomie confère au dispositif de régulation thermique suivant l'invention, toutes les caractéristiques nécessaires pour son utilisation au sein des grandes unités de recherche et de production. Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentielle, et des dessins annexés dans lesquels - la .Figure 1 reE sSser.te le nc-d,r.cl du principe de fonctionnement du dispositif de régulation thermique, - la Figure 2 représente une vue du dispositif inséré sous forme de bloc modulaire dans un rack normalise. Les solutions techniques retenues pour ce mode de réalisation de l'invention apparaissent en Figure 1. La fonction de refroidissement est assurée par un groupe frigorifique relié au circuit primaire 1. Celui-ci se compose donc d'un compresseur (10) pulsant é fluide réfrigérant en aval vers un condenseur (13), puis un détendeur (12), menant à l'évaporateur (11) en forme de serpentin, conduilui-même à nouveau au compresseur (10). Une dérivation 14 est rénagée en sortie de l'échangeur 11 et munie d'une vanne solénoïde de régulation 15. Le serpentin il constitue l'évaporateur du circuit frigorifique 1, et l'échangeur thermique chargé da refroidir le fluide secondaire contenu dans le bac 21. De manière préférentielle, ce serpentin est recouvert d'un revêtement anti-corrosion, et non métallique,pour éviter la corrosion électrolytique ou même la simple dissolution de sels métalliqaes dans le fluide secondaire. Ce revêtement peut être réalise par rylsanisation, dépôt d'une couche de résine époxy, ou analogue. L'ouverture de la vanne solénolde 15 permet de shunter le détendeur 12 et le condenseur 13, et par suite de suspendre l'action du circuit frigorifique sans interro.- pre le fonctionnement du compresseur 10. Le seul différentiel de pression entre l'entrée du détendeur 12 et la sortie du condenseur 13 suffit à dériver l'essentiel du fluide réfri yérant sur la branche 14. La fonction de réchauffage du fluide secondaire contenu dans le bac 21 est assurée par la résistance de réchauffage 16, qui vient en appoint des gaz chauds pulsés par le compresseur 10 lors du cycle ainsi décrit. Le régulateur de température 30 muni de l sonde thermo-sensiblo 31 :rgule 1a temr:rature u fluide secondaire contenu dans le bac 21 par la commande, d'une part de la vanne solénoïde 15 qui permet le découplage et le recouplage du circuit frigorifique, et d'autre part, la résistance de réchauffage 16. Le circuit secondaire 2 amène le fluide secondaire contenu dans le bac 21 vers l'appareil 3 à réguler thermiquement. Il se compose d'une pompe de circulation 20 du fluide secondaire montée en aval du bac 21, et suivie d'un robinet de sortie 22a. L'appareil à réguler thermiquement est alors connecté à ce robinet de sortie d'une-part, et au robinet de retour 22b, le bouclage du circuit secondaire 2 s'effectue alors surcessivesent à travers un filtre à tamis 23 et un cap Leur de débit de sécurité 24 avant de rejoindre le bac 21. Un filtre désioniseur 25 est monté en dérivation entre la sortie de la pompe de circulation 20 et l'orifice de retour du bac 21. D'une manière préférentielle, les robinets 22aet 22b sont montés à l'arrière du tiroir coulissant normalisé 40, et sont orientables. Le filtre désioniseur 25 établit la propreté du fluide secondaire dans un temps de fonctionnement relativement bref. Le capter de débit 24 détecte les baisses de débit provoquées par la rupture des circuits de refroidissement à proximité de l'appareil 3 ou par toute autre cause, et peut déconnecter l'alimentation électrique de la pompe de circulation 20 ou commander toute autre action de coupure-du circuit et d'avertissement de l'utilisateur. D'une manière préférentielle, la cuve 21 est transparente sur tout ou partie d'au moins une de ses faces, cette face étant située en regard d'une fenêtre 41 pratiquée sur la face avant du carter du tiroir coulissant 40 Ceci permet la visualisation par l'utilisateur du niveau du fluide secondaire dans la cuve 21. Le tiroir coulissant normalisé 40 est gén6ralerret ':.ne la-ceur standard (I) j de 19" ou da 22", ce qui permet de le loger dans toute armoire normalisée. De manière avantageuse, on dispose un thermostat 43 couplé au régulateur de température 30, sur la face avant du tiroir 40. Un interrupteur 44 commandant l'alimentation électrique des différents appareils constituant le dispositif de régulation .thermique est également situé sur la face avant du tiroir 40. Deux poignées de préhension 45 et 46 en permettent la manipulation. De manière à assurer une bonne sécurité de fonctionnement, le capteur de débit 24 peut également commander, en cas d'anomalie, l'arrêt du fonctionnement de l'appvlreil 3 régulé thermiquement; ce montage est notent nécessaire lors de la régulation de la température d'énetteurs de rayons laser. Selon un autre mode de réalisation, le circuit primaire 1 est parcouru par un fluide caloporteur traversant une vanne de régulation et un échangeur immergé dans un bac étanche contenant le fluide secondaire. Un tel circuit peut ainsi être branché sur un circuit d'eau municipale entre un robinet et une mise à l'égout; une sonde thermo sensible plongée dans le bac étanche 21 commande la fermeture e-t l'ouverture, partielles ou totales, de la vanne de régulation. REVENDICATIONS 10) L)isprsitif de régulation thermique à circulation de fluide, du type fonctionnant à la manière d'un échangeur de chaleur, et comportant d'tme part un circuit primaire (1) incluant un échangeur (11) immergé dans unie capacité étanche (21) et assurant la réglation thermique du fluide contenu dans 1 dite capacité (21), et d'autre part, un circuit secondaire (2) relié à la dite capacité (21), prélevant le fluide qu'elle contient pour le diriger sur l'appareil (3) à réguler thermiquement, puis recyclant ce fluide vers la dite capacité (21), caractérisé en ce que la capacité (21) est de faible volume et contient la sonde therino-sensible (31) d'un régulateur de température (30) commandant le fonctionnement du circuit primaire (1), l'ensemble des composants étant regroupé sous la forme d'un bloc modulaire logé dans un carter (40) en forme de tiroir coulissant normalisé. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit primaire 1 est parcouru par un fluide frigorifique pulsé par un compresseur (10), et traversant successivement un condenseur (13), un détendeur (12), et le serpentin (11) formant évaporateur, avant de retourner au compresseur (10), le dit circuit (1) comprenant une dérivation (14) munie d'une vanne de régulation (15) commandée par un régulateur (30) et placée entre l'entrée du detendeur (12) et la sortie du condenseur (13). 30) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit primaire 1 est parcouru par un fluide caloporteur traversant une vanne de régulation, et un échangeur immergé dans un bac étanche 40) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échangeur 111) est recouvert d'un revêtement anti-corrosion, par rylsanisation, application d'une résine époxy, ou analogue. 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications de 1 a' 4, caractérisé en ce qu'il copporte une résistance de réchauffage (16) immergée dans la capacité (21) et commandée par un régulateur (30) pour élever la temp rature du fluide secondaire. 60) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu' il comprend un régulateur de température (30) couplé à une sonde thermo sensible (31) immergée dans la capacité (21) et commandant le fonctionnement de la vanne de régulation (15) et de la résistance de réchauffage (16). 70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisé en ce que le circuit secondaire (2) est fermé d'une boucle passant par la capacité étanche à échange thermique (21) et comprenant successivement, en aval de la dite capacité (21).,une pompe de circulation (20) du fluide secondaire, un robinet de sortie du dispositif (22 a), un robinet de retour dans le dispositif (22 b), un filtre à tamis (23),et uncapteur de débit de sécurité (24), ce circuit étant rempli du fluide secondaire. 80) Dispositif selon la revendication 7, caracLérisé en ce que le circuit secondaire (2) comporte une dérivation située entre la sortie de la pompe de circulation (20) et l'orifice de retour du bac (21), cette dérivation comportant un filtre désioniseur (25). 90) .nispostif selon l'une oselconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce quel'appareil (3) à réguler thermiquement est interposé entre les deux robinets (22 a.et 2?.b)--du circuit (2). 100) Dispositif selon l'une quelconque des revendications de 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une des faces de la capacité (21) à échange thermique est toute ou en partie transparente, cette face étant située en regard d'une fenêtre (41) pratiquée sur la face avant du carter (40) du tiroir coulissant normalisé. 110) Dispositif selonla revendication 10, caractérisé en ce que la face frontale du tiroir (40) com porte deux poignées de préhension (45 et 46) permettant de manipuler le tiroir coulissant, un thermostat (43) couplé au régulateur de température (30) et un interrupteur de fonctionnement (44).