Brevet FR2567254A1 — publié le 19860110

?67254 Evaporateur d'agent réfrigérant pour un système de réfrigération. La présente invention est relative à un évapo- rateur pour un système de réfrigération sous la forme d'un échangeur de chaleur consistant en une calandre horizontale ayant des tubes traversants. L'échangeur de chaleur est du type dans lequel un milieu liquide de transfert de chaleur s'écoule dans les tubes tandis que l'agent réfrigérant est évaporé à l'extérieur des tubes. Ce type est normalement le plus pratique,puis- que le milieu de transfert de la chaleur donne souvent de l'encrassement et des dépôts et il est bien plus simple de nettoyer l'intérieur que l'extérieur des tu- bes. On a construit jusqu'ici des évaporateurs de ce type soit sous forme d'évaporateurs à écoulement,dans lesquels l'évaporation a lieu en envoyant l'agent ré- frigérant liquide dans le bas de l'évaporateur et en le faisant s'élever par ébullition jusqu'à la surface du liquide, soit sous forme d'évaporateurs secs,dans lesquels l'agent réfrigérant passe dans la calandre suivant la direction longitudinale et s'évapore pendant le passage dans la calandre. Le premier type d'évapo- rateurs à l'inconvénient que de l'huile du compres- seurjqui est entraînée, est précipitée au fond de la calandre qui est plus ou moins emplie d'huile. L'autre type d'évaporateurs a l'inconvénient de donner un transfert de chaleur médiocre du mélange gaz- liquide à l'agent de transfert de chaleur dans les tubes et c'est pourquoi ce type a des grandes dimensions afin de fournir le transfert de chaleur souhaité. La présente invention repose sur une combinai- son des deux principes mentionnés ci-dessus en subdi- visant l'intérieur de la calandre en deux parties au moyen d'une cloison verticale de séparation. Cette cloison s'étend du fond de la calandre sur plus de la moitié de la hauteur de la calandre, l'agent ré- frigérant liquide étant introduit à l'une des extrémités de la calandre et le milieu gazeux sortant par l'au- tre extrémité de la calandre. La première partie de la calandre fonctionne ainsi en évaporateur à écoule- menttandis que la seconde partie fonctionne en évapo- rateur sec. La cloison verticale sert de déversoir entre les deux parties, de sorte qu'une certaine quan- tité d'agent réfrigérant liquide s'écoule constamment par débordement dans la partie sèche de la calandre. L'ébullition donne alors un milieu mixte huileux qui est déplacé constamment le long de la partie sèche,de sorte que l'huile est empêchée de s'accumuler dans une grande mesure dans la calandre. Tôt ou tard, l'hui- le retournera avec l'agent réfrigérant gazeux au com- presseur en vue de lubrifier celui-ci. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'e- xemple, la figure unique est une vue en coupe d'un évaporateur suivant l'invention. L'évaporateur peut être utilisé tant pour des systèmes de réfrigération proprement dits que pour des pompes à chaleur. L'évaporateur consiste en une calandre 1 hori- zontale ayant des tubes 2 longitudinaux qui sont dud- geonnés dans des plaques tubulaires 3 aux extrémités de la calandre. Des chambres collectrices 4 et 5 sont fixées à ces plaques tubulaires au moyen de brides et de boulons. Un, milieu de transfert de la chaleur pénètre dans la chambre 5 en passant par une entrée 6 infé- rieure, passe dans le faisceau inférieur de tubes 2 et dans la chambre de renvoi 4,puis dans le faisceau supérieur de tubes pour aller à la partie supérieure de la chambre 5 qui est subdivisée par une cloison verticale au milieu,et sort par la sortie 7. Dans des systèmes de réfrigération habituels, le milieu de trans- fert de la chaleur consiste par exemple en saumure. Mais dans des pompes à chaleur, le milieu de transfert de la chaleur consiste en le milieut en la nappe phréa- tique ou en de l'eau provenant d'un cours dveau ou d'eau résiduaire dont on doit récupérer de la chaleur. L'agent réfrigérant liquide pénétre par l'entrée 8 au fond de la calandre tandis que l'agent réfrigé- rant gazeux évaporé sort par la sortie 9 au sommet de la calandre. Suivant l'invention, une cloison 10 verticale est maintenant placée quelque part vers la droite du centre de la calandre, de manière à subdiviser celle- ci en une partie d'écoulement sur la gauche et en une partie sèche sur la droiteo La cloison 10 s'élève a- vantageusement au 2/3 environ de la hauteur de la calandre et sert de déversoir pour la partie gauche de sorte qu'une partie du liquideen ébullition se déverse sur la partie sèche. Ceci fait que l'huile en suspension ou dissoute dans le liquide est entraînée également vers l'avant en direction de la partie sèche, de sorte que la quantité d'huile se trouvant dans la partie d'écoulement ne peut jamais dépasser la valeur autorisée. Pour rendre le transfert de la chaleur, dans la partie sèche entre l'agent réfrigérant et le milieu de transfert de la chaleur dans les tubes, plus effi- cace, en assurant ainsi l'évaporation complète de l'a- gent réfrigérant tout en étant sûr que l'huile préci- pitée dans cette partie retourne constamment au com- presseur en suivant le milieu gazeux, des parois 11 formant chicanes ont été disposées dans la partie sèche de manière à ce que le courant gazeux soit dévié et de manière à maintenir un débit élevé dans la par- tie sèche. Ces parois partent alternativement du bas et du haut de la calandre. Comme mentionné ci-dessus, la cloison est dispo- sée un peu vers la droite du centre de la calandre de manière à ce que la partie d'écoulement qui a le meil- leur transfert de chaleur soit la plus grande. La par- tie sèche fait alors office de surchauffeur et doit être dimensionnée de manière à assurer une évaporation complète de l'agent réfrigérant, avant que celui-ci sorte à l'état gazeux par la sortie 9 au sommet de la calandre. REVENDICATIONS 1 - Evaporateur pour un système de réfrigéra- tion sous la forme d'un échangeur de chaleur consis- tant en une calandre (1) horizontale ayant des tubes (2) traversanis pour le passage d'un milieu de trans- fert de la chaleur, la calandre étant subdivisée en deux parties jusqu'à une certaine hauteur au moyen d'une cloison (10) verticale, un agent réfrigérant liquide entrant par l'une des extrémités (8) de la calandre s'évaporant dans l'espace compris entre les tubes et la paroi de la calandre et l'agent réfrigé- rant évaporé étant évacué par l'autre extrémité (9) de la calandre; caractérisé en ce que la cloison (10) verticale sert de déversoir pour l'agent réfrigérant liquide dans la première partie de la calandre. 2 - Evaporateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de la cloison verti- cale (10) excède de peu la moitié de la hauteur de la calandre (1). 3 - Evaporateur suivant la revendication 1, 256 7-54 caractérisé en ce que la seconde partie de la calandre (1) est subdivisée au moyen d'autres cloisons (11) ver- ticales s'étendant vers le haut et vers le bas dans la calandre en des chambres communicantes afin de dévier le courant d'agent réfrigérant évaporé. 4 - Evaporateur suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la première cloison (10) est pla- cée de manière à ce que la première partie de la ca- landre, à savoir la partie formant bouilleurqui con- tient l'agent réfrigérant liquide soit plus grande que la seconde partie.