Brevet FR2567637A1 — publié le 19860117

DISPOSITIF REFROIDISSEUR PAR ECHANGE THERMIQUE ET INS TALLATION DE NETTOYAGE A SEC COMPORTANT UN TEL REFROl- DISSEUR. L'invention concerne un dispositif refroidisseur par échange thermique ; elle se rapporte également à une installation de nettoyage à sec comportant un tel refroidisseur. Bien que dans la suite de la description, l'invention soit particulièrement décrite dans son application aux installations de nettoyage à sec des articles textiles, elle n'est nullement limitée à cette forme d'exécution. Dans l'industrie du nettoyage à sec des articles textiles, on cherche actuellement, entre autres, à économiser l'eau servant au refroidissement du condenseur de sèchage qui récupère le solvant. Dans les machines actuelles de nettoyage à sec, à circuit ouvert, l'eau de refroidissement consommée peut représenter, pour une machine de huit à quinze kilos de capacité, travaillant huit huit heures par jour, jusqu'à huit m par jour. Pour éviter de rejeter cette eau à l'égout, on a alors proposé d'utiliser un dispositif dénommé "refroidisseur" constitué essentiellement - par un circuit d'eau relié au condenseur de séchage de la machine - d'une cuve où débouche le circuit retour d'eau chaude du condenseur et d'où part l'eau refroidie destinée à alimenter en eau froide le condenseur de séchage ; - d'un circuit frigorigène constitue essentiellement d'un serpentin immergé dans la cuve, d'un détendeur, d'une réserve de fluide, d'un condenseur ventilé et d'un compresseur. Bien que cette solution soit très largement répandue, elle présente encore néanmoins de nombreux inconvénients. On peut citer - l'absence d'homogénéisation de l'eau à refroidir dans la cuve, ce qui nécessite l'emploi d'agitateurs électriques, d'où un surcroît de consommation d'énergie - le fait que le meme refroidisseur sert non seulement au refroidissement de l'eau du condenseur de sèchage, mais également de l'eau du condenseur de distillation du solvant, d'où la nécessité de faire appel à des refroidisseurs de taille substantielle, ce qui en outre augmente évidemment la consommation d'énergie - enfin, l'encombrement et le fait que ces dispositifs entraînent des investissements jugés parfois trop onéreux. L'invention pallie ces inconvénients. Elle concerne un dispositif refroidisseur, notamment pour installations de nettoyage à sec, qui soit économique à construire et à faire fonctionner, permette de réduire de manière sensible la consommation d'énergie et de solvant, qui ne nécessite pas de faire appel à des agitateurs ou autres organes analogues, et enfin qui soit facilement adaptable aux installations de nettoyage à sec existantes. Ce dispositif refroidisseur par échange thermique constitué par - un circuit de liquide en mouvement à refroidir, - une cuve remplie de liquide à refroidir comprenant un orifice branché sur le circuit retour du liquide à refroidir, - . un orifice branché sur le circuit départ du liquide refr#oidi, au moins un serpentin alimenté en fluide frigorigène immergé dans le liquide à refroi dir, se caractérise - en ce que le serpentin de fluide frigorigène est disposé le long des parois de la cuve - et en ce que l'orifice retour est placé au bas de la cuve et est connecté à au moins une rampe de diffusion placée dans la cuve,- ladite rampe étant percée d'une pluralité d'orifices dirigeant le liquide à refroidir au moins vers les parois de la cuve, de manière à créer une convection dans la cuve contenant le liquide à refroidir. En d'autres termes - le retour d'eau chaude dans la cuve est placé au bas de cette cuve et non sur le dessus comme dans la plupart des solutions actuelles - ce retour est branché sur une rampe qui diffuse l'eau à refroidir sur les parois au voisinage desquelles ést positionné le serpentin de fluide frigorigène. De la sorte, pendant les périodes de non utilisation des frigories accumulées dans le liquide contenu dans le- bac, il se forme un banc e glace autour des serpentins et on obtient un excellent échange thermique entre le liquide à refroidit et le fluide frigorigène, sans avoir à faire appel à des agitateurs ou analogues. Avantageusement, en pratique - le circuit de fluide frigorigène comporte1 dans la cuve, deux serpentins coaxiaux disposés en quinconce l'un par rapport à l'autre - des orifices de la rampe sont également percés au centre de cette rampe - les orifices de la rampe de diffusion sont disposes vers le haut au centre et sur les côtés, et sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de 600, afin de permettre au liquide à refroidir de bien lécher le banc de glace constitué autour du serpentin - les orifices sont disposés dans la même section de la rampe - ces orifices sont disposés en quinconce, afin d'augmenter l'action de brassage dans la cuve de l'eau à refroidir. L'invention concerne également comme déjà dit une installation , notamment de nettoyage à sec, comportant un tel refroidisseur. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. Comme déjà dit, bien que cet exemple se rapporte à une installation de nettoyage à sec des articles textiles, l'invention n'est nullement limitée à ce mode de réalisation. La figure 1 est une représentation symbolique d'une installation de nettoyage à sec. La figure 2 est une représentation symbolique d'un refroidisseur utilisé actuellement dans de telles installations. Les figures 3 et 4 montrent un refroidisseur conforme à l'invention respectivement en coupe transversale (figure 3) et en coupe longitudinale (figure 4). La figure 5 est une section de la rampe de diffusion selon l'axe I-I' de la figure 4. En se référant à la figure 1, le circuit de séchage d'une installation de nettoyage à sec du type actuel,à circuit ouvertcomprend essentiellement une enveloppe (1) destinée à recevoir le tambour rotatif (2) dans laquelle sont placés les articles textiles à nettoyer. Cette enveloppe (1) est reliée par des tuyauteries au circuit solvant non représenté constituée essentiellement par un filtre à boutons, un filtre à diatomées , une série de réservoirs et une pompe de circ#ulation pour le solvant. Un ventilateur non représenté assure la circulation de l'air dans le circuit de sèchage à partir d'une conduite (3). Un conduit (5) relie les filtres au condenseur (6) de séchage alimenté en eau froide, laquelle circule dans un serpentin (7) et est envoyée à l'égout. Le solvant récupéré est recyclé par une tuyauterie (8) vers le réservoir de la machine. L'air épuré des vapeurs de solvant, mais refroidi, est dirigé par un conduit (9) à travers un rechauffeur (10) avant d'être réintroduit par un conduit (11) dans l'enveloppe (1) de la machine.où il peut à nouveau évaporer le solvant contenu dans les articles textiles à nettoyer. En fin de cycle, un balayage d'air froid élimine les dernières traces de solvant (phase de désodorisation). La figure 2 représente un refroidisseur classique actuel, disposé à côté de la machine de nettoyage à sec, alimentant en eau refroidie non rejetée à l'égout,le serpentin (7) du condenseur (6Ldu circuit de séchage de la machine. Ce refroidisseur se compose essentiellement d'une cuve tel2) dans laquelle débouche sur le haut le retour (13) d'eau chaude. Par le départ (14) en bas de la cuve, l'eau refroidie est pompée en (15) dans la tubulure (16) pour être envoyée vers le condenseur (6) de nettoyage à sec. Cette cuve comprend un serpentin (17) (par exemple en cuivre) contenant le fluide frigorigène. Ce fluide frigorigène sort du serpentin (17) par une tuyauterie (18) pour être comprimé par un.compresseur (19) dans un condenseur (20) associé à un ventilateur (21). Le liquide frigorigène est envoyé par la tuyauterie (22) dans une réserve (23). Il passe ensuite dans un voyant de passage (24).puis dans un filtre déshydrateur (25). Par une tuyauterie (26), le liquide arrive au détendeur thermostatique (27) connecté à l'autre arrivée du serpentin (17). Les dispositifs refroidisseurs de ce genre (voir figure 2) présentent l'inconvénient d'entraîner comme déjà dit une consommation substantielle d'électricité, dont le coût correspond souvent à celui de l'eau économisée. Le refroidisseur conforme à l'invention (figures 3, 4 et 5)#se compose d'une cuve (30) parallélépipédique, calorifugée, par exemple soit en matière plastique soit en acier. Cette cuve parallélépipédique (30) peut être de dimensions variées. Par exemple, on a constaté que pour les installations de nettoyage à sec actuelles à circuit ouvert de capacité comprise entre huit et douze kilos, une cuve de 160 litres était suffisante. Cette cuve présente en bas un orifice (31) destiné à être relié au retour (13) du circuit d'eau à refroidir. La cuve (30) comporte également un couvercle (32) avantageusement amovible et un orifice (33) de sortie, destiné à être relié au départ (14) de l'eau refroidie qui réfrigère le condenseur (6). L'orifice retour (31) est connecté par un écrou (34) à une rampe horizontale (35) de diffusion.Cette rampe (35),parallèle au fond (36) de la cuve et reposant presque en partie sur ce fond (36)présente une pluralité d'orifices (37) disposés le long de la rampe (35). Ces orifices (37) (voir figure 5) sont percés.soit dans la même section (figure 5), soit disposés en quinconce, sur le centre et sur le haut de la rampe (35). Comme on le voit sur la figure 5, ces orifices (37) sont décalés entre eux d'un angle d'environ 600. Le serpentin de fluide frigorigène est formé de deux serpentins élémentaires (38,39) coaxiaux,en spires hélicoïdales disposées le plus près des parois verticales (40) et (41) de la cuve. Avantageusement, les dimensions de ce serpentin sont calculées afin d'avoir le meilleur échange thermique. On utilise par exemple des tubes de cuivre. En fonctionnement, au cours de la période de nonutilisation des frigories accumulées dans le liquide contenu dans la cuve (30), un banc de glace. c'est-à-dire un bloc de glace. se forme autour et entre les serpentins (38,39). Ce banc de glace est suffisamment important pour rester en partie à la fin de la période d'utilisation des frigories accumulées dans le liquide, c'est-à-dire pendant la période qui correspond à l'opération de séchage des articles textiles contenus dans le tambour (2) de la machine de nettoyage à sec. La rampe de diffusion (35) d'une longueur par exemple de six cent millimètres est percée d'orifices (37) de trois millimètres de diamètre, disposés dans la même section,à quatre vingt-cinq millimètres d'intervalle. Comme on le voit sur la figure 3, la disposition des orifices (37) permet la diffusion de l'eau à refroidir, d'une part, vers le centre de la cuve et, d'autre part, vers les parois (40) et (41) de celle-ci à proximité desquelles se trouve le banc de glace entourant les serpentins (38,39) du fluide réfrigérant. Ces trois mouvements d'arrivée d'eau par les orifices (37) sous pression s'effectuent sur toute la longueur de la rampe de diffusion (35) et permettent ainsi l'homogénéisation en température de toute la masse de liquide (42) à refroidir (eau dans le cas présent) contenu dans le bac (30), sans avoir recours à des agitateurs électriques, co w c'est souvent actuellement le cas. L'angle approximatif de 1200 formé à partir des orifices (37) latéraux permet un léchage de l'eau chaude à refroidir sur le banc de glace entourant les spires (38,39) des évaporateurs. Comme déjà dit, les serpentins (38,39) coaxiaux sont alimentés en parallèle en fluide frigorigène. Dans une forme d'exécution, l'évaporateur intérieur (38) présente neuf spires alors que l'évaporateur extérieur (39), décalé en quinconce par rapport à (38), et situé le plus près des parois verticales (40) et (41) présente sept spires, de sorte que l7on obtient une surface d'échange voisine de un mètre carré. L'eau refroidie sort en {33) vers la batterie (16). La référence {43) désigne le niveau de l'eau dans la cuve (30). Un refroidisseur conforme à l'invention et ayant les caractéristiques ci-dessus est monté sur une installation de nettoyage à sec du commerce ayant une capacité de douze kilos. On réalise plusieurs essais avec banc-de glace, en faisant varier la température du liquide du bac 130), c'est-à-dire eau par exemple. Chaque cycle comprend dix-sept minutes de séchage -(80 C à l'entrée) et trois minutes de désodorisation. Dans le cas d'un sèchage classique (figure 1), la consommation d'eau par passe est d'anviron 0,5 mètre cube et la consommation de solvant peut être largement supéieure à 10% en poids du poids des articles textiles à traiter. Avec un dispositif refroidisseur classique-du type montré à la figure 2, on ne dépense plus d'eàu-mais la consommation électrique est voisine de 5KH par passe et celle de solvant de l'ordre de 6 . En revanche, avec le dispositif selon l'invention (figures 3 à 5), la consommation électrique est de l'ordre de 1,5 KWH par passe et celle de solvant tombe à 4 % ; la consommation d'eau reste bien entendu nulle. Le dispositif rerroidisseur selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à la solution décrite dans le préambule. On peut citer - l'économie de solvant; - une dépense d'énergie électrique réduite; - l'absence de pièces en mouvement pour homogénéiser la température de l'eau du rnrroidisseur - un encombrement réduit; - un prix de fabrication et de fonctionnement très réduit; - la facilité d'adaptation aux installations existantes; - le fait de répondre à un besoin de plus en plus pressant. De la sorte, de tels refroidisseurs peuvent être utilisés avec succès non seulement dans les installations de nettoyage à sec, mais également dans toutes machines ou installations exigeant la réfrigération d'un liquide de refroidissement, tels que par exemple les moules dans les presses à injecter la matière plastique. REVENDICATIONS 1/ Dispositif refroidisseur par échange thermique constitué par - un circuit (13,14) de liquide en mouvement à refroidir - une cuve (30) remplie de liquide à refroidir (42) comprenant . un orifice (31) branché sur le circuit re tour (13) du liquide (42) à refroidir, . un orifice (33) branché sur le circuit dé part (14) du liquide refroidi, . au moins un serpentin (38,39) alimenté en fluide frigorigène immerqé dans le liquide (42) à refroidir, caractérisé - en ce que le serpentin (38,39) de fluide frigorigène est disposé le long des parois (40,41) de la cuve (30) - et en ce que l'orifice retour (31) est placé au bas (36) de la cuve (30) et est connecté à au moins une rampe (35) de diffusion placée dans la cuve (30), ladite rampe (35) étant percée d'une pluralité d'orifices (37) dirigeant le liquide à refroidir au moins vers les parois (40,41) de la cuve (30), de manière à créer une convection dans la cuve (30) contenant le liquide (42) à refroidir. 2/ Dispositif refroidisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de fluide frigorigène comporte dans la cuve (30) deux serpentins (38,39) coaxiaux , disposés en quinconce l'un par rapport à l'autre et à proximité des parois (40,41). 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices (37) de la rampe de diffusion (35) sont disposés sur le haut au centre et sur les côtés, et sont décalés régulièrement de 60'. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les orifices (37) sont disposés dans la même section de la rampe (35). 5/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les orifices (37) sont disposes en quinconce le long de la rampe (35). 6/ Installation de nettoyage à sec des articles textiles au moyen de solvant, comportant essentiellement un tambour (2) et un circuit de sèchage comprenant un condenseur (6) qui se compose essentiellement d'un circuit d'eau en mouvement (13,14), relié à la batterie de sèchage de l'installation, une cuve (12,30) reliée au retour (13) du circuit d'eau et au départ (14) d'eau froide sur le cir cuit, d'au moins un serpentin (38,39) ou circule un fluide frigorigène disposé dans la cuve (12, 30) relié par un circuit dans l'ordre au conden seur proprement dit (6) et au qroupe de l'ins tallation, caractérisé : : - en ce que le serpentin de fluide frigorigène (38, 39) est disposé le long des parois (40,41) de la cuve (30), - et en ce que l'orifice retour (31) est placé au bas (36) de la cuve (30) et est connecté à au moins une rampe (35) de diffusion placée dans la cuve (30), ladite rampe (35) étant percée d'une pluralité d'orifices (37) dirigeant le liquide à refroidir au moins vers les parois (40,41) de la cuve (30), de manière à créer une convection dans la cuve (30) contenant le liquide et42) à refroidir.