Brevet FR2618809A1 — publié le 19890203

L'invention concerne les calandres à cuve de chauffage pour sécher et lisser des pièces de linge, qui sont équipées de dispositifs de récupération de chaleur. Il est connu, dans des calandres à cuve de chauffage qu'une partie de la quantité de chaleur, contenue dans le mélange de vapeur d'eau et d'air aspiré hors des cylindres de calandrage comme air de remplace- ment, sort récupérée dans des échangeurs de chaleur. Dans une calandre à cuve de chauffage connue (DD-PS 207 113), un système de récupération de chaleur est disposé en outre à l'intérieur d'une enceinte de calandre presque fermée, et dans lequel un échangeur de chaleur avec deux chambres d'écoulement appartient à chaque unité de calandrage existante. La première chambre d'écoulement de chaque échangeur de chaleur est, de plus, reliée chaque fois d'un côté à une ouverture d'aspiration de cylindre de calandre correspondant, et d'un autre côté sur un canal de refoulement d'air avec un dispositif d'aspiration. Chacune des deux chambres d'écoulement de l'échangeur de chaleur est liée à un dispositif d'alimen- tation d'air et, de bout en bout, forme un canal d'ali- mentation d'air frais. Il est désavantageux que I'air de refoulement enrichi d'humidité et refroidi avec l'air d'entrée dans le processus de transmission de chaleur, soit conduit sur un long chemin, de sorte que le danger existe de dépasse- ment du point de rosée avec apparition de condensation et de corrosion. Le but de l'invention est d'améliorer la récupé- ration de la chaleur à partir du refoulement d'air des calandres à cuve de chauffage. L'invention a essentiellement pour objet, dans des calandres à cuve de chauffage, de récupérer avec un rendement plus élevé la chaleur de l'air de refoulement aspiré, cependant que les écoulements d'air concernés sont conduits de telle sorte que les apparitions de condensation soient le plus complètement évitées. Selon l'invention, cette tâche est résolue par un procédé de mise en oeuvre de la calandre à cuve chauffante, selon lequel l'air d'entrée et l'air refoulé sont conduits, à contre-courant à travers l'échangeur de chaleur, de manière que l'air entrant dans la direction de passage du linge passe successivement à travers tous les échangeurs de chaleur existants, pendant que l'air de refoulement de l'un de chaque cylindre de calandrage traverse tout d'abord l'échangeur de chaleur associé de chaque unité de calandrage et ensuite tous les échangeurs de chaleur qui se trouvent à la suite, opposés à la direction du passage du linge, ce par quoi, avant l'en- trée dans l'échangeur de chaleur adjoint; il se produit un mélange de l'air de refoulement avec l'air refoulé quittant l'échangeur de chaleur postadjoint le cas échéant dans la direction du passage du linge. L'invention a aussi pour objet une calandre à cuve chauffante pour la mise en oeuvre de ce procédé, pour sa disposition, qui est caractérisée en ce que les échangeurs de chaleur sont reliés en ligne les uns aux autres, que chaque fois leurs chambres d'écoulement d'air refoulé et d'air entrant forment des canaux de traversée - d'air refoulé et d'air entrant, et de ce fait, le passage d'aspiration du canal de l'air d'entrée est disposé avant l'entrée de l'air entrant du premier échangeur de chaleur associé dans la direction du passage du linge, et le ventilateur d'air entrant est relié côté aspiration avec l'entrée d'air entrant du dernier échangeur de chaleur dans la direction de passage du linge, pendant que le ventilateur d'air refoulé, côté aspiration, est relié à la sortie de l'air refoulé du premier échangeur de chaleur dans la direction de passage du linge, et les ouvertures d'aspiration dans le canal d'air refoulé du cylindre de calandre débouchent chaque fois devant l'entrée d'air de refoulement du échangeur de chaleur associé à chaque unité de calandrage. Les échangeurs de chaleur sont façonnés selon l'invention, en tube de chaleur-échangeur de chaleur. Entre le passage d'aspiration du canal d'air entrant et l'entrée d'air entrant de l'échangeur de chaleur de la première unité de calandrage, un organe de réglage est disposé pour l'écoulement d'air entrant. Des organes de réglage pour l'écoulement de l'air refoulé du cylindre de calandre se trouvent aux sorties d'air refoulé de l'échangeur de chaleur. Un avantage essentiel de la solution selon l'invention est, tout d'abord, que par une direction spéciale de l'air refoulé, celui-ci ne subit dans aucun échangeur de chaleur un refroidissement jusqu'au point de rosée. Les masses d'air refoulé, qui ont déjà traversé un échangeur de chaleur, sont constamment mélangées, avant leur entrée dans un échangeur de chaleur suivant avec de l'air refoulé plus chaud issu d'un cylindre de calandre auquel cet échangeur de chaleur suivant est adjoint. Par ce moyen, la température de tout le mélange d'air refoulé entrant dans cet échangeur de chaleur est encore notable- ment élevée, au-dessus du point de rosée, de sorte qu'un ne doit s'attendre à aucune apparition de condensation. L'invention dispose, en outre, que le cylindre de calandre le plus proche de l'entrée de la calandre à cuve de chauffage duquel est aspiré l'air de refoulement le plus fortement enrichi d'humidité, est relié par le plus court chemin au ventilateur d'air refoulé. De ce fait, le risque d'apparition de condensation est encore diminué. La disposition de l'invention conduit aussi à ce que la perte de charge naturelle, régulière, des résis- tances d'écoulement individuelles (échangeur de chaleur; conduites de tuyauterie; diffuseur etc.) provoque un réglage autonome étendu des masses d'air de refoulement concernées dont les sections de séchage correspondent aux cylindres de calandre individuels. Le réglage exact des sections susdites découle sans problème des organes de réglage tels que valves-papillons ou autres dispositifs analogues présentant valablement la disposition d'un organe de réglage après le passage d'aspiration du canal d'entrée d'air. Par ce moyen les différences des dépres- sions dans les chambres d'écoulement associées d'air refoulé et d'air entrant sont minimisées et les mélanges d'air défectueux sont limités au minimum. La mise en jeu selon l'invention des tubes de chaleur-échangeur de chaleur permet aux chambres d'écou- lement d'air entrant et refoulé d'être associées chaque fois à un niveau plus égal dans les unités de calandrage individuelles et de former des canaux de traversée d'air entrant et d'air refoulé dans lesquels les unités de récupération de chaleur sont incluses. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 est une représentation schématique d'une calandre à cuve chauffante avec récupération de chaleur selon l'invention, et La fig. 2 est un diagramme température-humidité pour l'air refoulé de la calandre à cuve chauffante avec une représentation du processus de récupération de chaleur parcourue selon l'invention. Une calandre à cuve de chauffage, à laquelle se rapporte l'invention, consiste généralement en plusieurs unités de calandrage; dans l'exemple représenté ce sont les unités de calandrage 1; 2; 3. Ces dernières mon- trent chacune un cylindre de calandre tournant 4 et, entourant partiellement celui-ci, une cuve de calandre chauffée 5. A la suite les unes des autres, les cuves de calandre 5 sont reliées entre elles le cas échéant par des raccord de cuve 6. Les éléments fonctionnels sont disposés à l'intérieur d'une enceinte 7 thermiquement isolante. Le cylindre de calandre 4 présente une surface de calandre perforée à travers laquelle peut passer la vapeur d'eau formée à l'intérieur du cylindre de calandre 4 lors du séchage des pièces de linge dans les cuves de calandre chauffées 5. Le mélange formé de vapeur d'eau et d'air comme air de refoulement 8 est aspiré hors des cylindres de calandre 4. A cet effet, les cylindres de calandre 4 sont placés au-dessus d'une ouverture d'aspi- ration 9 d'une manière que l'on va encore décrire avec un ventilateur de refoulement d'air associé 10. La calandre à cuve de chauffage présente en outre un ventilateur d'entrée d'air 11, à l'aide duquel l'air de refoulement 8 aspiré des cylindres de calandre 4 est largement remplacé par l'air entrant 12. Pour échauf- fer cet air entrant 12, chaque unité de calandrage 1; 2, 3 est associée à un échangeur de chaleur 13; 14; ou 15 avec chaque fois une chambre d'écoulement 13.1; 14.1 ou 15.1 pour l'air entrant 12 et chaque fois une chambre d'écoulement 13.2; 14.2 ou 15.2 pour l'air refoulé 8. Selon l'invention, l'air refoulé 8 et l'air d'entrée 12 sont maintenant dirigés à contre-courant à travers les échangeurs de chaleur 13; 14; 15. L'air d'entrée 12 traverse en outre, dans la direction 16 du passage du linge, tous les échangeurs de chaleur exis- tants 13; 14; 15, et dans un sens étroit également les chambres d'écoulement 13.1; 14.1 et 15.1 les unes après les autres. Les masses d'air refoulé partielles 8.1; 8.2 et 8.3 des trois cylindres de calandre 4, par contre, traversent d'abord seulement les échangeurs de chaleur 13 14 ou 15 associés à chaque unité de calandrage 1; 2 ou 3, spécialement à celles dont les chambres d'écoulement 13.2; 14.2 ou 15.2 sont contre la direction de passage du linge 16 vers le ventilateur 10. A une unité de calandrage concernant la direction de passage du linge 16 il est prévu d'adjoindre au moins une unité supplémen- taire de calandrage, ce qui est fait dans l'exemple représenté pour le cas des unités 2 et 3; dans ce cas l'air refoulé 8 sortant de chaque échangeur de chaleur 14 ou 15 s'écoule, puis les échangeurs de chaleur 13 ou 14 adjoints aux unités de calandrage 1 ou 2 prévues impli- quent, avant l'entrée dans ces échangeurs de chaleur 13 ou 14, un mélange avec les masses d'air de refoulement concernées 8.1 ou 8.2 sortant du cylindre de calandre 4 de chaque unité de calandrage 1 ou 2 prévue. A l'encontre de la direction du pass7age du linge 16 se produit chaque fois aussi, devant un échangeur de chaleur 13 ou 14, une sommation des masses partielles d'air de refoulement aspiré 8.1; 8.2 et 8.3 jusqu'au ventilateur de refoule- ment 10. Se rapporter aux masses d'air de refoulement partielles 8.1; 8.2; 8.3 signifie ceci: la masse d'air de refoulement partielle issue du cylindre de calandre 4 de l'unité de calandrage 1 traverse avant l'entrée dans le ventilateur de refoulement 10, simplement, l'échangeur de chaleur 13, la masse d'air de refoulement partielle 8.2 traverse l'échangeur de chaleur 14 et ensemble, avec la masse d'air de refoulement partielle 8. 1, traverse l'échangeur de chaleur 13, la masse d'air de refoulement partielle 8.3 finalement traverse l'échangeur de chaleur 15, de même que la masse d'air refoulé 8.2 traverse l'échangeur de chaleur 14 et de même que les masses d'air refoulé partielles 8.1 et 8.2 traversent l'échangeur de chaleur 13. La modification d'état de l'air refoulé 8 dans le procédé d'utilisation selon l'invention clarifie le diagramme température-humidité de la fig. 2. Le point A31 figure l'état à la sortie de la masse d'air refoulé partielle 8.3 aspirée hors du cylindre de calandre 4 de l'unité de calandrage 3. A titre d'exemple la température t peut ici monter à 105 C et la teneur en humidité à x: 0,06 (en kg d'eau par kg d'air sec). Dans la traver- sée de l'échangeur de chaleur 15 (symbolisée par WU à la fig. 2) l'air refoulé 8 se refroidit par humidité constante à une température t = 64 C (point A32). Dans cet état, le brassage avec la masse d'air refoulé partielle 8.2 se produit (point A2 avec t = 110 C et x = 0,08). L'état du mélange correspondant est représenté par le point Mll (t = 93 C, x = 0,072). Dans l'échangeur de chaleur 14 se produit un refroidissement supplémentaire jusqu'au point M12 (t = 70 C). Enfin, il se produit, avant l'entrée de ce mélange refroidi d'air refoulé dans l'échangeur de chaleur 13, un mélange avec la masse d'air refoulé partielle 8.1 (point A1 avec t = 95 C et x = 0,11). Le diagramme montre le mélange qui lui corres- pond au point M21 (t = 84 C, x = 0,091). Après refroidis- sement de tout l'air refoulé 8 dans l'échangeur de chaleur 13, le point M22 (t = 60 C) est atteint. Comme on peut le reconnaître à la fig. 2, un brassage d'une masse d'air refoulé, déjà refroidie avec un masse d'air refoulé partielle 8.1 ou 8.2 très chaude aspirée d'un cylindre de calandre 4, produit constamment une élévation significative du niveau de la température. Cela montre que les masses d'air refoulé individuelles sont non seulement tellement refroidies dans les échan- geurs de chaleur 13; 14; 15, mais encore que les différences des températures se maintiennent:L t1 = 1OK A t2 = 23K et t3 = 21K jusqu'à chacun des ponts de rosée t t = 50 C, tt2 = 47 C et ter 3 = 43 C, qui sont marqués sur la courbe de saturation avec l'humidité relative de l'air Y = 1,0. La conduite selon l'invention de l'air refoulé 8 de la calandre à cuve chauffante prévient aussi, sûrement, une condensation d'humidité indésirable. Une calandre à cuve de chauffage selon l'invention, appropriée à l'exposé du procédé décrit, sera décrite encore plus en détail en référence à la fig. 1. Les cham- bres d'écoulement individuelles 13.1; 14.1 et 15.1 pour l'air entrant 12 et 13.2; 14.2 et 15.2 pour l'air refoulé 8, montrent chacune les arrivées d'air entrant 13.11; 14.11 et 15.11, les sorties d'air entrant 13.12; 14. 12 et 15.12, les entrées d'air refoulé 13.21; 14.21 et 15.21 ainsi que les sorties d'air refoulé 13.22; 14.22 et 15.22. Entre les sorties d'air entrant 13.12 et l'entrée d'air entrant 14.11 ainsi qu'entre la sortie d'air entrant 14.12 et l'entrée d'air entrant 15. 11, des canaux de liaison 17 prévus régissent les chambres d'écoulement 13.1; 14.1; 15.1 vers un canal de traversée pour l'air refoulé 18. Un canal de liaison supplémentaire 17 à la sortie de l'air entrant 15.12, quittant dans la direction du passage du linge 16 le dernier échangeur de chaleur, forme le passage pour le ventilateur d'entrée d'air 11. De la même façon, les chambres d'écoulement 13.2; 14.2 et 15.2 forment un canal de traversée d'air refoulé 19, tandis qu'entre la sortie d'air refoulé 15. 22 et l'entrée d'air refoulé 14.21, la sortie d'air refoulé 14.22 et l'entrée d'air refoulé 13.21 ainsi qu'entre la sortie d'air refoulé 13.22 et le côté d'aspiration du ventilateur de refoulement d'air 10, des canaux de liaison 20 sont disposés. Les ouvertures d'aspiration 9 du cylindre de calandre 4 débouchent chaque fois dans la direction d'écoulement de l'air refoulé 8 contraire à la direction du passage du linge 16 vue dans le canal 19 de refoulement d'air, avant les entrées d'air refoulé 15.21; 14.21 et 13.21. Un organe de réglage 21, par exemple une valve papillon ou une grille, pour le mélange de l'air entrant à aspirer 12, est de préférence disposé après le passage d'aspiration 22 du canal d'air entrant 18.qui se trouve devant l'entrée d'arrivée d'air 13.11 du premier échan- geur de chaleur 13. Des organes de réglage 23 de la même sorte se trouvent pour les masses d'air de refoulement partielles 8.2 et 8.3 dans les canaux de liaison 20 entre les chambres d'écoulement 13.2 et 14.2 ou 14.2 et 15.2. Les échangeurs de chaleur 13; 14; 15 sont pourvus d'un certain nombre de tubes de chauffage 24, dont les zones d'évaporation dans les chambres d'écou- lement 13.2; 14.2; 15.2 de l'air refoulé 8 et dont les zones de condensation dans les chambres d'écoulement 13.1 14.1 et 15.1 de l'arrivée d'air 12 sont entourées de courants circulaires. L'utilisation des tubes de chaleur 24 permet, outre un haut rendement, de disposer les chambres d'écoulement 13.1; 14.1; 15.1 et 13.2; 14.2; 15.2 en une ligne selon la manière avantageuse décrite. L'air de refoulement aspiré hors des cylindres de calandre 4 est dirigé de la manière déjà décrite ci-dessus à travers l'échangeur de chaleur 13; 14; 15 et cède une partie de sa chaleur au tube de chauffage 24. La masse d'arrivée d'air, nécessaire pou le remplacement de l'air de refoulement 8 aspiré, entre dans le passage d'aspiration 22, qui se trouve de préférence à l'intérieur de l'enceinte 7 dans le canal d'air entrant 18, traverse successivement les chambres d'écoulement 13.1; 14.1; 15.1 et se trouve par degrés échauffée au moyen de la chaleur cédée par les tubes de chauffage 24 de l'air refoulé 8. Par le ventilateur 11, elle est ensuite activée de manière connue dans la chambre intérieure de la calandre contenant le cylindre de calandre 4 et la cuve de calandre 5. Sa masse-est in- fluençable par l'organe de réglage 21. Pour une régula- tion des masses d'air refoulé partielles 8.1; 8.2; 8.3 aspirées hors des cylindres de calandre 4 individuelles, la disposition selon l'invention se présente très favora- blement. Elle apporte avec elle l'avantage que le cylin- dre de calandre 4 de l'unité de calandrage 1, hors duquel la masse d'air de refoulement partielle 8.1 à aspirer est enrichie de la quantité d'humidité la plus grande et la plus forte, présente le plus faible éloignement du ventilateur 10. Dans les unités de calandrage successives 2 et 3 les masses d'air refoulé à aspirer 8.2 ou 8.3 descendent aussi bien que la dépression générée par le ventilateur d'air refoulé 10, de sorte que l'on obtient un réglage autonome étendu des masses d'air refoulé partielles 8.2; 8.3 des unités de calandrage 2 et 3 avec la section de séchage correspondante. Le réglage exact est obtenu sans problème au moyen des organes de réglage 23. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'utilisation de calandre à cuve de chauffage, dans lequel les pièces de linge à sécher traver- sent successivement plusieurs unités de calandrage avec chaque fois un cylindre de calandre perforé tournant et au moins une cuve de calandre entourant partiellement celle-ci ainsi qu'un échangeur de chaleur, et le mélange d'air et de vapeur d'eau existant dans l'unité de calandrage est aspiré en tant qu'air refoulé et l'air d'alimentation dans la calandre à cuve de chauffage est assujetti A un processus de transmission de chaleur, caractérisé en ce que l'air d'entrée (12) et de refoulement (8) sont dirigés à contre- courant à travers les échangeurs de chaleur (13; 14; 15), l'air d'entrée (12) traversant dans la direction de passage du linge (16) successivement tous les échangeurs de chaleur existants (13 g 14; 15) pendant que l'air de refoulement (8) passe, l'un de chaque cylindre de calandrage (4) traverse d'abord l'échangeur de chaleur (13; 14; 15) adjoint à chaque unité de calandrage (1; 2; 3) et ensuite tous les échangeurs de chaleur (13; 14; 15) qui se trouvent être, à la suite, en opposition à la direction de passage du linge (16), de ce fait, avant l'entrée dans l'échangeur de chaleur de chaleur adjoint (13; 14; 15) il se produit un mélange d'air refoulé (8) avec de l'air de refoulement (8) sortant le cas échéant de l'échangeur de chaleur adjoint (13; 14; 15) dans la direction de passage du linge (16). 2. Calandre & cuve de chauffage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, avec plusieurs unités de calandrage & la suite les unes des autres, qui présentent chacune un cylindre de calandre perforé tournant et au moins une cuve de calandre entourant partiellement ce cylindre de calandre, avec un ventilateur de refoulement pour l'aspiration de l'air refoulé enrichi d'humidité hors du cylindre de calandre et un ventilateur d'entrée d'air pour alimenter en air-,entrant dans une enceinte thermi- quement isolante entourant presque complètement les unités de calandrage, ainsi qu'avec des échangeurs de chaleur présentant des chambres d'écoulement séparées pour l'air refoulé et entrant, directement associés individuellement aux unités de calandrage, caractérisé en ce que les échan- geurs de chaleur (13; 14; 15) sont reliés en ligne les uns aux autres de telle sorte que chaque fois les chambres d'écoulement pour l'air refoulé (13.2; 14.2; 15.2) et l'air d'entrée (13.1; 14.1; 15.1) forment des canaux traversants de sortie d'air et d'entrée d'air (18; 19) par o le passage d'aspiration (22) du canal d'entrée d'air (18) devant l'entrée d'arrivée d'air (13.11) du premier - échangeur de chaleur (13) associé dans la direction de - passage du linge (16) et le ventilateur d'entrée d'air (11) du c8té de l'aspiration, est relié avec la sortie de l'air d'entrée (15.12) du dernier échangeur de chaleur (15) dans la direction de passage du linge (16), pendant que le ventilateur de refoulement (10) est relié du c8té de l'aspiration avec la sortie d'air de refoulement (13.22) du premier échangeur de chaleur (13) dans la direction de passage du linge (16) et débouche dans les ouvertures d'aspiration (9) du canal de refoulement d'air (19) du cylindre de calandre (4), chaque fois devant l'entrée de refoulement (13.21; 14.21; 15.21) de l'échangeur de chaleur (13; 14; 15) adjoint & chaque unité de calandrage (1; 2; 3). 3 - Calandre à cuve de chauffage selon la revendi- cation 2, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (13 ; 14; 15) est construit en tube de chaleur-échangeur de chaleur. 4 - Calandre à cuve de chauffage selon la reven- dication 2, caractérisée en ce qu'entre le passage d'aspiration (22) du canal d'entrée d'air (18) et l'entrée d'air refoulé (13.11) de l'échangeur de chaleur (13) de la première unité de calandrage (1), un organe de réglage (21) est disposé pour l'écoulement de l'air d'entrée. 5. Calandre à cuve de chauffage selon la reven- dication 2, caractérisée en ce que des organes de réglage (23) sont disposés aux sorties d'air de refoulement (13.22; 14.22; 15.22) des échangeurs de chaleur (13; 14; 15) pour l'écoulement de l'air de refoulement.