Brevet FR2733038A1 — publié le 19961018

1j 2733038 Appareil décentralisé de chauffage, ventilation et éventuellement réfrigération La présente invention porte sur un appareil décentralisé de chauffage, ventilation et éventuellement réfrigération, en particulier pour halls industriels, comportant au moins un conduit d'air parcouru verticalement de haut en bas dans lequel est monté un séparateur de gouttes fonctionnant en flux parallèle. Des appareils de ce type sont montés dans le toit du hall et servent à o alimenter des zones du hall en air affluant et en même temps évacuer l'air évacué. Ils peuvent contenir un échangeur de chaleur qui produit un échange de chaleur entre l'air affluant et l'air évacué. Il est en outre possible d'intégrer des dispositifs de chauffage ou de réfrigération. Lorsque l'air affluant ou l'air évacué est refroidi, des descentes au-dessous du point de rosée peuvent avoir lieu, auquel cas il se forme du condensat sous forme de gouttes. En outre, l'air affluant peut déjà contenir des gouttes d'eau. Les gouttes sont séparées dans le séparateur de gouttes fonctionnant en flux parallèle, que l'air traverse verticalement de haut en bas. Il est connu par la pratique de dévier le courant d'air deux fois de 90 pour la séparation des gouttes. Cette déviation du courant d'air a l'inconvénient de demander beaucoup de place. En outre, il se produit d'importantes pertes de charge. Un séparateur à percussion, également utilisé dans la pratique, demande beaucoup moins de place, mais fonctionne également avec une importante perte de charge. En outre, dans les deux cas, une certaine proportion des gouttes de liquide risquent de franchir le séparateur. Le problème à la base de l'invention était de créer un appareil du type indiqué au début qui assure avec un faible encombrement et une très faible perte de charge une séparation pratiquement à cent pour cent des gouttes. Pour la résolution de ce problème, I'appareil de l'invention est caractérisé par le fait que le séparateur de gouttes présente un grand nombre d'éléments plaques parallèles ondulés dans la direction d'écoulement et comportant des gouttières d'arrêt s'étendant perpendiculairement à la direction d'écoulement, que le séparateur de gouttes est monté incliné par rapport à l'horizontale de façon telle que les gouttières d'arrêt des éléments plaques présentent une pente pour l'écoulement du liquide séparé, et que les gouttières d'arrêt des éléments plaques ondulés débouchent à l'extrémité la plus basse du séparateur de gouttes dans une cuve collectrice latérale. On a trouvé que les éléments plaques pourvus des gouttières d'arrêt assuraient une séparation extrêmement sûre des gouttes. Ils forment des conduits parallèles offrant une faible résistance à l'air et produisant par conséquent une très faible perte de charge. En outre, ils demandent peu de place. Au surplus, la dépense de construction est faible. Il est proposé comme perfectionnement de l'invention que chaque élément plaque ondulé du séparateur de gouttes présente sur chacune de ses faces au moins une gouttière d'arrêt dont le dessous soit contigu à une chambre creuse qui s'étende parallèlement aux gouttières d'arrêt. On a trouvé que cette construction combinait un optimum de capacité de séparation avec un minimum io de perte de charge. Il est particulièrement avantageux que les chambres creuses présentent dans leur face supérieure des ouvertures destinées à recevoir et évacuer le liquide séparé des gouttières d'arrêt situées au-dessus. Les chambres creuses sont donc utilisées pour l'évacuation de liquide, de sorte que, même en cas de charge particulièrement forte de l'air en humidité, un débordement des gouttières d'arrêt associées est évité. Pour que dans la zone de la cuve collectrice n'ait pas lieu une nouvelle descente au-dessous du point de rosée et que des gouttes nouvellement formées n'aillent pas dans l'espace à air, la cuve collectrice est de préférence pourvue d'une isolation thermique. Selon une autre caractéristique avantageuse, les éléments plaques ondulés forment avec la cuve collectrice un bloc assemblé par un cadre et ce bloc peut être retiré latéralement du conduit d'air. Ainsi, I'entretien de l'appareil ne présente pas de difficultés. A l'endroit du séparateur de gouttes, de préférence sur le côté opposé à la cuve collectrice, le conduit d'air est pourvu d'une ouverture obturable. Après avoir détaché la cuve collectrice de sa conduite d'évacuation, on peut retirer le bloc complet obliquement vers le bas du conduit d'air. Comme perfectionnement important de l'invention, I'appareil est caractérisé par le fait que la cuve collectrice présente sur son côté dirigé vers les éléments plaques ondulés une paroi inférieure et une paroi supérieure dans le bord respectivement supérieur ou inférieur desquelles sont prévues des fentes, que les éléments plaques ondulés présentent près de leur côté dirigé vers la cuve collectrice une fente verticale dans leur bord inférieur, et que les éléments plaques ondulés sont engagés dans les fentes de la cuve collectrice et leurs fentes coiffent la paroi inférieure de la cuve collectrice au- dessous des fentes de celle-ci. Il s'agit donc d'un emboîtement qui est de construction très simple et en outre permet un remplacement individuel sans problème des éléments plaques ondulés. En outre, avec cet agencement, il ne peut pas se produire dans la zone de la paroi inférieure de la cuve collectrice de reflux par effet capillaire du liquide dans le conduit d'air. Cela vaut en particulier si, ce qui est particulièrement avantageux, les fentes prévues dans le bord supérieur de la paroi inférieure sont faites dans une aile horizontale de cette paroi. De préférence, la distance entre les fentes des éléments plaques et le côté de ceux-ci dirigé vers la cuve collectrice est optimisée pour un égouttement sans reflux des éléments plaques. Une longueur déterminée des éléments plaques entre donc dans la cuve collectrice, ce qui permet un égouttement io paisible aussi bien du bord latéral que du bord inférieur de ceux-ci. On peut réaliser un assujettissement supplémentaire en position des éléments plaques en engageant les côtés de ceux-ci opposés à la cuve collectrice dans des fentes du cadre qui assemble le bloc du séparateur de gouttes. Avantageusement, le cadre qui assemble le bloc du séparateur de gouttes est monté dans des glissières inférieures, et des joints d'étanchéité, de préférence des joints brosses, sont prévus entre son bord supérieur et le conduit d'air de l'appareil. Ces joints empêchent que de l'air chargé de gouttes puisse contourner le séparateur de gouttes. Il n'y a pas besoin de joints sur le dessous du séparateur de gouttes. A cet endroit, les glissières assurent une orientation exacte en position du séparateur de gouttes et en même temps facilitent le montage et le démontage de celui-ci. L'invention est expliquée en détail ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation préféré représenté sur les dessins joints, sur lesquels: la figure 1 est une représentation en perspective de l'appareil de l'invention, la figure 2 est une coupe verticale d'un conduit d'air de l'appareil, la figure 3 est une coupe suivant la ligne 111-111 de la figure 2, la figure 4 est une coupe d'un des éléments plaques du séparateur de gouttes, la figure 5 est une coupe verticale du séparateur de gouttes indiqué sur les figures 2 et 3, la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5. La figure 1 montre un appareil de chauffage, ventilation et réfrigération 1 qui est monté dans un toit 2 d'un hall industriel. Le trajet de l'air est indiqué par des flèches. L'air affluant entre en haut à gauche dans l'appareil et en sort sensiblement verticalement vers le bas. Le trajet de l'air évacué va d'en bas à gauche à en haut à droite. A l'intérieur de l'appareil est monté un échangeur de chaleur qui permet un échange de chaleur entre l'air affluant et l'air évacué. En outre, il est possible de recycler l'air évacué. Des dispositifs de chauffage et de réfrigération permettent une climatisation des halls industriels. La circulation de l'air affluant et de l'air évacué est assurée par des ventilateurs respectifs. L'appareil comporte pour cela des conduits d'air correspondants qui sont équipés d'un séparateur de gouttes si une réfrigération de l'air est prévue. Les séparateurs de gouttes sont parcourus verticalement de haut en bas. Les figures 2 et 3 sont des coupes d'un tel conduit d'air 3 avec séparateur de gouttes 4 associé. Comme le montre la figure 3, le séparateur de gouttes 4 Io présente un grand nombre d'éléments plaques parallèles 5 qui ont un faible encombrement et produisent une très faible perte de charge. Ces éléments plaques 5 sont, comme indiqué sur la figure 3, ondulés dans la direction d'écoulement. La figure 4 montre en détail la constitution des éléments plaques 5. Chaque élément plaque présente sur le côté droit deux gouttières d'arrêt 6 et 7 et sur le côté gauche une autre gouttière d'arrêt 8. Les gouttières d'arrêt 6 à 8 s'étendent perpendiculairement à la direction d'écoulement. Lorsque l'air chargé de gouttes de liquide passe dans les conduits ondulés formés entre les éléments plaques 5, les gouttes sont capturées dans les gouttières d'arrêt 6 à 8. Au-dessous de la gouttière d'arrêt 6 se trouve une chambre creuse 9 et au- dessous de la gouttière d'arrêt 8 se trouve un chambre creuse 10. Des ouvertures 9' et 10' établissent une communication entre ces chambres creuses et les gouttières d'arrêt associées. Le liquide peut par conséquent aller de chaque gouttière d'arrêt dans la chambre creuse associée. Cela augmente la capacité d'absorption des éléments plaques 5. La figure 2 montre que le séparateur de gouttes 4 est monté incliné dans le conduit d'air 3. L'angle d'inclinaison est choisi de façon que dans les gouttières d'arrêt 6 à 8 ainsi que dans les chambres creuses 9 à 10, se forme une pente pour l'écoulement du liquide séparé. Le liquide séparé coule donc vers l'extrémité gauche du séparateur de gouttes 4 sur la figure 2. La figure 5 montre qu'à cette extrémité gauche du séparateur de gouttes est montée une cuve collectrice 1 1 pourvue d'une tubulure de sortie 12. Cette cuve collectrice 11 porte une isolation thermique 13 qui évite dans cette zone une nouvelle descente au-dessous du point de rosée. C'est important en particulier lorsque l'air est aspiré dans le conduit 3 et qu'ainsi des gouttes nouvellement formées risquent d'être entraînées dans le courant d'air à l'extrémité inférieure du séparateur de gouttes 4. L'air pourrait aussi être refoulé dans le séparateur de gouttes 4. Vers le côté du séparateur de gouttes 4, la cuve collectrice 11 est limitée par une paroi inférieure 14 et une paroi supérieure 15. La paroi inférieure 14 présente des fentes 16 faites dans une aile horizontale 14', et les bords inférieurs des éléments plaques 5 sont pourvus de fentes correspondantes 17, ce qui permet de réaliser l'emboîtement représenté sur les fig. 5 et 6. En outre, les fentes 17 empêchent un reflux par effet capillaire et ainsi le passage de gouttes d'eau dans le courant d'air affluant. En outre, la paroi supérieure 15 présente aussi des fentes 18 destinées à recevoir les éléments plaques 5. Ces derniers sont ainsi positionnes et immobilisés en position. La disposition est telle qu'une longueur suffisante des éléments plaques entre dans la cuve collectrice pour produire un égouttement favorable. Le séparateur de gouttes 4 forme un bloc assemblé par un cadre 19. A l'extrémité droite de ce cadre 19 sont également prévues des fentes 20 destinées à recevoir les éléments plaques 5. On obtient au total une construction très simple et facile à entretenir qui permet un remplacement individuel sans problème des éléments plaques 5. Comme le montre la fig. 2, le conduit d'air 3 présente sur le côté droit un couvercle amovible 21 après l'enlèvement duquel on peut retirer latéralement le séparateur de gouttes 4 du conduit d'air 3. Pour faciliter cette opération, le séparateur de gouttes 4 est monté sur des glissières inférieures 22. Une étanchéité est réalisée entre le bord supérieur de son cadre 19 et les parois du conduit d'air 3 par des joints 23 qui sont dans le cas présent des joints brosses. L'air ne peut donc pas passer sur le côté du séparateur de gouttes 4. Des modifications sont parfaitement possibles dans le cadre de l'invention. Ainsi, les éléments plaques peuvent être pourvus sur chacune de leurs faces d'un grand nombre de gouttières d'arrêt et de chambres creuses. En outre, la fixation par emboîtement des éléments plaques peut être choisie autrement, bien que la construction décrite soit particulièrement avantageuse. En outre, il existe la possibilité de retirer le séparateur de gouttes du conduit d'air vers son extrémité la plus basse. Il faut cependant alors transformer la sortie de la cuve collectrice. Revendications 1. Appareil décentralisé de chauffage, ventilation et éventuellement réfrigération (1), en particulier pour halls industriels, comportant au moins un conduit d'air parcouru verticalement de haut en bas (3) dans lequel est monté un séparateur de gouttes (4) fonctionnant en flux parallèle, caractérisé par le fait que le séparateur de gouttes (4) présente un grand nombre d'éléments plaques collectrice latérale (11). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque élément plaque ondulé (5) du séparateur de gouttes (4) présente sur chacune de ses faces au moins une gouttière d'arrêt (6, 8) dont le dessous est contigu à une chambre creuse (9, 10) qui s'étend parallèlement aux gouttières d'arrêt (6 à8). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les chambres creuses (9, 10) présentent dans leur face supérieure des ouvertures (9', 10') destinées à recevoir et évacuer du liquide séparé des gouttières d'arrêt (6, 8) situées au-dessus. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la cuve collectrice (11) est pourvue d'une isolation thermique (13). 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les éléments plaques ondulés (5) forment avec la cuve collectrice (11) un bloc assemblé par un cadre (19) et ce bloc peut être retiré latéralement du conduit d'air (3). 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la cuve collectrice (11) présente sur son côté dirigé vers les éléments plaques ondulés (5) une paroi inférieure (14) et une paroi supérieure (15) dans le bord respectivement supérieur ou inférieur desquelles sont prévues des fentes (16, 18), que les éléments plaques ondulés (5) présentent, près de leur côté dirigé vers la cuve collectrice (1 1), une fente verticale (17) dans leur bord inférieur, et que les éléments plaques ondulés (5) sont engagés dans les fentes (16, 18) de la cuve collectrice (1 1) et leurs fentes (17) coiffent la paroi inférieure (14) de la cuve collectrice au-dessous des fentes (16) de celle-ci. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les fentes (16) prévues dans le bord supérieur de la paroi inférieure (14) sont faites dans une aile horizontale (14') de cette paroi. 8. Appareil selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la distance entre les fentes (17) des éléments plaques et le côté de ceux-ci dirigé vers la cuve collectrice (11) est optimisée pour un égouttement sans reflux des éléments plaques. Io 9. Appareil selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que les côtés opposés à la cuve collectrice (11) des éléments plaques ondulés (5) sont engagés dans des fentes (20) du cadre (19) qui assemble le bloc du séparateur de gouttes (4). 10. Appareil selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé par le fait que le cadre (19) qui assemble le bloc du séparateur de gouttes (4) est monté dans des glissières inférieures (22), et des joints d'étanchéité (23), de préférence des joints brosses, sont prévus entre son bord supérieur et le conduit d'air (3) de l'appareil (1).