Brevet FR3020134A1 — publié le 20151023

DESCRIPTION La présente invention concerne un échangeur tubulaire a faisceaux de tubes a ailettes, complètement démontable, destiné a l'industrie frigorifique, la climatisation, les pompes a chaleur, les sécheurs d'air comprimés et a l'industrie pétrolière. Les appareils les plus performants actuellement sur le marché pour les appareils frigorifiques, sont les échangeurs a plaques brasées, étant donné la faible distance entre les plaques, ils se bouchent facilement, au cours du dégivrage ils peuvent se prendre en glace et des plaques peuvent éclater, n'étant pas démontables ,ils ne peuvent être réparés, débouchés, nettoyés, ils doivent être remplacés. Des échangeurs tubulaires existent, mais leur performances sont loin des performances des échangeurs a plaques, ils sont également très sensibles a la prise en glace et a l'encrassement, ils ne sont pas non plus démontables, ils sont également soudés, ces deux modèles d'échangeurs décris, en cas d'avaries sont mis a la casse. L'échangeur de l'invention est aussi performant que l'échangeur a plaques, et beaucoup plus performant que les échangeurs tubulaires actuels, il cumule les avantages des deux modèles décris (plaques et tubulaire) sans leurs'inconvénients. L'échangeur a plaques est très simple, et n'a qu'une fonction l'échange de calories entre deux fluides, dans les appareils frigorifiques, un réservoir doit lui être adjoint. L'échangeur tubulaire actuel, comme condenseur a deux fonctions, l'échange de calories entre deux fluides, et réservoir de liquide, dans les appareils frigorifiques Employé comme condenseur, les gaz chauds sont introduits par une tubulure soudée par le haut, la sortie du liquide condensé se faisant par une tubulure également soudée par le bas, le faisceau a ailettes est brasé sur les flasques a chaque extrémité de l'appareil, l'eau de condensation circule dans les tubes du faisceau a ailette, le contact du gaz avec les tubes se fait par convection naturelle, cette construction n'est pas très performante, pour une fonction de désurchauffe, il faut un deuxième appareil De plus les appareils actuels ne peuvent supporter que de 30 a 42 bars de pression. Employé comme évaporateur, dans un autre modèle de construction, l'eau est amené par le haut par une tubulure soudée, la sortie se fait par le bas de la même façon, des chicanes font circuler l'eau en zig zag, afin que l'eau ne s'écoule pas directement, et ceci afin d' obtenir une vitesse d'eau plus grande, le fluide frigorigène détendu gazeux DESCRIPTION circule a l'intérieur des tubes a ailettes sur tout le volume des tube, sa vitesse est relativement faible et la surface gaz/tubes réduite, d'où un rendement moyen. L'échangeur de l'invention, en condenseur il cumule 4 fonctions, désurchauffeur/ séparatiur d'huile et condenseur/réservoir, il est beaucoup moins sensible a la prise en glace, comme il est entièrement démontable il peut être réparé, nettoyé, requalifié. En condenseur ou évaporateur, l'eau circule toujours dans les tubes a ailettes, l'intérieur des tubes est muni de déflecteurs pour augmenter la vitesse afin d'obtenir un rendement élevé, le fluide frigorigène circule lui sur les ailettes et a la surface des tubes, des chicanes spéciales rendues étanches sur leur pourtour en contact avec le tube extérieur par des joints, il y a également des déflecteurs pour diriger les gaz et les canaliser, leur nombre et leur écartement est fonction de la puissance de l'appareil, elle détermine également le nombre de tubes a ailettes, le tout dans un tube extérieur d'un diamètre approprié. Cet aménagement des tubes, des chicanes et des déflecteurs permet un rendement très élevé de cet échangeur, il sert indifféremment de condenseur ou d'évaporateur, construit en acier il est valable pour tous les fluides frigorigènes, même l'ammoniac, étant entièrement démontable , en cas d'avarie toutes les pièces peuvent être échangées facilement, la réhabilitation se faisant économiquement et rapidement. L'architecture générale de cet échangeur( bridage, joints, tirants d'assemblage, absence de soudures ) est la même que celle de l'échangeur N° 2995988 du même auteur, ce nouvel échangeur permet une performance accrue du premier, dans les équipements décris. Afin d'obtenir un échange maximum, les chicanes intérieures des tubes a ailettes, de même que les ailettes elle même, sont fixées par galvanisation a chaud, pour l'ammoniac par gonflement, dans la partie désurchauffeur, la chute de la vitesse et le passage des gaz contrarié, permet la séparation de l'huile, qui est évacuée par le bas. L'échangeur étant en mode désurchauffe/condensation l'e au chaude sort avec deux températures différentes, pour chauffage et eau chaude sanitaire en évaporateur refroidisseur de liquide, le liquide froid sort a deux températures d'eau différentes glycolées ou non, sa construction permet une position horizontale ou verticale, ces particularités permettent des applications différentes économiquement. Les dessins annexés illustrent l'invention. DESCRIPTION Le dessin 1 représente l'échangeur en coupe, en (1) le désurchauffeur/séparateur, en (2) le condenseur/réservoir, en (3) le faisceau a ailettes, en (4a,4b,4c,4d) les brides d'assemblage, en (5) les chicanes de gaz, en (6) les passages de gaz, en (7) le passage de l'eau, en ( 8) les tirants d'assemblage, en (9) les joints d'étanchéité, en (10) la flèche de circulation des gaz, en (11) la flèche de circulation de l'eau, en (12) le tube formant enveloppe extérieure. Le dessin 2 représente l'intérieur des tubes a ailettes, en (13) le tube, en (14) la chicane intérieure disposée en quinconce, pour contrarier le passage de l'eau , Le dessin 3 représente en (15) les chicanes pour la circulation des gaz, en (16) la chicane en coupe, en (17) les orifices de passage des tubes a ailettes, en (18) le joint périphérique, en (19) l'orifice de passage des gaz en quinconce, en (20) l'orifice pour l'huile, en (24) les déflecteurs. Le dessin 4 représente la bride d'assemblage (4a) en (6) l'entrée des gaz ,en (12) le tube extérieur, en (17) les tubes et leur position, en (23) la sortie d'eau chauffage. le dessin 5 les brides (4b-4c) en (6) le passage des gaz ,en (12) le tube extérieur, en (17) les tubes et leur positionnement, en (22) la sortie d'eau ECS. le dessin 6 la bride (4d). en (6) la sortie des gaz, en (12) le tube extéreur, en (17) les tubes et leur positionnement, en(21) l'entrée de l'eau froide. Cet échangeur de par sa construction compacte, démontable, robuste, performante, capable de supporter de très hautes pressions par exemple pour le R744 ouCO2 pour des pressions de service de 130 a 150 bars, il est Polyfluid, et répond parfaitement a la directive 9723 CE, il est de plus parfaitement adapté indifféremment comme condenseur ou évaporateur a contre courant, pour l'industrie frigorifique, et climatique, sécheur d'air pour l'air comprimé, et pour l'industrie pétrolière. Sa construction tout acier, et sa rapidité de montage le rendent très économique, ce qui facilitera sa commercialisation, de plus il est pratiquement indestructible, contrairement aux autres échangeurs commercialisés actuellement et décris. Ce nouvel échangeur objet de cette demande de brevet, n'est pas en concurrence avec l'échangeur N°2995988, mais un avantageux complément pour les installations. DESCRIPTION La construction très particulière de cet échangeur permet une surface de contact avec les gaz et l'eau exceptionnelle, ce qui augmente considérablement ses performances. De plus il n'y a actuellement aucun appareil équivalent sur le marché, tant au niveau performances, fiabilité, des pressions supportées, du fait qu'il est entièrement démontable, et de l'application en évaporateur ou en condenseur avec le même appareil, et qu'il est polygaz. REVENDICATIONS1 Echangeur tubulaire entièrement démontable, a faisceau de tubes a ailettes employé indifféremment comme Condenseur ou évaporateur, caractérisé en ce qu'il comporte, un désurchauffeur/séparateur (1) un condenseur/réservoir (2) un faisceau de tubes a ailette (3) des brides (4a-4b-4c-4d)) des chicanes (5) des passages de gaz (6) des passages d'eau (7) des tirants (8) des joints (9) les gaz circulant dans un sens (10) reau circulant à contre - courant (11) un tube extérieur (12) des tubes d'eau (13) des chicanes (14) à l'intérieur des tubes d'eau (13) des chicanes pour contrarier les gaz (15) des chicanes présentées en coupe (16) des orifices (17) pour le passage des tubes a ailettes, des joints périphériques (18) . Des orifices de passage des gaz (19) des orifices pour le passage de l'huile (20) des orifices pour l'eau (21-22-23) des déflecteurs pour les gaz (24) 2 Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz (6-19) circule toujours en mode condenseur ou évaporateur a l'extérieur des ailettes et des tubes (3) en convection forcée et a grande vitesse. 3 Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau glycolée ou non circule toujours en condenseur ou en évaporateur, a l'intérieur des tubes (13) chicanés en quinconce (14) . Avec deux températures différentes de sortie en condenseur ECS (22) chauffage (23) , en évaporateur, moins froide(22) plus froide (23) toutes entrées en (21) 4 Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz sont contrariés par des chicanes (15) étanches par rapport aux tubes (17-12), par des joints (18) 5 Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chicanes de gaz (15) possèdent des orifice pour les gaz (6 -19) et l'huile (20) et des joints périphériques (18) qui les rendent étanches par rapport au tube extérieur (12) les brides (4a-4b-4c-4d) 25 possèdent des orifices pour les gaz (6-19), et des orifices pour reau (7). 6 Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le désurchauffeur (1) fait également office de séparateur d'huile, et le condenseur de réservoir (2) 7 Dispositif Selon la revendicationl, caractérisé en ce que réchangeur est polyfluid. 8 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur peut être 30 employé indifféremment en position verticale pour surface réduite, ou horizontale.REVENDICATIONS 9 Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chicanes des tubes d'eau et les ailettes sont fixés par galvanisation a chaud pour tous les fluides, sauf pour l'ammoniac ou il sont gonflés a haute pression. 10 Echangeur selon la revendication1 , caractérisé en ce que les chicanes possèdent des déflecteurs (24) pour la déviation et la canalisation des gaz (6-19)