Brevet FR3069321A1 (20190125)

REVENDICATIONS1. Système d'évaluation (0) d'au moins une condition de fonctionnement d'un échangeur de chaleur comprenant : - au moins une première bi-sonde (1) de température comprenant un empilement de deux mono-sondes (11,\n<CLM>\1\tde température thermiquement et électriquement isolées entre elles, et - une paroi (40) d'un échangeur thermique à travers laquelle un transfert thermique est destiné à s'opérer entre deux fluides f et f circulant de part et d'autre de la paroi (40) et sur laquelle est susceptible de se déposer un encrassement (50, 50'), chaque mono-sonde (11,\n<CLM>\1\tde la première bi-sonde (1) étant destinée à être reliée fonctionnellement à: - un dispositif d'alimentation électrique (10) de chaque mono-sonde (11, 12), un dispositif de mesure de courant électrique (20) dans chaque mono-sonde (11, 12), et un dispositif de supervision (30) du dispositif d'alimentation (10) et du dispositif de mesure (20), la première bi-sonde (1) étant disposée sur l'un parmi un premier côté et un 20 second côté de la paroi (40) de l'échangeur de chaleur et présentant une résistance thermique Rs/ connue, la première bi-sonde (1) étant située à une première hauteur h/ de circulation des fluides f et f', la paroi (40) présentant une résistance thermique Rp connue, et 25 le dispositif de mesure (20) étant propre à mesurer l'évolution du courant électrique dans au moins l'une des mono-sondes (11,\n<CLM>\1\tde la première bisonde (1).\n<CLM>\1\tSystème (0) selon la revendication précédente, comprenant en outre une 30 deuxième bi-sonde (2) de température comprenant un empilement de deux mono-sondes (21,\n<CLM>\1\tde température thermiquement et électriquement isolées entre elles, 52 chaque mono-sonde (21,\n<CLM>\1\tde la deuxième bi-sonde (2) étant destinée à être reliée fonctionnellement au dispositif d'alimentation (10), au dispositif de mesure (20) et au dispositif de supervision (30), la deuxième bi-sonde (2) étant disposée sur l'un parmi un premier côté et un 5 second côté de la paroi (40) de l'échangeur de chaleur et présentant une résistance thermique Rs2 connue, la deuxième bi-sonde (2) étant située à une deuxième hauteur h2 de circulation des fluides f et f', la première hauteur hl étant différente de la deuxième hauteur h2, et 10 l'échangeur thermique présentant des paramètres géométriques connus.\n<CLM>\1\tProcédé (300) d'évaluation d'au moins une condition de fonctionnement d'un échangeur de chaleur, mettant en oeuvre un système d'évaluation (0) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, destiné à opérer un transfert 15 thermique entre deux fluides f et f', le procédé comprenant les étapes suivantes mises en oeuvre en utilisant la première bi-sonde (1) et les dispositifs d'alimentation (10), de mesure (20) et de supervision (30) : - une étape de détermination (310), en fonction de la résistance thermique Rsi de la première bi-sonde (1) et de la résistance thermique Rp de la paroi (40), d'au moins les conditions de fonctionnement suivantes : la température ni du fluide f du premier côté de la paroi (40), la température 7T/ du fluide f' du second côté de la paroi (40) et la résistance thermique R'1 du second côté de la paroi (40), à la première hauteur hl de circulation, une étape d'acquisition de mesure (340) de l'évolution du courant électrique dans au moins l'une des mono-sondes (11, 12), et - une première étape d'évaluation (350), en fonction de la température Tfi du fluide f du premier côté de la paroi (40), de la température Tf'1 du fluide f du second côté de la paroi (40), de la résistance thermique R'1 du second côté de la paroi (40), d'une valeur nominale de la résistance de convection R'cv du second côté de la paroi (40) et de la mesure (340) d'évolution du courant électrique, d'une valeur d'un produit Itee.Cp'e de la masse M'e par la chaleur spécifique Cp'e de l'encrassement (50') déposé du second côté de la paroi (40). 53\n<CLM>\1\tProcédé (300) d'évaluation d'au moins une condition de fonctionnement d'un échangeur de chaleur, mettant en oeuvre un système d'évaluation (0) selon les revendications 1 et 2, destiné à opérer un transfert thermique entre 5 deux fluides f et f', au moins l'un des fluides f et f' présentant des propriétés physiques connues, le procédé comprenant les étapes suivantes mises en oeuvre en utilisant les première et deuxième bi-sondes (1,\n<CLM>\1\tet les dispositifs d'alimentation (10), de mesure (20) et de supervision (30) : - une étape de détermination (320), en fonction des résistances thermiques 10 Rsi et Rs2 des première et deuxième bi-sondes (1,\n<CLM>\1\tet de la résistance thermique Rp de la paroi (40), d'au moins les conditions de fonctionnement suivantes : la température Tfi du fluide f du premier côté de la paroi (40), la température Tfl du fluide f' du second côté de la paroi (40), la résistance thermique R1 du premier côté de la paroi (40) et la résistance thermique R'1 15 du second côté de la paroi (40), à la première hauteur h1 de circulation, et la température Tf2 du fluide f du premier côté de la paroi (40), la température Tf2 du fluide f' du second côté de la paroi (40), à la deuxième hauteur h2 de circulation, - une première étape de calcul (330), au moins en fonction des conditions de 20 fonctionnement précédemment déterminées (320), des paramètres géométriques de l'échangeur thermique et des propriétés physiques d'au moins l'un des fluides f et f', de la résistance de convection R'cv du second côté de la paroi (40), - une étape d'acquisition de mesure (340) de l'évolution du courant électrique 25 dans au moins une des mono-sondes (11, 12, 21, 22), et une première étape d'évaluation (350), en fonction de la résistance de convection R'cv du second côté de la paroi (40) et de la mesure (340) d'évolution du courant électrique, d'une valeur d'un produit M'e.Cp'e de la masse M'e par la chaleur spécifique Cp', de l'encrassement (50') déposé du 30 second côté de la paroi (40).\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel l'une au moins des mono-sondes (11, 12, 21,\n<CLM>\1\tdans laquelle 54 l'évolution du courant électrique est mesurée (340) est disposée du premier côté de la paroi.\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel la 5 première étape d'évaluation (350) comprend une conversion de l'évolution du courant électrique telle que mesurée (340) en une évolution de la température de la mono-sonde (11, 12, 21,\n<CLM>\1\tdans laquelle la mesure (340) a été réalisée.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, dans lequel la première étape 10 d'évaluation (350) comprend en outre une recherche de la valeur du produit M'e.Cp', sur un intervalle de valeurs [M'e.Cp'e(min), M'e.Cp'e(max)] prédéterminé, la recherche comprenant un calcul d'un écart entre l'évolution de la température de la mono-sonde (11, 12, 21,\n<CLM>\1\tet chacune parmi des évolutions de température calculées au moins en fonction de la résistance de 15 convection R'cv du second côté de la paroi (40) et d'un ensemble de valeurs transitoires {M'e.Cp'e(0) choisies successivement dans l'intervalle de valeurs [M'e.Cp'e(min), M'e.Cp'e(max)] prédéterminé, la valeur du produit M'e.Cp'e étant évaluée (350) comme étant égale à la valeur transitoire M'e.Cp'e(i) donnant un écart inférieur à une valeur seuil prédéterminée. 20\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel la première étape d'évaluation (350) comprend en outre une recherche de la valeur du produit M'e.Cp'e sur un intervalle de valeurs [M'e.Cp'e(min), M'e.Cp'e(max)] prédéterminé, la recherche comprenant un calcul d'écart entre 25 l'évolution de la température de la mono-sonde (11, 12, 21,\n<CLM>\1\tet chacune parmi un ensemble d'évolutions de température calculé au moins en fonction de la résistance de convection R'cv du second côté de la paroi (40) et d'un ensemble correspondant de valeurs transitoires {M'e.Cp'e(0) prédéterminées dans l'intervalle de valeurs [M'e.Cp'e(min), M'e.Cp'e(max)] prédéterminé, la 30 valeur du produit M'e.Cp', étant évaluée (350) comme étant égale à la valeur transitoire M'e.Cp'e(i) donnant un écart minimal. 55\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, dans lequel chaque comparaison est réalisée sur un intervalle de temps couvert par la mesure (340) de l'évolution du courant électrique et limité à un régime instationnaire de cette évolution. 5\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, comprenant en outre une deuxième étape d'évaluation (360) de la chaleur spécifique Cp', de l'encrassement (50') déposé du second côté de la paroi (40), en fonction de la valeur du produit M'e.Cp', telle que précédemment évaluée 10 (350) et d'une valeur de la masse M'e de l'encrassement (50') déposé du second côté de la paroi (40), cette dernière ayant été déduite à partir des paramètres caractérisant les conditions de fonctionnement de l'échangeur de chaleur du second côté de la paroi (40), parmi lesquels les paramètres suivants : la résistance thermique R'1 (ou R'2) , la résistance de convection 15 R'cv, une conductivité thermique et une masse volumique de l'encrassement (50') déposé du second côté de la paroi (40).\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel la différence entre les hauteurs hl et h2 auxquelles sont respectivement 20 situées les première et deuxième bi-sondes (1,2) est paramétrée de sorte que des différences de températures Tf1-Tf2 du fluide f et Tf1-Tf2 du fluide f' entre les hauteurs hl et h2 soient perceptibles par le dispositif de mesure (20) comme une différence de mesures (120,\n<CLM>\1\tde courant au moins entre une mono-sonde (11,\n<CLM>\1\tde la première bi-sonde (1) et une mono-sonde (21,\n<CLM>\1\tde la 25 deuxième bi-sonde (2).\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, dans lequel les propriétés physiques de chaque fluide f, f' comprennent la chaleur spécifique, la masse volumique, la capacité calorifique, la conductivité 30 thermique et la viscosité dynamique, et dans lequel les paramètres géométriques de l'échangeur thermique comprennent une surface d'échange thermique comprise entre les hauteurs hl et h2, un diamètre hydraulique et trois paramètres a, b et c dépendant de la géométrie de l'échangeur thermique. 56\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon la revendication 3, dans lequel l'étape de détermination (310) comprend les sous-étapes suivantes : à compter d'un premier instant t/ : 5 alimenter (110) les mono-sondes (11,\n<CLM>\1\tavec des courants électriques d'intensités différentes, - mesurer (120) le courant électrique dans chacune des mono-sondes (11, 21), et calculer (130) la température T11(t1), T12(t1) de chaque mono-sonde (11, 10\n<CLM>\1\tau moins en fonction de la mesure de courant correspondante, et à compter d'un deuxième instant t2, différent du premier instant ti : - alimenter (140) les mono-sondes (11,\n<CLM>\1\tavec des courants électriques d'intensités différentes, - mesurer (150) le courant électrique dans chacune des mono-sondes (11, 15 21), puis - calculer (160) la température T11(t2), T12(t2) de chaque mono-sonde (1,\n<CLM>\1\tau moins en fonction de la mesure de courant correspondante, et dans lequel l'étape de détermination (310) comprend en outre au moins la sous-étape suivante : 20 calculer (170), en fonction de la résistance thermique Rsi de la première bi- sonde (1), de la résistance thermique Rp de la paroi (40) et des températures T11(t1), T12(t1), T11(t2) et T12(t2) des mono-sondes (11, 12), au moins l'une des conditions de fonctionnement suivantes : la température Tfi du fluide f du premier côté de la paroi (40) et la température Tfi du fluide 25 f' du second côté de la paroi (40) et la résistance thermique R'1 du second côté de la paroi (40), à la première hauteur hl de circulation.\n<CLM>\1\tProcédé (300) selon la revendication 4, dans lequel l'étape de détermination (320) comprend les sous-étapes suivantes réalisées à l'aide de 30 l'une respective parmi les première et deuxième bi-sondes (1,2) : à compter d'un premier instant ti : 57 - alimenter (115) les mono-sondes (11, 12, 21,\n<CLM>\1\tde l'une respective parmi les première et deuxième bi-sondes (1,2) avec des courants électriques d'intensités différentes, - mesurer (125) le courant électrique dans chacune des mono-sondes (11, 5 12, 21, 22), et - calculer (135) la température 7-11(t1), T12(t1), T21(t1), T22(t1) de chaque mono-sonde (11, 12, 21,\n<CLM>\1\tau moins en fonction de la mesure de courant correspondante, puis à compter d'un deuxième instant t2, différent du premier instant t/ : 10 - alimenter (145) les mono-sondes (11, 12, 21,\n<CLM>\1\tde l'une respective parmi les première et deuxième bi-sondes (1,2) avec des courants électriques d'intensités différentes, mesurer (155) le courant électrique dans chacune des mono-sondes (11, 12, 21, 22), et 15 calculer (165) la température T11(t2), T12(t2), T21(t2), T22(t2) de chaque mono-sonde (11, 12, 21,\n<CLM>\1\tau moins en fonction de la mesure de courant correspondante, et dans lequel l'étape de détermination (320) comprend en outre les sous- étapes suivantes : 20 - calculer (175), en fonction de la résistance thermique Rsi de la première bi- sonde (1), de la résistance thermique Rp de la paroi (40) et des températures T11(t1), T12(t1), T11(t2) et T12(t2) des mono-sondes (11, 12), les conditions de fonctionnement suivantes : la température Tfi du fluide f du premier côté de la paroi (40) et la température Tfi du fluide f' du second 25 côté de la paroi (40), à la première hauteur hl de circulation, - calculer (185), en fonction de la résistance thermique Rs2 de la deuxième bi- sonde (2), de la résistance thermique Rp de la paroi (40) et des températures T21(t1), T22(t1), T21(t2) et T22(t2) des mono-sondes (21, 22), les conditions de fonctionnement suivantes : la température Tf2 du fluide f du 30 premier côté de la paroi (40), la température 77'2 du fluide f' du second côté de la paroi (40), la résistance thermique R2 du premier côté de la paroi (40) et la résistance thermique R'2 du second côté de la paroi (40), à la deuxième hauteur h2 de circulation. 58\n<CLM>\1\tProduit programme d'ordinateur comprenant des instructions, qui, lorsqu'elles sont interprétées et exécutées par au moins un processeur effectuent les étapes du procédé (300) selon l'une quelconque des 5 revendications 3 à 14.