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DESCRIPTION
Dispositif de garnissage pour installation de mise en contact de liquide et de gaz
La présente invention a pour objet un corps d'échange dans lequel un liquide, généralement de l'eau, est refroidi par un gaz, généralement de l'air atmosphérique.
L'échange de chaleur entre l'eau et l'air peut avoir lieu soit par contact direct, on parle, alors de réfrigérants dits humides, soit par contact à travers une paroi, on parle alors de réfrigérants dits secs.
L'échange de chaleur par contact direct entre l'eau et l'air est beaucoup plus performant que l'échange de chaleur par contact à travers une paroi, grâce à l'absence de paroi et à l'évaporation-transfert de masse de l'eau vers l'air-pouvant se produire en absence de paroi.
Par contre, les réfrigérants dits humides produisent très souvent dans les régions à climat tempéré un panache, nuage blanchâtre, qui s'étend dans l'atmosphère depuis les orifices de rejet d'air de ces réfrigérants. Surtout lorsque les réfrigérants sont à tirage mécanique, le panache se dégage à faible hauteur audessus du sol, pouvant ainsi toucher des bâtiments voisins, et même le sol lorsque le vent rabat, avec les inconvénients connus : formation de verglas, réduction d'ensoleillement, création de brouillard, visibilité réduite, etc.
Dans le but de réduire le panache, les brevets US 3899553 et US 3929935 proposent un corps d'échange ayant une section dite humide et une section dite sèche et l'eau à refroidir
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passe d'abord par la section sèche et ensuite dans la section humide. Un tel corps d'échange est toutefois complexe étant donné qu'il consiste en fait de deux structures indépendantes ; il est donc difficile à réaliser et surtout très coûteux.
Il a également été proposé suivant le brevet allemand (Offenlegungsschrift) 2532544 de constituer le corps d'échange d'un ensemble de plaques, où chaque plaque a une face sèche et l'autre face humide. On réalise ainsi d'une façon simple également une combinaison d'un échange sec et d'un échange humide. Ce type de corps est toutefois assez primitif et ne matérialise pas des sections de passage d'air distinctes, d'une part, sèches, et, d'autre part, humides, et le résultat est que l'air en sort généralement saturé et donc que le panache n'est guère réduit.
Le brevet français 2558581 décrit également un réfrigérant à flux multiples, respectivement humides et secs. Suivant ce document, le corps d'échange est constitué d'un lattage (section humide) et d'un ensemble de tubes (section sèche). Bien que la solution proposée réduit le panache, la construction d'un tel corps est difficile et problématique. En effet, l'utilisation d'un ensemble de tubes provoque un problème de choix de matériaux ; si les tubes sont métalliques, ils sont coûteux et exposés au phénomène de corrosion, s'ils sont en matières plastiques, ils doivent être résistants et donc épais et, par conséquent, mauvais conducteurs de chaleur.
Suivant le brevet allemand DE-AS 2537887 la matérialisation de section humide et section sèche se réalise à l'aide d'un ensemble de plaques, mais avec alimentation en eau d'un espace inter-plaque sur deux. Le type de corps d'échange décrit comprend des chenaux secs et humides distincts, mais la distribution de l'eau dans un chenal sur deux est très difficile à réaliser industriellement et est extrêmement coûteuse.
Une variante et perfectionnement de ce type de corps d'échange est décrit dans le brevet allemand 2840317, suivant le- quel les chenaux secs et humides sont matérialisés par des feuilles
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ondulées. La distribution de l'eau y est toujours très difficile à réaliser et est très coûteuse.
En plus, suivant ces deux publications, les chenaux secs et chenaux humides sont identiques, de sorte que le débit de l'air dans les chenaux humides est moindre que le débit dans les chenaux secs, à cause de la perte de charge plus importante de l'air dans les chenaux humides. Or, pour obtenir un échange thermique important tout en obtenant une réduction de panache suffisante, il faut que le débit d'air humide soit plus grand ou au moins égal au débit de l'air sec.
La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de garnissage pour un corps d'échange amélioré permet- tant de réduire efficacement le panache et qui ne souffre plus des inconvénients des corps d'échange connus de l'état de la technique.
Le dispositif de garnissage suivant l'invention, est robuste, simple à construire, de coût réduit, résistant à la corro- sion et possède un bon coefficient d'échange thermique.
Le dispositif de garnissage selon l'invention comprend des chenaux humides et des chenaux secs qui ne sont pas identiques, de façon à permettre un débit d'air humide, dans les chenaux humides, plus grand que le débit d'air sec dans les che- naux secs ou au moins égal à ce débit.
Le dispositif de garnissage proposé suivant l'inven- tion est constitué d'un assemblage de feuilles ondulées en matières plastiques permettant des courants croisés eau/air et pouvant être alimenté hydrauliquement par des dispositifs classiques. Il pré- sente une succession de chenaux d'air, approximativement horizon- taux, alternativement mouillés et secs. Suivant l'invention, les chenaux secs sont différents des chenaux humides quant à leurs lumières, afin de disposer d'un corps d'échange optimum quant au rapport de l'échange humide à l'échange sec, dans le but de maximiser le rapport des performances thermiques à celles relatives à la réduction du panache.
Le corps d'échange suivant l'invention se caractérise par un ensemble de feuilles ondulées ou pliées, comprenant sur une
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face des saillies disposées sur les crêtes des ondulations. Ces feuilles sont assemblées en paires. A cet effet, la deuxième feuille de chaque paire a subi par rapport à la première une rotation de 180 autour d'un axe vertical opposant ainsi leurs ondulations. Les arêtes formées par les creux des ondulations de la face de chaque feuille, opposée à celle portant les saillies, sont fixées l'une sur l'autre sur toute la longueur. L'assemblage peut se faire par tout moyen connu, bien que le collage soit le moyen le plus simple.
Deux paires de feuilles sont assemblées par collage (ou tout autre moyen de fixation) des saillies qui s'opposent. En assemblant ainsi une série de paires, on obtient un corps composé de chenaux fermés, formés par les creux des ondulations des feuilles qui s'opposent, et de chenaux ouverts, formés entre les feuilles contiguës de deux paires.
Lorsque les feuilles sont disposées de façon à ce que les chenaux se présentent horizontalement et qu'on répartit l'eau à refroidir sur la partie supérieure de l'assemblage des feuilles, l'eau pénétrera dans les chenaux ouverts, mais ne pourra pas entrer dans les chenaux fermés. Le courant d'air passe horizontalement et circule dans les chenaux fermés, formant ainsi des chenaux secs, et dans les chenaux ouverts en contact avec l'eau, formant ainsi des chenaux humides.
Selon une forme préférentielle de l'invention, les chenaux d'entrée d'air et les chenaux de sortie d'air sont inclinés, de façon que le courant d'air soit descendant vers les corps d'échange et montant vers l'extérieur. On pourra ainsi empêcher des sorties d'eau par les faces avant et arrière du corps d'échange.
Selon une forme avantageuse de l'invention, les ondulations des feuilles comportent des grandes nervures perpendiculaires à la direction de l'écoulement de l'eau, afin d'améliorer l'efficacité de l'échange thermique. Avantageusement, les feuilles comportent également des nervures courtes, perpendiculaires aux grandes nervures, dans un but d'accroître la rigidité des feuilles.
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D'autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description d'un exemple non limitatif, qui sera décrit ci-après en se référant aux dessins annexés qui représentent : - la figure 1 : un schéma d'une partie d'un tour de réfrigération comportant un corps d'échange selon l'invention ; - la figure 2 : une vue en perspective d'une paire de feuilles constituantes d'un corps d'échange selon l'in- vention ; - les figures 3,4, 5, : une section respectivement suivant les lignes A-A, D-D et E-E de la figure 2.
En se référant à la figure 1, celle-ci montre une partie de la paroi 1 d'un tour de réfrigération. Cette tour comporte dans sa partie inférieure un corps d'échange 2, composé de feuilles suivant l'invention, l'eau à refroidir entre par un réseau de tubes 3 pourvus d'ajutages-disperseurs 4, l'eau passe dans le corps d'échange 2 et est collectée dans un bassin 5 pour être recirculée via la conduite 6, le fluide réfrigérant, de l'air en occurrence, passe par les chenaux horizontaux, respectivement humides et secs et, est évacué par la cheminée du tour.
La figure 2 montre un exemple d'une paire de feuilles dont est constitué le corps d'échange. Elle montre une feuille 8 de matière plastique thermoformée, tels PVC, PE, PP, etc... La feuille comporte des ondulations 11, comportant des creux 12 et des crêtes 13 (la vue en perspective représente trois ondulations).
Chaque ondulation comporte plusieurs nervures 14 dans le sens longitudinal de la feuille (désignées ci-après par grandes nervures
14). A des intervalles réguliers, les grandes nervures 14 sont interrompues par des nervures 15 perpendiculaires aux nervures 14 (ces nervures 15 sont désignées ci-après par courtes nervures 15).
A chaque croisement des nervures 14 et des nervures 15 sur la crête de l'ondulation, la feuille comporte une saillie 16 sous forme de téton avec surface plane.
Sur le côté 10 de la feuille, celle-ci est pliée à l'en- droit de la crête de chaque ondulation, afin de former une nervure
17 (désignée nervure oblique 17) qui forme un angle a avec les
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grandes nervures 14, dans un plan vertical et qui correspond en hauteur avec la hauteur des tétons 16. A l'endroit de chaque creux 12, la feuille forme une nervure 19, formant un même angle a avec les grandes nervures 14 que la nervure oblique 17. Cet angle a peut être compris entre 15 et 750.
La vue de la figure 2 montre également une deuxième feuille, 9, identique à la feuille 8 ; la feuille 9 a subi une rotation de 180 autour d'un axe vertical, ainsi les creux 12 des deux feuilles 8 et 9 se touchent. Ils sont collés ensemble sur toute leur longueur. A cause de leurs ondulations, les feuilles 8 et 9 forment des chenaux étanches 18.
Les figures 3 à 5 montrent trois coupes ou sections dans le corps d'échange, faites perpendiculairement aux feuilles de ruissellement, chaque coupe représentant quatre feuilles de ruissellement consécutives, 21,22, 23,24.
Le corps d'échange est constitué d'une succession de feuilles identiques 21,22, 23,24, 21,22, 23,24, etc...
Ces feuilles sont ondulées suivant leur hauteur, la hauteur d'une feuille étant celle du corps d'échange qu'elle constitue avec un ensemble d'autres feuilles identiques lorsque ce corps d'échange est positionné dans un réfrigérant atmosphérique. Chaque feuille du corps d'échange a subi par rapport aux deux feuilles contiguës une rotation de 1800 autour d'un axe vertical, opposant ainsi leurs ondulations. Les feuilles sont symétriques par rapport à un axe vertical.
La figure 4 est celle qui caractérise la masse du corps d'échange. A la partie supérieure du corps d'échange les feuilles 21 et 22 sont hermétiquement collées sur toute leur longueur, en 32, c'est-à-dire dans le sens de passage de l'air lorsque le corps d'échange est positionné dans le réfrigérant.
De même, les feuilles 23 et 24 sont hermétiquement scellées à la partie supérieure du corps d'échange, sur toute leur longueur, en 32. Lorsque le réfrigérant atmosphérique est en service, le corps d'échange est uniformément aspergé d'eau à sa partie supérieure (flèches 33).
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L'eau pénètre dans l'espace entre les feuilles 22 et 23, tandis qu'elle ne peut pas parvenir entre la paire de feuilles précédentes 21,22, ni entre la paire de feuilles suivantes 23,24.
Périodiquement sur leur hauteur, à chaque ondulation, chaque feuille 21 est collée à la feuille 22 contiguë, sur toute sa longueur, en 34, et chaque feuille 23, à la feuille contiguë 24. Les feuilles 21 et 22, d'une part, et 23 et 24, d'autre part, définissent une multitude de chenaux 18, approximativement horizontaux, où l'eau ne pénètre normalement pas, dits chenaux secs.
Par contre, les feuilles 22 et 23 sont toujours bien distantes l'une de l'autre, pour permettre le passage aisé de l'eau, tombant sous l'effet de la gravité.
L'espace entre ces feuilles 22 et 23 varie périodiquement suivant l'ondulation des feuilles, déterminant une multitude de chenaux 35, approximativement horizontaux, chenaux humides, où l'air et l'eau sont en contact direct en courants croisés.
L'espace entre les feuilles 22 et 23 passe périodiquement par un minimum, l'espacement 36, occupé essentiellement par l'eau tombant du chenal humide 35 supérieur au chenal humide 35 inférieur. Les espacements 36 confèrent aux chenaux humides 35 une lumière substantiellement plus grande qu'aux chenaux secs 18, élément caractéristique du corps d'échange, parce qu'il permet d'obtenir une proportion judicieuse entre le débit d'air des chenaux secs, dit flux d'air sec, et celui des chenaux humides, dit flux d'air humide. On remédie ainsi à un grand handicap des corps d'échange connus, où les chenaux secs et humides sont identiques, ce qui pénalise fortement le passage de l'air dans les chenaux humides où passe tout le débit d'eau, ce qui réduit la section effective de passage de l'air.
Ces corps d'échange connus ont des pertes de charge au flux d'air humide nettement plus élevées qu'au flux d'air sec, donnant, par exemple, un flux d'air humide de 40% du débit total d'air (et un flux d'air sec de 60%), alors que pour satisfaire les exigences relatives à la réfrigération et la réduction du panache, il y a intérêt à avoir des débits d'air semblables dans les deux grou-
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pes de chenaux (donc des lumières plus grandes pour les chenaux humides), voire des débits d'air humide supérieurs aux débits d'air sec.
La figure 5 montre que les feuilles 22 et 23 sont, périodiquement sur leur hauteur, solidarisées au niveau des espacements 36, par des tétons 16, collés les uns aux autres. Ces tétons, d'une part, définissent avec précision l'espacement entre les feuilles 22 et 23, et, d'autre part, rigidifient l'ensemble du corps d'échange.
Par contre, les feuilles 21 et 22, d'une part, et 23 et 24, d'autre part, sont pourvues périodiquement sur leur hauteur, au niveau des zones contiguës de solidarisation 34, d'échancrures 37 destinées au drainage de l'eau qui pourrait accidentellement se trouver dans les chenaux secs, provenant, par exemple, d'un trou (blessure) dans une feuille, d'un manque d'étanchéité en 32, ou de la pluie entraînée par l'air pénétrant dans le corps d'échange.
Les nervures 14 sont destinées à améliorer (par rapport à une surface lisse sans nervure) l'efficacité de l'échange thermique (accroissement de surface et création de turbulence) et la répartition de l'eau sur la feuille (ce qui contribue à la bonne efficacité thermique du corps d'échange).
Quant aux nervures 15, perpendiculaires aux ondulations des feuilles, elles sont destinées à accroître la rigidité des feuilles.
Les feuilles constituant le corps d'échange sont terminées latéralement par un profil qui fait fonction de persienne (louvre) du côté de l'entrée d'air, et de séparateur de gouttes du côté de la sortie d'air.
Le profil de ces zones est représenté à la figure 3.
La constitution du corps d'échange par retournement d'une feuille sur deux exige que les profils latéraux soient exactement identiques des deux côtés de chaque feuille. Le rôle de persienne (arrivée d'air) ou de séparateur (sortie d'air) joué par un côté d'une feuille est déterminé par la position de la feuille dans le corps d'échange (nO d'ordre pair ou impair) et par la position du
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corps d'échange dans le réfrigérant atmosphérique (le fonctionnement du réfrigérant atmosphérique est identique par retournement du corps d'échange).
Ici, tous les chenaux d'air, chenaux prolongeant et terminant les chenaux humides 35 et les chenaux secs 18, sont hermétiques entre eux. Les espacements 36 du corps d'échange proprement dit sont réduits à zéro, et remplacées par les collages 41 des feuilles 22 et 23.
Les chenaux d'entrée d'air et de sortie d'air qui correspondent aux chenaux secs 18 sont repérés par la réf. 42 et ceux qui correspondent aux chenaux humides 35, par la réf 44. A partir du corps de feuille, les chenaux 42 et 44 montent vers l'extérieur au moyen des nervures 17 et 19. Les chenaux d'entrée d'air 42 sont donc descendants vers le corps d'échange et ceux de sortie d'air 44 sont montants vers l'extérieur. Leur rôle est d'empêcher les sorties d'eau par les faces avant et arrière du corps d'échange. En effet, ces sorties d'eau provoqueraient des pertes d'eau, ou contraindraient à recueillir cette eau pour la ramener dans le bassin 5 situé sous le corps d'échange.
A la sortie d'air 44, ces pertes d'eau donneraient lieu à d'inacceptables entraînements de gouttelettes par le flux d'air sortant. A l'entrée d'air 44, l'eau des chenaux humides 35 mouilleraient les parois des entrées d'air des chenaux secs 18 et tomberaient devant les orifices de ces chenaux, dont le flux d'air les entraînerait vers l'intérieur, mouillant ces chenaux. Il en résulterait, d'une part, une réduction de l'efficacité dans le contrôle du panache et, d'autre part, une formation de dépôts salins consécutifs à l'évaporation de l'eau entraînée, dépôts pouvant conduire à une forte réduction de la lumière de ces chenaux, voire à leur obstruction. La chute de l'eau à travers les chenaux 35 et les espacements 36 a, en effet, tendance à déborder du corps d'échange par ses faces avant et arrière.
L'inclination vers le haut des chenaux 44 sur une distance suffisante empêche l'eau débordant des chenaux 35 de quitter le corps d'échange latéralement. Cette action est renforcée
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par l'adoption d'une forme particulière pour les chenaux 44 dont la section quadrangulaire, symétrique autour d'un axe vertical, mais dépourvue de symétrie par rapport à tout axe horizontal, présente un angle particulièrement aigu 43 en son point bas, favorisant l'écoulement de l'eau (son retour) vers le corps d'échange.
Le caractère substantiellement horizontal des chenaux d'air, 18 et 35, confère au corps d'échange des pertes de charge du flux d'air plus faibles que celles du corps d'échange dont les chenaux sont obliques.
Le caractère substantiellement vertical de l'écoulement de l'eau confère au corps d'échange une plus faible propension à l'encrassement par rapport à ceux où l'eau zigzague par des chenaux obliques.
Il est clair que l'invention n'est pas limitée à la mise en application de l'exemple décrit et que de multiples variations peuvent être apportées à celui-ci. Ainsi, par exemple, on peut concevoir les nervures d'une façon différente, on peut créer entre les nervures obliques 17 et 19 des nervures supplémentaires, on peut remplacer les tétons par d'autres parties faisant saillie, on peut solidariser les feuilles par d'autres moyens que par collage, etc...
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DESCRIPTION
Packing device for liquid and gas contacting installation
The present invention relates to an exchange body in which a liquid, generally water, is cooled by a gas, generally atmospheric air.
The heat exchange between water and air can take place either by direct contact, we speak, then of so-called wet refrigerants, or by contact through a wall, we speak then of so-called dry refrigerants.
The heat exchange by direct contact between water and air is much more efficient than the heat exchange by contact through a wall, thanks to the absence of a wall and the mass evaporation-transfer of water to air - which can occur in the absence of a wall.
On the other hand, so-called wet refrigerants very often produce in a temperate climate a plume, a whitish cloud, which extends into the atmosphere from the air discharge orifices of these refrigerants. Especially when the refrigerants are mechanical draw, the plume emerges at low height above the ground, thus being able to touch neighboring buildings, and even the ground when the wind turns down, with the known drawbacks: formation of ice, reduction of sunshine, creation of fog, reduced visibility, etc.
In order to reduce the plume, US patents 3,899,553 and US 3,929,935 propose an exchange body having a so-called wet section and a so-called dry section and the water to be cooled.
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first goes through the dry section and then through the wet section. Such an exchange body is however complex since it in fact consists of two independent structures; it is therefore difficult to achieve and above all very expensive.
It has also been proposed according to the German patent (Offenlegungsschrift) 2532544 to constitute the exchange body of a set of plates, where each plate has a dry face and the other wet face. A combination of a dry exchange and a wet exchange is thus produced in a simple manner. This type of body, however, is quite primitive and does not materialize separate air passage sections, on the one hand, dry, and on the other hand, wet, and the result is that the air comes out generally saturated and therefore that the plume is hardly reduced.
French patent 2558581 also describes a refrigerant with multiple flows, respectively wet and dry. According to this document, the exchange body consists of a lath (wet section) and a set of tubes (dry section). Although the proposed solution reduces the plume, the construction of such a body is difficult and problematic. Indeed, the use of a set of tubes causes a problem of choice of materials; if the tubes are metallic, they are expensive and exposed to the phenomenon of corrosion, if they are made of plastic, they must be resistant and therefore thick and, consequently, poor conductors of heat.
According to the German patent DE-AS 2537887 the materialization of wet section and dry section is carried out using a set of plates, but with water supply of one inter-plate space out of two. The type of exchange body described comprises separate dry and wet channels, but the distribution of water in one channel in two is very difficult to achieve industrially and is extremely expensive.
A variant and improvement of this type of exchange body is described in German patent 2840317, according to which the dry and wet channels are materialized by sheets
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wavy. The distribution of water is always very difficult to achieve and is very expensive.
In addition, according to these two publications, the dry channels and wet channels are identical, so that the air flow in the wet channels is less than the flow in the dry channels, because of the greater pressure drop of air in damp channels. However, to obtain a significant heat exchange while obtaining a sufficient plume reduction, the flow of moist air must be greater or at least equal to the flow of dry air.
The object of the present invention is to provide a packing device for an improved exchange body which makes it possible to effectively reduce the plume and which no longer suffers from the drawbacks of the exchange bodies known from the prior art.
The packing device according to the invention is robust, simple to build, low cost, resistant to corrosion and has a good heat exchange coefficient.
The packing device according to the invention comprises wet channels and dry channels which are not identical, so as to allow a flow of humid air, in the wet channels, greater than the flow of dry air in the che - dry channels or at least equal to this flow.
The packing device proposed according to the invention consists of an assembly of corrugated plastic sheets allowing water / air cross currents and being able to be hydraulically supplied by conventional devices. It presents a succession of air channels, approximately horizontal, alternately wet and dry. According to the invention, the dry channels are different from the wet channels in terms of their lights, in order to have an optimum exchange body with regard to the ratio of the wet exchange to the dry exchange, with the aim of maximizing the ratio thermal performance to that relating to the reduction of the plume.
The exchange body according to the invention is characterized by a set of corrugated or folded sheets, comprising on a
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face of the projections arranged on the crests of the undulations. These sheets are assembled in pairs. To this end, the second sheet of each pair has undergone, relative to the first, a rotation of 180 around a vertical axis thus opposing their undulations. The edges formed by the hollows of the undulations of the face of each sheet, opposite to that carrying the projections, are fixed one on the other over the entire length. The assembly can be done by any known means, although bonding is the simplest means.
Two pairs of sheets are assembled by gluing (or any other means of fixing) of the opposing projections. By thus assembling a series of pairs, one obtains a body composed of closed channels, formed by the hollows of the undulations of the opposing leaves, and of open channels, formed between the contiguous leaves of two pairs.
When the leaves are arranged in such a way that the channels are arranged horizontally and the water to be cooled is distributed over the upper part of the assembly of leaves, the water will penetrate into the open channels, but will not be able to enter in closed channels. The air flow passes horizontally and circulates in the closed channels, thus forming dry channels, and in the open channels in contact with water, thus forming wet channels.
According to a preferred form of the invention, the air inlet channels and the air outlet channels are inclined, so that the air flow is descending towards the exchange bodies and rising towards the outside. . This will prevent water exits from the front and rear faces of the exchange body.
According to an advantageous form of the invention, the corrugations of the sheets have large ribs perpendicular to the direction of flow of the water, in order to improve the efficiency of the heat exchange. Advantageously, the sheets also have short ribs, perpendicular to the large ribs, with the aim of increasing the rigidity of the sheets.
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Other characteristics of the invention will result from the description of a nonlimiting example, which will be described below with reference to the accompanying drawings which represent: - Figure 1: a diagram of part of a lathe refrigeration comprising an exchange body according to the invention; - Figure 2: a perspective view of a pair of sheets constituting an exchange body according to the invention; - Figures 3,4, 5,: a section respectively along lines A-A, D-D and E-E of Figure 2.
Referring to Figure 1, this shows part of the wall 1 of a cooling tower. This tower comprises in its lower part an exchange body 2, composed of sheets according to the invention, the water to be cooled enters through a network of tubes 3 provided with nozzles-dispersers 4, the water passes through the body d exchange 2 and is collected in a basin 5 to be recirculated via line 6, the refrigerant, air in this case, passes through the horizontal channels, respectively wet and dry and, is evacuated by the chimney of the tower.
Figure 2 shows an example of a pair of sheets from which the exchange body is made. It shows a sheet 8 of thermoformed plastic, such as PVC, PE, PP, etc. The sheet has corrugations 11, comprising recesses 12 and ridges 13 (the perspective view represents three corrugations).
Each corrugation has several ribs 14 in the longitudinal direction of the sheet (hereinafter referred to as large ribs
14). At regular intervals, the large ribs 14 are interrupted by ribs 15 perpendicular to the ribs 14 (these ribs 15 are designated hereinafter by short ribs 15).
At each intersection of the ribs 14 and the ribs 15 on the crest of the corrugation, the sheet has a projection 16 in the form of a stud with a flat surface.
On side 10 of the sheet, it is folded at the crest of each corrugation, in order to form a rib
17 (designated oblique rib 17) which forms an angle a with the
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large ribs 14, in a vertical plane and which corresponds in height with the height of the nipples 16. At the location of each hollow 12, the sheet forms a rib 19, forming the same angle a with the large ribs 14 as the oblique rib 17. This angle a can be between 15 and 750.
The view in FIG. 2 also shows a second sheet, 9, identical to sheet 8; the sheet 9 has undergone a rotation of 180 about a vertical axis, thus the hollows 12 of the two sheets 8 and 9 touch each other. They are glued together over their entire length. Because of their undulations, the sheets 8 and 9 form watertight channels 18.
Figures 3 to 5 show three sections or sections in the exchange body, made perpendicular to the run-off sheets, each section representing four consecutive run-off sheets, 21,22, 23,24.
The exchange body consists of a succession of identical sheets 21,22, 23,24, 21,22, 23,24, etc ...
These sheets are corrugated according to their height, the height of a sheet being that of the exchange body which it constitutes with a set of other identical sheets when this exchange body is positioned in an atmospheric refrigerant. Each sheet of the exchange body has undergone, with respect to the two adjoining sheets, a rotation of 1800 around a vertical axis, thus opposing their undulations. The leaves are symmetrical about a vertical axis.
Figure 4 is that which characterizes the mass of the exchange body. At the upper part of the exchange body the sheets 21 and 22 are hermetically glued over their entire length, at 32, that is to say in the direction of passage of the air when the exchange body is positioned in the refrigerant.
Likewise, the sheets 23 and 24 are hermetically sealed at the upper part of the exchange body, over their entire length, at 32. When the atmospheric coolant is in service, the exchange body is uniformly sprayed with water at its upper part (arrows 33).
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Water enters the space between the sheets 22 and 23, while it cannot reach between the pair of preceding sheets 21,22, nor between the pair of following sheets 23,24.
Periodically over their height, at each undulation, each sheet 21 is glued to the contiguous sheet 22, over its entire length, at 34, and each sheet 23, to the contiguous sheet 24. The sheets 21 and 22, on the one hand, and 23 and 24, on the other hand, define a multitude of channels 18, approximately horizontal, where water does not normally penetrate, called dry channels.
On the other hand, the sheets 22 and 23 are always very distant from each other, to allow easy passage of the water, falling under the effect of gravity.
The space between these sheets 22 and 23 varies periodically according to the undulation of the sheets, determining a multitude of channels 35, approximately horizontal, wet channels, where the air and the water are in direct contact in cross currents.
The space between the sheets 22 and 23 passes periodically through a minimum, the spacing 36, occupied essentially by the water falling from the upper humid channel 35 to the lower humid channel 35. The spacings 36 give the wet channels 35 a substantially greater light than the dry channels 18, a characteristic element of the exchange body, because it makes it possible to obtain a judicious proportion between the air flow of the dry channels, known as dry air flow, and that of wet channels, said humid air flow. This overcomes a great handicap of known exchange bodies, where the dry and wet channels are identical, which greatly penalizes the passage of air in the wet channels where all the water flow passes, which reduces the effective air passage section.
These known exchange bodies have pressure drops at the humid air flow significantly higher than at the dry air flow, giving, for example, a humid air flow of 40% of the total air flow ( and a dry air flow of 60%), while to satisfy the requirements relating to refrigeration and the reduction of the plume, it is advantageous to have similar air flows in the two groups.
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channel weights (therefore larger lights for wet channels), or even humid air flow rates greater than dry air flow rates.
FIG. 5 shows that the sheets 22 and 23 are, periodically over their height, joined at the spacings 36, by pins 16, glued to each other. These pins, on the one hand, precisely define the spacing between the sheets 22 and 23, and, on the other hand, stiffen the whole of the exchange body.
On the other hand, the sheets 21 and 22, on the one hand, and 23 and 24, on the other hand, are periodically provided over their height, at the contiguous securing zones 34, with notches 37 intended for the drainage of the water that could accidentally be in dry channels, for example from a hole (wound) in a leaf, a lack of tightness in 32, or from the rain caused by the air entering the body exchange.
The ribs 14 are intended to improve (compared to a smooth surface without ribs) the efficiency of the heat exchange (increase in surface area and creation of turbulence) and the distribution of water on the sheet (which contributes to the good thermal efficiency of the exchange body).
As for the ribs 15, perpendicular to the undulations of the sheets, they are intended to increase the rigidity of the sheets.
The sheets constituting the exchange body are terminated laterally by a profile which acts as a louver on the side of the air inlet, and a drop separator on the side of the air outlet.
The profile of these areas is shown in Figure 3.
The constitution of the exchange body by inverting every other sheet requires that the lateral profiles be exactly identical on the two sides of each sheet. The role of louver (air inlet) or separator (air outlet) played by one side of a sheet is determined by the position of the sheet in the exchange body (nO of even or odd order) and by the position of the
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exchange body in the atmospheric refrigerant (the operation of the atmospheric refrigerant is identical by inverting the exchange body).
Here, all the air channels, channels extending and ending the wet channels 35 and the dry channels 18, are hermetic to each other. The spacings 36 of the actual exchange body are reduced to zero, and replaced by the collages 41 of the sheets 22 and 23.
The air inlet and air outlet channels which correspond to the dry channels 18 are identified by ref. 42 and those corresponding to the wet channels 35, by ref 44. From the sheet body, the channels 42 and 44 rise towards the outside by means of the ribs 17 and 19. The air inlet channels 42 are therefore descending towards the exchange body and those of air outlet 44 are ascending towards the outside. Their role is to prevent the outflow of water from the front and rear faces of the exchange body. Indeed, these water outlets would cause water losses, or would force to collect this water to bring it back into the basin 5 located under the exchange body.
At the air outlet 44, these water losses would give rise to unacceptable entrainment of droplets by the outgoing air flow. At the air inlet 44, the water of the wet channels 35 would wet the walls of the air inlets of the dry channels 18 and would fall in front of the orifices of these channels, the air flow of which would entrain them inwards, wetting these channels. This would result, on the one hand, in a reduction in the effectiveness in controlling the plume and, on the other hand, a formation of saline deposits following the evaporation of the entrained water, deposits which can lead to a large reduction. from the light of these channels, or even to their obstruction. The fall of water through the channels 35 and the spacings 36 has, in fact, a tendency to overflow from the exchange body by its front and rear faces.
The upward inclination of the channels 44 over a sufficient distance prevents the water overflowing from the channels 35 from leaving the exchange body laterally. This action is reinforced
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by adopting a particular shape for the channels 44 whose quadrangular section, symmetrical about a vertical axis, but devoid of symmetry with respect to any horizontal axis, has a particularly acute angle 43 at its low point, favoring the flow of water (its return) to the exchange body.
The substantially horizontal character of the air channels, 18 and 35, gives the exchange body lower pressure drops in the air flow than those of the exchange body whose channels are oblique.
The substantially vertical nature of the water flow gives the exchange body a lower propensity for fouling compared to those where the water zigzags through oblique channels.
It is clear that the invention is not limited to the application of the example described and that multiple variations can be made to it. So, for example, we can design the ribs in a different way, we can create between the oblique ribs 17 and 19 additional ribs, we can replace the nipples by other protruding parts, we can secure the sheets by d '' other means than by gluing, etc ...