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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA CONDENSATION PAR REFROIDISSEMENT
DES VAPEURS CONTENUES DANS L'AIR ET LES GAZ.
On a déjà proposé de sécher Pair Par refroidissement @insi que d'utiliser pour condenser les vapeurs comprimées d'ammoniaque ou décide carbonique des machines frigorifiques, du froid dégage par la fusion de la glace formée et par le réchauffage de l'eau placée
Néanmoins le procédé ne permet pasde récupérer des quantés (le froid que l'on a dû transmettre à l'air pour le refroidie à 'basse température.
Le procédé conforme , l'invention est précisément basé sur une récupération presqu'absolue du froid de l'air Par exemple pour sécner 1000 m3 d'air contenant 2 gr. de v?peur
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d'eau par m.3, il faut les refroidir de + 20 à-10 ce qui
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nécessite l'absorption de 1000. 30. 0,3 = 9000 calories.
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La entité d'eau extraite se monte à 8 Rg. et née1te 1' .absorption .^¯' e2iT3.rUïï 4-500 calories auxquelles s'ajoute le fr-id rj .-w.eï< ßot1 de la glace fornée et les certes de froid soit : a ot&l 15000 calories en chiffres ronds.
Suivant les procédés antérieurement expliqués, Ol1/3n
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récupérait:
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1)- 13 fusion de la glace S.SO = 640 calories;
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2) - le froid de l'eau de fusion jusqu'à + 15 , soit 25 0 calories;
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3)- le froid contenu di;1ns lé. glc-ce, , 0,5, 10 = z-0 calo- ries, soir. en some, 930 calories seulement* Certes il sertit possible, dt,llS un éenc-igeur de froid '\"::1.' D \,,11 , ire à :Jï:3:e-s:Üïrll, de transsie-ctre derechef à l' ;;-1:
que l'on veut refroidir, le jtooid de 1121.1' séché, ru¯ i. cette opération si simple est malaisée (par 1'.rj.yGreil à con re-
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courpnt est rapidement bouché par le gire,
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Dans le procédé conforme à l'invention, le froid de
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l'air séché est par une opération alternative à renversement
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de I!l;.x('he, tr&nsmis à une masse de gis.ce contenue déns des #ffceuiàulr-teurs de froid et ensuite absorbé par l' tir .L r; :± 3 q;\t'on y frit passer et que l'on veut sécher. Dans ce disposi- tif, un eeura^,zh.telar de froid est monté devant et un cutre derrière i' :v;-13;r ;eur de la machine frigorifique. G-rfce à ce genre de trsnssission alternative du froid, le givre fond à chaque reprise et l'eau s'égoutte.
Le bouchage pol' le 61ee est donc bien empêché comme le montrent les ; o..dw ¯ ,.ve ±'.ü:::l:es: si d2l"ls un récipient de 2 m de hauteur, gprni de ruoais de tôle per exemple et refroidi à-10 , on fc-it pas- ser de il.- ut en bas de 1' zr frais humide 4 a + 20 , l'rir se ::.'eÚ'oic1i:.'[ d'abord à -10 déjà dans le région supérieure de
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1> '- (,c.üJ.1J.OJ-l[teur de froid, tout en réch81.U:.>fp.n à + 2.0 les ru-
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':-,r: de tôle.
Pendant le refroidissement'de l'air, 1p vapeur se condense et donne du gi'ltte, mais aussitôt l'air Chaud ('\1'1"1- vent toujours dégelé le gla.ce et l'eau s'écoule vers le bas de 1 rpp&reil, Il est vrai que l'air frais subséquent se solp- re en même temps de va.peur d'eau, mais ce ci n'est pas un gros inconvénient puisque l'air est généralement humide à 70 ou
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8 et qu'il est oblige d'abandonner son 2au en traversant les couches froides suivantes d.e l'accumulateur 'C'est 21n81, que d'une façon continue, l'accumulateur de froid se réc11é,
\uffe de haut en bas et que l'eau s'égoutte pour geler sur les rubans de tôle du fond de 7.'app xeile Il ffut donc que l'F.ir insufflé arrive à réchauffer l' ccumuli'1.teur de froid jusqu'à son extrémité inférieure, car, avec le temps,
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les interstices étroits subsistant entre les lub,:t: de tôle seraient bOUChés par "..Mfc*±&!8à&,%I1J&l' l'accu-
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muiption d'une trop forte quantité de givre.
C'est pourquoi le volume d'air final ne peut être refroidi et séché dPJl8 les accumulateurs de froid que vers + 2 ; çu-delk, il convient de prévoir un évaporateur à ammonia.que pour combler cette la- c une ,
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L'humidité séparée adhère en partie sur les ruicrans de tôle et doit être enlevée avant le retour de l'rir sec à t. a- vers l'..ccLm!lateur auquel il doit céder son froid sans repren- dre (i'11.1.1Ji1Ídi té.
Cent dN1S ce but qu'après le réchauffage de 1'accumulateur de froide l'on continuera de faire passer de
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l'air frais? jusqu'à xe ssécher l'accumulateur,
La condensation de la. vapeur d'ee.u absorbe une grande partie, à peu près les deux cinquièmes du froid accumule dans les récupérateurs, et ce froid n'est pas compensé par le re- tour de l'air parce que cet air séché et refroidi à -10 ne peut plus? céder aux accumulateurs que son froid sensible mais auoun froid de vaporisation.
Cette partie de froid doit être
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fournie additionne llement par la machine frigorifique.
La. description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donne à titre d'exemple,- fera bien comprendrela manière dont l'invention est réalisée.
Figs. 1 et 2 représentent schématiquement deux modes de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention,
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Dans l'exemple de réalisation que montre Fig.1, le dit- positif prévu comprend un éva-porateur à aDJIilOllit;1.qu.e i:. ]" un con- denseur ..:g jl &.vec soupapes de renversement de m;:rC'he ± et ...2.!: et souprpe de retenue â. ainsi que deux accumule teur de froid e' et ell rTec soupapes C011JIl1lJ.tft.trlc'es fJ et 1:1l et relais à temps g) et g" commandés Par 1.' air comprime, Lis gf..z 2.JI11ll0nÍf- cgl sous pression venant de la machine pénètre, à tour de rôle enetî] dans les échangeurs Guula-.re; de froid ± J3 ou 1 qui servent . .1terl1a.tivement d évcporateur ou de coude li- seul'.
Dais le condenseur le gaz srn1lloni?,que se liquéfie et coule ensuite par la soupape de retenue jl dans les serpentins de p4v(:"IJOrpteur par le haut desquels 1 ammoniaque g< zeux est aspiré vers le compresseur,
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L'air frais humide pénètre en f au sommet de 1' ecunu- lateur de froide qu'il traverse en se refroidissant à - 10 tandis que la vapeur d'eau se condense sur le rubans de tôle pour donner du givre qui est aussitôt fondu par l'air tels
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subsaquent. Cette opération dure jusqu'à ce que les trois 3urts du contenu de l'accumulateur aient été Téch2lITfés à lé température de l'air frais.
C'est pendant cette période que s'effectue le séchage dans l'accumulateur. Puis on continue à insuffler de l'air pour éloigner -l'humidité qui adnere aux rubans de tôle. Pendant cette période d'insufflation fi-
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ni le, l'é.ccUIlILÜateur de froid ne donne plus lieu , eue un séchpge ni refroidissement de l'air..
Ces deux opérations soit alors assurées #ns 1* évspor&teur d'ammoniaque dc-ïîS lequel
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l'air se rend PeI' le tuyau ,1, L'air s'échappe ensuite ppr le tuyau g" vers 1' .cctumW;.,eus' de froid e fi pour lui céder son froid, et le quitter erl m", La. marche est maintenant inversée et l'aâr pénètre en fil clins l'accumulateur de froid e" s'y refroidit à-10 , s'é- cnt-ppe pair le (':m::J.is8..Uon j vers l'évaporction b qui pré- 0éCi.erJment fonctionnait en condenseur pour le refroidissement ultérieur et gagne de là par 1 C'.
C,.'.clllri.:iS?. 'ij 7.Un " l'accumulateur de froid ej d'ou il sort sec en m , On voit en k' y," p' et p" les 4 y.l,;'8'L11';, pour l'eau déposée par 1'±"11". k 51'? ce qui se forme dans l'4vapor;'teur fond â la. cha- leur 0.8,:-<: bée p[r l' liquéfaction de 1 ;'*a7ioni.f.q je quemd l'éva- jU::''i, iJ:." fonctionne plus tard comme condenseur, l'eau collée 'î,ux tubes et qui 11'c, pu s'égoutter se prenant aussitôt en
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givre que le condenseur exerce derechef l'action d'un é-
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V;",POI'; teur, si bien que P pll' que Il on veut eécller ne rencon- tre plus d'humidité.
Le renversement d'action des év;'por'te1rs et (îJ:l(e:i.:.t;e':.11'8 ,.que n'intervient: pas simultanément evec l'inversion de marché des accumulateur de froid, mais à
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peu près au milieu des périodes d'inversion pour prévoir le
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1,p. de ,el:apc: iÚdispeJ.j,±é1'ble pour le refroidissement du con- denseur et pour 12 congélation de l'hmflidite adhorente.
Pour cette r:.'1.:'on, -te*uLr et condenseur contiendront aussi une quantité de fer ,ui'fls2nte pour leur? tubes dont 1:.. l1li-"s 2o"" ce,'? l'équlli.roôe par accumulrtion compensritr:.ce0 Grf.ce 2. ce procédé, le froid transmis à l'air pourra être récupéré d?ns 1? proportion de 95 d.e telle sorte que 0-L.t: l'exemple donné pu préambule, il ne subsiste plus qu'une dépense (Le 5000 calories, y compris les pertes, pour 1000 nr cl', :.1', ce qui f:,i'(; en nombre rond. 2 i3P pour l' extr:- ('t:'.011 de S litres 8 cP em; car le froid C12 "-'ô.P pw'1" la fusion de la, glace et pr-r le ''"-'C'11i'1L1 f ç:8 de l'eau glacée réduit l'énergie a 2,p-
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pliquer.
En comparent le procédé conforme à l'invention r-.vec f un séchage dll à la désriumidification relative à l' /ir pt.r
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1ti5 chauffage, on obtiendra l'exposé suivant:
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A l'état de saturation et â + 20 , un m3 (p .:'lI' confient 17 gr. de Tapeur cile[> u, mais la moyenne é'.D1Ue11e Ti' 9,,-(: que de 10 gr, Si elle doit en absorber 15 gr. ce pli.155, il vivat qu'elle puisse s'éôhapper à + 35 et pit été cn-uffee à + 65 , c-à-d, réch."luffée de. 4-5 ce qui carres pond a 13 c a..wew pr m3 ou 13000 calories par 1000 m3. ïfcis, eh outre, 1.' ra... 'iE:.::.e qu'il if-' r ôit de sécher doit être '!'éch<.i?ï:Cée : ;\ree hoii. couteau d*ea.u 6¯ 5 f 5 = 50 en moyenne, ce qui poia- -La-e teneur hmilide
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de 5u absorbe 1000 calories en nombre voua. Il 1'. ;.' compter 3600 coloriée pour les pertes.
On ;:,U!"5. donc an tot, 1 17600 calories en tece des 2 HP du procède cor¯x'orrne d 1 invention, soit 8800 calories pour 1 HP alors que la production de 1 HP
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n'entraîne que tout au plus 5000 calories de dépense.
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Ls Eti sécné a.x -refroit:zaemen' éprous.re r- L'air secne par refroidie sèment éprouve naturellement lorsqu'il est appliqué au séchage, un nouvesu refroidi s pemnt Ce 15 environ P<:.1' absorption cl'hun1.ièrité" et cette sbsorptiai
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devrait donc baisser de moitié,
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In'l1Ttloins, d&ns le procédé conforme à l'Invention, cela peut être empêche, en établissant dans l'enceinte c-on- tej-ynt 1. rn...t<..""e à sécher, des systèmes tubuli ires tri- ver- sés pu' de l' e.t: ou de l'air et sur lesquels 1' ; : sec peut continuellement se réehttfer : u fur et à mesure que l'absorp- tion de li2t:rLx:ite lui rpit perdre de lu en: leur Ce fluide de !'éCh.::.u.i'I<-'6e. arrivera avec sa, température l* faire lie et n'e- xi6e1:[ aucune dépense thermique artificielle, la été, il menti-tion du système se fera Per Il et par 1' e r2: en hiver.
C'et pourquoi le séchage de l'fir p&r refroidisse- Çt ono.ict:e d'tu procède conforme a est plus efouornique d'un séchage p?r le ciilear, idâme l'ir resse-
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ché est ensuite appliqué à un séchage. Au surplus, le procède objet de l'invention, présente d'autres avantages, notamment quand la mptiëre à sécher ne doit pas subir d'échauffement et doit même être refroidi.
Ce refroidissement résulte alors tout naturellement de' 1* absorption d'humidité de l'air pendent le séchage, etpeut le ca.s échéant aller jusqu'au point de congé- lation. cette' sorte de production du froid est la plus économi- que dans tous les cas ou il s'agit Par exemple de dentées ali- mentaires, etc.. qu'il faut non seulement refroidir mais ressecher.
L'air ayant été ainsi séché pourra être conduit partout sans pertes de chaleur puisqu'il se trouve à la température de l'air libre. Et plus particulièrement la réfrigération des salles où séjournent despersonnes dans lespays chauds est rendue plus facile et économique suivant le procédé conforme à l'invention puisque son transport n'entraîne pas de perte de froid et ne nécessite aucun isolement calorifique.
A côté de cela, un point de haute importance est le séchage économique de l'air allant au haut-fournau et des- tiné à d'autres opérations chimiques, métallurgiques et à 1'industrie thermique ,
Ainsi la, Fig.2 représente un perfectionnement ultérieur du procédé, dans lequel l'évaporateur n'est pas, comme pour la. Fig.1, utilisé de temps à autre comme condenseur' d'ammonia- que par renversement de marche, mais où le givré déposésur les tubes évaporateurs est enlevé par le ruissellement de saumure ou de chlorure de chaux.
Dans ce cas, 1 opération, frigorifique ammoniacale suit un cours continu et l'inversion de marche est bornée aux accumulateurs de froid assurant l'échange thermique entre le gaz à sécher. et le gaz sec, ainsi qu'au ruisselement al- ternatif de saumure ou lessive dans les deux moitiés séparées
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de l'évaporateur d'ammoniaque* '
A cet effet l'air que l'on veut dessécher, pénètre en a par une soupape à deux voies .!2 dans 1 accumulateur de froid c' par exemple, s'y refroidit à, - 10 et moins, arrive dans la pre- mière moitié d' de l'évaporateur d'ammoniaque et gagne ensuite sa seconde moitié ,du pour s'échapper à travers l'accumulateur de froid ¯ou., en eu après lui avoir cédé son froid,
Lorsque l'accumulateur de froid ce se sera entière ment réchauffé et aura été séché par adduction d'air frais, la mar- che du procédé est inversée, de telle sorte que l'air à sécher sera, insufflé à travers l'accumulateur de froid C" et suivra dans l'appareil un chemin contraire pour sortir en e',
Mais il faut toujours.
insuffler de l'air frais jusqu'à ce que l'accumulateur de froid recevant l'air frais que l'on veut déssecher, se soit complètement réchauffé et air été sé- ché, car autrement l'air- sec se chargeaient d'humidité, lors de' l'inversion de marelle,
Plus fort aura été' le réchauffage de l'accumulateur en premier lieu touché par l'air frais insufflé, plus grande de- vra être la.'puissance frigorifiqie de l'évaporateur d'ammo- niaque,
Cette contribution sera maxima quand l'accumulateur d'amont .complètement réchauffé à la température de l'air ambiant devra encore un moment rester .en-servi ce jusqu'à ce que l'hu- midité absorbée ait été resechés.
Il s ensuit que le givre est régulièrement fondu dans les accumulateurs de froide, et C" par la chaleur même de l'air alors qu'il subsisterait dans l'évaporateur et pourrait boucher le passage de l'air.. C'est donc ici qu'est prévu le ruissellement de saumure ou lessive grâce à des tubes distri- buteurs qui entrent en fonction à tour de rôle de manière à - asperger toujours la moitié- d'évaporateur voisine de l'accu- mulateur de sortie..
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Cette action alternative de ruissellement est assurée par lessoupapes g' et g" commandées automatiquement et à l'instant donné, comme la soupape à deux voies d'entrée et sortie d'air, par desrelais à temps actionnés par l'air com- primé. La vidange de la lessive se fait en h' et h", Cette les- sive est conduite dans un échangeur thermique à contre-courant non représenté, où, en cédant son froid à la lessive eu saumu- re régénérée, elle se réchauffe à + 20" et plus pour aller ensuite dans une tour d'évaporation, dans laquelle une insuf- flation d' air la, débarrasse de l'eau entraînée à la fonte du givre,
Pendant la saison froide ou par temps humide,
l'air in- sufflé dans le tour d'évaporation sera réchauffé par l'eau d'une rivière ou d'un puits ou bien encore par la chaleur de valori- sa.tion de condenseur par surface d'une Installation à vapeur.
On peut même faire servir à cett effet, toute autre espèce de chaleur perdue de valeur négligeable.