Installation de transfert de chaleur
à fluide caloporteur La présente invention se rapporte à une installation de transfert de chaleur à fluide caloporteur.
Une des meilleures façons de transférer de la chaleur consiste à faire circuler un fluide caloporteur produit par évaporation d'un liquide dans un évaporateur et à recondenser ce fluide dans un condenseur situé au point d'utilisation de la chaleur. Pour faire circuler
ce fluide caloporteur il faut renvoyer le liquide reformé dans le condenseur vers l'évaporateur. Lorsque le condenseur est situé à un niveau plus élevé que l'évaporateur, le retour du liquide peut se faire par gravité. Lorsque
ce n'est pas le cas, il est nécessaire de prévoir une pompe de retour ou un dispositif à mèche dans lequel le liquide est aspiré par capillarité.
L'emploi d'une pompe mécanique rend l'installation complexe et relativement peu sûre. Lorsqu'un dispositif
à mèche est utilisé, l'installation n'offre qu'un rendement thermique relativement faible par suite de la faiblesse des forces de capillarité et par suite de la sensibilité de celles-ci aux accélérations.
L'invention a pour objet une installation à fluide caloporteur ayant une grande sûreté et un rendement thermique élevé.
L'installation suivant l'invention comprend un circuit de retour de liquide reliant la sortie du condenseur à l'entrée de l'évaporateur qui se caractérise en ce qu'il comprend un réservoir pour le liquide,
ce réservoir ayant une entrée et une sortie, une première
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entrée du réservoir afin d'admettre du liquide du condenseur dans le réservoir lorsque la pression dans
le condenseur est supérieure à la pression du liquide dans le réservoir, et une seconde soupape connectée entre la sortie du réservoir et l'entrée de l'évaporateur afin d'admettre du liquide du réservoir dans l'évaporateur lorsque la pression dans l'évaporateur est inférieure
à la pression du liquide dans le réservoir.
Deux modes de réalisation d'une installation suivant l'invention vont être décrits à titre d'exemple avec référence aux dessins joints sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement un premier exemple de mode de réalisation suivant l'invention ;
- la figure 2 représente schématiquement un deuxième exemple de mode de réalisation.
L'installation de transfert de chaleur représentée schématiquement à la figure 1 comprend un évaporateur 1 situé au point chaud de l'installation et un condenseur 2 situé en un point froid, cet évaporateur 1 et ce condenseur 2 étant reliés entre eux par une conduite, de fluide caloporteur 3. L'évaporateur 1 contient un liquide 4 qui, sous l'action de la chaleur dont l'apport est
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constitue le fluide caloporteur. Celui-ci circule dans la conduite 3 qui débouche dans le condenseur 2 où la vapeur se trouve recondensée en libérant la chaleur latente qui se trouvait absorbée dans la vapeur. La
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liquide reformé à la base du condenseur 2 doit être renvoyé à l'évaporateur par une conduite de retour 6
pour que dans l'évaporateur 1 le liquide soit en équilibre avec la vapeur.
Suivant l'invention, la conduite de retour 6 comporte deux soupapes 7 et 8 entre lesquelles est connecté un réservoir 9.
Supposant initialement que la quantité de
vapeur produite par unité de temps est égale à la quantité de vapeur condensée pendant cette même unité de temps,
la production nette de vapeur est nulle et la pression reste constante dans l'installation. A partir de ce moment, la quantité de liquide tend à augmenter dans le condenseur 2 et à diminuer dans l'évaporateur. 1. Dans
le condenseur 2, le film de liquide sur les parois augmente l'épaisseur de celles-ci et diminue le coefficient d'échange thermique de ces parois, ce qui a pour effet
de réduire la quantité de vapeur qui se condense.
Dans l'évaporateur 1 la production de vapeur peut a) rester la même, b) augmenter, c) diminuer en une quantité moindre que la réduction de condensation dans le condenseur 2, d) diminuer en une quantité plus importante que la réduction de condensation dans le condenseur.
Dans les trois premiers cas, la production
nette de vapeur tend à augmenter, de sorte que la pression dans l'installation augmente par rapport à la pression
du liquide dans le réservoir 9. En conséquence, la soupape 7 s'ouvre et le liquide est pompé du condenseur 2 vers le réservoir 9.
Dans le quatrième cas, la production nette de vapeur tend à diminuer ainsi que la pression par rapport
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quence, la soupape 8 s'ouvre et le liquide est pompé
du réservoir 9 vers l'évaporateur 1.
L'installation décrite fonctionne en manière telle que la production nette de vapeur est maintenue pratiquement nulle. Dès qu'une différence se produit entre la quantité de vapeur produite et la quantité de vapeur condensée, la variation de pression qui se crée rétablit l'équilibre.
Le réservoir 9 et les conduites 3 et 6 sont isolées thermiquement afin que les échanges thermiques
se produisent uniquement dans l'échangeur 1 et dans le condenseur 2, et afin que, en régime permanent, le liquide et sa vapeur aient partout pratiquement la même température.
Le réservoir 9 peut être placé en un èndroit quelconque de l'installation : en un endroit isolé comme représenté à la figure 1, dans l'évaporateur 1 ou dans
le condenseur 2, ou encore dans la conduite de vapeur comme montré à la figure 2. Sur cette figure on a repris les mêmes références numériques que sur la figure 1. La conduite de liquide 6 est située à l'intérieur de la conduite de vapeur 3. Elle comprend un premier tronçon 6a qui s'étend depuis l'extrémité 2 de la conduite de vapeur 3 aménagée d'une manière connue en soi pour former condenseur, jusqu'à l'intérieur du réservoir 9 également contenu à l'intérieur de la conduite 3, et un second tronçon 6b qui s'étend depuis le réservoir 9 jusqu'à l'extrémité 1 de la conduite 3, aménagée pour former évaporateur. La partie de la conduite 3 où sont situés le réservoir 9 et les soupapes 7 et 8 est isolée thermiquement pour constituer une section adiabatique.
REVENDICATIONS
1.- Installation de transfert de chaleur à
fluide caloporteur comportant un évaporateur pour produire le fluide caloporteur à partir d'un liquide,
un condenseur pour recondenser le fluide caloporteur
en liquide et un circuit de retour de liquide reliant
la sortie du condenseur à l'entrée de l'évaporateur, caractérisée en ce que le circuit de retour de liquide comprend :
- un réservoir pour le liquide, ce réservoir ayant une entrée et une sortie,
- une première soupape connectée entre la sortie du condenseur et l'entrée du réservoir afin d'admettre du liquide du condenseur dans le réservoir lorsque la pression dans le condenseur est supérieure à la pression du liquide dans le réservoir, et
- une seconde soupape connectée entre la sortie du réservoir et l'entrée de l'évaporateur afin d'admettre du liquide du réservoir dans l'évaporateur lorsque la pression dans l'évaporateur est inférieure à la pression du liquide dans le réservoir.