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Machine à froid La présente invention concerne une machine à froid à absorption comprenant un premier et un second bouilleur montés en série, et un échangeur de chaleur pour assurer l'échange de chaleur entre les solutions provenant de et allant à l'absorbeur.
Pendant le fonctionnement d'une telle machine, il existe un danger de formation de cristaux d'absorbant dans l'échangeur de chaleur dans le cas de températures et/ou de concentrations incorrectes de la solution.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient, et à cet effet la machine à froid selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un détecteur répondant au blocage du circuit du fait de la formation de cristaux d'absorbant dans le côté de l'échangeur de chaleur traversé par la solution allant à l'absor- beur, et un dispositif commandé par le détecteur pour mettre temporairement hors d'action le second bouilleur, le condenseur, l'évaporateur et l'absorbeur et faire passer de la solution chaude du premier bouilleur dans le côté de l'échangeur de chaleur traversé par la solution venant de l'absorbeur.
La figure unique du dessin représente schématiquement, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine selon l'invention. La machine représentée comprend un ballon cylindrique supérieur 10 constituant un premier bouilleur, un ballon cylindrique intermédiaire 12 contenant un second bouilleur 14 et un condenseur 16, un ballon cylindrique 18 contenant un évaporateur 20 et un absorbeur 22, et des échangeurs de chaleur 24 et 26 au-dessous du ballon 18. L'absorbant est du bromure de lithium et le réfrigérant de l'eau.
Le bouilleur 10 comporte un tube cylindrique 28 traversant le ballon pour la flamme provenant d'un brûleur à gaz ou à mazout 30. L'espace entourant le tube 12 est occupé par la solution ayant un niveau normal 32. La vapeur d'eau pure (réfrigérant) dégagée est envoyée à travers un séparateur 34 et un conduit de vapeur 36.
Le conduit de vapeur 36 débouche dans les tubes 38 du bouilleur 14. Un distributeur 40 fait ruisseler de la solution sur les surfaces extérieures des tubes 38. La solution enrichie dans le ballon 10 est envoyée à travers un piège 42 pour descendre à travers un conduit 44 dans l'enveloppe de l'échangeur de chaleur 24 entourant les tubes et remonter par un conduit 46 à travers un étranglement 48 vers le distributeur 40. Pendant son passage à travers l'échangeur de chaleur 24, la température de la solution est abaissée, par exemple d'environ 161C à 91o C.
La pression est maintenue dans le ballon 12 à une valeur inférieure à celle du ballon 10, et le débit de vapeur à haute température à travers les tubes 38 provoque par suite le dégagement d'une quantité supplémentaire de vapeur de réfrigérant par évaporation de la solution mouillant les surfaces extérieures des tubes 38. La solution riche en absorbant, tombant des surfaces des tubes, est recueillie dans la partie inférieure du ballon 12, et dans les conditions normales elle atteint approximativement le niveau indiqué en 49.
Les tubes 38 du bouilleur communiquent avec un collecteur qui décharge un mélange de réfrigérant liquide et de vapeur de réfrigérant à travers un étranglement 50 dans une chambre 52 communiquant librement avec l'intérieur du ballon 12. Le réfrigérant liquide échappe de la chambre 52 à travers un conduit 54, et la vapeur de réfrigérant Échappe à travers un passage 56 à l'intérieur du ballon 12. La vapeur de réfrigérant présente dans le ballon 12 est ensuite condensée sur les surfaces extérieures des tubes du condenseur 58. Le réfrigérant condensé est collecté dans une gouttière 59 à partir de laquelle il échappe dans un conduit 60.
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Le courant combiné de réfrigérant provenant des conduits 54 et 60 passe à travers un étranglement 62 et un second distributeur 40 situé au-dessous des tubes 64 de l'évaporateur 20.
Le conduit 66 alimente les tubes de l'évaporateur en eau à une température de, par exemple, 16 C. Pendant le processus d'évaporation, la température de l'eau est abaissée et elle sort à travers le conduit 68 à une température de, par exemple, 130 C. Après le passage à travers une charge pouvant être, par exemple, une série d'unités de réfrigération d'une chambre, l'eau est renvoyée aux tubes de l'évaporateur à travers le conduit 66.
La vapeur de réfrigérant est entraînée vers les surfaces extérieures des tubes 70 de l'absorbeur qui sont alimentés en eau froide par une pompe 72. L'eau est chauffée dans l'absorbeur et sort à travers un conduit 74 qui alimente les tubes 58 du condenseur 16 avant de passer dans une colonne de refroidissement 76. Après refroidissement, l'eau repasse à la pompe 72 à travers un conduit 78.
L'absorbeur est alimenté en solution riche en absorbant provenant du ballon intermédiaire 12. Le parcours d'alimentation comprend le bassin de liquide 49, le conduit 80, le côté extérieur de l'enveloppe de l'échangeur de chaleur 26, le conduit 82 et un troisième distributeur 40. Quand le réfrigérant évaporé passe dans la solution provenant du distributeur 40, la chaleur est absorbée par l'eau dans les tubes 70, et la solution diluée tombe par gravité des tubes inférieurs 70 pour former la charge liquide du bassin à un niveau normal 84. Le recyclage de cette solution diluée est effectué à travers un circuit comprenant le conduit 86, la pompe 88, les tubes de l'échangeur de chaleur 26, le conduit 90, les tubes de l'échangeur de chaleur 24 et le conduit 92.
Des cristaux d'absorbant peuvent accidentellement se former sur les surfaces de l'enveloppe de l'échangeur de chaleur 26. Ces cristaux peuvent, par exemple, se former quand la concentration en bromure de lithium dans l'échangeur de chaleur dépasse 66 % et quand la température est inférieure à 49o C. Les cristaux ont l'effet nuisible de retarder le débit de la solution à travers les conduits 80 et 82 et d'empêcher par suite le fonctionnement de la machine.
La machine représentée présente un dispositif de décristallisation qui comprend une paire de sondes de détection électrique 94 et 96 montées dans une chambre 98 raccordée au circuit de façon à contenir du liquide au même niveau que le niveau 49 du ballon 12. Si désiré, les sondes 94 et 96 pourraient être montées directement dans le ballon. Les sondes sont connectées de la façon représentée à une bobine de relais 100 à travers des conducteurs électriques 97 et 99. Par suite, l'élévation du niveau dans la chambre 98 (du fait de la formation de cristaux sur la surface de l'enveloppe de l'échangeur de chaleur 26) provoque le contact du liquide avec la sonde supérieure 96 et l'établissement d'un circuit d'excitation pour la bobine de relais 100.
L'inverseur 102 du relais passe par suite en position de travail à partir de la position représentée pour compléter un circuit à travers le conducteur 104 pour l'électro-aimant d'une électrovanne 106 normalement fermée et à travers le conducteur 108 et le conducteur 99. Pendant le fonctionnement normal (sans formation de cristaux), l'électro-vanne 106 est fermée et i1 n'y a aucune circulation de liquide à travers le conduit 110. Par contre, quand la sonde 96 détecte la présence de cristaux dans l'échangeur de chaleur 26, l'électro-vanne est ouverte pour permettre la circulation de la solution chaude du générateur 10 à travers le conduit 110 vers le ballon 18.
La pompe 88 continue à fonctionner pour refouler la solution chaude à travers les tubes de l'échangeur de chaleur 26 afin de provoquer la fusion des cristaux formés du côté de l'enveloppe. L'étranglement 48 coopère avec la position élevée du ballon 12 pour empêcher effectivement le passage de la solution à travers le conduit 46. Le générateur 14 est ainsi effectivement déconnecté du système.
Le processus de fusion des cristaux est facilité par le fait que, pendant la période de fusion, le commutateur 102, en même temps qu'il provoque l'ouverture de l'élec- tro-vanne 106, coupe aussi le moteur 112 de la pompe 72. L'arrêt de la pompe interrompt la circulation d'eau de refroidissement à travers les tubes absorbeurs 70 et les tubes condenseurs 58. Le condenseur cesse, par suite, de fournir du réfrigérant condensé au conduit 60 et l'ab- sorbeur cesse de faire passer le réfrigérant évaporé dans la solution sur les surfaces des tubes 70. Ainsi la température du liquide s'élève rapidement dans le conduit 86 vers la température régnant dans le bouilleur 10.
L'opération de décristallisation est ainsi considérablement facilitée par l'arrêt de la pompe 72 pendant la période de décristallisation.
Dès que la fusion des cristaux a été assurée, le niveau baisse dans la chambre 98 au-dessous de la sonde 96, de sorte que la bobine de relais 100 cesse d'être excitée. L'inverseur 102 revient, par suite, à la position représentée pour laquelle l'électro-vanne 106 est fermée et le moteur 112 de la pompe excité.
Sur la figure, dans la machine décrite, le système détecteur et la commande pour l'électro-vanne 106 et le moteur 112 de la pompe sont électriques. Cependant, l'agencement du détecteur et de la commande de la vanne pourraient être au moins partiellement pneumatiques si désiré. Le conduit 110 est représenté sur la figure débouchant dans le ballon 18, mais bien entendu ce conduit peut aussi déboucher directement dans le conduit 86. Si la pompe 88 est située en aval de l'échangeur de chaleur 26, le conduit 110 peut déboucher directement dans les tubes de l'échangeur de chaleur.