Appareil de réfrigération par absorption
La présente invention a pour objet un appareil de réfrigération par absorption, caractérisé en ce qu'il comprend une première chambre dans laquelle sont logés un générateur et un condenseur, et une seconde chambre dans laquelle sont logés un absorbeur et deux évaporateurs disposés au-dessus de cet absorbeur et espacés l'un de l'autre de manière à former un premier passage vertical pour l'écoulement de la vapeur du réfrigérant, des évaporateurs à l'absorbeur, ces évaporateurs étant espacés des parois de la seconde chambre de façon à former des passages supplémentaires distincts pour l'écoulement de la vapeur de réfrigérant des évaporateurs à l'absorbeur, un dispositif faisant circuler une solution absorbante de l'absorbeur au générateur et du générateur à l'absorbeur,
et un dispositif faisant circuler le réfrigérant liquide du condenseur aux évaporateurs.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un appareil de réfrigération, objet de la présente invention, dans lequel:
la fig. 1 est une coupe verticale schématique de cet appareil selon la ligne 1-1 de la fig. 4;
la fig. 2 est une coupe à plus grande échelle montrant ]es parties adjacentes du générateur et du condenseur et l'ensemble de l'éliminateur;
la fig. 3 est une coupe à plus grande échelle selon la ligne 3-3 de la fig. 2;
la fig. 4 est une coupe longitudinale à plus grande échelle selon la ligne 4-4 de la fig. 1; et
la fig. 5 est une coupe partielle à plus grande échelle selon la ligne 5-5 de la fig. 4.
L'appareil de réfrigération par absorption représenté à la fig. 1 utilise une solution saline aqueuse comme absorbant et de l'eau, comme réfrigérant.
Dans une enveloppe étanche 10 sont disposés une paroi 12, dont la section droite est profilée en U, et des tubes 14, qui forment un générateur 11. Un fluide de chauffage est mis en circulation dans les tubes 14 pour extraire par ébullition le réfrigérant de la solution absorbante.
Un condenseur 15 présente une paroi 16 qui s'étend depuis la paroi 12 vers la paroi de l'enveloppe 10 de façon à former un espace pour les tubes 17 du condenseur 15.
La paroi 12 du générateur 11 et la paroi 16 du condenseur 15 divisent l'intérieur de l'enveloppe 10 en une chambre contenant le générateur 11 et le condenseur 15, et une chambre de basse pression contenant l'évaporateur 18, l'évaporateur 19 et l'absorbeur 20.
Les évaporateurs 18 et 19 comportent des bacs 22 et 24 respectivement pour recueillir le réfrigérant liquide.
L'évaporateur 18 comporte une série de tubes 26 et l'évaporateur 19 une série de tubes 28. Un fluide à refroidir est mis en circulation par une pompe (non représentée) à travers un conduit 30 pour aboutir aux tubes 26 de l'évaporateur 18 et ensuite pour passer dans les tubes 28 de l'évaporateur 19 d'où ce fluide emprunte le conduit 32 aboutissant par exemple à une installation de conditionnement d'air. L'écoulement du fluide à travers les tubes de l'évaporateur peut être en parallèle et non en série comme il vient d'être décrit.
Le réfrigérant liquide provenant du condenseur 15 s'écoule vers l'évaporateur 18 en traversant un passage constitué par l'orifice d'étranglement 34. Un bac 36 assure la jonction entre les bacs 22 et 24 des évaporateurs afin de fournir un passage pour l'écoulement du réfrigérant liquide de l'évaporateur 18 à l'évaporateur 19 et ensuite à un réservoir 38 pour le réfrigérant liquide. En sortant du réservoir 38, le réfrigérant liquide passe dans un conduit 40 pour arriver sur un commutateur à flotteur 42 qui s'ouvre lorsque le niveau baisse au-dessous d'une valeur déterminée. Un tamis 44 monté dans le réservoir 38 empêche les particules étrangères de pénétrer de ce réservoir dans le conduit 40. Pendant le fonc tionnement normal de l'appareil, un certain niveau de liquide est maintenu dans les évaporateurs de sorte que le réfrigérant y est emmagasiné.
Le réfrigérant liquide s'écoule du commutateur à flotteur 42 dans un conduit 46 aboutissant à l'aspiration d'une pompe 48 entraînée par un moteur 49. La pompe 48 refoule le réfrigérant liquide par un conduit 50 à une rampe de pulvérisation 52 installée dans l'évaporateur
18 et à une rampe de pulvérisation 54 installée dans l'évaporateur 19. Le commutateur à flotteur 42 ouvre le circuit électrique alimentant le moteur 49 dès que le niveau du réfrigérant tombe au-dessous d'une valeur déterminée.
Des séparateurs 56 sont montés de chaque côté des évaporateurs 18 et 19 afin de séparer les gouttelettes du réfrigérant liquide du courant de la vapeur de réfrigérant qui s'écoule des évaporateurs 26 et 28 à l'absorbeur 20 par les passages 58, 60 et 62. Les gouttelettes du réfrigérant liquide qui sont enlevées par les chicanes 56 descendent dans elsbacs 22 et 24 des évaporateurs. Les chicanes 56 sont formées par plusieurs plateaux verticaux espacés, de section droite en forme de V.
Une conduite 64 de trop-plein débouchant dans le conduit 36 permet d'amener le réfrigérant liquide de ce conduit 36 à l'absorbeur 20 lorsque le niveau du réfrigérant dans le conduit dépasse un maximum en raison d'un fonctionnement anormal. Le niveau dans le conduit 36 est sensiblement le même que celui dans les évaporateurs 18 et 19 car une communication ouverte est établie entre ce conduit et les évaporateurs.
Une pompe 66, entraînée par un moteur 68, reçoit la solution diluée de l'absorbeur par le conduit 70 et la refoule dans le conduit 71 aboutissant à un échangeur de chaleur 72 d'où la solution emprunte un conduit 73 pour arriver dans le générateur 1 1 où elle sera concentrée.
La solution concentrée s'écoule du générateur 1 1 par un conduit 74 pour revenir dans l'échangeur de chaleur 72 d'où elle passe dans un conduit 76 et se mélange avec de la solution diluée provenant de l'absorbeur et arrivant par un conduit 78. Le mélange s'écoule dans le conduit 79 pour alimenter une pompe 80 entraînée par un moteur 81. La pompe 80 refoule la solution à travers un conduit 82 à une rampe de pulvérisation 83 de l'absorbeur qui pulvérise la solution sur les tubes 84 de l'absorbeur 20.
Un fluide de refroidissement provenant d'une source 86 traverse les tubes 84 de l'absorbeur et ensuite s'écoule à travers un conduit 87 et à travers les tubes 17 du condenseur 15. En sortant du condenseur, le fluide de refroidissement passe dans un conduit 88 qui revient vers la source, qui peut être une tour de refroidissement dans laquelle le fluide est refroidi par l'air.
Un espace existe pour l'écoulement de la vapeur de réfrigérant entre les bacs 22 et 24 des évaporateurs sauf dans la zone obstruée par le réservoir 38. I1 existe également un espace pour l'écoulement de cette vapeur vers l'extérieur, à travers les chicanes 56 dans les passages 58 et 62 depuis lesquels elle s'écoule vers le bas entre le bac 24 et l'enveloppe 10 et entre le bac 22 et la paroi de l'enveloppe 10.
Une chicane 90 est assujettie à la paroi 12 du générateur 11. Une seconde chicane profilée en gouttière 91 est fixée à la paroi de l'enveloppe 10. Les chicanes 90 et 91 coopèrent pour changer le sens d'écoulement de la vapeur d'un angle d'environ 1800. Ce changement de direction a pour effet d'obliger les gouttelettes du liquide à heurter les surfaces des chicanes et de l'enveloppe extérieure en ruisselant le long de ces surfaces. Plusieurs conduites 92 sont espacées le long de l'enveloppe extérieure 10 et sont dirigées vers le bas à partir de la gouttière 91 pour permettre de drainer le liquide de cette gouttière 91 vers la partie inférieure de la chicane 90.
Un séparateur 94 présente des ailettes 95 qui interceptent les gouttelettes de la solution. La solution provenant de la chicane 91 s'écoule à travers des trous 93 et descend ensuite dans les conduites 92. La solution retenue par le séparateur 94 traverse un tamis 96 constitué par une plaque perforée pour aboutir dans le bas de la chicane 90.
Plusieurs conduites 97 sont disposées le long de la chicane 90. La solution venant de cette chicane 90 s'écoule dans ces conduites 97 à travers des trous 98 et ensuite descend vers la partie inférieure du générateur 11. Le tamis 96 à plaque perforée fournit une zone non turbulente dans le bas de la chicane 90 pour permettre à la solution de s'écouler et d'être collectée sans aucune turbulence provoquée par l'écoulement de la vapeur du réfrigérant.
La solution absorbante tend à devenir sensiblement diluée après sa descente sur un nombre relativement restreint de rangées de tubes de l'absorbeur. A mesure que la solution absorbante est diluée, sa capacité d'absorption de la vapeur du réfrigérant devient de plus en plus faible. I1 est donc essentiel d'installer dans l'absorbeur un faisceau de tubes dont la section horizontale est une surface plusieurs fois plus grande que la dimension verticale.
Pour obtenir ce résultat sans augmenter le volume global de l'enveloppe au-delà des limites dictées par l'économie, on donne à cette enveloppe une section droite ovale avec un rapport de la dimension horizontale maximum à la dimension verticale maximum de plus de S : 4. De préférence, la dimension horizontale maximum se trouve en un point de l'enveloppe situé à peu près à un tiers de la hauteur de celle-ci en mesurant à partir du bas de l'enveloppe.
Absorption refrigeration unit
The present invention relates to an absorption refrigeration apparatus, characterized in that it comprises a first chamber in which are housed a generator and a condenser, and a second chamber in which are housed an absorber and two evaporators arranged above. of this absorber and spaced from one another so as to form a first vertical passage for the flow of the vapor of the refrigerant, from the evaporators to the absorber, these evaporators being spaced from the walls of the second chamber so as to forming separate additional passages for the flow of refrigerant vapor from the evaporators to the absorber, a device for circulating an absorbent solution from the absorber to the generator and from the generator to the absorber,
and a device for circulating liquid refrigerant from the condenser to the evaporators.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of a refrigeration appliance, object of the present invention, in which:
fig. 1 is a schematic vertical section of this device along line 1-1 of FIG. 4;
fig. 2 is a section on an enlarged scale showing the adjacent parts of the generator and condenser and the eliminator assembly;
fig. 3 is a section on a larger scale taken along line 3-3 of FIG. 2;
fig. 4 is a longitudinal section on a larger scale along line 4-4 of FIG. 1; and
fig. 5 is a partial section on a larger scale taken along line 5-5 of FIG. 4.
The absorption refrigeration apparatus shown in FIG. 1 uses aqueous saline solution as absorbent and water as refrigerant.
In a sealed envelope 10 are disposed a wall 12, the cross section of which is U-shaped, and tubes 14, which form a generator 11. A heating fluid is circulated in the tubes 14 to extract the refrigerant by boiling. the absorbent solution.
A condenser 15 has a wall 16 which extends from the wall 12 towards the wall of the casing 10 so as to form a space for the tubes 17 of the condenser 15.
The wall 12 of the generator 11 and the wall 16 of the condenser 15 divide the interior of the casing 10 into a chamber containing the generator 11 and the condenser 15, and a low pressure chamber containing the evaporator 18, the evaporator 19 and the absorber 20.
Evaporators 18 and 19 have trays 22 and 24 respectively to collect the liquid refrigerant.
The evaporator 18 comprises a series of tubes 26 and the evaporator 19 a series of tubes 28. A fluid to be cooled is circulated by a pump (not shown) through a conduit 30 to end in the tubes 26 of the evaporator. 18 and then to pass through the tubes 28 of the evaporator 19 from where this fluid passes through the conduit 32 leading, for example, to an air conditioning installation. The flow of the fluid through the tubes of the evaporator can be in parallel and not in series as it has just been described.
Liquid refrigerant from the condenser 15 flows to the evaporator 18 through a passage formed by the throttle orifice 34. A tank 36 provides the junction between the tanks 22 and 24 of the evaporators in order to provide a passage for the evaporator. flow of liquid refrigerant from evaporator 18 to evaporator 19 and then to a reservoir 38 for liquid refrigerant. On leaving the reservoir 38, the liquid refrigerant passes through a conduit 40 to arrive at a float switch 42 which opens when the level drops below a determined value. A screen 44 mounted in the tank 38 prevents foreign particles from entering from this tank into the duct 40. During normal operation of the apparatus, a certain level of liquid is maintained in the evaporators so that the refrigerant is stored there. .
The liquid refrigerant flows from the float switch 42 in a duct 46 leading to the suction of a pump 48 driven by a motor 49. The pump 48 delivers the liquid refrigerant through a duct 50 to a spray boom 52 installed in the evaporator
18 and to a spray bar 54 installed in the evaporator 19. The float switch 42 opens the electrical circuit supplying the motor 49 as soon as the level of the refrigerant falls below a determined value.
Separators 56 are mounted on either side of evaporators 18 and 19 to separate droplets of liquid refrigerant from the refrigerant vapor stream which flows from evaporators 26 and 28 to absorber 20 through passages 58, 60 and 62 The droplets of liquid refrigerant which are removed by the baffles 56 descend into elsbacs 22 and 24 of the evaporators. The baffles 56 are formed by several spaced vertical plates, of cross section in the form of V.
An overflow pipe 64 opening into the pipe 36 makes it possible to bring the liquid refrigerant from this pipe 36 to the absorber 20 when the level of the refrigerant in the pipe exceeds a maximum due to abnormal operation. The level in line 36 is substantially the same as that in evaporators 18 and 19 because open communication is established between this line and the evaporators.
A pump 66, driven by a motor 68, receives the dilute solution from the absorber through line 70 and delivers it into line 71 leading to a heat exchanger 72 from which the solution takes a line 73 to arrive in the generator. 1 1 where it will be concentrated.
The concentrated solution flows from the generator 11 through a pipe 74 to return to the heat exchanger 72 from where it passes through a pipe 76 and mixes with the dilute solution coming from the absorber and arriving through a pipe 78. The mixture flows in the conduit 79 to supply a pump 80 driven by a motor 81. The pump 80 delivers the solution through a conduit 82 to a spray bar 83 of the absorber which sprays the solution on the tubes. 84 of absorber 20.
A cooling fluid from a source 86 passes through the tubes 84 of the absorber and then flows through a conduit 87 and through the tubes 17 of the condenser 15. On leaving the condenser, the cooling fluid passes into a. conduit 88 which returns to the source, which may be a cooling tower in which the fluid is cooled by air.
A space exists for the flow of the refrigerant vapor between the tanks 22 and 24 of the evaporators except in the zone obstructed by the tank 38. There is also a space for the flow of this vapor to the outside, through the tubes. baffles 56 in the passages 58 and 62 from which it flows down between the tank 24 and the casing 10 and between the tray 22 and the wall of the casing 10.
A baffle 90 is secured to the wall 12 of the generator 11. A second baffle shaped as a gutter 91 is fixed to the wall of the casing 10. The baffles 90 and 91 cooperate to change the direction of flow of the steam from a angle of about 1800. This change in direction causes the droplets of the liquid to strike the surfaces of the baffles and the outer shell by trickling down these surfaces. Several conduits 92 are spaced along the outer casing 10 and are directed downwards from the gutter 91 to allow the liquid to be drained from this gutter 91 towards the lower part of the baffle 90.
A separator 94 has fins 95 which intercept the droplets of the solution. The solution coming from the baffle 91 flows through holes 93 and then descends into the conduits 92. The solution retained by the separator 94 passes through a screen 96 constituted by a perforated plate to terminate in the bottom of the baffle 90.
Several pipes 97 are arranged along the baffle 90. The solution from this baffle 90 flows into these pipes 97 through holes 98 and then descends to the lower part of the generator 11. The perforated plate screen 96 provides a non-turbulent zone at the bottom of baffle 90 to allow solution to flow and be collected without any turbulence caused by the flow of refrigerant vapor.
The absorbent solution tends to become substantially diluted after it has been lowered over a relatively small number of rows of absorber tubes. As the absorbent solution is diluted, its capacity to absorb refrigerant vapor becomes weaker and weaker. I1 is therefore essential to install in the absorber a bundle of tubes whose horizontal section is an area several times greater than the vertical dimension.
To obtain this result without increasing the overall volume of the envelope beyond the limits dictated by economy, this envelope is given an oval cross section with a ratio of the maximum horizontal dimension to the maximum vertical dimension of more than S : 4. Preferably, the maximum horizontal dimension is at a point on the casing approximately one third of the height of the casing when measuring from the bottom of the casing.