CH554528A - Echangeur de chaleur. - Google Patents

Description

  
 



   La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur pour la récupération de la chaleur perdue, par l'air évacué d'une installation de ventilation ou de conditionnement d'air au profit du réchauffage de l'air neuf introduit dans l'installation.



   La crise de l'énergie récemment mise en évidence par celle du pétrole a conduit les chercheurs à trouver des moyens permettant de diminuer d'une manière sensible le gaspillage de l'énergie calorifique, en diminuant les pertes de chaleur inutiles. Dans le domaine de la ventilation ou de la climatisation, on connaît déjà des installations utilisant le principe de l'échangeur de chaleur pour récupérer la chaleur entre le circuit d'air extrait et le circuit d'air soufflé. Une de ces installations comprend une roue tournant sur elle-même, cette roue étant constituée par un grand nombre de canaux fins au travers desquels circule l'air, ce qui crée un flux d'air laminaire. La moitié de la masse de la roue est traversée par l'air extrait tandis que l'autre moitié est traversée simultanément par l'air soufflé, ces deux circulations se faisant en sens inverse.

  Ainsi, les canaux sont alternativement balayés par les deux circuits d'air et de cette manière seule la très mince partie du matériau constituant les parois de chaque canal, est en contact avec le flux d'air, en conséquence il en résulte une très faible résistance aux échanges de chaleur entre les deux circuits.



   D'autres installations utilisent en outre des matières absorbantes pour éliminer les bactéries ou les poussières véhiculées par l'air.



   Les dispositifs connus présentent tous l'inconvénient d'être d'un prix de revient élevé, car ils nécessitent l'emploi de moteurs, de parties mécaniques, de matières absorbantes ou de fluides caloporteurs. Ces dispositifs de par leur constitution nécessitent en outre un entretien suivi.



   On a déjà proposé de travailler en flux croisés et de séparer les flux   l'un    de l'autre au moyen de plaques de verre formant des voies de passage alternées pour l'air frais et l'air vicié. Toutefois,
I'échangeur obtenu est lourd et le rendement relativement modeste.



   La présente invention vise à améliorer le rendement d'un échangeur de chaleur à flux séparés susceptible d'être réalisé avec des moyens simples, peu coûteux et relativement légers.



   A cet effet, I'échangeur de chaleur selon la présente invention est caractérisé par le fait qu'il se compose d'éléments modulaires métalliques pourvus de rebords, assemblés deux à deux parallèlement en forme de poche, ces éléments délimitant des circuits d'air évacué et introduit qui se succèdent alternativement sans communication entre eux et dont les sens de circulation sont opposés.



   Un tel appareil offre d'intéressantes et multiples possibilités d'utilisation dans l'industrie en choisissant d'une manière judicieuse le matériau constituant les éléments modulaires.



   Plusieurs exemples de réalisation de la présente invention seront décrits ci-après en référence au dessin annexé dans lequel:
 La fig. 1 est une perspective d'un premier exemple de réalisation de l'échangeur.



   La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale de l'échangeur.



   La fig. 3 est une vue en élévation d'un élément modulaire.



   La fig. 4 est une coupe selon IV-IV de la fig. 2.



   La fig. 5 est une coupe selon V-V de la fig. 2.



   La fig. 6 est une vue fragmentaire en détail des plaques en coupe.



   La fig. 7 est une vue schématique d'une installation de ventilation ou de climatisation utilisant l'échangeur.



   Les fig. 8A à 8D illustrent des variantes de réalisation de l'échangeur.



   La fig. 9 est une vue en élévation d'une installation comportant deux échangeurs montés en série et couplés à un collecteur éliminateur d'eau de condensation.



   L'échangeur de chaleur illustré sur les fig. 1 à 6 comporte un carter extérieur 1 de forme rectangulaire, lequel est pourvu de quatre ouvertures 2, 3, 4, 5 servant à l'entrée et la sortie de l'air évacué respectivement introduit. Les ouvertures 2 et 4 sont situées sur deux faces latérales opposées de l'échangeur respectivement dans la partie haute et la partie basse de ces faces, tandis que les ouvertures 3 et 5 sont situées respectivement sur les parties supérieures et inférieures de l'échangeur.



   L'échangeur est constitué (fig. 2 à 5) par plusieurs éléments modulaires 6 assemblés parallèlement côte à côte de façon à former une poche ouverte sur deux côtés. A cet effet, les éléments 6 comportent chacun, le long de deux côtés adjacents, un rebord 7, 7' coudé à l'équerre dans un sens, tandis que les deux autres côtés adjacents sont pourvus d'un rebord 8' coudé à l'équerre dans le sens opposé. Deux éléments consécutifs sont assemblés en sens inverse, comme illustré aux fig. 4 et 5. On obtient ainsi plusieurs circuits d'air évacué et introduit qui se succèdent alternativement sans communication entre eux et absolument étanches.



   Par ailleurs, le profil des surfaces d'échange, illustré à la fig. 6 comporte une succession de bosses 9 et de dépressions 10, forme qui est particulièrement adaptée pour utiliser de façon optimale la turbulence des deux circuits d'air circulant à contre-courant. Cette surface est en outre facile à obtenir industriellement.



   Différentes formes d'exécution d'un tel échangeur sont prévues suivant la disposition des ouvertures d'entrée et de sortie de l'air évacué et introduit, ce qui permet de modifier à volonté la forme des courants entrant et sortant, étant bien entendu que plus il y aura de turbulence de l'air, meilleur sera le transfert de la chaleur.



   Selon une première forme d'exécution, illustrée aux fig. I et 2,
L'entrée d'un courant, évacué ou introduit, est effectuée par la partie supérieure 2 d'une face latérale de l'échangeur, tandis que sa sortie 5 a lieu sur la face inférieure. Inversement l'entrée de l'autre courant se fait par la partie inférieure 4 de la face latérale opposée de l'échangeur et la sortie sur la surface supérieure 3.



   Selon une deuxième forme d'exécution (fig. 8a) les deux entrées 11, 13 sont situées sur une même face latérale de l'échangeur, tandis que les deux sorties 12, 14 sont situées respectivement sur les faces supérieure et inférieure et inversement.



   Une troisième forme d'exécution (fig. 8b) prévoit l'entrée 15 de la sortie 16 d'un même fluide sur la même face latérale de l'échangeur, tandis que l'autre fluide circule de bas en haut ou de haut en bas à travers les ouvertures inférieure 17 et supérieure 18.



   Dans la quatrième forme d'exécution (fig. 8c) L'entrée des deux fluides se fait par des ouvertures 19, 21 situées sur la même face latérale de l'échangeur, partie haute et basse, tandis que leur sortie est prévue sur la face opposée et de telle manière que le fluide qui entre en partie haute ressorte en partie basse et vice versa.



   Enfin selon une cinquième forme d'exécution (fig. 8d) L'entrée et la sortie de chaque fluide se fait sur la même face latérale de l'échangeur à travers d'une part, les ouvertures 23, 24, et d'autre part, 25, 26.



   Les possibilités d'utilisation d'un tel échangeur sont nombreuses, en particulier comme récupérateur de chaleur dans le domaine de la climatisation ou de la ventilation. Une de ces applications est illustrée à la fig. 7 dans laquelle on voit schématiquement un échangeur 1 monté dans un système de ventilation.

 

  L'air nouveau est introduit par la gaine 30 dans l'échangeur 1 et est transféré à la gaine de distribution 31 après avoir passé dans un poste de filtrage 32 et de ventilation 33, tandis que l'air vicié provenant du local est évacué par la gaine 34 qui le conduit à travers l'échangeur 1 jusqu'à la cheminée de sortie 35, L'échange de chaleur entre les deux courants se faisant, comme expliqué précédemment à l'intérieur de l'échangeur 1.



   Pour augmenter la surface d'échange, il est bien entendu possible de monter plusieurs échangeurs en série, comme illustré à la fig. 9 où   l'on    voit le montage en série de deux échangeurs 36 et 37 reliés par un élément 38. Il est également possible de prévoir un dispositif collecteur d'eau de condensation 39 en dessous d'un ou plusieurs échangeurs. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Echangeur de chaleur pour la récupération de la chaleur perdue par l'air évacué d'une installation de ventilation ou de conditionnement d'air au profit du réchauffage de l'air neuf introduit dans l'installation et comportant au moins une entrée et une sortie pour l'air introduit et au moins une entrée et une sortie pour l'air évacué, caractérisé par le fait qu'il se compose d'éléments modulaires métalliques pourvus de rebords, assemblés deux à deux parallèlement en forme de poche, ces éléments délimitant des circuits d'air évacué et introduit qui se succèdent altemative- ment sans communication entre eux et dont les sens de circulation sont opposés.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Echangeur selon la revendication, caractérisé par le fait que les éléments modulaires métalliques comportent deux bords adjacents coudés à l'équerre dans un sens, les deux autres bords étant coudés à l'équerre dans l'autre sens et que lesdites poches sont formées par deux éléments consécutifs assemblés en sens inverse par leurs bords coudés.

   2. Echangeur selon la revendication ou la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que la surface des éléments présente des irrégularités destinées à augmenter la turbulence des deux circuits d'air.

   3. Echangeur selon la sous-revendication 2, caractérisé par le fait que la surface des éléments présente une alternance de creux et de bosses.

   4. Echangeur selon la revendication ou la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que l'entrée d'air évacué ou la sortie d'air introduit est située dans la partie supérieure d'une première face latérale de l'échangeur, tandis que sa sortie ou son entrée se fait par la face intérieure de l'échangeur et que l'autre entrée ou l'autre sortie d'air est située dans la partie inférieure de la face latérale de l'échangeur opposée à la première face latérale, tandis que sa sortie ou son entrée est située sur la face supérieure de l'échangeur.

   5. Echangeur selon la revendication ou la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que les sorties de l'air évacué ou de l'air introduit sont situées sur la même face latérale de l'échangeur, une dans la partie haute, I'autre dans la partie basse, tandis que leurs sorties ou leurs entrées sont situées sur la face supérieure de l'échangeur pour l'air entrant par la partie basse, sur la face inférieure de l'échangeur pour l'air entrant par la partie haute.

   6. Echangeur selon la revendication ou la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que l'entrée de l'air évacué ou la sortie de l'air introduit est située sur la face inférieure de l'échangeur, tandis que sa sortie ou son entrée est située sur la face supérieure, et que l'entrée de l'air introduit ou la sortie de l'air évacué est située sur la même face latérale de l'échangeur.

   7. Echangeur selon la revendication ou la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que l'entrée de l'air évacué ou la sortie de l'air introduit est située sur la partie haute d'une première face latérale de l'échangeur, tandis que sa sortie ou son entrée est située sur la partie basse de la face latérale opposée et que l'entrée de l'air évacué ou la sortie de l'air introduit est située sur la partie basse de la première face latérale de l'échangeur, tandis que sa sortie ou son entrée est située sur la partie haute de la face latérale opposée.

   8. Echangeur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que l'entrée et la sortie de l'air évacué et/ou introduit sont situées sur la même première face latérale de l'échangeur, tandis que l'entrée et la sortie de l'air introduit et/ou évacué sont situées sur la même face latérale opposée à la première face.