FR2465970A1

FR2465970A1 - METHOD AND DEVICE FOR REFRIGERATION IN THE PRESENCE OF A SOLID ADSORBENT SYSTEM

Info

Publication number: FR2465970A1
Application number: FR7923872A
Authority: FR
Inventors: Jacques Merigoux; Francis Meunier
Original assignee: CENTRE TECH IND AERAULIQ
Current assignee: CENTRE TECH IND AERAULIQ
Priority date: 1979-09-20
Filing date: 1979-09-20
Publication date: 1981-03-27
Also published as: WO1981000904A1; FR2465970B1; JPS56501330A

Abstract

Refrigeration process wherein: an adsorbing compound is heated until evaporation and on which a refrigerating fluid has been adsorbed; the vapours so produced from the refrigerating fluid are condensed and the liquid so produced is stored; then, this refrigerating liquid is again vaporized and the vapours thus expanded are again adsorbed on the adsorbing body, so that said expansion produces cold; and wherein this is effected by means of two tanks (3, 4) containing an adsorbing compound (7), these two tanks (3, 4) working respectively and alternatively in desorption and adsorption, so as to allow for a continuous production of cold, characterized in that the tank working in the adsorption mode is cooled. There is also disclosed such a plant. Application: air conditioning.

Description

L'invention se rapporte à un nouveau procédé pour la production de froid à partir d'une source de chaleur ; elle concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention vise plus particulièrement un nouveau processus de réfrigération produit à partir de l'énergie solaire. The invention relates to a new process for producing cold from a heat source; it also relates to an installation for the implementation of this process. The invention relates more particularly to a new refrigeration process produced from solar energy.

I1 existe déjà plusieurs procédés permettant d'utiliser l'éner- gie solaire pour produire du froid. On a par exemple suggéré de faire appel à des groupes à absorption: à ammoniaque ou à bromure de lithium, dans lesquels le fluide réfrigérant est absorbé avec dégagement de chaleur par une phase liquide, pour désorber à plus haute pression sous l'action de l'énergie solaire. Après condensation à une température compatible avec une source froide disponible, le fluide frigorigène est détendu au cours de la phase d'absorption qui se déroule à plus faible pression. Cette détente provoque une vaporisation et s'accompagne d'une production de froid. Several methods already exist for using solar energy to produce cold. For example, it has been suggested to use absorption groups: ammonia or lithium bromide, in which the coolant is absorbed with the release of heat by a liquid phase, to desorb at higher pressure under the action of l 'solar energy. After condensation at a temperature compatible with an available cold source, the refrigerant is expanded during the absorption phase which takes place at lower pressure. This expansion causes vaporization and is accompanied by the production of cold.

Ces installations font en général appel à des pompes et à d'autres organes qui,d'une part, augmentent le prix et'autre part, en limitent l'emploi dans les pays éloignés ou par du personnel non spécialisé. Les groupes à bromure de lithium ont un coefficient de performance (COP) relativement bon, mais ils présentent toutefois l'inconvénient notable d'être difficiles à réguler, car en dehors d'une plage de température assez limitée, le bromure de lithium se cristallise et ainsi ne circule plus. These installations generally make use of pumps and other organs which, on the one hand, increase the price and, on the other hand, limit their use in distant countries or by unskilled personnel. Lithium bromide groups have a relatively good coefficient of performance (COP), but they have the notable disadvantage of being difficult to regulate, because outside a fairly limited temperature range, lithium bromide crystallizes and thus no longer circulates.

Récemment, on a proposé de remplacer le fluide frigorigène des systèmes à absorption par un adsorbant solide tel qu' une zéolithe. Recently, it has been proposed to replace the refrigerant of absorption systems with a solid adsorbent such as a zeolite.

Ainsi, pendant le jour, l'énergie fournie par le soleil permet la désorption de la zeolithe et le fluide frigorigène libéré est stocké sous forme liquide dans un réservoir après condensation dans un échangeur. En revanche, pendant la nuit, la zéolithe peut à nouveau réadsorber le fluide frigorigène gazeux préalablement vaporise dans l'évaporateur, avec production simultanée de froid. Les avantages d'un tel système à adsorption solide par rapport à ceux à absorption liquide sont multiples.Thus, during the day, the energy supplied by the sun allows the desorption of the zeolite and the released refrigerant is stored in liquid form in a tank after condensation in an exchanger. On the other hand, during the night, the zeolite can again re-adsorb the gaseous refrigerant previously vaporized in the evaporator, with simultaneous production of cold. The advantages of such a solid adsorption system compared to those with liquid absorption are multiple.

Or, en règle générale, il est beaucoup plus intéressant-de produire le froid pendant la journée, c'est-à-dire au moment où l'on en a le plus besoin. Celà est vrai aussi bien en climatisation qu'en conservation, bien qu a un degré moindre. Malheureusement, à ce jour, les systèmes de réfrigération fonctionnant sur ce principe d'adsorption solide ont un cycle intermittent : jour et nuit, qui en limite la portee pratique, sauf à utiliser des organes volumineux de stockage, ce qui alors augmente considérablement le coût de ces installations. However, as a general rule, it is much more interesting to produce cold during the day, that is to say at the time when it is most needed. This is true both in air conditioning and conservation, although to a lesser degree. Unfortunately, to date, refrigeration systems operating on this principle of solid adsorption have an intermittent cycle: day and night, which limits their practical scope, except to use bulky storage organs, which then considerably increases the cost. of these facilities.

Dans le brevet américain 3,270,512 de NASA, on a décrit un système de réfrigération, notamment pour engins spaciaux, comportant deux cuves contenant chacune un composé adsorbant, tel qu'un gel de silice,et et travaillant alternativement en adsorption et en désorption. In US Patent 3,270,512 to NASA, a refrigeration system has been described, in particular for spacecraft, comprising two tanks each containing an adsorbent compound, such as a silica gel, and and working alternately in adsorption and desorption.

Ce dispositif qui ne peut fonctionner qu'aux rayonnements directs du soleil, a un cycle assez long et donc un rendement assez faible.This device, which can only operate in direct sunlight, has a fairly long cycle and therefore a fairly low efficiency.

Lorsque l'on désire utiliser cette installation au sol, le cycle dure une journée, ce qui est pratiquement incompatible avec une exploitation industrielle.When it is desired to use this installation on the ground, the cycle lasts one day, which is practically incompatible with industrial exploitation.

L'invention pallie ces inconvénients. Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement au procédé de réfrigération par adsorbants solides qui soit continu et qui ne nécessite qu'un entretien réduit et entraîne une faible consommation auxiliaire. The invention overcomes these drawbacks. It relates more particularly to an improvement to the refrigeration process by solid adsorbents which is continuous and which requires only reduced maintenance and results in low auxiliary consumption.

Dans ce procédé, où l'on fait appel à deux cuves contenant chacune un adsorbant solide (zéolithe ou autre), lesdites cuves fonctionnent alternativement en adsorption, puis en désorption. Toutefois, pendant la phase de désorption, la chaleur est fournie par une source quelconque telle qu'un échangeur à eau chaude alimenté par un moyen quelconque tel qu'un capteur solaire, alors que durant la phase d'adsorption, la chaleur est évacuée par un échangeur raccordé à une source froide telle qu'un échangeur à air ou à eau selon le cas. Dans une forme de réalisation, la chaleur provenant des capteurs solaires peut eventuellement transiter par un stockage de façon à régulariser la production. In this process, where two tanks are used, each containing a solid adsorbent (zeolite or other), said tanks operate alternately in adsorption, then in desorption. However, during the desorption phase, the heat is supplied by any source such as a hot water exchanger supplied by any means such as a solar collector, while during the adsorption phase, the heat is removed by an exchanger connected to a cold source such as an air or water exchanger as the case may be. In one embodiment, the heat coming from the solar collectors can optionally pass through storage so as to regulate the production.

L'évaporateur, quant à lui, est placé dans une cuve tampon pour permettre le stockage des frigories produites. The evaporator is placed in a buffer tank to allow the storage of the frigories produced.

L'invention vise essentiellement une installation appropriée. The invention essentially relates to an appropriate installation.

Cette installation réfrigérante du type comportant
- une source de chaleur destinée à chauffer un fluide de chauffage,
- un composé solide adsorbant ayant une grande capacité d'adsorption, mais une faible énergie d'adsorption,
- un fluide frigorigène adsorbé sur ledit composé solide adsorbant,
- un condenseur destiné à liquéfier les vapeurs de fluide frigorigène produites sous l'effet de l'action du fluide de chauffage issu de la source de chaleur sur le composé adsorbant saturé de fluide frigorigène,
- un évaporateur destiné à vaporiser le liquide frigorigène produit,
- et deux cuves destinées à recevoir le composé adsorbant, ces deux cuves travaillant respectivement l'une en désorption, l'autre en adsorption, se caractérise en ce que lesdites cuves sont reliées,d'une part entre elles et d'autre part, par un jeu de vannes et de tuyauteries au condenseur et à l'evaporateur. This refrigeration installation of the type comprising
- a heat source intended to heat a heating fluid,
- a solid adsorbent compound having a large adsorption capacity, but a low adsorption energy,
- a refrigerant adsorbed on said solid adsorbent compound,
a condenser intended to liquefy the refrigerant vapors produced under the effect of the action of the heating fluid from the heat source on the adsorbent compound saturated with refrigerant,
- an evaporator intended to vaporize the refrigerant produced,
- and two tanks intended to receive the adsorbent compound, these two tanks working respectively one in desorption, the other in adsorption, is characterized in that said tanks are connected, on the one hand between them and on the other hand, by a set of valves and piping to the condenser and the evaporator.

L'invention concerne salement un procédé de réfrigération, notamment pour la mise en oeuvre de cette installation. Ce procédé de réfrigération dans lequel
- on vaporise par chauffage un fluide frigorigène préalablement fixé sur un composé adsorbant,
- on condense les vapeurs ainsi produites et on stocke le liquide frigorigène produit,
- puis on vaporise ce liquide frigorigène et on adsorbe à nouveau sur le corps adsorbant les vapeurs ainsi détendues, de sorte que par cette détente, on produise du froid, et dans lequel, on opère avec deux cuves contenant chacune un composé adsorbant, ces deux cuves travaillant respectivement et alternativement en désorption et en adsorption. Ce procédé se caractérise en ce que pendant le traitement, on refroidit la cuve travaillant en adsorption par passage d'un fluide réfrigérant sur le condenseur.The invention badly relates to a refrigeration process, in particular for the implementation of this installation. This refrigeration process in which
- a refrigerant is vaporized by heating, previously fixed on an adsorbent compound,
- the vapors thus produced are condensed and the refrigerant produced is stored,
- Then this refrigerant is vaporized and adsorbed again on the body adsorbing the vapors thus relaxed, so that by this expansion, cold is produced, and in which, one operates with two tanks each containing an adsorbent compound, these two tanks working respectively and alternately in desorption and in adsorption. This process is characterized in that during the treatment, the tank working in adsorption is cooled by the passage of a coolant over the condenser.

En pratique
- on inverse le cycle de fonctionnement lorsque chaque cuve est proche de son point d'équilibre, c'est-à-dire lorsque les phases d'adsorption et de désorption ont atteint dans chacune des cuves le voisinage du point d'équilibre,
- avant l'inversion du cycle, on vise à égaliser les températures entre les deux cuves.In practice
the operating cycle is reversed when each tank is close to its equilibrium point, that is to say when the adsorption and desorption phases have reached in each of the tanks the vicinity of the equilibrium point,
- before reversing the cycle, the aim is to equalize the temperatures between the two tanks.

Comme matière solide adsorbante, on utilise des composés connus ayant, d'une part, une grande capacité d'adsorption et, d'autre part, une faible valeur d'énergie d'adsorption. On peut citer le charbon actif, les gels de silice, les alumines activées. En pratique, on utilise avec succès les zéolithes qui donnent d'excellents résultats. As solid adsorbent, known compounds are used having, on the one hand, a large adsorption capacity and, on the other hand, a low value of adsorption energy. Mention may be made of activated carbon, silica gels, activated aluminas. In practice, zeolites are used successfully which give excellent results.

Comme on le sait, ces zéolithes, naturelles ou de synthèse, sont des aluminosilicates cristallins dont la teneur en silice varie d'un type à l'autre. On utilise de préférence des zéolithes de type 13 X.As is known, these zeolites, natural or synthetic, are crystalline aluminosilicates whose silica content varies from one type to another. Preferably 13 X type zeolites are used.

Comme fluide de chauffage, on utilise avantageusement de l'eau ou un fluide caloporteur, dénommé aussi parfois fluide athermique, tel que des mélanges de diphényl et d'oxyde de diphélynle connus sous le nom de "diphyl" et commercialisés sous les dénominations de Gilliotherm, Dowtherms, etc,. As heating fluid, water or a heat transfer fluid, also sometimes called athermic fluid, is advantageously used, such as mixtures of diphenyl and diphenyl oxide known under the name of "diphyl" and marketed under the names of Gilliotherm. , Dowtherms, etc ,.

Comme fluide frigorigène en dépression, on utilise des fluides connus tels que l'eau, le méthanol, l'ammoniaque, etc.. On utilise de préférence la vapeur d'eau, car pour une masse donnée de zéolithe, on traite ainsi plus de vapeur d'eau que de méthanol. Ainsi, pour une quantité donnée de frigories à produire, on aura besoin de moins de zéolithe avec de la vapeur d'eau qu'avec du méthanol, ce qui avantageusement, diminue les dimensions des cuves. En outre, comme on le sait, ce liquide est maintenu en dépression pour permettre le déroulement du cycle qui s' effectue entre la pression d'évaporation et celle de condensation. En conséquence, la pression de ce fluide est déterminée par les températures désirées pour ces deux phases de condensation et d'évaporation. As refrigerant under vacuum, known fluids such as water, methanol, ammonia, etc. are used. Water vapor is preferably used, because for a given mass of zeolite, more than water vapor than methanol. Thus, for a given quantity of frigories to be produced, less zeolite will be needed with water vapor than with methanol, which advantageously reduces the dimensions of the tanks. In addition, as is known, this liquid is kept under vacuum to allow the cycle which takes place between the evaporation pressure and that of condensation. Consequently, the pressure of this fluid is determined by the temperatures desired for these two phases of condensation and evaporation.

La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the following exemplary embodiments given by way of non-limiting illustration in support of the appended figures.

La figure 1 représente schématiquement une installation pour la mise en oeuvre de l'invention. FIG. 1 schematically represents an installation for implementing the invention.

La figure 2 montre une telle installation fonctionnant dans sa première phase. Figure 2 shows such an installation operating in its first phase.

La figure 3 représente la même installation dans la phase suivante. Figure 3 shows the same installation in the next phase.

La figure 4 illustre la phase intermédiaire de fonctionnement, l'une des caractéristiques de l'invention. FIG. 4 illustrates the intermediate phase of operation, one of the characteristics of the invention.

La figure 5 montre un évaporateur-condenseur tubulaire susceptible d'être mis en oeuvre dans l'invention. FIG. 5 shows a tubular evaporator-condenser capable of being used in the invention.

En se référant aux figures
- l désigne une source de chaleur d'un type quelconque connu, dans lequel en pratique la température du fluide de chauffage est comprise entre 800C et 1500C (dans certains cas, cette température peut même atteindre 2200C) ; cette source 1 peut être soit de la chaleur de récupération, soit un capteur solaire tel que par exemple un capteur du type thermique plan, sous vide ou non, avec ou sans surface sélective, ou à concentration,par exemple du type parabolique ou sphérique ou cylindro-parabolique;
- 2 désigné un conduit ou circule le fluide de chauffage
- 3 et 4 désignent deux cuves en acier inox ou autre matériau, résistant au vide et à la corrosion, contenant chacune un échangeur de température 5 et 6 où circule le fluide de chauffage ou de refroidissement ; cet échangeur est avantageusement une batterie à ailettes de climatisation dont les interstices sont remplis de zéolithe 7a ou 7b ; la zéolithe 7 qui se présente sous forme de petits bâtonnets ou mieux de billes, entoure les tubes de la batterie où circule le fluide de chauffage issu de 2 ou de refroidissement et les ailettes favorisent un transfert de chaleur rapide et uniforme entre ce fluide et la zéolithe
- 8 désigne un circuit de fluide frigorigène en dépression, par exemple de la vapeur d'eau, reliant chaque cuve, respectivement 3 ou 4, dans l'ordre
tout d'abord, à un premier échangeur thermique 9 servant de
condenseur, par exemple du type tubulaire montré à la figure 5,
refroidi soit par de l'eau, soit par de l'air, qui passe dans
une cheminée 10 où est placé ce condenseur, et est aspiré par
un ventilateur 11 afin d'accélérer les échanges thermiques,
puis en série, à un second échangeur 12 placé dans une cuve
tampon 13 permettant de stocker l'eau froide ou la glace pro
duite; cet échangeur 12 servant d'évaporateur et cette cuve
13 étant reliée par un jeu de vannes et de pompes appropriées
à la centrale à réfrigérer ou de conditionnement d'air ; on
prélève dans cette cuve de stockage 13,en soi connue,au fur
et à mesure des besoins;
- 14,15,16 et 17 désignent des vannes multi-voies,notamment trois voies
Comme on le sait, la pression du fluide frigorigène est imposée par le choix des températures de condensation et d'évaporation désirées.Referring to the figures
- 1 denotes a heat source of any known type, in which in practice the temperature of the heating fluid is between 800C and 1500C (in some cases, this temperature can even reach 2200C); this source 1 can be either recovery heat, or a solar collector such as for example a collector of the flat thermal type, under vacuum or not, with or without selective surface, or at concentration, for example of the parabolic or spherical type or cylindro-parabolic;
- 2 designated a conduit or circulates the heating fluid
- 3 and 4 designate two tanks made of stainless steel or other material, resistant to vacuum and corrosion, each containing a temperature exchanger 5 and 6 where the heating or cooling fluid circulates; this exchanger is advantageously a battery with air conditioning fins, the interstices of which are filled with zeolite 7a or 7b; the zeolite 7 which is in the form of small sticks or better of balls, surrounds the tubes of the battery where circulates the heating fluid from 2 or cooling and the fins promote a rapid and uniform heat transfer between this fluid and the zeolite
- 8 denotes a refrigerant circuit under vacuum, for example water vapor, connecting each tank, respectively 3 or 4, in order
firstly, to a first heat exchanger 9 serving as
condenser, for example of the tubular type shown in FIG. 5,
cooled either by water or by air, which passes into
a chimney 10 where this condenser is placed, and is sucked by
a fan 11 in order to accelerate the heat exchanges,
then in series, to a second exchanger 12 placed in a tank
buffer 13 for storing cold water or pro ice
pick; this exchanger 12 serving as an evaporator and this tank
13 being connected by a set of suitable valves and pumps
to the refrigeration or air conditioning unit; we
draws from this storage tank 13, known per se, as
and as needed;
- 14, 15, 16 and 17 denote multi-way valves, in particular three ways
As is known, the pressure of the refrigerant is imposed by the choice of the desired condensation and evaporation temperatures.

Cette installation fonctionne de la manière suivante
PHASE I : Cuve 3 en désorption - cuve 4 en adsorption (figure 2)
Le fluide de chauffage 2 issue de la source de chaleur 1, par exemple un capteur solaire, arrive à la vanne 14, puis de là pénètre dans l'échangeur 5 de la cuve 3. La zéolithe 7b contenue dans cette cuve 3 s ' échauffe au contact de la tubulure de cet échangeur 5 et donc se déssèche. A la sortie de l'échangeur 5, le fluide de chauffage arrive a la vanne 15,puis retourne à la source de chaleur 1; puis le cyle recommence.This installation works as follows
PHASE I: Tank 3 in desorption - tank 4 in adsorption (figure 2)
The heating fluid 2 from the heat source 1, for example a solar collector, arrives at the valve 14, then from there enters the exchanger 5 of the tank 3. The zeolite 7b contained in this tank 3 heats up in contact with the tubing of this exchanger 5 and therefore dries up. At the outlet of the exchanger 5, the heating fluid arrives at the valve 15, then returns to the heat source 1; then the cycle begins again.

La vapeur d'eau désorbée de la zéolithe 7b quitte la cuve 3 en passant dans le conduit 8, puis passe ensuite à travers la vanne 17, puis de là, sur le condenseur 9. A titre-d'exemple, la pression de cette vapeur d'eau à l'entrée en 9 est de l'ordre de 75 millibars. Le liquide frigorigène continue ensuite son parcours dans le conduit 18 jusqu'à l'échangeur-évaporateur 12 où il se vaporise. Celà provoque le refroidissement de l'eau contenue dans la cuve de stockage 13. Enfin, ce liquide frigorigène continue dans le circuit 18 jusqu'à la vanne 16 qui 1 t amène alors en tête de la cuve 4. Cette vapeur d'eau est alors adsorbée par la zéolithe 7a contenue dans la cuve 4. Comme l'adsorption est une réaction exothermique, il faut donc refroidir cette cuve 4.Pour ce faire, le conduit 19 qui traverse cette cuve 4 est connecté par la vanne 14 à l'échangeur 20, puis par la vanne 15 revient sur la cuve 4. On évacue ainsi les calories produites en 4 pendant la phase d'adsorption de la zéolithe. The water vapor desorbed from the zeolite 7b leaves the tank 3 passing through the conduit 8, then passes through the valve 17, and from there on the condenser 9. For example, the pressure of this water vapor at entry into 9 is around 75 millibars. The refrigerant then continues its course in the conduit 18 to the exchanger-evaporator 12 where it vaporizes. This causes the cooling of the water contained in the storage tank 13. Finally, this refrigerant continues in the circuit 18 until the valve 16 which 1 t then brings to the head of the tank 4. This water vapor is then adsorbed by the zeolite 7a contained in the tank 4. As the adsorption is an exothermic reaction, it is therefore necessary to cool this tank 4. To do this, the conduit 19 which passes through this tank 4 is connected by the valve 14 to the exchanger 20, then by the valve 15 returns to the tank 4. The calories produced in 4 are thus removed during the adsorption phase of the zeolite.

Sur les figures 2 et 3, on a représenté
- en traits pleins larges le circuit de chauffage au moyen du fluide de chauffage issu de la source de chaleur 1,
- en tirets réguliers, le circuit de fluide frigorigène,
- en pointillés, le circuit de refroidissement.In Figures 2 and 3, there is shown
- in full solid lines the heating circuit by means of the heating fluid from the heat source 1,
- in regular dashes, the refrigerant circuit,
- in dotted lines, the cooling circuit.

Pendant la phase de désorption de la cuve 3, le circuit de chauffage va de la source de chaleur 1 à la vanne 14, de là pénètre dans la cuve 3, va jusqu'à la vanne 15 et retourne à la source 1. During the desorption phase of the tank 3, the heating circuit goes from the heat source 1 to the valve 14, from there enters the tank 3, goes to the valve 15 and returns to the source 1.

Pendant ce temps, le circuit frigorigène part de la cuve 4, arrive à la vanne 17, traverse le condenseur 9, de là traverse également l'évaporateur 12, arrive à la vanne 16 et pénètre dans la cuve 4. During this time, the refrigerant circuit starts from the tank 4, arrives at the valve 17, passes through the condenser 9, from there also passes through the evaporator 12, arrives at the valve 16 and enters the tank 4.

En revanche, le circuit de refroidissement de la cuve 4 sort de cette cuve, arrive à la vanne 14, traverse l'échangeur 20 et revient à cette cuve 4. On the other hand, the cooling circuit of the tank 4 leaves this tank, arrives at the valve 14, crosses the exchanger 20 and returns to this tank 4.

Lorsque la zéolithe 7b contenue dans la cuve 3 est presque sèche, c'est-à-dire lorsque la zéolithe est presque toute désorbée, et lorsque la zéolithe 7a contenue dans la cuve 4 est gorgée d'eau, alors on commute les vannes 14, 15,16 et 17 et on inverse le circuit pour travailler selon la deuxième phase. When the zeolite 7b contained in the tank 3 is almost dry, that is to say when the zeolite is almost completely desorbed, and when the zeolite 7a contained in the tank 4 is saturated with water, then the valves 14 are switched , 15, 16 and 17 and the circuit is reversed to work according to the second phase.

PHASE II : Cuve 3 en adsorption - cuve 4 en désorption (figure 3)
Lorsque,dans la cuve en cours de désorption, la teneur du gaz desorbé descend en dessous d'une certaine valeur qui peut être détectée par exemple par une élévation de la température de la zéolithe, on commute comme déjà dit automatiquement les vannes 14,15,16 et 17 de façon à inverser le cycle et ce, afin d'éviter, ou d'arrêter la phase de désorption à faible rendement (point d'équilibre). PHASE II: Tank 3 in adsorption - tank 4 in desorption (figure 3)
When, in the tank during desorption, the content of the desorbed gas drops below a certain value which can be detected for example by an increase in the temperature of the zeolite, the valves 14,15 are automatically switched as already said , 16 and 17 so as to reverse the cycle in order to avoid or stop the desorption phase at low efficiency (equilibrium point).

En pratique, cette inversion a lieu toutes les quinze minutes environ, de sorte que pour une puissance de frigorie donnée, on pourra considérablement diminuer la quantité de zéolithe nécessaire. In practice, this inversion takes place every fifteen minutes approximately, so that for a given cooling power, it will be possible to considerably reduce the amount of zeolite required.

On a donc intérêt à avoir des cycles raisonnablement courts.It is therefore beneficial to have reasonably short cycles.

Ce résultat est fondamental et cnnstitue un progrès considérable et totalement inattendu par rapport aux techniques antérieures, notamment celle décrite dans le brevet américain 3,270,512 cité dans le préambule. En effet, si on adoptait ce système NASA au sol, on aurait un seul cycle par jour, alors qu'en revanche, le dispositif de l'invention permet d'en avoir jusqu'à au moins une centaine environ. Ce progrès dans un rapport de 1 à 100 est imprévu et considérable. En outre, à rendement égal, le volume de l'installation est considérablement réduit. This result is fundamental and cnnstitute a considerable and totally unexpected progress compared to the prior techniques, in particular that described in the American patent 3,270,512 cited in the preamble. Indeed, if we adopted this NASA system on the ground, we would have only one cycle per day, whereas on the other hand, the device of the invention makes it possible to have up to at least one hundred or so. This progress in a ratio of 1 to 100 is unexpected and considerable. In addition, for equal performance, the volume of the installation is considerably reduced.

Toutefois, l'inversion du cycle est une opération brusque et la cuve qui était désorbée est chaude alors qu'elle devient adsorbante et devrait être froide et vice et versa. La compensation de ces températures provoque des pertes de chaleur, ce qui diminue le coefficient de performance (COP). However, reversing the cycle is a sudden operation and the tank that was desorbed is hot while it becomes adsorbent and should be cold and vice versa. The compensation of these temperatures causes heat losses, which decreases the coefficient of performance (COP).

Pour pallier cet inconvénient, on passe par une phase intermédiaire de courte durée (figure 4) au cours de laquelle l'eau de refroidissement du circuit 19 de la cuve 4 passe également dans la cuve 3. Pour ce faire, on modifie les vannes 14 et 15 pour avoir un passage direct (par exemple par des vannes à quatre voies), de manière à ce que le fluide de refroidissement (l'eau) traverse les tuyauteries des deux échangeurs 5 et 6 respectivement des deux cuves 3 et 4 comme indiqué par le circuit représenté en pointillés à la figure 4. Ainsi, le transfert d'une partie de la chaleur sensible d'une cuve à l'autre attenue le délai pour, selon le cas, refroidir ou réchauffer la cuve. Celà augmente le coefficient de performance de l'installation. To overcome this drawback, we pass through an intermediate phase of short duration (FIG. 4) during which the cooling water of the circuit 19 of the tank 4 also passes into the tank 3. To do this, we modify the valves 14 and 15 to have a direct passage (for example by four-way valves), so that the cooling fluid (water) passes through the pipes of the two exchangers 5 and 6 respectively of the two tanks 3 and 4 as indicated by the circuit shown in dotted lines in FIG. 4. Thus, the transfer of part of the sensible heat from one tank to the other attenuates the time period for, as the case may be, cooling or heating the tank. This increases the performance coefficient of the installation.

Pendant la deuxième phase, le circuit de l'eau de chauffage va de la source de chaleur 1 jusqu'à la vanne 14 qui la renvoie dans I'échangeur 6 de la cuve 4, de là arrive à la seconde vanne 15 et retourne à la source de chaleur 1. During the second phase, the heating water circuit goes from the heat source 1 to the valve 14 which returns it to the exchanger 6 of the tank 4, from there arrives at the second valve 15 and returns to heat source 1.

Pendant ce temps, le circuit du fluide frigorigène va de la cuve 4, arrive à la vanne 17 qui l'envoie sur le condenseur 9, pénètre dans l'évaporateur 12,de là repasse sur la vanne 16 qui le renvoie en tête de la cuve 3. During this time, the refrigerant circuit goes from the tank 4, arrives at the valve 17 which sends it to the condenser 9, enters the evaporator 12, from there returns to the valve 16 which returns it to the top of the tank 3.

En revanche, le circuit de refroidissement est alors établi dans la cuve 3, passe donc par la tuyauterie de l'échangeur 5 de de cette cuve, arrive à la vanne 15, passe dans l'échangeur 20 et par la vanne 14 est renvoyé en tête de la cuve. On the other hand, the cooling circuit is then established in the tank 3, therefore passes through the piping of the exchanger 5 of this tank, arrives at the valve 15, passes through the exchanger 20 and through the valve 14 is returned to tank head.

Pendant le cycle, la masse de zéolithe est donc utilisée plusieurs fois dans la même journée et donc pour une puissance frigorifique donnée, la masse de zéolithe est beaucoup plus faible que dans un système intermittent. During the cycle, the mass of zeolite is therefore used several times in the same day and therefore for a given cooling capacity, the mass of zeolite is much lower than in an intermittent system.

Comme déjà dit, la figure 5 représente un échangeur d'un type tubulaire connu susceptible d'être utilisé en 9 et 12. Ce condenseur se compose d'une arrivée de fluide frigorigène sous forme de vapeur 31 dans une enceinte cylindrique 32 d'où part une multitude de tuyauteries 33 disposées de part et d'autre du dessous de ce cylindre 32, lesdites tuyauteries 33 débouchant dans un second cylindre 34 où sont récupérés les condensats des vapeurs amenées en 31. As already said, FIG. 5 represents an exchanger of a known tubular type capable of being used in 9 and 12. This condenser consists of an inlet for refrigerant in the form of vapor 31 in a cylindrical enclosure 32 from which share a multitude of pipes 33 arranged on either side of the underside of this cylinder 32, said pipes 33 opening into a second cylinder 34 where the condensates of the vapors supplied at 31 are recovered.

Une tuyauterie 35 prélève le liquide formé et l'amène à un organe intermédiaire de stockage 36 avant de le renvoyer dans le circuit normal. Les tuyauteries verticales 33 sont décalées de manière à faciliter le passage de l'eau ou de l'air de refroidissement.A pipe 35 takes the liquid formed and brings it to an intermediate storage member 36 before returning it to the normal circuit. The vertical pipes 33 are offset so as to facilitate the passage of water or cooling air.

Une telle installation présente de nombreux avantages par rapport aux solutions commercialisées à ce jour. On peut citer
- possibilité de produire du froid à la demande,
- possibilité de produire du froid à partir d'un capteur solaire, même pendant la journée, c'est-à-dire pendant les heures où on en a le plus besoin,
- grâce à la phase intermédiaire de récupération de la chaleur et une utilisation optimum de la zéolithe, meilleur COP que le système intermittent,
- système relativement statique, donc investissement et entretien réduits et meilleure fiabilité.Such an installation has many advantages over the solutions marketed to date. We can cite
- possibility of producing cold on demand,
- possibility of producing cold from a solar collector, even during the day, that is to say during the hours when it is most needed,
- thanks to the intermediate heat recovery phase and optimum use of the zeolite, better COP than the intermittent system,
- relatively static system, therefore reduced investment and maintenance and better reliability.

Outre les avantages considérables déjà cités par rapport au dispositif décrit dans le brevet américain 3,270,512 de NASA,cité dans le préambule, on peut ajouter également
- production de froid amélioré de moitié du fait de la phase intermédiaire,
- à puissance égale, réduction sensible de la quantité de composé absorbant nécessaire,
- utilisation au sol, sans exposition aux rayonnements directs du soleil.In addition to the considerable advantages already mentioned compared to the device described in US Patent 3,270,512 to NASA, cited in the preamble, one can also add
- production of cold improved by half due to the intermediate phase,
- at equal power, significant reduction in the amount of absorbent compound required,
- use on the ground, without exposure to direct sunlight.

De la sorte, on peut utiliser ce type d'installation avec suc cès partout où l'on désire produire économiquement du froid,notamment pour la conservation et surtout pour la climatisation. In this way, this type of installation can be used successfully wherever it is desired to economically produce cold, in particular for storage and especially for air conditioning.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1 / Refrigeration process in which

an adsorbent compound, in divided form, on which a refrigerant has been adsorbed is heated until evaporation,

- the vapors thus produced of refrigerant are condensed and the liquid thus produced is stored,

- then this refrigerant is vaporized again and adsorbed again on the body adsorbing the vapors thus relaxed, so that this expansion produces cold,

- And in which one operates by means of two tanks containing the adsorbent compound, these two tanks working respectively and alternately in desorption and in adsorption, characterized in that during the treatment, the tank working in adsorption is cooled by passage of a fluid refrigerant both on the condenser and on said tank.

2 / Process according to claim 1, characterized in that the adsorption-desorption cycle is reversed when the essential part of the adsorbent compound of the desorbed tank is desorbed, that is to say when each tank is close to its point of balanced.

3 / Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that before the inversion of the cycle, the temperatures between the two tanks are equalized.

4 / Refrigerant installation of the type comprising

- a heat source intended "to heat a heating fluid,

- a solid adsorbent compound having a large adsorption capacity and a low adsorption energy,

- a refrigerant adsorbed on said solid adsorbent compound,

- a condenser intended to liquefy the vapors of coolant produced under the effect of the action of the heating fluid coming from the heat source and passing through the adsorbent compound charged with refrigerant, - - an evaporator intended to vaporize the liquid refrigerant produced,

- And two tanks intended to receive the adsorbent compound, said tanks working respectively one-in desorption, the other in adsorption, characterized in that said tanks are connected on the one hand between them and on the other hand, by a set of valves and piping to both the condenser and the evaporator.

5 / Installation according to claim 4, characterized in that it has a means capable of automatically switching the valves connecting the tanks between them and the condenser and the evaporator.

6 / Installation according to one of claims 4 and 5, characterized in that the heat exchange between the adsorbent compound containing the adsorbed refrigerant and the heating fluid is effected by passage of the latter in a battery of pipes provided with 'fins, said battery being placed in the tank and the adsorbent compound being disposed against the tube and between the fins so as to ensure thermal contact.

7 / Refrigerating installation according to one of claims 4 to 6, characterized in that it comprises

- a heat source intended to heat a heating fluid,

- two tanks connected by a set of pipes and valves to the heat source each containing

a temperature exchanger through which said heating fluid circulates

fage,

and an adsorbent compound intended to adsorb a refrigerant fluid

uncomfortable,

- a vacuum refrigerant circuit connecting each tank

first of all to a first heat exchanger serving as a con

density for the refrigerant,

then, in series, to a second exchanger placed in a tank

buffer intended to store the frigories produced.