FR2499831A1 - Recuperative heat exchanger for hot air feed of tobacco dryer - uses hot moist exhaust air to preheat fresh make=up air - Google Patents

Recuperative heat exchanger for hot air feed of tobacco dryer - uses hot moist exhaust air to preheat fresh make=up air Download PDF

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Abstract

The recuperative heat exchanger is for a hot air circulating system of a tobacco drying chamber. The source of heat which is passed through primary passages of the exchanger is the hot moist air to be exhausted to atmosphere from the air circulating system. The heat exchanger secondary passages convey incoming atmospheric air to be preheated ready to enter the circulating system. Heat is transferred between the primary and secondary passages via one or more static plates which may be flat, corrugated, ridged, etc.

Description

La présente invention concerne les séchoirs à tabac, en particulier à air chaud, et a pour objet un économiseur d'énergie pour de tels séchoirs. The present invention relates to tobacco driers, in particular hot air, and relates to an energy saver for such driers.

Le sèchage de certaines variétés de tabac, en particulier des tabacs de type Virginie ou Burley, doit être effectué à l'air chaud dans des séchoirs à ventilation forcée ou à convection d'air chaud, ou encore au moyen d'autres dispositifs propulsant à travers le tabac une masse d'air chaud. Ce sèchage s'effectue en différentes phases avec une élévation progressive de la température et un contrôle de l'humidité à l'intérieur du séchoir. Les différentes phases sont le jaunissement ou la coloration, la fixation de la couleur et la dessiccation du tabac. The drying of certain varieties of tobacco, in particular tobacco of the Virginia or Burley type, must be carried out with hot air in dryers with forced ventilation or with convection of hot air, or by means of other devices propelling through the tobacco a mass of hot air. This drying takes place in different phases with a gradual rise in temperature and humidity control inside the dryer. The different phases are yellowing or coloring, fixing the color and drying the tobacco.

Actuellement, le contrôle de l'humidité est réalisé, au cours de ces différentes phases, par introduction progressive dans le échoir d'une certaine quantité d'air frais en remplacement d'une quantité équivalente d'air chaud et humide évacuée à l'extérieur du séchoir. Currently, humidity control is carried out, during these different phases, by progressive introduction into the rack of a certain quantity of fresh air in replacement of an equivalent quantity of hot and humid air evacuated to the exterior of the dryer.

Toutefois, dans ces sechoirs du type Bulk curing, ou analogue, le rejet d'air chaud et humide a pour conséquence une perte d'énergie calorifique très importante. However, in these dryers of the Bulk curing type, or the like, the rejection of hot and humid air results in a very significant loss of heat energy.

La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient. The object of the present invention is to overcome this drawback.

Elle a, en effet, pour objet un économiseur d'énergie pour séchoirs à tabac du type à circulation d'air chaud, caractérisé en ce qu'il est constitué par un échangeur de chaleur statique, dont la source chaude est constituée par un circuit de circulation de l'air chaud et humide à évacuer du séchoir, et qui est muni d'un circuit de préchauffage de l'air frais extérieur, ces deux circuits étant séparés par une ou plusieurs plaques d'échange ou par des dispositifs à chicanes. It has, indeed, for object an energy saver for tobacco dryers of the hot air circulation type, characterized in that it is constituted by a static heat exchanger, the hot source of which is constituted by a circuit circulation of hot and humid air to be evacuated from the dryer, and which is provided with a circuit for preheating fresh outside air, these two circuits being separated by one or more exchange plates or by baffle devices .

Conformément à une variante de réalisation de l'invention, l'économiseur est constitué par une pompe à chaleur, dont la source froide est reliée à la sortie d'air chaud et humide du séchoir et la source chaude à l'entrée d'air à préchauffer. According to an alternative embodiment of the invention, the economizer is constituted by a heat pump, the cold source of which is connected to the outlet of hot and humid air from the dryer and the hot source to the inlet of air to preheat.

Selon une autre variante de réalisation de l'invention, l'économiseur est constitué par un capteur solaire traversé par l'air entrant à préchauffer, l'air chaud et humide étant évacué à l'atmosphère ou recyclé dans ledit capteur. According to another alternative embodiment of the invention, the economizer is constituted by a solar collector through which the incoming air to be preheated, the hot and humid air being evacuated to the atmosphere or recycled into said collector.

Conformément à une autre caractéristique de l'invention, l'économiseur est constitué par un échangeur de chaleur relié à une source de chaleur extérieure. According to another characteristic of the invention, the economizer is constituted by a heat exchanger connected to an external heat source.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un séchoir équipé d'un économiseur conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe suivant A-A de la figure 1 la figure 3 est une vue partielle en perspective d'un économiseur la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de l'invention ; les figures 5 et 6 sont des vues analogues à celle de la figure 4 d'autres variantes de réalisation de l'invention ; les figures 7 et 8 représentent en des vues en coupe longitudinale, un économiseur sôus forme d'un capteur solaire respectivement en position de préchauffage d'air frais et en position de régénération d'air, et la figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'une autre variante de réalisation de l'invention. The invention will be better understood thanks to the description below, which relates to preferred embodiments, given by way of nonlimiting examples, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which FIG. 1 is a view in longitudinal section of a dryer equipped with an economizer according to the invention; Figure 2 is a sectional view along A-A of Figure 1 Figure 3 is a partial perspective view of an economizer Figure 4 is a longitudinal sectional view of an alternative embodiment of the invention; Figures 5 and 6 are views similar to that of Figure 4 of other alternative embodiments of the invention; FIGS. 7 and 8 show in longitudinal section views, an economizer in the form of a solar collector respectively in the preheating position for fresh air and in the air regeneration position, and FIG. 9 is a view in longitudinal section of another alternative embodiment of the invention.

Conformément à l'invention, et comme le montrent plus particulièrement, à titre d'exemple, les figures 1 et 2 des dessins annexés, l'économiseur d'énergie 1 pour séchoirs à tabac 2 du type à circulation d'air chaud et formé par un échangeur de chaleur statique dont la source chaude 3 est constituée par un circuit de circulation de l'air chaud et humide à évacuer du séchoir 2, et qui est muni d'un circuit 4 de préchauffage de l'air frais extérieur, ces deux circuits étant séparés par une plaque d'échange 5. According to the invention, and as shown more particularly, by way of example, Figures 1 and 2 of the accompanying drawings, the energy saver 1 for tobacco driers 2 of the type with circulation of hot and formed air by a static heat exchanger, the hot source 3 of which is formed by a circuit for circulating the hot and humid air to be removed from the dryer 2, and which is provided with a circuit 4 for preheating the outside fresh air, these two circuits being separated by an exchange plate 5.

Le circuit 3 de circulation de l'air chaud et humide est relié à l'intérieur du séchoir 2 par l'intermédiaire d'une bouche 6, et ledit air chaud est évacué à l'atmosphère après refroidissement sur la plaque 5 à travers des sorties 7. La plaque 5 peut être plane, ou présenter, comme le montre la figure 2, une forme pliée, ou encore oi!dulée, ou autre. La circulation de l'air à préchauffer et de l'air chaud et humide peut s'effectuer soit dans le même sens, soit à contre-courant, soit à courants croisés. The circuit 3 for circulating the hot and humid air is connected to the interior of the dryer 2 via a mouth 6, and the said hot air is evacuated to the atmosphere after cooling on the plate 5 through outputs 7. The plate 5 can be flat, or have, as shown in Figure 2, a folded shape, or even corrugated, or other. The circulation of the air to be preheated and the hot and humid air can be carried out either in the same direction, or against the current, or with cross currents.

L'économiseur 1 peut également être constitué par plusieurs circuits 3' et 4' superposés, dans lesquels la circulation de l'air s'effectue, par exemple, par courants croisés, ou autres (figure 3). Les plaques d'échange entre les différents circuits sont avantageusement en aluminium ou en tout autre matériau présentant une bonne conductibilité thermique. The economizer 1 can also be constituted by several superimposed circuits 3 ′ and 4 ′, in which the air circulation takes place, for example, by crossed currents, or others (FIG. 3). The exchange plates between the different circuits are advantageously made of aluminum or any other material having good thermal conductivity.

Conformément à une caractéristique de l'invention, la surface supérieure 8 de l'économiseur 1 peut être sous forme d'un vitrage transparent permettant de combiner l'échange thermique précité avec un apport de chaleur sous forme d'énergie solaire absorbée par la plaque 5, qui est alors avantageusement munie d'une peinture absorbante. En fonctionnement nocturne, seul l'échange de chaleur par la plaque 5 subsiste. According to a characteristic of the invention, the upper surface 8 of the economizer 1 can be in the form of a transparent glazing making it possible to combine the above-mentioned heat exchange with a supply of heat in the form of solar energy absorbed by the plate. 5, which is then advantageously provided with an absorbent paint. In night operation, only the heat exchange by the plate 5 remains.

La circulation des courants d'air chaud et humide et d'air à préchauffer peut être réalisée, soit par la dépression et la surpression engendrées par le ventilateur principal du séchoir 2 s'il en existe un, soit par un autre dispositif de ventilation agissant sur l'air sortant ou sur l'air entrant. The circulation of the streams of hot and humid air and of air to be preheated can be achieved, either by the depression and the overpressure generated by the main fan of the dryer 2 if there is one, or by another ventilation device acting on the outgoing air or on the incoming air.

La figure 4 montre un séchoir 2 équipé d'un économiseur sous forme d'un échangeur de chaleur rotatif 9 constitué par un carter dans lequel tourne un disque épais muni de perforations axiales, par exemple en nid d'abeilles, à travers lesquelles s'écoule l'air chaud et humide, amené par une gaine 10, puis, après rotation, l'air à préchauffer, qui est amené dans le séchoir 2 par une autre gaine 11. FIG. 4 shows a dryer 2 equipped with an economizer in the form of a rotary heat exchanger 9 constituted by a casing in which rotates a thick disc provided with axial perforations, for example honeycomb, through which s' hot and humid air flows, brought by a sheath 10, then, after rotation, the air to be preheated, which is brought into the dryer 2 by another sheath 11.

L'économiseur selon l'invention peut également se présenter sous forme d'un dispositif à circulation de fluide (figure 5) ou d'une pompe à chaleur (figure 6). Ainsi, dans le premier cas, la source froide est sous forme d'un échangeur 12 traversé par l'air chaud et humide sortant du séchoir 2, et la source chaude est constituée par un autre échangeur 12' traversé par l'air à préchauffer entrant dans le séchoir 2, le fluide caloporteur constitué, par exemple, par de l'eau étant mis en circulation au moyen d'une pompe 13. The economizer according to the invention can also be in the form of a fluid circulation device (FIG. 5) or a heat pump (FIG. 6). Thus, in the first case, the cold source is in the form of an exchanger 12 through which the hot and humid air leaves the dryer 2, and the hot source consists of another exchanger 12 'through which the air to be preheated entering the dryer 2, the heat transfer fluid consisting, for example, of water being circulated by means of a pump 13.

Dans le cas d'une pompe de chaleur, par exemple du type air/air (figure 6) l'air chaud sortant du séchoir 2, tra verse l'évaporateur 14 d'un compresseur 15 dont le condenseur 16 est traversé par l'air à préchauffer. In the case of a heat pump, for example of the air / air type (FIG. 6), the hot air leaving the dryer 2 passes through the evaporator 14 of a compressor 15 whose condenser 16 is crossed by the air to preheat.

Il est également possible, comme le montrent les figures 7 et 8, d'utiliser pour le préchauffage de l'air entrant dans le séchoir 2 l'énergie solaire. A cet effet, l'économiseur est sous forme d'un capteur solaire 17 muni d'une vitre transparente 18 et d'une plaque absorbante 19. It is also possible, as shown in FIGS. 7 and 8, to use solar energy for the preheating of the air entering the dryer 2. To this end, the economizer is in the form of a solar collector 17 provided with a transparent window 18 and an absorbent plate 19.

Dans ce cas, comme le montre la figure 7, l'air à préchauffer traverse le capteur 17 et s'échauffe au contact de la plaque 19 avant de pénétrer dans le séchoir 2. En outre, durant les phases de basse température, c'est-à-dire pendant le jaunissement et le début de la fixation de la couleur, il est possible d'effectuer un recyclage de l'air au moyen de volets 20, en réalisant une circulation en circuit fermé grâce au ventilateur du générateur de chaleur 21 (figure 8). Pour l'évacuation de l'air chaud et humide est prévu un volet 22.In this case, as shown in FIG. 7, the air to be preheated passes through the sensor 17 and heats up in contact with the plate 19 before entering the dryer 2. Furthermore, during the low temperature phases, it that is to say during the yellowing and the beginning of the fixing of the color, it is possible to carry out a recycling of the air by means of flaps 20, by carrying out a circulation in closed circuit thanks to the fan of the heat generator 21 (Figure 8). For the evacuation of hot and humid air is provided a shutter 22.

Enfin, il est également possible de réaliser un préchauffage de l'air au moyen d'un échangeur de chaleur 23, fixé sur l'entrée 24 d'air à préchauffer du séchoir 2, et relié à une source de chaleur extérieure quelconque. Finally, it is also possible to preheat the air by means of a heat exchanger 23, fixed on the air inlet 24 to be preheated from the dryer 2, and connected to any external heat source.

D'autre part, afin d'éviter une évacuation trop importante d'air chaud humide, il est possible d'assècher ledit air au moyen de ses, ou de plaques de cbndensation ou de manière chimique, de sorte que les pertes de chaleur sont réduites à un minimum, l'air étant simplement recyclé dans 1 'économiseur.  On the other hand, in order to avoid an excessive evacuation of humid hot air, it is possible to dry said air by means of its, or of condensation plates or chemically, so that the heat losses are reduced to a minimum, the air being simply recycled in one economizer.

Grâce à l'invention, il est possible de réaliser des économies d'énergie importantes dans la conduite de séchoirs à tabac. Thanks to the invention, it is possible to achieve significant energy savings in the operation of tobacco driers.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.  Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements, or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.

Claims (9)

-REVENDICATIONS- CLAIMS 1. Economiseur d'énergie pour séchoirs à tabac du type à circulation d'air chaud, caractérisé en ce qu'il est constitué par un échangeur de chaleur statique dont la source chaude (3) est constituée par un circuit de circulation d'air chaud et humide à évacuer du séchoir (2), et qui est muni d'un circuit (4) de préchauffage de l'air frais extérieur, ces deux circuits étant séparés par une ou plusieurs plaques d'échange (5) ou par des dispositifs à chicanes. 1. Energy saver for tobacco dryers of the hot air circulation type, characterized in that it is constituted by a static heat exchanger whose hot source (3) is constituted by an air circulation circuit hot and humid to evacuate from the dryer (2), and which is provided with a circuit (4) for preheating the fresh outside air, these two circuits being separated by one or more exchange plates (5) or by baffle devices. 2. Economiseur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de circulation de l'air chaud et humide (3) est relié à l'intérieur du séchoir (2) par l'intermédiaire d'une bouche (6), et ledit air chaud est évacué à l'atmosphère après refroidissement sur la ou les plaques d'échange (5), à travers des sorties (7), la plaque (5) pouvant être plane, pliée, ondulée, ou présenter une autre forme, et la circulation de l'air à préchauffer et de l'air chaud et humide pouvant s'effectuer, soit à contre-courant, soit dans le même sens, soit à courants croisés. 2. Economiser according to claim 1, characterized in that the circuit for circulating the hot and humid air (3) is connected to the interior of the dryer (2) by means of a mouth (6), and said hot air is evacuated to the atmosphere after cooling on the exchange plate or plates (5), through outlets (7), the plate (5) possibly being flat, folded, corrugated, or having another shape , and the circulation of the air to be preheated and of the hot and humid air which can be effected, either against the current, or in the same direction, or with cross currents. 3. Economiseur, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est constitué par plusieurs circuits (3', 4') superposés, dans lesquels la circulation de l'air s'effectue par courants croisés, les plaques d'échange entre les différents circuits étant avantageusement en aluminium ou en tout autre matériau présentant une bonne conductibilité thermique. 3. Economiser according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it is constituted by several superimposed circuits (3 ′, 4 ′), in which the air circulation is effected by crossed currents, the exchange plates between the different circuits advantageously being made of aluminum or any other material having good thermal conductivity. 4. Economiseur, suivant l'une quelconque des revendicd- tions 1 à 3, caractérisé en ce que sa surface supérieure (8) est sous forme d'un vitrage transparent permettant de combiner l'échange thermique avec un apport de chaleur sous forme d'énergie solaire absorbée par la plaque d'échange (5) qui est avantageusement munie d'une peinture absorbante. 4. Economiser, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that its upper surface (8) is in the form of a transparent glazing making it possible to combine the heat exchange with a supply of heat in the form of solar energy absorbed by the exchange plate (5) which is advantageously provided with an absorbent paint. 5. Economiseur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est sous forme d'un échangeur de chaleur rotatif (9) constitué par un carter dans lequel tourne un disque épais muni de perforations axiales, par exemple en nid d'abeilles, à travers lesquelles s'écoule l'air chaud et humide amené par une gaine (10), puis, après rotation, l'air à préchauffer, qui est amené dans le séchoir (2) par une autre gaine (11).  5. Economizer according to claim 1, characterized in that it is in the form of a rotary heat exchanger (9) constituted by a housing in which rotates a thick disc provided with axial perforations, for example honeycomb , through which flows the hot and humid air supplied by a sheath (10), then, after rotation, the air to be preheated, which is brought into the dryer (2) by another sheath (11). 6. Economiseur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par un dispositif à circulation de fluide (figure 5) ou par une pompe à chaleur (figure 6) dont la source froide (12-14) est reliée à la sortie d'air chaud et humide du séchoir (2) et la source chaude (12', 16) à l'entrée d'air à préchauffer. 6. Economiser according to claim 1, characterized in that it is constituted by a fluid circulation device (FIG. 5) or by a heat pump (FIG. 6) whose cold source (12-14) is connected to the hot and humid air outlet from the dryer (2) and the hot source (12 ', 16) at the air inlet to be preheated. 7. Economiseur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par un capteur solaire (17) traversé par l'air entrant à préchauffer, l'air chaud et humide étant évacué à l'atmosphère ou recyclé dans ledit capteur (17). 7. Economizer according to claim 1, characterized in that it is constituted by a solar collector (17) through which the incoming air to be preheated, the hot and humid air being evacuated to the atmosphere or recycled in said collector (17). 8. Economiseur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par un échangeur de chaleur (23) relié à une source de chaleur extérieure et fixé sur l'entrée (24) d'air à préchauffer. 8. Economiser according to claim 1, characterized in that it is constituted by a heat exchanger (23) connected to an external heat source and fixed on the inlet (24) of air to be preheated. 9. Economiseur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est muni d'un dispositif d'assèchement d'air à sels, chimique ou à plaques de condensation.  9. Economiser according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it is provided with a device for drying air with salts, chemical or with condensation plates.
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