FR2584174A1

FR2584174A1 - Procede de generation, d'accumulation et de restitution de frigories et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede

Info

Publication number: FR2584174A1
Application number: FR8509978A
Authority: FR
Inventors: Simon Laszlo; Jean Pfau; Marcel Chuard
Original assignee: Coldeco SA
Current assignee: Coldeco SA
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1987-01-02

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR ACCUMULER ET RESTITUER DU FROID A UN CIRCUIT D'UTILISATION. CE DISPOSITIF COMPORTE UNE ENCEINTE 10 ENTOUREE D'UNE GAINE D'ISOLATION THERMIQUE 11 CONTENANT UN FLUIDE ACCUMULATEUR DE FRIGORIES 12, UN ECHANGEUR DE CHALEUR 13 PLONGE DANS LE FLUIDE ACCUMULATEUR DE FRIGORIES ET VEHICULANT UN FLUIDE CALOPORTEUR 14, UN INJECTEUR 15 D'UN FLUIDE FRIGORIGENE 16 ET UNE BOUCHE D'ASPIRATION 17 DU FLUIDE FRIGORIGENE 16 A L'ETAT DE VAPEUR. LA DISPOSITION DE L'INJECTEUR ET LE FROID DES FLUIDES SONT TELS QU'IL SE FORME A L'INTERIEUR DE L'ENCEINTE 10 UNE BOUILLIE 21 MOUILLEE DE PARTICULES DE FLUIDE 12 SOLIDIFIE AU-DESSOUS DU NIVEAU LIBRE 20 ET UNE MASSE 22 DE CES PARTICULES DISPOSEE AU-DESSUS DU NIVEAU LIBRE. L'AVANTAGE DE CE SYSTEME EST QUE LE FLUIDE FRIGORIGENE 16 TRAVERSE LADITE BOUILLIE 21 POUR ETRE RECEUILLI PAR LA BOUCHE D'ASPIRATION 17.

Description

PROCEDE DE GENERATION, D'ACCUMULATION ET DE RESTITUTION DE FRIGORIES
ET DISPOSITIF POUR LA HISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE
La presente invention concerne un procédé de génération. d'accumulation et de restitution de frigories, dans lequel on effectue la génération de frigories par l'évaporation d'un fluide frigorigène injecte au moins partiellement à l'état liquide, dans un fluide accumulateur de froid remplissant partiellement une enceinte, dans laquelle on effectue l'accumulation du froid en formant dans cette enceinte une masse compacte poreuse de particules de fluide accumulateur de froid solidifié, et dans lequel on restitue au moins une partie des frigories accumulées en engendrant la circulation d'un fluide caloporteur A travers un circuit d'utilisation, ce fluide caloporteur étant prealablement conduit à travers ladite masse compacte poreuse.

Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procedé, comportant une enceinte, des moyens pour injecter un fluide frigorigène au moins partiellement a l'étant liquide dans un fluide accumulateur de froid remplissant partiellement cette enceinte, des moyens pour recueillir ledit fluide frigorigene à l'état gazeux au haut de ladite enceinte, ces moyens (tant agencés pour engendrer la formation dans ladite enceinte d'une masse compacte poreuse de particules de fluide accumulateur de froid solidifié, et des moyens pour restituer au moins une partie des frigories accumulées en engendrant la circulation d'un fluide caloporteur à travers un circuit d'utilisation, ce fluide caloporteur étant préalablement conduit à travers ladite masse compacte poreuse.
On connait divers procédés et dispositifs de ce type décrits notamment dans la demande de brevet suédois publiée sous le numéro 1114 504.

Selon ce document, le dispositif comporte une enceinte contenant un fluide accumulateur susceptible d'accumuler du froid, dans lequel on injecte, par le sommet de l'enceinte, un fluide frigorigene qui se vaporise dans le fluide accumulateur à l'état liquide. Il se forme une masse congelée de liquide accumulateur qui se dépose au fond de l'enceinte, sous une couche de réfrigérant liquide. Un échangeur est immergé dans la masse congelée pour prélever des frigories et les transmettre à un circuit d'utilisation.

Ce dispositif présente plusieurs inconvénients. Il nécessite notamment l'utilisation de fluides spéciaux dont les densités à l'état solide et liquide sont telles qu'on puisse obtenir la disposition représentée en particulier par la fig. 3. En outre, la masse congelée est constituée d'un bloc statique déposé au fond de l'enceinte et l'échangeur de chaleur en apportant des calories peut provoquer une fusion partielle de cette masse au voisinage de cet échangeur, de sorte que le contact masse froide-échangeur peut etre interrompu, ce qui a pour effet de diminuer l'efficacité du systeme.

La présente invention a pour objet de mettre à la disposition des utilisateurs un procédé et un dispositif du type mentionné ci-dessus, de construction simple et économique pouvant utiliser un fluide accumulateur traditionnel tel que l'eau, un mélange eutectique de sels ou similaire, et permettant de garantir une grande efficacité thermodynamique de l'ensemble.

La formation d'une bouillie compacte homogéne, mais néanmoins poreuse permet d'obtenir une surface d'échange thermique très grande entre les particules solides et le fluide caloporteur, ce qui permet de reduire considérablement le temps de réponse du système et 1.'utilisation efficace du dispositif aux heures de pointe, au moment ot la demande est particulièrement grande.

Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on forme ladite masse compacte poreuse de telle maniere qu'elle s'étend sensiblement sur toute la surface libre de fluide accumulateur, en ce que l'on injecte ledit fluide frigorigene au moins partiellement à l'étant liquide en dessous de ladite surface libre et en ce que l'on recueille ledit fluide frigorigène à l'état gazeux audessus de ladite surface libre, de telle manière qu'il est contraint de traverser une épaisseur de ladite masse compacte poreuse.

Selon une première forme de réalisation avantageuse, le fluide accumulateur de froid est identique au fluide caloporteur et l'on fait circuler le fluide caloporteur directement à travers ladite masse compacte poreuse å l'intérieur de l'enceinte. Le fluide caloporteur refroidi peut entre prélevé au haut de l'enceinte et ce fluide rechauffe par le circuit d'utilisation peut être introduit dans l'enceinte au bas de cette derniere. Toutefois, selon une autre forme de réalisation, le fluide caloporteur refroidi peut être prélevé au bas de l'enceinte et ce fluide rechauffé peut être introduit dans l'enceinte au sommet de cette dernière.

Dans ce dernier cas, on disperse avantageusement le fluide caloporteur réchauffé sous forme d'une pluie fine uniforme répartie sur toute la surface de la masse compacte poreuse qui s'étend à la surface libre du fluide accumulateur.

De façon similaire, on peut introduire le fluide caloporteur réchauffe par le circuit d'utilisation au bas de l'enceinte en divisant le jet entrant pour répartir sensiblement uniformément les courants de ce fluide à travers la masse compacte poreuse.

Dans ce but également le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est caracterise en ce que les moyens pour injecter le fluide frigorigène au moins partiellement å l'état liquide dans le fluide accumulateur sont ménagés au bas de ladite enceinte, les moyens pour recueillir le fluide figorigene à l'état vapeur étant ménagés au haut de ladite enceinte, et en ce que les moyens d'injection sont disposés de telle manière que la masse compacte poreuse s'étende sensiblement sur toute la surface libre du fluide accumulateur, pour que le fluide frigorigène soit contraint de traverser une épaisseur de cette masse compacte poreuse.

Selon un mode de réalisation particulier, le conduit d'entrée et le conduit de sortie du fluide caloporteur du circuit d'utilisation sont raccordes par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur monté à l'intérieur de l'enceinte, dans ladite masse compacte poreuse de particules de fluide accumulateur solidifié. Selon un autre mode de réalisation dans lequel le fluide accumulateur de froid est identique au fluide caloporteur, le conduit d'entrée et le conduit de sortie de fluide caloporteur du circuit d'utilisation débouchent librement à l'intérieur de l'enceinte contenant le fluide accumulateur. Le conduit de sortie de fluide caloporteur refroidi peut être dispose au haut de l'enceinte et le conduit d'entrée de fluide caloporteur rechauffé peut être disposé au bas de cette enceinte.La diposition inversée peut également être envisagée, c'est-å-dire que le conduit de sortie du fluide caloporteur refroidi peut être disposé au bas de l'enceinte et le conduit d'entrée de fluide caloporteur rechauffé peut être monté au somme de cette enceinte.

Dans ce dernier cas, le conduit d'entrée est avantageusement raccordé à des moyens pour disperser en une pluie uniforme le jet de fluide caloporteur réchauffé provenant du circuit d'utilisation. Ces moyens peuvent comporter au moins uP tourniquet ou au moins un dispositif du type pomme d'arrosage ou buse de giclage.

Par ailleurs, le conduit d'entrée du fluide caloporteur réchauffé dans le circuit d'utilisation peut egalement être raccordé à un organe pour disperser les jets et engendrer une série de courants ascendants dispersés à travers la masse compacte poreuse.

Dans le cas ou le conduit de sortie du fluide caloporteur refroidi est ménagé au haut de l'enceinte, une grille est avantageusement disposée au voisinage de la partie supérieure de l'enceinte pour retenir la masse compacte poreuse au-dessous et à proximité du niveau libre de fluide accumulateur-caloporteur.

L'organe pour disperser les jets du fluide caloporteur rechauffé penétrant dans l'enceinte peut être constitué par une grille. Il peut également être constitué par un tube allongé pourvu d'une série de buses et/ou d'orifices calibrés.

Selon une forme de réalisation particulière, la citerne est construite en hauteur, de sorte que sa dimension verticale soit supérieure à ses dimensions horizontales. Toutefois, il est salement envisageable de réaliser des citernes allongees dont la dimension longitudinale horizontale est supérieure à la dimension verticale.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'enceinte comporte une série de chicanes hautes et basses disposées alternativement, délimitant des compartiments dont chacun contient un injecteur, ces chicanes étant agencées pour créer un trajet force du fluide caloporteur, ce traJet traversant à plusieurs reprises la couche de bouillie de particules de fluide accumulateur pour passer du conduit de retour au conduit de distribution.

L'échangeur de chaleur comporte de préférence des tubes formant une grille de retenue de la bouillie de particules de fluide accumulateur congelé, constamment poussée en appui contre lesdits tubes.

La presente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de rEalisation et du dessin annexé dans lequel
La figure l represente une vue en coupe verticale d'une première forme de realisation d'un dispositif selon l'invention,
La figure 2 représente une vue en coupe verticale d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention,
La figure 3 représente ue variante du dispositif illustré par la fig.

2,
La figure 4 représente une vue en coupe horizontale d'un dispositif selon l'invention dans lequel l'enceinte se présente sous la forme d'une citerne allongée,
La figure 5 represente une vue en coupe transversale du dispositif de la fig. 4 ou d'une variante de ce dispositif,
Les figures 6A et UB représentent des vues respectivement en coupe transversale et longitudinale d'une forme de réalisation particulière du dispositif selon l'invention dans lequel l'enceinte est constituée par une citerne allongée,
La figure 7 represente une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention,
La figure 8 représente une vue en perspective agrandie de l'échangeur de chaleur du dispositif de la fig. 7,
La figure 9 illustre schematiquement une disposition particuliere d'un échangeur de chaleur tel que prevu dans les dispositifs selon les figures 1 ou 7, et
La figure 10 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention.

En référence à la fig. 1, le dispositif representé comporte essentiellement une enceinte 10 entourée d'une gaine d'isolation thermique 11 contenant un fluide accumulateur de frigories 12, un échangeur de chaleur 13 plonge dans le fluide accumulateur de frigories et véhiculant un fluide caloporteur 14, un injecteur 15 d'un fluide frigorigene 16 et une bouche d'aspiration 17 du fluide frigori gène 16 à l'état de vapeur.

La gaine d'isolation thermique il est avantageusement constituée par une matiere minérale ou synthtique à pores fermés telle que par exemple de la mousse de verre ou de polyuréthane, pour former une barrière étanche contre la diffusion de la vapeur d'eau qui pourrait se condenser le long des parois exterieures de l'enceinte, réduire l'efficacité de l'isolation thermique, et poser des problèmes de corrosion.

Le circuit exterieur du fluide frigorigène comporte d'une manière connue en soi un compresseur (non représenté) raccordé à la bouche d'évacuation 17 et un : condenseur (non représente) raccordé a l'injecteur 15 par l'intermédiaire d'une vanne de détente 18.

L'injecteur est avantageusement constitué par un tube perforé comportant une série d'orifices calibrés 19 disposés le long de la surface superieure de ce tube.

L'échangeur de chaleur est avantageusement constitué par une série de boucles de tubes planes superposees, traversées par le fluide caloporteur d refroidir, et localisées en dessous du niveau libre 20 du fluide accumulateur de frigories 12 à l'état liquide. L'évaporation du fluide frigorigène 16 provoque une solidification de type floconneuse du fluide accumulateur de frigories, qui peut par exemple être de l'eau. une solution eutectique de sels ou tout autre fluide approprié ayant une capacité calorifique de fusion relativement grande.Dans la pratique, lorsque le système est en fonctionnement, et notamment dans la phase d'accumulation de froid, il se forme en dessous du niveau libre 20 une bouillie 21 mouillée de particules de fluide 12 solidifie, et au-desus de ce niveau libre 20 une masse sèche 22 de particules de fluide 12 solidifié.

La disposition de l'échangeur de chaleur sous le niveau libre de fluide liquide fait que cet échangeur est plongé dans la bouillie mouillee 21 dont les particules de fluide solidifié sont en contact de façon idéale avec la surface de l'échangeur, ce qui a pour effet de favoriser l'échange de chaleur entre le fluide caloporteur véhiculé par cet échangeur et le fluide accumulateur de froid.

Grace à la force ascensionnelle des particules de la bouillie 21 immergées dans le fluide à l'état liquide, les tubes de l'échangeur de chaleur 13 sont touJours en contact avec la bouillie, malgré sa fusion locale due à l'apport de chaleur par le fluide caloporteur véhiculé à travers 1 'échangeur.

Le dispositif illustre par la fig. 2 comporte comme précédemment une enceinte 10 entouree d'une gaine d'isolation thermique 11 contenant un fluide accumulateur de frigories 12, un inJecteur 15 d'un fluide frigorigène 16 et une bouche d'aspiration 17 du fluide frigorigene 16 à l'état vapeur.

Dans cet exemple, le fluide caloporteur est le fluide accumulateur de frigories, et l'échange de chaleur ne s'effectue plus au travers d'un échangeur de chaleur mais directement à l'intérieur de l'enceinte 10.

A cet effet, cette enceinte est pourvue d'un conduit de sortie 25 qui définit le debut du circuit d'utilisation (non représenté) véhiculant le fluide accumulateur-caloporteur 12 refroidi à l'intérieur de l'enceinte 10. Elle comporte egalement un conduit d'entrée 26 qui définit le retour du fluide accumulateur-caloporteur 12 réchauffé apres avoir traverse le circuit d'utilisation. Cette embouchure 26 est raccordée à un organe distributeur ou pulvérisateur 27 qui peut se presenter sous la forme d'un tourniquet, d'une pomme d'arrosage ou de tout autre élément permettant de répandre le fluide transporté en une pluie uniforme sur la surface superieure de la masse seche poreuse de cristaux de fluide congelé.Ce distributeur permet d'éviter ltecoule- ment du fluide accumulateur-caloporteur selon une trajectoire privilégiée à travers la masse froide contenue dans l'enceinte, et force ce dernier à traverser l'espace 28 rempli de fluide frigorigène à l'état gazeux surmontant la masse de particules de fluide accumulateurcaloporteur solidifié et sèche surnageant au-dessus de la bouillie mouillée de ces particules.

Dans ce dispositif, les gouttes de fluide frigorigène liquide sont entraînées de bas en haut, par le courant ascensionnel induit dans le fluide accumulateur-caloporteur liquide, par les bulles de fluide frigorigène évaporé par l'échange de chaleur avec le fluide accumulateur-caloporteur.

Dans la variante illustrée par la fig. 3, le sens de la circulation du fluide accumulateur-caloporteur 12 à l'intérieur de l'enceinte 10 est inverse par rapport au sens de circulation de ce fluide dans l'encein- te illustree par la fig. 2. Le dispositif comporte toujours une enceinte 10 entourée d'une gaine d'isolation thermique 11, un fluide accumulateur et caloporteur 12 contenu dans l'enceinte 10, un injecteur 15 de fluide frigorigéne 16 et une bouche d'aspiration de ce fluide à l'état vapeur, menagée au sommet de l'enceinte. Un conduit de sortie 30 du fluide accumulateur-caloporteur est ménagé dans la partie supérieure de l'enceinte 10, en dessous du niveau libre 31 de ce fluide et au-dessus d'une grille 32 ménagée horizontalement en travers de l'enceinte pour maintenir la bouillie composée d'un mélange de fluide accumulateur-caloporteur 12 à l'état liquide et de particules de fluide solidifié, en dessous de ce conduit de sortie. Cette grille a également pour fonction de maintenir en-dessous d'elle un bouchon compact de bouillie 21 s'étendant sur toute la largeur de l'enceinte 10, ce qui empêche la formation de passages directs de fluide accumulateur-caloporteur liquide à côté de la bouillie. Ceci garantit un refroidissement optimal de ce fluide accumulateur-caloporteur.Le conduit de sortie 30 communique avec un circuit d'utilisation (non représenté) et permet de prélever le fluide accumulateur-caloporteur a l'endroit ou il est théoriquement le plus froid, à savoir en contact avec des particules solides retenues par la grille 32.

Le retour du fluide accumulateur-caloporteur réchauffé à travers le circuit d'utilisation s'effectue par un conduit 33 ménagé dans la partie inférieure de l'enceinte 10, en dessous d'un distributeur 34 horizontal constitue par une plaque perfore localise-au-dessuA de l'injecteur 15. Ce distributeur a pour but de repartir uniformément le courant ascendant du fluide accumulateur-caloporteur 12 et de l'étaler sur toute la section de l'enceinte 10.

Le dispositif selon la fig. 4 comporte essentiellement une enceinte 10 entouree d'une gaine d'isolation 11 contenant un fluide accumulateur de froid et caloporteur 12, un dispositif injecteur 15 d'un fluide frigorigène 16 et une bouche d'aspiration 17 du fluide frigorigene à l'état vapeur.

Dans cette réalisation l'enceinte 10 se présente sous la forme d'une citerne relativement allongée, c'est-a-dire dont la dimension longitudinale est sensiblement supérieure à sa hauteur. Cette citerne peut être disposée horizontalement ou de façon légèrement inclinée de telle manière que le point le plus haut de l'enceinte 10 coincide avec l'entrée de la bouche d'aspiration 17.

Le dispositif inJecteur 15 est, dans ce cas, constitue par plusieurs injecteurs 15a, 15b et 15c, constitués chacun par un élément tubulaire pourvu de pertorations 19 ménagées à sa surface supérieure. Le nombre des injecteurs n'est pas limite a trois. Leur nombre et leur dimension sont tonctions des dimensions de l'enceinte 10.

Le circuit extérieur du fluide caloporteur (non représenté) debute par un conduit d'évacuation 25 similaire a celui illustré par le dispositif de la fig. 2 et se termine par une embouchure 26 qui se prolonge a l'intérieur de l'enceinte par un tube 40 équipe d'une serie de pommes d'arrosage ou de dispositifs similaires permettant de disperser le fluide caloporteur réchauffé, sous forme d'une pluie fine arrosant la surface supérieure de la masse 42 de particules sèches de fluide accumulateur-caloporteur 12, qui surnagent sur la bouillie 43 composée d'un mélange de fluide accumulateur-caloporteur 12 à l'état liquide et de particules de ce fluide solidifié.

La fig. 5 est une vue en coupe transversale d'une variante du dispositif illustré par la fig. 4. Comme précédemment l'enceinte 10 est constituée par une citerne de forme cylindrique allongée, entourée d'une gaine d'isolation thermique 11 et contenant un fluide accumulateur de froid et caloporteur 12. Dans cette variante, le dispositif injecteur 15 est décale latéralement par rapport a un plan de symetrie vertical P.Le fluide frigorigene libéré par le dispositif injecteur 15 circule dans le sens de la flèche M et engendre une circulation tourbillonnaire du fluide accumulateur-caloporteur 12 dans le sens de la fleche N en raison de son entraînement par les bulles de vapeur de fluide frigorigêne. Le dispositif distributeur de fluide caloporteur comportant, par exemple, des pommes d'arrosage 41 est avantageusement disposé dans le plan P. Il en est de meme du conduit de sortie 25 et de la bouche d'évacuation 17 du fluide frigorigène à l'état vapeur.

Les fig. tia et 6b représentent deux vues en coupe respectivement transversale et longitudinale d'une variante du dispositif illustre par la fig. 5. Cette réalisation se rapproche également de celle illustree par la fig. 3 du fait que le fluide accumulateur-caloporteur circule de bas en haut å l'intérieur de l'enceinte 10. Cette enceinte 10 est comme precédemment constituée par une citerne cylindrique allongez, entourée d'une gaine thermiquement isolante 11 et contenant un fluide accumulateur et caloporteur 12. Le dispositif injecteur 15 peut être identique à celui utilisé dans les réalisations selon les fig. 4 et 5, décale par rapport à un plan de symétrie vertical P.Le circuit exterieur de fluide accumulateur-caloporteur est conçu de telle manière que l'arrivée de fluide chaud s'effectue au bas de l'enceinte et le prelevement de fluide refroidi s'effectue à la partie supérieure. A cet effet, le dispositif comporte un distributeur 50 de fluide accumulateur-caloporteur réchauffé, qui se présente sous la forme d'un tube allongé 51 dont la surface supérieure est équipée de buses 52 et/ou d'orifices calibrés 53. Cet allongement permet d'assurer une distribution régulière et uniforme du fluide réchauffe à l'intérieur de l'enceinte 10.Pour éviter une accumulation de particules de fluide accumulateur-caloporteur 12 solidifié risquant de boucher l'orifice d'évacuation 54 du fluide accumulateur-caloporteur refroidi, l'enceinte est equipee d'une grille horizontale 32 sensiblement identique à celle illustrée par la fig. 3. L'orifice 54 est ménagé juste au-dessus de la grille 32 et en dessous du niveau libre 31, ce qui permet de prelever le fluide accumulateur-caloporteur à l'endroit ou il a eté refroidi au maximum.

La fig. 7 illustre une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention comportant comme précedemment une enceinte 10 entourée d'w.e gaine thermiquement isolante 11 et contenant un fluide accumulateur de frigories 12. Cette réalisation se rapproche sensiblement de celle illustrée par la fig. 1 du fait qu'elle comporte Url echangeur de chaleur 13 qui véhicule le fluide caloporteur 14, qui, dans cet exemple, est différent du fluide accumulateur 12.L'échangeur de chaleur 13 se compose par exemple d'un canal de distribution 60 et d'un canal de retour 61 reliés entre eux par une série de tubes 62 en forme de U très allonge disposés horizontalement, parallèlement entre eux, de maniere à constituer une grille retenant la bouillie composée dw un mélange de particules de fluide accumulateur 12 solidifié et de ce fluide a l'état liquide. Comme précédemment, la bouillie (fig. 1) est maintenue appuyée contre la surface de l'échangeur tubulaire pendant toute la duree de sa fusion. Le dispositif injecteur 15 est comme précédemment décale lateralement par rapport au plan de symétrie vertical F. Une bouche d'évacuation 17 du fluide frigorigene à l'état vapeur est mnagee à la partie supérieure de l'enceinte 10.

L'échangeur de chaleur illustre par la fig. 8 permet d'avoir une bonne repartition des temperatures sur toute la longueur de la citerne. Le fluide caloporteur chaud est amené par le canal de retour 61 et le fluide caloporteur refroidi est evacue à travers le canal de distribution 60. Comme ces deux canaux sont situés du même côte de la citerne, on ne risque pas de créer une zone chaude d'un côté et une zone froide de l'autre côte susceptibles de nuire à la mise en place d'une couche uniforme de bouillie sur toute la surface libre du fluide accumulateur.

L'échangeur de chaleur illustre par la fig. 9 forme une grille 80 composee de segments disposés selon une ligne brisée. Cette disposition permet d'augmenter la surface de contact entre les tubes 81 et la bouillie contenue dans l'enceinte. Cette bouillie est constamment poussee contre la grille. La bouillie de glace fond au contact des tubes 81, mais comme elle est régénérée par le bas, elle est poussee vers le haut en appui contre 1'echanèur.

Le dispositif de la fig. 10 qui comporte une enceinte 10 entourée d'une gaine d'isolation thermique 11 et qui est remplie d'un fluide accumulateur-caloporteur 12, permet d'obtenir un excellent échange thermique. Le fluide caloporteur chaud, provenant du circuit d'utilisation pénètre dans l'enceinte 10 par le conduit de retour 90.

En raison de llexistence de chicanes hautes 91 et basses 92 distribuées alternativement le long de la citerne, le fluide caloporteur suit obligatoirement le traJet défini par les flèches T1 à
T7. Les chicanes délimitent des compartiments A1 à A6 comportant chacun un injecteur 15A1 à 15A. Dans chacun de ces compartiments, se forme, au bout d'un certain temps de fonctionnement, une bouillie de particules de glace à travers laquelle le fluide caloporteur doit obligatoirement circuler pour passer du conduit de retour 90 au conduit de distribution 94 qui dirige le fluide caloporteur, refroidi vers le circuit d'utilisation.

On constate que dans chaque compartiment A1 à A6, le fluide frigorigene injecté par les injecteurs 15A1 a 15A6 traverse la bouillie de glace avant d'étre recueilli, à l'étant de vapeur, au haut de l'enceinte, par la bouche d'évacuation 17. Ceci a pour effet de rendre cette bouillie plus compacte et par conséquent d'augmenter la quantité de frigories accumulées.

On notera que dans tous les dispositifs décrits ci-dessus, qui pourraient d'ailleurs subir de nombreuses modifications et se présenter sous diverses variantes evidentes pour l'homme de l'art. le but recherche est d'avoir un prelevement de frigories si efficace que possible, c'est-a-dire l'échange de chaleur le plus favorable entre le fluide faisant office de caloporteur et le fluide servant d'accumulateur de froid.Ceci est obtenu grace au fait que l'injection du fluide frigorigène permet d'obtenir une solidification floconneuse du fluide accumulateur et la réalisation d'une bouillie compacte mais poreuse et homogène permettant une circulation du fluide caloporteur à travers les pores ae cette bouillie, ce qui permet de multiplier considérablement la surface de contact entre les particules froides et le fluide a refroidir.

En outre, le recours à un systeme intégré permet de travailler avec un fluide frigorigène dont la pression d'évaporation est relativement faible, ce qui permet de réduire sensiblement le cott de l'installatlon par rapport au coût des installations dans lesquelles la pression d'évaporation du fluide frigorigène est très importante, et également de produire les dépenses énergétiques dB cette installation.

Claims

Hevendications

1. Procédé ae génération, d'accumulation et de restitution de frigories, dans lequel l'on effectue la génération de frigories par l'évaporation d'un fluide frigorigène injecte au moins partiellement à l'état liquide dans un fluide accumulateur de froid remplissant partiellement une enceinte, dans lequel on effectue l'accumulation du froid en formant dans cette enceinte une masse compacte poreuse de particules du fluide accumulateur de froid solidifié, et dans lequel on restitue au moins une partie des frigories accumulées en engendrant la circulation d'un fluide caloporteur à travers un circuit d'utilisation, ce fluide caloporteur étant préalablement conduit à travers ladite masse compacte poreuse, caractrisé en ce que l'on forme ladite masse compacte poreuse de telle manière qu'elle s'4tend sensiblement sur toute la surface libre de fluide accumulateur, en ce que l'on injecte ledit fluide frigorigene au moins partiellement :a l'état liquide en dessous de ladite surface libre et en ce que l'on recueille ledit fluide frigorigene à l'état gazeux au-dessus de ladite surface libre, de telle maniere qu'il est contraint de traverser une epaisseur de ladite masse compacte poreuse.

2. Procede selon la revendication 1, dans lequel le fluide accumulateur de froid est identique au fluide caloporteur, caracteri en ce que l'on fait circuler le fluide caloporteur directement a travers ladite masse compacte poreuse dans ladite enceinte.

3. Procede selon la revendication 2, caractérise en ce que l'on preleve le fluide caloporteur refroidi au haut de l'enceinte et l'on introduit ce fluide réchauffé par le circuit d'utilisation au bas de cette enceinte.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on prélève le fluide caloporteur refroidi au bas de l'enceinte et l'on introduit ce fluide réchauffe par le circuit d'utilisation au haut de cette enceinte.

5. Proceae selon la revendication 4, caractérise en ce que l'on disperse en une pluie uniforme le fluide caloporteur réchauffé dans le circuit d'utilisation, sur toute la surface de la masse compacte poreuse s'etendant sur toute la surface libre du fluide accumulateur.

6. Procède selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on introduit le fluide caloporteur réchauffé par le circuit d'utilisation au bas de enceinte en divisant le jet entrant pour répartir sensiblement uniformément les courants de ce fluide à travers la masse compacte poreuse.

7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procedé selon la revendication 1, comportant une enceinte, des moyens pour injecter un fluide frigorigene au moins partiellement a l'état liquide dans un fluide accumulateur de froid remplissant cette enceinte, des moyens pour recueillir ledit fluide frigorigène a l'état gazeux au haut de ladite enceinte, ces moyens etant agences pour engendrer la formation dans ladite enceinte dune masse compacte poreuse de particules de fluide accumulateur de froid solidifié, et des moyens Dour restituer au moins une partie des frigories accumulées en engendrant la circulation d'un fluide caloporteur a travers un circuit d'utilisation, ce fluide caloporteur étant prealablement conduit a travers ladite masse compacte poreuse, caractérisé en ce que les moyens (15) pour injecter le fluide frigorigène (16) au moins partiellement à l'état liquide dans le fluide accumulateur (12) sont ménagés au bas de ladite enceinte < 10i, les moyens (17) pour recueillir le fluide frigorigène (lb) à l'état vapeur étant ménagés au haut de ladite enceinte (10), et en ce que lesdits moyens aXlnJection (15) sont disposés de telle manière que la masse compacte poreuse s'étende sensiblement sur toute la surface libre du fluide accumulateur (12), pour que le fluide frigorigene soit contraint de traverser une épaisseur ae cette masse compacte poreuse.

d. Dispositif selon la revenuication 7, caractérisé en ce que le conduit d'entrée et le conduit de sortie de fluide caloporteur du circuit d'utilisation sont raccordes par l'intermédiaire d'un ecnangeur de chaleur 13) monte a l'intérieur de l'enceinte, dans ladite masse compacte poreuse de particules de fluide accumulateur solidifie.

9. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le fluide accumulateur de froid est identique au fluide caloporteur, caracterise en ce que le conduit d'entree et le conduit de sortie de fluide caloporteur du circuit d'utilisation débouchent librement à l'interieur de l'enceinte (10j contenant le fluide accumulateur (12).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérise en ce que le conduit de sortie (30, 54) de fluide caloporteur refroidi est dispose au haut de l'enceinte (10) et en ce que le conduit d'entree (33, 50) de fluide caloporLeur rechauffe est dispose au bas de l'enceinte (10).

11. Dlspositlf selon la revendication 9, caractérisé en ce que le conduit de sortie (25) du fluide caloporteur refroidi est dispose au bas de l'enceinte (10) et en ce que le conduit denturée (26) de fluide caloporteur réchauffé est disposé au haut de l'enceinte (10).

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérise en ce que le conduit d'entree (26) est raccorde à des moyens pour disperser en une pluie uniforme le jet de fluide caloporteur réchauffe provenant du circuit d'utilisation.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de dispersion comportent au moins un tourniquet (27).

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de dispersion comportent au moins une pomme d'arrosage (41).

15. Disposltlf selon la revendication 10, caractérisé en ce que le conduit d'entrée (50) comporte un organe pour disperser les jets et engendrer une serie de courants ascendants disperses à travers la masse compacte poreuse.

lb. Dispositif selon la revendication 1o, caracterise en ce que la masse compacte poreuse est retenue par une grille (32), ménagée à travers l'enceinte (10) a proximite et en aessous du niveau libre de fluide accumulateur-caloporteur.

17. Dispositif selon la revendication 15, caractérise en ce que l'organe pour disperser les Jets est une grille (34).

18. Dispositif selon la revendication 15, caracterise en ce que l'organe pour disperser les jets est un tube allonge pourvu d'une serie de buses (52) et/ou d'orifices calibrés (53).

19. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'enceinte (10) est une citerne dont la dimension verticale est supérieure aux dimensions horizontales.

ü. ijispositif selon la revendication 7, caracterise en ce que l'enceinte (10 > est une citerne allongee dont la dimension longitudinale horizontale est supérieure à la dimension verticale.

21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'enceinte (10) comporte une série de chicanes hautes (91) et basses (92) disposés alternativement, délimitant des compartiments < A1 à A6) dont chacun contient un injecteur (15A1 à 15A6), ces chicanes étant agencées pour creer un trajet force du fluide caloporteur, ce traJet traversant d plusieurs reprises la couche de bouillie de particules de fluide accumulateur pour passer du conduit de retour (90) au conduit de distriaution (94).

22. Dispositif selon la revendication 8, caractérise en ce que l'échangeur de chaleur 13, 60) comporte des tubes formant une grille de retenue ae la bouillie de particules de fluide accumulateur congelé, constamment poussée en appui contre lesdits tubes.