FR2627101A1 - Low-temperature evaporation plant comprising a heat pump system and at least one regulator exchanger - Google Patents

Low-temperature evaporation plant comprising a heat pump system and at least one regulator exchanger Download PDF

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FR2627101A1 FR8802053A FR8802053A FR2627101A1 FR 2627101 A1 FR2627101 A1 FR 2627101A1 FR 8802053 A FR8802053 A FR 8802053A FR 8802053 A FR8802053 A FR 8802053A FR 2627101 A1 FR2627101 A1 FR 2627101A1
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Abstract

Low-temperature evaporation plant comprises a first circuit under partial vacuum for the liquid to be evaporated, comprising an evaporator 2 and a condenser 6 and a second circuit for a heat-carrier fluid, ammonia or Freon, comprising a compressor 9, an expansion valve 11 and at least one exchanger provided with means of control. In the second circuit the expanded heat-carrier fluid cools the condenser 6, the compressed heat-carrier fluid heats the evaporator 2 and the exchanger, by virtue of its means of control, ensures the energy equilibrium of the plant while it is operating, including starting-up. There are preferably two exchangers, a heater 13 placed after the expansion valve 11 and before the compressor 9 in parallel with the condenser 6, and a desuperheater, placed in series with the evaporator 2 after the compressor 9 and before the evaporator 2.

Description

INSTALLATION D'EVAPORATION A BASSE TEMPERATURE COMPRENANT UN
SYSTEME DE POMPE A CHALEUR ET AU MOINS UN CHANGEUR REGULATEUR
La présente invention concerne l'évaporation à basse température de liquides quels qu'ils soient, et en particulier de jus de fruits ou d'agrumes en vue de leur concentration. Elle vise plus précisément une installation d'évaporation à basse température mettant en oeuvre un système de pompe à chaleur à fluide intermédiaire et au moins un échangeur placé sur le circuit du fluide intermédiaire en vue de réguler l'équilibre énergétique de l'installation au cours de son fonctionnement, y compris lors du démarrage.LOW TEMPERATURE EVAPORATION PLANT COMPRISING A
HEAT PUMP SYSTEM AND AT LEAST ONE REGULATOR CHANGER
The present invention relates to the evaporation at low temperature of any liquids, and in particular of fruit or citrus juices with a view to their concentration. More specifically, it relates to a low-temperature evaporation installation using an intermediate fluid heat pump system and at least one exchanger placed on the intermediate fluid circuit in order to regulate the energy balance of the installation during of its operation, including during start-up.

On connaît par le brevet français NO 982.957 une installation d'évaporation à basse température, par exemple de 00C à 15 C, comprenant un évaporateur et un condenseur fonctionnant sous vide en combinaison avec une machine frigorifique assurant d'une part le refroidissement du condenseur par détente d'un fluide frigorigène et d'autre part le chauffage de l'évaporateur au moyen de la chaleur engendrée par la recompression de ce fluide. French patent NO 982.957 discloses a low-temperature evaporation installation, for example from 00C to 15 C, comprising an evaporator and a condenser operating under vacuum in combination with a refrigeration machine ensuring on the one hand the cooling of the condenser by expansion of a refrigerant and secondly the heating of the evaporator by means of the heat generated by the recompression of this fluid.

A la connaissance de la demanderesse, l'installation décrite dans le brevet précité n'a pas eu de développement industriel, en quarante cinq années, malgré les réels avantages économiques apportés. Ceci est vraisemblablement dû aux difficultés , inhérentes au principe retenu , rencontrées au démarrage de l'installation puis pour en obtenir un fonctionnement stable. To the knowledge of the applicant, the installation described in the aforementioned patent has not had any industrial development in forty five years, despite the real economic advantages brought. This is probably due to the difficulties, inherent in the principle adopted, encountered at the start of the installation and then to obtain stable operation.

Or on a trouvé et c'est ce qui fait l'objet de l'invention une installation d'évaporation à basse température qui pallie les inconvénients précités à savoir qu'elle est facile à démarrer et qu'elle est d'un fonctionnement stable. Cette installation est du type connu par le brevet français NO 982.957, comportant un premier circuit sous vide partiel, pour le liquide à évaporer, qui comprend un évaporateur et un condenseur et un second circuit, pour un fluide caloporteur qui comprend un compresseur et un détendeur, dans lequel second circuit le fluide caloporteur détendu refroidit le condenseur et le fluide caloporteur comprimé réchauffe l'évaporateur. Selon l'invention, le second circuit comprend également au moins un échangeur assorti de moyens de régulation assurant l'équilibre énergétique de l'installation. Now we have found and this is what is the subject of the invention a low temperature evaporation installation which overcomes the aforementioned drawbacks that it is easy to start and that it is of stable operation . This installation is of the type known by French patent NO 982.957, comprising a first circuit under partial vacuum, for the liquid to be evaporated, which comprises an evaporator and a condenser and a second circuit, for a heat transfer fluid which comprises a compressor and a pressure reducer , in which second circuit the expanded heat transfer fluid cools the condenser and the compressed heat transfer fluid heats the evaporator. According to the invention, the second circuit also includes at least one exchanger with regulating means ensuring the energy balance of the installation.

Ainsi les moyens de régulation détectent les écarts de fonctionnement de l'installation par rapport au régime stable et commandent l'action du ou des échangeurs de manière à corriger les écarts constatés. Thus, the regulation means detect the operating deviations of the installation with respect to the steady state and control the action of the exchanger or exchangers so as to correct the observed deviations.

Selon une première version de l'installation d'évaporation selon l'invention, l'échangeur apporte au fluide caloporteur de l'énergie - c'est donc un réchauffeur - et il est placé sur le second circuit après le détendeur et avant le compresseur, en parallèle avec le condenseur. According to a first version of the evaporation installation according to the invention, the exchanger provides energy to the heat transfer fluid - it is therefore a heater - and it is placed on the second circuit after the expansion valve and before the compressor , in parallel with the condenser.

L'action de ce réchauffeur permet de démarrer l'installation sans difficultés.En effet lors du démarrage d'une installation du type connu par le brevet N0 982.957, on a remarqué que dès la mise en marche du compresseur, on condense le fluide caloporteur, qui était précédemment à l'état gazeux, dans les canalisations passant par l'évaporateur. Or, dans l'évaporateur, le liquide à évaporer doit d'abord être réchauffé jusqu'à sa température d'ébullition avant d'émettre la vapeur, qui est dirigée vers le condenseur. Ainsi pendant la période de fonctionnement suivant immédiatement la mise en route du compresseur, il se produit une condensation du fluide caloporteur suivie de la détente du fluide condensé, mais le fluide caloporteur détendu ne peut être entièrement vaporisé, faute de chauffage du condenseur par la vapeur provenant de l'évaporateur. The action of this heater makes it possible to start the installation without difficulties. In fact, when starting an installation of the type known by patent N0 982.957, it has been noted that as soon as the compressor is started, the heat transfer fluid is condensed , which was previously in the gaseous state, in the pipes passing through the evaporator. However, in the evaporator, the liquid to be evaporated must first be reheated to its boiling temperature before emitting the vapor, which is directed to the condenser. Thus during the period of operation immediately following the start-up of the compressor, there is a condensation of the heat transfer fluid followed by the expansion of the condensed fluid, but the expanded heat transfer fluid cannot be entirely vaporized, for lack of heating of the condenser by steam from the evaporator.

Il en résulte une diminution rapide de la pression à l'aspiration du compresseur et une demande d'énergie importante de ce dernier.This results in a rapid decrease in the suction pressure of the compressor and a significant energy demand of the latter.

En pratique le système de sécurité du compresseur arrête celui-ci, mais dans le cas contraire on risquerait d'avoir entraînement du fluide caloporteur sous forme liquide au compresseur, et donc risque de dégradation.In practice, the compressor safety system stops it, but otherwise there would be a risk of entrainment of the heat transfer fluid in liquid form to the compressor, and therefore risk of degradation.

Selon l'invention, le réchauffeur, placé sur le circuit du fluide caloporteur, en parallèle avec le condenseur, apporte au fluide caloporteur détendu la chaleur nécessaire à sa vaporisation, qui ne lui est pas apportée par la vapeur provenant du circuit du liquide à évaporer, lors du démarrage de l'installation. On comprend que le réchauffeur sera mis hors circuit dès que l'évaporateur générera la vapeur suffisant à l'évaporation du fluide caloporteur détendu , dans le condenseur. According to the invention, the heater, placed on the heat transfer fluid circuit, in parallel with the condenser, provides the expanded heat transfer fluid with the heat necessary for its vaporization, which is not supplied to it by the vapor coming from the circuit of the liquid to be evaporated. , when the installation starts. It is understood that the heater will be switched off as soon as the evaporator generates sufficient steam for the evaporation of the expanded heat transfer fluid in the condenser.

Ceci sera fait, en particulier, grâce à un moyen de régulation comprenant une prise de mesure de la pression à l'aspiration du compresseur et une vanne réglant l'action du réchauffeur en
fonction de la valeur de la pression à l'aspiration mesurée.En effet en fonctionnement stable, la pression à l'aspiration du compresseur est approximativement constante, alors qu'au démarrage on a expliqué ci-dessus qu'elle diminuait. Ainsi la mesure de la pression à l'aspiration est faite à intervalles réguliers ou en continu et la vanne commande le passage du fluide caloporteur détendu dans le réchauffeur et/ou dans le condenseur en fonction de l'évolution de la pression. La mise hors circuit du réchauffeur est faite progressivement.This will be done, in particular, by means of a regulation means comprising a measurement of the pressure at the suction of the compressor and a valve regulating the action of the heater in
depending on the value of the measured suction pressure. In fact, in stable operation, the suction pressure of the compressor is approximately constant, while at start-up it was explained above that it decreased. Thus the measurement of the suction pressure is made at regular or continuous intervals and the valve controls the passage of the expanded heat transfer fluid in the heater and / or in the condenser according to the evolution of the pressure. The heater is switched off gradually.

Selon une deuxième version de l'installation d'évaporation selon l'invention, l'échangeur enlève au fluide caloporteur de l'énergie et il est placé sur le second circuit , en série avec l'évaporateur , après le compresseur et avant l'évaporateur. Dans la suite de la présente demande on désignera cet échangeur enlevant de l'énergie au fluide caloporteur sous le terme désurchauffeur, sachant qu'il assure non seulement une désurchauffe totale ou partielle mais éventuellement une légère condensation du fluide caloporteur comprimé. According to a second version of the evaporation installation according to the invention, the exchanger removes energy from the heat transfer fluid and it is placed on the second circuit, in series with the evaporator, after the compressor and before the evaporator. In the remainder of the present application, this exchanger removing energy from the heat transfer fluid will be designated by the term desuperheater, knowing that it not only ensures total or partial desuperheating but possibly slight condensation of the compressed heat transfer fluid.

L'action de ce désurchauffeur permet d'obtenir un fonctionnement de l'installation stable dans le temps. On remarque que l'énergie disponible dans le fluide caloporteur comprimé est supérieure à l'énergie nécessaire à la vaporisation du même fluide condensé. Cette différence d'énergie , pour une installation donnée, dépend de la nature du fluide caloporteur, du type de compresseur et de son rendement interne, des niveaux de pression à l'aspiration et au refoulement.Cet excédent d'énergie est généralement utilisé pour le réchauffage du liquide à évaporer, de sa température d'alimentation jusqu a sa température d'ébullition.Pour une installation donnée, avec des débits et des concentrations donnés, il n'y a qu'une seule température du liquide à l'entrée de l'évaporateur qui puisse satisfaire à l'équilibre thermique de l'installation correspondant à un fonctionnement stable. Cette température d'équilibre est toujours inférieure à la température d'ébullition du liquide à évaporer. The action of this desuperheater provides stable operation of the installation over time. It is noted that the energy available in the compressed heat transfer fluid is greater than the energy necessary for the vaporization of the same condensed fluid. This difference in energy, for a given installation, depends on the nature of the heat transfer fluid, the type of compressor and its internal efficiency, the pressure levels at suction and discharge. This excess energy is generally used for reheating of the liquid to be evaporated, from its supply temperature to its boiling point. For a given installation, with given flow rates and concentrations, there is only one temperature of the liquid at the inlet of the evaporator which can satisfy the thermal equilibrium of the installation corresponding to stable operation. This equilibrium temperature is always lower than the boiling temperature of the liquid to be evaporated.

Lorsque la température du liquide à évaporer à son alimentation dans l'installation est supérieure à la température d'équilibre, il se crée dans l'évaporateur un excédent de vapeur pénétrant dans le premier circuit du condenseur. Cet excédent de vapeur,à basse température et sous vide important, entraîne dans le premier circuit une augmentation de la pression , de la température et une chute de vide, préjudiciables au fonctionnement de l'installation. When the temperature of the liquid to be evaporated when supplied to the installation is higher than the equilibrium temperature, an excess of steam is created in the evaporator entering the first condenser circuit. This excess vapor, at low temperature and under high vacuum, causes in the first circuit an increase in pressure, temperature and a drop in vacuum, detrimental to the operation of the installation.

Ainsi le désurchauffeur , placé sur le second circuit, retire du fluide caloporteur la chaleur excédentaire,ce qui permet d'obtenir la condensation du fluide caloporteur au niveau de l'évaporateur. Le moyen de régulation règle l'action du désurchauffeur de telle sorte que seule la chaleur excédentaire soit évacuée du fluide caloporteur. De préférence le moyen de régulation comprend une prise de mesure de la pression au refoulement du compresseur et des moyens de réglage du désurchauffeur en fonction de la valeur de la pression au refoulement mesurée.Les moyens de réglage du désurchauffeur dépendent du type de matériel utilisé ; dans le cas d'un aérotherme, il pourra s'agir d'un variateur réglant la vitesse de rotation du ventilateur ; dans le cas d'un échangeur à circulation d'un liquide de refroidissement il pourra s'agit d'une vanne réglant le débit du liquide de refroidissement. Ainsi la mesure de la pression au refoulement est faite à intervalles réguliers ou en continu , et les moyens de réglage commandent l'action du désurchauffeur en fonction de l'évolution de la pression. Thus, the desuperheater, placed on the second circuit, removes the excess heat from the heat transfer fluid, which allows condensation of the heat transfer fluid to be obtained at the evaporator. The regulating means regulate the action of the desuperheater so that only the excess heat is removed from the heat transfer fluid. Preferably, the regulating means comprises a measurement for measuring the discharge pressure of the compressor and means for adjusting the desuperheater as a function of the value of the measured discharge pressure. The means for adjusting the desuperheater depend on the type of material used; in the case of an air heater, it may be a variator regulating the speed of rotation of the fan; in the case of a coolant circulation exchanger, this may be a valve regulating the flow rate of the coolant. Thus the measurement of the discharge pressure is made at regular or continuous intervals, and the adjustment means control the action of the desuperheater as a function of the evolution of the pressure.

Le désurchauffeur, en série de l'évaporateur,est placé avant l'entrée dans l'évaporateur. En effet, on a remarqué que cette disposition améliorait le fonctionnement de l'évaporateur. The desuperheater, in series with the evaporator, is placed before entering the evaporator. Indeed, it has been observed that this arrangement improves the operation of the evaporator.

On peut expliquer cette constatation de la manière suivante. La chaleur excédentaire éliminée dans le désurchauffeur est celle qui résulte au moins en partie de la surchauffe du fluide caloporteur comprimé. A la sortie du désurchauffeur, le fluide caloporteur est donc dans un état d'équilibre proche de la saturatiDn, ce qui contribue à améliorer la transmission de chaleur dans l'évaporateur et à éviter les points chauds sur la surface d'échange.We can explain this finding as follows. The excess heat removed in the desuperheater is that which results at least in part from the overheating of the compressed heat transfer fluid. At the outlet of the desuperheater, the heat transfer fluid is therefore in a state of equilibrium close to saturation, which contributes to improving the heat transmission in the evaporator and to avoiding hot spots on the exchange surface.

Par contre lorsque la température du liquide à évaporer à son alimentation dans l'installation est inférieure à la température d'équilibre , la quantité de vapeur produite dans le premier circuit de l'évaporateur sera inférieure à la quantité de vapeur nécessaire à la vaporisation du fluide caloporteur condensé et détendu dans le second circuit du condenseur. Dans ce cas, on utilise un échangeur du type de celui décrit ci-dessus pour le démarrage , apportant au second circuit de la chaleur, en parallèle avec le condenseur.L'action de ce réchauffeur est réglée par un moyen de régulation , comprenant par exemple une prise de mesure de la pression à l'aspiration du compresseur et une vanne réglant l'action du réchauffeur en fonction de la valeur de la pression à l'aspiration mesurée.La vanne règle le passage du fluide caloporteur condensé et détendu dans le réchauffeur et/ou dans le condenseur de telle sorte que la pression d'aspiration soit approximativement égale à la pression de consigne correspondant à l'équilibre. On the other hand, when the temperature of the liquid to be evaporated when supplied to the installation is lower than the equilibrium temperature, the quantity of vapor produced in the first circuit of the evaporator will be less than the quantity of vapor necessary for the vaporization of coolant condensed and expanded in the second condenser circuit. In this case, an exchanger of the type described above is used for starting, providing heat to the second circuit, in parallel with the condenser. The action of this heater is regulated by a regulating means, comprising by example a measurement of the pressure at the suction of the compressor and a valve regulating the action of the heater as a function of the value of the pressure at the measured suction. The valve regulates the passage of the coolant condensed and expanded in the heater and / or in the condenser so that the suction pressure is approximately equal to the set pressure corresponding to equilibrium.

Avantageusement , l'installation selon l'invention comprend deux échangeurs , placés sur le second circuit pour le fluide caloporteur, l'un étant un réchauffeur monté en parallèle avec le condenseur après le détendeur et avant le compresseur, et l'autre étant un désurchauffeur monté en série avec l'évaporateur après le compresseur et avant l'évaporateur. Cette disposition particulière permet d'assurer le bon fonctionnement de l'installation dans tous les cas de figure. Advantageously, the installation according to the invention comprises two exchangers, placed on the second circuit for the heat transfer fluid, one being a heater mounted in parallel with the condenser after the regulator and before the compressor, and the other being a desuperheater mounted in series with the evaporator after the compressor and before the evaporator. This particular arrangement ensures the proper functioning of the installation in all cases.

Dans le cas où l'installation ne comporte qu'un seul échangeur du type désurchauffeur, avantageusement elle comprend un circuit dérivé du fluide caloporteur transférant une partie du fluide provenant du refoulement du compresseur au second circuit traversant le condenseur. In the case where the installation comprises only one exchanger of the desuperheater type, advantageously it comprises a circuit derived from the heat transfer fluid transferring part of the fluid coming from the discharge of the compressor to the second circuit passing through the condenser.

Lorsque , et cela arrive très souvent, la vaporisation du fluide caloporteur est effectuée à une température inférieure à la température ambiante, l'échangeur en parallèle du condenseur pourra être un simple aérotherme prenant à l'air ambiant la chaleur complémentaire nécessaire à la vaporisation du fluide caloporteur. When, and this very often happens, the vaporization of the heat transfer fluid is carried out at a temperature below ambient temperature, the exchanger in parallel with the condenser may be a simple air heater taking in the ambient air the additional heat necessary for the vaporization of the coolant.

De même lorsque,et cela arrive très souvent, le fluide caloporteur comprimé et surchauffé se trouve à une température supérieure à la température ambiante , l'échangeur en série de l'évaporateur pourra être un simple aérotherme cédant à l'air ambiant la chaleur excédentaire à la condensation du fluide. Likewise when, and this very often happens, the compressed and superheated heat transfer fluid is at a temperature higher than the ambient temperature, the exchanger in series of the evaporator can be a simple air heater transferring the excess heat to the ambient air to the condensation of the fluid.

On choisit comme fluide caloporteur l'ammoniac ou un fréon. The heat transfer fluid chosen is ammonia or a freon.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va maintenant être faite du mode préféré de réalisation de l'invention illustré par le dessin annexé dans lequel la figure unique est une représentation schématique de l'installation d'évaporation équipée de deux échangeurs sur le second circuit du fluide caloporteur. The invention will be better understood on reading the description which will now be made of the preferred embodiment of the invention illustrated by the appended drawing in which the single figure is a schematic representation of the evaporation installation equipped with two exchangers on the second heat transfer fluid circuit.

L'installation comprend un premier circuit correspondant à la circulation du produit à évaporer, sous forme liquide ou vapeur, et un second circuit correspondant au fluide caloporteur intermédiaire , de l'ammoniac ou du fréon, sous forme liquide ou gazeuse. Les circuits et le sens de circulation sont sur la figure représentés par des flèches : une flèche simple pour le premier et une flèche double pour le second, la circulation des produits s'effectuant dans le sens indiqué par la flèche. The installation includes a first circuit corresponding to the circulation of the product to be evaporated, in liquid or vapor form, and a second circuit corresponding to the intermediate heat transfer fluid, ammonia or freon, in liquid or gaseous form. The circuits and the direction of circulation are in the figure represented by arrows: a single arrow for the first and a double arrow for the second, the circulation of the products taking place in the direction indicated by the arrow.

Le liquide que l'on veut évaporer en partie est alimenté en haut de l'évaporateur 2.A la sortie de l'évaporateur 2, un cyclone 3 permet de séparer la liqueur concentrée recueillie par la canalisation 4 de la vapeur dégagée et conduite par la canalisation 5 jusqu'au condenseur 6. A la sortie du condenseur 6 on recueille le condensat par la canalisation 7. La pompe à vide 8 permet de réaliser le vide d ans le premier circuit et ainsi de travailler à basse température. The liquid that we want to partially evaporate is fed to the top of the evaporator 2. At the outlet of the evaporator 2, a cyclone 3 makes it possible to separate the concentrated liquor collected by the pipe 4 from the vapor released and conducted by the pipe 5 to the condenser 6. At the outlet of the condenser 6 the condensate is collected by the pipe 7. The vacuum pump 8 makes it possible to create the vacuum in the first circuit and thus to work at low temperature.

Le second circuit fonctionne en circuit fermé à basse pression. Le fluide caloporteur, ammoniac ou fréon, sortant du compresseur 9 passe dans le désurchauffeur 10 avant de pénétrer dans l'évaporateur 2. A la sortie de l'évaporateur , il est dirigé vers le détendeur il puis à partir de la vanne 12, soit pénétre dans le condenseur 6 et à la sortie du condenseur 6 repart vers le compresseur 9 , soit il passe dans le réchauffeur
13 et part vers le compresseur 9. Juste avant le compresseur 9, sur ce second circuit, on a placé une prise de mesure 15 de la pression d'aspiration. Juste après le compresseur 9, sur ce second circuit, on a placé une prise de mesure 14 de la pression de refoulement.The second circuit operates in a closed circuit at low pressure. The heat transfer fluid, ammonia or freon, leaving the compressor 9 passes into the desuperheater 10 before entering the evaporator 2. At the outlet of the evaporator, it is directed to the expansion valve there and then from the valve 12, or enters the condenser 6 and at the outlet of the condenser 6 goes back to the compressor 9, or it passes through the heater
13 and leaves towards the compressor 9. Just before the compressor 9, on this second circuit, a measurement point 15 of the suction pressure is placed. Just after the compressor 9, on this second circuit, a measurement point 14 of the discharge pressure was placed.

La prise de mesure 14 est connectée par l'intermédiaire du comparateur 16 au désurchauffeur 10 . La prise de mesure 15 est connectée par l'intermédiaire du comparateur 17 à la vanne 12. The measurement socket 14 is connected via the comparator 16 to the desuperheater 10. The measurement socket 15 is connected via the comparator 17 to the valve 12.

L'installation fonctionne comme une pompe à chaleur dont la source froide serait le condenseur 6. Le condenseur, qui pour le fluide caloporteur joue le rôle d'évaporateur, condense la vapeur séparée de la liqueur concentrée. The installation functions as a heat pump, the cold source of which would be the condenser 6. The condenser, which for the heat-transfer fluid acts as an evaporator, condenses the vapor separated from the concentrated liquor.

Le comparateur 16 a pour fonction de comparer la valeur transmise par la prise de mesure 14 à une valeur prédéterminée correspondant à la pression de refoulement à l'équilibre. The comparator 16 has the function of comparing the value transmitted by the measurement 14 with a predetermined value corresponding to the discharge pressure at equilibrium.

Si la température du liquide à évaporer à l'alimentation est supérieure à la température d'équilibre de l'installation, le comparateur 16 commande l'action du désurchauffeur 10 lorsque la pression de refoulement mesurée est différente de la pression de refoulement à l'équilibre. If the temperature of the liquid to be evaporated at the supply is higher than the equilibrium temperature of the installation, the comparator 16 controls the action of the desuperheater 10 when the measured discharge pressure is different from the discharge pressure at balanced.

Le comparateur 17 a pour fonction de comparer la valeur transmise par la prise de pression 15 à une valeur prédéterminée correspondant à la pression d'aspiration à l'équilibre. Dans tous les cas le comparateur 17 agit sur la vanne de détente 12 lorsque la pression mesurée est différente de la pression d'aspiration à l'équilibre. Ceci se passera uniquement au démarrage lorsque la température à évaporer à l'alimentation 1 est supérieure à la température d'équilibre de l'installation , et aussi en cours de fonctionnement lorsque cette température est inférieure à la température d'équilibre de l'installation. The comparator 17 has the function of comparing the value transmitted by the pressure tap 15 with a predetermined value corresponding to the suction pressure at equilibrium. In all cases the comparator 17 acts on the expansion valve 12 when the pressure measured is different from the suction pressure at equilibrium. This will only happen at start-up when the temperature to be evaporated at supply 1 is higher than the equilibrium temperature of the installation, and also during operation when this temperature is lower than the equilibrium temperature of the installation .

L'action sur le désurchauffeur 10 ou sur la vanne 12 est ajustée pour maintenir la pression de refoulement ou d'aspiration à leur valeur respective. Par exemple dans le cas du réchauffeur
13 commandé par la vanne 12, si la pression mesurée à la prise 15 est inférieure à la pression d'équilibre à l'aspiration , le comparateur 17 commande l'ouverture de la vanne 12 ; inversement si cette pression est supérieure à la pression d'équilibre à l'aspiration, le comparateur 17 commande la fermeture de la vanne
12, et ce tant que la pression mesurée n'est pas égale à la pression d'équilibre.The action on the desuperheater 10 or on the valve 12 is adjusted to maintain the discharge or suction pressure at their respective value. For example in the case of the heater
13 controlled by the valve 12, if the pressure measured at the outlet 15 is less than the equilibrium pressure at the suction, the comparator 17 controls the opening of the valve 12; conversely if this pressure is greater than the equilibrium pressure at suction, comparator 17 controls the closing of the valve
12, as long as the pressure measured is not equal to the equilibrium pressure.

A titre d'exemple on a utilisé l'installation ci-dessus dans les conditions suivantes. Le liquide à évaporer était un jus de pomme que l'on voulait concentrer à 72 Z de matière sèche
Le fluide caloporteur était de l'ammoniac porté par le compresseur 9 à pression de 14,04 Bar absolu et à 700C, et détendu ensuite à une pression de 6,39 Bar absolu et à 100C.By way of example, the above installation was used under the following conditions. The liquid to be evaporated was an apple juice which we wanted to concentrate to 72% of dry matter
The heat transfer fluid was ammonia carried by the compressor 9 at a pressure of 14.04 bar absolute and at 700C, and then expanded to a pressure of 6.39 bar absolute and at 100C.

Le premier circuit était mis à une pression de 0,0331 Bar absolu par la pompe à vide 8 ; ainsi l'évaporation avait lieu à 25 C.Au démarrage du compresseur, la vanne 12 était ouverte et dirigeait l'ammoniac condensé vers le réchauffeur 13, consistant en un aérotherme amenant la chaleur de l'air ambiant à 180C vers l'ammoniac. La vanne 12 a été progressivement fermée , en 8 minutes, jusqu'à ce que la pression d'aspiration au compresseur 9 ait atteint son point d'équilibre soit une pression de 6,39
Bar absolu.The first circuit was put at a pressure of 0.0331 bar absolute by the vacuum pump 8; thus the evaporation took place at 25 C. When the compressor started, the valve 12 was open and directed the condensed ammonia towards the heater 13, consisting of an air heater bringing the heat from the ambient air to 180C towards the ammonia. The valve 12 was gradually closed, in 8 minutes, until the suction pressure at the compressor 9 had reached its equilibrium point, ie a pressure of 6.39
Absolute bar.

La température du jus de fruit était de 4 C, donc supérieure à la température d'équilibre de l'installation qui était OOC. Pour arriver à un fonctionnement stable, le désurchauffeur 10 a été actionné en permanence . Il s'agissait d'un aérotherme évacuant vers l'air ambiant l'excédent de chaleur. The temperature of the fruit juice was 4 C, therefore higher than the equilibrium temperature of the installation which was OOC. To achieve stable operation, the desuperheater 10 was actuated continuously. It was an air heater evacuating excess heat to the ambient air.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'etre décrit, mais en recouvre toutes les variantes. The invention is not limited to the embodiment which has just been described, but covers all of its variants.

En particulier, lorsque l'installation est amenée à fonctionner en régime transitoire ou avec des variations de capacité, le moyen de régulation de l'échangeur qui enlève de l'énergie du fluide caloporteur peut consister en une prise de mesure de la pression d'évaporation placée sur le premier circuit. Dans ce cas, la régulation est réalisée de manière à ce que ladite pression d'aspiration soit maintenue égale à une valeur correspondant à la pression d'évaporation à l'équilibre. In particular, when the installation is required to operate in transient mode or with variations in capacity, the means of regulating the exchanger which removes energy from the heat-transfer fluid may consist in taking a measurement of the pressure of evaporation placed on the first circuit. In this case, the regulation is carried out so that said suction pressure is kept equal to a value corresponding to the evaporation pressure at equilibrium.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Installation d'évaporation à basse température du type comportant un premier circuit sous vide partiel pour le liquide à évaporer comprenant un évaporateur (2) et un condenseur (6) et un second circuit pour un fluide caloporteur , comprenant un compresseur (9) et un détendeur (11) dans lequel second circuit le fluide caloporteur détendu refroidit le condenseur (6) et le fluide caloporteur comprimé réchauffe l'évaporateur (2), caractérisé en ce que le second circuit comprend au moins un échangeur assorti de moyens de régulation, assurant l'équilibre énergétique de l'installation lors de son fonctionnement , y compris au démarrage. 1. Low temperature evaporation installation of the type comprising a first partial vacuum circuit for the liquid to be evaporated comprising an evaporator (2) and a condenser (6) and a second circuit for a heat transfer fluid, comprising a compressor (9) and a pressure reducer (11) in which second circuit the expanded heat transfer fluid cools the condenser (6) and the compressed heat transfer fluid heats the evaporator (2), characterized in that the second circuit comprises at least one exchanger provided with regulating means , ensuring the energy balance of the installation during its operation, including at start-up. 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend un échangeur (13) apportant au fluide caloporteur de la chaleur, placé sur le second circuit après le détendeur (îî) et avant le compresseur (9) , en parallèle avec le condenseur (6).2. Installation according to claim 1 characterized in that it comprises an exchanger (13) providing heat transfer fluid, placed on the second circuit after the regulator (îî) and before the compressor (9), in parallel with the condenser (6). 3. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend un échangeur (10) évacuant de l'énergie du fluide caloporteur , placé sur le second circuit, en série de l'évaporateur (2) après le compresseur (9) et avant l'évaporateur (2).3. Installation according to claim 1 characterized in that it comprises an exchanger (10) discharging energy from the heat transfer fluid, placed on the second circuit, in series with the evaporator (2) after the compressor (9) and before the evaporator (2). 4. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend un premier échangeur (13) qui est un réchauffeur, placé sur le second circuit après le détendeur < il) et avant le compresseur (9), en parallèle avec le condenseur (6) et un second échangeur (10) qui est un désurchauffeur, placé sur le second circuit après le compresseur (9) et avant l'évaporateur (2), en série de l'évaporateur (2).4. Installation according to claim 1 characterized in that it comprises a first exchanger (13) which is a heater, placed on the second circuit after the regulator <il) and before the compressor (9), in parallel with the condenser ( 6) and a second exchanger (10) which is a desuperheater, placed on the second circuit after the compressor (9) and before the evaporator (2), in series with the evaporator (2). 5. Installation selon les revendications 2 et 4 caractérisée en ce que le moyen de régulation de l'échangeur(13) en parallèle du condenseur (6) comprend une prise de mesure (15) de la pression à l'aspiration et une vanne (12) dont l'action est commandée en fonction de la pression à l'aspiration mesurée.5. Installation according to claims 2 and 4 characterized in that the means for regulating the exchanger (13) in parallel with the condenser (6) comprises a measurement point (15) of the suction pressure and a valve ( 12) whose action is controlled as a function of the measured suction pressure. 6. installation selon l'une des revendications 3 et 4 caractérisée en ce que le moyen de régulation de l'échangeur (10) en série de l'évaporateur comprend une prise (14) de mesure de la pression de refoulement et des moyens de réglage dudit échangeur (10) dont l'action est commandée en fonction de la pression de refoulement mesurée.6. installation according to one of claims 3 and 4 characterized in that the means for regulating the exchanger (10) in series with the evaporator comprises a socket (14) for measuring the discharge pressure and means for adjustment of said exchanger (10), the action of which is controlled as a function of the measured discharge pressure. 7. Installation selon l'une des revendications 3 et 4 caractérisée en ce que le moyen de régulation de l'échangeur (10) en série de l'évaporateur (2) comprend une prise de mesure, de la pression d'évaporation, placée sur le premier circuit et des moyens de réglage dudit échangeur (10) dont l'action est commandée en fonction de la pression d'évaporation mesurée. 7. Installation according to one of claims 3 and 4 characterized in that the means for regulating the exchanger (10) in series with the evaporator (2) comprises a measurement point, of the evaporation pressure, placed on the first circuit and means for adjusting said exchanger (10) whose action is controlled as a function of the measured evaporation pressure. 8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que l'échangeur (10,13) est un aérotherme fonctionnant à température ambiante.8. Installation according to one of claims 1 to 7 characterized in that the exchanger (10,13) is an air heater operating at room temperature. 9. Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit dérivé pour le fluide caloporteur transférant le fluide comprimé du refoulement du compresseur (9) jusqu'un condenseur (6). 9. Installation according to claim 3 characterized in that it comprises a branch circuit for the heat transfer fluid transferring the compressed fluid from the discharge of the compressor (9) to a condenser (6).
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