FR2769081A1 - Les appareils thermodynamiques avec recuperateur - Google Patents
Les appareils thermodynamiques avec recuperateur Download PDFInfo
- Publication number
- FR2769081A1 FR2769081A1 FR9712021A FR9712021A FR2769081A1 FR 2769081 A1 FR2769081 A1 FR 2769081A1 FR 9712021 A FR9712021 A FR 9712021A FR 9712021 A FR9712021 A FR 9712021A FR 2769081 A1 FR2769081 A1 FR 2769081A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- exchanger
- heat exchanger
- flow
- pipe
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
- F28D21/0005—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases for domestic or space-heating systems
- F28D21/0008—Air heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Un thermo-échangeur à contre-courant (5) peut être installé avec différents appareils thermodynamiques, comme un moteur à combustion interne (fig. 1), un moteur à vapeur, un réfrigérateur, un générateur de températures ultra-basses, un stérilisateur, un distillateur, une buse à plasma, des installations de ventilation ou de chauffage, des chambres de lavage et de séchage, des fours à fusion, etc.. L'ajout d'un thermo-échangeur à chaque appareil thermodynamique permet à ce nouvel ensemble de diminuer les pertes thermiques de manière à obtenir un rendement proche du rendement maximal consistant à utiliser en sortie toute ou presque l'énergie d'entrée de l'ensemble. L'utilisation de moteurs électriques et de turbines à rendement constant de l'ordre de 98 à 99% permet de multiplier par 1, 5 à 3 le rendement des machines thermiques, ou diviser par 10 à 100 la consommation d'énergie pour les autres appareils thermodynamiques.
Description
La présente invention concerne toutes les installations ou appareils thermodynamiques à agent thermique, où le flux (ci-dessous nommé flux de travail) passe à travers une chambre de travail ouverte ou fermée (6) et y exécute une fonction utile énergétique, chimique, chimie-physique, biologique, bactéricide, etc..
Chaque installation contient, entre autre, i) une chambre de travail (6) avec une entrée (11, fig. 1) et une sortie (12, fiv. 1) pour le flux de travail, ii) un thermo-échangeur à contre-courant (5, 5a), exécutant un rôle d'un récupérateur d'énergie thermique, et iii) un dispositif (9, 9a) pour le changement de température du flux de travail. Le flux de travail passe du thermo-échangeur (5) à la chambre de travail (6) et entre à nouveau dans un thermo-échangeur (S, Sa) par les tuyaux (10) et le flux de travail passé à travers un tuyau (13) du thermo-échangeur (S) et de la chambre (6), passe à nouveau à travers le même thermo-échangeur (5) c'est-à-dire à travers l'un des tuyaux (14) ou (15) des thermo-échangeurs (5 ou 5a, fig. i, 2), qui ne coïncident pas avec le premier tuyau (13).
La chambre de travail (6), le dispositif chauffage ou refroidissement (9, 9a) et le thermo-échangeur (5) peuvent être agencés de manière quelconque (fig.2, fig. 4 et fig. S).
Outre le flux de travail thermodynamique, les flux technologiques passibles d'un traitement thermique (étant, ou n'étant pas, les mêmes que le flux de travail) peuvent traverser la chambre de travail (6, fig.4). Le flux de travail à l'entrée de la chambre de travail (6) est nommé flux "pur" (I), et à la sortie de la chambre de travail (6) flux "sale" (II).
Dans le cas le plus simple (fig.6), le thermo-échangeur à contre-courant contient deux tuyaux parallèles séparés par une cloison thermo-conductive. Toutes les autres surfaces doivent être adiabatiques. Au niveau des sorties (2) et (4) du thermo-échangeur à contrecourant (fig. 6), le flux de la source chaude (T) est devenu plus froid que le flux de la source froide (t) : t+A < T-A où A est une caractéristique du thermo-échangeur. Les paramètres géométriques optimaux des tuyaux du thermo-échangeur à contre-courant sont à déterminer à partir de l'égalité des capacités thermiques des flux qui passent à travers ces tuyaux (les longueurs de tuyaux ne participant pas à l'échange thermique, ne sont pas pris en compte dans ce calcul). La meilleure position du thermo-échangeur à contre-courant est verticale avec l'alimentation de flux de la source chaude placée audessus de la source froide. Afin de diminuer la friction intérieure du fluide dans les tuyaux du thermo-échangeur, le thermo-échangeur est placé à l'intérieur d'un corps rotatif. On peut assembler plusieurs thermo-échangeurs en parallèle. Les tuyaux de thermo-échangeur peuvent avoir des formes et des surfaces de contact diverses. Les flux de l'agent thermique surgissent sous l'action d'une source de pression quelconque (7).
Le flux entre les points A et B passe par un tuyau de A vers B. Les valeurs de pression p et de température T de la figure 1 sont illustratives.
Voici quelques exemples d'appareils thermodynamiques à thermo-échangeur à contre-courant:
- Moteur à combustion interne (fig. 1). Un tuyau de thermo-échangeur (S) lie la sortie d'un compresseur (7) et la chambre de combustion (9). Le flux passe de la chambre
(9) à la chambre fonctionnelle (6) afin de transformer son énergie cinétique en une autre forme d'énergie (mécanique, électrique, etc...) à l'aide d'un convertisseur (8). Les gaz d'échappement de l'organe de travail entrent dans le deuxième tuyau du thermoéchangeur (5), puis sortent vers l'extérieur. Lors de la diminution de la pression p le rendement du moteur tend vers celui du cycle de Canot.
- Moteur à combustion interne (fig. 1). Un tuyau de thermo-échangeur (S) lie la sortie d'un compresseur (7) et la chambre de combustion (9). Le flux passe de la chambre
(9) à la chambre fonctionnelle (6) afin de transformer son énergie cinétique en une autre forme d'énergie (mécanique, électrique, etc...) à l'aide d'un convertisseur (8). Les gaz d'échappement de l'organe de travail entrent dans le deuxième tuyau du thermoéchangeur (5), puis sortent vers l'extérieur. Lors de la diminution de la pression p le rendement du moteur tend vers celui du cycle de Canot.
- Les appareils thermodynamiques à cycle fermé : moteur à vapeur (fig. 2), réfrigérateur à Fréon , local à chauffer, etc... Les thermo-échangeurs habituels (5) et/ou (5, Sa) sont remplacés par des thermo-échangeurs à contre-courant. Lors de l'augmentation de pression p de la vapeur dans le moteur le rendement tend vers celui du cycle de Carnot.
- Réfrigérateur ou un générateur de température ultra-basse (fig. 3). La chambre de travail (6) est séparée du thermo-échangeur par une cloison ayant un petit orifice (9a).
La température dans la chambre (6 ou 6a) diminue à chaque passage de l'air à travers le thermo-échangeur à contre-courant (5) et la chambre (6). Le flux peut être fermé. Si des turbines à rendement constant de l'ordre de 98 à 99% sont utilisées, le rendement des machines thermiques peut atteindre et dépasser 90% de celui du cycle de Carnot.
- Installation de traitement des objets par le flux thermodynamique : four à fusion, distillateur, machine ou chambre à laver ou à sécher, stérilisateur de produits ou de flux de travail (fig. 5), un local ventilé réchauffé ou refroidi (fig. 7), un volume réchauffé ou refroidi, etc... Le fonctionnement de l'installation est le suivant: le flux pur I passe consécutivement à travers, le thermo-échangeur à contre-courant (5), la chambre de travail (6) d'où le flux sale II entre dans l'autre tuyau du thermoéchangeur (5). L'unité de chauffage (9) peut être placé en n'importe quel point du circuit: dès la sortie (2) du flux pure I du thermo-échangeur (5) jusqu'à l'entrée (3) du flux sale II. Le thermo-échangeur permet d'économiser de 90 à 99% d'énergie thermique. Le local réchauffé ou refroidi (fig. 7) joue le rôle d'un tuyau (15) de thermoéchangeur qui effectue l'échange de chaleur avec l'environnement.
- Le bec à plasma ou chauffage de combustible (fig. 4). Les flux technologiques du combustible et de l'oxydant passent séparément à travers l'un des tuyaux du thermoéchangeur à contre-courant (5) et le flux de travail du gaz chaud passe par le deuxième tuyau. Dans le cas d'un bec à plasma, le flux technologique dans le premier tuyau peut coïncider avec le flux de travail.
- Ventilation d'un local chauffé (fig. 7). Les flux entrants et sortants se déplacent dans le thermo-échangeur (5) à l'aide de pompes de même puissantes (7).
- Distillateur (fig. 5). Le flux de travail et le flux technologique sont réunis dans le tuyau (13) du thermo-échangeur (5). Après la séparation en différents composants dans la chambre (6), certains composants passent dans le second tuyau de thermo-échangeur (5).
- Stérilisateur de flux de travail (fig. 5). La chambre (6) coïncide identiquement avec la chambre de chauffage (9), et le flux de travail avec le flux technologique.
Claims (7)
1. Appareil thermodynamique (moteur à combustion interne (fig. 1), moteur à vapeur (fig. 2), réfrigérateur ou générateur de températures ultra-basses) (fig. 3) buse à plasma ou réchauffeur de combustible (fig. 4); stérilisateur, machine à laver, lave-vaisselle, four à fusion, machine à sécher, distillateur (fig. 5), local réchauffé ou refroidi ou un local réchauffé ventilé (fig. 7)) contenant: i) un ou plusieurs échangeurs thermiques (5 et/ou Sa) ; ii) une chambre technologique de travail (6) traversée par un flux de travail où ce flux réalise certain processus, iii) une unité (9 ou 9a) pour changer la température du flux de travail, caractérisé en ce que l'échangeur (5) est un thermoéchangeur à contre-courant et le flux de travail passé à travers un tuyau (13) du thermoéchangeur (5) et de la chambre (6), passe à nouveau à travers le même thermo-échangeur (5) c'est-à-dire à travers l'un des tuyaux (14) ou (15) des thermo-échangeurs (5 ou Sa, fig.
1, 2), qui ne coïncident pas avec le premier tuyau (13).
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur est placé dans un corps tournant.
3. Appareil selon la revendication 1, avec l'échangeur disposé verticalement (5) et le flux de gaz chaud passant à travers le thermo-échangeur (5), caractérisé en ce que le flux chaud est alimenté par le dessus de l'échangeur.
4. Appareil thermodynamique selon l'une des revendications 1 à 3, constitué par un moteur à combustion interne (fig. 1), caractérisé en ce que l'un des tuyaux de thermoéchangeur à contre-courant (5) lie la sortie du compresseur (7) avec l'entrée de la chambre de combustion, et l'autre tuyau lie la sortie (12) de la chambre du travail (6) avec l'atmosphère.
5. Appareil thermodynamique selon l'une des revendications 1 à 3, constitué par un stérilisateur de flux du travail (fig. 5), caractérisé en ce que la chambre du travail (6) coïncide avec la chambre de réchauffement (9), et le flux du travail coïncide avec le flux technologique.
6. Appareil thermodynamique selon l'une des revendications 1 à 3, utilizé dans un local réchauffé ventilé (6, fig. 7), caractérisé en ce que deux pompes (7) équipuissantes sont utilisées pour transporter l'air pur et sale.
7. Appareil thermodynamique selon l'une des revendications 1 à 3, constitué par un moteur à vapeur (fig. 2), caractérisé en ce que les échangeurs à contre-courant (5 et/ou 5a) sont utilisés au lieu de thermo-échangeurs d'autres types.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9712021A FR2769081B1 (fr) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | Les appareils thermodynamiques avec recuperateur |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9712021A FR2769081B1 (fr) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | Les appareils thermodynamiques avec recuperateur |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2769081A1 true FR2769081A1 (fr) | 1999-04-02 |
FR2769081B1 FR2769081B1 (fr) | 2000-05-19 |
Family
ID=9511528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9712021A Expired - Fee Related FR2769081B1 (fr) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | Les appareils thermodynamiques avec recuperateur |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2769081B1 (fr) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR361351A (fr) * | 1905-01-02 | 1906-06-15 | Giuseppe Gadda | Turbine à gaz à deux cycles |
FR542528A (fr) * | 1921-10-18 | 1922-08-16 | Moteur à combustion interne | |
FR943198A (fr) * | 1944-07-24 | 1949-03-01 | Vickers Electrical Co Ltd | Perfectionnements aux turbo-moteurs à gaz à régénération |
US3986347A (en) * | 1973-12-06 | 1976-10-19 | Phillips Petroleum Company | Combustor process for low-level NOx and CO emissions |
FR2413552A1 (fr) * | 1977-12-05 | 1979-07-27 | Snecma | Echangeur rotatif pour installations a turbine a gaz |
EP0053403A1 (fr) * | 1980-11-27 | 1982-06-09 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Dispositif de ventilation et de chauffage pour des pièces particulières ou analogues |
EP0125194A1 (fr) * | 1983-05-02 | 1984-11-14 | K. Systeme S.A.R.L. | Procédé de cuisson-déshydratation et de stérilisation-dessiccation de déchets organiques, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé |
US4550773A (en) * | 1984-02-02 | 1985-11-05 | Eer Products Inc. | Heat exchanger |
GB2220475A (en) * | 1988-06-09 | 1990-01-10 | Johnson & Starley Ltd | Ventilating systems |
-
1997
- 1997-09-26 FR FR9712021A patent/FR2769081B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR361351A (fr) * | 1905-01-02 | 1906-06-15 | Giuseppe Gadda | Turbine à gaz à deux cycles |
FR542528A (fr) * | 1921-10-18 | 1922-08-16 | Moteur à combustion interne | |
FR943198A (fr) * | 1944-07-24 | 1949-03-01 | Vickers Electrical Co Ltd | Perfectionnements aux turbo-moteurs à gaz à régénération |
US3986347A (en) * | 1973-12-06 | 1976-10-19 | Phillips Petroleum Company | Combustor process for low-level NOx and CO emissions |
FR2413552A1 (fr) * | 1977-12-05 | 1979-07-27 | Snecma | Echangeur rotatif pour installations a turbine a gaz |
EP0053403A1 (fr) * | 1980-11-27 | 1982-06-09 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Dispositif de ventilation et de chauffage pour des pièces particulières ou analogues |
EP0125194A1 (fr) * | 1983-05-02 | 1984-11-14 | K. Systeme S.A.R.L. | Procédé de cuisson-déshydratation et de stérilisation-dessiccation de déchets organiques, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé |
US4550773A (en) * | 1984-02-02 | 1985-11-05 | Eer Products Inc. | Heat exchanger |
GB2220475A (en) * | 1988-06-09 | 1990-01-10 | Johnson & Starley Ltd | Ventilating systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2769081B1 (fr) | 2000-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101641462B (zh) | 烟气冷却和净化系统 | |
US8739521B2 (en) | Cogeneration apparatus | |
CN203893703U (zh) | 用于火电厂的蒸发冷却器闭式循环冷却水装置 | |
US6616738B2 (en) | Hydrogen storage and release apparatus | |
EP2326801A2 (fr) | Dispositif de cogeneration amelioree | |
FI101167B (fi) | Matala-arvoisen lämmön hyödyntäminen ahdetussa lämpövoimakoneessa | |
KR930013457A (ko) | 내연 엔진의 공기 흡입 회로용 혼합된 열 교환기 | |
US6182643B1 (en) | Internal combustion engine with cooling circuit | |
WO2022271667A1 (fr) | Systèmes et procédés associés à des systèmes d'alimentation à cycle de limitation absolue pour générer de l'énergie, capturer du dioxyde de carbone et produire des produits | |
FR2769081A1 (fr) | Les appareils thermodynamiques avec recuperateur | |
US6520249B2 (en) | Low-temperature waste-heat-gas driven refrigeration system | |
JPS5817361B2 (ja) | 炭化水素の接触燃焼を使つた蒸気用か高温水用かのボイラ | |
CN113357938A (zh) | 一种适用于地热发电系统的新型管内降膜蒸发冷凝系统 | |
RU2294502C1 (ru) | Кожухотрубный теплообменник | |
Joshua | Design and construction of a concentric tube heat exchanger | |
US3766891A (en) | Heat recovery muffler for internal combustion engines | |
JPH0642406A (ja) | 熱併給発電装置およびその排熱回収器 | |
RU2381413C2 (ru) | Способ хранения и подачи газообразного водорода | |
CN201377991Y (zh) | 一种空气冷却器 | |
WO2003074841A1 (fr) | Systeme de production d'eau, de chauffage, de climatisation et de generation d'energie electrique | |
RU2052661C1 (ru) | Способ преобразования тепловой энергии в механическую и устройство для его осуществления | |
CN220322132U (zh) | 一种低温烟气余热发电机组的直热式蒸发器 | |
CN215524279U (zh) | 一种适用于地热发电系统的新型管内降膜蒸发冷凝系统 | |
RU2163684C1 (ru) | Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла | |
RU2196243C2 (ru) | Комбинированная стирлинг-установка для одновременного производства электроэнергии и тепла |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |