FR2998953A1

FR2998953A1 - Modular plate heat exchanger for use in ventilation system, has heat exchanger modules arranged in direction such that first circulation spacer unit of each module is in watertight communication with first circulation space

Info

Publication number: FR2998953A1
Application number: FR1261457A
Authority: FR
Inventors: Franck Geay; Jean-Claude Geay
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-06-06

Abstract

The heat exchanger (120) has an array (111) of plate-type heat exchanger modules (110) comprising a stack of thin plates that are separated alternately by two spacing units so as to form two spaces between the spacing units for circulation of two respective fluids e.g. heat and cold fluids. The heat exchanger modules are arranged in a direction such that the first circulation spacing unit of each module is watertight communication with the first circulation space of each module in a same row.

Description

10 L'invention se situe dans le domaine des échangeurs de chaleur, plus particulièrement dans le domaine des échangeurs à plaques à flux croisés. Elle s'applique plus particulièrement aux échangeurs de grande taille. Les échangeurs à plaques sont des dispositifs bien connus pour procéder 15 à l'échange de chaleur entre un premier et un second fluides. Les fluides, dont la circulation est forcée en amont ou en aval de l'échangeur par une pompe ou une turbine, circulent respectivement dans des premier et des second espaces de circulation ménagés alternativement entre des plaques. L'un des fluides est dit chaud, l'autre fluide est dit froid, par exemple un air chaud extrait d'un 20 local et un air neuf et frais provenant de l'extérieur du local. Ces espaces de circulation ne communiquent pas entre eux pour éviter le mélange des fluides. Ils sont séparés par des plaques étanches au travers desquelles s'effectue l'échange de chaleur. L'air chaud extrait du local réchauffe l'air frais et neuf provenant de l'extérieur. Pour augmenter la surface d'échange de chaleur, les 25 espaces de circulation sont étroits, sans cependant trop pénaliser les circulations de fluides chaud et froid par une perte de charge trop importante. L'un des problèmes rencontrés avec ce type d'échangeurs, lorsqu'au moins l'un des fluides est de l'air, provient de la charge en poussière ou autres particules véhiculées par l'air, qui ont tendance à obstruer les espaces de 30 circulation, augmentant ainsi la perte de charge et/ou réduisant les échanges de chaleur. Or un tel échangeur est difficile à nettoyer, surtout lorsqu'il s'agit d'un échangeur de grande taille. C'est pourquoi un échangeur à plaques à air est généralement accompagné d'un filtre en amont sur au moins l'un des circuits, de façon à débarrasser l'air de la plus grande partie de ses poussières. Néanmoins, quelles que soient les précautions prises, un échangeur à plaques à air nécessitera toujours un nettoyage. L'invention vise notamment à faciliter le nettoyage des échangeurs à plaques de grande taille. A cet effet, elle propose un échangeur de chaleur à plaques modulaire, pouvant comporter : - une rangée d'au moins deux modules échangeurs de chaleur à plaques 10 du type comportant un empilement de plaques minces séparées alternativement par des premiers moyens d'écartement et des seconds moyens d'écartement, de façon à délimiter entre elles alternativement au moins un premier espace prévu pour la circulation d'un premier fluide et au moins un second espace prévu pour la circulation d'un second fluide, lesdits modules 15 étant disposés selon une première direction, - et des premiers moyens pour que les premiers espaces de circulation d'un module soient en communication étanche avec les premiers espaces de circulation de chaque module d'une même rangée. Les avantages d'un échangeur à plaques modulaire selon l'invention sont 20 notamment les suivants : - chaque module est beaucoup plus facile à nettoyer qu'un grand échangeur, - la conception d'un échangeur à plaques correspondant à des besoins spécifiques est facilitée. 25 L'échangeur modulaire selon l'invention est composé d'une rangée d'au moins deux modules, de plus petite taille que l'échangeur modulaire dans son ensemble, pouvant être assemblée et désassemblée, chaque module possédant les caractéristiques d'un échangeur à plaques, c'est à dire comportant un premier espace élémentaire prévu pour la circulation d'un premier fluide, et un 30 second espace élémentaire prévu pour la circulation d'un second fluide. Dans la suite du texte, les espaces de circulation des modules seront appelés espaces de circulation élémentaires. Le premier et le second espace de circulation élémentaire sont prévus pour ne pas communiquer entre eux, les fluides circulant au sein du module sans se mélanger. Ces espaces de circulation peuvent être réalisés en empilant des plaques minces sensiblement parallèlement, en ménageant un espace entre chaque plaque de façon à délimiter alternativement un premier et un second espace de circulation élémentaire. Les plaques minces sont tenues écartées entre elles par des premier et second moyens d'écartement. Des échanges de chaleur peuvent se produire au travers de ces plaques 10 minces entre les deux fluides circulant respectivement dans le premier et le second espace de circulation. Avantageusement, les premiers moyens d'écartement peuvent comporter au moins deux cloisons transversales, deux plaques minces réunies par lesdites cloisons transversales formant une plaque creuse. 15 Deux plaques minces consécutives sont réunies et maintenues écartées par au moins deux cloisons transversales aux plaques, par exemple situées en bordure desdites plaques, de façon à former un premier espace de circulation. Ces plaques minces ainsi réunies forment un ensemble monobloc assimilable à une plaque creuse. Bien entendu il est possible de prévoir plus de deux 20 cloisons transversales. Avantageusement, les seconds moyens d'écartement peuvent comporter au moins deux entretoises, lesdites entretoises étant disposées sensiblement orthogonalement par rapport auxdites cloisons. Les plaques creuses sont empilées en étant séparées les unes des autres 25 par des entretoises disposées par exemple orthogonalement par rapport aux cloisons transversales, l'espace entre deux plaques creuses délimitant un second espace de circulation. De cette façon les flux de fluides se croisent au sein du module, y échangent de la chaleur au travers des plaques minces sans se mélanger. Les plaques creuses peuvent être préfabriquées, ce qui facilite la 30 fabrication du module.The invention is in the field of heat exchangers, more particularly in the field of cross-flow plate heat exchangers. It applies more particularly to large heat exchangers. Plate heat exchangers are well known devices for exchanging heat between first and second fluids. The fluids, the circulation of which is forced upstream or downstream of the exchanger by a pump or a turbine, circulate respectively in first and second circulation spaces formed alternately between plates. One of the fluids is said to be hot, the other fluid is said to be cold, for example, hot air extracted from a room and new fresh air from outside the room. These circulation spaces do not communicate with each other to avoid the mixing of fluids. They are separated by watertight plates through which heat exchange takes place. The hot air extracted from the room heats the fresh air and new from the outside. In order to increase the heat exchange surface, the circulation spaces are narrow, without, however, penalizing the circulation of hot and cold fluids by excessive pressure drop. One of the problems with this type of exchanger, when at least one of the fluids is air, comes from the charge of dust or other airborne particles, which tend to clog the spaces. of circulation, thus increasing the pressure drop and / or reducing the heat exchange. However, such an exchanger is difficult to clean, especially when it is a large exchanger. This is why an air plate heat exchanger is usually accompanied by a filter upstream on at least one of the circuits, so as to rid the air of most of its dust. Nevertheless, whatever precautions are taken, an air plate heat exchanger will always require cleaning. The invention aims in particular to facilitate the cleaning of large plate heat exchangers. For this purpose, it proposes a modular plate heat exchanger, which can comprise: - a row of at least two plate heat exchanger modules 10 of the type comprising a stack of thin plates separated alternately by first spacing means and second spacing means, so as to delimit between them alternately at least a first space provided for the circulation of a first fluid and at least a second space provided for the circulation of a second fluid, said modules 15 being arranged according to a first direction, and first means so that the first circulation spaces of a module are in sealed communication with the first circulation spaces of each module of the same row. The advantages of a modular plate heat exchanger according to the invention are in particular the following: each module is much easier to clean than a large exchanger; the design of a plate heat exchanger corresponding to specific needs is facilitated; . The modular exchanger according to the invention is composed of a row of at least two modules, of smaller size than the modular exchanger as a whole, which can be assembled and disassembled, each module having the characteristics of a heat exchanger with plates, that is to say having a first elementary space provided for the circulation of a first fluid, and a second elementary space provided for the circulation of a second fluid. In the rest of the text, the circulation spaces of the modules will be called elementary circulation spaces. The first and the second elementary circulation space are provided for not communicating with each other, fluids circulating within the module without mixing. These circulation spaces can be made by stacking thin plates substantially parallel, leaving a space between each plate so as to alternately define a first and a second elementary circulation space. The thin plates are held apart from each other by first and second spacer means. Exchanges of heat can occur through these thin plates between the two fluids flowing respectively in the first and the second circulation space. Advantageously, the first spacer means may comprise at least two transverse partitions, two thin plates joined by said transverse partitions forming a hollow plate. Two consecutive thin plates are joined and kept apart by at least two transverse partitions to the plates, for example located at the edge of said plates, so as to form a first circulation space. These thin plates thus joined together form a unitary assembly comparable to a hollow plate. Of course it is possible to provide more than two transverse partitions. Advantageously, the second spacer means may comprise at least two spacers, said spacers being disposed substantially orthogonal to said partitions. The hollow plates are stacked by being separated from each other by spacers arranged for example orthogonally with respect to the transverse partitions, the space between two hollow plates delimiting a second circulation space. In this way the fluid flows intersect within the module, exchanging heat through the thin plates without mixing. The hollow plates can be prefabricated, which facilitates the manufacture of the module.

Les premiers espaces de circulation ne communiquent pas entre eux au sein du module, ils se caractérisent par le fait qu'ils sont destinés à faire circuler le même fluide. Il en est de même pour les seconds espaces de circulation.The first circulation spaces do not communicate with each other within the module, they are characterized by the fact that they are intended to circulate the same fluid. It is the same for the second traffic spaces.

Ces modules, par exemple de forme parallélépipédique, sont plus petits que l'échangeur dans son ensemble et sont de préférence identiques. Les modules d'une rangée sont assemblés dans l'alignement l'un de l'autre et cet assemblage met en oeuvre des moyens de mise en communication étanche des premiers espaces élémentaires de circulation des modules pour 10 constituer le premier espace de circulation de l'échangeur modulaire dans son ensemble. Par mise en communication étanche, on entend que les premiers espaces élémentaires de circulation des modules sont mis en communication les uns avec les autres, mais de façon étanche à la fois vis-à-vis des seconds espaces élémentaires de circulation et vis-à-vis de l'extérieur de l'échangeur 15 dans son ensemble. Les premiers espaces élémentaires de circulation de modules adjacents peuvent être mis en continuité, par exemple en regard l'un de l'autre, notamment sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, et l'échangeur peut comprendre des premiers moyens pour relier lesdits modules deux à deux 20 de façon à mettre en communication étanche l'ensemble des premiers espaces élémentaires de circulation desdits modules. De cette façon on assure l'étanchéité du premier espace de circulation de l'échangeur ainsi constitué, à la fois vis à vis de l'extérieur de l'échangeur et vis à vis des seconds espaces élémentaires de circulation des modules. Le second espace de circulation de 25 l'échangeur est constitué par l'ensemble des seconds espaces élémentaires de circulation des modules. Ces premiers moyens de mise en communication étanche peuvent comprendre : - au moins un joint d'étanchéité entre modules, par exemple un joint 30 d'étanchéité périphérique entourant au moins une face de module quand deux modules sont en regard l'un de l'autre, - un ensemble de plaquettes et/ou de baguettes entre modules, avantageusement amovibles de façon à pouvoir assembler et désassembler la rangée de modules. Les plaquettes et/ou baguettes permettent, conjointement avec le ou les 5 joints d'étanchéité, d'assurer la continuité et l'étanchéité du premier espace de circulation de l'échangeur. Les plaquettes et/ou de baguettes permettent également de maintenir un écartement entre modules. De cette façon, la rangée de modules se comporte comme un échangeur d'une seule pièce. 10 Avantageusement, les premiers moyens de mise en communication étanche peuvent comporter une plaque supérieure et une plaque inférieure enserrant ladite rangée de modules. Par convention on entend par plaque inférieure et plaque supérieure des plaques parallèles aux plaques creuses entre lesquelles est insérée la rangée de 15 modules. L'échangeur comporte des moyens de serrage des plaques inférieure et supérieure pour assurer l'étanchéité des premier et second espaces de circulation entre eux et vis-à-vis de l'extérieur. Avantageusement, l'échangeur peut comporter : - un ensemble d'au moins deux rangées de modules échangeurs de 20 chaleur du type susdit, lesdites rangées étant alignées selon une seconde direction, - et des seconds moyens pour que les seconds espaces de circulation des modules d'une même rangée soient en communication étanche avec les seconds espaces de circulation des modules de chaque rangée. 25 L'échangeur comporte alors un assemblage de rangées de modules, ces rangées étant telles que définies plus haut. Les rangées de modules sont disposées selon une deuxième direction, sensiblement orthogonale à la première direction si les modules sont de forme parallélépipédique. Elles sont assemblées deux à deux de façon à mettre en communication étanche les 30 seconds espaces élémentaires de circulation des modules des rangées. Par exemple, les seconds espaces élémentaires de circulation des modules de rangées adjacentes peuvent être mis dans la continuité l'un de l'autre, par exemple en regard l'un de l'autre, notamment sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, et cet assemblage peut comprendre des seconds moyens de mise en communication étanche des seconds espaces élémentaires de circulation pour constituer le second espace de circulation de l'échangeur dans son ensemble, de façon étanche à la fois vis à vis du premier espace de circulation et de l'extérieur de l'échangeur. Comme pour la constitution des rangées de modules, ces seconds moyens de mise en continuité peuvent comprendre : - au moins un joint d'étanchéité entre modules, par exemple un joint d'étanchéité périphérique entourant au moins une face de rangée quand deux rangées de modules sont en regard l'une de l'autre. - un ensemble de plaquettes et/ou de baguettes amovibles entre modules. On appelle plateau un assemblage de rangées de modules dans un plan.These modules, for example of parallelepipedal shape, are smaller than the exchanger as a whole and are preferably identical. The modules of a row are assembled in alignment with each other and this assembly implements means for communicating tightly the first elementary spaces of circulation of the modules to constitute the first circulation space of the modular exchanger as a whole. By sealed communication, it is meant that the first elementary circulation spaces of the modules are placed in communication with one another, but in a sealed manner both with respect to the second elementary circulation spaces and vis-à-vis screw from outside the exchanger 15 as a whole. The first elementary circulation spaces of adjacent modules can be made continuous, for example facing one another, in particular substantially in the extension of one another, and the exchanger can comprise first means for connecting said two modules to two 20 so as to put in sealed communication all the first elementary spaces of circulation of said modules. In this way, the first circulation space of the exchanger thus constituted is sealed, both with respect to the outside of the exchanger and with respect to the second elementary circulation spaces of the modules. The second circulation space of the exchanger is constituted by the set of second elementary spaces of circulation of the modules. These first sealing communication means may comprise: at least one seal between modules, for example a peripheral seal surrounding at least one module face when two modules are facing one of the other, - a set of pads and / or rods between modules, advantageously removable so as to assemble and disassemble the row of modules. The pads and / or rods, together with the one or more seals, ensure the continuity and sealing of the first circulation space of the exchanger. The pads and / or chopsticks also maintain a spacing between modules. In this way, the array of modules behaves like a one-piece exchanger. Advantageously, the first sealing communication means may comprise an upper plate and a lower plate enclosing said row of modules. Conventionally, the term "lower plate" and "upper plate" means plates parallel to the hollow plates between which is inserted the row of 15 modules. The exchanger comprises clamping means of the lower and upper plates for sealing the first and second circulation spaces between them and vis-à-vis the outside. Advantageously, the exchanger may comprise: a set of at least two rows of heat exchanger modules of the aforesaid type, said rows being aligned in a second direction; and second means for the second circulation spaces of the modules. of the same row are in sealed communication with the second circulation spaces of the modules of each row. The exchanger then comprises an assembly of rows of modules, these rows being as defined above. The rows of modules are arranged in a second direction, substantially orthogonal to the first direction if the modules are of parallelepipedal shape. They are assembled in pairs so as to put in sealed communication the 30 second elementary spaces of circulation of the modules of the rows. For example, the second elementary circulation spaces of the modules of adjacent rows may be placed in continuity with one another, for example facing each other, notably substantially in the extension of one another. other, and this assembly may comprise second means for communicating the second elementary circulation spaces in leaktight communication to constitute the second circulation space of the exchanger as a whole, in a sealed manner both with respect to the first space of circulation and the outside of the exchanger. As for forming the rows of modules, these second continuity means may comprise: at least one seal between modules, for example a peripheral seal surrounding at least one row face when two rows of modules are facing each other. - A set of pads and / or removable rods between modules. An array of rows of modules in a plane is called a platter.

Avantageusement, les premiers moyens de mise en communication étanche peuvent comporter une plaque supérieure et une plaque inférieure enserrant ladite rangée de modules. Avantageusement, les seconds moyens de mise en communication étanche ne sont pas distincts des premiers moyens de mise en communication 20 étanche. Les premiers et les seconds moyens de mise en communication étanche ne sont pas forcément distincts, les deux fonctions pouvant être remplies par le même joint d'étanchéité et/ou les mêmes parois et même baguettes. Dans un mode de réalisation particulier, l'échangeur peut comporter un 25 empilement d'au moins deux rangées de modules. Avantageusement, les premiers et seconds espaces de circulation peuvent être prévus pour que la circulation des premier et second fluides s'effectue selon deux directions sensiblement orthogonales entre elles. Dans le cas où les plaques sont rectangulaires et donc les modules 30 parallélépipédiques, les circulations des fluides s'effectuent selon deux directions sensiblement orthogonales entre elles, de part et d'autre des plaques minces d'échange de chaleur. Il en est alors de même pour l'échangeur global, dit à flux croisés, constitué d'un ensemble de modules. Avantageusement, au moins l'un des premier et second espaces de circulation peut comporter des tubulures.Advantageously, the first sealing communication means may comprise an upper plate and a lower plate enclosing said row of modules. Advantageously, the second sealing communication means are not distinct from the first sealing communication means. The first and the second sealing communication means are not necessarily distinct, the two functions being able to be filled by the same seal and / or the same walls and even rods. In a particular embodiment, the exchanger may comprise a stack of at least two rows of modules. Advantageously, the first and second circulation spaces may be provided so that the circulation of the first and second fluids is effected in two directions substantially orthogonal to each other. In the case where the plates are rectangular and therefore the parallelepipedal modules, the circulations of the fluids are carried out in two directions substantially orthogonal to each other, on either side of the thin heat exchange plates. It is the same for the global exchanger, called cross flow, consisting of a set of modules. Advantageously, at least one of the first and second circulation spaces may comprise tubings.

Pour assurer la rigidité de l'ensemble, et pour éviter la mise en vibration des plaques par effet Venturi, le premier espace de circulation, compris entre deux plaques minces au sein d'une plaque creuse, est généralement doté d'une pluralité de cloisons transversales aux plaques minces, qui définissent ainsi des tubulures pour le premier espace de circulation.To ensure the rigidity of the assembly, and to avoid the vibration of the plates by Venturi effect, the first circulation space, between two thin plates in a hollow plate, is generally provided with a plurality of partitions transverse to the thin plates, which thus define tubings for the first circulation space.

L'invention porte également sur un système de ventilation comportant au moins un échangeur à plaques selon l'invention. Des modes de réalisation et des variantes seront décrits ci-après, à titre 15 d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 illustre la fabrication d'un échangeur à plaques selon l'état de l'art, 20 La figure 2 représente schématiquement un échangeur à plaques vu de dessus, intégré dans un système de ventilation, La figure 3 représente en perspective un module d'échangeur à plaques, 25 Les figures 4A et 4B représentent un échangeur à plaques modulaire selon l'invention respectivement en éclaté et en perspective une fois monté, Les figures 5A, 5B et 5C représentent schématiquement en vue de dessus plusieurs modes de réalisation d'une étanchéité entre modules.The invention also relates to a ventilation system comprising at least one plate heat exchanger according to the invention. Embodiments and variants will be described hereinafter by way of non-limiting examples with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 illustrates the manufacture of a state-of-the-art plate heat exchanger Figure 2 schematically shows a plate heat exchanger seen from above, integrated in a ventilation system. Figure 3 shows in perspective a plate heat exchanger module. Figures 4A and 4B show a modular plate heat exchanger according to Figure 1. 5A, 5B and 5C respectively schematically show in top view several embodiments of a seal between modules.

Comme illustré en figure 1, un échangeur industriel 100 de grande taille (typiquement 1 m de côté, soit un volume de 1 m3) est fabriqué en empilant et fixant alternativement des plaques creuses 101, comportant un réseau de tubulures 30 entre deux plaques minces, et des entretoises 102, les entretoises étant disposées orthogonalement au réseau de tubulures. L'échangeur 100 comprend donc deux espaces de circulation orthogonaux pour deux fluides Fi, F2, un premier espace de circulation constitué par le réseau de tubulures 30 emprunté par le fluide Fi, un second espace de circulation constitué par les volumes entre entretoises 102 d'une part et entre les plaques minces d'autre part, emprunté par le fluide F2. Les fluides Fi et F2 sont habituellement de l'air, au moins l'un de ces flux d'air étant chargé en poussières, par exemple parce qu'il émane d'un local industriel tel qu'élevage de volailles, scierie industrielle... Lors de l'installation d'un échangeur à plaques par exemple dans un système de ventilation, des dispositions d'installation sont prises pour que les flux de fluides soient confinés dans des circulations étanches entre elles. De telles dispositions sont schématiquement illustrées en figure 2. Des parois 40a, 40b, 40c et 40d sont appuyées sur les coins de l'échangeur 100. Complétées par deux plaques formant respectivement « toit » et « plancher » (non représentées), ces parois définissent des passages étanches pour deux fluides F1 et F2, qui se croisent au sein du module 100 et y échangent de la chaleur sans se mélanger. Le mode de fabrication exposé plus haut présente les inconvénients suivants : - il est long et fastidieux, il ne permet pas de répondre rapidement à la demande, - l'objet obtenu est encombrant, - les plaques étant de grandes dimension, elles doivent pour des raisons structurelles être relativement épaisses, ce qui réduit les échanges de chaleur et augmente le poids et le prix, - l'échangeur est difficile à nettoyer. En effet, les échanges de chaleur étant favorisés par une plus grande surface de contact, on réduit autant que possible l'espace entre plaques minces, ce qui présente deux inconvénients : - une plus grande perte de charge et donc une plus grande puissance 10 nécessaire pour faire circuler les fluides Fl, F2 dans l'échangeur 100, - un encrassement plus rapide des espaces de circulation, notamment des tubulures 30, qui sont difficiles à nettoyer. Une fois encrassé, non seulement l'échangeur ne remplit plus sa fonction d'échange de chaleur, mais il bloque le système de ventilation dans lequel il est incorporé. 15 L'invention propose un échangeur à plaques modulaire, constitué d'un assemblage démontable de modules 110 de petite taille plus faciles à nettoyer. Le module d'échangeur à plaques 110 illustré en figure 3 est constitué de la même façon que l'échangeur illustré en figure 1: il comporte un 20 empilement de plaques minces séparées alternativement d'une part par un réseau de cloisons rigides parallèles à un premier côté des plaques et qui s'étendent orthogonalement aux plaques minces, par exemple 6a, 6b, 6c.., 6p, 6q, et d'autre part par des entretoises. Ce réseau de cloisons entre deux plaques minces constitue un réseau 30 de tubulures parallèles, par exemple 25 pour la plaque 1 : la, lb, le... à lp. Deux plaques minces ainsi réunies et maintenues écartées par ce réseau de cloisons constitue une plaque creuse 1, 2... 6. Les plaques creuses sont séparées deux à deux par deux entretoises respectives 12a et 12b entre les plaques 1 et 2, 23a et 23b entre les plaques 2 et 30 3... 56a et 56b entre les plaques 5 et 6. Les entretoises sont disposées le long - 10 - du second côté des plaques creuses, elles sont donc orthogonales aux cloisons qui constituent les tubulures et aux tubulures elles-mêmes. Ce module 110 comporte donc : - un premier espace de circulation élémentaire 31 pour un premier fluide 5 Fl, constitué par les réseaux des tubulures 30 des plaques creuses 1 à 6, - un second espace de circulation élémentaire 32 pour un second fluide F2, constitué par l'ensemble des volumes compris entre deux plaques creuses et deux entretoises 12a et 12b, 23a et 23b... 56a et 56b situées entre ces deux plaques creuses. 10 Les cloisons et les entretoises étant disposées selon deux directions orthogonales, les premier et second fluides circulent selon des directions orthogonales. Les espaces de circulation élémentaires 31, 32 ne communiquent pas entre eux au sein du module 110, seuls des échanges de chaleur entre fluides pouvant avoir lieu au travers des plaques minces. 15 La figure 4A illustre un échangeur modulaire 120 en éclaté, comprenant huit modules 110, groupés en deux rangées 111 de quatre modules. Les rangées 111 sont constituées en alignant et rapprochant des modules 110 selon une première direction X-X parallèle aux plaques creuses des modules, puis on 20 constitue l'échangeur 120 en alignant et rapprochant les rangées 111 selon une seconde direction Y-Y également parallèle aux plaques des modules mais orthogonale à la première direction X-X. Au sein d'une rangée 111, les modules sont alignés selon la direction X-X de sorte que les tubulures 30 d'un module 110 sont sensiblement en regard 25 des tubulures du ou des module(s) adjacent(s). Les modules d'une rangée 111 ne sont pas nécessairement appliqués l'un contre l'autre, ils peuvent au contraire être maintenus écartés de façon à éviter les pertes de charge dues à un défaut éventuel d'alignement des tubulures, l'important étant que soit assurée une étanchéité des premier et second espaces de circulation de 30 l'échangeur modulaire 120 entre eux et vis à vis de l'extérieur. Cette étanchéité est obtenue grâce à: -11- - un ensemble de baguettes 50, 51, 52 comportant chacune au moins un joint d'étanchéité 53, par exemple en mousse, fixé sur au moins une face de module, ces joints d'étanchéité étant sensiblement de même largeur que la face transversale des entretoises 121a et 121b, 231a et 23 lb..., 561a et 561b des modules 110 et appliqués sur ces faces transversales, de façon à ne pas réduire la section transversale du second espace de circulation 32; cet ensemble de baguettes est décrit plus loin en relation avec la figure SA; - une plaque supérieure et une plaque inférieure enserrant l'ensemble des modules 110, disposées parallèlement aux plaques creuses, appelées par convention respectivement par la suite « toit » 57 et « plancher » 58 ; le toit 57 et le plancher 58 assurent l'étanchéité dans une direction orthogonale aux plaques creuses. Pour garantir une bonne étanchéité, ils peuvent être dotés d'une couche de matériau résilient sur leur face destinée à être appliquée sur les modules 110.As illustrated in FIG. 1, a large industrial exchanger 100 (typically 1 m side, ie a volume of 1 m 3) is manufactured by alternately stacking and fixing hollow plates 101, comprising a network of pipes 30 between two thin plates. and spacers 102, the spacers being disposed orthogonally to the tubing network. The exchanger 100 therefore comprises two orthogonal circulation spaces for two fluids Fi, F2, a first circulation space constituted by the tubing network 30 borrowed by the fluid Fi, a second circulation space constituted by the volumes between the struts 102 of a part and between the thin plates on the other hand, borrowed by the fluid F2. The fluids Fi and F2 are usually air, at least one of these air flows being loaded with dust, for example because it emanates from an industrial premises such as poultry farm, industrial sawmill. .. During the installation of a plate heat exchanger for example in a ventilation system, installation arrangements are made for the flow of fluids are confined in sealed circulations between them. Such arrangements are diagrammatically illustrated in FIG. 2. Walls 40a, 40b, 40c and 40d are supported on the corners of the exchanger 100. Completed by two plates respectively forming "roof" and "floor" (not shown), these walls define sealed passages for two fluids F1 and F2, which intersect within the module 100 and exchange heat without mixing. The method of manufacture described above has the following drawbacks: - it is long and tedious, it does not respond quickly to demand, - the object obtained is bulky, - the plates being large, they must for structural reasons be relatively thick, which reduces heat exchange and increases the weight and price, - the heat exchanger is difficult to clean. Indeed, the heat exchange being favored by a larger contact area, it reduces as much as possible the space between thin plates, which has two drawbacks: - greater pressure loss and therefore a greater power required 10 to circulate the fluids Fl, F2 in the exchanger 100, - a faster fouling of the circulation spaces, including the pipes 30, which are difficult to clean. Once fouled, not only does the exchanger no longer fulfill its heat exchange function, but it blocks the ventilation system in which it is incorporated. The invention provides a modular plate heat exchanger consisting of a removable assembly of small size modules 110 which are easier to clean. The plate heat exchanger module 110 illustrated in FIG. 3 is constituted in the same way as the heat exchanger illustrated in FIG. 1: it comprises a stack of thin plates separated alternately on the one hand by a network of rigid partitions parallel to a single one. first side of the plates and which extend orthogonally to the thin plates, for example 6a, 6b, 6c .., 6p, 6q, and secondly by spacers. This network of partitions between two thin plates constitutes a network of parallel pipes, for example for the plate 1: la, lb, the ... to lp. Two thin plates thus joined and held apart by this network of partitions constitutes a hollow plate 1, 2 ... 6. The hollow plates are separated in pairs by two respective spacers 12a and 12b between the plates 1 and 2, 23a and 23b between the plates 2 and 3 ... 56a and 56b between the plates 5 and 6. The spacers are arranged along the second side of the hollow plates, they are therefore orthogonal to the partitions which constitute the tubings and the pipes. -Same. This module 110 therefore comprises: a first elementary circulation space 31 for a first fluid 5 Fl, constituted by the networks of the tubes 30 of the hollow plates 1 to 6, a second elementary circulation space 32 for a second fluid F 2, constituted by by all the volumes between two hollow plates and two spacers 12a and 12b, 23a and 23b ... 56a and 56b located between these two hollow plates. Since the partitions and spacers are arranged in two orthogonal directions, the first and second fluids flow in orthogonal directions. The elementary circulation spaces 31, 32 do not communicate with each other within the module 110, only exchanges of heat between fluids that can take place through the thin plates. FIG. 4A illustrates an exploded modular exchanger 120 comprising eight modules 110, grouped in two rows 111 of four modules. The rows 111 are constituted by aligning and bringing closer the modules 110 in a first direction XX parallel to the hollow plates of the modules, then the exchanger 120 is formed by aligning and bringing the rows 111 together in a second direction YY also parallel to the plates of the modules but orthogonal to the first direction XX. Within a row 111, the modules are aligned in the X-X direction so that the tubings 30 of a module 110 are substantially facing the tubules of the adjacent module (s). The modules of a row 111 are not necessarily applied against each other, they can instead be kept apart so as to avoid pressure drops due to a possible defect of alignment of the pipes, the important being that the first and second circulation spaces of the modular exchanger 120 be sealed between them and with respect to the outside. This seal is obtained thanks to: -11- - a set of rods 50, 51, 52 each comprising at least one seal 53, for example of foam, fixed on at least one module face, these seals being substantially of the same width as the transverse face of the spacers 121a and 121b, 231a and 23b ..., 561a and 561b of the modules 110 and applied on these transverse faces, so as not to reduce the cross section of the second circulation space 32; this set of rods is described later in relation to FIG SA; - An upper plate and a lower plate enclosing all the modules 110, arranged parallel to the hollow plates, conventionally called respectively "roof" 57 and "floor" 58; the roof 57 and the floor 58 seal in a direction orthogonal to the hollow plates. To ensure a good seal, they can be provided with a layer of resilient material on their face intended to be applied to the modules 110.

L'ensemble constitué par les modules 110, les baguettes 50, 51, 52, le toit 57 et le plancher 58 est maintenu solidaire par des moyens de serrage, non représentés, de façon à former un échangeur modulaire global. On appelle plateau cet ensemble de modules car ne comportant qu'une seule couche de modules.The assembly constituted by the modules 110, the rods 50, 51, 52, the roof 57 and the floor 58 is held fast by clamping means, not shown, so as to form a global modular exchanger. This set of modules is called a plateau because it has only one layer of modules.

La figure 4B illustre l'échangeur modulaire 120 de la figure 4A assemblé. Des moyens de serrage (non représentés) maintiennent assemblés de façon étanche les huit modules 110, le toit 57, le plancher 58 et les baguettes 50 et 52.FIG. 4B illustrates the modular exchanger 120 of FIG. 4A assembled. Clamping means (not shown) maintain tightly assembled the eight modules 110, the roof 57, the floor 58 and the rods 50 and 52.

Comme illustré schématiquement (échangeur limité à quatre modules 110) en figure 5A, dans le mode de réalisation décrit plus haut, il existe trois sortes de baguettes : - les baguettes 50 disposées à l'extérieur de l'ensemble de modules et à cheval sur deux modules sont relativement larges et disposent de deux joints 30 d'étanchéité 53 sur leur face prévue pour être appliquée sur les faces transversales 121a, 121b, 231a, 23 lb... 561a, 561b des entretoises, - 12 - - les baguettes 51 disposées à l'intérieur de l'ensemble de modules et à cheval sur quatre modules sont relativement larges et disposent de deux joints d'étanchéité 53 sur chaque face, - les baguettes 52 disposées à l'intérieur de l'ensemble de modules et à 5 cheval sur deux modules sont relativement étroites et disposent d'un joint d'étanchéité 53 sur chaque face. On vérifie bien que les flux Fi et F2 (ce dernier étant représenté en traits discontinus car ne se situant pas dans le même plan que le flux Fi) ne communiquent pas entre eux, c'est-à-dire que les espaces de circulation 31 et 10 32 sont étanches l'un vis à vis de l'autre. La figure 5B illustre un autre mode de réalisation de l'étanchéité entre modules. Dans ce mode de réalisation, des joints d'étanchéité 54a, 54b par exemple toriques sont appliqués : - sur tout ou partie du pourtour des modules 110 appliqués l'un contre 15 l'autre pour constituer une rangée 111, joints d'étanchéité 54a, - sur tout ou partie du pourtour des rangées 111 de modules appliquées l'une contre l'autre pour constituer l'échangeur global 100, joints d'étanchéité 54b.As illustrated schematically (heat exchanger limited to four modules 110) in FIG. 5A, in the embodiment described above, there are three types of rods: rods 50 arranged outside the module assembly and straddling two modules are relatively wide and have two seals 53 on their face intended to be applied on the transverse faces 121a, 121b, 231a, 23b, ... 561a, 561b of the spacers, - - - the rods 51 disposed within the assembly of modules and straddling four modules are relatively wide and have two seals 53 on each side, - the rods 52 disposed within the set of modules and to 5 horses on two modules are relatively narrow and have a seal 53 on each side. It is verified that the flows Fi and F2 (the latter being represented in broken lines because not lying in the same plane as the flow Fi) do not communicate with each other, that is to say that the circulation spaces 31 and 32 are sealed against each other. Figure 5B illustrates another embodiment of the sealing between modules. In this embodiment, seals 54a, 54b for example toric are applied: - on all or part of the perimeter of the modules 110 applied against each other to form a row 111, seals 54a - On all or part of the periphery of the rows 111 of modules applied against each other to form the overall heat exchanger 100, seals 54b.

20 La figure 5C illustre encore un autre mode de réalisation de l'étanchéité entre modules. Ce mode de réalisation comporte deux types de joints d'étanchéité 55a, 55b en matériau résilient, par exemple en caoutchouc : - des joints 55a de forme allongée, disposés à cheval sur deux modules 110, possédant une section transversale sensiblement en forme de T, 25 - des joints 55b de forme allongée, disposés à cheval sur quatre modules 110, possédant une section transversale sensiblement en forme de croisillon. Dans les modes de réalisation décrits plus haut, on remarque que les moyens d'étanchéité réalisent à la fois l'étanchéité des premier et second espaces de circulation entre modules 110 au sein d'une rangée 111, et entre 30 rangées. L'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur est obtenue grâce à la présence d'un toit 57 et d'un plancher 58 qui enserre l'ensemble des modules 110. - 13 - A titre d'exemple, un module pourra avoir les dimensions suivantes : longueur 600 mm, largeur 600 mm, hauteur 35 mm. Un tel module pèse environ 8 kg, il est donc facilement manipulable. Un assemblage de 12 modules peut fournir une surface d'échange totale de 280 m2 et permet un débit de 6500 m3/h. Un échangeur monobloc équivalent pèserait environ 150 kg avec des performances moindres. L'invention couvre d'autres de modes de réalisation, par exemple : - les modules pourraient être de tailles différentes au sein d'un même 10 échangeur, donnant ainsi une plus grande souplesse de conception d'échangeurs de tailles différentes, - les modules pourraient ne pas être parallélépipédiques, auquel cas les première et seconde directions X-X, Y-Y de constitution de l'échangeur ne seraient pas orthogonales, 15 - l'échangeur pourrait comporter un empilement d'au moins deux plateaux de modules et des moyens d'étanchéité entre plateaux.Figure 5C illustrates yet another embodiment of the seal between modules. This embodiment comprises two types of seals 55a, 55b made of resilient material, for example rubber: elongate seals 55a, straddling two modules 110, having a substantially T-shaped cross-section, Elongated seals 55b, straddling four modules 110, having a substantially cross-shaped cross section. In the embodiments described above, it is noted that the sealing means perform both the sealing of the first and second circulation spaces between modules 110 in a row 111, and between rows. Sealing vis-à-vis the outside is obtained through the presence of a roof 57 and a floor 58 which encloses all the modules 110. - 13 - As an example, a module can have the following dimensions: length 600 mm, width 600 mm, height 35 mm. Such a module weighs about 8 kg, so it is easy to handle. An assembly of 12 modules can provide a total exchange area of 280 m2 and allows a flow of 6500 m3 / h. An equivalent monobloc exchanger would weigh about 150 kg with less performance. The invention covers other embodiments, for example: the modules could be of different sizes within the same exchanger, thus giving greater flexibility in the design of exchangers of different sizes, the modules may not be parallelepipedic, in which case the first and second directions XX, YY constituting the exchanger would not be orthogonal, 15 - the exchanger could comprise a stack of at least two modules trays and sealing means between trays.

Claims

REVENDICATIONS1. Modular plate heat exchanger (120), characterized in that it comprises: - a row (111) of at least two plate heat exchanger modules (110) of the type comprising a stack of thin plates separated alternately by means of first spacing means and second spacing means, so as to delimit between them alternately at least a first space (31) provided for the circulation of a first fluid and at least a second space (32) provided for circulation a second fluid, said modules being arranged in a first direction (XX), and first means so that the first circulation spaces of a module are in sealed communication with the first circulation spaces of each module of the same row.

2. Modular plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that said first spacing means comprise at least two transverse partitions (6a ... 6q), two thin plates joined by said transverse partitions forming a hollow plate (1). , 2 ... 6).

3. Modular plate heat exchanger according to claim 2, characterized in that said second spacer means comprise at least two spacers (12a, 12b ... 56a, 56b), said spacers being disposed substantially orthogonally with respect to said partitions.

4. Modular plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that said first sealing communication means comprise at least one seal (53, 54a, 54b, 55a, 55b) between modules. 15 -

5. Modular plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that said first sealed communication means comprise a set of partitions and / or rods (50, 51, 52) between modules.

6. Modular plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that said first sealed communication means comprise an upper plate (57) and a lower plate (58) enclosing said row (111) of modules.

7. Modular plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises: - an assembly of at least two rows (111) of modules (110) heat exchangers of the aforesaid type, said rows being arranged in a second direction (YY), and second means for the second circulation spaces (32) of the modules of the same row are in sealed communication with the second circulation spaces of the modules of each row. 20

8. Modular plate heat exchanger according to claim 7, characterized in that said second sealed communication means comprise at least one seal (53, 54a, 54b, 55a, 55b).

9. Modular plate heat exchanger according to one of claims 7 or 8, characterized in that said second sealed communication means further comprise a set of partitions and / or rods (50, 51, 52) removable. 30- 16 -

10. Modular plate heat exchanger according to one of claims 7 to 9, characterized in that said second sealed communication means comprise an upper plate (57) and a lower plate (58) supporting said set of rows (111). of modules.

11. Modular plate heat exchanger according to one of claims 7 to 10, characterized in that said second sealing communication means are not distinct from said first sealing communication means.

12. Modular plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a stack of at least two rows (111) of modules.

13. Ventilation system comprising a modular plate heat exchanger according to one of the preceding claims.