FR3080673A1 - Systeme de ventilation perfectionne - Google Patents

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Abstract

Un objet de l'invention permettant d'atteindre ce but est un système de ventilation d'un local comprenant : - un circuit principal apte à véhiculer un flux principal de gaz, comprenant un moyen pour générer une différence de pression entre un premier point dudit circuit principal à une première pression et un second point dudit circuit principal à une seconde pression, la seconde pression étant supérieure à la première pression ; - un circuit dérivé apte à véhiculer un flux dérivé de gaz, et comprenant : • un détecteur ; • un moyen de refroidissement du flux dérivé de gaz disposé de manière à refroidir ledit gaz en amont du détecteur ; ledit circuit dérivé étant disposé en dérivation du circuit principal, et étant relié au premier point et au second point, de manière ce que le flux dérivé de gaz circule depuis ledit second point vers ledit premier point.

Description

SYSTEME DE VENTILATION PERFECTIONNE
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
L’invention se situe dans le domaine de la ventilation, et concerne en particulier un système de ventilation comprend un dispositif de détection d’évènement dans ledit système.
L’invention vise particulièrement un système de ventilation nucléaire, par exemple sous-système d’extraction et/ou un sous-système de soufflage pour une installation nucléaire.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans une installation nucléaire, autrement dit une installation qui détient des matières nucléaires, les exigences en matière de protection de l'environnement imposent de placer et de maintenir ces matières nucléaires dans un local adapté. Un tel local peut être une cellule, ou encore une enceinte de confinement, par exemple une enceinte de démantèlement. Les exigences en matière de protection de l'environnement imposent de confiner la matière nucléaire au sein du local, et de parer à une défaillance et/ou un incident provenant de l’intérieur ou de l’extérieur dudit local. Il est usuel d'appliquer au moins un, voire deux, des deux principes essentiels de confinement de la matière nucléaire.
Le premier principe consiste à interposer au moins une, et en général au moins deux, barrière(s) de confinement. On parle en général de confinement statique. Chaque barrière de confinement a pour fonction d’isoler la matière nucléaire à l’intérieur du local. Par exemple, une cellule peut être implantée à l'intérieur d'une enceinte, elle-même isolée de l'environnement extérieur. Le confinement d’un local est assuré par des cloisons étanches et par des systèmes d’ouverture et de fermeture étanches.
Le deuxième principe consiste à créer un système de confinement dynamique par la mise en œuvre d'une ventilation mécanique, qui vise à créer une dépression à l’intérieur du local par rapport à l'extérieur dudit local.
Dans l’exemple d’un local implanté dans une enceinte, le local et l'enceinte de confinement peuvent chacune avoir un système de ventilation indépendant.
En général, le confinement statique est combiné avec un confinement dynamique, qui vise notamment à gérer les ouvertures et fermetures des barrières de confinement statiques, et à pallier à des éventuels défauts d'étanchéité desdites barrières de confinement statiques.
Dans le cas d’une enceinte de démantèlement, le confinement est surtout assuré par un confinement dynamique, du fait de fréquences ouvertures et fermetures des barrières de confinement statiques.
La figure 1 illustre un exemple de système de confinement dynamique, ou système de ventilation, d’au moins un local.
L’exemple illustre au moins un local 4, et dans l’exemple un ensemble de locaux 41, 42, 43, 44 reliés à un système de ventilation.
Ledit système de ventilation est composé d'un sous-système 3 de soufflage de gaz provenant de l'extérieur des locaux, et d'un sous-système 2 d'extraction de gaz vers l'extérieur desdits locaux, apte à assurer le maintien en dépression de chacun des locaux.
Le sous-système 3 de soufflage de gaz comprend dans l’exemple représenté au moins un ventilateur de soufflage 35. Il peut comprendre tout autre moyen de soufflage. En outre, le sous-système 3 de soufflage peut comprendre des moyens de traitement 31 pour traiter le gaz de soufflage avant qu’il ne soit introduit dans un local.
Le sous-système 2 d'extraction de gaz comprend un moyen d’extraction 25. Le moyen d’extraction 25 comprend au moins un, et en général deux, ventilateurs d’extraction 25a, 25b disposés en parallèle. Disposer deux ventilateurs d’extraction en parallèle permet de pallier la défaillance d’un des deux ventilateurs d’extraction.
Le sous-système 2 d'extraction de gaz comprend en outre un moyen de filtration 21. Ledit moyen de filtration 21 est en général le dernier moyen de filtration avant le rejet du gaz de ventilation dans l’environnement. Aussi est-il généralement nommé « dernier niveau de filtration » ou « DNF » Il est disposé en amont du ou des ventilateur(s) d’extraction. Il comprend un filtre, et en général plusieurs filtres disposés en série et/ou en parallèle. Les filtres sont disposés en général dans un ou plusieurs caissons. Les filtres se présentent généralement sous la forme de média(s) filtrant en toile de verre inséré(s) dans un ou plusieurs caissons métalliques.
Un ou plusieurs autres moyens de filtration peuvent être disposés avant le DNF, dans un sous-système d’extraction et/ou dans un soussystème de soufflage.
La fonction principale du dernier niveau de filtration est de limiter en dessous d’un seuil réglementé le transfert des matières dangereuses contenu dans le gaz rejeté dans l'environnement.
Le gaz est rejeté dans l’environnement via une cheminée de rejet 5 située en aval des ventilateurs d’extraction.
Le niveau de colmatage du DNF est surveillé par un moyen de surveillance de colmatage, par exemple un capteur de pression 24 disposé entre l’entrée et la sortie du DNF.
Il est en outre nécessaire de prendre en compte des situations incidentelles telles qu'une élévation de température, voire un incendie dans un local.
Dans ce cas, il faut assurer que le dernier niveau de filtration soit maintenu à une température supportable pour celui-ci, typiquement de l’ordre de 200°C. Ainsi, il y a en général un capteur de température 22 en amont du DNF pour surveiller cette température.
En outre, le sous-système 2 d'extraction de gaz comprend en outre un moyen de surveillance d’un incendie, lequel peut comprendre un détecteur de fumée 23. Un détecteur de fumée comprend en général une sonde apte à détecter de la fumée et disposée dans un boîtier, le boîtier étant relié à une canne plongeante qui plonge dans le circuit à surveiller et qui permet d’aspirer une partie du gaz dans ledit boîtier.
Le problème est que les détecteurs de fumée sont fonctionnels jusqu’à une température limitée, par exemple de l’ordre de 50°C, et en général cette température limite est bien inférieure à la température supportable par un filtre.
Le même problème peut exister pour tout autre détecteur.
Et d’autre part, le pilotage du confinement dynamique d’un local vise le maintien dudit confinement dynamique le plus longtemps possible tant que la température maximale admissible dans le système de ventilation, plus précisément dans le sous-système d’extraction, n’est pas atteinte, c'est-à dire tant que la température mesurée dans le sous-système d’extraction n’atteint pas la température maximale admissible par le dernier niveau de filtration. Le sous-système d'extraction de gaz a donc pour autre fonction de garantir la surveillance des fumées en gaine jusqu’à une température maximale de tenue du dernier niveau de filtration.
Le problème posé par l’invention est de disposer d’un système de ventilation équipé d’un détecteur de fumée, et plus largement d’un détecteur apte à détecter un évènement dans le système de ventilation, qui soit amélioré. L’invention doit permettre d’augmenter la plage de fonctionnement d’un détecteur dans un système de ventilation, au moins jusqu’à la température maximale admissible dans ledit système de ventilation.
L’invention vise à proposer un système de ventilation, dont la tenue à la température soit améliorée, et ce, de manière la plus simple et la plus économique possible.
L’invention vise en outre à disposer d’un système de ventilation qui puisse être réalisé aisément à partir d’un système de ventilation déjà existant.
EXPOSE DE L’INVENTION
Un objet de l’invention permettant d’atteindre ce but est un système de ventilation d’un local comprenant :
- un circuit principal apte à véhiculer un flux principal de gaz, comprenant un moyen pour générer une différence de pression entre un premier point dudit circuit principal à une première pression et un second point dudit circuit principal à une seconde pression, la seconde pression étant supérieure à la première pression ;
- un circuit dérivé apte à véhiculer un flux dérivé de gaz, et comprenant :
• un détecteur ;
• un moyen de refroidissement du flux dérivé de gaz disposé de manière à refroidir ledit gaz en amont du détecteur ;
ledit circuit dérivé étant disposé en dérivation du circuit principal, et ledit circuit dérivé étant relié au premier point et au second point, de manière ce que le flux dérivé de gaz circule depuis ledit second point vers ledit premier point.
Selon l’invention, on définit un système de ventilation d’un local comme étant un système apte à créer un différentiel de pression entre l’intérieur et l’extérieur dudit local. Le différentiel de pression est soit une dépression, soit une surpression.
Selon l’invention, on définit les termes « dérivation » comme étant le contournement vers un circuit secondaire de tout ou partie d’un débit (ou « flux ») de fluide (de gaz dans le cas de l’invention) s’écoulant dans un circuit principal. Le circuit secondaire est nommé « circuit dérivé ». Selon l’invention, une partie de débit (ou flux) de gaz est dérivé dans le circuit dérivé. Cette partie de flux est nommée « flux dérivé » de gaz.
Selon l’invention, on définit les termes « amont » et « aval » par rapport à la direction du flux de gaz dans le système de ventilation, dans le circuit principal (flux principal), ou dans le circuit dérivé (flux dérivé).
Selon l’invention, le terme « longitudinal » doit être compris en relation avec la direction principale d’un tube à ailettes ou un tube à caloduc ou tout autre tube du moyen de refroidissement. La direction longitudinale peut être horizontale, ou verticale, ou selon tout autre angle par rapport à la direction horizontale. Les termes « transversal », « transversalement » doivent être compris en relation avec toute direction transversale à l’axe longitudinal d’un tube.
L’invention permet d’augmenter la plage de fonctionnement d’un détecteur dans un système de ventilation, en refroidissant le gaz qui circule dans le détecteur. Le fonctionnement dudit détecteur est donc amélioré.
En outre, en utilisant la force motrice du moyen pour générer une différence de pression au niveau du circuit principal, le flux dérivé de gaz est introduit dans le circuit dérivé sans qu’il soit nécessaire de rajouter d’autres moyens. Cela permet ainsi de disposer d’un système de ventilation qui soit amélioré, et ce, de manière simple et économique.
Enfin, une telle amélioration peut être appliquée à un système de ventilation déjà existant, ladite amélioration étant disposée au niveau d’un circuit dérivé.
Le moyen de refroidissement du flux dérivé de gaz est de préférence disposé en amont du détecteur.
Selon un mode de réalisation, le second point est situé en aval du premier point selon le sens de circulation du flux principal de gaz dans le circuit principal.
Selon un mode de réalisation, le moyen pour générer une différence de pression comprend un ventilateur. Selon un mode particulier, ledit moyen comprend deux ventilateurs disposés en parallèle.
Selon un mode de réalisation, le moyen de refroidissement comprend au moins un tube à ailettes apte à véhiculer le flux dérivé de gaz et s’étendant selon une direction longitudinale.
Selon un autre mode de réalisation alternatif ou complémentaire, le moyen de refroidissement comprend au moins un tube caloduc apte à véhiculer le flux dérivé de gaz et s’étendant selon une direction longitudinale, de préférence un tube caloduc à ailettes.
Selon un mode de réalisation, le moyen de refroidissement comprend une pluralité de tubes à ailettes ou de tubes caloduc disposés en série dans le sens de circulation du flux dérivé de gaz. Selon un mode particulier, la pluralité de tubes à ailettes et/ou de tubes caloduc s’étend selon une même direction longitudinale, deux tubes étant décalés entre eux selon une direction transversale à ladite direction longitudinale.
Selon un mode de réalisation, le moyen de refroidissement comprend en outre un moyen d’injection apte à injecter un gaz de refroidissement sur un tube à ailettes ou sur un tube caloduc.
Selon un mode particulier, le moyen d’injection est apte à injecter un gaz de refroidissement sensiblement selon la direction longitudinale d’au moins un tube à ailettes et/ou d’au moins un tube caloduc. Selon un autre mode particulier, le moyen d’injection est apte à injecter un gaz de refroidissement sensiblement selon une direction transversale à la direction longitudinale d’au moins un tube à ailette et/ou d’au moins un tube caloduc.
Les deux modes particuliers précédents peuvent être combinés entre eux, générant ainsi différentes injections de gaz selon des directions différentes. C’est par exemple le cas pour des échangeurs dits « à courants croisés ».
Selon un mode de réalisation, le détecteur est un détecteur de fumée, par exemple un détecteur de fumée optique.
Selon un mode de réalisation, le circuit dérivé comprend en outre un moyen de contrôle de débit apte à contrôler le flux dérivé de gaz dans ledit circuit dérivé. Cela peut être par exemple un diaphragme ou une vanne, ou une combinaison de plusieurs moyens.
Selon un mode de réalisation, le circuit principal est tout ou partie d’un sous-système d’extraction du système de ventilation.
Selon un mode de réalisation, le circuit principal est tout ou partie d’un sous-système de soufflage du système de ventilation.
Selon un mode de réalisation, le moyen de refroidissement (12) comprend un moyen pour injecter du gaz de ventilation comme gaz de refroidissement. Cela peut être au le gaz au niveau du sous-système de soufflage ou le gaz au niveau du sous-système d’extraction.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit donnée à titre illustratif et non limitatif, faite en regard des figures annexées parmi lesquelles :
la figure 1 illustre un système de ventilation selon l’état de la technique ;
la figure 2 illustre un système de ventilation selon l’invention ; la figure 3 illustre un système de ventilation selon un premier mode de réalisation ;
la figure 4 illustre un système de ventilation selon un second mode de réalisation.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La figure 1 a déjà été décrite dans la partie « état de la technique » et ne sera pas reprise ici. Il est à noter que les systèmes et sous8 systèmes équivalents décrits en figure 1 puis en figures 2 et 3 pourront porter les mêmes références dans l’ensemble des figures pour plus de facilité et de compréhension de lecture.
La figure 2 illustre un système de ventilation 1 selon l’invention.
Le système de ventilation 1 comprend un circuit principal 20, 30 dans lequel un flux principal Q2 de gaz peut circuler.
Le circuit principal comprend un moyen 25, 35 pour générer une différence de pression entre un premier point A dudit circuit principal à une première pression PA et un second point B dudit circuit principal à une seconde pression Ρθ, la seconde pression Pb étant supérieure à la première pression PA.
Le système de ventilation 1 comprend en outre un circuit dérivé 10 dans lequel un flux dérivé Ch de gaz peut circuler.
Le circuit dérivé 10 comprend au moins :
• un détecteur 13 et • un moyen de refroidissement 12 du flux dérivé Q1 de gaz, disposé en amont du détecteur 13. En d’autres termes, le moyen de refroidissement est disposé de manière à refroidir le gaz en amont du détecteur 12.
Le circuit dérivé 10 est disposé en dérivation du circuit principal 20, 30. Il est en outre relié au premier point A et au second point B, de manière à ce que le flux dérivé Q1 de gaz circule au moins depuis ledit second point B vers ledit premier point A.
Le circuit principal peut être un sous-système d’extraction (situé en aval du local à ventiler) ou un sous-système de soufflage (situé en amont du local à ventiler).
La figure 3 illustre un système de ventilation 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Le système de ventilation 1 comprend un circuit principal 20 dans lequel un flux principal Q2 de gaz peut circuler.
Le circuit principal 20 est représenté comme étant tout ou partie d’un sous-système d’extraction de gaz d’un système de ventilation, pouvant être déjà existant.
Le circuit principal 20 comprend un moyen d’extraction 25 formant le moyen apte à générer une différence de pression entre un premier point A dudit circuit principal et un second point B dudit circuit principal.
Selon l’exemple représenté, le moyen d’extraction 25 comprend deux ventilateurs d’extraction 25a et 25b disposés en parallèle. Chaque ventilateur d’extraction est apte à générer une différence de pression dans le circuit principal. Plus précisément, chaque ventilateur d’extraction est apte à générer une dépression en amont dudit ventilateur et une surpression en sortie dudit ventilateur.
Le circuit principal représenté comprend en outre un moyen de filtration 21 (également nommé « dernier niveau de filtration ») disposé en amont du moyen d’extraction 25.
Le système de ventilation 1 comprend un circuit dérivé 10 dans lequel un flux dérivé Qi de gaz peut circuler.
Le circuit dérivé 10 est raccordé en amont et en aval du moyen d’extraction 25.
Dans le cas représenté, le flux dérivé Qi de gaz entre en aval du moyen d’extraction 25 et ressort en amont dudit moyen d’extraction. En d’autres termes, la pression est plus importante en aval du moyen d’extraction 25 qu’en amont dudit moyen d’extraction. Cela permet au gaz (flux dérivé) d’être aspiré dans le circuit dérivé, sans qu’il soit nécessaire de rajouter d’autres moyens pour que ledit flux dérivé circule dans ledit circuit dérivé.
Alternativement, le circuit principal pourrait être tout ou partie d’un sous-système de soufflage d’un système de ventilation, pouvant être déjà existant. Le circuit principal peut alors comprendre un moyen de soufflage, par exemple un ventilateur de soufflage, formant le moyen apte à générer une différence de pression entre un premier point dudit circuit principal et un second point dudit circuit principal. Dans ce cas, le circuit dérivé est raccordé en amont et en aval du moyen de soufflage, et le flux dérivé de gaz entre en aval du moyen de soufflage et ressort en amont dudit moyen de soufflage.
Alternativement à un ventilateur, il est possible de mettre en place un hydroéjecteur. Ceci est particulièrement adapté au domaine de la chimie.
Le circuit dérivé 10 comprend une première extrémité 10b par laquelle un flux Qi de gaz dérivé du circuit principal entre, et une seconde extrémité 10a par laquelle le flux dérivé Qi de gaz ressort du circuit dérivé 10 et est réintroduit dans le circuit principal 20.
Les première et seconde extrémités 10b et 10a peuvent correspondre respectivement aux second et premier points B et A (non représenté).
L’avantage de raccorder le circuit dérivé 10 aux bornes du moyen d’extraction 25 (ou aux bornes du moyen de soufflage) est de bénéficier de la force motrice dudit moyen. Ceci évite d’avoir à ajouter un élément actif supplémentaire (par exemple une pompe) pour pouvoir générer un second débit de gaz dans le circuit dérivé. Cela permet d’une part de simplifier le système de ventilation, d’économiser l’énergie et de parer à des risques de défaillances d’un élément actif supplémentaire.
Le circuit dérivé 10 comprend un détecteur 13, ici un détecteur de fumée. Le détecteur de fumée comprend en général une sonde 13b apte à détecter la fumée et disposée dans un boîtier 13a, le gaz à surveiller traversant le boîtier. La sonde est en général une sonde optique, par exemple un opacimètre. Alternativement, la sonde peut être une sonde ionique.
Le circuit dérivé 10 comprend en outre un moyen de refroidissement 12 disposé en amont du détecteur 13 et apte à refroidir par convection le flux dérivé Qi de gaz avant qu’il n’atteigne le détecteur 13.
Le moyen de refroidissement 12 comprend un tube à ailettes 121 et un injecteur 122 apte à injecter un gaz de refroidissement sur le tube à ailettes 121.
Dans le cas représenté, le refroidissement se fait par convection forcée. Par rapport à une convection naturelle, cela permet d’améliorer l’échange thermique, et cela permet notamment de réduire la longueur totale de tube à ailettes.
Un tube est par exemple en inox. Des ailettes sont par exemple également en inox.
Alternativement, un tube et/ou les ailettes peuvent être en cuivre.
L’injecteur 122 du gaz de refroidissement peut être relié à un ventilateur d’extraction, afin de bénéficier d’un débit de gaz disponible au sein du circuit principal 20.
Il peut également être relié à un ventilateur de soufflage dans un sous-système de soufflage tel qu’illustré en figure 1. Dans les deux cas, cela a pour avantage d’utiliser une ressource déjà disponible et cela permet d’éviter de rajouter de nouveaux composants.
L’ensemble injecteur et tube à ailette est de préférence contenu dans un châssis ou une gaine, formant ainsi le moyen de refroidissement. Avantageusement, l’ensemble peut être contenu dans une gaine de ventilation, par exemple une gaine d’extraction ou une gaine de soufflage. Cela a également pour avantage d’utiliser une ressource déjà disponible et cela permet d’éviter de rajouter de nouveaux composants.
Dans l’exemple représenté, l’injecteur 122 de gaz de refroidissement est disposé de manière à ce que le gaz de refroidissement soit injecté perpendiculairement à la direction longitudinale du tube à ailettes 121 (mode d’injection transversal).
Les ailettes du tube à ailettes peuvent être de formes diverses et peuvent être disposées sur le tube selon différentes configurations. Il peut s’agir d’une seule ailette développée autour d’un tube, par exemple sous forme hélicoïdale. Alternativement, il peut s’agir d’ailettes circulaires disposées de façon régulière tout le long du tube ou encore d’ailettes rectilignes disposées selon la direction longitudinale du tube.
Alternativement à un tube à ailettes (que l’on peut aussi nommer « tube simple à ailettes »), le moyen de refroidissement peut comprendre un tube caloduc. Un tube caloduc se définit comme comprenant un tube intérieur transportant un fluide à refroidir (un gaz dans le cas de l’invention), un tube extérieur entourant le tube intérieur et contenant un fluide caloporteur. Un tube caloduc assure des cycles évaporation/condensation pour transférer des calories d’un fluide à un autre (entre le tube intérieur dans lequel circule le fluide/gaz à refroidir et le tube extérieur dans lequel circule le fluide caloporteur). En général, le tube caloduc est également entouré d’ailettes pour évacuer la chaleur du tube extérieur, on parlera alors de tube caloduc à ailettes.
En aval du détecteur 13 peut être implanté un diaphragme 14 apte à contrôler, voire à limiter, le flux dérivé Qi de gaz qui transite par le détecteur 13.
Alternativement à un diaphragme, une vanne peut être utilisée, ou tout autre moyen apte à contrôler un débit dans un circuit.
Le fait de contrôler, voire de limiter, le débit dans le circuit dérivé permet d’optimiser la surface d’échange thermique à mettre en œuvre au niveau du tube à ailettes.
En effet, le fait de contrôler le débit de gaz à refroidir permet de réduire la puissance thermique à évacuer, donc de limiter la surface d’échange à mettre en œuvre pour refroidir ledit gaz et ainsi de limiter l’encombrement du dispositif. Toutefois, il faut maintenir un débit de gaz suffisant pour garantir le fonctionnement du détecteur de fumée (quelques m3/h), et de plus, plus la vitesse d’air est élevée, meilleur est l’échange thermique. Le débit de gaz à refroidir doit donc être de préférence optimisé.
En outre, limiter le débit de gaz permet de protéger le détecteur.
La surface d’échange thermique d’un tube à ailettes est principalement déterminée par la longueur de tube à ailettes, mais elle est aussi déterminée par d’autres paramètres, comme les caractéristiques des ailettes, les matériaux du tube et des ailettes ...
Lorsque lesdits autres paramètres sont fixés, la longueur de tube est déterminée de manière à ce que la température du gaz qui transite par le détecteur de fumée soit inférieure à une température maximale donnée, par exemple fixée à 50°C, et ce, compte tenu de la température d’entrée du gaz dans le circuit dérivé, qui peut atteindre 200°C.
Comme représenté en figure 3, le circuit principal 20 peut comprendre en outre des vannes 26a et 26b aptes à permettre d’isoler le circuit principal 20 du circuit dérivé 10, par exemple lorsque le circuit dérivé 10 n’est pas relié au circuit principal 20, ou lorsqu’on relie le circuit dérivé 10 au circuit principal 20.
Le circuit dérivé 10 peut être relié au circuit principal 20 par l’intermédiaire de premier et second moyens de liaisons 11a et 11b, par exemple des brides de liaison.
La figure 4 illustre un système de ventilation selon un second mode de réalisation, et illustre plus précisément le circuit dérivé 10.
Le second mode de réalisation diffère du premier mode en ce que le moyen de refroidissement 12 comprend un ensemble de deux tubes à ailettes 121a et 121b disposés en série, et décalés selon la direction transversale aux tubes, et en ce que l’injecteur de gaz 122 de refroidissement est disposé de manière à injecter un gaz de refroidissement parallèlement à la direction longitudinale des tubes à ailettes 121a et 121b (mode d’injection longitudinal).
L’ensemble des tubes à ailettes est placé dans une gaine 12a. L’injecteur de gaz 122 de refroidissement est apte à injecter un gaz de refroidissement dans ladite gaine 12a.
La gaine 12a peut être une gaine d’un sous-système de soufflage ou d’un sous-système d’extraction.
Par rapport au mode d’injection transversal du premier mode de réalisation, et comme cela est expliqué plus après, le mode d’injection longitudinal permet de disposer d’échangeur thermique plus compact.
A l’inverse, le mode d’injection transversal permet de réduire la longueur totale de tube à ailettes.
En outre, lorsqu’il faut une longueur de tube à ailettes importante, selon la réduction de température souhaitée, la configuration des tubes à ailettes en série et décalés transversalement permet de réduire l’encombrement de l’échangeur thermique.
A titre d’illustration, un dimensionnement d’un échangeur thermique, sous la forme de tube(s) à ailettes disposé(s) dans une gaine, est calculé.
Les bases de calcul sont les suivantes :
- débit de gaz dans le circuit dérivé de 5 m3/h, soit une vitesse de gaz de 9,7 m/s pour un diamètre interne de 13,5 mm ;
- température d’entrée du gaz dans le circuit dérivé de 200°C ;
- température de sortie du gaz du circuit dérivé de 50°C (ou température de sortie de l’échangeur thermique) ;
- température maximum du gaz de refroidissement de 35°C ;
- refroidissement du tube à ailettes par convection forcée.
En outre, le débit de gaz dans le circuit principal peut être compris entre 1000m3/h et 200000m3/h, par exemple être de l’ordre de 20000 m3/h.
Les choix techniques pour le calcul de dimensionnement sont les suivants :
- diamètre intérieur d’un tube de 13,5 mm ;
- épaisseur des ailettes de 1 mm ;
- diamètre des ailettes de 54 mm ;
- écartement (mesuré au niveau du tube) entre deux ailettes de 4 mm ;
- ailettes en inox ;
- mode d’injection transversale ou longitudinal du gaz de refroidissement.
Les résultats des calculs de dimensionnement sont les suivants :
- dans le cas où le gaz de refroidissement est injecté dans le sens longitudinal des tubes à ailettes : la longueur totale de tube à ailettes est de 2 mètres (peut être disposé sous la forme de deux tubes en série d’un mètre chacun) et la vitesse d’air minimale injectée sur les ailettes est de 2 m/s minimum ;
- dans le cas où le gaz de refroidissement est injecté transversalement au sens longitudinal des tubes à ailettes : la longueur totale de tube à ailettes est de 1,5 mètre et la vitesse d’air minimale injectée sur les ailettes est de 2 m/s minimum.
Si la longueur totale de tube à ailettes à disposer est moins importante dans le cas d’une injection transversale du gaz de refroidissement dans le cas d’une injection longitudinale, il reste que cette configuration est moins avantageuse dans la mesure où elle nécessite un diamètre de gaine plus important que dans le cas d’une injection longitudinale (dans l’exemple illustré, le diamètre de la gaine est déjà de 150 mm dans le cas d’une injection longitudinale), ce qui augmente l’encombrement de l’ensemble, et ce, d’autant plus si on dispose plusieurs tubes à ailettes en série décalés dans la direction transversale.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits mais s'étend à tout mode de réalisation entrant dans la portée des revendications.
En outre, la présente invention peut trouver des applications, outre le domaine nucléaire, dans d’autres domaines qui nécessitent une ventilation, par exemple dans le domaine de la chimie ou dans celui de la microélectronique, domaines dans lesquels une ventilation peut être nécessaire voire obligatoire.
Dans le domaine de la microélectronique, les locaux, généralement des salles blanches, sont maintenus en surpression par rapport à l’extérieur afin d’éviter toute contamination extérieure de rentrer dans lesdites salles blanches.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de ventilation (1) d’un local comprenant :
    - un circuit principal (20, 30) apte à véhiculer un flux principal (Q2) de gaz, comprenant un moyen (25, 35) pour générer une différence de pression entre un premier point (A) dudit circuit principal à une première pression (PA) et un second point (B) dudit circuit principal à une seconde pression (Pb), la seconde pression (PB) étant supérieure à la première pression (PA) ;
    - un circuit dérivé (10) apte à véhiculer un flux dérivé (Q1) de gaz, et comprenant :
    • un détecteur (13) ;
    • un moyen de refroidissement (12) du flux dérivé de gaz disposé de manière à refroidir ledit gaz en amont du détecteur (13) ;
    ledit circuit dérivé (10) étant disposé en dérivation du circuit principal (20, 30), et ledit circuit dérivé (10) étant relié au premier point (A) et au second point (B), de manière ce que le flux dérivé (Q1) de gaz circule depuis ledit second point vers ledit premier point.
  2. 2. Système de ventilation selon la revendication 1, le second point (B) étant situé en aval du premier point (A) selon le sens de circulation du flux principal (Q2) de gaz dans le circuit principal (20, 30).
  3. 3. Système de ventilation selon la revendication 2, le moyen (25, 35) pour générer une différence de pression comprenant un ventilateur, de préférence deux ventilateurs (25a, 25b) disposés en parallèle.
  4. 4. Système de ventilation selon l’une des revendications 1 à 3, le moyen de refroidissement (12) comprenant au moins un tube à ailettes (121) apte à véhiculer le flux dérivé (Q1) de gaz et s’étendant selon une direction longitudinale (Z).
  5. 5. Système de ventilation selon l’une des revendications 1 à 4, le moyen de refroidissement (12) comprenant au moins un tube caloduc apte à véhiculer le flux dérivé (Qi) de gaz et s’étendant selon une direction longitudinale (Z), de préférence un tube caloduc à ailettes.
  6. 6. Système de ventilation selon la revendication 4 ou 5, le moyen de refroidissement (12) comprenant une pluralité de tubes à ailettes (121a, 121b) ou de tubes caloduc disposés en série dans le sens de circulation du flux dérivé (Qi) de gaz.
  7. 7. Système de ventilation selon la revendication 6, la pluralité de tubes à ailettes (121a, 121b) ou de tubes caloduc s’étendant selon une même direction longitudinale (Z), deux tubes étant décalés entre eux selon une direction transversale à ladite direction longitudinale.
  8. 8. Système de ventilation selon l’une des revendications 4 à 7, le moyen de refroidissement (12) comprenant en outre un moyen d’injection (122) apte à injecter un gaz de refroidissement sur un tube à ailettes ou sur un tube caloduc.
  9. 9. Système de ventilation selon la revendication 8, le moyen d’injection (122) étant apte à injecter un gaz de refroidissement sensiblement selon la direction longitudinale d’au moins un tube à ailettes (121, 121a, 121b) ou d’au moins un tube caloduc.
  10. 10. Système de ventilation selon la revendication 8 ou 9, le moyen d’injection (122) étant apte à injecter un gaz de refroidissement sensiblement selon une direction transversale à la direction longitudinale d’au moins un tube à ailette (121, 121a, 121b) ou d’au moins un tube caloduc.
  11. 11. Système de ventilation selon l’une des revendications 1 à 10, le détecteur (13) étant un détecteur de fumée, par exemple un détecteur de fumée optique.
  12. 12. Système de ventilation selon l’une des revendications 1 à 11, le circuit dérivé (10) comprenant en outre un moyen de contrôle de débit (14) apte à contrôler le flux dérivé (Qi) de gaz dans ledit
    5 circuit dérivé, par exemple un diaphragme ou une vanne.
  13. 13. Système de ventilation selon l’une des revendications 1 à 12, le circuit principal (20) étant tout ou partie d’un sous-système d’extraction.
  14. 14. Système de ventilation selon l’une des revendications 1 ou 12, le circuit principal (30) étant tout ou partie d’un sous-système de soufflage.
  15. 15 15. Système de ventilation selon l’une des revendications précédentes, le moyen de refroidissement (12) comprenant un moyen pour injecter du gaz de ventilation comme gaz de refroidissement.
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