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PERFECTIONNEMENTS A LA CLIMATISATION.
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La présenta invention se rapporte au chauffage et au refroidis- sement et surtout à la climatisation dans laquelle le même échangeur de chaleur sert aussi bien d'appareil de chauffage que de refroidis- seur.
Dan l'appareil de climatisation et surtout là où cet appareil est usilisé pour chauffer ou rafraichir une demeure, il est impor- tant que cet appareil soit pat à tout instant pour chauffer ou rafrài- chir suivant ce qu'on désire, et que l'échangeur de chaleur dudit an- pareil soit amené à la température de chauffage ou de refroidissement dans le moins de temps possible.
L'un des buts de la présente invention est de procurer un appa- reil de climatisation dans lequel le même échangeur est utilisé tant pour lehohauff&ge que le refroidissement, dans lequel l'échangeur de chaleur puisse être rapidement amené à la température de chauffage ou de refroidissement, suivant ce qu'on désire, soit que l'appareil soit mis en route sur un cycle de chauffage ou de refroidissement, soit que l'appareil passe du chauffage au refroidissement ou du re- froidissement au chauffage, tout simplement en règlant l'apport d'un moyen de refroidissement aux parties de l'appareil chargées de rejeter. la chaleur et sans avoir recours à des valves ou soupapes mécaniques ou dispositifs similaires pour les circuits liquides de l'appareil.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique délivré à ED2 A.R. THOMAS .
P.P.ANDERSplV Jr, N02.282.503 révèle un appareil .de réfrigération ddéal pour! usages domestiques.
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L'appareil décrit dans ce brevet utilise des liquides inoffen- sifs - l'eau comma moyen de réfrigération et une solution saline com- me absorbant - et l'appareil marche au-dessous de la pression atmos- phérique. Nous associons donc notre invention a un appareil réfrigéra tour du typa à absorption comme celui qui est décrit dans le brevet ci-dessus de Thomas & Anderson.
L'invention ainsi que ses buts et avantages est exposée avec des détails plus techniques da.ns la description qui suit et dans les dessins annexés, dans lesquels:
La fig.1 est une vue schématique montrant un système de chauf- fage et de refroidissement formant l'invention, et
La fig.2 est une vue similaire à la fig.l montrant une modifica- tion de l'invention.
Pour ce qui est de la fig.l du dessin, l'appareil indiqué com- porte comme base un ensemble de réfrigération du type à absorption d'eau fonctionnant entre deux pressions, généralement comme cela est décrit dans le brevet ci-dessus Thomas et Anderson. Un appareil de ce modèle marche au-dessous de la pression atmosphérique et comporte un générateur 10, un condenseur 11, un évaporateur 12 et un absor- beur 13 lesquels sont reliés entre eux de telle sorte qua, lorsque l'appareil marche comme ensemble de refroidissement, l'écoulement du liquide entre les côtés hauts et bas de l'appareil se trouve réglé par des colonnes de liquide. Par "condenseur" désignant l'élément il,il faut entendre le condenseur ou liquéfacteur de réfrigérant pour les refroidissements.
Par "évaporateur" désignant l'élément 12; il faut entendre l'échangeur de chaleur ou serpentin en contact avec l'air lequel fonctionne comme évaporateur ou élément de refroidisse- ment pendant les périodes de refroidissement, et comme condenseur ou radiateur de chaleur pendant les périodes de chauffage.
Le générateur 10 comprend une enveloppe extérieure 15 dans la- quelle sont disposés une pluralité de tubes ou tuyaux élévateurs verticaux 16 dont les extrémités inférieures sont en communication avec une chambre d'admission 17 et dont les extrémités supérieures font saillie dans et au-dessus du fond d'un récipient séparateur 18.
Un espace vide 19 dans l'enveloppe ou coquille 15 et autour des
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tuyaux 16 forme une chambre de vapeur dans laquelle la vapeur arrive , par une canalisation 20 venant d'une chaudière à vapeur 21. La ahau-é ,'dière à vapeur est munie de tubes de chauffage 22 lesquels sont chauffés par les produits de combustion venant d'un brûleur à gaz 23.
Un gaz combustible est fourni au brûleur 23 par une source d'appro- visionnement appropriée par l'intermédiaire d'une canalisation 24.
Une soupape 25 fonctionnant électro-magnétiquement, reliée à une source d'énergie électrique appropriée, règle l'apport de gaz au brûleur 23. La vapeur est fournie à la chambre 19 à des pressions appropriées, de telle sorte que l'appareil peut marcher aussi bien comme appareil de chauffage que comme appareil de refroidissement.
La condensation formée dans la chambre de vapeur 19 est renvoyée à la chaudière 21 par une canalisation 26, une pompe 27 et une canali- sation 28.
L'appareil contient une solution de réfrigérant en liquide ab- sorbant, aomme par exemple, une solution aqueuse de chlorure de li- thium ou!de bromure de lithium ou encore un mélange des deux. Avec la vapeur qui arrive par la canalisation 20 à l'espace 19, de la cha- leur est appliquée aux tuyaux 16 ce qui fait que la vapeur d'eau est chassé, de la solution. La solution d'absorption qui reste monte sous l'effet de l'action élévatrice produite par le gaz ou la vapeur, avec la vapeur d'eau qui a été chassée, formant un petit noyau à l'intérieur d'un anneau de la solution qui se déplace vers le haut.
La vapeur d'eau chassée monte plus rapidement que la solution pendant que celle-ci coule le long des parois intérieures des tuyaux 16.
La vapeur d'eau passe par les tuyaux ou les élévateurs 16 en un mouvement ascendant pour arriver au récipient séparateur 18 dans le- quel la vapeur se trouve séparée de la solution d'absorption qui a été montée jusque là et s'écoule par une canalisation 29 dans le con- danseur 11 ou la vapeur est condensée. Le réfrigérant liquide formé dans le condenseur Il s'écoule par un tuyau en U 30 dans une chambre à vaporisation instantanée 31. Après avoir été vaporisé à la tempéra- ture correspondant à la pression de l'évaporateur, le réfrigérant li- quide passe par une canalisation 32 dans un baquet distributeur 33,
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t de là dans les tuyaux 34 de l'évaporateur. Une canalisation de vapeur 35 va de la chambre à vaporisation instantanée 31 jusqu'à l'intérieur d'un collecteur 36 de l'évaporateur.
La canalisation qui forme le tuyau en U 30 possède une section en coupe si réduite que la résistance au passage de la vapeur à l'intérieur de celui-ci, lorsqu'il ne s'y trouve aucun liquide, est telle qu'elle donne lieu à une pression suffisante dans le condenseur pour y provoquer la condensation de vapeur pendant les périodes où l'on pratique le re- froidissement. La section du tube 30 en U, d'autre part, ne présente effectivement aucune résistance au passage du liquide à l'intérieur de celui-ci.
Le réfrigérant s'évapore dans l'évaporateur 12 avec comme con- séquence l'absorption de la chaleur pour produire un effet de réfri- gération lequel est utilisé pour refroidir un courant d'air passant sur les tubes 34. Les tuyaux 34 de l'évaporateur sont munis d'ailet- tes 37 servant à l'échange de chaleur. La vapeur de réfrigérant qui est forméedans les tuyaux de l'évaporateur passe dans les collecteurs 36 qui se trouvent à chaque extrémité de l'évaporateur et de là elle passe dans l'absorbeur 13 dans lequel la va.peur se trouve absorbée par la solution absorbante qui entre dans la partie supérieure de l'absorbeur par une canalisation 38.
La, solution absorbante enrichie de réfrigérant est conduite de l'absorbeur 13, par une canalisation 39, un passage intérieur dans un échangeur de liquide 40, une canali- sation 41, un récipient stabilisateur ou équilibreur 42, et une cana- lisation 43, dans la chambre 17 du générateur 10.
La vapeur de réfri- gérant se trouve chassée de la solution dans le générateur 10 par chauffage, et la solution monte au moyen d'une action élévatrice pro- voquée par les gaz ou la vapeur dans les tuyaux d'élévation 16, comme expliqué précédemment-
La solution d'absorption de faible teneur en réfrigérant qui a, été montée dans les tuyaux élévateurs 16 pour chasser dans le réci- pient 18, passe de là, par une canalisation 44, un passage extérieur à travers l'échangeur de chaleur liquide 40, et par une canalisation 38 dans la partie supérieure de l'absorbeur 13.
Cette circulation de solution d'absorption provient de l'élévation de la solution dans
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les tuyaux d'élévation 16, en conséquence de quoi ladite solution passe dans l'absorbeur et, en venant de celui-ci, retourne au géné- 41, orateur par gravité. Le récipient 42 et le récipient 18 sont reliés par une canalisation de communication 45, laquelle canalisation pos- aède une section suffisante pour que la vapeur y passe sans aucune restriction.
Le récipient 42 est d'un volume suffisant.pour jouer le rôle de différentiel ou volant liquide dans le système et il possède une section suffisante pour que pendant les périodes où le refroidis- sement se produit le niveau de liquide qui s'y trouve ne varie pas de façon;appréciable, de sorte que la hauteur réagissant pour faire monter-le liquide dans les tuyaux d'élévation 16 conserve une hau- teur substantiellement constante.
Suivant la présente invention, une canalisation 46, décrite avec plus de détails plus loin, se trouve interposée entre le réci- pient stabilisateur 42 et l'absorbeur 13 pour le passage de la va- peur de réfrigérant chaude entre le premier et ce dernier pendant les périodes où l'on procède au chauffage.
Lorsque l'appareil fonctionne comme ensemble de refroidissement, l'absorbeur 13 et le condenseur 11 constituent les parties de l'appa- reil dégageant de la chaleur et ils sont refroidis par un milieu réfrigérant approprié, l'eau, par exemple, laquelle est conduite depuis une source d'alimentation appropriée, par une canalisation 47 à un groupe de tuyaux 48 se trouvant à l'intérieur de l'absorbeur par quoi la chaleur d'absorption est cédée à l'eau de refroidisse- ment. L'eau de refroidissement est conduite de l'absorbeur 13 au moyen d'une canalisation 49 au condenseur 11 dans lequel la chaleur de condensation est cédée à l'eau de refroidissement. L'eau de re- froidissement quitte le condenseur Il par une canalisation 60.
La canalisation 47 est munie d'une valve ou soupape 51 destinée à couper l'approvisionnement de l'absorbeur 13 et du condenseur 11 en eau de refroidissement pendant les périodes de chauffage.
L'appareil fonctionne à basses pressions pendant que le généra- teur 10 et,le condenseur Il fonctionnent à une certaine pression et que l'évaporateur 12 et l'absorbeur 13 fonctionnent à une pression in- férieure. pendant les périodes de refroidissement, le passage des flui.
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des entre les cotés haute et basse pression de l'appareil est réglé par les colonnes de liquide qui se trouvent dans les canalisations de communication et qui équilibrent les pressions.
Ainsi la colonne liquide formée dans le tube en U 30 règle le passage du fluide entre le condenseur 11 et l'évaporateur 12, la colonne liquide qui se trou- ve dans la canalisation 39 et dans les parties mises en communica- tion, règle le passage du fluide entre la, sortie de l'absorbeur 13 et l'entrée du générateur 10, et la colonne liquide formée dans la canalisation 38 et les parties mises en communication règle le passa- ge du liquide entre la partie supérieure ou sortie du générateur et l'entrée de l'abeorbeur. Pendant les périodes de réfrigération, les niveau de liquide dans les canalisations 39, 44 et dans la branche descendante du tuyau 30 sont indiqués en a. b, et c, par exemple.
Le niveau liquide minimum dans le récipient 42 se trouve approxima- tivement au niveau d pendant les périodes de refroidissement, et dans la canalisation 46 le niveau se trouve en.2, qui est substan- tiellement le même niveau a que dans la canalisation 39. Ainsi, la solution d'absorption dans le récipient 42 au niveau d constitue une barrière ayant pour but de bloquer le passage de la valeur dans la canalisation 46 pendant une période de refroidissement.
Le passage d'une période de refroidissement à une période de chauffage se fait en fermant la soupape 51 de la canalisation 47 de sorte que l'alimentation de l'absorbeur et du condenseur en eau de refroidissement se trouve suspendue, et ,comme la vapeur d'eau est fournie à l'espage 19, la vapeur de réfrigérant se trouve chassée de la solution comme auparavant. Cependant, l'alimentation du condenseur 11 en eau de refroidissement étant coupée, la pression va monter dans le générateur et dans le condenseur au point que la solution sera chassée du récipient stabilisateur 42 par la canalisation 41, un passage intérieur à travers l'échangeur de liquide 40, et une montée dans la canalisation 39, jusque dans le fond de l'absorbeur 13.
Lorsque le niveau de liquide du récipient stabilisateur 42 se trouve abaissé au-dessous de l'entrée de la canalisation 46, la barrière arrêtant le passage de la vapeur dans celle-ci est supprimée de sorte que la vapeur chaude, passera du haut du générateur, en igne, dans
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l'évaporateur 12 par la canalisation 45, le récipient stabilisateur 42, la canalisation 46, l'absorbeur 13, et les collecteurs 36 jusque, dans les)tuyaux 34 de l'évaporateur. L'évaporateur sert maintenant de radiateur de chaleur dans lequel la vapeur se trouve condensée dans les.tuyaux d'évaporation en cédant sa chaleur de condensation à l'air passant sur les tuyaux qui chauffent ainsi cet air.
Le passage de la vapeur dans la canalisation 46 donnera lieu au déplacement de quelque solution dans cette canalisation laquelle so- lution partira dans l'une ou l'autre direction suivant la section de ladite canalisation. La canalisation 46 doit avoir une section et une forme telles que la vapeur et le liquide puissent y passer et permettre 1 le 1 passage de toute la vapeur chassée dans le générateur
10 aux pressions du système. Une certaine différence de pression doit être maintenue entre le récipient stabilisateur et l'absorbeur afin de maintenir l'entrée de la canalisation 46 libre de solution.
Dans le fonctionnement de l'appareil décrit, si cette différence de pres- sion tombait au-dessous de celle qui est nécessaire, le niveau de solution montera dans le récipient stabilisateur et un peu de soluti- on entrera dans la canalisation 46 donnant une plus grande résistance au passage de la vapeur et une augmentation de la pression du côté de la haute pression. Ainsi donc, la différence de pression nécessai- re entre le récipient stabilisateur et l'absorbeur sera maintenue au- tomatiquement. Pour passer d'une période de chauffage à une période de refroidissement, il n'y a qu'à ouvrir la soupape se trouvant dans la canalisation 47 sur quoi l'eau de refroidissement passe dans l'ab- sorbeur et dans le condenseur.
Le refroidissement du condenseur amène la condensation de la vapeur de réfrigérant dans celui-ci, laquelle à son tour, fait tomber la pression dans le générateur et dans le condenseur au point que le niveau de la solution monte dans le réci- pient stabilisateur au-dessus de l'entrée de la canalisation 46 et forme barrière au passage de la vapeur dans cette canalisation.
Il y a lieu de remarquer qu'une fois que l'appareil a été utili- @ se et que les colonnes liquides ont été établies entre les côtés in- férieur et supérieur de celui-ci, le liquide desdites colonnes se trouvera par la suite disponible pour contrôler le passage de fluide ] ] 1
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entre les cotés inférieur et supérieur de l'appareil, que l'appareil ait été fermé indifféremment à la suite d'une période de chauffage ou d'une période de refroidissement, et que l'appareil passe du chauffage au refroidissement ou du refroidissement au chauffage.
En d'autres termes, les colonnes n'ont pas besoin d'être alimentées en liquide chaque fois que l'appareil commence une période de refroidis- sement à la suite d'une fermeture sur une période de chauffage, ou bien chaque fois que l'appareil est manoeuvré d'une période de chauf- fage à une période de refroidissement. Avec cette disposition, l'appa- reil se trouve toujours prêt pour commencer à chauffer ou à refroi- dir, suivant ce que l'on désire, dès que lo générateur est amené à la température et à la pression de marche. De plus, le temps nécessaire pour atteindre les températures de chauffage ou de refroidissement dans l'échangeur de chaleur se trouve réduit au minimum.
A la figure 2 du dsssin, l'appareil de chauffage et de refroidis- sement modifié est substantiellement identique à l'appareil indiqué à la fig.1, excepté qu'à la fliga2, la canalisation 46' est disposée entre la canalisation 44 et le collecteur 36 à la droite de l'évapo- rateur pour le passage de la vapeur chaude depuis le générateur jus- qu'à l'évaporateur pendant les périodes de chauffage.
Pendant les pé- riodes de refroidissement, le liquide restera dans la canalisation 44- à un niveau au-dessus du raccord avec la canalisation 46', constitue- ra une barrière s'opposant au passage de la vapeur dans celle-ci et le liquide se tiendra dans la canalisation 46' approximativement au niveau se qui est substantiellement le même que le niveau de la sor- tie de la canalisation 38. Une chaudière à vapeur, non représentée, mais qui peut être la même que la chaudière 21 de la fig.1, fournit la vapeur par la canalisation 20 à l'espace 19 du générateur.
Dans les périodes de refroidissement, 7.'appareil figurant à la fig.2 marche de la même manière que celui qui est décrit ci-dessus pour la fig.l. Cependant, dans les périodes de chauffage, avec l'écou- lement de l'eau de refroidissement en dehors de l'absorbeur et du con- danseur, la pression dans le générateur et dans le conéenseur augmen- te au point que le niveau du liquide dans la canalisation 44 se trouve alaissée au-dessous de l'entrée de la canalisation 46', et il en ré-
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sulte que la vapeur chaude passe du récipient séparateur 18 dans la canalisation 44, par la canalisation 46', entre dans le collecteur 36 et de là dans les tuyaux de l'évaporateur où la vapeur est conden- sée, cornue précédemment, et cède sa chaleur de condensation à l'air qui passe sur les tuyaux.
L'invention étant ainsi décrite, il est bien entendu qu'elle ne se limite pas exactement aux détails de construction représentés et décrits,'car une personne spécialisée dans cette partie se rendra compte que des modifications peuvent être apportées sans qu'on s'é- carte du cadre de cette invention.
REVENDICATIONS.
1. Appareil de chauffage et de refroidissement comprenant un échangeur de chaleur servant soit comme évaporateur pour le refroi- dissement, soit comme condenseur pour le chauffage, un absorbeur, un générateur, un liquéfacteurß des conduits reliant entre eux les dits éléments afin de fournir des circuits pour l'écoulement d'un fluide réfrigérant et d'un liquide d'absorption, les dits conduits @ comprenant des moyens pour y régler l'écoulement du fluide de maniè- re telle que le dit appareil sert de système de réfrigération par absorption à deux pressions, caractérisé par une "ligne" non affeo- tée par les dits moyens de réglage de l'écoulement et procurant un trajet d'écoulement pour de la vapeur, du dit générateur au dit é- changeur de chaleur pour le chauffage,
la dite ligne comprenant une barrière, agissant en réponse à une modification d'un facteur de l'état interne du dit appareil pour bloquer et débloquer l'écoule- ment de vapeur dans la dite ligne.