BE551097A

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Publication number: BE551097A
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Description


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 EMI1.1 
 



  Cette invention est relative aux procédés et aux appa- reils servant à transférer de la chaleur dans des onr-tion.s ;Ie> fa- brîcr-tion par 1} intermédiaire de substances fondues, en particulier des sels, qui sont solides à la tenpçrature ambiante. Des mélanges de sels inorganiques., gc5üfrq,le:::ent des eutectiques c#J:,;:e par eye-i- ple un Mélange de 40 en poids de nitrite de sodium, 7% ce nitrate de socHuY.1 et 50% de nitrate due :pota ssiu1:1, offrent de nombreux 8V::)1l- t8'es co :5¯e pel1ts de transfert de chaleur, y compris la résistance b l' hydrolyse et une conductibilité thermique élevée, ':J.'1.-,C' leur urp- ge dans des sT8tè::les circulatoires a été limité par suite de la ¯f f icult' du dSci.9rr8,ge à froid. 



  L'invention, consiste en un procédé de fabrication C:":.- 

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 prenant le transfert de chaleur au moyen d'un agent de transfert de chaleur mis en circulation à l'état de fusion, caractérisa en ce qu'un solvant volatil   de. l'agent   y est incorporé sous pression et en quantité suffisante pour maintenir la phase liquide dans le système circulatoire pendant le refroidissement et en est évaporé, également sous une pression suffisante pour maintenir la phase li-   quide   jusqu'à ce que l'agent soit ultérieurement chauffé pour l'u- sage. 



   Avantageusement,le solvant est pompé, lorsque   c'est   né- cessaire,   d'un   réservoir de stockage dans un réservoir de l'agent, incorporé dans le système circulatoire et renvoyé dans le réser- voir, lors du refroidissement du système, du réservoir de l'agent de transfert en phase vapeur. 



   Si on le désire, lors du refroidissement, une partie de l'agent de transfert peut être amenée dans un réservoir auxiliaire   'et   on le laisse s'y solidifier, cette partie de l'agent   ébant   sub-   séquement   fondue, avec ou sans l'aide du solvant et renvoyée dans le système circulatoire lorsque ce dernier est en cours de chauf- gage. De cette façon, la capacité de stockage requise pour l'agent de transfert est réduite car toute la quantité ne doit pas être di- ruée ou diluée au même degré dans le solvant lorsque l'agent se re- froidit à la température ambiante. 



   L'agent de transfert est généralement un sel ou un mélan- ge de sels soluble dans l'eau et le solvant est l'eau.      



   L'invention consiste aussi en un appareil pour le trans- fert de la chaleur par l'intermédiaire d'un agent de transfert de chaleur mis en circulation, qui comprend un système circulatoire pour l'agent comportant un réservoir pour celui-ci et un réservoir   pourra     solvmt   volatil de l'agent, les deux réservoirs étant reliés par une conduite de vapeur et par une conduite de liquide comprenant une pompe pour transférer le solvant dans l'agent. La conduite de liquide' va de préférence de la partie inférieure du réservoir de solvant à la partie supérieure du réservoir de l'agent de trans- fert et dans ce dernier réservoir, la conduite peut se terminer 

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 par un ou plusieurs ajutages pour pulvériser le solvant sur   l'agent.   



  Généralement, la conduite de vapeur comporte une   soupape     destinée     ,   s'ouvrir uniquement lorsque la pression de vapeur atteint une valeur prédéterminée correspondant à celle qui est requise pour maintenir le mélange de l'agent de transfert de chaleur et du solvant liquide à   l'état   liquide; généralement cette pression est   supérieure   à   la.   pression atmosphérique aux températures supérieures au point d'ébullition du mélange. 



   L'invention consiste en outre en un appareil tel que décrit dans le paragraphe précédant, qui coup rend un réservoir auxiliaire pour l'agent de transfert de chaleur, relié pu   -nremier   réservoir de l'agent de transfert de chaleur par un tuyau permet- tant le passage du liquide, avec un dispositif pour Jans fondre le conte-      nu du réservoir auxiliaire lorsqu'on- chauffe le système circulatoi- re. Ce dispositif peut avantageusement comporter une conduite de vapeur, comprenant une vanne, reliant les deux réservoirs de l'a- gent de transfert de chaleur.

   Ce dispositif peut comporter en ou- tre une seconde conduite de vapeur en forme de boucle reliée à ses   deuy   extrémités au   premier   réservoir de l'agent de transfert de chaleur comprenant si on le désire une vanne et traversant le réservoir auxiliaire et au moins'une partie adjacente de ce tuyau de maniè- re à servir de réchauffeur. 



   Le réservoir de solvant est de préférence muni à l'inté- rieur d'un dispositif de refroidissement, par exemple un serpentin pour de l'eau froide.      



   On décrira l'invention plus en détail ci-après avec ré-   férence   au dessin annexé, dans lequel : 
L? figure 1 est une représentation, schématique d'une for- me de   réalisation   et 
La figure 2 est une représentation schématique d'une se- conde forme de réalisation. 



   La figure 1 montre un réservoir de stockage 1 de l'agent de transfert de chaleur relié'par une conduite de liquide 2 à une   @e   de circulation 3 et ensuite à un réchauffeur 4. Une boucle 

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 5 va du réchauffeur   4   au réservoir 1. 'Des récipients de réactions chimiques ou un autre appareillage (non représenté) à refroidir ou à chauffer peuvent être alimentés en parallèle d'agent de transfer de chaleur par des prises (non représentées) sur la boucle 5,   d'un   manière conventionnelle. Une conduite de vapeur 6 relie la partie supérieure du réservoir 1 à la partie supérieure d'un réservoir 7 pour le stockage d'un solvant volatil de l'agent de transfert de chaleur à utiliser.

   La conduite 6 comporte une soupape 8 construi- te de manière à s'ouvrir sous une pression de vapeur   prédéter'.iiné<   dans le réservoir 1 et qui est reliée à un manomètre 9. La partie inférieure du réservoir 7 est reliée par une conduite de liquide 10 à une pompe 11 et de là à une couronne de pulvérisation 12 à la partie supérieure du réservoir 1. Un serpentin 13 pour l'eau froi- de est monté à l'intérieur du réservoir 7 et il est pourvu d'une soupape de sûreté   14.   



   En service, le réservoir 1 est chargé d'unesolution   a-   queuse concentrée d'un mélange approprié de sels comme il a été spécifié ci-dessus. On met la pompe 3 en marche et on enclenche ou on allume (suivant le cas) le réchauffeur   4.   Lorsque la températu- re de la solution atteint le point d'ébullition, la pression s'é- lève jusqu'à ce qu'elle atteigne 0,7 kg/cm2 dans le réservoir 1. 



  Lorsque la pression dépasse cette valeur, la soupape 8 s'ouvre et permet à la vapeur de pénétrer dans le réservoir 7 dans lequel elle se condense sous l'action du serpention de refroidissement 13. Lors que la température monte, l'eau est progressivement chassée du pi- lieu en circulation et elle se condense dans le réservoir 7 jusqu' à ce que le point de fusion du mélange de sels soit atteint. Au de- là de ce point, le milieu en circulation est en substance anhydre. 



   Pour ,arrêter l'app.?reil, on fait passer de l'eau de re- froidissement dans le serpention 13 et on fait fonctionner la pom- pe 11 à une vitesse appropriée pour amener l'eau dans le réservoir 1. Lorsque cette eau est pulvérisée sur l'agent fondu, une partie est absorbée et le restant est vaporisé de manière à retourner dans le réservoir 7 par la conduite 6. Une pression d'environ 0,7 kg/cm2 

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 est maintenue automatiquement dans le réservoir 1 jusqu'à ce que la température tombe en dessous de 100 C et alors l'ébullition ne se produit plus et toute l'eau dans le réservoir 7 peut être pompée      dans la solution de sels pour la maintenir en phase liquide lorsqu-' elle continue à se refroidir. 



   La quantité d'eau requise dépend de la température ambiar- te existante. Lorsque cette température est légèrement supérieure      à 20 C, un mélange de sels à la concentration de 71 grammes par 100 cm3 peut être maintenu dans le cas du mélange de sels spécifié ci- dessus. Le volume de celui-ci est près de trois fois celui   du mé-   lange fondu. Dans un exemple où la capacité du système circulatoi-      re (y compris la partie inférieure du réservoir 1) est de 100 li- très, il est nécessaire de fournir une capacité maximum de 300 li- tres environ correspondant à une capacité d'environ 200 litres pour le réservoir 1. 



   La figure 2 représente une variante du système, dans la- quelle il suffit d'une capacité de stockage moindre. Sur cette fi- gure, les parties correspondant à celles de la figure 1 conservent les mêmes chiffres de référence. En plus du réservoir 1, on a pré- vu un réservoir auxiliaire 15 pour l'agent de transfert, dont le fond est raccordé à la partie inférieure du réservoir 1 par un tuyau 16 comprenant une vanne d'arrêt 17. Une conduite de vapeur 18 va du réservoir 15 à la conduite 6 par l'intermédiaire d'une van ne d'arrêt 19 et la conduite 6 comprend.une vanne d'arrête 20.

   Une      conduite de vapeur bouclée 21 reliée à chaque.extrémité au réser- voir 1, passe par une vanne d'arrêt 22 à l'intérieur du réservoir 15 et ensuite concentriquement au tuyau 16 sur une certaine dis-   @   tance et sort de ce dernier pour rejoindre le réservoir 1. Cette conduite sert de réchauffeur. 



   En service, pour arrêter l'appareil, on met la pompe 11 en marche pour pulvériser de l'eau dans le réservoir 1 comme ci- dessus. On continue ainsi jusqu'à ce que le niveau dans le réser- voir 1 atteigne un maximum prédéterminé, indiqué par un indicateur approprié (non représenté). A ce   moment,-on   ouvre la vanne 17 et 

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 on ferme la vanne 20, la vanne 19 étant ouverte de manière que la vapeur sous pression dans le réservoir 1 chasse le mélange de sels légèrement dilué par le tuyau 16 dans le réservoir 15. Lors- que ce dernier est suffisamment rempli, le niveau dans le réser- voir 1 étant descendu jusqu'à un minimum prédéterminé, on ferme la vanne 17 et on ouvre la vanne 20.

   On continue à pomper de l'eau dans le réservoir 1 et on laisse échapper la vapeur par la   condui.   te 6 et la vanne 8 pour qu'elle se condense dans le réservoir 7. 



  Comme antérieurement, on continue cette opération jusqu'à ce que toute l'eau du réservoir 7 ait été pompée dans le réservoir 1. La vanne 22 étant fermée, l'agent de transfert se solidifie dans le réservoir 15. 



   Au démarrage, on ferme les vannes 17 et 19, on ouvre lep vanne 20 et 22 et on fait circuler l'eau de refroidissement dans le serpention 13. On démarre la pompe 3, le réchauffeur aussi et,      comme ci-dessus, la vapeur du réservoir 1 pénètre dans le réserver 7 où- elle se condense lorsque la pression de la vapeur dépasse 0,7 kg/cm2. En même temps, la vapeur du réservoir 1 passe par la vanne 22 et se condense dans la conduite 21 à l'intérieur du réser- voir 15 où elle dégèle un passage à l'intérieur de ce réservoir et dans la partie supérieure du tuyau 16.

   Lorsque le niveau dans le réservoir 1 est descendu à un minimum prédéterminé, on ouvre les vannes 17 et 19 et on laisse passer la vapeur dans le réservoir 15 où elle se condense pour liquéfier le contenu qui sort par la van-      ne 17 et pénètre dans le réservoir 1. L'excès .de vapeur passe dans le réservoir 7 où elle se condense comme précédemment. Lorsque le réservoir 15 est vide, on peut fermer la vanne 22. 



   Il est bien entendu que la pression de 0,7   kg/cm2   mention- née ci-dessus peut varier dans le cas d'emploi d'autres agents de transfert de chaleur et qu'on peut supprimer la vanne 8 lorsque cette pression ne dépasse pas la pression atmosphérique. 



   Il est clair aussi que le solvant peut être amené, si on   le.désire,   sous forme de vapeur dans l'agent de transfert de chaleur en cours de refroidissement. On peut donc amener de la 

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 vapeur au lieu d'eau sur un mélange de sels en cours de refroidis-   sement,   avantageusement sous une pression constante, par exemple de 0,7 kg/cm . Ensuite, lorsque le mélange se refroidit, la vapeur se condense et dilue lentement le mélange pour le maintenir en pha se liquide. Si on adopte ce procédé, on peut supprimer le réservoir 7 puisque lorsque le   système   est chauffé, la vapeur expulsée peut s'échapper dans l'atmosphère ou bien être utilement employée. On peut adopter ce procédé qu'il y ait ou non un réservoir auxiliaire d'agent de transfert de chaleur.

   La conduite de vapeur, la conduite de liquide et la pompe   précitées entre   les réservoirs pour le sol- vant et l'agent de transfert de chaleur peuvent être remplacées par une conduite de vapeur comportant de préférence une valve de commande depression à deux directions. 



   REVENDICATIONS. 



   1.- Procédé de fabrication comportant un transfert de chaleur par circulation d'un agent fondu de transfert de chaleur et qui est solide à la température ambiante, caractérisé en ce qu' un solvant volatil de l'agent y est incorporé sous une pression et en quantités suffisantes pour maintenir la phase liquide dans le système circulatoire au cours du refroidissement et en est évaporé également sous une pression suffisante pour maintenir la phase li- quide pendant que l'agent est subséquemment chauffé pour l'usage.

Claims

2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est pompé lorsque c'est nécessaire, d'un réser- voir de stockage dans un réservoir pour l'agent de transfert de chaleur incorporé dans le système circulatoire et est renvoyé dans. son réservoir lorsque le système se refroidit, depuis le réservoir, de l'agent, sous forme de vapeur.

3. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le refroidissement, une partie de l'agent de trans- fert de chaleur est amenée dans un réservoir auxiliaire et on la laisse s'y solidifier, cette partie de l'agent étant ultérieure- ment fondue avec ou sans l'aide du solvant et renvoyée dans le sys- <Desc/Clms Page number 8> terne circulatoire lorsque ce dernier est réchauffé.

4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de transfert de chaleur est un sel ou un mélange de sels soluble dans l'eau et le solvant est l'eau.

5.- Procédé suivant la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le solvant volatil utilisé est l'eau et est incorporé dans le système circulatoire, au cours du refroidissement, sous fo me de vapeur.

6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la vapeur est amenée dans l'agent de transfert de chaleur en cours de refroidissement sous une pression constante de manier? à se condenser progressivement dans le milieu et le maintenir en phase liquide.

7.- Procédé suivant la revendication 4. 5 ou 6, caracté- risé en ce que pendant le chauffage, la vapeur produite s'échappe - ou est utilisée avantageusement plutôt que d'être condensée et em- magasinée.

8.- Appareil pour le transfert de chaleur au moyen d'un agent de transfert de chaleur mis en circulation et qui comprend pour cet agent de transfert un système circulatoire comportant un réservoir pour celui-ci et un réservoir pour un solvant volatil de l'agent, les deux réservoirs étant reliés par une conduite de vapeur et par une conduite de liquide comportant une pompe pour transférer le solvant dans l'agent de transfert de chaleur.

9. - Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la conduite de liquide va de la partie inférieure du réser- voir de solvant à la partie supérieure du réservoir de l'agent de transfert de chaleur.

10. - Appareil suivant la revendication 8 ou 9, caractéri- sé en ce que la conduite de vapeur comprend une soupape destinée à s'ouvrir lorsque la pression de la vapeur atteint une valeur prédé- terminée correspondant à celle requise pour maintenir le mélange du solvant liquide et de l'agent de transfert de chaleur à l'état li- nuide. <Desc/Clms Page number 9>

11. - Appareil suivant la revendication 8, 9 ou 10, com- prenant un réservoir auxiliaire pour l'agent de transfert de cha leur relie au premier réservoir de l'agent de tr?.nfert de cnaleu par un tuyau permettant le passage du liquide avec un dispositif pour faire fondre le contenu du réservoir auxiliaire lors eue le système circulatoire est réchauffé, EMI9.1 12.- âryopreil suiv&i'."- 1? r-7o."l:--''icr .j-;.. "îtrisé >=#:: ce que le \,1.i s:

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13.-" Appareil suivant la revcxidication 12,, c.<>r2 et'::::.'),;:,' en ce que ce dispositif co-iporte en outre une seconde conduite vue vspevr Sj.i forme de boucle reliée aur deux extrémités au pre-Lier r'- servoi: 1-',gent de transfert de chaleur, comportant si on le (1- sire, une vanne et traversant le réservoir auxiliaire et .au moins une partie adjacente du. tuyau de manière à servir de réchauffer, 14.- appareil suivant l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que le réservoir de solvant est pourvu, à l'inté- rieur d'un dispositif de refroidissement.

15.- Appareil suivant lune des revendications 5 à 14, codifié en ce que le réservoir de solvant et la conduite de vapeur et la conduite de liouide le reliant au réservoir de l'agent de transfert de chaleur sont remplacés par une conduite de vapeur pour le dernier réservoir mentionné., 16.- Appareil suivant la revendication 16, caractérisé en ce que cette liaison comprend une valve de commande de la pres- sion à deux directions.

17. - Appareil de transfert de chaleur en substance comme décrit ci-dessus avec référence à la figure 1 ou à. la. figure 2 du dessin annexé.