BE670522A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Dispositif de décristallisation pour système de réfrigération par absorption à double effet.      



   La présente invention concerne un dispositif pour   décristalliser   les solutions dans un système à réfrigération par absorption à double effet. 



   Le brevet français de la Demanderesse n    1..07.353   du 30 juillet   1964   décrit un système à réfrigération à double effet comportant deux générateurs de réfrigérant en série. 



  Le premier générateur fonctionne sous une pression relativement élevée pour engendrer la vapeur de réfrigérant à une température relativement élevée, par exemple de 160 C. La solution liquide du premier générateur est envoyée sous une pression intermé- diaire aux surfaces extérieures des tubes échangeurs de chaleur d'un second générateur, et les vapeurs du réfrigérant à haute température provenant du premier générateur traversent 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 les tubes échangeurs de chaleur pour provoquer le dégagemént ' de vapeur additionnelle du réfrigérant à partir de   la-surface   des tubes. 



   La vapeur de réfrigérant dégagée est envoyée dans un, condenseur refroidi à l'eau d'où le réfrigérant est dirigé à l'état liquide sous presston plus basse dans un évapora- teur à ballon et à tubes. Le réfrigérant évaporé passe ensuite sur un absorbeur refroidi par l'eau, et   finalement   il est renvoyé dans le premier générateur pour compléter le cycle. 



   Dans le système tel que décrit ci-dessus; le rende- ment est amélioré en   provoquant   l'échange de chaleur entre la solution relativement chaude du second générateur et la solution relativement froide sortant de 7.'absorbeur. De cette façon, la solution envoyée au premier générateur est à une température relativement élevée, ce qui réduit les besoins de chaleur à fournir au premier générateur ; la solution alimentant l'absor- beur est à une température relativement -basse, ce qui améliore le   rendement   de l'absorbeur. 



   Pendant le fonctionnement du système décrit   ci-dessus;il   existe.une possibilité de formation de cristaux   d'absorbaht   dans l'échangeur de chaleur dans le cas de températures et/ou de concentrations incorrectes de la solution. 



   La présente invention a pour but de réaliser un disposi- tif pour empêcher l'effet nuisible de ces cristaux sur les per- formances du système décrit. 



   Un autre but de l'invention est d'établir un mécanisme de   décristallisatlon   avec un premier dispositif pour détecter le blocage du système par formation de cristaux et un second dispositif commandé par le premier pour éliminer automatique- ment les cristaux-. 



   Un autre but de l'invention est de réaliser un système de réfrigération du type considéré ci-dessus dans lequel les 

 <Desc/Clms Page number 3> 

      cristaux sont éliminés du système sans surveillance humaine.      



   Un autre but de l'invention est établir un   mécanisme   do décristallisation pouvant être utilisé dans le système de réfrigération   considère   ci-dessus à un prix relative- ment bas* 
D'autres buts encore de l'invention ressortiront de l'exemple suivant, décrit en se référant au dessin annexé, dont la figure unique représente schématiquement une machine de réfrigération par absorption suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention. ' 
Avant la description détaillée de l'invention,il doit être noté que l'invention n'est pas limitée au details de construction et de disposition des parties représentées sur le dessin annexé, et qu'elle peut être mise en oeuvre suivant ' d'autres variantes et avec d'autres modifications,sans que l'on sorte de son cadre.

   Il sera noté aussi que la phraséologie et la terminologie utilisées dans le présent texte sont destinées à faciliter la description,sans idée de limitation. 



   La figure unique représente schématiquement une machine de réfrigération du type décrit en particulier dans le brevet cité. Cette machine comprend, de la façon représentée schémati-   quement,   une enveloppe ou ballon cylindrique supérieur 10 contenant un premier générateur de réfrigérant, une enveloppe ou ballon cyoindrique intermédiaire 12 contenant un second générateur   14   et un condenseur 16, une enveloppe ou ballon cy- lindrique 18 contenant   un ,évaporateur   20 et vn absorbeur 22, et des échangeurs ,de chaleur 24 et 26 en dessous du ballon 18. 



   Différents absorbants et réfrigérants peuvent être   utilisas   dans le système, mais, dans le cas donné en exemple, l'absor- bant peut être du bromure de lithium et le réfrigérant de l'eau. 



   Pour faciliter la description , différents pourcentages de la solution absorbante, débits en kilogrammes par minute et températures en degrés centigrades sont indiqués à titre d'exem- 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 ples sur la   figura.   



   Le ballon 10 représente schématiquement comporte un tube à feu cylindrique 23 traversant le ballot% pour la flamme pro- venant   d'un     brûleur   à gaz ou à   mazout   30. L'espace entourant le tube à feu 12 est occupe par une solution d'absorption du réfrigérant ayant un niveau normal 32. Il doit être comprit que la solution   contenue   dans le ballon 10 est chauffée par      la flamme du brûleur pour provoquer l'échappement de vapeur   d'   eau pure (réfrigérant) à travers un séparateur 34 et un conduit de vapeur 36. 



   Le conduit de vapeur 36 du système représenté débouche dans les tubes 38 du   générateur   14. Les surfaces extérieures des tubes 38 sont alimentées par un distributeur 40 du type à tubes égoutteurs; les détails du dispositif distributeur sont décrits plus   particulièrement   dans la demande de brevet aux Etats-Unis   d'Amérique   n    299.274   du ler   bout     1963.   La solution est envoyée d'abord sous la forme   d'un   trop-plein à travers un piège   42   pour descendre à travers un conduit 44 dans un côté de l'enveloppe de l'échangeur de chaleur   24   et remonter par un .conduit 46 à travers un étranglement 48 vers le   distri-        buteur 40 à partir 

  duquel elle tombe en gouttelettes sur les surfaces extérieures des tubes 38. Pendaht son passage à travers l'échangeur de chaleur   24,   la température de la solution est abais sée, par exemple d'environ   161 C   à 91 C,   . . La   pression est maintenue dans le ballon 12 à une valeur intérieure à celle du ballon 10, et le débit de vapeur à haute température à travers les tubes 38 provoque par suite le dégagement   d'une   quantité supplémentaire de vapeur de réfrigé- rant à partir de la solution mouillant les surfaces extérieures des tubes, La solution riche en absorbant tombant des surfaces des tubes est collectée dans la partie inférieure du ballon 12,

   et dans les conditions   normales   elle atteint approximative- 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 ment'le niveau   indioué   en   49.   



   Les tubes 38 du générateur communiquent avec un   collec-   .teur qui décharge un mélange de réfrigérant liquide et de va- peur de réfrigérant à travers un étranglement 50 dans une chambre 52   communiquant   librement avec l'intérieur du ballon 12. 



  Le réfrigérant liquide échappe de la chambre 52 à travers un conduit   54;   et la vapeur de réfrigérant échappe à travers un passage 56 à l'intérieur du ballon 12. La vapeur de réfrigé- rant présente dans le ballon 12 est ensuite condensée sur les surfaces extérieures des tubes du condenseur 58. Le   réfrigérant   condensé est   collecté   dans une gouttière 59   à   partir de laquelle il échappe dans un conduit pour liquide 60. 



   Le courant combiné de réfrigérant provenant des conduits 54 et 60 passe à travers un étranglement 62 et un second dis- tributeur 40 du type égoutteur situé au-dessus des tubes 64 de l'évaporateur 20. Le conduit 66 alimente les tubes de l'é- vaporateur en eauune température élevée,par exemple de   1.6 C,   pendant le processus d'évaporation, la température de l'eau est abaissée et elle sort à travers le conduit 68 à une température relativement plus basse, par exemple 13 C. Après le passage à travers une charge pouvant être par exemple une série   d'unités   de réfrigération d'une chambre, la vapeur est renvoyée aux tubes de l'évaporateur à travers le conduit 66. 



   Le réfrigérant évaporé est automatiouement entraîné vers les surfaces extérieures des tubes 70 de l'absorbeur qui sont alimentés en eau froide par une pompe 72. Ainsi qu'il est facile de le constater sur la figure, l'eau est chauffée dans l'absorbeur et sort à travers un conduit 74 qui alimente cer- tains des tubes 58 du condenseur 16 avant de passer dans une co- lonne de refroidissement classique 76.   Apres   refroidissement, l'eau repasse à la pompe 72 à travers un conduit 78. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 



   Dans   le   système représenté,   l'abscrbeur   est alimenta en solution riche en absorbant provenant du ballon   interne        diaire 12. Le parcours d'alimentation comprend le bassin de liquide 49, le   conduit   80, le côte extérieur de l'enveloppe de l'échangeur de chaleur 26, le conduit 82 et un troisième distributeur du type égoutteur   40.   Quand le réfrigérant évaporé passe dann la solution avec le liquide provenant du distributeur 40, la chaleur est absorbée par l'eau dans les tubes 70,

   et la solution   riche   en réfrigérant tombe par gravi- tation des tubes inférieurs 70 pour former la charge liquide du bassin à un niveau normal   84.   Le recyclage de cette solution riche en réfrigérent est effectué à travers un circuit compre- nant le conduit 86, la pompe 88, le côté contenant les tubes de l'échangeur de chaleur   26,   le conduit 90, le côté des tubes de l'échangeur de chaleur 24 et le conduit 92. 



   SYSTEME SELON L'INVENTION 
Le système décrit jusqu'ici correspond à celui décrit ' dans le evet précité. La présente invention concerne partiou- lièement le mécanisme pour éliminer les cristaux absorbants pouvant accidentellement se former sur les surfaces de l'enve-   loppe   de l'cchangeur de chaleur   26..Ces   cristaux peuvent par exemple se former ouand la concentration en bromure de lithium dans l'échangeur de chaleur dépasse 66% et quand la température est inférieure à 49 C. Les cristaux ont   l'effet   nuisible de retarder le débit de la solution à travers les conduits 80 et 
82 et d'empêcher par suite le fonctionnement du système. 



   Dans le mécanisme représenté, le dispositif de décris- tallistion comprend une paire de sondes de détection électrique 
94 et 96 montées dans une chambre 98 convenablement raccordée au système de façon à contenir du liquide au même niveau que le niveau 49 du ballon 12. Si désiré, les sondes 94 et 96 peuvent être montées directement dans le ballon. Les sondes sont con- . nectées de la façon représentée à une bobine de relais 100 à 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 travers des conducteurs électriques 97 et.99. Par suite , l'élé vation du niveau dans la chambre 98 (du fait de la formation de cristaux sur la surface de l'enveloppe de l'échangeur de chaleur 26) provoque   l'arrivée   en contact du liquide avec la sonde supérieure'96 et l'établissement d'un circuit d'excita- tion pour la bobine de relais 100.

   L'inverseur 102 du relais      passe par suite en position de travail à partir de la position représentée pour compléter un circuit à travers le conducteur   la)   pour l'électro-aimant d'une électro-vane 106 normalement fermée et à travers le conducteur 108 et le conducteur 99. 



   Pendant le fonctionnement normal.(sans formation de cristaux,), l'électro-vanne 106 est fermée et il n'y a aucune circulation ,de liquide à travers le conduit 110. Par contre, quand la sonde 96 détecte la présence de cristaux dans l'échan- geur de chaleur 26, l'électro-vanne est ouverte pour permettre la circulation de la solution chaude du générateur 10 à travers le conduit 110 vers le ballon 18. La pompe 88 continue à fonctionner pour refouler la solution chaude à travers le côté des tubes de l'échangeur de chaleur 26 afin de provonuer la fusion des cristaux   formas   du côte de'l'enveloppe.

   L'étrangle- ment   48   coopère avec la position élevée du ballon 12 pour empê- cher effectivement le passage de la solution à travers le con- duit   46.   Le générateur   14   est ainsi effectivement déconnecté' du système. 



   Le processus de fusion des cristaux est facilité par le fait que, pendant la période de fusion, le commutateur 102, en même temps qu'il provoque l'ouverture de l'électro-vanne 
106, coupe aussi le Moteur 112 de la pompe 72. L'arrêt de la pompe interrompt la circulation d'eau de refroidissement à tra- vers les tubes absorbeurs 70 et les tubes condenseurs 58. Le condenseur cesse, par suite, de fournir du réfrigérant conden- sé au conduit 60 et 1'absorbeur,cesse de faire passer le ré- 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 frigérant évaporé dans la solution sur   les.surfaces   extérieures ' des tubes 70.

   En fait, le condenseur et l'absorbeur sont isolés du système, de sorte que la température du liquide s'élève rapidement dans le conduit 86 vers la température régnant-dans le générateur 10.   L'opération   de décristallisation est ainsi considérablement facilitée par l'arrêt de la pompe 72 pendant la période de   décristallisation.   



   Dès que la fusion des   Cristaux   a eté assurée, le niveau baisse dans la chambre   98-   en dessous de la sonde 96,de sorte que la bobine de relais 100 cesse d'être excitée. L'inverseur 102 revient, par suite, à la position représentée pour laquelle l'électro-vanne 106 est fermée et le moteur 112 de la pompe est excité. 



   Il ressort de ce qui précède que   1'opération   de décris- tallisation a lieu automatiquement et sans surveillance humaine. 



  Il sera noté aussi que l'appareil de décristallisation est très simple et n'ajoute pas de prix appréciable au prix total du système. 



   Sur la figure, le système détecteur et le mécanisme de commande pour 1'électro-vanne 106 et le   moteur   112 de la pompe sont   électriques.Cependant,   il rentre dahs le cas de l'invention que le mécanisme du détecteur et le mécanisme de commande soient au moins partiellement pneumatiques si désiré. Le conduit 110 est représenté sur la figure débouchant dans le ballon 18,mais bien entendu ce conduit peut déboucher directement dans le conduit 86, si désiré. Si la pompe 88 est située en aval de   l'échangeur   de chaleur 26, le conduit 110 peut déboucher directe  ment du côté des tubes de l'échangeur de chaleur.

Claims (1)

1. RESUME.

   1.- Machine à réfrigériation comprenant :un premier générateur opérant à une première pression relativement élec- vée, un second générateur recevant la vapeur chaude et la, solution chaude du premier générateur pour engendrer de la vapeur supplémentaire sous une seconde pression intermédiaire, un condenseur pour condenser la vapeur à cette seconde pression , un évaporateur recevant la vapeur condensée à une troisième pression relativement basse pour vaporiser celle-ci, un absor- beur alimenté par la solution provenant du second générateur vers le réfrigérant évaporé dans la,solution,et au moins un échangeur de chaleur combiné pour accepter la solution froide relativement riche en réfrigérant provenant du .second généra- teur,

   le système comprenant un dispositif pour détecter la présence de cristaux d'absorbant dans la solution pauvre en réfrigérant dans l'échangeur de chaleur, et un dispositif commandé parle détecteur pour provoauer le passage de la solution chaude du premier générateur dans la solution circulant à partir de l'absorbeur afin de provoouer la fusion des cristaux.

   2. - Machine à réfrigération selon 1 présentant, en outre, une,ou plusieurs des aractéristiques suivantes : a) le système comprend un premier générateur et un second générateur en série et une zone dans lacuelle peuvent se former des cristaux d'absorbant, un dispositif répondant à la formation des cristaux dans cette zone en provoquant le passage de la solution du premier générateur à travers les cristaux pour supprimer ceux-ci.

   b) Le second générateur est alimenté en solution et en vapeur par le premier générateur, et le système comprend un condenseur, un évaporateur, un absorbeur et un échangeur de chaleur, une première solution passant du second générateur à l'absorbeur pour l'échange de chaleur avec une seconde solution <Desc/Clms Page number 10> passant de l'absorbeur au premier générateur, un dispositif répondant à la formation de cristaux dahs la première solution passant à travers l'échangeur de chaleur pour chauffer la se- conde solution passant de l'absorbeur à travers l'échangeur, de chaleur afin de provoquer la fusion des cristaux;

   c) le système comprend un premier conduit entre le second générateur et l'absorbeur, un second conduit entre l'absorbeur et le premier générateur et un échangeur de chaleur assurant l'échange de chaleur entre les solutions passant dans le premier et dans le second conduit, un dispositif détectant le blocage du premier conduit du fait de la formation de cristaux dans l'échangeur de chaleur et un dispositif étant commandé par le dispositif détecteur pour diriger la solution chaude du premier générateur dans le second conduit en amont de l'échangeur de chaleur ;

   d) le système comporte un premier' ballon contenant 'le prerer générateur, un second ballon intermédiaire contenant le second générateur et le condenseur, un échangeur de cha- leur situé au-dessous du ballon inférieùr, un premier conduit entre le fond du ballon intermédiaire et l'absorbeur à tra- vers un côté de l'échangeur de chaleur et un second conduit entre le fond du ballon inférieur et le premier générateur à travers l'autre côté de l'échangeur de chaleur, et un troisième conduit entre le premier générateur et un point du second coh- duit en amont de l'échangeur de chaleur, une vanne fermant nor- malement ce troisième conduit ,un dispositif répondant au ni- veau du liquide dans le ballon intermédiaire pour détecter la formation de cristaux dans le second côté de l'échangeur de chaleur,

   et un dispositif commandé par le détecteur pour ouvrir la vanne; e) une pompe fait circuler un réfrigérant à travers l'absorbeur et le condenseur; <Desc/Clms Page number 11> f) un dispositif commande par le détecteur interrompt la circulation de réfrigérant à travers l'absorbeur et le condenseur, et un dispositif commandé par le détecteur fait passer la solution chaude du prenier générateur dans la seconde solution passant de l'absorbeur à l'échangeur de chaleur;

   g) l'échangeur de chaleur assure l'échange de chaleur entre les solutions provenant de l'échangeur et allant à l'absorbeur , le détecteur répondant au blocage du système par la formation de cristaux absorbants dans le côté de l'échangeur de chaleur traversé par la solution allant à l'absorbeur et le détecteur commandant un dispositif pour isoler temporairement le condenseur du second générateur , l'évaporateur et l'absorbeur pour permettre le passage de la solution chaude du premier générateur dans le côté ne contenar.., oas les cristaux de l'échangeur de chaleur ;

   h) le détecteur comprend un dispositif à sondes électri- ques pour détecter l'élévation du niveau du liquide résultant de la formation de cristaux dans le premier conduit , le troisième reliant le premier génériatuer à une partie du second conduit en amont de l'écanageur de c.aleur. le système compre- nant une électro-vanne nor@alement forcée dans le troisième con- duit, un dispositif pour pomper du m@frigérant a travers l'absor- beur et le condenseur pendant le fonctionnement normal du système,

   un relais électrinue excité par le détecteur à sondes et un inverseur du relais connecté au dispos@tif de pompage et à l'électro-vanne pour excLter le dispositif de dompage en maintenant l'électro-vanne fermée ou en provoquant l'ouverteur de la vanne et en arrêtant le dispositif pompage.