WO2014016128A2 - Absorbeur a echangeur a plaque spiralee avec alimentation fluidique homogene - Google Patents

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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
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Definitions

  • the invention generally relates to the manner of supplying the inlet of a plate heat exchanger to one or more fluid (s).
  • the invention more particularly relates to a system comprising a spiral plate exchanger having a first spiral-shaped fluid flow channel to supply at least a first fluid.
  • thermodynamic machine comprising at least one such system, in particular an absorption refrigeration machine in which the system consists of an absorber performing absorption, by the first fluid, of a second fluid such as a refrigerant.
  • absorption refrigeration machine in which the system consists of an absorber performing absorption, by the first fluid, of a second fluid such as a refrigerant.
  • the conventional compressor is replaced by a clever and combined management of first and second respectively absorbent and refrigerant fluids, with mass transfer by absorption of the second fluid to the first fluid.
  • the second fluid having a refrigerant function, arrives at the absorber in the gaseous state or almost completely gaseous.
  • the absorber of the machine is one of the essential elements, being also the most specific compared to conventional refrigeration techniques with mechanical compression. The balances between the phases present are complex.
  • a conventional refrigeration system is based on the driving force of a compressor
  • the absorption machines use the torque formed by the first and second fluids.
  • the first fluid is used to transport refrigerant in liquid form from low to high pressure.
  • a known technique is to design an absorber including a flat plate heat exchanger optionally inclined relative to the vertical, or a tube exchanger housed between an inner cylindrical calender and / or an outer cylindrical calender. These exchangers have the advantage of being configured so as to form, in at least one fluid flow channel, a dripping film of first fluid while the second fluid circulates in co-current or against the direction along the film dripping in the same channel of fluid flow.
  • JP2006162154, KR20010065569, JP10332225, WO9841798, CN1 153277 disclose such solutions, but they are unsatisfactory in terms of robustness and reliability, industrialization and cost.
  • the distribution of fluids in the channels is unsatisfactory in terms of homogeneity, compactness, amount of fluid and reliability (especially subject to fouling in the case of distribution through localized holes).
  • thermodynamic machines of different nature with dual distribution of gas and liquid in common channels, or even the case of washing towers. They can also arise in the case of a single-fluid distribution.
  • the main problem is finally, inexpensively, reliably, robustly and easily industrializable, distribute as homogeneously as possible at least the first fluid in channels of a heat exchanger, in the non-exclusive but principal of a absorption between fluids.
  • the object of the present invention is to propose a system that simultaneously remedies all of the disadvantages listed above.
  • an object of the invention is to provide a system for distributing as homogeneously as possible at least the first fluid in a heat exchanger reliably and robustly, economically and easily industrializable.
  • a system comprising on the one hand a spiral plate exchanger wound around a main axis of the exchanger, in particular oriented vertically, so as to delimit a first fluidic flow channel of spiral-shaped section opening at a first axial end of the exchanger at an inlet zone whose overall dimensions are comprised in a ring, and secondly a configured distribution device for feeding the entire surface of said ring in a homogeneous manner to at least a first fluid, in particular a liquid, the dispensing device comprising a nozzle for spraying the first fluid configured so as to form at its outlet a first fluid jet of conical shape , hollow in the center of the cone, oriented along the main axis of the exchanger and as the jet present, at the entry zone of the first fluid flow, a crown shape with dimensions equal to the dimensions of the crown of the entrance area.
  • a system comprising, on the one hand, a spiral plate exchanger wound around a main axis of the exchanger, in particular vertically oriented, so as to delimit a first section-shaped fluidic flow channel. spiral opening at a first axial end of the exchanger at an inlet zone whose overall size is included in a ring, and secondly a distribution device configured to feed homogeneously the entire surface of said ring in at least a first fluid, in particular a liquid, the dispensing device comprising an outlet at which the first fluid is ejected uniformly out of the dispensing device and arranged at a distance from the inlet zone along the axis of the exchanger and the output of the distribution device being constituted by a distribution element configured so as to be traversed by the first fluid with a pressure drop such that the first fluid is ejected from the distribution element in a uniform surface distribution at an outlet surface of the distribution element, in a manner ensuring homogeneous feed in the first fluid of the inlet zone
  • thermodynamic machine may preferentially comprise at least one such system.
  • first and second fluids are configured so that the second fluid is at least partially absorbed by the first fluid during flow in said at least a first fluid.
  • fluid flow channel to constitute an absorber for a solar absorption refrigeration thermodynamic machine.
  • FIG. 1 is a perspective view, partly in section, of an exemplary system according to the invention
  • FIGS. 2 and 3 are perspective views of two embodiments of a device for feeding a second fluid
  • FIG. 4 is a perspective view of a first embodiment of a device for dispensing a first fluid
  • FIG. 5 illustrates in perspective an embodiment of an anti-coalescence device
  • FIG. 6 is a perspective view, in partial section, of another example of a system according to the invention, equipped with a second embodiment of a first fluid dispensing device. Description of preferred modes of the invention
  • thermodynamic machine equipped with different embodiments of a system object of the invention.
  • a first fluid F1 of a second fluid F2 allows a gas (fluid F2) to be absorbed by a liquid solution (fluid F1).
  • this reaction is exothermic and temperature-sensitive: heating tends to slow the speed of the absorption reaction to a total standstill if the thermodynamic equilibrium temperature is reached.
  • equilibrium temperature decreases as absorption takes place It is therefore desired to cool the absorbent solution (fluid F1) as the fluid absorption reaction F2 progresses.
  • a third fluid F3 intended to fulfill a cooling function.
  • the absorption reaction must be as complete as possible because after the absorption, the resulting solution can be driven to a hydraulic pump of the thermodynamic machine, whose operation is likely to be damaged by the residual presence of gas.
  • the system 10 comprises on the one hand a spiral plate heat exchanger 1 1 wound around a main axis X of the heat exchanger 1 1 so as to define a first fluid flow channel 13 in the form of a spiral opening at a first axial end 14 of the exchanger January 1 at an inlet zone 15 of the channel 13 whose overall size is included in a ring, that is to say globally empty ring in a central area.
  • the exchanger 11 is oriented in particular so that its main axis X is vertical or substantially vertical. It is a crown centered on the X axis and included in a plane perpendicular to the X axis.
  • the system further comprises a distribution device 16, detailed below, configured to feed homogeneously the entire surface of the ring into at least a first fluid F1.
  • a distribution device 16 configured to feed homogeneously the entire surface of the ring into at least a first fluid F1.
  • the dispensing device 16 makes it possible to water at least the inlet of the spiral-shaped channel 13 and the closed end of a second fluid flow channel for the eventual flow of a third fluid F3.
  • the exchangers 1 1 with industrial spiral plates can have a better relationship between its height and the proposed surface, than flat plate heat exchangers,
  • an industrial exchanger 1 1 with spiral plate 12 has a cylindrical shape, in particular of generally circular section perpendicular to the main axis X.
  • the height of the exchanger January 1 counted along the axis X can be divided into three parts: a central part occupied by the spiral plate 12 and two end parts for the arrangement of first and second fluid supply boxes.
  • the third cooling fluid F3 is introduced in the center of the spiral, in an inner calender 17.
  • the third fluid F3 then progresses in a second channel fluid flow, spiral-shaped, distinct from the first fluid flow channel 13.
  • the second channel is delimited by the plate 12 on a half height of the central portion of the exchanger January 1 around the main axis X until the spiral reaches the point of external tangency of the cylinder at an outer calender 18. At least one plate 12 is thus housed between the calenders 17 and 18.
  • the fluid F3 then passes through a medial wall perpendicular to the X axis at mid-height of the central part of the exchanger, in the direction of the second half height of the central part, to follow a spiral path from the outer shell 18 to the cala inner 17.
  • the pitch of the spiral borrowed by the fluid F3 along the second fluid flow channel and the thickness of this channel are sized by a boss so that the revolutions or turns are not contiguous to each other, advantageously leaving a gap forming the first fluid flow channel 13 for the first fluid F1, or even for the second fluid F2 for absorption applications.
  • This first channel 13 has a spiral section in a plane perpendicular to the main axis X of the cylinder.
  • the first channel 13 is open to the first 14 and second (not shown) axial ends of the exchanger 11 respectively on upper fluidic supply boxes. 19 and lower (not shown).
  • the first channel 13 intended for the fluid flow of the fluids F1 and possibly F2 does not communicate with the inner shell 17 and is traversed by a fluid flow parallel to the main axis X.
  • the direction of flow of the third fluid F3 is cross-flow from that of the first and second fluids F1, F2
  • the dispensing device 16 comprises an outlet (at which the first fluid F1 exits uniformly out of the dispensing device 16) arranged at a distance D1 from the inlet zone 15 along the main axis X of the exchanger 1 1.
  • the output of the dispensing device 16 is constituted by a distribution element 20 configured to be traversed by the first fluid F1 by subjecting it to a pressure drop such that the first fluid F1 exits the distribution element 20 in a uniform surface distribution at an outlet surface of the distribution element 20, in a manner ensuring the homogeneous supply of first fluid F1 over the entire surface of his crown.
  • the outlet surface of the distribution element 20 is constituted by the face of the distribution element 20 facing the ring along the axis X and located at the distance D1 thereof.
  • the pressure drop is an overall parameter of the distribution element 20, the construction of which can vary greatly. We are looking here to create a sufficient pressure drop to be much higher (by a factor For example) to the pressure differential created in the upstream zone (due to the slowing down effect of flux and viscous friction) between the inlet 25 and the upstream surface of the element 20. not exceed 1 bar in the context of solar refrigeration.
  • the acceptable and sufficient pressure drop also depends on several geometrical and flow parameters, it can typically be between 3 and 250 mbar.
  • the distribution element 20 comprises through holes through the entire thickness of the distribution element 20 and opening on the outlet surface of the element 20, these through passages being advantageously tortuous or with baffles since the entrance surface to the exit surface.
  • the distribution element 20 comprises a structure, particularly self-supporting, of sintered material formed by agglomeration of balls.
  • This structure is in particular configured so as to have no preferred direction of flow of the first fluid F1 and to have a coefficient of flow of the first fluid F1 depending on the fineness of the fried material.
  • this pressure drop can be obtained with a class of material typically between 3 and 60 ⁇ on a thickness of 1 to 10 mm
  • the size of the interstices of a sintered material suitable for this application is between 20 and 500 ⁇ .
  • the size of the interstices is not necessarily equal to that of the sintered grains.
  • the distribution element 20 comprises a stack of superposed metal fabrics along the main axis X of the exchanger January 1.
  • porous materials are industrial products, already used for other applications (catalysis, vinification and filtration ).
  • the multitudes of possible paths in baffles for the flow of the first fluid F1 induce a high tolerance to obstructions due to impurities, since there are many possible adjacent paths in the event of an obstacle.
  • the sintered material having an irregular surface greatly limits the sealing effect achieved by the impurities. There is therefore a very good resistance of the solution to the fouling.
  • a known technique was to create a finite but significant number of holes or passages allowing the liquid to eject out of the flow path of the first liquid fluid, for example by the making a perforated tube on a portion of its surface.
  • the difficulties associated with this method come from the delicate compromise between the need to have holes having the smallest possible diameters to obtain a good distribution of the first fluid, with regard to problems of clogging and clogging damageable due to the discrete number of holes : The smaller the holes, the easier they become clogged. The increase in the number of holes is related to the decrease in their diameter, making the realization very complex.
  • the method proposed in the present invention instead consists in using an industrial material whose pressure drop is large enough to ensure the advantageously surface homogeneity of the distribution.
  • This type of material has the effect of creating a large number of baffles in the path of the first fluid F1, which has the effect of presenting a very large number of possible paths.
  • the possible closure of a portion of the exit surface therefore causes only a very local deviation of the flow which then follows an adjacent path, which allows the outgoing flow never to have a marked discontinuity contrary to the art precedent presented above where such risks exist.
  • the manufacture of such materials is controlled at the industrial level, which is also a criterion of important technological choice.
  • the variable fineness of the sintered structures makes it possible to adjust the coefficient of flow with a constant external geometry.
  • the pressure losses can be particularly important for a small thickness, which reduces the overall size of the dispensing device 16 compared to the prior art while maintaining a very good homogeneity of the distribution of the first fluid F1.
  • the outlet surface of the distribution element 20 has a shape of a ring aligned along the main axis X of the exchanger 11 with the ring shape of the inlet zone 15.
  • crown formed by the distribution element 20 has in particular dimensions equal to the dimensions of the crown defined by the input zone 15.
  • the dispensing device 16 comprises a nozzle 22 for projecting the first fluid F1 configured to form at its outlet (the outlet of the nozzle 22 constituting the device's outlet). of distribution 16) a first fluid jet F1 of conical shape, hollow in the center of the cone and oriented along the main axis X of the exchanger 1 1.
  • the jet is notably configured, thanks to a suitable design of the nozzle 22, so as to present, at the level of the entry zone 15, a crown shape having dimensions equal to the dimensions of the crown of the entrance zone. 15, seen in a sectional plane of the jet perpendicular to the axis X.
  • the flow within the jet has an annular section.
  • a nozzle 22 of spray type can be chosen according to the desired annular geometry of its output jet.
  • the system may be an absorption refrigeration machine in which the system constitutes an absorber intended to achieve absorption by the first fluid F1, a second fluid F2 such as a refrigerant fluid type gas at least at a portion of the refrigerant circuit of the thermodynamic machine. Therefore, in addition to the distribution device 16 of the first fluid F1 supplying the first flow channel 13 in the most homogeneous manner possible between them, the system may also include a feed device 21 arranged above the first axial end 14 of the exchanger 1 1 and configured to feed the inlet zone 15 of the first fluid flow channel 13 into a second fluid F2, in particular a gas, in addition to the first fluid F1.
  • the exchanger 1 1 spiral plate 12 and / or the dispensing device 16 will be configured, in this case, so that the first fluid F1 out of the dispensing device 16 forms a film dripping along the first channel. fluid flow 13.
  • the feed device 21 thus feeds the first flow channel 13 of the exchanger 1 1 with spiral plate 12 into a second fluid F2 intended to flow in the first spiral channel 13 together with the first fluid F1, in particular along the movie runoff formed by the latter after its uniform exit from the dispensing device 16.
  • the dispensing devices 16 of the first fluid F1 and supply 21 of the second fluid D2 are arranged in such a way as to feed the first channel 13 at the level of the zone supply 15 common to the first and second fluids F1, F2.
  • the first channel 13 is configured so that, in it, the second fluid F2 flows along the flowing film of first fluid F1 and is absorbed by the first fluid F1 with a mass transfer of the second fluid F2 to the first fluid F1.
  • the first fluid is an absorbent type liquid and the second fluid is a gas capable of being at least partially absorbed by the first fluid with a mass transfer of the second fluid to the first fluid.
  • This second fluid may in particular be a refrigerant.
  • the feed device 21 advantageously comprises an outlet at which the second fluid F2 is ejected from the feed device 21. This output is arranged at a distance D2 with respect to the input zone 15, along the main axis X of the exchanger 11.
  • the output of the supply device 21 in the second fluid F2 is situated, along the main axis X of the exchanger 11, between the input zone 15 and the distribution device 16 first. fluid. F1
  • the distance D2 is then less than the distance D1.
  • Such a design makes it possible to arrive at a configuration in which a flow formed by the second fluid F2 ejected from the supply device 21 meets the first fluid F1 before reaching the inlet zone 15: the second fluid F2 ejected at the output of the feed device 21 encounters, after ejection, a flow formed by the first fluid F1 previously ejected at the outlet of the dispensing device 16.
  • the distance D2 may however be greater than the distance D1.
  • the output of the supply device 21 in second fluid F2 is configured so that the second fluid F2 is ejected in a perpendicular direction (or more generally a plane perpendicular to) the main axis X of the exchanger January 1. Then, in the variant shown, the fluid flow F2 thus ejected then has a tendency to flow downwards, before encountering the flow formed by the first fluid F1 ejected before.
  • the system comprises a first power supply unit, here the first power supply unit 19, axially extending the heat exchanger January 1 at its first axial end.
  • This first power supply unit 19 comprises:
  • a first chamber 23 in particular a lower chamber and communicating with the inlet zone 15 of the first fluid flow channel 13,
  • partition wall 26 between the first and second chambers 23, 24, the partition wall 26 being at least partially constituted by the distribution element 20 so as to ensure uniform ejection of first fluid F1 from the second chamber to the first chamber, in particular in a regular distribution in the form of a crown.
  • the distribution element 20, regularly passing, has a sufficient pressure drop to allow a homogeneous distribution of the flow of first fluid fluid downstream thereof.
  • a quantity of second gaseous fluid is introduced into the lower chamber 23 introduces a difference in flow type on the liquid at the distribution element 20.
  • the flow upstream (in the chamber 24) is embedded, whereas downstream, it is diphasic with the presence of a runoff of the liquid.
  • Droplets of liquid form and fall by gravity into an atmosphere composed solely of the reactive gas. The reaction between the liquid and the gas begins at the beginning of the fall of the droplets, downstream of the distribution element 20. It is limited by heating of the liquid resulting from the absorption reaction as long as it is not not cooled in contact with the spiral plates 12.
  • the system may comprise an anti-coalescence device 34 configured to oppose the coalescence effect of the first fluid F1 ejected at the outlet surface of the distribution element. 20, the wall 26.
  • the anti-coalescence device 34 has bearing elements in contact or in close proximity (the distance to be less than 0.5 mm) from the exit surface at different locations of the exit surface.
  • Each support element may be formed by an upper edge of a wall, the constituent walls of the anti-coalescence device 34 being interconnected so as to form a complex structure, for example honeycomb, arranged between the output of the distribution element 20 and the input zone 15 of the first channel 13.
  • the complex structure is advantageously arranged directly at the output, potentially in contact with the outlet surface of the element 20.
  • the droplets formed by the anti-coalescence device 34 arrive in the zone 15, they normally form a film dripping on the plate 12, by capillary effect.
  • the honeycomb structure is just one example among a multitude of possible geometries. In view from above, it is possible to have a geometry in grids, in rhombuses, in triangles, in spirals, in tangent circles ...
  • a possible variant is to provide that the element 34 is not flat on its underside, creating a sawtooth profile for example. This then makes the device 34 robust against a lack of verticality since the horizontal coalescence is then less.
  • the permissible pressure drop on the flow of the first flow F1, when it is a liquid, is not a particularly limiting factor to the extent that the liquid comes from the high-pressure part of the circuit before passing through a rolling valve and before entering the absorber operating at the low pressure level. These pressure levels depend on the fluid pair F1, F2 and secondary circuit temperatures, the difference between the two levels being of the order of several bars for systems operating above atmospheric pressure.
  • the annular partition wall 26 is shown in FIG. 4.
  • the distribution element 20 forms an outer part of the wall 26 (represented by a gray part), the remaining part of the inner side of the ring being formed by a sealed member 33 to any fluid flow F1 (non-grayed portion).
  • this inner sealing element 33 delimits a passage for the introduction of the tubular element 27 used for the constitution of the feed device 21.
  • the output of the feed device 21 in the second fluid F2 can be housed in the first chamber 23.
  • the feed device 21 comprises a tubular element 27 for the flow of the second fluid F2 passing through the second chamber 24, passing through the partition wall 26 and having a blind end portion housed in the first chamber 23.
  • the walls of the blind portion located in the first chamber 23 are provided with radial lights (first embodiment of Figure 2) or a a multitude of radial bores 29 (second embodiment of FIG. 3) constituting the output of the feed device 21.
  • the second fluid F2 circulates in a downward flow that comes to burst in all the directions perpendicular to the descending X axis when it is forced to flow in the radial apertures. arranged laterally to the tubular element 27.
  • the geometry of these lights is dimensioned to obtain the best possible compromise between the following factors: a limitation of the pressure drops caused,
  • the plurality of radial bores 29 is formed on the periphery of the tubular element 27 near the end closed by a plug 30.
  • the holes 29 may be distributed in the form of a network arranged regularly along the lines defining the perimeters of the tubular element. This geometry has the advantage of a good homogeneity of the flow at 360 degrees around the axis, with the exception of the weak effects due to the discretization of the open surface. This geometry creates a stable flow and it is possible to perform a sizing using known correlations without resorting to simulation. This includes limiting the loss of charge generated by this device.
  • Such an output can be assembled on the basis of known industrial products, which is advantageous.
  • the fluid F2 arrives in the distribution zone by a lateral inlet 31 extended to the center of the shell, under the liquid jet, into the central zone of the jet where a light 28 in the tubular element 27 makes it possible to release the fluid F2 in the first supply casing 19 without partition wall 26.
  • the light 28 may be similar to those described above or may be replaced by a plurality of holes 29.
  • the third fluid F3 is fed by a side inlet 32 located below that of the second fluid F2 and through the distribution zone in a sealed manner to supply the inner shell 17.
  • the relative orientation of the flows of the first and second fluids makes it possible to compensate for the curvature of the trajectories because of the gravity, the pressure drop on the second fluid F2 is low,
  • the absorption reaction can already be initiated in the first feed box 19,
  • the alignment arrangement of the inputs 31 and 32 makes it possible to minimize the mask effect on the ejected first fluid stream F1: a section reduction on the input 31 can be implemented for the same purpose.
  • the spiral plate 12 of the exchanger 11 is wound so as to delimit, in addition to the first channel, the second fluid flow channel mentioned above, in particular in the form of a spiral.
  • the second channel opens on a second axial end (not shown) of the exchanger 1 1, opposite the first axial end 14.
  • the second axial end corresponds to the lower end.
  • the system, in particular the exchanger 1 1, comprises the second power supply unit (Not shown) arranged to extend axially the exchanger January 1 at its second axial end.
  • This second housing is used to supply or discharge (depending on the direction of flow of the third fluid relative to that of the other two fluids) the second channel third cooling fluid F3, circulating respectively cross-flow with the first fluid. This makes it possible to carry out a heat exchange, in particular via the plate 12, with the first fluid F1 and / or the second fluid F2 flowing in the at least one first channel 13.
  • An application of the system is preferably, but not exclusively, to be able to form an absorber for an absorption thermodynamic machine from this existing exchanger 1 1 spiral plate 12 geometry, in particular for:
  • thermodynamic absorption machines operating with first and second fluid torques, for example the ammonia / water and lithium bromide / water pairs,
  • a washing tower plans to circulate, against the current, a gas (second fluid F2) under a fine shower of liquid reagent (first fluid F1). The fineness of the liquid droplets increases the reaction surface.
  • the invention relates to an absorption refrigeration machine, wherein the second fluid F2 is absorbed by the first fluid F1 at an absorber constituted by a system corresponding to the preceding description.
  • the machine can then include, in addition, a solar thermal system taking as input solar energy to dissociate the first and second fluids F1, F2 upstream of such an absorber thus constituted.
  • the thermodynamic machine uses the system in such a way that the first and second fluids F1 and F2 are configured so that the second fluid F2 is at least partially absorbed by the first fluid F1 during the flow in said at least one fluid a first fluid flow channel 13 of spiral shape, to constitute this absorber of solar absorption thermodynamic refrigeration machine.
  • the first fluid F1 may be an ammonia / water solution, a lithium bromide / water solution or a lithium chloride / water solution
  • the second fluid F2 may be ammonia or water.
  • the absorption phenomenon is specific and difficult to apprehend since it combines a flow with a mass transfer, a phase change and a heat exchange, all these phenomena being related to each other with respect to the speeds of advancement.
  • the present invention describes an innovative solution for promoting the various physical phenomena occurring in an absorber thus formed.
  • the projection nozzle 22 of the second embodiment and the distribution element 20 of the first embodiment have the same problem, namely the power management of the input zone of the exchanger.
  • These two embodiments provide an identical result, namely a homogeneous supply of the entire surface of the inlet zone of the exchanger.
  • the functions are identical by acting on how to distribute the first fluid through the dispensing device.

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Description

Absorbeur à échangeur à plaque spiralée avec alimentation fluidique homogène
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne de manière générale la manière d'approvisionner l'entrée d'un échangeur à plaques en un ou plusieurs fluide(s). L'invention a pour objet plus particulièrement un système comprenant un échangeur à plaque spiralée ayant un premier canal d'écoulement fluidique en forme de spirale à alimenter en au moins un premier fluide.
L'invention a pour objet également une machine thermodynamique comprenant au moins un tel système, notamment une machine de réfrigération par absorption dans laquelle le système est constitué d'un absorbeur réalisant une absorption, par le premier fluide, d'un deuxième fluide tel qu'un fluide réfrigérant. État de la technique
La forte augmentation actuelle des besoins de climatisation en période estivale confère au marché du rafraîchissement solaire un potentiel de développement très important. Ces systèmes utilisent majoritairement des machines à absorption.
Avec l'avènement, depuis quelques années, des machines à absorption de petite puissance d'une part et de la volonté de disposer de solutions compactes et complètes d'autre part, le marché devrait connaître un fort un développement futur. Toutefois, l'une des limitations à ce développement est le coût d'investissement initial nécessairement très important. Pour cette raison, un développement important des machines de petites puissances doit être effectué pour en baisser les coûts. Il est donc nécessaire de répondre aux problématiques budgétaires et d'industrialisation susmentionnées en même temps que techniques évoquées plus loin. Les problématiques techniques essentielles concernent notamment le composant de la machine connu sous la dénomination « absorbeur ».
Dans une machine de réfrigération par absorption, le compresseur classique est remplacé par une gestion astucieuse et combinée de premier et deuxième fluides respectivement absorbant et réfrigérant, avec un transfert de masse par absorption du deuxième fluide vers le premier fluide. Le deuxième fluide, ayant une fonction de réfrigérant, arrive à l'absorbeur à l'état gazeux ou quasiment totalement gazeux. L'absorbeur de la machine est l'un des éléments essentiels, étant également le plus spécifique par rapport aux techniques de réfrigération classiques à compression mécanique. Les équilibres entre les phases en présence y sont complexes. Alors qu'un système de réfrigération classique se base sur la force motrice d'un compresseur, les machines à absorption utilisent le couple formé par les premier et deuxième fluides. Le premier fluide permet de transporter le réfrigérant sous forme liquide de la basse à la haute pression. Le mélange est ensuite chauffé pour séparer les deux fluides et fournir ainsi une force motrice au circuit réfrigérant. Après avoir traversé le circuit classique de réfrigération, le deuxième fluide réfrigérant doit à nouveau être absorbé par le premier fluide absorbant avant de revenir vers l'organe de chauffe. Ce phénomène d'absorption est spécifique et difficile à appréhender puisqu'il combine un écoulement avec un transfert de masse, un changement de phase et un échange thermique, tous ces phénomènes étant liés entre eux à propos des vitesses d'avancement. Une technique connue est de concevoir un absorbeur comprenant un échangeur à plaques planes parallèles éventuellement inclinées par rapport à la verticale, ou un échangeur à tubes logés entre une calandre cylindrique intérieure et/ou une calandre cylindrique extérieure. Ces échangeurs présentent l'avantage d'être configurés de sorte à former, dans au moins un canal d'écoulement fluidique, un film ruisselant de premier fluide tandis que le deuxième fluide circule en co-courant ou à contre-sens le long du film ruisselant dans le même canal d'écoulement fluidique.
Les documents JP2006162154, KR20010065569, JP10332225, WO9841798, CN1 153277 divulguent de telles solutions, mais elles ne sont pas satisfaisantes en termes de robustesse et de fiabilité, d'industrialisation et de coût. Notamment, la distribution des fluides dans les canaux est peu satisfaisante en termes d'homogénéité, de compacité, de quantité de fluide et de fiabilité (notamment sujet à encrassement dans le cas de distribution au travers de trous localisés).
Bien que ces problématiques concernent principalement le cas de machines de réfrigération par absorption, elles peuvent tout autant toucher des machines thermodynamiques de nature différentes à double distribution de gaz et de liquide dans des canaux communs, voire même le cas de tours de lavage. Elles peuvent aussi se poser dans le cas d'une distribution mono-fluide. La problématique principale est finalement, à moindre coût, de manière fiable, robuste et facilement industrialisable, de répartir de manière la plus homogène possible au moins le premier fluide dans des canaux d'un échangeur, dans le cadre non exclusif mais principal d'une absorption entre fluides. Les documents WO09962318, JP60232495, DE102010041289, WO9812487 relatifs à des échangeurs destinés à la formation d'un film ruisselant avec au moins un premier fluide dans une application ne concernant pas le domaine de l'absorption, ne répondent pas non plus à ces problématiques et restent complexes en raison d'une distribution en de multiples points (utilisation de trous localisés) et/ou à plusieurs étages de distribution.
Objet de l'invention
Le but de la présente invention est de proposer un système qui remédie simultanément à l'ensemble des inconvénients listés ci-dessus.
Notamment, un objet de l'invention est de fournir un système permettant de distribuer de manière la plus homogène possible au moins le premier fluide dans un échangeur de manière fiable et robuste, économique et facilement industrialisable.
Ces objets peuvent être atteints par tout ou partie des revendications annexées, en particulier par un système comprenant d'une part un échangeur à plaque spiralée enroulée autour d'un axe principal de l'échangeur, notamment orienté verticalement, de sorte à délimiter un premier canal d'écoulement fluidique de section en forme de spirale débouchant à une première extrémité axiale de l'échangeur au niveau d'une zone d'entrée dont l'encombrement global est compris dans une couronne, d'autre part un dispositif de distribution configuré pour alimenter de manière homogène toute la surface de ladite couronne en au moins un premier fluide, notamment un liquide, le dispositif de distribution comprenant une buse de projection du premier fluide configurée de sorte à former à sa sortie un jet de premier fluide de forme conique, creux au centre du cône, orienté selon l'axe principal de l'échangeur et tel que le jet présente, au niveau de la zone d'entrée du premier canal d'écoulement fluidique, une forme de couronne présentant des dimensions égales aux dimensions de la couronne de la zone d'entrée.
Ces objets peuvent aussi être atteints par un système comprenant d'une part un échangeur à plaque spiralée enroulée autour d'un axe principal de l'échangeur, notamment orienté verticalement, de sorte à délimiter un premier canal d'écoulement fluidique de section en forme de spirale débouchant à une première extrémité axiale de l'échangeur au niveau d'une zone d'entrée dont l'encombrement global est compris dans une couronne, d'autre part un dispositif de distribution configuré pour alimenter de manière homogène toute la surface de ladite couronne en au moins un premier fluide, notamment un liquide, le dispositif de distribution comprenant une sortie au niveau de laquelle le premier fluide est éjecté uniformément hors du dispositif de distribution et agencée à une distance de la zone d'entrée suivant l'axe principal de l'échangeur et la sortie du dispositif de distribution étant constituée par un élément de répartition configuré de sorte à être traversé par le premier fluide avec une perte de charge telle que le premier fluide est éjecté hors de l'élément de répartition selon une répartition surfacique uniforme au niveau d'une surface de sortie de l'élément de répartition, d'une manière assurant l'alimentation homogène en premier fluide de la zone d'entrée.
Une machine thermodynamique pourra préférentiellement comprendre au moins un tel système.
D'autre part, il pourra être prévu une utilisation d'un tel système dans laquelle les premier et deuxième fluides sont configurés de sorte que le deuxième fluide est au moins partiellement absorbé par le premier fluide durant l'écoulement dans ledit au moins un premier canal d'écoulement fluidique, pour constituer un absorbeur pour une machine thermodynamique de réfrigération par absorption solaire. Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective, en coupe partielle, d'un exemple de système selon l'invention,
- les figures 2 et 3 sont des vues en perspective de deux modes de réalisation d'un dispositif d'alimentation d'un deuxième fluide,
- la figure 4 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de dispositif de distribution d'un premier fluide,
- la figure 5 illustre en perspective un mode de réalisation d'un dispositif anti-coalescence,
- et la figure 6 est une vue en perspective, en coupe partielle, d'un autre exemple de système selon l'invention, équipé d'un deuxième mode de réalisation de dispositif de distribution de premier fluide. Description de modes préférentiels de l'invention
La suite de la description, en référence aux figures 1 à 6, est relative à une machine thermodynamique équipée de différents modes de réalisation d'un système objet de l'invention.
L'absorption par un premier fluide F1 d'un deuxième fluide F2 permet à un gaz (fluide F2) d'être absorbé par une solution liquide (fluide F1 ). Dans le cadre des machines frigorifiques à absorption, cette réaction est exothermique et sensible à la température : un échauffement a tendance à ralentir la vitesse de la réaction d'absorption jusqu'à un arrêt total si la température d'équilibre thermodynamique est atteinte. De plus la température d'équilibre décroît au fur et à mesure de l'absorption II est donc recherché de refroidir la solution absorbante (fluide F1 ) au fur et à mesure de l'avancement de la réaction d'absorption du fluide F2. Il pourra donc préférentiellement être utilisé un troisième fluide F3 destiné à remplir une fonction de refroidissement. De plus, la réaction d'absorption doit être aussi complète que possible car à l'issue de l'absorption, la solution résultante peut être entraînée vers une pompe hydraulique de la machine thermodynamique, dont le fonctionnement est susceptible d'être endommagé par la présence résiduelle de gaz.
Comme indiqué précédemment, le principe de former un film ruisselant avec le premier fluide F1 dans le cadre d'une réaction d'absorption est couramment utilisé au moyen d'échangeurs à tubes et calandre, avec des résultats tout à fait satisfaisants au niveau de la réaction d'absorption et de l'échange thermique avec le troisième fluide. Il s'agit donc de reproduire ces conditions de fonctionnement favorables tout en répondant aux problématiques énoncées précédemment.
A cet effet, selon une caractéristique importante, le système 10 comprend d'une part un échangeur 1 1 à plaque spiralée 12 enroulée autour d'un axe principal X de l'échangeur 1 1 de sorte à délimiter un premier canal d'écoulement fluidique 13 en forme de spirale débouchant à une première extrémité axiale 14 de l'échangeur 1 1 au niveau d'une zone d'entrée 15 du canal 13 dont l'encombrement global est compris dans une couronne, c'est-à-dire globalement annulaire vide dans une zone centrale. L'échangeur 1 1 est notamment orienté de sorte que son axe principal X soit vertical ou sensiblement vertical. Il s'agit d'une couronne centrée sur l'axe X et incluse dans un plan perpendiculaire à l'axe X. Selon une caractéristique importante complémentaire, le système comprend d'autre part un dispositif de distribution 16, détaillé plus loin, configuré pour alimenter de manière homogène toute la surface de la couronne en au moins un premier fluide F1 . Ainsi, le dispositif de distribution 16 permet d'arroser au moins l'entrée du canal 13 en forme de spirale et l'extrémité fermée d'un deuxième canal d'écoulement fluidique pour l'écoulement éventuel d'un troisième fluide F3.
Les avantages d'un échangeur à plaques spiralées, notamment par rapport à un échangeur à tubes et calandres, sont essentiellement les suivants :
permet la réalisation à bas coût d'un absorbeur, dont l'industrialisation est en grande partie déjà réalisée,
une forte diminution des quantités de fluides nécessaires,
- une diminution majeure de l'encombrement de la solution,
une plus faible sensibilité à l'orientation (verticalité) en fonction de la nature de la distribution,
une optimisation de l'écoulement et des transferts de masse et de chaleur,
- une robustesse améliorée en termes de distribution fluidique, avec une meilleure homogénéité, comme détaillé plus loin,
une meilleure tolérance à l'encrassement de la distribution grâce à l'aménagement avantageux de multiples chicanes possibles, comme détaillé plus loin.
D'autre part, les avantages par rapport à un absorbeur basé sur un échangeur à plaques planes sont essentiellement les suivants :
l'espace disponible donne plus de liberté pour la conception du distributeur,
- un rapport dimensionnel très favorable à l'établissement d'un film ruisselant : les échangeurs 1 1 à plaques spiralées industriels peuvent avoir un meilleur rapport entre sa hauteur et la surface proposée, que les échangeurs à plaques planes,
une meilleure répartition du film ruisselant, notamment dans la partie supérieure des plaques spiralées 12.
De manière connue, un échangeur 1 1 industriel à plaque spiralée 12 présente une forme cylindrique, notamment globalement de section circulaire perpendiculairement à l'axe principal X. La hauteur de l'échangeur 1 1 comptée selon l'axe X peut être divisée en trois parties : une partie centrale occupée par la plaque spiralée 12 et deux parties extrêmes pour l'aménagement de premier et deuxième boîtiers d'alimentation fluidique. Pour les échangeurs 1 1 à plaque spiralée 12 fonctionnant à flux croisés, ce qui est le cas, le troisième fluide F3 de refroidissement est introduit au centre de la spirale, dans une calandre intérieure 17. Le troisième fluide F3 progresse ensuite dans un deuxième canal d'écoulement fluidique, de forme spiralée, distinct du premier canal d'écoulement fluidique 13. Le deuxième canal est délimité par la plaque 12 sur une demi hauteur de la partie centrale de l'échangeur 1 1 autour de l'axe principal X jusqu'à ce que la spirale atteigne le point de tangence extérieur du cylindre au niveau d'une calandre extérieure 18. Au moins une plaque 12 est donc logée entre les calandres 17 et 18. Le fluide F3 traverse ensuite une paroi médiane perpendiculaire à l'axe X à mi- hauteur de la partie centrale de l'échangeur, en direction de la deuxième demi hauteur de la partie centrale, pour suivre un parcours en spirale à partir de la calandre extérieure 18 et jusqu'à la calandre intérieure 17. Le pas de la spirale empruntée par le fluide F3 le long du deuxième canal d'écoulement fluidique et l'épaisseur de ce canal sont dimensionnés par un bosselage de telle sorte que les révolutions ou spires ne soient pas jointives entre elles, laissant avantageusement un interstice formant le premier canal d'écoulement fluidique 13 pour le premier fluide F1 , voire également pour le deuxième fluide F2 pour les applications d'absorption. Ce premier canal 13 a une section spiralée dans un plan perpendiculaire à l'axe principal X du cylindre. A l'inverse du deuxième canal dédié à l'écoulement fluidique du troisième fluide F3, le premier canal 13 est ouvert aux première 14 et deuxième (non représentée) extrémités axiales de l'échangeur 1 1 respectivement sur des boîtiers d'alimentation fluidique supérieur 19 et inférieur (non représenté). Le premier canal 13 destiné à l'écoulement fluidique des fluides F1 et éventuellement F2 ne communique pas avec la calandre intérieure 17 et il est traversé par un flux fluidique parallèle à l'axe principal X. Le sens d'écoulement du troisième fluide F3 est à flux croisé de celui des premier et deuxième fluides F1 , F2
Avantageusement, le dispositif de distribution 16 comprend une sortie (au niveau de laquelle le premier fluide F1 sort uniformément hors du dispositif de distribution 16) agencée à une distance D1 de la zone d'entrée 15 suivant l'axe principal X de l'échangeur 1 1 .
Dans un premier mode de réalisation en référence à la figure 1 , la sortie du dispositif de distribution 16 est constituée par un élément de répartition 20 configuré de sorte à être traversé par le premier fluide F1 en lui faisant subir une perte de charge telle que le premier fluide F1 sort hors de l'élément de répartition 20 selon une répartition surfacique uniforme au niveau d'une surface de sortie de l'élément de répartition 20, d'une manière assurant l'alimentation homogène en premier fluide F1 sur toute la surface de sa couronne. La surface de sortie de l'élément de répartition 20 est constituée par la face de l'élément de répartition 20 en regard de la couronne selon l'axe X et située à la distance D1 de celle-ci.
La perte de charge est un paramètre global de l'élément de répartition 20 dont la construction peut fortement varier. On recherche ici à créer une perte de charge suffisante pour être largement supérieure (d'un facteur 10 par exemple) au différentiel de pression créé dans la zone amont (à cause de l'effet de ralentissement du flux et des frottements visqueux) entre l'entrée 25 et la surface amont de l'élément 20. Cette perte de charge ne doit pas dépasser 1 bar dans le cadre de la réfrigération solaire.
La perte de charge acceptable et suffisante dépend également de plusieurs paramètres géométriques et d'écoulement, elle peut être typiquement comprise entre 3 et 250 mbar.
Préférentiellement, l'élément de répartition 20 comprend des orifices de passage traversants toute l'épaisseur de l'élément de répartition 20 et débouchant sur la surface de sortie de l'élément 20, ces passages traversants étant avantageusement tortueux ou avec des chicanes depuis la surface d'entrée vers la surface de sortie.
Dans un premier mode de réalisation, l'élément de répartition 20 comprend une structure, notamment autoporteuse, de matière frittée formée par agglomération de billes. Cette structure est notamment configurée de sorte à être dépourvue de direction privilégiée d'écoulement du premier fluide F1 et à présenter un coefficient d'écoulement du premier fluide F1 dépendant de la finesse de la matière fritée. Dans le cadre d'un matériau fritté, on peut obtenir cette perte de charge avec un matériau de classe typiquement entre 3 et 60 μιτι sur une épaisseur de 1 à 10 mm
Généralement, la taille des interstices d'un matériau fritté convenable pour cette application est comprise entre 20 et 500μηη. La taille des interstices n'est pas forcément égale à celle des grains frittés. Dans un deuxième mode de réalisation (non représenté), l'élément de répartition 20 comprend un empilement de toiles métalliques superposées selon l'axe principal X de l'échangeur 1 1 . Ces deux modes de réalisation partagent les avantages suivants :
une construction intégrale en matériau inoxydable est possible, avec des assemblages soudés. Ceci permet de travailler avec des couples de fluides F1 et F2 corrosifs comme respectivement le couple ammoniac/eau par exemple.
- le matériau poreux est régulièrement passant. Pour cette raison, son positionnement est simple, rendant le système plus robuste.
les matériaux poreux sont des produits industriels, déjà utilisés pour d'autres applications (catalyse, vinification et filtration...).
les multitudes de trajets possibles en chicanes pour l'écoulement du premier fluide F1 induisent une forte tolérance aux obstructions dues aux impuretés, puisqu'il y a de nombreux trajets adjacents possibles en cas d'obstacle. De plus, la matière frittée ayant une surface irrégulière limite fortement l'effet d'étanchéité réalisée par les impuretés. Il y a donc une très bonne résistance de la solution à l'encrassement.
Selon l'art antérieur présenté dans le document CN1 153277, une technique connue consistait à créer un nombre fini mais important de trous ou passages permettant au liquide de s'éjecter hors de la canalisation d'écoulement du premier fluide liquide, par exemple par la réalisation d'un tube perforé sur une portion de sa surface. Les difficultés liées à cette méthode proviennent du compromis délicat entre la nécessiter de disposer de trous ayant les plus faibles diamètres possibles pour obtenir une bonne distribution du premier fluide, en regard des problèmes d'encrassement et de colmatage dommageables en raison du nombre discret de trous : plus les trous sont petits, plus ils s'obstruent facilement. L'augmentation du nombre de trous est liée à la diminution de leur diamètre, rendant la réalisation très complexe. La méthode proposée dans la présente invention consiste au contraire à utiliser un matériau industriel dont la perte de charge est suffisamment importante pour assurer l'homogénéité avantageusement surfacique de la distribution. Ce type de matériau a pour effet de créer un nombre important de chicanes sur le trajet du premier fluide F1 , ce qui a pour effet de présenter un nombre très important de trajets possibles. L'obturation éventuelle d'une portion de la surface de sortie n'entraîne donc qu'une déviation très locale du flux qui suit alors un trajet adjacent, ce qui permet au flux sortant de ne jamais présenter de discontinuité marquée contrairement à l'art antérieur présenté ci-dessus où de tels risques existent. La fabrication de tels matériaux est maîtrisée au niveau industriel, ce qui est aussi un critère de choix technologique important. La finesse variable des structures frittées permet d'ajuster le coefficient d'écoulement à géométrie extérieure constante. Les pertes de charge peuvent être particulièrement importantes pour une faible épaisseur, ce qui permet de diminuer la taille globale du dispositif de distribution 16 par rapport à l'art antérieur tout en maintenant une très bonne homogénéité de la distribution du premier fluide F1 .
En référence à la figure 4, la surface de sortie de l'élément de répartition 20 présente une forme de couronne alignée suivant l'axe principal X de l'échangeur 1 1 avec la forme de couronne de la zone d'entrée 15. La couronne formée par l'élément de répartition 20 présente notamment des dimensions égales aux dimensions de la couronne délimitée par la zone d'entrée 15.
Dans un deuxième mode de réalisation en référence à la figure 6, le dispositif de distribution 16 comprend une buse 22 de projection du premier fluide F1 configurée de sorte à former à sa sortie (la sortie de la buse 22 étant constitutive de la sortie du dispositif de distribution 16) un jet de premier fluide F1 de forme conique, creux au centre du cône et orienté selon l'axe principal X de l'échangeur 1 1 . Le jet est notamment configuré, grâce à une conception idoine de la buse 22, de sorte à présenter, au niveau de la zone d'entrée 15, une forme de couronne présentant des dimensions égales aux dimensions de la couronne de la zone d'entrée 15, vue dans un plan de coupe du jet perpendiculaire à l'axe X. L'écoulement au sein du jet présente une section annulaire. Notamment, une buse 22 de type spray peut être choisie en fonction de la géométrie annulaire recherchée de son jet de sortie.
Avantageusement mais non exclusivement, il pourra s'agir d'une machine de réfrigération par absorption dans laquelle le système constitue un absorbeur destiné à réaliser une absorption par le premier fluide F1 , d'un deuxième fluide F2 tel qu'un fluide réfrigérant de type gaz au moins au niveau d'une partie du circuit réfrigérant de la machine thermodynamique. C'est pourquoi, outre le dispositif de distribution 16 du premier fluide F1 alimentant le premier canal d'écoulement 13 de manière la plus homogène possible entre eux, le système peut aussi comporter un dispositif d'alimentation 21 agencé au-dessus de la première extrémité axiale 14 de l'échangeur 1 1 et configuré pour alimenter la zone d'entrée 15 du premier canal d'écoulement fluidique 13 en un deuxième fluide F2, notamment un gaz, en sus du premier fluide F1 . Avantageusement, l'échangeur 1 1 à plaque spiralée 12 et/ou le dispositif de distribution 16 seront configurés, dans ce cas, de sorte que le premier fluide F1 sortant hors du dispositif de distribution 16 forme un film ruisselant le long du premier canal d'écoulement fluidique 13.
Le dispositif d'alimentation 21 alimente ainsi le premier canal d'écoulement 13 de l'échangeur 1 1 à plaque spiralée 12 en un deuxième fluide F2 prévu pour circuler dans le premier canal 13 spiralé conjointement avec le premier fluide F1 , notamment le long du film ruisselant formé par ce dernier après sa sortie uniforme hors du dispositif de distribution 16. Les dispositifs de distribution 16 du premier fluide F1 et d'alimentation 21 en deuxième fluide D2 sont notamment agencés de sorte à alimenter le premier canal 13 au niveau de la zone d'alimentation 15 commune aux premier et deuxième fluides F1 , F2. Le premier canal 13 est configuré de sorte que, dans celui-ci, le deuxième fluide F2 circule le long du film ruisselant de premier fluide F1 et est absorbé par le premier fluide F1 avec un transfert de masse du deuxième fluide F2 vers le premier fluide F1 .
Ainsi, préférentiellement, le premier fluide est un liquide de type absorbant et le deuxième fluide est un gaz apte à être au moins partiellement absorbé par le premier fluide avec un transfert de masse du deuxième fluide vers le premier fluide. Ce deuxième fluide peut notamment être un réfrigérant.
Le dispositif d'alimentation 21 comprend avantageusement une sortie au niveau de laquelle le deuxième fluide F2 est éjecté hors du dispositif d'alimentation 21 . Cette sortie est agencée à une distance D2 par rapport à la zone d'entrée 15, suivant l'axe principal X de l'échangeur 1 1 .
Selon le mode de réalisation représenté, la sortie du dispositif d'alimentation 21 en deuxième fluide F2 est située, selon l'axe principal X de l'échangeur 1 1 , entre la zone d'entrée 15 et le dispositif de distribution 16 en premier fluide. F1 Autrement dit, la distance D2 est alors inférieure à la distance D1 . Une telle conception permet de parvenir à une configuration dans laquelle un flux formé par le deuxième fluide F2 éjecté hors du dispositif d'alimentation 21 rencontre le premier fluide F1 avant d'atteindre la zone d'entrée 15 : le deuxième fluide F2 éjecté à la sortie du dispositif d'alimentation 21 rencontre, après son éjection, un flux formé par le premier fluide F1 préalablement éjecté à la sortie du dispositif de distribution 16. Dans le mode de réalisation de la figure 6, la distance D2 peut toutefois être supérieure à la distance D1 . Ces opérations de rencontre se passent avant que le premier fluide et/ou le deuxième fluide n'atteigne la zone d'alimentation 15.
Avantageusement, la sortie du dispositif d'alimentation 21 en deuxième fluide F2 est configurée de sorte que le deuxième fluide F2 est éjecté dans une direction perpendiculaire (ou plus généralement un plan perpendiculaire) à l'axe principal X de l'échangeur 1 1 . Puis, dans la variante représentée, le flux de fluide F2 ainsi éjecté a ensuite tendance à s'écouler vers le bas, avant de rencontrer le flux formé par le premier fluide F1 préalablement éjecté.
Dans une variante particulière de réalisation (figure 1 ) non limitative en termes de conception envisageable, le système comprend un premier boîtier d'alimentation, ici le premier boîtier d'alimentation 19, prolongeant axialement l'échangeur 1 1 à sa première extrémité axiale 14. Ce premier boîtier d'alimentation 19 comprend :
une première chambre 23, notamment une chambre inférieure et communiquant avec la zone d'entrée 15 du premier canal d'écoulement fluidique 13,
une deuxième chambre 24, notamment une chambre supérieure, disposée axialement du côté opposé à l'échangeur 1 1 par rapport à la première chambre 23 et équipée d'une entrée 25 en premier fluide F1 et configurée de sorte à être remplie (noyée dans le cas d'un liquide) par le premier fluide F1 ,
une paroi de séparation 26 entre les première et deuxième chambres 23, 24, la paroi de séparation 26 étant au moins partiellement constituée par l'élément de répartition 20 de sorte à assurer une éjection uniforme de premier fluide F1 de la deuxième chambre vers la première chambre, notamment selon une répartition régulière en forme de couronne.
L'élément de répartition 20, régulièrement passant, présente une perte de charge suffisante pour permettre une répartition homogène du flux de premier fluide liquide, en aval de celle-ci. Le fait qu'une quantité de deuxième fluide gazeux soit introduite dans la chambre inférieure 23 introduit une différence de type d'écoulement sur le liquide au niveau de l'élément de répartition 20. L'écoulement en amont (dans la chambre 24) est noyé, tandis qu'en aval, il est diphasique avec la présence d'un ruissellement du liquide. Des gouttelettes de liquide se forment et tombent par gravité dans une atmosphère composée uniquement du gaz réactif. La réaction entre le liquide et le gaz commence dès le début de la chute des gouttelettes, en aval de l'élément de répartition 20. Elle est limitée par échauffement du liquide résultant de la réaction d'absorption tant que celui-ci n'est pas refroidi au contact des plaques spiralées 12.
L'utilisation d'un matériau poreux pour constituer l'élément de répartition 20 peut tendre à réduire fortement la vitesse du premier fluide F1 éjecté hors de la deuxième chambre 24, ce qui favorise un effet de coalescence du flux aval en un seul filet. Ceci s'opposant à l'objectif recherché de distribution homogène, le système peut comprendre un dispositif anti- coalescence 34 configuré pour s'opposer à l'effet de coalescence du premier fluide F1 éjecté à la surface de sortie de l'élément de répartition 20, sous la paroi 26. Le dispositif anti-coalescence 34 possède des éléments d'appui en contact ou à proximité immédiate (la distance devant être inférieure à 0.5 mm) de la surface de sortie en différents emplacements de la surface de sortie. Chaque élément d'appui peut être formé par un bord supérieur d'une paroi, les parois constitutives du dispositif anti-coalescence 34 étant reliées entre elles de sorte à former une structure complexe, par exemple en nid d'abeille, disposée entre la sortie de l'élément de répartition 20 et la zone d'entrée 15 du premier canal 13. La structure complexe est avantageusement disposée directement à la sortie, en contact potentiellement, de la surface de sortie de l'élément 20. Lorsque les gouttelettes formées par le dispositif anti- coalescence 34 arrivent dans la zone 15, elles forment normalement un film ruisselant sur la plaque 12, par effet de capillarité. La structure en nid d'abeille n'est qu'un exemple parmi une multitude de géométries possibles. En vue de dessus, il est possible d'avoir une géométrie en quadrillages, en losanges, en triangles, en spirales, en cercles tangents...
Les forces dues à la capillarité (ou aux tensions superficielles) tendent à créer un flux horizontal sur la face inférieure de l'élément de répartition 20, ce qui est contre-productif en vue d'une distribution surfacique homogène. La géométrie proposée permet de limiter ce flux horizontal en exploitant ces mêmes forces de capillarité le long de parois verticales du dispositif anti-coalescence 34 jusqu'à leur extrémité inférieure. A ce point extrême, la propagation horizontale est fortement défavorisée par la finesse des parois. Il y a alors une formation de gouttes sur toute la longueur du bord inférieur présenté par les parois. Ces gouttes se détachent par gravité et forment une pluie de densité surfacique constante sur la section en couronne considérée. L'avantage de cette structure est donc d'homogénéiser l'écoulement. La sensibilité à la verticalité de l'échangeur est bien moindre que pour un système à tubes et calandres. Une variante possible est de prévoir que l'élément 34 ne soit pas plan sur sa face inférieure, en créant un profil en dent de scie par exemple. Ceci rend alors le dispositif 34 robuste face à un défaut de verticalité puisque la coalescence horizontale est alors moindre. La perte de charge admissible sur l'écoulement du premier flux F1 , lorsqu'il s'agit d'un liquide, n'est pas un facteur particulièrement limitant dans la mesure où le liquide provient de la partie du circuit à haute pression avant de passer par une vanne de laminage et avant d'entrer dans l'absorbeur fonctionnant au niveau basse pression. Ces niveaux de pression dépendent du couple de fluides F1 , F2 et des températures des circuits secondaires, l'écart entre les deux niveaux étant de l'ordre de plusieurs bars pour les systèmes fonctionnant au-dessus de la pression atmosphérique.
La paroi de séparation 26 de forme annulaire est représentée à la figure 4. L'élément de répartition 20 forme une partie extérieure de la paroi 26 (représentée par une partie grisée), la partie restante du côté intérieur de l'anneau étant formé par un élément étanche 33 à tout écoulement de fluide F1 (partie non grisée). En son centre, cet élément étanche 33 intérieur délimite un passage pour la mise en place de l'élément tubulaire 27 utilisé pour la constitution du dispositif d'alimentation 21 .
Notamment, la sortie du dispositif d'alimentation 21 en deuxième fluide F2 peut être logée dans la première chambre 23. Le dispositif d'alimentation 21 comporte un élément tubulaire 27 d'écoulement du deuxième fluide F2 passant par la deuxième chambre 24, traversant la paroi de séparation 26 et ayant une partie d'extrémité borgne logée dans la première chambre 23. Les parois de la partie borgne située dans la première chambre 23 sont munies de lumières radiales (premier mode de réalisation de la figure 2) ou d'une multitude de perçages radiaux 29 (deuxième mode de réalisation de la figure 3) constitutifs de la sortie du dispositif d'alimentation 21 .
Dans le premier mode de réalisation en référence à la figure 2, le deuxième fluide F2 circule selon un flux descendant qui vient s'éclater dans toutes les directions perpendiculaires à l'axe X descendant lorsqu'il est forcé de circuler dans les lumières radiales 28 agencées latéralement à l'élément tubulaire 27. La géométrie de ces lumières est dimensionnée pour obtenir le meilleur compromis possible entre les facteurs suivants : une limitation des pertes de charge occasionnées,
une limitation des perturbations sur l'écoulement des gouttelettes liquides de premier fluide F1 ,
une homogénéité de révolution autour de l'axe X,
une facilité de fabrication industrielle.
Dans le deuxième mode de réalisation en référence à la figure 3, la multitude de perçages radiaux 29 est réalisée sur le pourtour de l'élément tubulaire 27 à proximité de l'extrémité obturée par un bouchon 30. Avec un dimensionnement des perçages choisi pour assurer une répartition radiale uniforme du flux de fluide F2. Par exemple, les perçages 29 peuvent être répartis sous la forme d'un réseau disposés régulièrement le long des lignes définissant les périmètres de l'élément tubulaire. Cette géométrie présente l'avantage d'une bonne homogénéité de l'écoulement à 360 degrés autour de l'axe, à l'exception des faibles effets dus à la discrétisation de la surface ouverte. Cette géométrie crée un écoulement stable et il est possible de réaliser un dimensionnement à l'aide de corrélations connues sans avoir recours à une simulation. Il s'agit notamment de limiter la perte de charge générée par ce dispositif. Une telle sortie peut être assemblée sur la base de produits industriels connus, ce qui est avantageux. Dans la variante équipée d'une buse 22, le fluide F2 arrive dans la zone de distribution par une entrée latérale 31 prolongée jusqu'au centre de la calandre, sous le jet liquide, jusque dans la zone centrale du jet où une lumière 28 dans l'élément tubulaire 27 permet de libérer le fluide F2 dans le premier boîtier d'alimentation 19 dépourvu de paroi de séparation 26. La lumière 28 peut être semblable à celles décrites plus haut ou peut être remplacée par une multitude de perçages 29. Le troisième fluide F3 est alimenté par une entrée latérale 32 située sous celle du deuxième fluide F2 et traverse la zone de distribution de manière étanche pour aller alimenter la calandre intérieure 17. Les avantages de la disposition de la figure 6 sont :
le flux de deuxième fluide F2 perturbe de manière déterministe le flux de premier fluide F1 : il est donc possible de dimensionner la buse 22 et l'orifice en conséquence,
l'orientation relative des flux des premier et deuxième fluides permet de compenser la courbure des trajectoires en raison de la gravité, la perte de charge sur le deuxième fluide F2 est faible,
un mouillage annulaire est possible, ce qui est parfaitement adapté à la géométrie des échangeurs 1 1 à plaque spiralée 12,
la réaction d'absorption peut déjà s'amorcer dans le premier boîtier d'alimentation 19,
il est improbable de mouiller la zone centrale puisque le deuxième fluide F2 exerce une poussée radialement vers l'extérieur autour de l'axe X : ceci évite d'engorger l'intérieur de la spirale,
la disposition d'alignement des entrées 31 et 32 permet de minimiser l'effet de masque sur le flux de premier fluide F1 éjecté : une réduction de section sur l'entrée 31 peut être mise en place dans ce même but.
La plaque spiralée 12 de l'échangeur 1 1 est enroulée de sorte à délimiter, en sus du premier canal, le deuxième canal d'écoulement fluidique évoqué précédemment, notamment en forme de spirale. Le deuxième canal débouche sur une deuxième extrémité axiale (non représentée) de l'échangeur 1 1 , opposée à la première extrémité axiale 14. Dans la disposition verticale de l'échangeur 1 1 , la deuxième extrémité axiale correspond à l'extrémité inférieure. Le système, notamment l'échangeur 1 1 , comprend le deuxième boîtier d'alimentation (non représenté) agencé de sorte à prolonger axialement l'échangeur 1 1 à sa deuxième extrémité axiale. Ce deuxième boîtier sert à alimenter ou à évacuer (en fonction du sens de circulation du troisième fluide par rapport à celui des deux autres fluides) le deuxième canal en troisième fluide F3 de refroidissement, circulant respectivement à courant croisé avec le premier fluide. Cela permet de réaliser un échange thermique, notamment par l'intermédiaire de la plaque 12, avec le premier fluide F1 et/ou le deuxième fluide F2 circulant dans ledit au moins un premier canal 13.
Une application du système est préférentiellement, mais non exclusivement, de pouvoir constituer un absorbeur pour une machine thermodynamique à absorption à partir de cette géométrie existante d'échangeur 1 1 à plaque spiralée 12, notamment pour :
- les machines thermodynamiques à absorption fonctionnant avec des couples de premier et deuxième fluides comme par exemple les couples ammoniac/eau et bromure de lithium/eau,
et/ou une tour de lavage : une tour de lavage prévoit de faire circuler, à contre-courant, un gaz (deuxième fluide F2) sous une fine pluie de réactif liquide (premier fluide F1 ). La finesse des gouttelettes de liquide augmente la surface de réaction.
et/ou toutes les applications où un film ruisselant est utilisé pour favoriser des transferts de masse entre deux fluides,
et/ou toutes les applications de double distribution homogène de gaz et de liquide dans des canaux 13 communs aux deux flux.
Notamment, l'invention porte sur une machine de réfrigération par absorption, dans laquelle le deuxième fluide F2 est absorbé par le premier fluide F1 au niveau d'un absorbeur constitué par un système correspondant à la description précédente. La machine peut alors comprendre, en sus, un système solaire thermique prenant en entrée de l'énergie solaire pour dissocier les premier et deuxième fluides F1 , F2 en amont d'un tel absorbeur ainsi constitué. Ainsi, la machine thermodynamique utilise alors le système d'une manière telle que les premier et deuxième fluides F1 et F2 sont configurés de sorte que le deuxième fluide F2 est au moins partiellement absorbé par le premier fluide F1 durant l'écoulement dans ledit au moins un premier canal d'écoulement fluidique 13 de forme spiralée, pour constituer cet absorbeur de machine thermodynamique de réfrigération solaire par absorption. Notamment, le premier fluide F1 peut être une solution ammoniac/eau, une solution bromure de lithium/eau ou une solution chlorure de lithium/eau et le deuxième fluide F2 peut être de l'ammoniac ou de l'eau.
Le phénomène d'absorption est spécifique et difficile à appréhender puisqu'il combine un écoulement avec un transfert de masse, un changement de phase et un échange thermique, tous ces phénomènes étant liés entre eux en ce qui concerne les vitesses d'avancement. La présente invention décrit une solution innovante destinée à favoriser les divers phénomènes physiques ayant lieu dans un absorbeur ainsi constitué.
Dans la description précédente, la buse de projection 22 du deuxième mode de réalisation et l'élément de répartition 20 du premier mode de réalisation répondent à une même problématique, à savoir la gestion de l'alimentation de la zone d'entrée de l'échangeur. Ces deux modes de réalisation fournissent un résultat identique, à savoir une alimentation homogène de toute la surface de la zone d'entrée de l'échangeur. Les fonctions sont identiques en agissant sur la manière de distribuer le premier fluide grâce au dispositif de distribution.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système comprenant d'une part un échangeur (1 1 ) à plaque spiralée (12) enroulée autour d'un axe principal (X) de l'échangeur, notamment orienté verticalement, de sorte à délimiter un premier canal d'écoulement fluidique (13) de section en forme de spirale débouchant à une première extrémité axiale (14) de l'échangeur au niveau d'une zone d'entrée (15) dont l'encombrement global est compris dans une couronne, d'autre part un dispositif de distribution (16) configuré pour alimenter de manière homogène toute la surface de ladite couronne en au moins un premier fluide (F1 ), notamment un liquide, caractérisé en ce que le dispositif de distribution comprend une buse (22) de projection du premier fluide configurée de sorte à former à sa sortie un jet de premier fluide de forme conique, creux au centre du cône, orienté selon l'axe principal de l'échangeur et tel que le jet présente, au niveau de la zone d'entrée du premier canal d'écoulement fluidique, une forme de couronne présentant des dimensions égales aux dimensions de la couronne de la zone d'entrée.
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de distribution comprend une sortie au niveau de laquelle le premier fluide est éjecté uniformément hors du dispositif de distribution et agencée à une distance (D1 ) de la zone d'entrée suivant l'axe principal de l'échangeur.
3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'alimentation (21 ) agencé au-dessus de la première extrémité axiale de l'échangeur est configuré pour alimenter la zone d'entrée du premier canal d'écoulement fluidique en un deuxième fluide (F2), notamment un gaz, en sus du premier fluide.
4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (21 ) comprend une sortie au niveau de laquelle le deuxième fluide sort hors du dispositif d'alimentation (21 ) et agencée à une distance (D2) de la zone d'entrée suivant l'axe principal de l'échangeur.
5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la sortie du dispositif d'alimentation (21 ) en deuxième fluide est située, selon l'axe principal de l'échangeur, entre la zone d'entrée du premier canal d'écoulement fluidique et le dispositif de distribution en premier fluide.
6. Système selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la sortie du dispositif d'alimentation (21 ) est configurée de sorte que le deuxième fluide est éjecté uniformément au niveau de la sortie d'une manière telle qu'un flux formé par le deuxième fluide sortant hors du dispositif d'alimentation rencontre le premier fluide avant d'atteindre ladite zone d'entrée.
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie du dispositif d'alimentation en deuxième fluide est configurée de sorte que le deuxième fluide est éjecté perpendiculairement à l'axe principal de l'échangeur.
8. Système selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la sortie du dispositif d'alimentation (21 ) en deuxième fluide (F2) est logée dans la première chambre (23) d'un premier boîtier d'alimentation (19) prolongeant axialement l'échangeur à sa première extrémité axiale et comprenant : une première chambre (23), notamment une chambre inférieure, et communiquant avec la zone d'entrée du premier canal d'écoulement fluidique,
une deuxième chambre (24), notamment une chambre supérieure, disposée axialement du côté opposé à l'échangeur par rapport à la première chambre et équipée d'une entrée (25) en premier fluide et configurée de sorte à être remplie par le premier fluide,
une paroi de séparation (26) entre les première et deuxième chambres, la paroi de séparation étant au moins partiellement constituée par ledit élément de répartition (20) de sorte à assurer une sortie uniforme de premier fluide de la deuxième chambre vers la première chambre, notamment selon une répartition régulière en forme de couronne.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en deuxième fluide comporte un élément tubulaire (27) d'écoulement du deuxième fluide passant par la deuxième chambre (24), traversant la paroi de séparation (26) et ayant une partie d'extrémité borgne logée dans la première chambre (23), les parois de ladite partie étant munie de lumières radiales (28) ou de perçages radiaux (29) constitutifs de la sortie du dispositif d'alimentation.
10. Système selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'échangeur à plaque spiralée et/ou le dispositif de distribution sont configurés de sorte que le premier fluide éjecté hors du dispositif de distribution forme un film ruisselant le long du premier canal d'écoulement fluidique.
1 1 . Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier canal d'écoulement fluidique est configuré de sorte que, dans celui-ci, le deuxième fluide circule le long du film ruisselant de premier fluide, dans le même sens, et est au moins partiellement absorbé par le premier fluide avec un transfert de masse du deuxième fluide vers le premier fluide.
12. Système selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que la plaque spiralée (12) de l'échangeur est enroulée de sorte à délimiter un deuxième canal d'écoulement fluidique en forme de spirale débouchant à une deuxième extrémité axiale de l'échangeur (1 1 ), opposée à la première extrémité axiale, et en ce qu'il comprend un deuxième boîtier d'alimentation prolongeant axialement l'échangeur à sa deuxième extrémité axiale et alimentant ou évacuant le deuxième canal d'écoulement fluidique en un troisième fluide (F3) de refroidissement circulant respectivement à courant croisé avec le premier fluide, de sorte à réaliser un échange thermique, notamment par l'intermédiaire de la plaque (12), avec le premier fluide et/ou le deuxième fluide circulant dans le premier canal.
13. Système comprenant d'une part un échangeur (1 1 ) à plaque spiralée (12) enroulée autour d'un axe principal (X) de l'échangeur, notamment orienté verticalement, de sorte à délimiter un premier canal d'écoulement fluidique (13) de section en forme de spirale débouchant à une première extrémité axiale (14) de l'échangeur au niveau d'une zone d'entrée (15) dont l'encombrement global est compris dans une couronne, d'autre part un dispositif de distribution (16) configuré pour alimenter de manière homogène toute la surface de ladite couronne en au moins un premier fluide (F1 ), notamment un liquide, caractérisé en ce que le dispositif de distribution comprend une sortie au niveau de laquelle le premier fluide est éjecté uniformément hors du dispositif de distribution et agencée à une distance (D1 ) de la zone d'entrée suivant l'axe principal de l'échangeur et en ce que la sortie du dispositif de distribution est constituée par un élément de répartition (20) configuré de sorte à être traversé par le premier fluide avec une perte de charge telle que le premier fluide est éjecté hors de l'élément de répartition selon une répartition surfacique uniforme au niveau d'une surface de sortie de l'élément de répartition, d'une manière assurant l'alimentation homogène en premier fluide de la zone d'entrée.
14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que la surface de sortie de l'élément de répartition présente une forme de couronne alignée suivant l'axe principal de l'échangeur avec la forme de couronne de la zone d'entrée (15).
15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que la couronne formée par l'élément de répartition présente des dimensions égales aux dimensions de la couronne de la zone d'entrée.
16. Système selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que l'élément de répartition (20) comprend une structure autoporteuse de matière frittée formée par agglomération de billes, notamment configurée de sorte à être dépourvue de direction privilégiée d'écoulement du premier fluide et à présenter un coefficient d'écoulement du premier fluide dépendant de la finesse de la matière fritée.
17. Système selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que l'élément de répartition (20) comprend un empilement de toiles métalliques superposées selon l'axe principal.
18. Système selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif anti-coalescence (34) configuré pour s'opposer à l'effet de coalescence du premier fluide sortant à la surface de sortie de l'élément de répartition, le dispositif anti-coalescence ayant des éléments d'appui en contact ou à proximité immédiate de la surface de sortie.
19. Système selon la revendication 18, caractérisé en ce que chaque élément d'appui est formé par un bord supérieur d'une paroi, les parois constitutives du dispositif anti-coalescence étant reliées entre elles de sorte à former une structure disposée contre ou à proximité immédiate de la sortie de l'élément de répartition.
20. Système selon l'une des revendications 13 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend un premier boîtier d'alimentation (19) prolongeant axialement l'échangeur à sa première extrémité axiale, comprenant : une première chambre (23), notamment une chambre inférieure, et communiquant avec la zone d'entrée du premier canal d'écoulement fluidique,
- une deuxième chambre (24), notamment une chambre supérieure, disposée axialement du côté opposé à l'échangeur par rapport à la première chambre et équipée d'une entrée (25) en premier fluide et configurée de sorte à être remplie par le premier fluide,
une paroi de séparation (26) entre les première et deuxième chambres, la paroi de séparation étant au moins partiellement constituée par ledit élément de répartition (20) de sorte à assurer une sortie uniforme de premier fluide de la deuxième chambre vers la première chambre, notamment selon une répartition régulière en forme de couronne.
21 . Système selon l'une des revendications 13 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'alimentation (21 ) agencé au-dessus de la première extrémité axiale de l'échangeur est configuré pour alimenter la zone d'entrée du premier canal d'écoulement fluidique en un deuxième fluide (F2), notamment un gaz, en sus du premier fluide.
22. Système selon la revendication 21 , caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (21 ) comprend une sortie au niveau de laquelle le deuxième fluide sort hors du dispositif d'alimentation (21 ) et agencée à une distance (D2) de la zone d'entrée suivant l'axe principal de l'échangeur.
23. Système selon la revendication 22, caractérisé en ce que la sortie du dispositif d'alimentation (21 ) en deuxième fluide est située, selon l'axe principal de l'échangeur, entre la zone d'entrée du premier canal d'écoulement fluidique et le dispositif de distribution en premier fluide.
24. Système selon l'une des revendications 22 ou 23, caractérisé en ce que la sortie du dispositif d'alimentation (21 ) est configurée de sorte que le deuxième fluide est éjecté uniformément au niveau de la sortie d'une manière telle qu'un flux formé par le deuxième fluide sortant hors du dispositif d'alimentation rencontre le premier fluide avant d'atteindre ladite zone d'entrée.
25. Système selon la revendication 24, caractérisé en ce que la sortie du dispositif d'alimentation en deuxième fluide est configurée de sorte que le deuxième fluide est éjecté perpendiculairement à l'axe principal de l'échangeur.
26. Système selon l'une des revendications 22 à 25, caractérisé en ce qu'il comporte un premier boîtier d'alimentation (19) selon la revendication 20, la sortie du dispositif d'alimentation (21 ) en deuxième fluide (F2) étant logée dans la première chambre (23).
27. Système selon la revendication 26, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en deuxième fluide comporte un élément tubulaire (27) d'écoulement du deuxième fluide passant par la deuxième chambre (24), traversant la paroi de séparation (26) et ayant une partie d'extrémité borgne logée dans la première chambre (23), les parois de ladite partie étant munie de lumières radiales (28) ou de perçages radiaux (29) constitutifs de la sortie du dispositif d'alimentation.
28. Système selon l'une des revendications 13 à 27, caractérisé en ce que l'échangeur à plaque spiralée et/ou le dispositif de distribution sont configurés de sorte que le premier fluide éjecté hors du dispositif de distribution forme un film ruisselant le long du premier canal d'écoulement fluidique.
29. Système selon la revendication 28, caractérisé en ce que le premier canal d'écoulement fluidique est configuré de sorte que, dans celui-ci, le deuxième fluide circule le long du film ruisselant de premier fluide, dans le même sens, et est au moins partiellement absorbé par le premier fluide avec un transfert de masse du deuxième fluide vers le premier fluide.
30. Système selon l'une des revendications 13 à 29, caractérisé en ce que la plaque spiralée (12) de l'échangeur est enroulée de sorte à délimiter un deuxième canal d'écoulement fluidique en forme de spirale débouchant à une deuxième extrémité axiale de l'échangeur (1 1 ), opposée à la première extrémité axiale, et en ce qu'il comprend un deuxième boîtier d'alimentation prolongeant axialement l'échangeur à sa deuxième extrémité axiale et alimentant ou évacuant le deuxième canal d'écoulement fluidique en un troisième fluide (F3) de refroidissement circulant respectivement à courant croisé avec le premier fluide, de sorte à réaliser un échange thermique, notamment par l'intermédiaire de la plaque (12), avec le premier fluide et/ou le deuxième fluide circulant dans le premier canal.
31 . Machine thermodynamique comprenant au moins un système selon l'une des revendications 1 à 30.
32. Machine thermodynamique selon la revendication 31 , notamment machine de réfrigération par absorption, dans laquelle le deuxième fluide est au moins partiellement absorbé par le premier fluide au niveau d'un absorbeur constitué par ledit système.
33. Utilisation d'un système selon l'une des revendications 1 à 30 dans laquelle les premier et deuxième fluides sont configurés de sorte que le deuxième fluide est au moins partiellement absorbé par le premier fluide durant l'écoulement dans ledit au moins un premier canal d'écoulement fluidique, pour constituer un absorbeur pour une machine thermodynamique de réfrigération par absorption solaire.
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