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Est-a
(19)
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Etre
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DANS
(5)
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Physical
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de 100 %
(4)
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50 %
(2)
[15][_]
100 %
(2)
[16][_]
30 %
(1)
[17][_]
de 50 %
(1)
[18][_]
1 mm
(1)
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10 mm
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518228A1
Family ID 7309039
Probable Assignee Didier Werke Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET DISPOSITIF DE CLIMATISATION UTILISANT DES MILIEUX
DE FIXATION D'water TRAVAILLANT PAR SORPTION
Abstract
_________________________________________________________________
PROCEDE ET DISPOSITIF DE CLIMATISATION UTILISANT DES MILIEUX DE
FIXATION D'water TRAVAILLANT PAR SORPTION.
ON DEBARRASSE D'ABORD L'AIR AMBIANT DE SON HUMIDITE DANS UN MILIEU DE
FIXATION D'water SEC CONTENU DANS UN PREMIER RECIPIENT 1; ON ABAISSE
ENSUITE LA TEMPERATURE DE L'AIR SECHE DANS UN MATERIAU ACCUMULATEUR DE
CHALEUR CONTENU EN VRAC DANS UN DEUXIEME RECIPIENT 2; ON ABAISSE ENFIN
DE FACON SUPPLEMENTAIRE LA TEMPERATURE DE L'AIR SECHE ET REFROIDI, AU
CONTACT D'water OU D'UN MILIEU DE FIXATION CHARGE D'water, CONTENU
DANS UN TROISIEME RECIPIENT.
APPLICATION A LA CLIMATISATION DE LOCAUX.
Description
_________________________________________________________________
18228
Procede et dispositif de climatisation utilisant des milieux de
fixation d'water travaillant par sorption La presente invention
concerne un procede de climatisation utilisant des milieux de fixation
d'water travaillant par sorption, c'est-a-dire un procede pour
abaisser la temperature, par exemple, de batiments ou de locaux au
cours de la saison chaude de l'annee, ainsi qu'un
dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede.
On sait que pour l'evaporation de l'water ou pour la desorption de
l'water a partir d'un milieu de fixation charge d'water, tel qu'un
agent dessechant, par exemple la zeolite ou le gel de silice, il faut
faire l'apport d'une quantite importante de chaleur Dans le cas o on
effectue une telle desorption adiabatiquement, sans apport de chaleur
a l'water ou au milieu de fixation d'water a partir de l'exterieur, la
quantite de chaleur necessaire pour la desorption ou l'evaporation
doit etre prelevee a partir d'autres sources, par exemple de l'air sec
que l'on fait passer en cas de conduite adiabatique du procede, a
travers ladite water ou ledit milieu de fixation, si bien que ledit
air sec absorbe ainsi de la vapeur d'water, c'est-a-dire qu'il se
trouve charge de celle-ci. Le but de l'invention est de permettre de
disposer d'un procede et d'un dispositif, avec lesquels on exploite
pour une climatisation cette absorption de vapeur d'water par de l'air
sec, a partir d'water ou d'un milieu de fixation charge d'water, de
meme que l'on obtient par une conduite operatoire
particuliere, un effet de climatisation nettement ameliore.
Les sorptions d'water sur milieux de fixation d'water peuvent etre
representees par l'equation generale suivante AB + chaleur A + B dans
laquelle A correspond au milieu de fixation d'water a l'etat sec et B
correspond a l'water a l'etat de vapeur dans l'air,
tandis que AB designe un milieu de fixation charge d'water.
L'invention exploite en particulier le phenomene selon lequel une
desorption d'water a partir de milieux de fixation d'water est
egalement possible a des temperatures relativement faibles ou basses,
sous un abaissement de temperature L'expression "temperatures
relativement faibles ou basses" est destinee a designer des
temperatures qui regnent dans des conditions normales, par exemple des
temperatures inferieures a 40 'C et, de preference, inferieures a 30
C, c'est-a-dire des temperatures qui n'avaient jamais 1 o auparavant
ete utilisees pour une desorption de l'water a partir de milieux de
fixation d'water, tels que la zeolite ou le gel
de silice, charges d'water.
L'objectif precite, ainsi que d'autres qui apparaitront mieux dans ce
qui suit sont essentiellement atteints selon l'invention par un
procede de climatisation utilisant des milieux de fixation d'water
travaillant par sorption d'water, caracterise par le fait que: a) dans
un premier stade, on debarrasse tout i d'abord entierement ou
largement de l'air ambiant humide de l'humidite qu'il contient, dans
un-milieu de fixation d'water sec; b) dans un deuxieme stade dudit
procede, on abaisse la temperature dudit air ainsi seche, dans une
charge de materiau accumulateur de chaleur, en vrac ou granulaire; et
c) dans un troisieme stade dudit procede, on abaisse de facon
supplementaire la temperature dudit air ainsi seche et refroidi, en le
faisant passer, selon c 1), a
travers de l'water ou, selon c 2) a travers un milieu de fixation-
charge d'water.
Selon une autre caracteristique de l'invention, on met en oeuvre ledit
procede dans le stade b) en utilisant deux charges en vrac
d'accumulateur de chaleur fonctionnant en alternance. Selon encore une
autre caracteristique de l'invention, on fait passer l'air ambiant
humide tout d'abord dans un premier stade a 1 a travers un milieu de
fixation d'water sec et dans un premier stade b 1 a travers une
premiere charge
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d'accumulateur de chaleur, et consecutivement dans un deuxieme stade a
2 a travers un deuxieme milieu de fixation d'water sec et dans un
deuxieme stade b 2, a travers une deuxieme charge d'accumulateur de
chaleur, avant la mise en oeuvre du
troisieme stade.
Selon une autre caracteristique de l'invention encore, on utilise la
chaleur accumulee au cours du stade b dans la charge d'accumulateur de
chaleur, pour la
regeneration du milieu de fixation charge d'water.
Conformement a une autre caracteristique-de l'invention, on effectue
simultanement la climatisation et la regeneration du milieu de
fixation d'water en utilisant au moins deux charges d'accumulateur de
chaleur et au moins deux
milieux de fixation d'water.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, on utilise comme
charge en vrac d'accumulateur de chaleur,
un materiau constitue par l'olivine ou le basalte.
Conformement a une autre caracteristique de l'invention encore, on
utilise comme milieu de fixation d'water,
une zeolite ou du gel de silice.
L'invention vise egalement un dispositif de chauffage, dispositif de
soufflage et dispositif de
regulation, ainsi eventuellement qu'un dispositif echangeur-
de chaleur, caracterise par le fait qu'il comprend, montes en
succession a) au moins un premier recipient pour le milieu de fixation
d'water sec; b) au moins un recipient pour la charge en vrac
d'accumulateur de chaleur; et c) au moins un recipient pour l'water ou
pour un
milieu de fixation charge d'water.
Conformement a une variante avantageuse de l'invention, ledit
dispositif comprend deux recipients pour
de la charge en vrac d'accumulateur de chaleur.
Selon une autre variante avantageuse de l'invention encore, le
dispositif comprend deux recipients pour du milieu de fixation d'water
sec, deux recipients pour
-18228
de la charge en vrac d'accumulateur de chaleur et deux recipients pour
de l'water ou pour du milieu de fixation charge d'water, l'un des deux
recipients chaque fois precites appartenant a un meme groupe respectif
de recipients montes en succession de facon a former deux groupes de
recipients
montes parallelement l'un a l'autre.
Conformement a une autre variante avantageuse de l'invention, le
dispositif comprend deux recipients pour du milieu de fixation d'water
sec et deux recipients pour de la charge en vrac d'accumulateur de
chaleur, qui sont montes en
succession de facon alternee.
Pour la realisation du procede de l'invention, il est tout d'abord
necessaire de preparer un air sec, de facon que ledit air sec absorbe
de la vapeur d'water soit a partir d'water soit a partir d'un milieu
de fixation charge d'water, sous un abaissement de temperature
nettement plus fort que dans le cas o l'on ferait passer a travers
ledit milieu, de l'air ambiant non completement sature de vapeur
d'water Le premier stade du procede de l'invention est effectue de
facon que l'air ambiant, qui presente une teneur en humidite
-quelconque, est seche completement a l'aide d'un milieu de fixation
d'water sec L'air ambiant possede rarement une teneur en humidite r 30
% au cours des journees chaudes de l'ete Au cours du sechage dudit air
ambiant humide dans un milieu de fixation d'water sec, de la chaleur
se trouve degagee, si bien que l'air sec quitte le milieu-de fixation
d'water a une temperature sensiblement plus elevee que lorsqu'il
penetre dans ledit milieu Dans le deuxieme stade du procede de
l'invention, la temperature plus elevee dudit air sec,
18228
quittant ledit milieu de fixation d'water seche, est abaissee dans une
charge dite accumulatrice de chaleur ou encore piege thermique,
c'est-adire diminuee jusqu'a des valeurs qui se situent en general non
au-dessus de celle a laquelle l'air ambiant humide a ete introduit
dans le milieu de fixation d'water sec Comme on le decrit encore
davantage avec plus de detail dans ce qui suit, il est
particulierement avantageux d'utiliser une charge accumulatrice de
chaleur qui se trouve a une temperature plus basse que la temperature
de l'air ambiant humide penetrant dans le milieu de fixation d'water
Ceci peut etre obtenu avantageusement par le fait que la charge
accumulatrice de chaleur est suffisamment balayee pendant la nuit, au
cours de laquelle les temperatures se trouvent nettement plus basses
que pendant le jour, avec un tel "air nocturne", si bien que ladite
charge accumulatrice de chaleur se trouve a une temperature plus basse
que pendant le jour, lorsqu'on doit effectuer une climatisation, et
que l'air ambiant humide accumule pendant le jour se trouve a une
temperature plus elevee que "l'air nocturne" utilise pour le
refroidissement
de la charge accumulatrice de chaleur ou piege thermique.
L'air seche dans le milieu de fixation d'water sec cede par suite sa
temperature dans le piege thermique, au materiau en vrac accumulateur
de chaleur dudit piege et quitte ce dernier avec une temperature
abaissee, qui se situe en general non au-dessus de la temperature de
l'air ambiant humide introduit, et meme avantageusement a une
valeur plus basse que celle de cette derniere temperature.
La charge accumulatrice de chaleur ou piege thermique possede pour
propriete de ne pas modifier la teneur en humidite de l'air et de ne
presenter en elle-meme qu'une faible conductibilite thermique
Avantageusement, des materiaux pour une telle charge accumulatrice de
chaleur sont des materiaux constitues par l'olivine ou le basalte a
capacite thermique relativement elevee, mais conductibilite
thermique toutefois faible.
L'air sec, quittant la charge accumulatrice de chaleur, qui se trouve
a une temperature relativement basse, c'est-a-dire en general une
temperature au maximum egale a celle de l'air ambiant humide
introduit, est ensuite soumis, dans un premier mode de realisation de
l'invention, a un passage a travers de l'water, qui se trouve a la
temperature ambiante ou a la temperature de l'water des canalisations
de distribution, ou encore est amene en contact de preference a
contre-courant avec ladite water, dans un dispositif approprie, = 10
par exemple une tour de ruissellement ou une colonne remplie d'anneaux
de Raschig, de facon que ledit air prealablement seche se sature de
nouveau en vapeur d'water, et qu'il se produise en consequence de la
conduite aussi adiabatique que
-possible du procede, un abaissement de temperature de l'air.
Dans le deuxieme mode de realisation du procede de l'invention, on
envoie, dans le troisieme stade dudit procede, l'air quittant la
charge accumulatrice de chaleur a travers un milieu de fixation charge
d'water a partir duquel ledit air absorbe de l'water, c'est-a-dire
exerce un processus de desorption, bien qu'il se trouve a une
temperature relativement basse Par ce processus de desorption, de la
chaleur supplementaire se trouve toutefois retiree de l'air quittant
la charge accumulatrice de chaleur, si bien que la
temperature dudit air se trouve encore davantage abaissee.
Une condition pour la mise en oeuvre du procede est naturellement
d'exploiter le fonctionnement des recipients individuels, dans
lesquels sont respectivement disposes le milieu de fixation d'water,
l'water ainsi que le materiau de la charge accumulatrice de chaleur,
de facon aussi adiabatique que possible, c'est-a-dire de faire en
sorte que lesdits recipients presentent une isolation suffisante de
facon que l'effet de climatisation obtenu par le procede de
l'invention, c'est-a-dire un effet d'abaissement de temperature, ne
soit
pas annule par des dissipations de chaleur parasitaires.
L'air a temperature abaissee, qui quitte l'water ou du milieu de
fixation d'water a la suite du troisieme stade du procede de
l'invention, peut etre utilise tel quel pour la climatisation de
locaux, c'est-a-dire souffle dans lesdits
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locaux, mais par ailleurs il est egalement possible d'exploiter la
basse temperature dudit air dans unechangeur de
chaleur, c'est-a-dire de la transferer dans d'autres milieux.
Le procede de l'invention est effectue de facon courante dans des
recipients, qui sont agences en forme de colonnes On obtient de cette
facon que dans les recipients individuels et dans les materiaux qui
les garnissent, tels que des milieux de fixation d'water ou une charge
en vrac d'accumulateur de chaleur, il se forme respectivement un
front, representant dans le cas du milieu de fixation d'water sec,
utilise dans le premier stade, une fonction de saut dans la direction
respective d'ecoulement du milieu humide et du milieu sec, dans le cas
de la charge d'accumulateur de chaleur utilisee dans le deuxieme stade
du procede, une fonction de saut de temperature entre temperature
elevee et temperature basse, et dans le cas du milieu de fixation
d'water utilise dans le troisieme stade du procede, une
fonction de saut entre le milieu sec et le milieu charge d'water.
Dans le procede de l'invention, il est bien entendu que les quantites
individuelles, les milieux de fixation d'water d'une part et de la
charge accumulatrice de chaleur d'autre part, sont determines les uns
par rapport aux autres de facon que la "capacite de refroidissement"
presente dans la charge accumulatrice de chaleur soit seulement
consommee une fois que le premier milieu de fixation d'water sec se
trouve sature d'water, par suite du passage a travers ce dernier de
l'air ambiant humide dans le cas le plus defavorable, c'est-a-dire
avec des valeurs elevees de l'humidite relative, ou une fois que le
milieu de fixation charge d'water, dans le cas o on l'utilise dans le
troisieme stade du procede, se trouve completement libere de son water
et ne peut plus exercer par suite un abaissement de temperature
supplementaire Avec un agencement approprie, par exemple sous forme de
colonnes, les fronts individuels qui correspondent aux fonctions de
saut, parcourent par migration, avec-une largeur relativement faible,
les colonnes individuelles En general, le rappport entre la longueur
et la largeur ou le diametre des colonnes s'eleve
de 1,5:1 A 8:1, de preference de 2:1 a 4:1.
Le dispositif utilise dans le procede de l'invention est concu de
facon a pouvoir couvrir convenable- ment les besoins maximaux pendant
un jour particulierement chaud sur le lieu d'application prevu Pendant
la nuit, la charge accumulatrice de chaleur peut ensuite etre de
nouveau refroidie en la faisant traverser par de l'air dit "nocturne",
de facon que ladite charge accumulatrice de chaleur se trouve le jour
suivant, lorsque la climatisation doit de nouveau etre effectuee, a un
faible niveau de temperature, de maniere avantageuse a une temperature
plus basse que celle de l'air ambiant humide, qui a ete introduit
pendant le jour
dans un tel dispositif de climatisation.
Pour obtenir un sechage du milieu de fixation charge d'water, du
premier stade du procede de l'invention, il est necessaire d'amener
l'air introduit dans ce processus de regeneration, a une temperature
plus elevee, par un chauffage, par exemple un chauffage electrique ou
par l'intermediaire d'un echangeur de chaleur, de facon que le
processus de sechage, c'est-a-dire la regeneration du milieu de
fixation charge d'water, soit realise En utilisant du gel de silice
comme milieu de fixation d'water, des temperatures inferieures a 100 C
se sont averees suffisantes, par exemple-de 800 C dans le cas d'un air
de sortie a 300 C et a une humidite relative de 100 %, et de 700 C
dans-le cas d'un air de sortie
egalement a 30 'C mais a humidite relative de 50 %.
Dans un mode de realisation avantageux du procede de l'invention, on
exploite la chaleur accumulee pendant le processus de climatisation,
c'est-a-dire generalement pendant la journee, dans la charge
accumulatrice de chaleur, pour regenerer le milieu de fixation charge
d'water A cet effet, il est seulement necessaire d'introduire de l'air
dans la charge accumulatrice de chaleur dans une direction
d'ecoulement inversee comme dans le processus de climatisation, pour
que ledit air absorbe la chaleur accumulee dans ladite charge
accumulatrice de chaleur, et apres avoir soumis ledit air ainsi
rechauffe a un chauffage supplementaire a la temperature necessaire
pour la regeneration, comme decrit d'une maniere generale ci-dessus en
ce qui concerne le processus de regeneration, pour l'amener a une
temperature suffisante, de l'introduire, dans une direction
d'ecoulement inversee comme dans le processus de climatisation, dans
le milieu de fixation d'water utilise dans le premier stade du procede
et charge d'water pendant le fonctionnement de climatisation
precedent, de facon que ledit milieu seche ledit air. Dans le
processus de regeneration, on peut bien entendu egalement utiliser des
temperatures situees au-dessus de 100 'C, par exemple dans le cas de
zeolites difficiles a secher ou pour obtenir un sechage
particulierement rapide du
milieu de fixation d'water.
Dans le cas de l'utilisation d'un milieu de fixation d'water dans le
troisieme stade du procede, il est egalement possible de modifier
pendant la nuit la direction d'ecoulement de l'air, c'est-a-dire que
l'on introduit l'air
refroidi pendant la nuit et presentant une humidite -
relativement elevee, dans le milieu de fixation d'water utilise dans
le troisieme stade du procede de l'invention, qui a ete largement
libere d'water, c'est-a-dire seche, pendant le fonctionnement de la
climatisation, de facon que ledit air cede audit milieu son humidite
et charge de nouveau ledit milieu de fixation en water, que ledit air
quitte alors ledit milieu de fixation d'water deja a une temperature
sensiblement plus elevee et soit ensuite envoye dans la charge
accumulatrice de chaleur qui a ete utilisee lors du
fonctionnement de la climatisation dans le stade b du procede.
L'air quitte ensuite avec une temperature sensiblement plus elevee
ladite charge accumulatrice de chaleur, se trouve rechauffe de facon
supplementaire avec une chaleur provenant d'autres sources jusqu'a la
temperature de regeneration necessaire pour etre consecutivement
envoye a travers le milieu de fixation d'water utilise lors du
fonctionnement de la climatisation dans le premier stade a du procede
de l'ivention qui a ete charge d'water pendant ledit fonctionnement de
la climatisation, afin de secher largement ou completement
ledit milieu de fixation.
Au matin suivant, le cycle peut alors commencer de nouveau. Dans un
mode de realisation avantageux du procede de l'invention, on utilise
deux charges d'accumulateur de chaleur fonctionnant en alternance Des
que la premiere charge accumulatrice de chaleur ou piege thermique se
trouve presque completement a une temperature elevee et que la
temperature de l'air quittant ladite charge d'accumulateur de chaleur
s'accroit, on procede a une commutation sur la deuxieme charge
accumulatrice de chaleur se trouvant encore a une temperature plus
basse, de facon que le processus de climatisation puisse se
poursuivre, en ramenant simultanement la premiere charge accumulatrice
de chaleur a une temperature plus basse en la
faisant traverser par de l'air ambiant.
De cette maniere il est possible de diminuer les volumes de materiau
de la charge accumulatrice de chaleur, car il n'est plus necessaire
d'exposer le dispositif de l'invention a une consommation journaliere
entiere en ce qui concerne la quantite de materiau de charge -
accumulatrice thermique pour realiser une climatisation, mais
seulement par exemple d'utiliser les volumes de la charge
accumulatrice de chaleur de facon qu'environ chaque heure il se
produise une commutation suivant laquelle une charge accumulatrice de
chaleur est mise en fonctionnement dans le processus de climatisation
pendant que l'autre charge accumulatrice de chaleur se trouve
simultanement refroidie par traversee d'air ambiant. Dans un autre
mode de realisation avantageux de l'invention, on utilise deux charges
accumulatrices de chaleur et quatre milieux de fixation d'water Dans
ladite forme de realisation, il est possible de faire fonctionner la
climatisation en continu et il s'agit dans ce cas d'utiliser deux
dispositifs de l'invention paralleles l'un a l'autre mais fonctionnant
a contre-courant, l'un de ces dispositifs servant a la climatisation,
pendant que l'autre dispositif est expose
a une regeneration.
Dans ce cas, on peut bien entendu remplacer deux des milieux de
fixation d'water par des recipients contenant de l'water ou des tours
de ruissellement d'eauau cas o l'on effectue l'humidification dans le
troisieme stade c du procede avec de l'water. Comme deja mentionne
ci-dessus, comme materiau de la charge accumulatrice de chaleur, on
utilise de preference un materiau constitue par de l'olivine ou du
basalte Un tel materiau possede une faible conductibilite thermique et
se presente sous forme granulaire, les dimensions de grain se
situant couramment entre 1 mm et 10 mm.
Comme milieu de fixation d'water, on utilise avantageusement une
zeolite ou un gel de silice, de preference
un gel de silice a pores etroits Comme zeolite, on peut.
utiliser aussi bien une zeolite synthetique qu'une zeolite naturelle,
qui possedent un pouvoir d'absorption de l'water suffisamment eleve
Des zeolites synthetiques sont egalement trouvees sur le marche sous
l'appellation de "tamis moleculaire". Dans des conditions climatiques
determinees, on procede suivant un autre mode de realisation prefere
du procede de l'invention, de facon que les stades a et b dudit
procede soient repetes, c'est-a-dire que dans un premier milieu de
fixation d'water sec, on extrait tout d'abord la quantite principale
de l'humidite contenue dans l'air ambiant, on refroidit ensuite ledit
air seche dans une premiere charge accumulatrice'de chaleur, puis,
dans un deuxieme milieu de fixation d'water sec, on abaisse la teneur
en vapeur d'water de l'air precedemment seche, de sorte qu'il se
produit de nouveau un accroissement de la-temperature de l'air, et
ensuite on abaisse de nouveau la temperature dudit air dans un
deuxieme
materiau constituant une charge accumulatrice de chaleur.
Ladite conduite du procede de l'invention est particulierement
avantageuse dans un climat dit de serre chaude, c'est-a-dire en
presence d'une temperature elevee de l'air ambiant avec simultanement
une humidite relativement elevee, car dans un tel cas, on peut obtenir
une diminution de temperature sensiblement plus forte. D'autres
caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront plus
clairement a la lecture-de la
description qui va suivre de quelques exemples de realisation
du dispositif prevu pour la mise en oeuvre du dit procede, donnes a
titre indicatif, mais nullement limitatif, en reference aux dessins
annexes qui sont presentes sous la forme de schemas d'ecoulement, et
dans lesquels: La Figure 1 represente un dispositif de l'invention
dans sa forme de realisation la plus simple; La Figure 2 represente un
dispositif de l'invention avec deux charges accumulatrices de chaleur
montees parallelement l'une a l'autre; La Figure-3 represente un
dispositif de l'invention pour une mise en oeuvre de la climatisation
en continu et La Figure 4 represente un dispositif de l'invention,
dans lequel sont presents montes de facon alternee les uns a la suite
des autres, deux milieux de fixation d'water pour les stades a 1 et a
2 et deux charges d'accumulateur de chaleur pour
les stades b 1 et b 2.
Dans le stade-c, on represente toujours un milieu de
fixation d'water c 2.
Le dispositif-de l'invention represente schematiquement dans la Figure
1 comprend, en dehors des conduites, ventilateurs et dispositifs de
reglage ainsi eventuellement que des dispositifs echangeurs de
chaleur, connus en eux-memes et non representes en detail, un premier
recipient 1, dans lequel se trouve au debut du processus de
climatisation, du milieu de fixation d'water sec, par exemple du gel
de silice a pores etroits Consecutivement audit recipient 1 est
dispose un deuxieme recipient 2 qui contient la charge accumulatrice
de chaleur, qui se trouve au debut du processus de climatisation a une
temperature plus basse, par exemple la temperature de l'air pendant la
periode nocturne En outre, le dispositif de l'invention comprend un
recipient 4, qui contient completement, au debut du processus de
climatisation, du milieu de fixation de charge et d'water, qui peut
etre de meme dans ce cas du gel de silice a pores etroits tel que
celui du recipient 1. Le dispositif de chauffage necessaire pour le
processus de regeneration est designe par H Pour charger completement
le recipient 4 en milieu de fixation d'water, on peut saturer
completement ou assez completement d'water l'air envoye dans la
regeneration en le faisant passer a travers D ou en l'exposant a un
ruissellement d'water en D Les conduites necessaires pour la
regeneration sont representees en traits interrompus. Au debut de la
mise en service, de l'air ambiant humide, c'est-a-dire de l'air aspire
depuis l'atmosphere, penetre avec une teneur en humidite determinee,
telle qu'elle est precisement fournie, dans le premier recipient 1 o
il est libere completement de sa teneur en water par le milieu de
fixation d'water sec Dans ce cas, ledit milieu de fixation d'water sec
se trouve progressivement converti en forme chargee d'water L'air
seche quittant-le recipient 1, penetre alors dans le recipient 2, dans
lequel il cede sa chaleur absorbee lors du processus de sechage, a la
charge accumulatrice de chaleur A mesure que le processus se poursuit,
la zone de temperature migre a travers ladite charge accumulatrice de
chaleur L'air sec refroidi, sortant du recipient 2, est alors
introduit dans le recipient 4 qui est rempli completement au debut du
processus de climatisation par du milieu de fixation charge d'water
Ledit air sec, refroidi dans la charge accumulatrice de chaleur,
absorbe de l'water a partir dudit milieu de fixation charge d'water et
subit en meme temps un abaissement de temperature, si bien qu'apres sa
sortie du recipient 4, il se trouve a une temperature faible ou
basse et peut etre utilise dans le but de la climatisation.
Dans la Figure 2, on represente une autre forme de realisation du
dispositif de l'invention, dans quel cas en plus des recipients 1 et 4
pour le milieu de fixation d'water, sont prevus deux recipients 2, 3
pour du materiau de la charge 14 4 d'accumulation de chaleur Les
mecanismes de commutation ne sont pas representes Dans ledit mode de
realisation, lorsque la capacite de refroidissement d'une charge
accumulatrice de chaleur est epuisee, on peut passer par commutation a
la deuxieme charge accumulatrice de chaleur, de facon que la premiere
charge accumulatrice de chaleur puisse alors se refroidir Dans la
figure, on n'a represente les conduites necessaires pour le
refroidissement des charges accumulatrices
de chaleur, que par des fleches.
Le dispositif represente dans la Figure 3 se compose de deux
dispositifs tels que deja representes dans la Figure 1, le dispositif
de gauche pouvant fonctionner dans le processus de climatisation,
tandis qu'on fait fonctionner le is dispositif de droite en meme temps
dans le processus de regeneration, de sorte qu'apres l'epuisement de
la capacite declimatisation de l'un des dispositifs, celui-ci soit
commute en mode de regeneration et que le deuxieme dispositif,
exploite en mode de regeneration, et maintenant regenere,
puisse etre commute en mode de climatisation.
Dans la Figure 4, on represente un autre mode de realisation a deux
etages montes de facon alternee en succession les uns a la suite des
autres, respectivement a 1 et a 2, et b 1 et b 2 Ledit mode de
realisation est en particulier utilise dans un climat dit de serre
chaude De l'air ambiant, par exemple de l'air a une temperature
relativement elevee et a une humidite relativement elevee ( 30 'C et u
r de 100 %) penetre dans le premier milieu de fixation d'eau-sec du
recipient 1, puis est envoye dans le materiau de la charge
accumulatrice de chaleur du recipient 2, de sorte que sa temperature
se trouve abaissee a la valeur
de la temperature de ladite charge accumulatrice de chaleur.
Consecutivement, l'air est de nouveau envoye a travers le milieu de
fixation d'water sec du reservoir 7, puis a travers un deuxieme
materiau de charge accumulatrice de chaleur du recipient 8
Consecutivement, l'air maintenant largement sec et refroidi est envoye
dans le stade c 2 dans lequel il est soumis a une absorption d'water
et a un abaissement de temperature supplementaire en traversant le
milieu de fixation
charge d'water du reservoir 4.
D'apres des premiers essais d'orientation et des calculs effectues a
cet effet, on peut s'attendre a obtenir les effets de climatisation
suivants en utilisant le procede de l'invention Dans ce cas, on
utilise un gel de silice a pores etroits a capacite d'absorption
d'water maximale de 39,4 t en poids par rapport a son poids propre et
un materiau basaltique comme materiaux respectifs pour le milieu de
fixation d'water et pour la charge accumulatrice de chaleur.
Dans les exemples suivants, on presente des resultats desdits essais,
etant entendu qu'ils sont fournis a titre indicatif seulement, etant
entendu que l'on peut mettre en oeuvre l'invention selon de nombreux
autres
exemples sans toutefois s'ecarter de son cadre et son esprit.
EXEMPLE 1
Le procede est effectue conformement au schema represente dans la
Figure 1 L'air ambiant possede une temperature de 300 C et une
humidite relative r = 50 % Au debut, le gel de silice se trouve dans
la colonne 1 dans un etat largement sec avec une charge d'water
residuelle de C. 0,08 (kg de H 20/kg de gel de silice) Apres son
passage a travers la colonne 1, la temperature de l'air s'est accrue
jusqu'a 550 C Dans la charge accumulatrice de chaleur, la temperature
dudit air est abaissee a 30 'C, et consecutivement ledit air refroidi
est envoye dans du gel de silice completement charge d'water,
presentant une charge d'water de Ci = 39,4 Apres la sortie du gel de
silice se trouvant dans la colonne 4, on obtient une temperature de
l'air de 15,90 C.
EXEMPLE 2
On effectue le procede conformement au schema represente dans la
Figure 4 L'air ambiant possede de nouveau
une temperature de 300 C et une humidite relative r = 50 %.
Le gel de silice dans les colonnes 1 et 7, presente une charge en
water de Ci = 0,08 Apres le passage a travers la colonne 1, la
temperature de l'air s'eleve de nouveau, de meme que dans l'Exemple 1,
a 55 CC Cette temperature est 16.
abaissee dans la premiere charge accumulatrice de chaleur 2.
A 30 'C L'air est ensuite envoye a cette temperature dans la deuxieme
colonne 7 de milieu de fixation d'water, a la sortie de laquelle la
temperature de l'air se trouve de nouveau- augmentee jusqu'a 45 * Par
traversee de la deuxieme charge accumulatrice de chaleur dans la
colonne 8, la temperature de l'air se trouve de nouveau abaissee a 300
C Par traversee consecutive du gel de silice completement charge
d'water dans la colonne 4, la temperature de l'air se trouve abaissee
par suite de l'absorption d'water qu'il subit a cet effet, a 11,60 C.
EXEMPLE 3
On repete le mode operatoire de l'Exemple 1, en utilisant toutefois un
air ambiant a 30 'C et a une humidite
relative r = 100 %, c'est-a-dire un air dit de serre chaude.
Apres le passage a travers la colonne 1 de gel de silice, on trouve
une augmentation de temperature a 66,3 C et apres le passage a travers
la colonne 4 garnie de gel de silice charge d'water, on trouve
simplement un abaissement de temperature a 23,90 C.
EXEMPLE 4
On repete le mode operatoire de l'Exemple 2 en utilisant toutefois un
air ambiant de 30 'C et une humidite relative de r = 100 % Apres le
passage a travers la colonne
7 de gel de silice, on obtient une temperature de l'air -
sortant de 58,50 C et apres le passage a travers la colonne 4
contenant du gel de silice charge d'water, on obtient une temperature
finale de 15,20 C.
EXEMPLE 5
Cet exemple concerne la regeneration des milieux de fixation charges
plus ou moins completement d'water dans la colonne 1 ou dans les
colonnes 1 et 7 apres le processus de climatisation. Il s'est avere
qu'en utilisant du gel de silice il suffit de recourir a une
temperature de regeneration de 70 'C dans le cas d'un air a 30 'C et a
une humidite relative de % ou de 800 C dans le cas d'un air de meme a
30 'C mais toutefois a une humidite relative de 100 %, pour amener
completement ou assez completement un gel de silice charge d'water a
une charge en water de Ci &#x003C; 0,08, c'est-a-dire pour le
regenerer de facon qu'il puisse etre ensuite reutilise dans le
processus de climatisation en tant que "milieu de fixation
d'water sec".
Dans le procede de l'invention, il est possible d'utiliser la chaleur
contenue dans le materiau de la charge
accumulatrice de chaleur pour le processus de regeneration.
Dans le cas des exemples 1 et 2, dans lesquels on fait passer l'air en
direction inversee dans le processus de regeneration a travers la
charge accumulatrice de chaleur,-ledit air -a une temperature de 55 C
a la sortie, si bien qu'il suffit seulement d'un chauffage
supplementaire pour obtenir l'elevation de temperature a 700 C ou 800
C Par une commande appropriee, on peut en outre facilement reguler la
temperature respective necessaire -
Dans le cas des Exemples 3 et 4, la temperature de l'air sortant de la
charge accumulatrice de chaleur s'eleve meme a 66,30 C, si bien que
seul un faible apport de chaleur demeure necessaire pour l'elevation
de temperature supplementaire a 70 'C ou 80 'C ou encore a une autre
temperature de regeneration souhaitee.
De cette maniere, il est possible de recuperer la partie principale de
l'apport de chaleur necessaire pour la regeneration, si bien que le
procede de l'invention peut etre
mis en oeuvre de facon tres economique.
Le procede de l'invention presente en outre l'avantage qu'il peut etre
egalement mis en oeuvre avec un air ambiant a une humidite relative de
100 %, independamment de la temperature particuliere dudit air ambiant
Dans les modes operatoires connus des procedes de climatisation, qui
exploitent l'absorption d'water par l'air pour le refroidissement une
mise en service en presence d'un air completement ou assez
completement sature d'water devient soit impossible soit possible avec
un effet tres mediocre, alors que le procede de l'invention fournit un
abaissement de temperature important, en particulier avec la forme de
realisation suivant laquelle on monte en succession respectivement de
facon alternee deux etages a 1 et a 2, et b 1 et b 2,
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede de climatisation utilisant des milieux de fixation d'water
travaillant par sorption d'water, caracterise par le fait que: a) dans
un premier stade, on debarrasse tout d'abord entierement ou largement
de l'air ambiant humide de l'humidite qu'il contient, dans un milieu
de fixation d'water sec b) dans un deuxieme stade dudit procede, on
abaisse la temperature dudit air ainsi seche, dans une charge de
materiau accumulateur de chaleur, en vrac ou granulaire; et c) dans un
troisieme stade dudit-procede, on abaisse de facon supplementaire la
temperature dudit air ainsi seche et refroidi, en le faisant passer,
selon c 1), a travers de l'water ou, selon c 2) a travers un milieu de
fixation
charge d'water.
2 Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait qu'il est
misen oeuvre dans le stade b), avec utilisation de deux charges
d'accumulateur de chaleur
fonctionnant en alternance.
3 Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que l'on
fait passer l'air ambiant humide tout d'abord dans un premier stade a
1 a travers un milieu de fixation d'water sec et dans un premier stade
b 1 a travers une premiere charge d'accumulateur de chaleur, et
consecutivement dans un deuxieme stade a 2 a travers un deuxieme
milieu-de fixation d'water sec et dans un deuxieme stade b 2, a
travers une deuxieme charge d'accumulateur de chaleur, avant la mise
en oeuvre du troisieme stade.
4 Procede selon l'une quelconque des
revendications precedentes, caracterise par le fait que l'on
utilise la chaleur accumulee au cours du stade b dans la charge
d'accumulateur de chaleur, pour la regeneration du
milieu de fixation charge d'water.
Procede selon l'une quelconque des
revendications precedentes, caracterise par le fait que l'on
182-28
effectue simultanement la climatisation et la regeneration du milieu
de fixation d'water en utilisant au moins deux charges d'accumulateur
de chaleur et au moins deux milieux de fixation d'water. 6 Procede
selon l'une quelconque des
revendications precedentes, caracterise par le fait que l'on
utilise comme charge en vrac d'accumulateur de chaleur, un
materiau constitue par l'olivine ou le basalte.
7 Procede selon l'une quelconque des
revendications precedentes, caracterise par le fait que l'on
utilise comme milieu de fixation d'water, une zeolite ou du gel
de silice.
8 Dispositif pour la mise en oeuvre du procede
selon l'une quelconque des revendications precedentes,
equipe de conduites, dispositifs de chauffage, dispositifs de
soufflage et dispositifs de regulation, ainsi eventuellement que de
dispositifs echangeurs de chaleur, caracterise par le fait qu'il
comprend, montes en succession: a) au moins un premier recipient ( 1)
pour le milieu de fixation d'water sec; b) au moins un recipient ( 2)
pour la charge en vrac d'accumulateur de chaleur; et c) au moins un
recipient ( 4) pour l'water ou
pour un milieu de fixation charge d'water.
9 Dispositif selon la revendication 8, caracterise par le fait qu'il
comprend deux recipients ( 2, 3) pour des
charges en vrac d'accumulateur de chaleur.
Dispositif selon la revendication 8, caracterise par le fait qu'il
comprend deux recipients ( 1, 5) pour du milieu de fixation d'water
sec, deux recipients ( 2, 3) pour de la charge en vrac d'accumulateur
de chaleur et deux recipients ( 4, 6) pour de l'water ou pour du
milieu-de fixation charge d'water, l'un des deux recipients chaque
fois precites appartenant a un meme groupe respectif de recipients
montes en succession de facon a former deux groupes de recipients
montes parallelement l'un a l'autre.
11 Dispositif selon la revendication 8, caracterise parle fait qu'il
comprend deux recipients ( 1, 7) pour du milieu de fixation d'water
sec et deux recipients ( 2, 8) pour de la charge en vrac
d'accumulateur de chaleur, qui sont montes en succession de facon
alternee.
? ?
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