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    公开号:WO1979000641A1
    申请号:PCT/CH1979/000026
    申请日:1979-02-14
    公开日:1979-09-06
    发明作者:J Sterlini
    申请人:Bbc Brown Boveri & Cie；
    IPC主号:F25B1-00
    专利说明:
    [0001] Procédé pour fournir ou enlever de la chaleur à un fluide condensable
    [0002] La présente invention est relative à un procédé et un dispositif pur échanger de la chaleur entre des fluides, l'un de ceux-cij qui sera appelé dans la suite fluide de travail, étant maintenu dans des conditions telles que les echanges thermiques entraînent la vaporisation ou la condensation d'une partie de sa masse.
    [0003] Plus particulièrement, la présente invention est relative a une installation de pompage de chaleur.
    [0004] Les pompes à chaleur sont connues depuis longtemps, mais II paraît difficile de dire que leurs rendements energiques et leurs prix atteignent le niveau optimal.
    [0005] Une des raisons en est qu'il n'existe pas de fluide de travail ideal pour les conditions où il est plus specialement envisagé de les utiliser, c'est-à-dire à des températures du même ordre que la température ambiante. Les freons conviennent bien du fait notamment de leurs températures de condensation sous des pressions moderees, mais ils sont coûteux, ne doivent pas étre mis en contact avec des graisses ni se repandre dans l'atmosphere. L'eau aux températures ordinaires exige des installations de volume prohibitif du fait des basses pressions correspondantes. L'ammoniac presente des pressions convenables dans le domaine d'utilisation considéré, ainsi que de bonnes propriétés d'échange thermique et est peu coûteux, mais il est corrosif et toxique.
    [0006] D'un autre côté, les installations existantes sont relativement importantes du fait des mediocres coefficients d'échange, usuels qui conduisent à des échangeurs volumineux, d'où des masses de fluide de travail importantes, ce qui est d'autant plus genant que ce fluide est soit coûteux comme le fréon soit dangereux comme l'ammoniac.
    [0007] Une autre voie pour améliorer les pompes à chaleur existantes, consiste, évidemment, à ameliorer leur rendement thermodynamique, de faςon à obtenir de meilleurs transferts de chaleur pour une masse egale de fluide de travail.
    [0008] Un pas dans cette voie est représente par le brevet CH 305 668, dans lequel la Vaporisation du fluide de travail est faite par étapes, à pression et température decroissantes, la phase vapeur du fluide de travail étant extraite à chaque étape et envoyée dans un étage correspondant d'un compresseur, où eile rejoint la vapeur provenant d'une étape à pression inférieure et qui a déjà été comprimée dans un autre étage du compresseur.
    [0009] Cette conception ne s'est cependant pas repandue, peutêtre parcequ'elle faisait appel au freon ou à l'eau conme fluide de travail. De plus, l'amelioration du rendement thermodynamique est limitee du fait que la vapeur qui sort finalement du compresseur est loin des conditions de Saturation.
    [0010] Le brevet FR 76 1 4965 publie sous le no. 2.3.52.247, présente une solution plus perfectionnée du probléme de l'amélioration du rendement thermodynamique. En effet. dans chacun des modules où à chaque étape s'opere la Vaporisation par étapes du fluide de travail, la vapeur recomprimee provenant du module voisin à pression inférieur à travers un étage du compresseur est remise en contact avec la phase liquide, et est donc ramenee aux conditions de Saturation, si bien que sur un diagramme entropique par exemple, le trajet en zig-zag représentant les états successifs de la phase vapeur reste toujours a proximite de la courbe de Vaporisation. On obtient ainsi un gain energétique variable selon la nature de fluide de travail et les conditions operatoires, mais particulierement interessant dans le cas de l'ammoniac. Cet avantage est encore considerablement augmente par le fait que, dans ce brevet, la condensation du fluide de travail, dans la partie haute température de la pompe à chaleur, est egalement operee par etapes, dans des modules analogues à ceux où s ' opere la Vaporisation.
    [0011] Cependant, dans ce brevet, les échangeurs ne fönt pas l'objet d'une étude particuliere et il ressort de la description qu'onya surtout eu en vue des échangeurs constitues par des recipients en partie remplis par la phase liquide du fluide de travail, à niveau libre, des tubes traverses par les fluides avec lesquels se fait l'échange de chaleur étant disposes soit dans la phase liquide soit dans la phase vapeur surplombante.
    [0012] Une teile disposdtion entraϊne l'obligation de disposer de masses relativement importantes de fluide de travail, ce qu comme on l'a dit plus haut est à eviter, surtout lorsque celui-ci est l'ammoniac. De plus, eile ne garantit pas que les coefficients d'échange soient optimaux.
    [0013] En outre, si on examine les pertes de Charge aubies par le fluide lorsqu'il parcourt les modules dans le sens des pressions decroissantes, on constate que l'essentiel de la difference de pression entre deux modules conseeutifs correspond à la perte de Charge due au "flashage" du liquide lorsqu'il penétre dans le compartiment d'échange. Ce flashage s'accompagne de pertes d'energies non recuperables.
    [0014] Dans les travaux qui ont abouti à la présente invention, on s'est plus particulierement attaehe aux échanges thermiques dans des échangeurs et aux pertes de charges correspondantes.
    [0015] On sait d'une fagon generale que lorsqu'on veut realiser des échanges de chaleur dans des tubes, il faut necessairement mettre en jeu la perte de Charge du fluide qui les traverse et que, plus grande est cette perte de Charge, plus grand est le flux thermique. Cette correlation (analogie de REYNOLDS) prend un caractere praticulier dans les cas oú il se produit dans des tubes une ebullition ou une condensation; les phenomenes physiques qui se produisent alors donnent lieu selon les ordres de grandeur des divers paramètres (debit spécifique, titre) mis en jeu, à une grande variété de regimes des fonctionnement tant du point de vue hydrodynamique (ecoulements stratifies, transitoires, annulaires) que du point de vue thermocinétique (regimes d'évaporatioh, d'ebullitioh nuclee, etc..)
    [0016] Parmi ces regimes, certains présentent un interet parti- culier, car ils permettent d'atteindre des flux thermiques trés élevés, par exemple supérieurs à 50 kW/m2, avec une faible difference de temp≤rature entre fluide et paroi du tube, par exemple 1°C.
    [0017] Ces regimes sont ottenus lorsque le "titre massique" rapport entre le debit de vapeur et le debit total de fluide, mesures en poids, est compris entre une valeur de l'ordre de 0,03 environ et une valeur de l'ordre de 0,97 environ, c'est- à-dire des que le fluide est franchement diphasique, avec une perte de Charge importante, par exemple de l'ordre de 0,3 bar par metre pour des tubes de diametre 20 mm (cf 5th Int. Heat Transfert Conf. 1974 TOKYO, Handbook of heat transfert, ROSENOW).
    [0018] De telles conditions sont compatibles avec le procédé des brevets precites, en effet une difference de température de 5° entre deux modules successifs donne lieu, si on utilise de l'ammoniac, à une diffirence de pression qui peut etre de l'ordre de grandeur de 3 bars, ce qui correspond à un tube de 10 metres de long comportant une perte de Charge de 0,3 bar/metre.
    [0019] Les valeurs du titre massique qui permettent les regimes ci-dessus peuvent etre obtenues assez facilement, en effet, dans un échangeur qui regoit du liquide qui sort d'un mo- dule et est sensiblement aux conditions d'equilibre avec de la vapeur, il suffit de fournir au liquide peu de chaleur pour qu'il commence à bouillir, c'est-à-dire pour que le titre massique devienne superieur à zero, et' depasse la valeur minimale. II suffit de calculer le debit en fonctio du flux thermique pour qu'à la sortie de 1 'échangeur, il n'ait pas été entierement transforme en phase, vapeur, c'est à-dire que le titre massique soit inferieur à 0,97, et qu' il pénètre dans le module a pression inferieur un mélange liquide-vapeur. De meme, en ce qui concerne un module où le fluide condensable cédé de la chaleur, il suffit de pre- voir qu'avant l'entree de l' échangeur, on ajoute au liquide une quantite de vapeur süffisante pour qu'elle ne soit to- talement condensee qu'au voisinage de la sortie de l'échang eur.
    [0020] Ainsi, la quasi totalite, ou la totalite, de la surface de l'échangeur travaillera dans les conditions de flux thermi- Que optimal, du cδte du fluide condensable.
    [0021] En general, il n'est pas possible de se placer dans des conditions analogues de l' autre cδte de la paroi de l'échangeur, car le fluide qui apporte ou retire de la chaleur n'est pas normalement dans les conditions où il est condensable, mais le probleme est beaucoup moins genant dans la mesure où il ne s'agit pas d'un fluide coùteux, dangereux ou corrosif, ou en quantite tres limitee, mais par exemple de l'eau geόthermale ou de refroidissement Industrie! ou de chauffage. On peut se damnder pourquoi des échangeurs fonctionnent selon les principes ci-dessus, et qui sont dejà connus, ne sont pas plus repandus. II y a à cela plusieurs raisons: l'étude des systemes diphasiques en cours de transformation est d'une extreme complexite, et les donnees nécessaires pour le calcul ne sont pas disponibles dans tpus les cas, l'interet d'un fort coefficient d'échange est beaucoup moins grand dans une chaudiere par exemple où la difference de température d'un cδte à l'autre d'une paroi est de plusieurs centaines de degres centigrades, que dans une pompe à chaleur, où eile est de quelques degres seulement, alors que, dans la plupart des cas, une augmentation des pertes de Charge est coùteuse en energie, au contraire des dispositifs auxquels s'applique la présente invention, où la difference de pression de part et d' autre d'un échangeur est Imposee, donc gratuite.
    [0022] La présente invention a pour but un procedé de fournir ou enlever de la chaleur à un fluide passant d'une premiere enceinte où il est dans des conditions de Saturation à une seconde enceinte où il est egalement dans des conditions de Saturation mais a une pression et une temperature plus basses, la chaleur étant fournie ou enlevee au fluide alors qu'il traverse les tubes d'un échangeur contenant un autre fluide caloporteur, ce procédé présentant, selon l'invention, la particularité qu'on fait passer au moins une partie du- dit fluide à travers lesdits tubes d' échangeur dans des conditions telles qu'il est diphasique avec un titre massique de 0,03 environ à 0,97 environ sur une partie importante de son trajet, dans l'échangeur, et qu'il subit au cours de la traversee des tubes, une perte de charge continue qui correspond à la majeure partie de la difference de pression entre la premiere et la seconde enceintes.
    [0023] Quoiqu'on ait parle ci-dessus des tubes d'un échangeur, il est clair que l'invention s'applique aussi au cas d'un échangeur à tube unique.
    [0024] Le long de son trajet dans l'échangeur le fluide peut être soit diphasique avec un titre massique compris entre 0,03 et 0,97, söit à l'état essentiellement gazeux, le titre massique étant superieur à 0,97 ou egal à 1, soit essentiel- lement liquide, le titre massique étant inferieur à 0,03 ou nul. Là où le fluide est essentiellement gazeux la perte de Charge est importante, quoique inferieure à celle ob- servée quand le fluide est diphasique, et le coefficient d'échange thermique est tres faible. Cette Situation est donc à eviter ou à limiter au maximum.
    [0025] Là où le fluide est essentiellement liquide, la perte de Charge est faible, mais le coefficient d'échange thermique est aussi tres faible. Cette Situation est moins defavorab- le que lorsque le fluide est essentiellement gazeux, mais eile correspond à des longueurs de tube quasi inutiles, d'où exces d'invertissement et augmentation de l'encombre- ment.
    [0026] Etant donne l'importance de la perte de Charge dans l'échangeur sous regime diphasique, il est clair que , sauf dispositions speciales, c'est là que se produit la perte de Charge la plus importante entre les deux enceintes, à ir.oins qu'on n'ait prevu des dispositions speciales contraires, telles qu'un étranglement de la conduite en amont ou en aval de l'échangeur.
    [0027] Une teile mesure est, evidemment à eviter pour la perte d'energie qu'elle entraine, et du fait qu'elle limite d'autant la difference de-pression exploitable dans l'échangeur. Toutefois, pour un reglage fin du régime, il es possible de prevoir en amont ou en aval, une perte de Charge peu importante et reglable.
    [0028] Des regimes diphasiques dans un échangeur existent sans nuldoùte en certains points d'échangeurs ou de chaudieres, mais jusqu'ici ils n'ont pas été exploites de facon systematique dans des pompes de chaleur à étages, où le fluide passe, sous l'effet de sa pression, d'un module à un autre, et oûile liquide est en equilibre avec sa vapeur dans chaque module.
    [0029] Dans un tel dispositif, pour obt enir le mode de fonctionnement désiré, on doit avoir une correlation judicieuse entre les divers parametres, à savoir le flux thermique reςu ou cédé par le fluide de travail, la geométrie de l' échangeur, la perte de Charge dans 1 'échangeur et le debit. 0r, il est clair que l'on n'est pas entierement maitre de ces paramètres, les premiers représentants des contraintes exterieures, et les derniers affectant le fonctionnement de toute l'Installation si bien que toute modification de ceuxci se répercute, en chaine, sur tous les étages. Ainsi est-il difficile de remédier à des perturbations ou de proceder à la mise en marche.
    [0030] II est apparu que le moyen le plus efficace de réguler la marche d'une teile installation était d'agir sur le debi qui passe à travers les tubes de l'échangeur. Cela impli- que que, contrairement à l'art anterieur, tout le debit entre deux étages, et qui est fixe par d'autres-, considera- tions, ne passe pas constamment à travers les tubes du meme échangeur, ou les meines tubes de l'échangeur, autre- ment dit, qu'une partie du debit qui est transferee d'une enceinte à l'autre ne passe pas dans l'échangeur et est deviee soit dans un autre échangeur soit dans un conduit où eile subit simplement une perte de Charge, correspon- dant à la difference de pression entre les deux enceintes.
    [0031] L'invention fournit donc aussi une methode d'échange de chaleur dans laquelle de la chaleur amenée ou enlevee par un fluide caloporteur est utilisee a .faire passer un fluide de travail de l'état liquide à l'état vapeur ou inverse- ment, procédé dans lequel on fait circuler les deux fluides dans une serie de modules comprenant chacun une enceinte où les phases liquide et vapeur du fluide de travail sont sensiblement en equilibre, lesdites enceintes étant à des pressions et températures έtages, la vapeur étant extraite de chaque enceinte et envoyee dans un étage du compresseur, et la phase liquide du fluide de travail passant d'un module à l'autre dans le sens des pressions decroisantes, au moins une partie de ce passage se faisant selon le procédé decrit plus haut cette methode présentant la particularite que pou maintenir les conditions voulues à l' Interieur de l'échangeur, on ne fait passer à travers celui-ci qu'une fraction de la phase liquide qui va d'une enceinte à l'autre, une autre fraction de la phase liquide allant d'une enceinte à l'autre sans passer par ledit échangeur, et on fait varier la repartition du fluide entre ces deux fractions.
    [0032] Bien entendu, une teile methode s'applique au cas du brevet FR 76 14 965 precite, dans lequel, la vapeur sortant d'un étage de compression 'est envoyee dans le module voisin à pression et température plus élevées pour y etre remise en contact avec la phase liquide.
    [0033] Suivant une modalite avantageuse de l' invention, lorsqu'on desurchauffe, au niveau d'un module, le debit de vapeur pro- venant de l' étage voisin à pression et température moins élevées et ayant traverse l'étage du compresseur de ce dernier module, ce qui peut etre opere par mise en contact totale comme dans le procédé du brevet ci-dessus, soit d'une autre faςon, pour operer cette desurchauffe, on envoie dans ce debit de vapeur au moins une partie du liquide qui n'est pas passe par l'échangeur.
    [0034] Par ailleurs, suivant une autre modalite avantageuse qui peut se combiner avec la precedente, au moins une partie du debit liquide qui n'est pas passe par l'échangeur est envoyee dans un ejecteur où on lui fait aspirer au moins une partie de debit de vapeur venant du module voisin à pression et température moins élevées et ayant traverse l'étage de compresseur correspondant, de faςon a surcomprimer et desurchauffer ladite vapeur. Ainsi, l'energie due à la detente de la phase liquide entre deux modules n'est pas perdue, mais est employee à soulager le compresseur.
    [0035] Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l' invention va maintenant etre decrit en s'aidant des figures parmi lesquelles: Fig. 1 représente le schema d'un module "réchauffe" et
    [0036] Fig. 2 représente le schema d'un module "refroidi"
    [0037] Le dispositif auquel se rapportent les figures, et qui est decrit à titre d'exemple non limitatif est une pompe à chaleur fonctionnant à l'ammoniac comme gaz de travail le fluide apporteur de chaleur étant de l'eau tiédé d'ori- gine geothermale ou provenant d' installations industrielles, et le fluide extracteur de chaleur est de l'eau destinée au chauffage ou au sechage dans des installations industrielles.
    [0038] La pompe comprend un certain nombre de "modules", qui sont parcourus par l'ammoniac.
    [0039] Chaque module comprend, normalement:
    [0040] - un échangeur 1 dans les tubes duquel circule l'ammoniac, l'eau apporteuse ou extractrice de chaleur circulant autour des tubes,
    [0041] - un separateur liquide -gaz 2 de type cyclone suscepti- ble de realiser une mise en contact des phases liquide et vapeur et un brassage energique de ces phases de faςon à obtenir une mise rapide en equilibre,
    [0042] - un étage .de compresseur 3 , operant sur la phase vapeur,
    [0043] - un ejecteur 4, où la phase liquide à pression élevée volt son energie potentielle transformee en partie en energie cinetique qui lui sert à entraϊner la phase gazeuse.
    [0044] Certains modules ne sont pas complets, ainsi le module terminal à plus haute pression ne comporte pas d'échangeur d'étage de compresseur ni d'ejecteur, alors que, dans le module terminal à pression la plus basse, le separateur est remplace par un simple recipient.
    [0045] L' installation comprend deux types de modules, les uns dits "rechauffés" font l'objet de la figure :1, les autres dits "refroidis", celui de la figure 2.
    [0046] Sur les figures, les modules à pression et température plus élevées sont situes à droite, et les modules à pression et température plus basses à gauche. On a deslgne par n un module rechauffe, et par n-1 et n+1 les modules voi- sins, dans l'ordre de pressions croissantes, et par p-1, p, p+1 des modules refroidis, dans le meme ordre.
    [0047] Dans un module rechauffe n, le compartiment ammoniac de l'échangeur 1 est relie, pour son alimentation, au module n + 1 par une conduite 5 disposee pour l'alimenter essentiellement en phase liquide à partir du separateur 2a de ce module , c'est-à-dire debouchant en partie basse de celui-ci. Le compartiment eau est alimente en eau chaude par une conduite 6, provenant soit de la source, soit d'un étage n+1 à pression et température plus élevées.
    [0048] L'eau est ensuite envoyee à l'étage n-1, où à l'evacuation par une conduite 7.
    [0049] Dans l'échangeur 1, l'ammoniac reςoit de la chaleur et se vaporise au moins en partie si bien qu'il en sort un fluide diphasique, ou seulement en phase vapeur, qui est envoye au separateur 2 par une conduite 8. Cette conduite peut être supprimée, les tubes de l'échangeur debouchant alors directement dans le separatuer. Comme il a ete dit plus haut, il n'est pas avantageux que la Vaporisation totale ait Heu dans l'échangeur à une distance importante de la sortie, alors qu'on peut tolerer que le fluide sortant soit diphasique.
    [0050] Une fraction du liquide sortant du separateur 2a de l'étag n + 1 est envoyee par une autre conduite 9 dans l'ejecteur 4, sans passer par l'échangeur, et y acquiert une grande vitesse en passant dans une buse d'ejection, puis eile est mise en contact avec la vapeur provenant de l'étage de compresseur 3b du module n-l'par la conduite 10. L'ejectio se produit avec Vaporisation partielle et il sort de l' ejecteur un fluide diphasique à vitesse élevée, dont la vapeur provient à la fois de la conduite 10 et de la
    [0051] Vaporisation du liquide araene par la conduite 9. Ce melange est amene par la conduite 11 dans le separateur cyclone 2 dans lequel il rejoint le fluide diphasique provenant de la conduite 8.
    [0052] Par le haut du separateur, la phase gazeuse est extraite et envoyee à l'étage du compresseur 3 , par la conduite 12, alors que, par le bas du separateur 2, la phase liquide est envoyee au module n-1 de la fagon indiquee plus haut.
    [0053] Des vannes, non représentees, permettent de repartir le flux du liquide sortant du separateur 2a de l'étage n + 1 entre les conduits 5 et 9 de fagon à maintenir la fin de la zone de Vaporisation dans l'échangeur 2 au voisinage de la sortie. Un module refroidi 1, tel que représentee à la figure 2, ne differe d'un module rechauffe que par les points suivants:
    [0054] Le fluide extracteur de chaleur circule dans 1 échangeur en sens inverse d'un module rechauffe, c'est-à-dire qu'il arrive par le conduit 7 à partir du module p-1, et s'en va par le conduit 6 vers le module p+1.
    [0055] L' échangeur 1 doit etre alimente en fluide diphasique à partir du separateur 2a de l'étage p+ 1, et, pour cela, une conduite supplementaire 13 part du haut du separateur et rejoint la conduite 5 à l'entree de l'échangeur 1. Cette conduite 13 est equipee d'une vanne 14 en effet, la quantite de vapeur condensee dans l'échangeur est proportionnelle au flux thermique qui est enleve par l'eau.
    [0056] Les autres parties du module sont les memes que celles d'un module rechauffe,on doit toutefois observer que la conduite 8, qui relie l'échangeur 1 au separateur 2 ne doit plus normalement, etre traversee que par du liquide.
    [0057] Dans les modules d'un type ou d'un autre, les vannes commandant la repartition du debit entre les conduites 5 et 9 sont asservies à un parametre lie à un regime à l'Interieur de l'échangeur. Un mode de regulation simple est lie à la quantite de liquide présente dans le separateur.
    [0058] D'autre part, il n'est pas necessaire que la totalite de la phase vapeur venue de l'étage du compresseur 3b soit mise en contact avec la totalite de la phase liquide, une partie ou irfeme la totalite de cette phase vapeur peut aller à l'étage du compresseur 3 sans passer par l'ejecteur ou par le separateur, à condition d'etre mise en contact avec quantite süffisante de phase liquide pour etre ramenee aux conditions de Saturation, c'est-à-dire desurchauffee. Cette desurchauffe peut etre operee dans la machine tournante elle-meme.
    [0059] Les modules terminaux présentent des problemes particu- liers: au niveau du "premier" module, c'ese-à-dire celui à pression et température les plus basses, le separateur est en fait remplace par un simple reservoir, dont le fluide de travail ne sort que sous forme de vapeur. Un en- voi de phase liquide n'ayant 'pas traverse l'échangeur risque de provoquer son engorgement. Dans ce cas, pour la regulation destinee à obtenir le regime convenable dans l'échangeur, il est preferable de prevoir qu'une quantite reglable de liquide est soutiree du reservoir pour etre ré-injectée en amont (dans le sens de la circulation du liquide), de l'e-changeur le plus proche, à l'aide d'une pompe pour surmonter la difference de pression entre modules.
    [0060] De meme, dans le "dernier" module, à pression et température les plus élevées, la desurchauffe de la vapeur en pro- venance du dernier étage de compresseur ne peut etre operee à l'aide du liquide provenant d'un module superieur, si bien que le dernier échangeur risque de sortir du régime optimal. II est preferable de prevoir, pour eviter cet inconvenient, que de la phase liquide, soutiree en aval du dernier echangeur soit ré-injectée en amont de ce dernier, en quantité réglable, à l'aide d'une pompe pour compenser la difference de pression.
    [0061] Par ailleurs, la presente invention ne fait pas obstacle à la presence, dans la serie des modules, de modules "adiabatiques", c' est-à-dire sans echangeur.
    权利要求:
    ClaimsR e v e n d i c a t i o n s
    1. Procédé pour fournir ou enlever de la chaleur à un fluide passant d'une premiere enceinte où il est dans des conditions de Saturation à une seconde enceinte où il est egalement dans des conditions de Saturation mais à une pression et une température plus basses, la chaleur étant fournie ou enlevée au fluide alors qu'il traverse les tubes d'un échangeur dont l'autre compartiment est parcouru par un autre fluide caloporte caractérisé en ce qu'on fait passer au moins une partie dudit fluide à travers lesdits tubes d'échangeur dans des conditions telles qu'il est diphasique avec un titr massique de 0,03 environ à 0,97 environ sur une partie importante de son trajet dans l'échangeur, et qu'il su- bit au cours de la traversee des tubes une perte de cha ge continue qui correspond à la majeurepartie de la dif rence de pression entre la premiere et la seconde enceintes.
    2. Procédé d'échange de chaleur dans laquelle de la chaleur amenée ou enlevée par un fluide caloporteur est utilisée à faire passer un fluide de travail de l'état liquide à l'état vapeur ou inversement, procédé dans lequel on fait circuler les deux fluides dans une serie de modules comprenant chacun une enceinte où les phases liquide et vapeur du fluide de travail sont sensiblement en équilibre, lesdites enceintes étant à des pressions et températures étagees, la vapeur étant extraite de chaque enceinte et comprimee vers le module voisin et la phase liquide du fluide de travail passant, d'un module à l'autre dans le sens des pressions deeroissantes, au moins une partie de ce passage se faisant selon le procede de la revendication 1, earacterise en ce que, pour maintenir les conditions voulues à l'Interieur de l'échangeur, on ne fait passer à travers celui-ci qu'une fraction du debit liquide qui va d'une enceinte à l'autre, une autre fraction de la phase liquide allant d'une enceinte à l'autre sans passer par ledit échangeur, et en ce que on fait varier la répartition du fluide entre ces deux fractions.
    3. Procédé selon la revendication 2, et dans laquelle on desurchauffe, au niveau d'un module, le débit de vapeur provenant de l'étage voisin à pression et température moins élevées et ayant traversé l'étage du compresseur de ce dernier module, earacterise en ce que, pour operer cette desurchauffe, on envoie dans ce debit de vapeur au moins une partie du liquide qui n'est pas passé par 1 'échangeur.
    4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3 , caractérisé en ce qu'au moins une partie du debit liquide qui n'est pas passe par l'échangeur est envoyee dans un ejecteur où on lui fait aspirer au moins une partie du debit de vapeur venant du module voisin à pression et température moins élevées et ayant traverse l'étage de compresseur correspondant, de fagon à surcomprimer et desurchauffer ladite vapeur.
    5. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l' des revendication 2 à 4, et comportant une serie de modules comprenant chacun un échangeur, un étage de compresseur et une enceinte de mise en contact des phases liquide et vapeur, ainsi que des conduites permettant de faire passer de la phase vapeur d'un module à un autre dans le sens des pressions croissantes à travers les étages de compresseur, et de la phase liquide dans le sens inverse à travers les échangeurs, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une conduite permettant de faire passer de la phase liquide d'une enceinte de mise en contact des phases à une autre enceinte de mise en contact sans passer par l'échangeur et des moyens pour Commander le rapport entre la fraction du debit de liquide qui passe dans l'échangeur et la fraction du debit de liquide qui passe dans ladite conduite.
    6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite conduite amene ladite fraction du liquide dans un ejecteur dispose pour qu'il y entralne de la phase gazeuse sortant de l'étage du compresseur du module voisin, et en ce que le melange du liquide et de vapeur est ensuite envoye dans un separateur liquidegaz.
    7. Installation selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisée en ce que ladite conduite est alimentee essentiellement en phase liquide, alors que le fluide qui entre dans l'échangeur, ou qui en sort, peut etre diphasique.
    8. Installation selon l'une des revendications 5 à 7 , caractérisée en ce qu'elle comprend des moyeήs pour soutirer de la phase liquide à partir de la premiere enceinte de mise en contact des phases liquides et vapeur dans le sens des pressions et températures croissantes, et pour re-injecter le liquide atisi soutire en amont de l'échangeur le plus proche.
    9. Installation selon l'une des revendication 5 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour soutirer de la phase liquide en aval du dernier échangeur dans le sens des températures et pressions croissantes, et pour re-injecter le liquide ainsi soutire en amont dudit échangeur.
    10. Installation selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour injecter de la phase liquide directement dans le compresseur.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    AT370508B|1983-04-11|
    PL213544A1|1979-11-05|
    DK71979A|1979-08-21|
    EP0003927B1|1982-01-27|
    FR2417732A1|1979-09-14|
    DE2961929D1|1982-03-11|
    EP0003927A1|1979-09-05|
    JPS54122452A|1979-09-22|
    US4261177A|1981-04-14|
    CH629294A5|1982-04-15|
    NO790550L|1979-08-21|
    FR2417732B1|1980-10-17|
    FI790552A|1979-08-21|
    ATA118679A|1982-08-15|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1979-09-06| AK| Designated states|Designated state(s): SU |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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