FR2790074A1 - Plant for adjusting water temperature in reservoir for shellfish culture comprises interchange system in reservoir linked to water to adjust - Google Patents
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Abstract
Description
1 27900741 2790074
Installation pour le refroidissement ou le réchauffement d'un liquide, Installation for cooling or heating a liquid,
notamment de l'eau de mer.especially sea water.
L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation des The invention relates to the field of design and production of
installations incluant des échangeurs thermiques. installations including heat exchangers.
L'invention trouve son application notamment, mais non exclusivement, The invention finds its application in particular, but not exclusively,
dans le domaine de la conchyliculture. in the field of shellfish farming.
Il existe dans l'état de la technique de nombreuses applications nécessitant le refroidissement ou le réchauffement d'un liquide. Il est connu d'organiser ce refroidissement ou ce réchauffement en immergeant dans le liquide un échangeur thermique, c'est-à-dire un appareil à l'intérieur duquel circule un fluide caloporteur ou frigorigène qui communique ses calories ou ses frigories au liquide There are many applications in the state of the art requiring the cooling or heating of a liquid. It is known to organize this cooling or this heating by immersing in the liquid a heat exchanger, that is to say an apparatus inside which circulates a coolant or refrigerant which communicates its calories or its frigories to the liquid
avec lequel il est en contact.with which he is in contact.
Ce type d'appareil présente l'inconvénient d'impliquer un risque de fuite du fluide caloporteur ou frigorigène de l'échangeur et sa mise en contact avec le liquide à refroidir ou à réchauffer. Pour certaines applications, cet inconvénient est particulièrement gênant et peut même conduire l'homme du métier à proscrire This type of device has the disadvantage of involving a risk of leakage of the coolant or refrigerant from the heat exchanger and bringing it into contact with the liquid to be cooled or heated. For certain applications, this drawback is particularly troublesome and may even lead those skilled in the art to proscribe
l'utilisation de ce type d'appareillage. the use of this type of equipment.
Ainsi, dans le domaine de la conchyliculture, les coquillages, après avoir été récoltés en mer, sont placés dans des bassins dégorgeoirs pendant un certain temps. L'eau de mer présente dans ces bassins dégorgeoirs doit être maintenue à une température stable et il est fréquemment nécessaire d'utiliser des moyens permettant de refroidir cette eau de mer. Dans ce cadre, plusieurs solutions ont été Thus, in the field of shellfish farming, the shells, after having been harvested at sea, are placed in disgorging basins for a certain time. The sea water present in these drain basins must be kept at a stable temperature and it is frequently necessary to use means allowing to cool this sea water. In this context, several solutions have been
envisagées par l'homme de l'art.contemplated by those skilled in the art.
La solution la plus simple consiste à immerger directement dans de l'eau de mer de la glace dont la chaleur latente de décongélation est directement récupérée au contact et par mélange avec l'eau de mer. Un tel système est simple car la machine à glace peut dans certain cas être présente sur l'exploitation de conchyliculture. Toutefois, elle présente l'inconvénient majeur de constituer un apport en eau douce qui affecte la salinité des bassins dégorgeoirs. De plus, il est The simplest solution consists in immersing ice directly in sea water, the latent thawing heat of which is directly recovered on contact and by mixing with sea water. Such a system is simple because the ice machine may in some cases be present on the shellfish farm. However, it has the major drawback of constituting a supply of fresh water which affects the salinity of the drain basins. In addition, it is
très difficile de quantifier manuellement le besoin en glace des bassins. very difficult to manually quantify the ice requirement of the basins.
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Une autre solution consiste à utiliser un échangeur thermique à plaques en inox immergées dans les bassins dégorgeoirs. Une telle solution présente l'intérêt d'impliquer un coût d'investissement de départ relativement faible. Toutefois, l'inconvénient majeur de cette technique consiste dans le fait, qu'en cas de fuites dans l'échangeur, l'eau de mer est mise en contact avec le fluide frigorigène ce qu'il la pollue. De plus, la régulation de la température nécessite pour le moins l'emploi d'une vanne à pression constante qui évitera une prise en glace en cas de diminution de la charge thermique. Egalement, un tel système ne fonctionne pas par accumulation de froid. La puissance installée doit donc correspondre au besoin maximum. Enfin, l'utilisation de ce type d'appareil dans de l'eau de mer implique la nécessité de le nettoyer régulièrement. Il est donc nécessaire d'utiliser des échangeurs à plaques démontables dont la dépose et la repose est délicate et Another solution is to use a heat exchanger with stainless steel plates immersed in the drain basins. Such a solution has the advantage of involving a relatively low initial investment cost. However, the major drawback of this technique consists in the fact that in the event of leaks in the exchanger, the sea water is brought into contact with the refrigerant, which pollutes it. In addition, temperature regulation requires at least the use of a constant pressure valve which will prevent icing in the event of a decrease in the thermal load. Also, such a system does not work by accumulation of cold. The installed power must therefore correspond to the maximum requirement. Finally, the use of this type of device in sea water implies the need to clean it regularly. It is therefore necessary to use exchangers with removable plates whose removal and installation is delicate and
doit être opérée par un spécialiste. must be operated by a specialist.
On connaît également l'utilisation d'échangeurs thermiques tubulaires ou coaxial pour lequel le facteur d'encrassement est plus faible que l'échangeur à The use of tubular or coaxial heat exchangers is also known, for which the fouling factor is lower than the heat exchanger with
plaques mais dont le coût est plus élevé. plates but the cost is higher.
Enfin, selon une autre technique, il a été également été envisagé par l'homme de l'art d'utiliser un bac d'eau douce qui reçoit un échangeur tubulaire à ailettes immergé qui assure la formation d'une masse de glace. Cette eau douce glacée est extraite par pompe à l'extérieur du bac pour alimenter un ou plusieurs échangeurs à plaque. Une telle technique présente l'inconvénient majeur de nécessiter l'utilisation d'une pompe d'eau glacée impliquant un coût élevé. De plus, selon une telle technique que, les échangeurs doivent supporter l'eau de mer et simultanément la pression du fluide frigorigène, notamment à l'arrêt du système. De tels échangeurs doivent posséder des qualités de tenue chimique et mécanique. L'objectif de la présente invention, est de proposer une installation pour le refroidissement ou le réchauffement d'un liquide réduisant considérablement les risques de mise en contact du fluide caloporteur ou frigorigène avec le liquide à Finally, according to another technique, it has also been envisaged by those skilled in the art to use a fresh water tank which receives a tubular exchanger with immersed fins which ensures the formation of a mass of ice. This chilled fresh water is pumped out of the tank to supply one or more plate heat exchangers. Such a technique has the major drawback of requiring the use of a chilled water pump involving a high cost. In addition, according to such a technique that, the exchangers must support seawater and simultaneously the pressure of the refrigerant, in particular when the system is stopped. Such exchangers must have chemical and mechanical resistance qualities. The objective of the present invention is to provide an installation for cooling or heating a liquid considerably reducing the risks of contacting the coolant or refrigerant with the liquid to be
refroidir ou à réchauffer.cool or reheat.
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Notamment, un objectif de la présente invention est de proposer une installation de ce type pouvant être utilisée dans le cadre de la conchyliculture In particular, an objective of the present invention is to provide an installation of this type which can be used in the context of shellfish farming.
pour refroidir l'eau de mer.to cool the sea water.
Encore un autre objectif de la présente invention est de proposer une telle installation présentant un coût moins élevé que les installations de l'état de la technique. Egalement un objectif de l'invention est de proposer une telle installation qui puisse être commune à plusieurs bassins ou réservoirs de liquide à refroidir ou Yet another objective of the present invention is to provide such an installation having a lower cost than the installations of the prior art. Another objective of the invention is to propose such an installation which can be common to several basins or tanks of liquid to be cooled or
à réchauffer.to reheat.
Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints grâce à l'invention qui concerne une installation pour le refroidissement ou le réchauffement d'un liquide caractérisée en ce qu'elle comprend: au moins un bassin accueillant un médium réfrigérant ou un médium réchauffant, au moins un premier dispositif échangeur de calories ou de frigories dans lequel circule un fluide caloporteur ou un fluide frigorigène, ledit premier dispositif étant prévu au moins en partie dans ledit bassin et permettant de chauffer ou de refroidir ledit médium; au moins un second dispositif échangeur de calories ou de frigories dans lequel circule ledit liquide à refroidir ou à réchauffer, ledit premier dispositif étant prévu au moins en partie dans ledit bassin et étant relié à au moins un These various objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved thanks to the invention which relates to an installation for cooling or heating a liquid, characterized in that it comprises: at least one basin accommodating a medium refrigerant or a heating medium, at least a first heat or cold exchanger device in which a heat transfer fluid or a refrigerant circulates, said first device being provided at least partly in said basin and making it possible to heat or cool said medium; at least a second heat or cold exchanger device in which circulates said liquid to be cooled or reheated, said first device being provided at least partly in said basin and being connected to at least one
réservoir dudit liquide.reservoir of said liquid.
La présente invention se singularise donc notamment par la caractéristique consistant à placer dans le bassin accueillant le médium réfrigérant à la fois un dispositif échangeur dans lequel circule un fluide The present invention is therefore distinguished in particular by the characteristic consisting in placing in the basin hosting the refrigerant medium both an exchanger device in which a fluid circulates
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caloporteur ou frigorigène et un dispositif échangeur dans lequel circule le coolant or refrigerant and an exchanger device in which the
liquide à refroidir ou à réchauffer. liquid to be cooled or reheated.
On comprendra que, le médium réfrigérant ou réchauffant présent dans le bassin servant de milieu intermédiaire, les risques de pollution du liquide à réchauffer ou à refroidir par le fluide caloporteur ou le fluide frigorigène sont It will be understood that, the refrigerating or heating medium present in the basin serving as an intermediate medium, the risks of pollution of the liquid to be heated or cooled by the heat transfer fluid or the refrigerant are
quasiment nuls.almost zero.
Ce type d'installation pourra être utilisé dans de nombreuses applications, notamment pour réchauffer les piscines d'eau de mer ou d'eau douce mais aussi pour refroidir de nombreux liquides alimentaires tel que le vin, ou des This type of installation can be used in many applications, in particular to heat swimming pools of sea water or fresh water but also to cool many food liquids such as wine, or
fluides chimiquement agressifs.chemically aggressive fluids.
Selon une caractéristique particulièrement intéressante de l'invention, l'installation comprend des moyens d'agitation du médium présent dans le bassin. Ces moyens d'agitation pourront être réalisés sous diverses formes et auront pour but de favoriser le contact entre ce médium et le dispositif dans According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the installation comprises means for agitating the medium present in the basin. These stirring means can be produced in various forms and will aim to promote contact between this medium and the device in
lequel circule le liquide à refroidir ou à réchauffer. which circulates the liquid to be cooled or heated.
Notamment, ces moyens d'agitation pourront inclure des moyens d'injection du médium au sein du second dispositif échangeur. Ces moyens d'injection pourront notamment être constitués par au moins une pompe immergée dans le bassin et de tubes percés par lesquel le médium est injecté In particular, these stirring means may include means for injecting the medium within the second exchanger device. These injection means may in particular consist of at least one pump immersed in the basin and of tubes pierced by which the medium is injected
grâce à cette pompe.with this pump.
Selon une variante préférentielle de l'invention, ces tubes percés seront According to a preferred variant of the invention, these drilled tubes will
réalisés en matière plastique pour éviter leur corrosion. made of plastic to prevent corrosion.
Comme déjà mentionné ci-dessus, une telle installation pourra être As already mentioned above, such an installation could be
utilisée pour refroidir ou réchauffer de l'eau de mer. used to cool or reheat seawater.
Egalement selon une variante préférentielle de l'invention, le médium Also according to a preferred variant of the invention, the medium
utilisé sera de l'eau douce à l'état liquide et/ou à l'état de glace le cas échéant. used will be fresh water in a liquid state and / or an ice state if applicable.
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Egalement comme déjà précisé, le réservoir utilisé pourra être un Also as already specified, the tank used could be a
dégorgeoir pour coquillages.disgorger for shellfish.
Préférentiellement, le second dispositif échangeur sera un échangeur Preferably, the second exchanger device will be an exchanger
tubulaire à ailettes.tubular with fins.
L'invention ainsi que les différents avantages qu'elle présente seront plus The invention and the various advantages it presents will be more
facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif easily understood thanks to the description which follows in a nonlimiting manner
de réalisation de celle-ci, en référence aux dessins dans lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique d'une installation selon la présente invention; - la figure 2 représente une en perspective d'un second échangeur de l'installation montrée à la figure i; - la figure 3 représente une vue schématique partielle en coupe du premier dispositif échangeur au niveau des moyens d'injection du médium. L'installation décrite schématiquement en référence au figures 1 à 3 est utilisée pour le refroidissement de deux bassins dégorgeoirs utilisés dans le cadre des activités de conchyliculture, notamment pour l'élevage des huîres et embodiment thereof, with reference to the drawings in which: - Figure 1 shows a schematic view of an installation according to the present invention; - Figure 2 shows a perspective view of a second exchanger of the installation shown in Figure i; - Figure 3 shows a partial schematic sectional view of the first exchanger device at the medium injection means. The installation described schematically with reference to FIGS. 1 to 3 is used for the cooling of two disgorging basins used in the framework of shellfish farming activities, in particular for the breeding of oysters and
des moules.mussels.
De tels bassins dégorgeoirs sont placés le plus souvent à ciel ouvert et subissent l'ensoleillement qui implique un réchauffement de l'eau néfaste aux coquillages. L'eau de mer de ces bassins doit être renouvelée par pompage en baie. En été, l'eau de baie est parfois excessivement chaude et doit être refroidie. L'installation représentée conforme à la présente invention, permet, même pour des bassins dégorgeoirs couverts, de limiter la température de l'eau Such draining basins are most often placed in the open air and undergo sunshine which implies a heating of the water harmful to shellfish. The sea water in these basins must be renewed by pumping from the bay. In summer, the bay water is sometimes excessively hot and must be cooled. The installation shown in accordance with the present invention allows, even for covered drain basins, to limit the water temperature
de ces bassins de façon artificielle. of these basins artificially.
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En référence à la figure 1, l'installation représentée comprend un bassin 1 rempli d'un médium constitué dans le cadre du présent mode de réalisation par de l'eau douce. L'installation comprend par ailleurs un premier dispositif échangeur 2 incluant un évaporateur tubulaire à ailettes (on pourra aussi utiliser un évaporateur à tubes lisses) l'intérieur duquel circule un fluide frigorigène. Ce dispositif échangeur 2 est de facture classique et comprend un compresseur frigorifique, un condenseur et un détendeur et l'évaporateur Referring to Figure 1, the installation shown comprises a basin 1 filled with a medium formed in the context of this embodiment by fresh water. The installation also includes a first exchanger device 2 including a tubular evaporator with fins (it is also possible to use an evaporator with smooth tubes) inside which a refrigerant circulates. This exchanger device 2 is of conventional invoice and includes a refrigeration compressor, a condenser and a pressure reducer and the evaporator.
tubulaire immergé dans l'eau douce du bassin 1. tubular immersed in freshwater of the basin 1.
Enfin, l'installation comprend deux autres dispositifs échangeurs 3, 3a à l'intérieur desquels circule de l'eau de mer acheminé par pompage à partir de deux bassins dégorgeoirs 6, 6q. Ces dispositifs échangeurs 3, 3a comprennent chacun un échangeur tubulaire à ailettes 7, 7a immergé dans le médium Finally, the installation includes two other exchanger devices 3, 3a inside which circulates sea water pumped from two disgorging basins 6, 6q. These exchanger devices 3, 3a each comprise a tubular fin exchanger 7, 7a immersed in the medium
réfrigérant présent dans le bassin 1. refrigerant present in the basin 1.
Selon une caractéristique particulièrement intéressante de l'invention, l'installation comprend également des moyens d'agitation 4 de l'eau douce contenue dans le bassin 1. Ces moyens d'agitation qui seront décrits plus en détail en référence à la figure 3 permettent de favoriser la mise en contact de l'eau douce présente dans le bassin 1 avec les échangeurs 7, 7a des dispositifs According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the installation also includes means 4 for stirring the fresh water contained in the basin 1. These stirring means which will be described in more detail with reference to FIG. 3 allow to encourage the contact of the fresh water present in the basin 1 with the exchangers 7, 7a of the devices
3, 3a.3, 3a.
Le fonctionnement de l'installation représentée à la figure 1 est le suivant. L'eau douce servant de médium réfrigérant présent dans le bassin 1 est refroidie en permanence grâce au premier dispositif échangeur 2. L'eau de mer contenue dans les bassins dégorgeoirs 6, 6a circule dans les dispositifs The operation of the installation shown in Figure 1 is as follows. The fresh water serving as the cooling medium present in the basin 1 is permanently cooled by the first exchanger device 2. The sea water contained in the disgorging basins 6, 6a circulates in the devices
échangeurs 3, 3a incluant des échangeurs tubulaires à ailettes 7, 7a. exchangers 3, 3a including tubular fin exchangers 7, 7a.
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Les moyens d'agitation 4 cités ci-dessus incluent une pompe 8 qui distribue par des tubes percés l'eau présente dans le bassin 1 et permet de favoriser le coefficient externe d'échange thermique des échangeurs tubulaires à ailettes 7, 7a. Les frigories fournies par le premier dispositif échangeur 2 sont donc transmises à l'eau de mer circulant dans les échangeurs 3, 3a par l'intermédiaire de l'eau de mer 1 constituant médium réfrigérant. Ainsi, il existe une séparation quasi- infranchissable entre le fluide frigorigène circulant dans le dispositif échangeur 2 et l'eau de mer circulant dans les dispositifs The stirring means 4 cited above include a pump 8 which distributes the water present in the basin 1 through drilled tubes and makes it possible to promote the external coefficient of heat exchange of the tubular exchangers with fins 7, 7a. The frigories supplied by the first exchanger device 2 are therefore transmitted to the sea water circulating in the exchangers 3, 3a via sea water 1 constituting the cooling medium. Thus, there is an almost impassable separation between the refrigerant circulating in the exchanger device 2 and the sea water circulating in the devices
échangeurs 3, 3a.exchangers 3, 3a.
En référence aux figures 2 et 3, l'échangeur tubulaire à ailettes 7 est représenté en perspective. Selon la présente invention, des tubes percés 5 en matière plastique (PVC) sont inséré entre les éléments constitutifs de ces échangeurs. L'eau douce 8 présente dans le bassin 1 est pompée grâce à la pompe 8 dans ces tubes 5 percés d'orifices qui distribuent l'eau douce au With reference to Figures 2 and 3, the tubular fin heat exchanger 7 is shown in perspective. According to the present invention, drilled tubes 5 made of plastic (PVC) are inserted between the constituent elements of these exchangers. The fresh water 8 present in the basin 1 is pumped thanks to the pump 8 in these tubes 5 pierced with orifices which distribute the fresh water to the
niveau des ailettes 7a de l'échangeur tubulaire comme indiqué sur la figure 3. level of the fins 7a of the tubular exchanger as indicated in FIG. 3.
Ainsi, le coefficient externe d'échange thermique de l'échangeur 7 se trouve Thus, the external heat exchange coefficient of the exchanger 7 is found
grandement amélioré.greatly improved.
Une telle installation présente de multiples intérêts d'ordre économique et qualitatif. En premier lieu, une telle installation de refroidissement permet de Such an installation has multiple economic and qualitative interests. Firstly, such a cooling installation makes it possible to
limiter la mortalité des coquillages. limit shellfish mortality.
Elle permet également d'éviter tous risques de pollution de l'eau de mer. It also avoids all risks of pollution of sea water.
Cette installation présente également l'avantage de limiter la puissance frigorifique instantanée à produire grâce à l'accumulation de froid sous forme This installation also has the advantage of limiting the instantaneous cooling capacity to be produced thanks to the accumulation of cold in the form
de glace et, de ce fait, de limiter la puissance électrique installée. ice and thereby limit the installed electrical power.
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L'installation permet également de sécuriser la régulation de la température en limitant à 0 C la température de départ de l'eau de mer, même The installation also makes it possible to secure the temperature regulation by limiting the leaving water temperature to 0 C, even
en cas d'arrêt de la circulation de l'eau de mer dans un dispositif échangeur. in the event of seawater circulation stopping in an exchanger device.
Une telle installation permet également de séparer les circuits d'eau de mer en assurant un refroidissement bassin dégorgeoir par bassin dégorgeoir. Enfin, on notera également qu'une telle installation permet d'utiliser une pompe à faible débit auto-amorçante qui ne requiert pas l'emploi de crépine et de filtre dont la Such an installation also makes it possible to separate the seawater circuits by ensuring a draining basin by disgorging basin. Finally, it should also be noted that such an installation makes it possible to use a self-priming low-flow pump which does not require the use of a strainer and a filter, the
maintenance est coûteuse et difficile. maintenance is expensive and difficult.
Le mode de réalisation de l'invention ici décrit n'a pas pour objet de Io réduire la portée de l'invention. Il pourra donc y être apporté de nombreuses The object of the invention described here is not intended to reduce the scope of the invention. It will therefore be possible to bring many
modifications sans sortir du cadre de celle-ci. modifications without departing from the framework thereof.
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| FR1403087A (en) * | 1964-05-08 | 1965-06-18 | Refrigerant | |
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1999
- 1999-02-23 FR FR9902389A patent/FR2790074B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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