CA2024098A1 - Recuperateur de chaleur pour secheuse - Google Patents

Abstract

Dans un appareil récupérateur de chaleur pour sécheuse, la combinaison d'un module d'échangeur de chaleur à flux croisé comprenant un groupe en losange de surfaces d'échange de chaleur placées à faces opposées et définissant entre elles une pluralité de canaux ouverts dans lesquels un premier flot d'un médium relativement froid - l'air ambiant - passe à travers le groupe de canaux en relation pour échanger la chaleur avec un deuxième flot d'air provenant d'une sécheuse qui passe à travers un autre groupe de canaux, lesdits canaux se terminant en une surface d'entrée et en une surface de sortie correspondant aux sections de chaque groupe de canaux, lesdites surfaces s'étendant sur toute la largeur du côté d'un groupe en losange et comprenant un boîtier fermé capable d'englober ledit échangeur, quatre cellules hermétiques avec joint d'étanchéité et partition pour séparer l'air humide de l'air chaud sec et comportant des moyens moteurs de circulation d'air, le tout combiné dans ledit boîtier et formant un système en croisé pour récupérer la chaleur d'une sécheuse.

Description

2~2A0~8 L'invention a trait ~ un appareil pour r~cup~rer l'énergie à
la sortie d'une sécheuse et s'en servir pour réchauffer l'air ambiant.
Normalement, les sécheuses prennent l'air ambiant et le S réchauffent et l'expulsent dehors avec la chaleur absorbée et - l'humidité. En hiver, il doit donc y avoir des infiltrations d'air froid dans la maison, ce qui est inconfortable et ' diminue la température et l'humidité de la maison.
Essayer de récupérer l'air chaud et humide implique directe-l~ ment aussi la récupération de la mousse au moyen d'une opera-tion de filtration suivie d'une opération de séparation de l'humidite et de l'air chaud traite, plusieurs opérations résultant en un coût élevé.
ART ANTERIEUR
~! l5 Le brevet Can 1094542 utilise un système de transfert de fluides de mani~re croisee pour enlever le givre d'un échan-geur de chaleur mais non pour recuperer la chaleur ni d'en separer l'humidité. Le système n'asseche pas l'air ambiant.
Le système impose une restriction partielle de la surface ~0 d'entrbe de l'air froid~
Courchesne dans US 4653675 utilise un groupe de tubes tels que vieux néons dans lesquels circule l'air chaud et humide et autorlr desquels passe de l'air froid.
Martin dans US 4560773 utilise un écoulement de fluide lami-~S naire et en meme temps cause une succion. Le système prendl'air chaud humide du plafond de la maison, le tire, le fait circuler à travers un noyau central et le rejette vers l'ex-terieur. En croisé, le système tire l'air froid extérieur, le fait passer à travers le noyau central et le retourne dans 30 les conduits d'air chaud. Le système utilise deux moteurs.

Divers autres syst~mes ont ~té concus mais sans allier une depense minime d'énergie avec la possibilit~ de relocaliser `
la recup~ration de chaleur.
J'ai donc conSu un ensemble qui utilise la poussbe de la sbcheuse et qui peut ~tre local~ à une certaine distance de ; la sécheuse et donc susceptible d'être utilisb n'importe où
5 là ou un espace de 22" x 22" est disponible.
Les détails du système deviendront evidents à partir de la description et de dessins l'accompagnant, où les pièces correspondantes sont identifiées par les m~mes chiffres de reférence.
1~ Fig. 1 est une perspective de l'interieur du boltier, ouvert.
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Fig. lA est une vue de coupe du mur et clapet.
Fig. 2 est une vue de face du systeme, le boItier étant ouvert.
Fig. 3 est une vue du coté droit de l'appareil.
15 Fig. 4 est une vue du cot~ gauche de l'appareil.
Fig. S est une coupe a travers le couvercle et le boltier ~ quand le couvercle est fermé.
, Fig. 6 est une CoUp~ ,: de l'anneau de restriction.
Fig. 7 est une vue du bout de la glissière et du filtre en ~0 position.
Tel qu'on peut l'observer sur les figures pr~cit~es, le systeme recupérateur de chaleur de mon invention est caracté-rise par une unite indépendante traitant l'air chaud humide de la s~cheuse et en récupérant l'énergie au moyen d'un 25 echangeur de chaleur en croisé. Plus précis~ment, à la figure 1, l'appareil comprend un boItier numéro 10 rattache à un couvercle 11 par des pentures 13 telles que de typs piano.
L'appareil comprend aussi une attache 14 pour le suspendre.
Dans le c~té droit 12 du boltier 10, une entrée 15, genéralement de tuyau de 4" de sécheuse, recoit le tube d'air chaud et humide 20 de la sécheuse fig. 2. ~ne attache rapide lô retie~t le tube 20 à l'appareil. L'air chaud entre dans 2~24098 la base dans la cellule A, pression typique 0,25 po. d'H2O, et passe à travers un filtre 17 puis, dans l'~changeur 18, ~ravers une série de canaux jusqu'~ ce que l'air chaud refroidi sorte librement en la cellule 3. La cellule B est 5 aussi l~gbrement pressuris~e, +0,125 po. d'HzO typiquement, pour assurer un temps de contact asse~ long des gaz chauds ~
l'interieur de l'échangeur 18 pour en récuperer le maximum de chaleur, (tout en faisant attention pour ne pas trop obstruer la sécheuse), la pression etant maintenue par diverses 10 restrictions dont celle du ~eigne ou anneau de restriction 22 (fig. 6~ à la sortie 19, la restriction causée par le tuyau 30 fig. 2 et celle causee par le clape~ 21 à l'ex~erieur de la maison. fig. lA
Le circuit d'air froid implique une entrée 23 asse~ grande, 15 prb~erablement deux prises de 4" de diamètre, pour ne pas causer de perte de pression excessive a l'entr~e de l'sspira-tlon, car on désire passer un ~rand volume d'air, environ le double de celui de l'air chaud, l'air ambiant froid entrant dans la cellule C ot passant par le filtre 24, qui peut etre 20 dirferent du filtre 17, selon l'air a filtrer. L'air frais passe dans un courant à 90 du courant de l'air chaud les deux entrbes d'air formant deux circulations séparées dans -~
l'échangeur 18, l'air frais r~cupérant la chaleur et sortant dans la cellule D. L'air frais ainsi réchauffé est aussitOt 25 aspire~ par le ventilateur 25 qui est de type totalement ferm~
sauf pour l'aspiration 29 et pour la sortie 26. Pour mainte-nir les pressions de cha~ue cellule A B C D aux niveaux requis, on doit isoler la fermeture des compartiments A B C
D. A ces fins, le couvercle 11 comprend un losange 27 qui 3Q ~pouso la forme du contour de l'bchangeur et qui l'étanche au moyen d'un isolant 27 type caoutchouc mousse. Le meme isolant est aussi place autour du cadre 31 du couvercle 11 qui s'a-:,~.' :' '

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juste sur le cadre du bo~tier ~ . Un isolant de meme type est utilisé à l'arribre 28 où l'échangeur va s'appuyer, prbféra-blement de la meme façon que les isolants 27 et 31 du coté de ' la porte 11.
; S La pression positive mesur~e dans la zone A est typiquement +0,25 po. d'eau, la pression ~tant réduite en passant a ; travers l'échangeur à +0,125 po. d'eau en B, la s~rtie de la cellule ~ se dirigeant vers l'extérieur de la maison. A
l'extérieur de la maison, il y a normalement une trappe 21 0 qui a tendance à augmenter la pression dans la tuyauterie ' allant vers l'exterieur et conséquemment dans la cellule B.
L~ Dans la cellule C on a une pression négative de -~,125 po.
' d'eau; dans la cellule D il y a une pression négative de -0,125 po. d'eau environ soit environ la meme qu'a l'entrée C, t~ compte tenu de l'erreur expérimentale. A la sortie extérieure de la cellule D, il y a une poussée d'air causee par le ventilateur 25.
L'bnergie de la sécheuse comprend en plus de la chaleur contenue dans l'air chaud humide la poussée de la soufflerie ; 2~ de la secheuse qui en sortant d'un tuyau de 4" de diamètre, soit 13 po. car., prend un- expansion dans la cellule A et é~entuellement s'attaque à une surface d'entrée d'echangeur d'air de 12" x 12" ou 144 po. car. ce qui décuple (144/13) la force de la poussée de l'air chaud et réduit d'autant la contre pression exercee sur la secheuse, l'echangeur de chaleur 18 et le filtre 17 ne constituant pas une résistance apprecia~le a l'écoulement de l'air chaud en provenance de la sécheuse. En refroidissant l'air chaud de la sécheuse, il y a moins d0 volume et partant une aspiration ou vide qui élimine 30 pratiquement la résistance à l'~coulecment de l'air de sortie `I de la secheuse ~ travers le tuyau;30 qui conserve quand meme -' son diam~tre standard de 4 po. jusqu'au mur exterieur.
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, . ... . , . : -20~409~

Da~ls la c~llule A, l~ filtr~ 17 es~ appuyé contre le noyau au bas dans l'Y-avec-glissière 3~ e~ au haut, le filtre est retenu par la pouss~e d'air chaud de la s~cheuse et aussi retenu en~r~ la paroi du noyau e~ le mur 12 du boltier. Dans 5 la cellule C, le fil~r~ 2~ est appuy~ au bas dans la glissiè-re du Y-avac-~lissibre 34 et au hau~ du filtre, du c~ du Y-sans-glissi~re 33 l~ filtre ~st pla~é ~ angle d~ ~50 et es~ -; main~enu par gravitb et. aid~ par la succion causée par le v~n~ila~eur aspirant l'air froid.
10 Le fil~re se ~rouve re~enu ~ l'hypoth~nuse d'un triangl~
isoc~le. Ce~e façon de retenir le filtre fai~ que peu i~por-sa posi~ion en~re l~ mur et le noyau, l'air chaud peut dif~icilement contourner le filtre et doi~ donc ~tre filtr~.
Quand l'unit~ 10 est installee à plus de l mètre d'un plancher.
15 On peut alimenter les tuyaux d'entree d'air ambiant 23 au nloyen d'un tuyau qui peut descendre jusqu'au plancher si on veut.
J'ai observë que la temperature a l'entr~e C qui est aux alen-tours de 22C augmente à 50C pour un petit volume d'air de refroidissement durant un sechage normal. La temperature de 20 l'air chaud a l'entr~e 15 de l'unite etait de 62C et apres avoir lib~re l'energie dans l'unite, l'air refroidi sort à
l'anneau de restriction l9 à une température de 36C. Le r~cup~ration d'energie est d'autant plus importante que le volume d'air de refroidissement est grand et que la tempe-26 rature initiale est basse. Il est desirable que le volume d'airde refroidissement soit au moins deux fois le debit d'air ,.. .
chaud de la sortie 15 de la secheuse. ~ ~
La capacite du ventilateur de 0,5 A à llO vol est de 55 watts. ~-La capacit~ de la sécheuse est de l500 watts. D'une part il :
30 serait préferable de double~la capacitê du ventilateur pour r~cuperer un peu plus de chaleur. D'autre part à la limite - .
un maximum de recup~ration serait obtenu avec un volume infini '' ' .~ ':

~S~
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, , -`2 0 2 ~ 0 9 8 :
',,;. :'.-d'air de refroidissement qui baisserait la temp~rature de la séclleuse de 62C au niveau initial de l'air de refroidissement soit 22C, ce qui serait ~quivalent à 100%,une baisse de 62C
: à 36C donna~t par le fait même 62-36 x 100% ou 65%.

, / Zone B
/ temp 36C

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. / . 44 42 40 ~ .~ .

~ Zone D 50 49 48 22 \ 57 56 55 / ~

~;' ~ \ temp 62C -- / ~ -.
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Claims (3)

1. La combinaison d'un module d'échangeur de chaleur à flux croisé comprenant un groupe en losange de surfaces d'échange de chaleur placées à faces opposées et définissant entre elles une pluralité de canaux ouverts dans lesquels un pre-mier flot d'un médium relativement froid - l'air ambiant -passe à travers le groupe de canaux en relation pour échanger la chaleur avec un deuxième flot d'air relativement chaud qui passe à travers un autre groupe de canaux, lesdits canaux se terminant en une surface d'entrée et en une surface de sortie correspondant à chacun des deux groupes de canaux, lesdites surfaces s'étendant sur toute la largeur du côté d'un groupe en losange et comprenant un boîtier fermé capable d'englober ledit échangeur, quatre cellules hermétiques avec joint d'étanchéité et partition pour séparer l'air humide de l'air chaud sec et comportant des moyens moteurs de circulation d'air, le tout combiné dans ledit boîtier et formant un système en croisé pour un appareil récupérateur de chaleur pour sécheuse.

2. Un appareil tel que défini à la revendication 1 dont les moyens moteurs comportent d'une part l'usage de ladite sé-cheuse comme moyen de pousser le flot du médium chaud et humide à travers les canaux du côté air chaud et un ventila-teur aspirant comme moyen de tirer le flot du médium relati-vement froid (l'air ambiant) à travers les canaux du côté air froid.

3. Un appareil tel que défini aux revendications 1 ou 2 dont le flot d'air de refroidissement peut être le double ou plus du flot d'air chaud en provenance de la sécheuse.