WO2010072980A1 - Drying or dehydrating device - Google Patents
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- WO2010072980A1 WO2010072980A1 PCT/FR2009/052677 FR2009052677W WO2010072980A1 WO 2010072980 A1 WO2010072980 A1 WO 2010072980A1 FR 2009052677 W FR2009052677 W FR 2009052677W WO 2010072980 A1 WO2010072980 A1 WO 2010072980A1
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- F26B25/006—Separating volatiles, e.g. recovering solvents from dryer exhaust gases
Definitions
- the present invention relates to a device for drying or dehydration.
- a dryer comprising plates on which the products to be dried rest.
- This type of dryer includes heavily perforated side walls, and especially not insulated, allowing air to flow from outside to inside and vice versa. The drying of the products results from this ventilation.
- the dryer includes inclined cleats which are spaced to allow air to circulate.
- a drying or dehydrating device is in the form of an enclosure 10 or a tunnel delimited by a wall 12 for confining air warm in the environment close to the product 14 to dry or dehydrate place in the enclosure or tunnel.
- Existing devices comprise means 16 for heating the air present in the enclosure or the tunnel or means for supplying hot air to the enclosure or tunnel, the hot air being heated outside said enclosure or said tunnel.
- the hot air In contact with the product to be dried or dehydrated, the hot air is charged with water vapor.
- the existing devices comprise means 18 for extracting from the enclosure or the tunnel, hot air and saturated with water vapor, such as the device described in document CH-272.890.
- the latter includes a gas discharge system with movable shutters thanks to a single control adapted to occupy a first closed position that does not allow the passage of air during drying and an open and spaced position to cause the discharge of gases. In the open position, for each flap, the lower end is not shifted downward relative to the upper end of the flap located below to promote the passage of air to the outside. In a first variant, the hot air is rejected outside the enclosure or tunnel.
- the existing devices may include a recirculation circuit 20 of hot air and saturated with water vapor to reinject this air back into the enclosure 10 or the tunnel. Prior to reinjection, the hot air saturated with water vapor passes through at least one condenser 22 in order to dry out. Even if this solution avoids the release of possible pollutants into the environment and slightly reduces energy consumption by recirculating hot air, this solution is not yet satisfactory in terms of energy balance. In this sense, it tends to improve the thermal insulation of the wall 12 to reduce heat losses (illustrated in Figure 2) to reduce the amount of energy to maintain the air at the appropriate temperature in the enclosure or the tunnel.
- the present invention aims to overcome the disadvantages of the prior art by providing a drying device more efficient in terms of energy balance.
- the subject of the invention is a drying or dewatering device comprising at least one substantially vertical wall making it possible to limit the heat transfer between a so-called inside zone in which at least one product is placed in contact with a maintained gas. at a suitable temperature for evaporation of water and outside, said at least one wall having at least one separation in the form of a plurality of plates spaced apart so as to allow the passage of hot air and saturated water vapor present therein, inclined to form an angle ⁇ with the vertical, the lower ends of said plates being offset outwardly relative to the upper ends, characterized in that said plates are arranged to so that for each plate the lower end is shifted downwards with respect to the upper end of the plate arranged just below to to obtain a phenomenon of condensation at said plates.
- FIG. 1 is a section of a drying chamber or tunnel according to the prior art
- FIG. 2 is a section illustrating in detail the wall of a drying chamber or tunnel according to the prior art
- FIG. 3 is a section of an enclosure or a tunnel according to the invention
- FIG. 4 is a section of a wall of a drying or dewatering device according to the invention.
- FIG. 5 is a section illustrating in detail and schematically a wall of a drying device or dehydration according to the invention.
- a drying device or dehydration in the form of an enclosure 30 enclosing a hot gas capable of being saturated with water vapor in contact with at least one product 32 to dry or dehydrate.
- the invention is not limited to this example, but may be suitable for all forms of devices regardless of the product to be dried, the area in which is placed or scrolls the product.
- the device according to the invention can be used by industries of mineral raw materials, for example for drying shaped terracotta products such as tiles or bricks, for drying wood, paper, products agri-food or pharmaceutical industry for dewatering, powdered products, organic materials or wet-formed parts.
- industries of mineral raw materials for example for drying shaped terracotta products such as tiles or bricks, for drying wood, paper, products agri-food or pharmaceutical industry for dewatering, powdered products, organic materials or wet-formed parts.
- the device according to the invention can be applied to climatic chambers, drying chambers, tunnel dryers, atomizers, etc. These various applications are given by way of example and are in no way limiting.
- the hot gas likely to saturate with water vapor is air.
- the device comprises means 34 for heating and / or maintaining the temperature of the gas so that the gas is at the appropriate temperature favoring the formation of water vapor.
- These means 34 for heating and / or maintaining temperature can be placed in the enclosure 30 or outside the enclosure, an air circuit then being provided between the enclosure and said means 34.
- the means 34 for heating and / or maintaining the temperature of the gas may be in the form of resistors, infrared lamps, burners or boilers.
- resistors infrared lamps, burners or boilers.
- other technical solutions can be envisaged.
- the device comprises at least one substantially vertical wall 36 for limiting thermal losses between the inside and the outside of the enclosure.
- This wall 36 comprises at least one separation in the form of a plurality of plates 38 spaced apart so as to allow the passage of hot air saturated with water vapor present in the chamber, inclined to form a angle a with the vertical, the lower end 40 of the plates being shifted outwards with respect to the upper end 42.
- each plate is in the form of a rectangular blade whose large side is disposed substantially horizontal and constitutes the upper end 42 while the opposite large side corresponds to the lower end 40.
- the high ends 42 plates 38 are arranged in a same plane 44, substantially vertical, shown in dotted lines in FIGS. 4 and 5.
- the plates 38 can be fixed with a constant angle ⁇ and are called fins.
- the plates 38 can be movable so as to adjust the value of the angle a and are called shutters.
- the difference in temperature between the inside and the outside of the separation formed by the plates 38 makes it possible to obtain the condensation of the water on the plates 38 which flow by gravity outside the enclosure, 44.
- This condensation on the plates 38 maintains the temperature of the plates at Dew temperatures of hot and humid air.
- the wall according to the invention makes it possible, on the one hand, to isolate the volume containing the hot and humid air, and on the other hand, to extract the water present in the hot and humid air in order to drying or dehydrating the product 32.
- this type of wall provides a near perfect insulation, close to the adiabatic because the dew point temperature is very close to the dry temperature of the 'air.
- This almost perfect insulation makes it possible to maintain a high hygrometry during drying, close to the saturation curve, which results in fast drying while limiting the mechanical stresses involved during drying.
- drying devices comprise solid and insulated walls with materials such as rockwool or polyurethane foam that do not prevent condensation phenomena inside the dryer when looking for to reach a high degree of hygrometry.
- the system of the invention makes it possible to work at high relative humidity because the phenomenon of condensation on the shutters allows an insulation superior to any existing insulating material.
- the power of condensation and therefore of insulation will be all the more important because the latent heat of condensation is close to 2500 kj / kg of condensed water.
- This arrangement makes it possible to obtain the same temperature over the entire height of the zone occupied by the plates 38.
- the plates overlap for more than half their length.
- the angle must vary from 1 to 60 °, H must vary from 50 to 200 mm, E must vary from 10 to 100 mm.
- T p temperature of the fins in K.
- the heat flux ⁇ passing through a surface wall Surf is calculated as follows:
- the fins may comprise a suitable surface condition or any other element intended to increase the height of condensation on the fin H c .
- T p for example by generating an air flow at the fins as will be explained later.
- the plates can be striated to reduce the height of condensation Hc.
- the wall according to the invention comprises a second separation in the form of an outer wall 46 sealed, not thermally insulated, for confining the air in the enclosure.
- This outer wall 46 also makes it possible to limit the phenomena of convection with the outside which may be detrimental to the phenomenon of condensation on the plates.
- the convection coefficient in the zone between the wall formed by the plates and the outer wall 46 is close to 0 to prevent heat exchange between said zone and the enclosure 30.
- means 48 may be provided to generate a substantially horizontal flow and parallel to the wall so as to promote the condensation phenomena at the plates 38.
- an air flow is generated by the introduction of the ambient air present outside the enclosure, between the separation formed by the plates 38 and the separation formed by the outer wall 46 through a ventilation system.
- this air flow can be obtained by stirring the air present between the separation formed by the plates 38 and the separation formed by the outer wall 46.
- the device comprises means 50 for collecting the water flowing in the lower part between the separation formed by the plates 38 and the separation formed by the outer wall 46.
- the horizontal walls may be insulated or not.
- the horizontal walls may be slightly inclined so that the water which condenses therefrom flows by capillarity towards the substantially vertical walls according to the invention which collect the condensation water.
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Abstract
The invention relates to a drying or dehydrating device that comprises at least one substantially vertical wall (36) for limiting the thermal transfers between a so-called inside area, in which at least one product is put in contact with a gas maintained at an appropriate temperature for evaporating water, and the outside, said at least one wall (36) comprising at least one partition in the form of a plurality of plates (38) with spaces therebetween so as to enable the passage of hot and steam-saturated air present in the inside, and inclined so as to form an angle relative to the vertical, the lower ends (40) of said plates being offset towards the outside relative to the upper ends (42), characterised in that said plates (38) are arranged so that, for each plate, the lower end (40) is offset towards the bottom relative to the upper end (42) of the plate arranged immediately below in order to obtain a condensation phenomenon at said plates (38).
Description
DISPOSITIF DE SECHAGE OU DE DESHYDRATATION DEVICE FOR DRYING OR DEHYDRATION
La présente invention se rapporte à un dispositif de séchage ou de déshydratation.The present invention relates to a device for drying or dehydration.
Selon le document DE-813.313, on connaît un séchoir comprenant des plaques sur lesquelles reposent les produits à sécher. Ce type de séchoir comprend des parois latérales fortement ajourées, et surtout pas isolées, permettant à l'air de circuler de l'extérieur vers l'intérieur et vice versa. Le séchage des produits découle de cette ventilation. Pour supporter les plaques, le séchoir comprend des tasseaux inclinés qui sont espacés pour permettre à l'air de circuler.According to DE-813,313, a dryer is known comprising plates on which the products to be dried rest. This type of dryer includes heavily perforated side walls, and especially not insulated, allowing air to flow from outside to inside and vice versa. The drying of the products results from this ventilation. To support the plates, the dryer includes inclined cleats which are spaced to allow air to circulate.
Selon un mode de réalisation plus évolué, comme illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif de séchage ou de déshydratation se présente sous la forme d'une enceinte 10 ou d'un tunnel délimité par une paroi 12 pour confiner de l'air chaud dans l'environnement proche du produit 14 à sécher ou à déshydrater placer dans l'enceinte ou le tunnel.According to a more advanced embodiment, as illustrated in FIGS. 1 and 2, a drying or dehydrating device is in the form of an enclosure 10 or a tunnel delimited by a wall 12 for confining air warm in the environment close to the product 14 to dry or dehydrate place in the enclosure or tunnel.
Les dispositifs existants comprennent des moyens 16 pour chauffer l'air présent dans l'enceinte ou le tunnel ou des moyens pour alimenter en air chaud l'enceinte ou le tunnel, l'air chaud étant chauffé à l'extérieur de ladite enceinte ou dudit tunnel.Existing devices comprise means 16 for heating the air present in the enclosure or the tunnel or means for supplying hot air to the enclosure or tunnel, the hot air being heated outside said enclosure or said tunnel.
Au contact du produit à sécher ou déshydrater, l'air chaud se charge en vapeur d'eau. En complément, les dispositifs existants comprennent des moyens 18 pour extraire de l'enceinte ou du tunnel, l'air chaud et saturé en vapeur d'eau, comme par exemple le dispositif décrit dans le document CH-272.890. Ce dernier comprend un système de décharge des gaz avec des volets mobiles grâce à une
commande unique apte à occuper une première position fermée qui ne permet pas le passage de l'air lors du séchage et une position ouverte et écartée pour provoquer la décharge des gaz. Dans la position ouverte, pour chaque volet, l'extrémité basse n'est pas décalée vers le bas par rapport à l'extrémité haute du volet situé en dessous afin de favoriser le passage de l'air vers l'extérieur. Selon une première variante, l'air chaud est rejeté à l'extérieur de l'enceinte ou du tunnel.In contact with the product to be dried or dehydrated, the hot air is charged with water vapor. In addition, the existing devices comprise means 18 for extracting from the enclosure or the tunnel, hot air and saturated with water vapor, such as the device described in document CH-272.890. The latter includes a gas discharge system with movable shutters thanks to a single control adapted to occupy a first closed position that does not allow the passage of air during drying and an open and spaced position to cause the discharge of gases. In the open position, for each flap, the lower end is not shifted downward relative to the upper end of the flap located below to promote the passage of air to the outside. In a first variant, the hot air is rejected outside the enclosure or tunnel.
Cette solution qui a le mérite d'être simple n'est pas satisfaisante en matière de bilan énergétique. Pour pallier à cet inconvénient, les dispositifs existants peuvent comprendre un circuit de recirculation 20 de l'air chaud et saturé en vapeur d'eau permettant de réinjecter cet air de nouveau dans l'enceinte 10 ou le tunnel. Préalablement à sa réinjection, l'air chaud et saturé en vapeur d'eau traverse au moins un condenseur 22 afin de s'assécher. Même si cette solution évite le rejet d'éventuels polluants dans l'environnement et réduit légèrement la consommation d'énergie grâce à la recirculation de l'air chaud, cette solution n'est pas encore satisfaisante sur le plan du bilan énergétique. Dans ce sens, on tend à améliorer l'isolation thermique de la paroi 12 pour réduire les déperditions thermiques (illustrées sur la figure 2) afin de réduire la quantité d'énergie pour maintenir l'air à la température adéquate dans l'enceinte ou le tunnel.This solution has the merit of being simple is not satisfactory in terms of energy balance. To overcome this drawback, the existing devices may include a recirculation circuit 20 of hot air and saturated with water vapor to reinject this air back into the enclosure 10 or the tunnel. Prior to reinjection, the hot air saturated with water vapor passes through at least one condenser 22 in order to dry out. Even if this solution avoids the release of possible pollutants into the environment and slightly reduces energy consumption by recirculating hot air, this solution is not yet satisfactory in terms of energy balance. In this sense, it tends to improve the thermal insulation of the wall 12 to reduce heat losses (illustrated in Figure 2) to reduce the amount of energy to maintain the air at the appropriate temperature in the enclosure or the tunnel.
Dans le cas d'une paroi 12 mal Isolée, il peut apparaître un phénomène de condensation jugé parasite en raison de la formation d'eau dans l'enceinte ou le tunnel au niveau de la surface 24 intérieure. Pour parer ce phénomène, on tend à améliorer l'isolation thermique de la paroi ce qui tend à réduire également les déperditions thermiques et/ou à extraire plus rapidement l'air afin qu'il soit moins chargé en vapeur d'eau ce qui conduit à travailler asec des atmosphères
dont l'hygrométrie est assez faible (<70%) ce qui tend à accroître la consommation d'énergie et l'apparition de défauts sur les produits ( déformations, fissures,...).In the case of a poorly insulated wall 12, it may appear a phenomenon of condensation deemed parasitic due to the formation of water in the enclosure or tunnel at the inner surface 24. To counter this phenomenon, it tends to improve the thermal insulation of the wall which tends to reduce heat losses and / or to extract the air faster so that it is less loaded with water vapor which leads to to work with atmospheres whose hygrometry is quite low (<70%) which tends to increase the energy consumption and the appearance of defects on the products (deformations, cracks, ...).
Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de séchage plus performant sur le plan du bilan énergétique.Also, the present invention aims to overcome the disadvantages of the prior art by providing a drying device more efficient in terms of energy balance.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de séchage ou de déshydratation comportant au moins une paroi sensiblement verticale permettant de limiter les transferts thermiques entre une zone dite intérieur dans laquelle est placé au moins un produit au contact d'un gaz maintenu à une température adéquate permettant l'évaporation de l'eau et l'extérieur, ladite au moins une paroi comportant au moins une séparation sous forme d'une pluralité de plaques espacées entre elles de manière à permettre le passage de l'air chaud et saturé en vapeur d'eau présent à l'intérieur, inclinées de manière à former un angle a avec la verticale, les extrémités basses desdites plaques étant décalées vers l'extérieur par rapport aux extrémités hautes, caractérisé en ce que lesdites plaques sont agencées de manière à ce que pour chaque plaque l'extrémité basse est décalée vers le bas par rapport à l'extrémité haute de la plaque disposée juste en dessous afin d'obtenir un phénomène de condensation au niveau desdites plaques.For this purpose, the subject of the invention is a drying or dewatering device comprising at least one substantially vertical wall making it possible to limit the heat transfer between a so-called inside zone in which at least one product is placed in contact with a maintained gas. at a suitable temperature for evaporation of water and outside, said at least one wall having at least one separation in the form of a plurality of plates spaced apart so as to allow the passage of hot air and saturated water vapor present therein, inclined to form an angle α with the vertical, the lower ends of said plates being offset outwardly relative to the upper ends, characterized in that said plates are arranged to so that for each plate the lower end is shifted downwards with respect to the upper end of the plate arranged just below to to obtain a phenomenon of condensation at said plates.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l' invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels :Other features and advantages will emerge from the following description of the invention, a description given by way of example only, with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 est une coupe d'une enceinte ou d'un tunnel de séchage selon l'art antérieur,FIG. 1 is a section of a drying chamber or tunnel according to the prior art,
- la figure 2 est une coupe illustrant en détails la paroi d'une enceinte ou d'un tunnel de séchage selon l'art antérieur,FIG. 2 is a section illustrating in detail the wall of a drying chamber or tunnel according to the prior art,
- la figure 3 est une coupe d'une enceinte ou d'un tunnel selon l'invention,
- la figure 4 est une coupe d'une paroi d'un dispositif de séchage ou de déshydratation selon l'invention, etFIG. 3 is a section of an enclosure or a tunnel according to the invention, FIG. 4 is a section of a wall of a drying or dewatering device according to the invention, and
- la figure 5 est une coupe illustrant en détails et de manière schématique une paroi d'un dispositif de séchage ou de déshydratation selon l'invention. Sur la figure 3, on a représenté un dispositif de séchage ou de déshydratation sous forme d'une enceinte 30 renfermant un gaz chaud susceptible de se saturer en vapeur d'eau au contact d'au moins un produit 32 à sécher ou déshydrater. Cependant, l'invention n'est pas limitée à cet exemple, mais peut convenir à toutes les formes de dispositifs quel que soit le produit à sécher, la zone dans laquelle est placé ou défile le produit. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut être utilisé par les industries des matières premières minérales, par exemple pour le séchage de produits en terre cuite mis en forme comme les tuiles ou les briques, pour le séchage du bois, du papier, de produits de l'industrie agroalimentaire ou pharmaceutique pour la déshydratation, de produits en poudre, de matières organiques ou de pièces mises en forme par voie humide.- Figure 5 is a section illustrating in detail and schematically a wall of a drying device or dehydration according to the invention. In Figure 3, there is shown a drying device or dehydration in the form of an enclosure 30 enclosing a hot gas capable of being saturated with water vapor in contact with at least one product 32 to dry or dehydrate. However, the invention is not limited to this example, but may be suitable for all forms of devices regardless of the product to be dried, the area in which is placed or scrolls the product. Thus, the device according to the invention can be used by industries of mineral raw materials, for example for drying shaped terracotta products such as tiles or bricks, for drying wood, paper, products agri-food or pharmaceutical industry for dewatering, powdered products, organic materials or wet-formed parts.
Ainsi le dispositif selon l'invention peut s'appliquer aux enceintes climatiques, aux chambres de séchage, aux séchoirs sous forme de tunnel, aux atomiseurs,... Ces différentes applications sont données à titre d'exemple et ne sont aucunement limitatives. Généralement, le gaz chaud susceptible de se saturer en vapeur d'eau est de l'air. Le dispositif comprend des moyens 34 de chauffage et/ou de maintien en température du gaz de manière à ce que le gaz soit à la température adéquate favorisant la formation de vapeur d'eau. Ces moyens 34 de chauffage et/ou de maintien en température peuvent être placés dans l'enceinte 30 ou à l'extérieur de l'enceinte, un circuit d'air étant alors prévus entre l'enceinte et lesdits moyens 34.Thus, the device according to the invention can be applied to climatic chambers, drying chambers, tunnel dryers, atomizers, etc. These various applications are given by way of example and are in no way limiting. Generally, the hot gas likely to saturate with water vapor is air. The device comprises means 34 for heating and / or maintaining the temperature of the gas so that the gas is at the appropriate temperature favoring the formation of water vapor. These means 34 for heating and / or maintaining temperature can be placed in the enclosure 30 or outside the enclosure, an air circuit then being provided between the enclosure and said means 34.
A titre d'exemple, les moyens 34 de chauffage et/ou de maintien en température du gaz peuvent se présenter sous la forme de résistances, de lampes Infrarouge,
de brûleurs ou de chaudières. Cependant, d'autres solutions techniques peuvent être envisagées.By way of example, the means 34 for heating and / or maintaining the temperature of the gas may be in the form of resistors, infrared lamps, burners or boilers. However, other technical solutions can be envisaged.
Selon l'invention, le dispositif comprend au moins une paroi 36 sensiblement verticale permettant de limiter les déperditions thermiques entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte.According to the invention, the device comprises at least one substantially vertical wall 36 for limiting thermal losses between the inside and the outside of the enclosure.
Cette paroi 36 comporte au moins une séparation sous forme d'une pluralité de plaques 38 espacées entre elles de manière à permettre le passage de l'air chaud et saturé en vapeur d'eau présent dans l'enceinte, inclinées de manière à former un angle a avec la verticale, l'extrémité basse 40 des plaques étant décalée vers l'extérieur par rapport à l'extrémité haute 42.This wall 36 comprises at least one separation in the form of a plurality of plates 38 spaced apart so as to allow the passage of hot air saturated with water vapor present in the chamber, inclined to form a angle a with the vertical, the lower end 40 of the plates being shifted outwards with respect to the upper end 42.
Pour chaque plaque l'extrémité basse 40 est décalée vers le bas par rapport à l'extrémité haute 42 de la plaque disposée juste en dessous afin d'obtenir un phénomène de condensation au niveau desdites plaques et une évacuation de l'eau condensée vers l'extérieur compte tenu de l'inclinaison des plaques. Selon un mode de réalisation, chaque plaque se présente sous la forme d'une lame rectangulaire dont un grand côté est disposé sensiblement horizontal et constitue l'extrémité haute 42 alors que le grand côté opposé correspond à l'extrémité basse 40. Les extrémités hautes 42 des plaques 38 sont disposées dans un même plan 44, sensiblement vertical, matérialisé en pointillé sur les figure 4 et 5.For each plate, the lower end 40 is offset downwards with respect to the upper end 42 of the plate placed just below in order to obtain a phenomenon of condensation at the level of said plates and an evacuation of the condensed water towards the outside given the inclination of the plates. According to one embodiment, each plate is in the form of a rectangular blade whose large side is disposed substantially horizontal and constitutes the upper end 42 while the opposite large side corresponds to the lower end 40. The high ends 42 plates 38 are arranged in a same plane 44, substantially vertical, shown in dotted lines in FIGS. 4 and 5.
Selon une première variante, les plaques 38 peuvent être fixes avec un angle a constant et sont appelées ailettes.According to a first variant, the plates 38 can be fixed with a constant angle α and are called fins.
Selon une autre variante, les plaques 38 peuvent être mobiles de manière à ajuster la valeur de l'angle a et sont appelées volets. La différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la séparation formée par les plaques 38 permet d'obtenir la condensation de l'eau sur les plaques 38 qui s'écoulent par gravité à l'extérieur de l'enceinte, au-delà du plan 44. Cette condensation sur les plaques 38 maintient la température des plaques à
la températures de rosée de l'air chaud et humide. Ainsi, la paroi selon l'invention permet, d'une part, d'isoler le volume contenant l'air chaud et humide, et d'autre part, d'extraire l'eau présent dans l'air chaud et humide afin de sécher ou de déshydrater le produit 32. Selon un avantage de l'invention, ce type de paroi permet d'obtenir une isolation quasi parfaite, proche de l'adiabatique car la température du point de rosée est très proche de la température sèche de l'air. Cette isolation quasi parfaite permet de maintenir lors du séchage une hygrométrie élevée, proche de la courbe de saturation ce qui se traduit par un séchage rapide en limitant les contraintes mécaniques mises en jeu au cours du séchage.According to another variant, the plates 38 can be movable so as to adjust the value of the angle a and are called shutters. The difference in temperature between the inside and the outside of the separation formed by the plates 38 makes it possible to obtain the condensation of the water on the plates 38 which flow by gravity outside the enclosure, 44. This condensation on the plates 38 maintains the temperature of the plates at Dew temperatures of hot and humid air. Thus, the wall according to the invention makes it possible, on the one hand, to isolate the volume containing the hot and humid air, and on the other hand, to extract the water present in the hot and humid air in order to drying or dehydrating the product 32. According to one advantage of the invention, this type of wall provides a near perfect insulation, close to the adiabatic because the dew point temperature is very close to the dry temperature of the 'air. This almost perfect insulation makes it possible to maintain a high hygrometry during drying, close to the saturation curve, which results in fast drying while limiting the mechanical stresses involved during drying.
Selon l'art antérieur, les dispositifs de séchage comprennent de parois pleines et isolées asec des matériaux comme la laine de roche ou la mousse de polyuréthane qui ne permettent pas d'éviter les phénomènes de condensation à l'intérieur du séchoir lorsqu'on cherche à atteindre un degré d'hygrométrie élevé. Le système de l'invention permet de travailler à haute humidité relative car le phénomène de condensation sur les volets permet une isolation supérieure à tout matériau isolant existant. Plus le degré d'hygrométrie est important et plus l'humidité absolue de l'air est importante. Ainsi, à une température donnée, le pouvoir de condensation et donc d'isolation sera d'autant plus important car la chaleur latente de condensation est voisine de 2500 kj/kg d'eau condensée.According to the prior art, drying devices comprise solid and insulated walls with materials such as rockwool or polyurethane foam that do not prevent condensation phenomena inside the dryer when looking for to reach a high degree of hygrometry. The system of the invention makes it possible to work at high relative humidity because the phenomenon of condensation on the shutters allows an insulation superior to any existing insulating material. The higher the degree of hygrometry, the greater the absolute humidity of the air. Thus, at a given temperature, the power of condensation and therefore of insulation will be all the more important because the latent heat of condensation is close to 2500 kj / kg of condensed water.
Comme illustré en détails sur la figure 5, au contact du film d'eau condensée présent sur les plaques 38, la température monte brutalement car la chaleur latente de condensation de l'eau isole de manière importante la paroi. Cette solution permet de limiter les déperditions thermiques (ou le flux de chaleur de l'intérieur vers l'extérieur de l'enceinte) ce qui se traduit par une réduction de la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer ou maintenir l'air à la température adéquate.
Dans la mesure où l'endroit où sont séparées l'air chaud et l'eau forme la surface intérieure de l'enceinte, cette solution permet de supprimer les pompes nécessaires pour extraire l'air chaud et saturé en vapeur d'eau de l'enceinte et les condenseurs pour séparer l'eau de l'air prévus dans les dispositifs de l'art antérieur ce qui se traduit par un meilleur bilan énergétique.As illustrated in detail in FIG. 5, in contact with the film of condensed water present on the plates 38, the temperature rises sharply because the latent heat of condensation of the water insulates the wall significantly. This solution makes it possible to limit the heat losses (or the heat flow from the inside to the outside of the enclosure) which results in a reduction of the amount of energy necessary to heat or maintain the air at the same time. adequate temperature. Insofar as the place where the hot air and the water are separated forms the internal surface of the enclosure, this solution makes it possible to eliminate the pumps necessary to extract the hot air and saturated with water vapor of the enclosure and condensers for separating the water from the air provided in the devices of the prior art which results in a better energy balance.
Cet agencement permet d'obtenir la même température sur toute la hauteur de la zone occupée par les plaques 38.This arrangement makes it possible to obtain the same temperature over the entire height of the zone occupied by the plates 38.
Il est possible de moduler le flux de chaleur à travers la paroi en faisant varier l'épaisseur du film d'eau condensée sur les plaques 38 en ajustant l'angle a et/ou la longueur H des plaques (selon la direction d'écoulement de l'eau).It is possible to modulate the heat flow through the wall by varying the thickness of the condensed water film on the plates 38 by adjusting the angle α and / or the length H of the plates (depending on the direction of flow some water).
Dans tous les cas, l'écartement E entre deux plaques doit être inférieur ou égal à H.cos(a).In all cases, the distance E between two plates must be less than or equal to H.cos (a).
De préférence, les plaques se recouvrent sur plus de la moitié de leur longueur.Preferably, the plates overlap for more than half their length.
Pour obtenir un résultat satisfaisant, l'angle doit varier de 1 à 60°, H doit varier de 50 à 200 mm, E doit varier de 10 à 100 mm.To obtain a satisfactory result, the angle must vary from 1 to 60 °, H must vary from 50 to 200 mm, E must vary from 10 to 100 mm.
Il est possible de quantifier le flux de chaleur qui traverse la paroi selon l'invention en définissant le coefficient d'échange moyen Ii : - hq 3
It is possible to quantify the heat flow through the wall according to the invention by defining the average exchange coefficient Ii: - h q 3
Avec : pϋq : masse volumique de l'eau liquide en kg/m3. ρvap : masse volumique de l'eau vapeur en kg/m3. g : apesanteur en kg/m2 With: pϋq: density of the liquid water in kg / m 3 . ρ vap : density of steam water in kg / m 3 . g: weightlessness in kg / m 2
Lv :chaleur latente de vaporisation en kj/kg. λ|iq : conductivité thermique de l'eau en W/m.K. V|iq : viscosité dynamique de l'eau en Pa.s.L v : latent heat of vaporization in kj / kg. λ | iq : thermal conductivity of water in W / mK V | iq : dynamic viscosity of water in Pa.s.
Tsat : température de saturation = température de rosée en K.
Tp : température des ailettes en K.T sat : saturation temperature = dew temperature in K. T p : temperature of the fins in K.
Hc : hauteur de condensation sur l'ailette = H.cos(a) en prenant comme hypothèse que les ailettes se recouvrent sur la moitié de leur longueur.H c : condensation height on the fin = H.cos (a) assuming that the fins overlap for half of their length.
Le flux de chaleur Φ qui traverse une paroi de surface Surf est calculé de la manière suivante :
The heat flux Φ passing through a surface wall Surf is calculated as follows:
En complément, le débit d'eau vaut : Q = Φ/Lv In addition, the water flow rate is: Q = Φ / L v
On note que plus la hauteur de condensation sur l'ailette Hc est importante et plus le coefficient d'échange moyen Ii diminue.It is noted that the higher the condensation height on the fin H c is and the lower the average exchange coefficient Ii.
A cet effet, les ailettes peuvent comprendre un état de surface adapté ou tout autre élément visant à augmenter la hauteur de condensation sur l'ailette Hc.For this purpose, the fins may comprise a suitable surface condition or any other element intended to increase the height of condensation on the fin H c .
De la même manière, plus l'écart (Tsat- Tp) est important et plus le coefficient d'échange moyen Ii diminue.In the same way, the larger the difference (T sat- T p ), the lower the average exchange coefficient Ii.
A cet effet, on peut agir sur Tp par exemple en générant un flux d'air au niveau des ailettes comme cela sera expliqué ultérieurement.For this purpose, it is possible to act on T p for example by generating an air flow at the fins as will be explained later.
A titre d'exemple, pour Tsat= 1000C, Tp= 600C et Hc = 0,5 m2 , on obtient Ii = 5,187 W/m 2.K.For example, for T sat = 100 0 C, T p = 60 0 C and H c = 0.5 m 2 , we obtain Ii = 5.178 W / m 2 .K.
Pour une surface Surf = 0,5m2 , on obtient Φ = 103,7 kW et Q= 170,5 L/h.For a Surf surface = 0.5m 2 , we obtain Φ = 103.7 kW and Q = 170.5 L / h.
Avantageusement, les plaques peuvent être striées afin de réduire la hauteur de condensation Hc.
Avantageusement, la paroi selon l'invention comprend une seconde séparation sous forme d'une paroi extérieure 46 étanche, non isolée thermiquement, permettant de confiner l'air dans l'enceinte.Advantageously, the plates can be striated to reduce the height of condensation Hc. Advantageously, the wall according to the invention comprises a second separation in the form of an outer wall 46 sealed, not thermally insulated, for confining the air in the enclosure.
Cette paroi extérieure 46 permet également de limiter les phénomènes de convection avec l'extérieur susceptibles de nuire au phénomène de condensation sur les plaques.This outer wall 46 also makes it possible to limit the phenomena of convection with the outside which may be detrimental to the phenomenon of condensation on the plates.
De préférence, le coefficient de convection dans la zone comprise entre la paroi formée par les plaques et la paroi extérieure 46 est proche de 0 pour éviter les échanges thermiques entre ladite zone et l'enceinte 30. Selon une autre variante, des moyens 48 peuvent être prévus pour générer un flux sensiblement horizontal et parallèle à la paroi de manière à favoriser les phénomènes de condensation au niveau des plaques 38. Selon un mode de réalisation préféré, on génère un flux d'air par l'introduction de l'air ambiant présent à l'extérieur de l'enceinte, entre la séparation formée par les plaques 38 et la séparation formée par la paroi extérieure 46 grâce à un système de ventilation.Preferably, the convection coefficient in the zone between the wall formed by the plates and the outer wall 46 is close to 0 to prevent heat exchange between said zone and the enclosure 30. According to another variant, means 48 may be provided to generate a substantially horizontal flow and parallel to the wall so as to promote the condensation phenomena at the plates 38. According to a preferred embodiment, an air flow is generated by the introduction of the ambient air present outside the enclosure, between the separation formed by the plates 38 and the separation formed by the outer wall 46 through a ventilation system.
En variante, ce flux d'air peut être obtenu par brassage de l'air présent entre la séparation formée par les plaques 38 et la séparation formée par la paroi extérieure 46. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens 50 pour collecter l'eau s'écoulant en partie inférieure entre la séparation formée par les plaques 38 et la séparation formée par la paroi extérieure 46.Alternatively, this air flow can be obtained by stirring the air present between the separation formed by the plates 38 and the separation formed by the outer wall 46. According to another embodiment, the device comprises means 50 for collecting the water flowing in the lower part between the separation formed by the plates 38 and the separation formed by the outer wall 46.
Dans le cas d'une enceinte, les parois horizontales peuvent être isolées ou non.In the case of an enclosure, the horizontal walls may be insulated or not.
Dans ce dernier cas, les parois horizontales peuvent être légèrement inclinées de manière à ce que l'eau qui s'y condense s'écoule par capillarité en direction des parois sensiblement verticales selon l'invention qui permettent de collecter l'eau de condensation.
Selon un mode opératoire de l'invention, il est possible d'opérer le séchage en plusieurs phases, une première phase avec une hygrométrie élevée et au moins une autre phase ultérieure avec une hygrométrie plus faible.
In the latter case, the horizontal walls may be slightly inclined so that the water which condenses therefrom flows by capillarity towards the substantially vertical walls according to the invention which collect the condensation water. According to one operating mode of the invention, it is possible to perform the drying in several phases, a first phase with a high hygrometry and at least one other subsequent phase with a lower hygrometry.
Claims
1. Dispositif de séchage ou de déshydratation comportant au moins une paroi (36) sensiblement verticale permettant de limiter les transferts thermiques entre une zone dite intérieur dans laquelle est placé au moins un produit au contact d'un gaz maintenu à une température adéquate permettant l'évaporation de l'eau et l'extérieur, ladite au moins une paroi (36) comportant au moins une séparation sous forme d'une pluralité de plaques (38) espacées entre elles de manière à permettre le passage de l'air chaud et saturé en vapeur d'eau présent à l'intérieur, inclinées de manière à former un angle a avec la verticale, les extrémités basses (40) desdites plaques étant décalées vers l'extérieur par rapport aux extrémités hautes (42), caractérisé en ce que lesdites plaques (38) sont agencées de manière à ce que pour chaque plaque l'extrémité basse (40) est décalée vers le bas par rapport à l'extrémité haute (42) de la plaque disposée juste en dessous afin d'obtenir un phénomène de condensation au niveau desdites plaques (38). 1. Drying or dewatering device comprising at least one substantially vertical wall (36) making it possible to limit the heat transfer between a so-called interior zone in which at least one product is placed in contact with a gas maintained at a suitable temperature allowing evaporation of the water and the outside, said at least one wall (36) having at least one separation in the form of a plurality of plates (38) spaced apart so as to allow the passage of hot air and saturated with water vapor present therein, inclined to form an angle α with the vertical, the lower ends (40) of said plates being offset outwardly with respect to the upper ends (42), characterized in that said plates (38) are arranged in such a way that for each plate the lower end (40) is offset downward with respect to the upper end (42) of the plate arranged just below the plate in order to obtain a condensation phenomenon at said plates (38).
2. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plaque (38) se présente sous la forme d'une lame rectangulaire dont un grand côté est disposé sensiblement horizontal et constitue l'extrémité haute (42) alors que le grand côté opposé correspond à l'extrémité basse (40). 2. Apparatus for drying or dehydration according to claim 1, characterized in that each plate (38) is in the form of a rectangular blade, a large side is disposed substantially horizontal and constitutes the upper end (42) then that the opposite large side corresponds to the lower end (40).
3. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques (38) sont fixes avec un angle a constant.3. Drying or dewatering device according to claim 2, characterized in that the plates (38) are fixed with a constant angle α.
4. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques (38) sont mobiles de manière à ajuster la valeur de l'angle a. 4. Drying or dewatering device according to claim 2, characterized in that the plates (38) are movable so as to adjust the value of the angle a.
5. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les plaques (38) forment un angle a avec la verticale et/ou ont une longueur H selon la direction d'écoulement de l'eau adapté(s) pour obtenir le flux de chaleur désiré à travers la paroi (36). 5. Drying or dewatering device according to any one of the preceding claims, characterized in that the plates (38) form an angle α with the vertical and / or have a length H in the direction of flow of water adapted (s) to obtain the desired heat flow through the wall (36).
6. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques (38) se recouvrent sur plus de la moitié de leur longueur H.6. Apparatus for drying or dehydration according to any one of the preceding claims, characterized in that the plates (38) overlap on more than half of their length H.
7. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une paroi (36) comporte une seconde séparation sous la forme d'une paroi (46) extérieure étanche.7. Apparatus for drying or dewatering according to any one of the preceding claims, characterized in that said at least one wall (36) comprises a second separation in the form of a wall (46) sealed exterior.
8. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (48) pour générer un flux favorisant les phénomènes de condensation au niveau des plaques (38).8. Apparatus for drying or dewatering according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (48) for generating a flow promoting condensation phenomena at the plates (38).
9. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon la revendication 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour générer un flux d'air à température ambiante entre la séparation formée par les plaques (38) et la séparation formée par la paroi extérieure (46). 9. Apparatus for drying or dewatering according to claim 7 and 8, characterized in that it comprises means for generating a flow of air at ambient temperature between the separation formed by the plates (38) and the separation formed by the outer wall (46).
10. Dispositif de séchage ou de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (50) pour collecter l'eau s'écoulant en partie inférieure de la paroi (36). 10. Drying or dehydration device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (50) for collecting the water flowing in the lower part of the wall (36).
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