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On sait que dans les tours de réfrigération, le refroidissement de l'eau par l'air s'opère en dispersant l'eau au contact d'un courant d'air, qui s'échauffe et se sature de vapeur d'eau, enlevant ainsi à l'eau les calories à dissiper .
L'eau est dispersée et finement divisée par un système- de ruissellement traversé par le courant d'air, le plus souvent à contre-courant, c'est-à-dire que le courant d'air est parallèle à la pluie d'eau et en sens inverse de celle-ci. Ce courant d'air est provoqué soit par.' tirage naturel, soit par tirage mécanique au moyen de ventilateurs.
La disposition générale d'un réfrigérant d'eau à contre-courant à tirage naturel est représentée schématiquement figure 1. Le système de ruissellement 1 est situé à l'intérieur et à la base d'une haute cheminée 2 qui peut avoir une forme quelconque, mais qui 3. été illustrée de forme cylindrique) et l'eau froide est recueillie dans un bassin 3.
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L'air frais pénètre en 4 dans l'espace compris entre la base de -la cheminée 5, couramment appelée "linteau", et la margelle du bassin 6.
Comme dit ci-dessus, l'air traverse la pluie d'eau à contre-courant et refroidit celle-ci en s'échauffant et. se saturant de vapeur d'eau. C'est la différence de densité entre l'air frais extérieur et l'air humide chaud intérieur qui provoque le tirage nécessaire au déplacement de l'air. La dépression ainsi créée est égale à la perte de charge dans le circuit d'air se décomposant comme suit : - Perte de charge dans l'entrée d'air - Perte de charge dans la pluie d'eau - Perte de charge dans le dispositif de ruissellement - Perte de charge dans la cheminée - Perte de charge à la sortie de la cheminée..
A titre d'exemple, dans les réfrigérants importants.de 80 à 100 m. de hauteur, la dépression créée est de l'ordre de quelques millimètres d'eau, par exemple de 4 à 5 mm et la vitesse de l'air dans la cheminée est de l'ordre de 2 à 3 m/sec.
L'eau chaude, pour être dispersée par un moyen quelconque sur le dispositif de ruissellement est pompée à un niveau tel que 7, et la hauteur de pompage due au réfrigérant dans le circuit d'eau, est la différence géométrique entre le niveau 7 et le niveau d'eau 8 dans .le bassin.
Cette hauteur se décompose en trois :
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a) la différence entre le niveau de pompage 7 et la base du linteau 5 ; b) la différence 'entre la base du linteau 5 et la margelle du bassin 6, appelée couramment hauteur d'entrée d'air; c) la différence entre la margelle 6 et le plan d'eau 8.
Il est évident qu'il y a le plus grand intérêt à réduire la hauteur de pompage du réfrigérant pour le rendre le plus économique en exploitation.
En laissant de côté ce qui peut être fait pour les parties a) et c) de la hauteur de pompage, il est clair que tout gain fait sur la hauteur d'entrée d'air b) influe directement sur la hauteur de pompage.
Il est important de signaler que, à vitesse d'air égale dans la section d'entrée, la hauteur d'entrée d'air augmente ave'c la surface en plan du réfrigérant. Si, en effet un réfrigérant est doublé en grandeur, sa surface en plan et le débit d'air sont doublés alors que, par exemple, dans le cas d'un réfrigérant de section circulaire, la périmètre n'est majoré que de #2.
Donc, la hauteur d'entrée d'air devrait être multipliée par #2 pour conserver toutes les conditions du circuit d'air. Il en résulte que la hauteur d'entrée d'air, donc de pompage, a tendance à augmenter avec l'importance des réfrigérants.
O,r il a été constaté qu'il se produit, à l'entrée d'air, un phénomène de striction de la veine d'air, selon fig. 2, de phénomène conduisant à une perte de charge
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plus grande à l'entrée, une réduction du débit d'air, une mauvaise utilisation de l'entrée d'air, et une répartition défectueuse de l'air dans le réfrigérant, les parties périphériques étant sous-alimentées en air.
Ce phénomène est d'autant plus marqué et plus nuisible que la vitesse d'entrée d'air est plus grande, c'est-à-dire la hauteur d'entrée d'air plus petite.
Autrement dit, si ce phénomène n'est guère à prendre en considération pour les appareils petits et moyens où la vitesse d'entrée d'air est de l'ordre de 3 m/sec., il " prend des proportions néfastes pour les grands réfrigérants, si l'on désire, pour limiter la hauteur d'entrée d'air, passer à des .vitesses de 5 à 6 m. /sec. et plus.
Il est alors constaté une allure de veine d'air semblable à celle représentée fig. 3, avec des vitesses réelles dans la partie inférieure, de 8 à 9 m/sec.
Par conséquent, on peut conclure .d'une façon générale, des constatations-faites, que, dans tous les cas où l'on désire, pour une raison quelconque, réduire la hauteur d'entrée d'air, on se heurte, lorsqu'on atteint une certaine vitesse d'air, à un phénomène néfaste de striction impossible à admettre.
La présente invention consiste en une tour de réfrigération de grandes dimensions dont l'entrée d'air est munie d'un pavillon d'aspiration a paroi recourbée, placé au niveau du linteau, la forme courbe de ce pavillon étant déterminée aérodynamiquement pour diriger la veine d'air de façon qu'elle arrive tangentiellement ou à peu près tangentieliement au plan inférieur du linteau en augmentant la vitesse de l'air.
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Il est à noter que les remous sont supprimés dans l'entrée d'air par l'adjonction du pavillon selon l'invention.
Le phénomène de striction disparait ainsi complètement et la vitesse d'air est pratiquement constante sur toute la hauteur. Dans un cas concret, il a été constaté que, sans pavillon, ,la vitesse était de 8 à 9 m/sec. dans la partie effective de la veine d'air,'et pratiquement nulle dans la partiesituée entre la veine d'air et le plan horizontal du.linteau 5 alors qu'après adjonction du pavillon, la vitesse variait, de la margelle, à la base du linteau de 6,la m/sec, à 6,30 m/sec., soit remplissage parfait de la zone d'entrée d'air à une vitesse moyenne notablement , plus importante.
L'invention est illustrée dans la figure 4 des dessins ci-joint où 9 désigne le pavillon, 5 est le linteau,
6 est la margelle.
L'application de l'invention est identique pour les réfrigérants à ventilation mécanique par ventilateur aspirant, selon l'exemple de la figure 5, le principe de l'invention n'étant pas affecté par la nature de la dépression créée, qu'elle soit d'origine naturelle ou mécanique.
La figure 6 montre une autre forme de réalisation du pavillon, et la figure 7 montre à plus grande échelle une forme approximativement la même que celle montrée dans les figures 4 et 5.
Le mode de réalisation du pavillon peut être quelconque (métal, bois, matière plastique, béton,fibrociment,etc.)
La forme du pavillon variera selon les dimensions .de l'appareil et selon les rendements thermiques à réaliser ainsi que selon les conditions locales. En général, on donnera une courbure telle qu'illustrée dans les figures 6 ou 7, ou bien intermédiaire entre les formes illustrées dans ces deux figures.
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We know that in refrigeration towers, the water is cooled by air by dispersing the water in contact with a current of air, which heats up and becomes saturated with water vapor, thus removing the calories to be dissipated from the water.
The water is dispersed and finely divided by a runoff system traversed by the air current, most often countercurrent, i.e. the air current is parallel to the rain of water and in the opposite direction to it. This draft is caused either by. ' natural draft, or by mechanical draft by means of fans.
The general arrangement of a natural draft counter-current water cooler is shown schematically in Figure 1. The runoff system 1 is located inside and at the base of a high chimney 2 which may have any shape. , but which is 3.shown in a cylindrical shape) and the cold water is collected in a basin 3.
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The fresh air enters at 4 the space between the base of the chimney 5, commonly called the "lintel", and the rim of the basin 6.
As said above, the air crosses the rain of water against the current and cools it by heating and. saturating with water vapor. It is the difference in density between cool outdoor air and warm indoor humid air that causes the draft necessary to move the air. The depression thus created is equal to the pressure drop in the air circuit broken down as follows: - Pressure drop in the air inlet - Pressure drop in the rainwater - Pressure drop in the device runoff - Pressure drop in the chimney - Pressure drop at the outlet of the chimney.
For example, in large refrigerants from 80 to 100 m. in height, the depression created is of the order of a few millimeters of water, for example 4 to 5 mm and the air speed in the chimney is of the order of 2 to 3 m / sec.
The hot water, to be dispersed by any means on the trickling device is pumped to a level such as 7, and the pumping height due to the refrigerant in the water circuit, is the geometric difference between the level 7 and the water level 8 in the basin.
This height can be broken down into three:
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a) the difference between the pumping level 7 and the base of the lintel 5; b) the difference between the base of the lintel 5 and the rim of the basin 6, commonly called the air inlet height; c) the difference between the coping 6 and the body of water 8.
It is obvious that there is the greatest advantage in reducing the pumping height of the refrigerant to make it more economical in operation.
Leaving aside what can be done for parts a) and c) of the pumping height, it is clear that any gain made on the air inlet height b) directly influences the pumping height.
It is important to note that at the same air velocity in the inlet section, the air inlet height increases with the planar surface of the refrigerant. If, in fact, a refrigerant is doubled in size, its surface in plan and the air flow are doubled whereas, for example, in the case of a refrigerant of circular section, the perimeter is increased only by # 2 .
Therefore, the air inlet height should be multiplied by # 2 to maintain all air circuit conditions. As a result, the air inlet height, and therefore the pumping height, tends to increase with the importance of the refrigerants.
O, r it has been observed that, at the air inlet, a phenomenon of striction of the air stream occurs, according to fig. 2, of phenomenon leading to a loss of load
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greater at the inlet, reduced air flow, misuse of the air inlet, and faulty distribution of air in the refrigerant, the peripheral parts being under-supplied with air.
This phenomenon is all the more marked and more harmful as the air inlet speed is greater, that is to say the air inlet height smaller.
In other words, if this phenomenon is hardly to be taken into consideration for small and medium-sized devices where the air inlet speed is of the order of 3 m / sec., It "takes harmful proportions for large refrigerants, if desired, to limit the air inlet height, switch to speeds of 5 to 6 m / sec and more.
It is then observed an air stream similar to that shown in fig. 3, with real speeds in the lower part, from 8 to 9 m / sec.
Consequently, it can be concluded in a general way from the observations made that, in all cases where it is desired, for whatever reason, to reduce the height of the air inlet, one collides, when 'we reach a certain air speed, a harmful phenomenon of necking impossible to admit.
The present invention consists of a large-sized refrigeration tower, the air inlet of which is provided with a suction bell with a curved wall, placed at the level of the lintel, the curved shape of this bell being determined aerodynamically to direct the air. air stream in such a way that it arrives tangentially or approximately tangentially to the lower plane of the lintel, increasing the speed of the air.
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It should be noted that the eddies are eliminated in the air inlet by the addition of the pavilion according to the invention.
The necking phenomenon thus disappears completely and the air speed is practically constant over the entire height. In a specific case, it was found that, without a flag, the speed was 8 to 9 m / sec. in the effective part of the air stream, 'and practically zero in the part located between the air stream and the horizontal plane of the lintel 5 while after addition of the pavilion, the speed varied, from the coping, to the base of the lintel of 6, m / sec, at 6.30 m / sec., ie perfect filling of the air inlet zone at a significantly higher average speed.
The invention is illustrated in Figure 4 of the accompanying drawings where 9 designates the pavilion, 5 is the lintel,
6 is the coping.
The application of the invention is identical for refrigerants with mechanical ventilation by suction fan, according to the example of FIG. 5, the principle of the invention not being affected by the nature of the vacuum created, whether either of natural or mechanical origin.
Figure 6 shows another embodiment of the pavilion, and Figure 7 shows on a larger scale a shape approximately the same as that shown in Figures 4 and 5.
The embodiment of the pavilion can be any (metal, wood, plastic, concrete, fiber cement, etc.)
The shape of the roof will vary according to the dimensions of the appliance and according to the thermal outputs to be achieved as well as according to local conditions. In general, a curvature will be given as illustrated in FIGS. 6 or 7, or alternatively between the shapes illustrated in these two figures.