FR2918167A1 - High pressure heat exchanger e.g. gas cooler, inner cleaning method, for air conditioning circuit, involves circulating fluid in heat exchanger, so that fluid is partially found in liquid phase to act as solvent with respect to particles - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de nettoyage interne d'un échangeur de chaleurMethod of internally cleaning a heat exchanger
La présente invention se rapporte à un procédé de nettoyage interne pour des échangeurs de chaleur et notamment pour 5 les échangeurs de chaleur à haute pression. The present invention relates to an internal cleaning method for heat exchangers and especially for high pressure heat exchangers.
L'invention concerne également une installation de nettoyage pour la mise en oeuvre du procédé de nettoyage interne mentionné ci-dessus. Pour une protection plus efficace de l'environnement, la mise en oeuvre d'échangeurs de chaleur utilisant des fluides supercritiques tels que le dioxyde de carbone (CO2), est de plus en plus utilisée. 15 On entend par fluide supercritique, un fluide qui est chauffé au-delà de sa température critique ou qui est comprimé au-delà de sa pression critique. Les propriétés physico-chimiques d'un tel fluide sont intermédiaires entre 20 les propriétés des liquides et celles des gaz. Plus précisément, un fluide supercritique présente une viscosité proche de celle des gaz, une densité proche de celle des liquides, et une diffusivité élevée. The invention also relates to a cleaning installation for carrying out the internal cleaning method mentioned above. For more efficient protection of the environment, the use of heat exchangers using supercritical fluids such as carbon dioxide (CO2), is increasingly used. Supercritical fluid is a fluid that is heated beyond its critical temperature or compressed beyond its critical pressure. The physicochemical properties of such a fluid are intermediate between the properties of the liquids and those of the gases. More precisely, a supercritical fluid has a viscosity close to that of gases, a density close to that of liquids, and a high diffusivity.
25 Les échangeurs de chaleur mentionnés ci-dessus opèrent à des pressions élevées d'au moins environ 100bar. Pour cette raison on désigne souvent ce type d'échangeur de chaleur, comme un échangeur de chaleur à haute pression. La pression élevée, comme indiqué plus haut, est nécessaire pour 30 permettre au système d'atteindre l'état supercritique du fluide réfrigérant. 10 L'utilisation du dioxyde de carbone (CO2), encore appelé gaz carbonique en tant que fluide réfrigérant présente un certain nombre d'avantages, notamment le fait que son état supercritique apparaît pour une pression et température relativement basse, à savoir environ 74bar et 31,1 C; Mais aussi le fait qu'il n'est pas toxique et naturellement présent dans l'atmosphère. The heat exchangers mentioned above operate at high pressures of at least about 100 bar. For this reason this type of heat exchanger is often referred to as a high pressure heat exchanger. The high pressure, as indicated above, is necessary to allow the system to reach the supercritical state of the coolant. The use of carbon dioxide (CO2), also referred to as carbon dioxide as a coolant, has a number of advantages, including the fact that its supercritical state occurs at a relatively low pressure and temperature, namely about 74 bar. 31.1 C; But also the fact that it is not toxic and naturally present in the atmosphere.
EP1775539A2 est un exemple de document décrivant un 10 échangeur de chaleur à haute pression. EP1775539A2 is an example of a document describing a high pressure heat exchanger.
Lors de la fabrication d'un échangeur de chaleur et notamment lors du brasage, du poinçonnage, de l'usinage et de l'extrusion, des impuretés indésirables sous forme de 15 particules solides et/ou liquides peuvent se retrouver à l'intérieur de l'échangeur. Ces particules peuvent être de nature métallique ou organique. During the manufacture of a heat exchanger and in particular during soldering, punching, machining and extrusion, unwanted impurities in the form of solid and / or liquid particles may be found within the exchanger. These particles may be metallic or organic in nature.
Lors du fonctionnement de l'échangeur à haute pression, ces 20 particules peuvent, sous pression opérante élevée d'environ 100bar, endommager des composantes essentielles du système, tels que le compresseur par exemple. During the operation of the high-pressure exchanger, these particles may, under high operating pressure of about 100 bar, damage essential components of the system, such as the compressor for example.
Traditionnellement, pour le nettoyage interne de 25 l'échangeur, on utilise des solvants organiques. Parmi ceux-ci on peut citer: les alcanes, les alcènes, les alcools, les alcynes halogénés ou encore l'éthylène glycol. Traditionally, for the internal cleaning of the exchanger, organic solvents are used. Among these may be mentioned: alkanes, alkenes, alcohols, halogenated alkynes or ethylene glycol.
L'utilisation de ces solvants présente cependant de 30 nombreux inconvénients. D'une part le traitement des déchets est coûteux et polluant. Et d'autre part, ces solvants induisent des nuisances auprès des opérateurs qui les mettent en œuvre (inhalation, risque d'explosion...). The use of these solvents, however, has many disadvantages. On the one hand, waste treatment is expensive and polluting. And secondly, these solvents induce nuisance from the operators who implement them (inhalation, risk of explosion ...).
De plus, l'utilisation de solvants organiques ne permet pas d'atteindre un état d'ultrapropreté requis pour certains matériaux, et les équipements industriels doivent être adaptés à l'utilisation de ces solvants dont certains sont explosifs. In addition, the use of organic solvents does not achieve a state of ultra cleanliness required for certain materials, and industrial equipment must be adapted to the use of these solvents some of which are explosive.
En outre, lors d'une utilisation de tels solvants, pour le nettoyage d'échangeurs de chaleur à haute pression, une étape de rinçage doit être prévue afin d'éliminer tout résidu de solvant organique. In addition, when using such solvents, for the cleaning of high-pressure heat exchangers, a rinsing step must be provided to remove any residual organic solvent.
Pour ces raisons et d'autres, la présente invention vient introduire un procédé de nettoyage interne pour échangeur de chaleur, utilisant un fluide dans son état liquide ou supercritique tel que le dioxyde de carbone (CO2). For these and other reasons, the present invention introduces an internal cleaning method for a heat exchanger, using a fluid in its liquid or supercritical state such as carbon dioxide (CO2).
Dans l'état de la technique, des procédés de nettoyage respectueux de l'environnement utilisant des fluides liquides ou supercritiques et en particulier le nettoyage au dioxyde de carbone supercritique ont largement été étudiés. In the state of the art, environmentally friendly cleaning processes using liquid or supercritical fluids and in particular supercritical carbon dioxide cleaning have been widely studied.
Les composantes à nettoyer sont diverses allant de simples pièces automobiles ou aéronautiques, jusqu'à des pièces complexes de systèmes optiques ou électroniques. Le nettoyage se fait généralement par simple trempage ou immersion dans le fluide supercritique ou encore par exposition des pièces à nettoyer à un jet du fluide sous pression. The components to be cleaned range from simple automotive and aerospace parts to complex parts of optical or electronic systems. The cleaning is generally by simply dipping or immersion in the supercritical fluid or by exposing the parts to be cleaned to a jet of the fluid under pressure.
Le document US6558475 décrit un dispositif, pour un procédé de nettoyage, utilisant du dioxyde de carbone supercritique et un co-solvant tel que l'heptane, le benzène, l'acide acétique, le méthanol, l'éthanolamine, le diméthylsulfoxyde, le N,N-diméthylformamide etc. Le fluide est maintenu en une seule phase en ajustant la pression et la température. La pièce ou le substrat à nettoyer est placé(e) dans une chambre pressurisée et mis(e) en contact avec le fluide supercritique, pendant une durée suffisante pour nettoyer extérieurement le substrat. US6558475 discloses a device for a cleaning process using supercritical carbon dioxide and a co-solvent such as heptane, benzene, acetic acid, methanol, ethanolamine, dimethylsulfoxide, N , N-dimethylformamide etc. The fluid is maintained in a single phase by adjusting the pressure and temperature. The part or substrate to be cleaned is placed in a pressurized chamber and brought into contact with the supercritical fluid for a time sufficient to clean the substrate externally.
Le document WO0232593 vise un procédé, un dispositif et une installation pour le nettoyage de pièces contaminées par des impuretés, utilisant un fluide dense sous haute pression et en particulier du CO2. Les pièces à nettoyer sont placées dans des paniers distincts et à l'intérieur d'une chambre isolée sous pression. Les paniers sont actionnés de telle sorte à suivre un mouvement de rotation. Un jet de fluide à haute vitesse, en direction des pièces à nettoyer, placées dans les paniers rotatifs, élimine les impuretés. WO0232593 is a method, a device and an installation for cleaning parts contaminated with impurities, using a dense fluid under high pressure and in particular CO2. The parts to be cleaned are placed in separate baskets and inside an insulated chamber under pressure. The baskets are actuated so as to follow a rotational movement. A jet of fluid at high speed, in the direction of the parts to be cleaned, placed in the rotating baskets, eliminates the impurities.
Un procédé de nettoyage utilisant un gaz liquéfié tel que le dioxyde de carbone, l'oxyde nitreux ou l'hexafluorure de soufre, est décrit dans le document EP0583653. La température du gaz liquéfié se trouve en dessous de la température critique. Les éléments à nettoyer sont exposés au fluide dans une chambre isolée, pendant une période de temps suffisante pour atteindre le niveau de propreté visé. Le fluide peut être recyclé et réutilisé après une étape de filtration éliminant les impuretés. A cleaning process using a liquefied gas such as carbon dioxide, nitrous oxide or sulfur hexafluoride is described in EP0583653. The temperature of the liquefied gas is below the critical temperature. The elements to be cleaned are exposed to the fluid in an isolated chamber for a period of time sufficient to reach the target level of cleanliness. The fluid can be recycled and reused after a filtration step eliminating impurities.
Dans les procédés de nettoyage susmentionnés, les pièces et éléments à nettoyer sont exposés à un fluide dans son état liquide ou supercritique, qui les nettoie extérieurement. In the aforementioned cleaning processes, the parts and elements to be cleaned are exposed to a fluid in its liquid or supercritical state, which cleans them externally.
La présente invention vient améliorer la situation. The present invention improves the situation.
Pour cela, l'invention vise un procédé de nettoyage interne d'un échangeur de chaleur dans lequel on utilise un fluide de nettoyage pour éliminer des particules indésirables solides et/ou liquides contenues dans l'échangeur de chaleur. For this, the invention is directed to a method of internally cleaning a heat exchanger in which a cleaning fluid is used to remove solid and / or liquid undesirable particles contained in the heat exchanger.
Le fluide de nettoyage utilisé est un fluide qui se trouve à l'état gazeux dans les conditions normales de température et de pression, comme par exemple le CO2. On entend par conditions normales de température et de pression, respectivement une température d'environ 20 C-25 C et une pression atmosphérique. The cleaning fluid used is a fluid which is in the gaseous state under normal conditions of temperature and pressure, such as for example CO2. Normal temperature and pressure conditions are understood to mean a temperature of about 20 ° C-25 ° C and atmospheric pressure, respectively.
Pour le nettoyage, le fluide mentionné ci-dessus, circulera à l'intérieur d'un échangeur de chaleur, dans des conditions contrôlées de température et de pression pour que le fluide se trouve au moins en partie en phase liquide pour agir comme solvant à l'égard des particules à éliminer. For cleaning, the aforementioned fluid will circulate inside a heat exchanger, under controlled conditions of temperature and pressure so that the fluid is at least partially in the liquid phase to act as a solvent to with regard to the particles to be eliminated.
Selon un mode de réalisation la circulation du fluide de nettoyage a lieu dans une boucle fermée comprenant l'échangeur de chaleur à nettoyer. La circulation se fait alors pendant une période de temps suffisante pour éliminer les particules indésirables solides et/ou liquides. La période de temps visée ci-avant sera d'au 10 minutes et généralement comprise entre 10 minutes et 60 minutes. According to one embodiment, the circulation of the cleaning fluid takes place in a closed loop comprising the heat exchanger to be cleaned. Circulation is then for a period of time sufficient to remove solid and / or liquid undesirable particles. The period of time referred to above shall be 10 minutes and generally between 10 minutes and 60 minutes.
Il peut être envisagé d'une part d'alimenter la boucle fermée de fluide de nettoyage et d'autre part de comprimer ce fluide au sein de la boucle fermée. It may be envisaged, on the one hand, to feed the closed loop of cleaning fluid and, on the other hand, to compress this fluid within the closed loop.
Optionnellement, la boucle fermée peut être alimentée avec un co-solvant. Optionally, the closed loop can be powered with a co-solvent.
De préférence, on utilisera du dioxyde de carbone (CO2) en tant que fluide de nettoyage. Preferably, carbon dioxide (CO2) will be used as the cleaning fluid.
Avantageusement, le dioxyde de carbone circule à une pression supérieure à 100bar à l'intérieur de l'échangeur, et plus précisément à une pression comprise entre 120bar et la pression maximale acceptable d'environ 300bar. Par pression maximale acceptable on entend la pression au-delà de laquelle l'échangeur de chaleur encourt des risques d'éclatement. Ceci se produit aux environ d'une pression de 320bar pour les échangeurs à gaz de la dernière génération. Une haute pression de circulation permet un nettoyage plus efficace de l'échangeur. Advantageously, the carbon dioxide circulates at a pressure greater than 100 bar inside the exchanger, and more precisely at a pressure between 120 bar and the maximum acceptable pressure of about 300 bar. Maximum acceptable pressure means the pressure beyond which the heat exchanger incurs bursting risks. This occurs at about 320bar pressure for the latest generation gas heat exchangers. High circulation pressure allows more efficient cleaning of the exchanger.
Selon d'autres modes de réalisation, le dioxyde de carbone nettoyant à l'intérieur de l'échangeur, circule à une température supérieure à 20 C, notamment à une température comprise entre 20 C et 31 C. According to other embodiments, the carbon dioxide cleaning inside the exchanger circulates at a temperature above 20 C, especially at a temperature between 20 C and 31 C.
Dans les conditions de température et de pression précitées, le dioxyde de carbone se trouve en phase liquide. Ceci est avantageux pour la réalisation de l'invention en raison de l'entraînement efficace des impuretés et essentiellement en raison de la facilité de réalisation. En effet, opérer à de telles conditions physico-chimiques, est bien plus simple que d'opérer dans des conditions supercritiques. L'efficacité du nettoyage est directement dépendante du débit du fluide nettoyant. Ce débit se situe généralement entre 20kg/h et 230kg/h. Selon un mode préférentiel de réalisation, le fluide de nettoyage circule avec un débit compris entre 20kg/h et environ 150kg/h. Under the above-mentioned temperature and pressure conditions, the carbon dioxide is in the liquid phase. This is advantageous for the realization of the invention because of the efficient entrainment of the impurities and essentially because of the ease of production. Indeed, operating at such physicochemical conditions, is much simpler than operating under supercritical conditions. The effectiveness of the cleaning is directly dependent on the flow of the cleaning fluid. This flow rate is generally between 20kg / h and 230kg / h. According to a preferred embodiment, the cleaning fluid circulates with a flow rate of between 20 kg / h and about 150 kg / h.
Selon un autre mode de réalisation, les impuretés ou particules indésirables solides et/ou liquides sont insolubles dans le fluide de nettoyage et sont séparées en continu dudit fluide. Ceci peut être fait par filtration et/ou décantation. According to another embodiment, the impurities or solid and / or liquid undesirable particles are insoluble in the cleaning fluid and are continuously separated from said fluid. This can be done by filtration and / or decantation.
Le procédé de nettoyage selon l'invention est particulièrement adapté pour être utilisé pour le nettoyage d'un échangeur de chaleur du type refroidisseur de gaz pour un circuit de climatisation utilisant du dioxyde de carbone (CO2). Ceci sera détaillé plus loin. The cleaning method according to the invention is particularly suitable for use in cleaning a gas-cooled heat exchanger for an air conditioning circuit using carbon dioxide (CO2). This will be detailed later.
L'invention vise également une installation pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-avant. The invention is also directed to an installation for implementing the method as described above.
L'installation comprend: - une boucle fermée contenant l'échangeur de chaleur à nettoyer et propre à être parcourue par le fluide de nettoyage, - un réservoir pour le fluide de nettoyage, et - des moyens de compression pour faire circuler le fluide de nettoyage sous une pression donnée à l'intérieur de la boucle fermée. The installation comprises: - a closed loop containing the heat exchanger to be cleaned and clean to be traversed by the cleaning fluid, - a reservoir for the cleaning fluid, and - compression means for circulating the cleaning fluid. under a given pressure inside the closed loop.
Selon un mode de réalisation, l'installation peut en outre comprendre un condenseur et un accumulateur, tous deux en amont dudit échangeur de chaleur à nettoyer. On peut également prévoir des moyens de séparation pour éliminer les particules indésirables solides et/ou liquides. Cette séparation se fait préférentiellement par des moyens de filtration et/ou de décantation. 10 Optionnellement, dans le cas où le procédé fait intervenir un co-solvant, l'installation peut comprendre un réservoir pour ce dernier. According to one embodiment, the installation may further comprise a condenser and an accumulator, both upstream of said heat exchanger to be cleaned. Separation means can also be provided to remove solid and / or liquid undesirable particles. This separation is preferably done by means of filtration and / or decantation. Optionally, in the case where the process involves a co-solvent, the plant may include a reservoir for the latter.
15 Pour des raisons de sécurité qui seront détaillées plus loin, une soupape de surpression reliée à la boucle, en amont de l'échangeur de chaleur à nettoyer peut être prévue dans l'installation. For safety reasons which will be detailed below, a pressure relief valve connected to the loop upstream of the heat exchanger to be cleaned may be provided in the installation.
20 Pour les mêmes raisons que ci-dessus et d'autres, une chambre de protection à l'intérieur de laquelle se trouve l'échangeur de chaleur peut être prévue dans l'installation. Ceci sera également détaillé plus loin. For the same reasons as above and others, a protective chamber inside which the heat exchanger is located can be provided in the installation. This will also be detailed later.
25 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et de la figure 1 annexée. Other features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description and attached FIG.
Bien évidement, l'invention ne se limite pas au mode de 30 réalisation décrit ci-après, mais englobe toutes les réalisations que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications annexées.5 La figure 1 illustre une installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de nettoyage interne d'un échangeur de chaleur. Of course, the invention is not limited to the embodiment described below, but encompasses all the embodiments that can be envisaged by those skilled in the art within the scope of the appended claims. FIG. the implementation of a method of internally cleaning a heat exchanger.
Le circuit de la figure 1 est constitué d'une boucle fermée contenant un échangeur de chaleur 10 à nettoyer. Cet échangeur 10 sera traversé intérieurement par un fluide de nettoyage, à savoir par exemple du dioxyde de carbone (CO2). The circuit of FIG. 1 consists of a closed loop containing a heat exchanger 10 to be cleaned. This exchanger 10 will be traversed internally by a cleaning fluid, namely for example carbon dioxide (CO2).
Un réservoir 1 pour le fluide de nettoyage est placé en début de la boucle fermée. Ce réservoir contient donc le fluide destiné à parcourir la boucle en vue du nettoyage interne de l'échangeur 10. A reservoir 1 for the cleaning fluid is placed at the beginning of the closed loop. This reservoir therefore contains the fluid intended to traverse the loop for the internal cleaning of the exchanger 10.
Pour assurer un état au moins partiellement liquide du fluide de nettoyage, ce dernier traverse un condenseur 2 au niveau duquel sont fixés les conditions de température du fluide. Pour l'utilisation du dioxyde de carbone, la température sera fixée préférentiellement entre 20 C et 31 C. To ensure an at least partially liquid state of the cleaning fluid, the latter passes through a condenser 2 at which the temperature conditions of the fluid are fixed. For the use of carbon dioxide, the temperature will be set preferably between 20 C and 31 C.
Une accumulation du fluide a lieu dans la suite du circuit au niveau d'un accumulateur 3. Cette accumulation de fluide nettoyant est destinée à assurer un jet régulier de pression constante dans la suite du circuit. A cet effet, une pompe (ou compresseur) haute pression du fluide de nettoyage 5, est placée en aval de l'accumulateur 3 et est destinée à propulser un jet de fluide à haute vitesse au travers de l'intérieur de l'échangeur de chaleur 10. Le fluide est préférentiellement comprimé de manière à l'amener à une pression supérieure ou voisine de 120 bar. Ce paramètre sera déterminé en fonction de la température du fluide, afin de garder un état au moins partiellement liquide, tel que défini plus haut. La limite maximale supérieure ou acceptable sera définie en fonction de l'échangeur de chaleur 10 à nettoyer. Par limite maximale acceptable on entend la pression au delà de laquelle l'échangeur 10 encourt des risques d'éclatement. Pour la dernière génération d'échangeurs de chaleur, celle-ci se situe aux environs de 300 bar. A fluid accumulation takes place in the rest of the circuit at an accumulator 3. This accumulation of cleaning fluid is intended to ensure a steady stream of constant pressure in the rest of the circuit. For this purpose, a pump (or compressor) high pressure cleaning fluid 5, is placed downstream of the accumulator 3 and is intended to propel a jet of fluid at high speed through the inside of the heat exchanger. heat 10. The fluid is preferably compressed so as to bring it to a pressure greater than or close to 120 bar. This parameter will be determined according to the temperature of the fluid, in order to maintain an at least partially liquid state, as defined above. The upper or acceptable maximum limit will be set depending on the heat exchanger 10 to be cleaned. By acceptable maximum limit means the pressure beyond which the exchanger 10 incurs risks of bursting. For the latest generation of heat exchangers, this is around 300 bar.
Parallèlement à l'accumulateur 3 et au compresseur 5, sont branchés: d'une part un réservoir à co-solvant 4, et d'autre part une pompe (ou compresseur) haute pression pour un co-solvant 6. L'utilisation d'un co-solvant en combinaison avec le fluide de nettoyage permet une meilleure dissolution des particules à éliminer. Le cosolvant peut être un solvant polaire ou non-polaire (apolaire). In parallel with the accumulator 3 and the compressor 5 are connected: on the one hand a co-solvent tank 4, and on the other hand a high pressure pump (or compressor) for a co-solvent 6. The use of a co-solvent in combination with the cleaning fluid allows a better dissolution of the particles to be removed. The cosolvent may be a polar or non-polar solvent (apolar).
À titre d'exemple, on pourra citer, en ce qui concerne les solvants polaires: un mélange acétone-méthanol ou encore du diméthyle-sulfoxyde; et en ce qui concerne les solvants apolaires: des alcanes tels que l'heptane ou l'iso-octane. By way of example, mention may be made of polar solvents: an acetone-methanol mixture or else dimethyl sulphoxide; and with respect to apolar solvents: alkanes such as heptane or isooctane.
La pompe 6 comprime le co-solvant de façon analogue au compresseur 5 décrit plus haut. Les conditions de pression du co-solvant se situeront par conséquent dans la même gamme de valeurs que pour le fluide de nettoyage, à savoir entre 120 bar et environ 300 bar. The pump 6 compresses the co-solvent in a similar manner to the compressor 5 described above. The pressure conditions of the co-solvent will therefore be in the same range of values as for the cleaning fluid, namely between 120 bar and about 300 bar.
Toutefois, l'ajout de co-solvant reste optionnel et, s'il est présent, sa concentration sera faible à savoir inférieur ou égal à environ 10% en poids dans le mélange fluide nettoyant./co-solvant. Ceci toujours pour des raisons de protection environnementale. However, the co-solvent addition remains optional and, if present, its concentration will be low, ie less than or equal to about 10% by weight in the cleaning fluid / solvent mixture. This always for reasons of environmental protection.
Avant de passer au travers de l'échangeur de chaleur 10, le mélange fluide nettoyant/co-solvant est préalablement libéré d'impuretés au niveau d'un filtre 7. D'une part ceci permet un nettoyage plus efficace en évitant l'introduction de particules indésirables additionnelles dans l'échangeur 10. Et d'autre part, un éventuel risque d'endommagement de l'échangeur 10 par des particules solides sous haute pression est écarté. Before passing through the heat exchanger 10, the cleaning fluid / co-solvent mixture is previously released from impurities at a filter 7. On the one hand this allows a more efficient cleaning by avoiding the introduction additional particles in the exchanger 10. And secondly, a possible risk of damage to the exchanger 10 by solid particles under high pressure is discarded.
Par la suite, le mélange fluide nettoyant/co-solvant traverse intérieurement l'échangeur de chaleur 10. Les impuretés solides et/ou liquides contenues dans l'échangeur 10 sont alors entraînés par le mélange nettoyant. Subsequently, the cleaning fluid / co-solvent mixture passes internally through the heat exchanger 10. The solid and / or liquid impurities contained in the exchanger 10 are then entrained by the cleaning mixture.
Pour des raisons de sécurité, l'échangeur 10 est de préférence placé à l'intérieur d'une chambre 9. Cette chambre isole le fluide nettoyant de l'environnement. En effet, le dioxyde de carbone présente un caractère nocif lors d'une exposition à haute concentration. Pour éviter toute émission dans l'atmosphère environnante, et éviter tout risque pour les opérateurs du procédé de nettoyage, il est donc plus judicieux de prévoir une chambre isolante 9. For safety reasons, the exchanger 10 is preferably placed inside a chamber 9. This chamber isolates the cleaning fluid from the environment. Indeed, carbon dioxide is harmful during high concentration exposure. To avoid any emission into the surrounding atmosphere, and to avoid any risk for the operators of the cleaning process, it is therefore more advisable to provide an insulating chamber 9.
De plus, en abaissant la pression à l'intérieur de la chambre 9, celle-ci peut permettre d'effectuer un contrôle d'éventuelles fuites de l'échangeur de chaleur 10. Ici apparaît un autre avantage de la présente invention. Le contrôle d'étanchéité ainsi que le contrôle de résistance à de hautes pressions de l'échangeur 10, peut être effectué30 simultanément au procédé de nettoyage selon l'invention. 1l en résulte un grand intérêt économique et un gain de temps non négligeable lors de la fabrication de l'échangeur 10. Le procédé de nettoyage accompagné des tests précités, peut donc être placé en fin de ligne de production d'un échangeur de chaleur. In addition, by lowering the pressure inside the chamber 9, it can make it possible to check for possible leaks of the heat exchanger 10. Here appears another advantage of the present invention. The tightness check as well as the resistance check at high pressures of the exchanger 10 can be carried out simultaneously with the cleaning method according to the invention. This results in great economic interest and a significant time saving during the manufacture of the heat exchanger 10. The cleaning process accompanied by the aforementioned tests, can therefore be placed at the end of the production line of a heat exchanger.
Également pour des raisons de sécurité, une soupape de surpression 8 reliée à la boucle, est placée en amont de l'échangeur de chaleur 10 à nettoyer. Une éventuelle surpression qui risquerait d'endommager l'échangeur 10 pourra être évacuée. Also for safety reasons, a pressure relief valve 8 connected to the loop, is placed upstream of the heat exchanger 10 to be cleaned. Any overpressure which could damage the exchanger 10 can be evacuated.
Après passage du mélange nettoyant par l'échangeur 10, des moyens de séparation pour éliminer les particules indésirables solides et/ou liquides du mélange nettoyant sont placées dans la continuité de la boucle. L'élimination de particules solides et/ou liquides se fait au moyen d'un filtre 11 et d'un dispositif de décantation 12. Le dispositif de décantation 12 a pour fonction de séparer les particules qui n'ont pas été piégées et éliminées par le filtre 11 situé en amont. After passing the cleaning mixture through the exchanger 10, separation means for removing the unwanted solid and / or liquid particles of the cleaning mixture are placed in the continuity of the loop. The solid and / or liquid particles are removed by means of a filter 11 and a decanting device 12. The function of the decanting device 12 is to separate the particles that have not been trapped and eliminated by the filter 11 located upstream.
La boucle se ferme avec le retour du fluide nettoyant au 25 condenseur 2. The loop closes with the return of the cleaning fluid to the condenser 2.
Un avantage d'opérer avec une installation à boucle fermée est que l'on peut facilement effectuer plusieurs cycles de nettoyage l'un à la suite de l'autre. En effet, il est 30 connu dans la technique de la chimie, que l'efficacité d'un procédé de nettoyage est augmentée par la répétition de cycles brefs. 5 10 Optionnellement, on pourra prévoir un moyen d'inversion du sens de circulation du mélange nettoyant, afin de pouvoir décrocher et éliminer des impuretés bloquées à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 10. One advantage of operating with a closed loop installation is that one can easily perform several cleaning cycles one after the other. Indeed, it is known in the art of chemistry that the efficiency of a cleaning process is increased by the repetition of brief cycles. Optionally, it will be possible to provide a means for reversing the direction of circulation of the cleaning mixture, in order to be able to unhook and eliminate impurities blocked inside the heat exchanger 10.
Le tableau I ci-dessous reflète l'efficacité d'un procédé de nettoyage selon l'invention. Masse totale Surface interne de Température Pression Débit Temps d'impuretés l'échangeur de ( C) (Mpa) CO2 (min) (rng/m2) chaleur à nettoyer (k ) (m2) Échangeur de 1522 0,155 0 0 0 0 Chaleur A non soumis au procédé de nettoyage interne. Échangeur de 931 0,155 0 0 0 0 Chaleur B - non soumis au procédé de nettoyage interne. Échangeur de 149 0,383 20 12 20 60 Chaleur C soumis au procédé de nettoyage interne. Échangeur de 286 0,155 60 12 10 60 Chaleur D - soumis au procédé de nettoyage interne. Échangeur de 129 0,155 40 20 7,5 60 Chaleur C - soumis au procédé de nettoyage interne. Tableau I. Table I below reflects the effectiveness of a cleaning process according to the invention. Total mass Internal surface of Temperature Pressure Flow Time of impurities exchanger of (C) (Mpa) CO2 (min) (rng / m2) heat to be cleaned (k) (m2) Exchanger of 1522 0.155 0 0 0 0 Heat A not subject to the internal cleaning process. 931 heat exchanger 0.155 0 0 0 0 Heat B - not subject to the internal cleaning process. Exchanger of 149 0.383 20 12 20 60 Heat C subjected to the internal cleaning process. Exchanger of 286 0.155 60 12 10 60 Heat D - subjected to the internal cleaning process. Exchanger of 129 0.155 40 20 7.5 60 Heat C - subject to the internal cleaning process. Table I.
Le tableau I fait apparaître cinq échangeurs de chaleur, qui ont été assemblés dans des conditions identiques, au même moment et lors d'un même procédé de fabrication. 15 Afin de caractériser l'état de propreté initial, une analyse de propreté a été réalisée sur deux d'entre eux, à savoir des échangeurs A et B. Cette analyse et plus précisément le taux d'impuretés présent dans les échangeurs, pourra servir de référence pour le calcule de l'efficacité du procédé de nettoyage. Table I shows five heat exchangers, which were assembled under identical conditions, at the same time and during the same manufacturing process. In order to characterize the initial state of cleanliness, a cleanliness analysis was carried out on two of them, namely exchangers A and B. This analysis, and more precisely the level of impurities present in the exchangers, could serve reference for calculating the efficiency of the cleaning process.
Aux trois autres échangeurs C, D, et E a été appliqué un procédé de nettoyage interne selon l'invention, suivi d'une 10 analyse de propreté analogue à celle des échangeurs A et B. To the other three exchangers C, D, and E was applied an internal cleaning method according to the invention, followed by a cleanliness analysis similar to that of exchangers A and B.
Les résultats reportés dans le tableau 1 reflètent l'efficacité de la présente invention. The results reported in Table 1 reflect the effectiveness of the present invention.
15 L'efficacité se détermine en fonction du rapport entre le taux d'impuretés avant nettoyage et le taux d'impuretés après nettoyage: -l'efficacité maximale est d'environ 12, - l'efficacité minimale est d'environ 3, et 20 - l'efficacité moyenne est d'environ 6,5. The efficiency is determined according to the ratio between the level of impurities before cleaning and the level of impurities after cleaning: the maximum efficiency is about 12, the minimum efficiency is about 3, and The average efficiency is about 6.5.
Le tableau I montre que l'efficacité dans des conditions préférentielles (échangeur C) de l'invention est comparable à l'efficacité du procédé de nettoyage dans des conditions 25 supercritiques. En effet le rapport de la masse totale d'impuretés après et avant nettoyage interne est d'environ 8 dans les conditions selon l'invention et d'environ 9,5 dans des conditions supercritiques. Table I shows that the efficiency under preferred conditions (exchanger C) of the invention is comparable to the efficiency of the cleaning process under supercritical conditions. Indeed the ratio of the total mass of impurities after and before internal cleaning is about 8 under the conditions according to the invention and about 9.5 under supercritical conditions.
30 En opérant dans les conditions de l'invention, il est donc possible d'atteindre une propreté spécifique inférieure à 300 mg/m2. By operating under the conditions of the invention, it is therefore possible to achieve a specific cleanliness of less than 300 mg / m 2.
Il ressort donc de la présente description, que l'invention telle que revendiquée présente une multitude d'avantages. It is thus apparent from the present description that the invention as claimed has a multitude of advantages.
Lorsque le procédé de nettoyage interne, tel que décrit ci- dessus, est appliqué pour un échangeur de chaleur du type refroidisseur de gaz pour un circuit de climatisation utilisant du dioxyde de carbone, aucune étape de rinçage n'est nécessaire car le fluide de nettoyage est identique au gaz de l'échangeur (à savoir du CO2). When the internal cleaning method, as described above, is applied for a gas-cooler type heat exchanger for an air-conditioning system using carbon dioxide, no flushing step is necessary because the cleaning fluid is identical to the exchanger gas (ie CO2).
De plus, une éventuelle étape de séchage est éliminée car le dioxyde de carbone est volatile dans les conditions normales de température et de pression. In addition, a possible drying step is eliminated because the carbon dioxide is volatile under normal conditions of temperature and pressure.
Bien évidement, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant mais englobe toutes les réalisations que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications annexées. Obviously, the invention is not limited to the embodiments described above but encompasses all the achievements that may be considered by those skilled in the art within the scope of the appended claims.
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