| 1. | Procede pour fournir ou enlever de la chaleur ä un fluide passant d'une premiere enceinte oü il est dans des conditions de Saturation ä une seconde enceinte oü il est egalement dans des conditions de Saturation mais ä une pression et une temperature plus basses, la chaleur etant fournie ou enlevee au fluide alors qu'il traverse les tubes d'un echangeur dont l'autre compartiment est parcouru par un autre fluide caloporte earacterise en ce qu'on fait passer au moins une partie dudit fluide ä travers lesdits tubes d'echangeur dans des conditions telles qu'il est diphasique avec un titr massique de 0,03 environ ä 0,97 environ sur une partie importante de son trajet dans 1'echangeur, et qu'il su bit au cours de la traversee des tubes une perte de cha ge continue qui correspond ä la majeurepartie de la dif rence de pression entre la premiere et la seconde en¬ ceintes. |
| 2. | Procede d'echange de chaleur dans laquelle de la chaleu a enee ou enlevee par un fluide caloporteur est utilise ä faire passer un fluide de travail de l'etat liquide ä OΛ'. l'etat vapeur ou inversement, procede dans lequel on fait circuler les deux fluides dans une serie de modules comprenant chacun une enceinte oü les phases liquide et vapeur du fluide de travail sont sensiblement en equi libre, lesdites enceintes etant ä des pressions et temperatures etagees, la vapeur etant extraite de chaque enceinte et comprimee vers le module voisin et la phase liquide du fluide de travail passant, d'un module ä l'autre dans le sens des pressions deeroissantes, au moins une partie de ce passage se faisant selon le proce¬ de de la revendication 1, earacterise en ce que, pour maintenir les conditions voulues ä 1'Interieur de 1'echan¬ geur, on ne fait passer ä travers celuici qu'une fraction du debit liquide qui va d'une enceinte ä l'autre, une autre fraction dela phase liquide allant d'une enceinte ä l'autre sans passer par ledit echangeur, et en ce que on fait varier la repartition du fluide entre "ces deux fractions. |
| 3. | Procede selon la revendication 2, et dans laquelle on desurchauffe, au niveau d'un module, le debit de vapeur provenant de l'etage voisin ä pression et temperature moins elevees et ayant traverse l'etage du compresseur de ce dernier module, earacterise en ce que, pour operer cette desurchauffe, on envoie dans ce debit de vapeur au moins une partie du liquide qui n'est pas passe par 1'echangeur. |
| 4. | Procede selon l'une des revendications 2 ou . earacterise en ce qu'au moins une partie du debit liquide qui n'est pas passe par 1'echangeur est envoyee dans un ejecteur oü on lui fait aspirer au moins une partie du debit de va¬ peur venant du module voisin ä pression et temperature moins elevees et ayant traverse l'etage de compresseur correspondant, de fagon ä surcomprimer et desurchauffer ladite vapeur. |
| 5. | Installation pour la mise en oeuvre du procede selon l' des revendication 2 ä 4, et comportant une serie de mo¬ dules comprenant chacun un echangeur, un etage de com¬ presseur et une enceinte de mise en contact des phases liquide et vapeur, ainsi que des conduites permettant d faire passer de la phase vapeur d'un module ä un autre dans le sens des pressions croissantes ä travers les etages de compresseur, et de la phase liquide dans le sens inverse ä travers les echangeurs, caracterisee en ce qu'elle comprend en outre une conduite permettant de faire passer de la phase liquide d'une enceinte de mise en contact des phases ä une autre enceinte de mise en contact sans passer par 1'echangeur et des moyens pour Commander le rapport entre la fraction du debit de liquide qui passe dans 1'echangeur et la fraction du debit de liquide qui passe dans ladite conduite. |
| 6. | Installation selon la revendication _. _ caracterisee en ce que ladite conduite amene ladite fraction du liquide dans un ejecteur dispose pour qu'il y entralne de la phase gazeuse sortant de l'etage du compresseur du mo¬ dule voisin, et en ce que le elange du liquide et de vapeur est ensuite envoye dans un separateur liquide gaz. |
| 7. | Installation selon l'une des revendications 5 ou 6 ca¬ racterisee en ce que ladite conduite est alimentee essen¬ tiellement en phase liquide, alors que le fluide qui entre dans 1'echangeur, ou qui en sort, peut etre diphasique. |
| 8. | * '. |
| 9. | Installation selon l'une des revendications 5 ä 7 , ca racterisee en ce qu'elle comprend des moyeήs pour soutirer de la phase liquide ä partir de la premiere enceinte de mise en contact des phases liquides et vapeur dans le sens des pressions et temperatures croissantes, et pour reinjecter le liquide atisi soutire en amont de 1'echangeur le plus proche. |
| 10. | Installation selon l'une des revendication 5 ä 8, ca¬ racterisee en ce qu'elle comprend des moyens pour sou¬ tirer de la phase liquide en aval du dernier echangeur dans le sens des temperatures et pressions croissantes, et pour reinjecter le liquide ainsi soutire en amont dudit echangeur. |
| 11. | Installation selon l'une des revendications 5 ä 10, caracterisee en ce qu'elle comprend des moyens pour in jecter de la phase liquide directement dans le compresseur. |
La presente invention est relative ä un proc§de et un dispositif pur echanger de la chaleur entre des fluides, l'un de ceux-cij qui sera appeli " dans la suite fluide de travail, etant maintenu dans des conditions telles que les echanges c ther iques entraϊnent la Vaporisation ou la condensation d'une partie de sa masse.
Plus particulierement _ la presente invention est relative a une installation de pompage de chaleur.
Les pompes ä chaleur sont connues depuis longtemps, mais II 10 parait difficile de dire que leurs rendements energiques et leurs prix atteignent le niveau optimal.
Une des raisons en est qu'il n'existe pas de fluide de tra- vail ideal pour les conditions oü il est plus specialement envisage de les utiliser, c'est-ä-dire ä des temperatures ] c du meme ordre que la temperature ambiante. Les freons con- viennent bien du fait notamment de -leurs temperatures de condensation sous des pressions moderees 3 mais ils sont coüteux, ne doivent pas etre mis en contact avec des graisses ni se repandre dans 1'atmosphere. L'eau aux temperatures
ordinaires exige des installations de volume prohibitif du fait des basses pressions correspondantes. L^ammoniac pre¬ sente des pressions convenables dans le domaine d'utili- sation considere, ainsi que de bonnes proprietes d'echange thermique et est peu coüteux, mais il est corrosif et toxique.
D'un autre cδte, les installations existantes sont rela- tivement importantes du fait des mediocres coefficients d'echange, usuels qui conduisent ä des echangeurs volu- mineux, d'oü des masses de fluide de travail importantes, ce qui est d'autant plus genant que ce fluide est soit coüteux comme le freon soit dangereux comme l'ammoniac.
üne autre voie pour ameliorer les po pes ä chaleur existan¬ tes, consiste, evidemment, ä ameliorer leur rendement ther- modynamique, de fagon ä obtenir de meilleurs transferts de chaleur pour une masse egale de fluide de travail.
Un pas dans cette voie est represente par le brevet CH 305 668, dans lequel la Vaporisation du fluide de travai est faite par etapes, ä pression et temperature decrois- santes, la phase vapeur du fluide de travail etant extraite ä chaque etape et envoyee dans un etage correspondant d'un compresseur, oü eile rejoint la vapeur provenant d'une etape ä px'ession inferieure et qui a dejä ete comprimee dans un autre etage du compresseur.
Cette conception ne s'est cepe ' ndant pas repandue, peut- etre parcequ'elle faisait appel au freon ou ä l'eau con e fluide de travail. De plus, l'amelioration du rendement
thermodynamique est limitee du fait que la vapeur qui sort finalement du compresseur est loin des conditions de Satu¬ ration.
Le brevet FR 76 1 . 96 publie sous le no. 2-3.52.247, pre- sente une solution plus perfectionnee du probleme de l'amelioration du rendement thermodynamique. En effet. dans chacun des modules oü ä chaque etape s'opere la Vaporisation par etapes du fluide de travail, la vapeur recomprimee provenant du module voisin ä pressi ' on inferieur ä travers un etage du compresseur est remise en * contact avec la phase liquide, et est donc ramenee aux conditions de Saturation, si bien que sur un diagram e entropique par exe ple, le trajet en zig-zag representant les etats successifs de la phase vapeur reste toujours a proximite de la courbe de Vaporisation. On obtient ainsi un gain energetique variable selon la nature de fluide de travail et les conditions operatoires, mais particulierement interessant dans le cas de l'ammoniac. Cet avantage est encore considerablement aug- mente par le fait que,- dans ce brevet, la condensation du fluide de travail, dans la partie haute temperature de la pompe ä chaleur,est egalement operee par etapes, dans des mo¬ dules analogues ä ceux oü s'opere la Vaporisation.
Cependant, dans ce brevet, les echangeurs ne fönt pas l'objet d'une §tude particuliere et il ressort de la des- cription qu'onya surtout eu en vue des echangeurs consti- tues par des recipients en partie remplis par la phase liquide du fluide de travail, ä niveau libre, des tubes tra- verses par les fluides avec lesquels se fait l'echange de chaleur etant disposes soit dans la phase liquide soit
dans la phase vapeur surplombante.
Une teile disposdtion entraϊne 1Obligation de disposer de masses relativement importantes de fluide de travail, ce qu comme on l'a dit plus haut ' est ä eviter, surtout lorsque celui-ci est l'ammoniac. De plus, eile ne garantit pas que les coefficients d'echange soient optimaux.
En outre, si on examine les pertes de Charge aubies par le fluide lorsqu'il parcourt les modules dans le sens des pressions decroissantes, on constate que l'essentiel de la difference de pression entre deux modules conseeutifs correspond ä la perte de Charge due au "flashage" du liquide lorsqu'il penetre dans le compartiment d'echange. Ce flashage s'accompagne de pertes d'energies non recuperab les.
Dans les travaux qui ont abouti ä la presente invention, on s'est plus particulierement attaehe aux echanges thermi- ques dans des echangeurs et aux pertes de charges correspo dantes.
On sait d'une fagon generale que lorsqu'on veut realiser des echanges de chaleur dans des tubes, il faut necessaire- ment mettre en jeu la perte de Charge du fluide qui les traverse et que, plus grande est cette perte de Charge, plu grand est le flux thermique. Cette correlation (analogie de REYNOLDS) prend un caractere praticulier dans les cas oü il se produit dans des tubes une ebullition ou une con¬ densation; les phenomenes physiques qui se produisent alors donnent lieu selon les ordres de grandeur des divers para¬
metres (debit specifique, titre) mis en jeu, ä une grande variete " de regimes des fonctionnement tant du point de vue hydrodynamique (ecoulements stratifies, transitoires, annulaires) que du point de vue thermocinetique (regimes d'evaporatioh, d'ebullitioh nuclee, etc..)
Parmi ces regimes, certains presentent un interet parti- culier, car ils permettent d'atteindre des flux thermiques ' 2 tres eleves, par exemple supβrieurs ä 0 kW/m „ avec une faible difference de temp≤rature entre fluide et paroi du tube, par exemple 1 C.
Ces regimes sont ottenus lorsque le "titre massique" rapport entre le debit de vapeur et le debit total de fluide, mesures en poids, est compris entre une valeur de l'ordre de 0,03 environ et une valeur de l'ordre de 0,97 environ, c'est- a-dire des que le fluide est franchement diphasique, avec une perte de Charge importante, par exemple de l'ordre de 0,3 bar par metre pour des tubes de diametre 20 mm (cf 5th Int. Heat Transfert Conf. 1974 TOKYO, Handbook of heat transfert, R0SEN0W).
De telles conditions sont compatibles avec le procede des brevets precites, en effet une difference de temperature de 5° entre deux modules successifs donne lieu, si on utilise de l'ammoniac, ä une diffirence de pression qui peut etre de l'ordre de grandeur de 3 bars, ce qui correspond ä un tube de 10 metres de long comportant une perte de Charge de 0,3 bar/metre.
Les valeurs du titre massique qui permettent les regimes
ci-dessus peuvent etre obtenues assez facilement, en effet, dans un echangeur qui regoit du liquide qui sort d'un mo- dule et est sensiblement aux conditions d'equilibre avec de la vapeur, il suffit de fournir au liquide peu de chaleur pour qu'il commence ä bouillir, c'est-ä-dire pour que le titre massique devienne superieur ä zero, et' depasse la valeur minimale. II suffit de calculer le debit en fonctio du flux thermique pour qu'ä la sortie de 1'echangeur, il n'ait pas ete entierement transfor e en phase,vapeur, c'est ä-dire que le titre massique soit inferieur ä 0,97 * et qu' il penetre dans le module a pression inferieur un melange liquide-vapeur. De meme, en ce qui concerne un module oü le fluide condensable cede de la chaleur, il suffit de pre- voir qu'avaήt l'entree de 1'echangeur, on ajoute au liquide une quantite de vapeur s ffisante pour qu'elle ne soit to- talement condensee qu'au voisinage de la sortie de 1'echang eur.
Ainsi, la quasi totalite, ou la totalite, de la surface de 1'echangeur travaillera dans les conditions de flux thermi- Qu optimal, du cδte du fluide condensable.
En general, il n'est pas possible de se placer dans des conditions analogues de 1'autre cδte de la paroi de 1'echangeur, car le fluide qui apporte ou retire de la chaleur n'est pas normalement dans les conditions oü il est condensable, mais le probleme est beaucoup moins genant dans la mesure oü il ne s'agit pas d'un fluide coüteux, dangereux ou corrosif, ou en quantite tres limitee, mais par exemple de l'eau geόthermale ou de refroidissement In¬ dustrie! ou de chauffage.
O PI
On peut se damnder pourquoi des echangeurs fonctionnent se¬ lon les principes ci-dessus, et qui sont dejä connus, ne sont pas plus repandus. II y a ä cela plusieurs raisons ' : l'etude des systemes diphasiques en cours de transformation est d'une extreme complexite, et les donnees nec ' essaires pour le calcul ne sont pas disponibles dans tpus les cas, l'interet d'un fort coefficient d'echange est beaucoup moins grand dans une chaudiere par exemple oü la diffe¬ rence de temperature d'un cδte ä 1'autre d'une paroi est de plusieurs centaines de degres centigrades, que dans une pompe ä chaleur, oü eile est de quelques degres seulement, alors que, dans la plupart des cas, une augmentation des per¬ tes de Charge est coüteuse en energie, au contraire des dispositifs auxquels s'applique la presente invention, oü la difference de pression de part et d'autre d'un echangeur est Imposee, donc gratuite.
La presente invention a pour but un procede " de fournir ou enlever de la chaleur ä un fluide passant d'une premiere enceinte oü. ' IL est dans des conditions de Saturation ä une seconde enceinte oü il est egalement dans des conditions de Saturation mais a une pression et une temperature plus basses, la chaleur etant fournie ou enlevee au fluide alors qu'il traverse les tubes d'un echangeur contenant un autre fluide caloporteur, ce procede presentant, selon 1'invention, la particularite qu'on fait passer au moins une partie du- dit fluide ä travers lesdits tubes d'echangeur dans des conditions telles qu'il est diphasique avec un titre massique de 0,03 environ ä 0,97 environ sur une partie importante de son trajet, dans 1'echangeur, et qu'il subit au cours de la traversee des tubes, une perte de Charge continue qui
correspond ä la majeure partie de la difference de pression entre la premiere et la seconde enceintes.
Quoiqu'on ait parle ci-dessus des tubes d'un echangeur, il est clair que 1'invention s'applique aussi aύ cas d'un echangeur ä tube unique. '.
Le long de son trajet dans 1'echangeur le fluide peut etre soit diphasique avec un titre massique compris entre 0,03 et 0,97 * söit ä l'etat essentiellement gazeux, le titre massique etant superieur ä 0,97 ou egal ä 1, soit essentiel- lement liquide, le titre massique etant inferieur ä 0,03 ou nul* La oü le fluide est essentiellement gazeux la perte de Charge est i portante, quό ' ique inferieure ä celle ob- servee quand le fluide est diphasique, et le coefficient d'echange thermique est tres faible. Cette Situation est donc ä eviter ou ä limiter au maximum.
La oü le fluide est essentiellement liquide, la perte de Charge est faible, mais le coefficient d'echange thermique est aussi tres faible. Cette Situation est moins defavorab- le que lorsque le fluide est essentiellement gazeux, mais eile correspond ä des longueurs de tube quasi inutiles, d'oü exces d'invertissement et augmentation de l'encombre- ment.
Etant donne l'importance de la perte de Charge dans 1'echangeur sous regime diphasique, il est clair que ,sauf dispositions speciales, c'est lä que se produit la perte de Charge la plus importante entre les deux enceintes, ä ir.oins qu'on n ait prevu des dispositions speciales contraires, telles qu'un etranglement de la conduite en amont ou er.
OMP
aval de 1'echangeur.
Une teile mesure est, evidemment ä eviter pour la perte d'energie qu'elle entraine, et du ' fait qu'elle limite d'autant la difference de-pression exploitable '-dans 1'echangeur. Toutefois, pour un reglage fin du regime,' il es possible de prevoir en amont ou en aval, une perte de Char¬ ge peu importante et reglable.
Des regimes diphasiques dans un echangeur existent sans nul doüte en certains points d'echangeurs ou de chaudieres, mais jusqu'ici ils n'ont pas ete exploites de facon syste- matique dans des pompes de chaleur ä etages, oü le fluide passe, sous l'effet de sa pression, d'un module ä un autre, et oü.le liquide est en equilibre avec sa vapeur dans chaque module.
_ *
Dans un tel dispositif, pour obt enir le mode de fonc- tionnement desire,- qn doit avoir une correlation judicieuse entre les divers parametres, ä savoir le flux thermique re- ςu ou cede par le fluide de travail, la geometrie de 1'echangeur, la perte de Charge dans 1'echangeur et le debit. 0r, il est clair que l'on n'est pas entierement maitre de ces parametres, les premiers representants des contraintes exterieures, et les derniers affectant le fonctionnement de toute 1'Installation si bien que toute modification de ceux- ci se repercute, en chaine, sur tous les etages. Ainsi est-il difficile de remedier ä des perturbations ou de pro- ceder ä la ise en marche.
II est apparu que le moyen le plus efficace de reguler
la marche d'une teile installation §tait d'agir sur le debi qui passe ä travers les tubes de l'δchangeur. Cela impli- que que, contrairement ä l'art anterieur, tout le debit entre deux etages, et qui est fixe par d'autres-, considera- tions, ne passe pas constamment ä travers les tubes du meme echangeur, ou les meines tubes de 1'echangeur, autre- ment dit, qu'une partie du debit qui est transferee d'une enceinte ä 1'autre ne passe pas dans 1'echangeur et est deviee soit dans un autre echangeur soit dans un conduit
10 oü eile subit simplement une perte de Charge, correspon- dant ä la difference de pression entre les deux enceintes.
L'invention fournit donc aussi une methode d'echange de chaleur dans laquelle de la chaleur amenδe ou enlevee par un fluide caloporteur est utilisee a .faire passer un fluide
15 de travail de l'etat liquide ä l'etat vapeur ou inverse- ment, procede dans lequel on fait circuler les deux fluides dans une serie de modules comprenant chacun une enceinte oü les phases liquide et vapeur du fluide de travail sont sensiblement en equilibre, lesdites enceintes etant ä des
20 pressions et temperatures έtages, la vapeur etant extraite de chaque enceinte et envoyee dans un etage du compresseur, et la phase liquide du fLuide de travail passant d'un module ä 1'autre dans le sens des pressions decroisantes, au moins une partie de ce passage se faisant selon le procede decrit
25 plus haut cette methode presentant la particularite que pou maintenir les conditions voulues ä 1'Interieur de 1'echang¬ eur, on ne fait passer ä travers celui-ci qu'une fraction de la phase liquide qui va d'une enceinte ä l'autre, une autre fraction de la phase liquide allant d'une enceinte . Q ä l'autre sans passer par ledit echangeur, et on fait
OM y 1P
varier la repartition du fluide entre ces deux fractions.
Bien entendu, une teile methode s'applique au cas du bre¬ vet FR 76 14 96 precite, dans lequel, la vapeur sortant d'un etage de compression'est envoyee dans le module voisin ä pression et temperature plus elevees pour etre remise en contact avec la phase liquide.
Suivant une modalite avantageuse de 1'invention, lorsqu'on desurchauf e, au niveau d'un module, le debit de vapeur pro- venant de 1'etage voisin ä pression et temperature moins elevees et ayant traverse 1'etage du compresseur de ce dernier module, ce qui peut etre opere par mise en contact totale comme dans le procede du brevet ci-dessus, soit d'une autre faςon, pour operer cette desurchauffe, on envoie dans ce debit de vapeur au moins une partiedu liquide qui n'est pas passe par 1'echangeur.
Par ailleurs, suivant une autre modalite avantageuse qui peut se combiner avec la precedente, au moins une partie du debit liquide qui n'est pas passe par 1'echangeur est en¬ voyee dans un ejecteur oü on lui fait aspirer au moins une partie de debit de vapeur venant du module voisin ä pres¬ sion et temperature moins elevees et ayant traverse 1'etage de compresseur correspondant, de faςon a surcomprimer et desurchauffer ladite vapeur. Ainsi, l'energie due ä la detente de la phase liquide entre deux modules n'est pas perdue, mais est employee ä soulager le compresseur.
Un dispositif pour la mise en oeuvre du procede selon 1'invention va maintenant etre decrit en s'aidant des figures parmi lesquelles:
Fig. 1 represente le schema d'un module "rechauffe" et
Fig. 2 represente le schema d'un module "refroidi"
Le dispositif auquel se rapportent les figures, et qui est decrit ä titre d'exemple non limitatif est une pompe ä chaleur fonctionnant ä 'ammoniac comme gaz de travail le fluide apporteur de chaleur etant de l'eau tiede d'ori- gine geothermale ou provenant d'installations indu¬ strielles, et le fluide extracteur de chaleur est de l'eau destinee au chauffage ou au sechage dans des installations industrielles.
La pompe comprend un certain nombre de "modules", qui sont parcourus par l'ammoniac.
Chaque module comprend, normalement:
- un echangeur 1 dans les tubes duquel circule l'ammoniac, l'eau apporteuse ou extractrice de chaleur circulant autour des tubes,
- tin separateur liquide -gaz 2 de type cyclone suscepti- ble de realiser une mise en contact des phases liquide et vapeur et un brassage energique de ces phases de faςon ä obtenir une mise rapide en equilibre,
- un etage .de compresseur > 3 operant sur la phase vapeur,
- un ejecteur 4, oü la phase liquide ä pression elevee volt son energie potentielle transformee en partie en energie cinetique qui lui sert ä entraϊner la phase gazeuse.
Certains modules ne sont pas co plets, ainsi le module terminal ä plus haute pression ne comporte pas d'echangeur
.. OMPI
d'etage de compresseur ni d'ejecteur, alors que, dans le module terminal ä pression la plus basse, -le separateur est remplace par un simple recipient.
L'installation comprend deux types de modules, ' les uns dits "rechauf es" fönt l'objet de la figure :1, les autres dits "refroidis", celui de la figure 2.
Sur les figures, les modules ä pression et temperature plus elevees sont situes ä droite, et les modules ä pres¬ sion et temperature plus basses ä gauche. On a deslgne par n un module rechauffe, et par n-1 et n+1 les modules voi- sins, dans l'ordre de pressions croissantes, et par p-lj P J P + l des modules ' refroidis, dans le meme ordre.
Dans un module rechauffe n, le co partiment ammoniac de 1'echangeur 1 est relie, pour son alimentation, au module n + 1 par une conduite 5 disposee pour l'alimenter essentiellement en phase liquide ä partir du separateur 2a de ce module , c'est-ä-dire debouchant en partie basse de celui-ci. Le compartiment eau est alimente en eau chaude par une conduite 6, provenant soit de la source, soit d'un etage n+1 ä pression et temperature plus elevees.
L'eau est ensuite envoyee ä l'etage n-1, oü ä l'evacuation par une conduite 7-
Dans 1'echangeur 1, l'ammoniac reςoit de la chaleur et se vaporise au moins en partie si bien qu'il en sort un fluide diphasique, ou seulement en phase vapeur, qui est envoye au separateur 2 par une conduite 8. Cette conduite peut
etre supprimee, les tubes de 1'echangeur debouchant alors directement dans le separatuer. Comme il a ete dit plus haut, il n'est pas avantageux que la Vaporisation totale ait Heu dans 1'echangeur ä une distance importante de la sortie, alors qu'on peut tolerer que le fluide sortant soit diphasique. •
Une fraction du liquide sortant du separateur 2a de 1'etag n + 1 est envoyee par une autre conduite 9 dans 1'ejecteur 4, sans passer par 1'echangeur, et y acquiert une grande vitesse en passant dans une buse d'ejection, puis eile est mise en contact avec la vapeur provenant de 1'etage de compresseur 3b du module n-l'par la conduite 10. L'ejectio se produit avec Vaporisation partielle et il sort de 1'ejecteur un fluide diphasique ä vitesse elevee, dont la vapeur provient ä la fois de la conduite 10 et de la
Vaporisation du liquide araene par la conduite 9« Ce melange est amene par la conduite 11 dans le separateur cyclone 2 dans lequel il rejoint le fluide diphasique provenant de la conduite 8.
Par le haut du separateur, la phase gazeuse est extraite et envoyee ä l'etage du compresseur 3 par la conduite 12, alors que, par le bas du separateur 2, la phase liquide est envoyee au module n-1 de la fagon indiquee plus haut.
Des vannes, non representees, permettent de repartir le flux du liquide sortant du separateur 2a de l'etage n + 1 entre les conduits 5 et 9 de fagon ä maintenir la fin de la zone de Vaporisation dans 1'echangeur 2 au voisinage de la sortie.
Un module refroidi 1, tel que representee ä la figure 2, ne differe d'un module rechauffe que par les points sui¬ vants:
Le fluide extracteur de chaleur circule dans 1 echangeur en sens inverse d'un module rechauffe, c'est-ä-dire qu'il arrive par le conduit 7 ä partir du module p-1, et s'en va par le conduit 6 vers le module p+1.
L'echangeur 1 doit etre alimente en fluide diphasique ä partir du separateur 2a de l'etage p+ 1, et, pour cela, une conduite supplementaire 13 part du haut du separateur et rejoint la conduite 5 a l'entree de 1'echangeur 1. Cette conduite 13 est equipee d'une vanne 14 en effet, la quan¬ tite de vapeur condensee dans 1'echangeur est proportion- nelle au flux thermique qui est enleve par l'eau.
Les autres parties du module sont les emes que celles d'un module rechauffe,on doit toutefois observer que la conduite 8, qui relie 1'echangeur 1 au separateur 2 ne doit plus normalement, etre traversee que par du liquide.
Dans les modules d'un type ou d'un autre, les vannes commandant la repartition du debit entre les conduites 5 et 9 sont asservies ä un parametre lie ä un regime ä 1'Inte¬ rieur de 1'echangeur. Un mode de regulation simple est lie ä la quantite de liquide presente dans le separateur.
D'autre part, il n'est pas necessaire que la totalite de la phase vapeur venue de l'etage du compresseur 3b soit mise en contact avec la totalite de la phase liquide, une
partie ou irfeme la totalite de cette phase vapeur peut aller ä l'etage du compresseur 3 sans passer par 1'ejecteur ou par le separateur, ä condition d'etre mise en contact avec quantite süffisante de phase liquide pour etre ramenee aux conditions de Saturation, c'est-ä-dire desurchauffee. Cette desurchauffe peut etre operee dans la machine tournante elle-meme.
Les modules terminaux presentent des problemes particu- liers: au niveau du "premier" module, c'est-ä-dire celui ä pression et temperature les plus basses, le separateur est en fait remplace par un simple reservoir, dont le fluide de travail ne sort que sous forme de vapeur. Un en- voi de phase liquide n'ayant 'pas traverse 1'echangeur risque de provoquer son engorgement. Dans ce cas, pour la regulation destinee ä obtenir le regime convenable dans 1'echangeur, il est preferable de prevoir qu'une quantite reglable de liquide est soutiree du reservoir pour etre re-injectee en amont (dans le sens de la circulation du liquide), de l'e-changeur le plus proche, ä l'aide d'une pompe pour surmonter la difference de pression entre mo¬ dules.
De meme, dans le "dernier" module, ä pression et temperatu¬ re les plus elevees, la desurchauffe de la vapeur en pro- venance du dernier etage de compresseur ne peut etre operee ä l'aide du liquide provenant d'un module superieur, si bien que le dernier echangeur risque de sortir du regime optimal. II est preferable de prevoir, pour eviter cet inconvenient, que de la phase liquide, soutiree en aval du
dernier echangeur soit re-injectee en amont de ce dernier, en quantite reglable, ä l'aide d'une pompe pour compenser la difference de pression.
Par ailleurs, la presente invention ne fait pas obstacle ä la presence, dans la serie des modules, de modules "adiabatiques" , c' est-ä-dire sans echangeur.