Condenseur sous vide avec jambe barométrique et régulation PIC
Ce schéma représente un condenseur multitubulaire horizontal fonctionnant sous vide, avec condensation côté calandre et eau de refroidissement côté tube.
Une pompe à vide (le gros carré) assure le maintien de la pression de condensation désirée en régulation (PIC), par soutirage des incondensables côté opposé à l'entrée des vapeurs et rejet de ces incondensables à l'atmosphère.
La régulation de pression est assurée par une vanne à l'aspiration de la pompe à vide, mais on peut aussi envisager d'autres possibilités:
- une vanne au refoulement de la pompe à vide,
- une vanne de recirculation autour de la pompe à vide (permettant de ce fait un engazage du condenseur, sauf présence d'un clapet),
- une pompe à vide à vitesse variable (compresseur à palettes par exemple).
La pompe à vide, nécessaire à l'évacuation des inertes pour la mise sous vide au démarrage, n'élimine en fonctionnement continu que les incondensables. Il peuvent provenir soit de l'alimentation en amont, soit des fuites de l'équipement sous vide (garnitures de pompes, étanchéité au niveau des tiges de vannes, joints, etc...). Dans un monde idéal, on pourrait envisager de fonctionner sous vide en arrêtant la pompe à vide une fois les inertes dégazés. La pression pourrait alors être régulée en agissant sur le débit d'eau de refroidissement.
La jambe barométrique est constituée par une ligne verticale plongeant dans un réservoir au sol avec un niveau de liquide. Pour assurer le soutirage des condensâts, formés sous vide, la hauteur h doit compenser le vide et les pertes de charge de la ligne, afin de ramener en bas de la jambe barométrique la pression à la pression atmosphérique.
Traduite en équation, cette phrase s'écrit (Bernouilli) ρgh=(Patm-Pcond)+ΔPf, ou h=(Patm-Pcond)/ρg+Jf, pressions en Pa (absolus).
Une autre solution pour soutirer les condensâts sous vide est d'installer un réservoir de récupération, lui aussi sous vide, et une pompe de reprise de ces condensâts en régulation de niveau.
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