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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR MANAGING HOT WATER FLOWS AND FOR STORING HEAT IN A FACTORY, AND WASTEWATER TREATMENT PLANT IMPLEMENTING SAID METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/166423
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method according to which the produced hot water flows are collected in a common storage tank (7) that is tall enough to enable the formation of stratified layers of water having decreasing temperatures from a temperature of at least around 90 °C at the upper portion to around 40 °C at the lower portion; the produced hot water flows are fed (6, 30, 47, Ve, Vf, Vg) into the storage tank (7) at various levels having the temperatures which substantially match those of the flows fed; hot water (Vd, Va, Vb, Vc) is withdrawn for various consumer devices at various levels having temperatures which substantially match the temperatures required for supplying the heat-consuming devices with hot water; and a valve-based control system (D) is provided at least on the withdrawals, in order to ensure the management and the thermal balance of the heat streams entering and exiting the storage tank, and to smooth the variations of the heat inputs and needs.

Inventors:
DUONG, Frédéric (12 rue du Chardonnay, Pezilla-la-Rivière, Pezilla-la-Rivière, F-66370, FR)
Application Number:
IB2015/053102
Publication Date:
November 05, 2015
Filing Date:
April 29, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SUEZ ENVIRONNEMENT (Tour CB21 - 16, Place de l'Iris, Paris La Defense Cedex, F-92040, FR)
International Classes:
F24D17/00; C02F11/00; F28D20/00
Foreign References:
DE2804748B11979-08-09
EP0284602A11988-09-28
DE202006003612U12006-07-06
EP2072912A22009-06-24
EP2336700A22011-06-22
DE2722111A11978-11-30
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
MOUGET-GONIOT, Claire et al. (3 avenue Bugeaud, Paris, Paris, F-75116, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Procédé d'exploitation et de gestion de flux de chaleur sous forme d'eau chaude produits et/ou consommés dans une station ou une usine, par des équipements producteurs et/ou consommateurs d'eau chaude, caractérisé en ce que :

les flux d'eau chaude produits sont recueillis dans un hydro-accumulateur commun (7) d'eau chaude d'une hauteur suffisante pour que soient formées des couches d'eau stratifiées à température décroissante depuis une température d'environ au moins 90°C en partie haute jusqu'à environ 40°C en partie basse,

les flux d'eau chaude produits, selon leur température, sont introduits (6, 30, 47, Ve, Vf, Vg) dans l'accumulateur (7) à des niveaux différents dont les températures correspondent sensiblement à celles des flux introduits, - des soutirages d'eau chaude (Vd, Va, Vb, Vc) pour différents équipements consommateurs sont prévus à des niveaux différents de l'accumulateur dont les températures correspondent sensiblement à celles souhaitées pour alimenter en eau chaude les équipements consommateurs,

et un système de contrôle (D) par vannes est prévu au moins sur les soutirages, pour assurer la gestion et l'équilibre thermique des flux de chaleur entrant et sortant de l'accumulateur, et lisser les variations des apports et des besoins en chaleur.

2. Procédé selon la revendication 1 , dans le cas d'une station ou d'une usine comportant au moins une chaudière fournissant de l'eau chaude à une température d'environ 100°C, caractérisé en ce qu'une partie au moins de l'eau chaude fournie par la chaudière est introduite en partie haute de l'accumulateur d'eau chaude. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la hauteur de l'accumulateur est d'au moins 4 m.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce l'accumulateur est d'une hauteur comprise entre 4 et 15 mètres.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce l'accumulateur est d'une hauteur supérieure au diamètre de l'accumulateur.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rapport hauteur sur diamètre de l'accumulateur est supérieur à 1 , avantageusement supérieur à 1 ,2, ou encore à 1 ,5. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation en eau chaude de l'accumulateur est également assurée à partir d'un équipement (2, 23, 40, 41 ,42) produisant de l'eau chaude à température inférieure à 90°C, mais supérieure à 50°C, cette alimentation étant effectuée à un niveau correspondant à une couche d'eau de l'accumulateur à température sensiblement égale à celle de l'eau d'alimentation.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'équipement est constitué par au moins une pompe à chaleur (42) fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à plus de 50°C, et/ou au moins un panneau solaire thermique (41 ) fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à 80°C, et/ou au moins un échangeur de chaleur installé en sortie d'un surpresseur d'air (40) fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à 50°C, et/ou au moins un sécheur de boues (23) fournissant en sortie de l'eau à une température d'environ 55°C, et/ou au moins un digesteur (2).

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les vannes de contrôle (Va...Vg) sont commandées par un système de contrôle (D) comportant un ordinateur ou un contrôleur dans lequel est installé un logiciel de gestion et de collecte de mesures de paramètres comprenant : température, débit, comptage de chaleur, le système de contrôle étant relié à des capteurs (T1 ,...T6) disposés en de multiples endroits sur les alimentations en eau chaude et également disposés sur toute la hauteur du réservoir accumulateur de chaleur, et à une mini-station météorologique (48), le système de contrôle actionnant les vannes et les équipements de récupération d'énergie de manière à gérer tous les flux de chaleur reliés à l'accumulateur, en particulier la position et l'ouverture des vannes de prises d'eau en fonction du niveau de charge thermique, et pour déterminer l'appoint éventuel de chaleur par une pompe à chaleur (42), ou une autre source de chaleur. 10. Station d'épuration d'eaux usées comportant des équipements producteurs et des équipements consommateurs d'eau chaude à des températures pouvant varier d'un équipement à l'autre, pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle comporte : un accumulateur commun (7) d'eau chaude d'une hauteur suffisante pour que soient formées des couches d'eau stratifiées à température décroissante depuis une température d'environ au moins 95°C en partie haute, jusqu'à environ 50°C en partie basse,

- un branchement (1 s, 3s, 4, 6 ; 17s, 23s, 35 ;40a, 41 a, 42a, 38, 47) pour chaque équipement producteur d'eau chaude, à un niveau de l'accumulateur correspondant à une température sensiblement égale à celle du flux introduit par le branchement,

une conduite de soutirage d'eau chaude (20, 1 1 , 43) pour chaque équipement consommateur prévue sur l'accumulateur à un niveau correspondant sensiblement à la température souhaitée pour l'alimentation en eau chaude de l'équipement consommateur associé,

des vannes de contrôle (Va,...Vg) prévues au moins sur les conduites de soutirage et un système de contrôle (D) de ces vannes pour assurer la gestion et l'équilibre hydraulique des flux de chaleur entrant et sortant de l'accumulateur, et lisser les variations des apports et des besoins en chaleur.

1 1 . Station selon la revendication 10, caractérisée en ce que la hauteur de l'accumulateur est d'au moins 4 m, de préférence la hauteur est supérieure au diamètre de l'accumulateur.

12. Station selon la revendication 10 ou 1 1 , caractérisé en ce qu'elle comporte comme équipement producteur d'eau chaude, au moins une chaudière (1 ) fournissant en sortie (1 s) de l'eau chaude, notamment à une température supérieure à 90°C, et/ou au moins un moteur thermique (3) fournissant en sortie (3s) de l'eau chaude, notamment à une température supérieure à 50°C, et/ou au moins une pompe à chaleur (42) fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à une température supérieure à 50°C, et/ou au moins un panneau solaire thermique (41 ) fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à

80°C, et/ou au moins un surpresseur (40) fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à 50°C, et/ou au moins un sécheur de boues (23) fournissant en sortie de l'eau à une température d'environ 55°C, et/ou au moins un digesteur (2).

Description:
PROCEDE DE GESTION DE FLUX D'EAU CHAUDE ET DE STOCKAGE DE CHALEUR DANS UNE USINE, ET STATION D'EPURATION D'EAUX USEES METTANT EN ŒUVRE CE PROCEDE L'invention est relative à un procédé d'exploitation et de gestion de flux d'eau chaude produits et utilisés par des process thermiques, dans une station d'épuration des eaux usées municipales et industrielles ou une usine, par des équipements producteurs et/ou consommateurs d'eau chaude pour un usage de process ou de chauffage.

L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un tel procédé pour la gestion des flux d'eau chaude d'une station d'épuration d'eaux usées.

Dans une usine, ou dans une station d'épuration d'eaux usées, divers équipements peuvent produire de l'eau chaude, notamment la chaleur résiduelle. C'est le cas par exemple d'une chaudière chauffée à partir de biogaz produit par des digesteurs et qui peut fournir non seulement de la vapeur d'eau mais aussi de l'eau chaude à une température voisine de 100°C. Le biogaz produit dans une station d'épuration peut servir également à alimenter un moteur thermique dont l'eau de refroidissement sort du moteur à une température qui est généralement supérieure à 90°C. Ces mêmes équipements producteurs d'eau chaude sont alimentés en retour à une température d'eau inférieure à celle de départ, l'écart de température varie selon l'usage de la chaleur dissipée. Dans le cas d'un moteur thermique, l'eau de refroidissement entrant dans le moteur peut être à une température de l'ordre de 70°C, de même que l'eau introduite dans la chaudière.

D'autres équipements peuvent produire de l'eau chaude à une température inférieure à 90°C mais suffisante pour des usages thermiques à moyenne et basse température, notamment à environ 50°C pour diverses applications telles que chauffage de bureaux, production d'eau chaude sanitaire, alimentation de digesteurs et de sécheurs de boues, alimentation de chauffage de serres maraîchères.

Cette diversité d'équipements producteurs et consommateurs d'eau chaude, à des températures différentes, rend difficile l'exploitation de l'énergie contenue dans l'eau chaude. Les difficultés liées à cette diversité sont accrues par les variations de la production et des besoins selon la période, notamment au cours d'une même journée et a fortiori hebdomadaire.

L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé qui permet d'exploiter le mieux possible et, en priorité, la chaleur produite et récupérée sur les équipements process et d'énergie renouvelable (ENR) d'une usine ou d'une station, notamment les usines ou stations qui comprennent des équipements producteurs d'eau chaude à des températures très variées et des équipements consommateurs d'eau chaude à des températures très variées, notamment d'une station d'épuration d'eaux usées, ou encore une usine de valorisation énergétique de déchets.

Selon l'invention, le procédé d'exploitation et de gestion de flux de chaleur sous forme d'eau chaude produits et/ou consommés dans une station ou une usine, par des équipements producteurs et/ou consommateurs d'eau chaude, est caractérisé en ce que :

les flux d'eau chaude produits sont recueillis dans un hydro-accumulateur commun d'eau chaude d'une hauteur suffisante pour que soient formées des couches d'eau stratifiées à température décroissante depuis une température d'environ au moins 90°C, de préférence 95°C, en partie haute jusqu'à environ 40°C en partie basse,

les flux d'eau chaude produits, selon leur température, sont introduits dans l'accumulateur à des niveaux différents dont les températures correspondent sensiblement à celles des flux introduits,

- des soutirages d'eau chaude pour différents équipements consommateurs sont prévus à des niveaux différents de l'accumulateur dont les températures correspondent sensiblement à celles souhaitées pour alimenter en eau chaude les équipements consommateurs,

et un système de contrôle par vannes est prévu au moins sur les soutirages, pour assurer la gestion et l'équilibre thermique des flux de chaleur entrant et sortant de l'accumulateur, et lisser les variations des apports et des besoins en chaleur.

Dans le cas d'une station ou d'une usine comportant au moins une chaudière fournissant de l'eau chaude à une température d'environ 100°C, une partie au moins de l'eau chaude fournie par la chaudière est introduite en partie haute de l'accumulateur d'eau chaude.

Avantageusement, la hauteur de l'accumulateur est d'au moins 4 m ; la hauteur est de préférence supérieure au diamètre du réservoir accumulateur de chaleur.

L'alimentation en eau chaude de l'accumulateur peut également être assurée à partir d'un équipement produisant de l'eau chaude à température inférieure à 90°C, mais supérieure à 50°C, cette alimentation étant effectuée à un niveau correspondant à une couche d'eau de l'accumulateur à température sensiblement égale à celle de l'eau d'alimentation. Un tel équipement peut être constitué par au moins une pompe à chaleur fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment supérieure à 50°C, et/ou au moins un panneau solaire thermique fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à 80°C, et/ou au moins un échangeur de chaleur installé en sortie d'un surpresseur d'air fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment supérieure à 50°C et/ou au moins un sécheur de boues fournissant en sortie de l'eau à une température d'environ 55°C, et/ou au moins un digesteur.

De préférence, les vannes de contrôle sont commandées par un système de contrôle comportant un ordinateur ou un contrôleur dans lequel est installé un logiciel de gestion et de collecte de mesures de paramètres comprenant : température, débit, comptage de chaleur, le système de contrôle étant relié à des capteurs disposés en de multiples endroits sur les alimentations en eau chaude et également disposés sur toute la hauteur du réservoir accumulateur de chaleur, et à une mini-station météorologique, le système de contrôle actionnant les vannes et les équipements de récupération d'énergie de manière à gérer tous les flux de chaleur reliés à l'accumulateur, en particulier la position et l'ouverture des vannes de prises d'eau en fonction du niveau de charge thermique, et pour déterminer l'appoint éventuel de chaleur par une pompe à chaleur ou une autre source de chaleur.

L'invention est également relative à une station d'épuration d'eaux usées comportant des équipements producteurs et des équipements consommateurs d'eau chaude à des températures pouvant varier d'un équipement à l'autre, caractérisée en ce qu'elle comporte :

- un accumulateur commun d'eau chaude d'une hauteur suffisante pour que soient formées des couches d'eau stratifiées à température décroissante depuis une température d'environ au moins 90°C, de préférence au moins 95°C, en partie haute, jusqu'à environ 40°C en partie basse,

un branchement, pour chaque équipement producteur d'eau chaude, à un niveau de l'accumulateur correspondant à une température sensiblement égale à celle du flux introduit par le branchement,

une conduite de soutirage d'eau chaude pour chaque équipement consommateur prévue sur l'accumulateur à un niveau correspondant sensiblement à la température souhaitée pour l'alimentation en eau chaude de l'équipement consommateur associé,

des vannes de contrôle prévues au moins sur les conduites de soutirage et un système de contrôle de ces vannes pour assurer la gestion et l'équilibre hydraulique des flux de chaleur entrant et sortant de l'accumulateur, et lisser les variations des apports et des besoins en chaleur.

Avantageusement, la hauteur de l'accumulateur est d'au moins 4 m. En effet, une telle hauteur permet d'avoir dans l'accumulateur une stratification de température (ou nombre de niveaux de température) suffisante pour correspondre aux différents niveaux de température des équipements producteurs et consommateurs de la station ou de l'usine.

La hauteur maximum de l'accumulateur est typiquement de 10 à 15 mètres, de manière à ne pas dépasser une pression de l'ordre de 0,10 à 0,15 MPa en fond d'accumulateur. Typiquement, la hauteur de l'accumulateur est comprise entre 4 et 15 mètres, préférentiellement entre 6 et 12 mètres, préférentiellement entre 8 et 10 mètres.

De préférence, l'accumulateur est d'une hauteur supérieure au diamètre de l'accumulateur. Typiquement, le rapport hauteur sur diamètre de l'accumulateur est supérieur à 1 , avantageusement supérieur à 1 ,15 ou 1 ,2, ou encore à 1 ,4 ou 1 ,5, et généralement inférieur à 2.

Les dimensions des accumulateurs dépendent de la taille de la station ou usine, et sont assujetties aux limites économiques constructives d'un stockage d'eau chaude aérien et de la disponibilité au sol.

Des exemples typiques d'accumulateurs sont :

- diamètre 4 m, hauteur 6 m à 8 m, volume 100 m 3

- diamètre 7 m, hauteur 10 m, volume 400 m 3

- diamètre 10 m, hauteur 12 m, volume 1000 m 3

- diamètre 13 m, hauteur 15 m, volume 2000 m 3 .

Il peut y avoir des réservoirs beaucoup plus importants, de volume supérieur à 2000 m 3 , ou plusieurs réservoirs jumelés en parallèle.

Une hauteur suffisante, associée à un rapport hauteur sur diamètre convenable de l'accumulateur permet à la fois d'avoir une stratification de température adaptée aux production et consommation d'eau chaude de la station ou de l'usine, et une charge thermique optimale de l'accumulateur, avec une emprise au sol raisonnable.

La station peut comporter comme équipement producteur d'eau chaude, au moins une chaudière fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à une température supérieure à 90°C, et/ou au moins un moteur thermique fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à une température supérieure à 90°C, et/ou au moins une pompe à chaleur fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à une température supérieure à 50°C et/ou au moins un panneau solaire thermique fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à 80°C, et/ou au moins un surpresseur fournissant en sortie de l'eau chaude, notamment à 50°C, et/ou à titre d'équipement producteur et/ou consommateur d'eau chaude, au moins un sécheur de boues fournissant en sortie de l'eau à une température d'environ 55°C, et/ou au moins un digesteur.

Selon un mode de réalisation, la station ou usine peut comporter, comme équipement producteur d'eau chaude, au moins une turbine et/ou au moins un moteur de cogénération.

L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ce dessin :

Fig.1 , figure unique, est un schéma illustrant la mise en œuvre du procédé de l'invention dans une station d'épuration d'eaux usées.

En se reportant au dessin, on peut voir un schéma de divers équipements producteurs ou consommateurs de chaleur sous forme d'eau chaude dans une station d'épuration d'eaux usées.

La station comporte une chaudière 1 , notamment pour brûler des gaz émis par la station, en particulier du biogaz provenant d'au moins un digesteur 2. L'arrivée d'eau dans la chaudière 1 est assurée par une conduite 1 e munie d'une vanne. L'eau entrant dans la chaudière 1 peut se trouver à une température de 70°C. Une conduite de sortie 1 s est reliée à la chaudière 1 pour fournir de l'eau chaude à une température voisine de 100°C.

La station peut également comporter au moins un moteur thermique 3, fonctionnant notamment au biogaz produit par un digesteur. Le moteur 3 comporte un circuit de refroidissement par eau avec une conduite d'entrée 3e et une conduite de sortie 3s de l'eau réchauffée. La conduite d'entrée 3e est munie d'une vanne et la température de l'eau de refroidissement peut être de l'ordre de 70°C à l'entrée du moteur 3. La température de l'eau sortant par la conduite 3s peut être de l'ordre de 95°C. La conduite 3s et la conduite 1 s se rejoignent pour former une conduite 4 reliée à l'entrée d'une nourrice d'équilibre 5. La sortie de la nourrice 5 est reliée par une conduite 6 à la partie haute d'un accumulateur d'eau chaude 7, ou hydro-accumulateur, commun aux divers équipements de la station. Un débitmètre 8 est installé sur la conduite 6, ainsi qu'une pompe 9 de mise en circulation de l'eau chaude.

L'accumulateur 7 peut avoir une forme cylindrique à base plate et à extrémité supérieure en forme de dôme muni d'un évent 7a. Le niveau supérieur de l'eau dans le réservoir 7 correspond à la base du dôme de sorte qu'un ciel gazeux 10 est présent au-dessus de l'eau contenue dans l'accumulateur 7. Cet accumulateur 7, commun à différents équipements de l'installation, est d'une hauteur suffisante, notamment de 4 m à 10 m, pour que soient formées des couches d'eau naturellement stratifiées à température décroissante depuis une température d'environ au moins 90°C et de préférence au moins 95°C en partie haute, jusqu'à environ 40°C en partie basse. De préférence, la hauteur de l'accumulateur 7 est supérieure à son diamètre.

L'alimentation en eau de la chaudière 1 et du moteur 3 est assurée par une conduite 1 1 branchée en partie basse de l'accumulateur 7 et équipée d'une nourrice d'équilibre 12, et d'un débitmètre 13 en aval de la nourrice 12 et en amont du raccordement de la conduite 3e. Une électrovanne Va est installée sur la conduite 1 1 à la sortie de l'accumulateur 7. Avantageusement, on prévoit un soutirage 14 et un autre soutirage 15 à des niveaux plus élevés que celui de la conduite 1 1 , dans l'accumulateur 7. Les soutirages 14 et 15 sont munis d'électrovannes, respectivement Vb, Vc, dont les sorties sont reliées à une conduite commune 16 rejoignant la conduite 1 1 en aval de la vanne Va. Il est ainsi possible d'élever la température de l'eau de la conduite 1 1 à l'aide des soutirages par les conduites 14 et 15. L'eau fournie aux conduites 1 e et 3e peut être à une température de 70°C environ.

Le digesteur 2, ou chaque digesteur, est alimenté par une conduite 17e en eau chaude à température d'environ 90°C. La conduite 17e est branchée sur une sortie d'une nourrice d'équilibre 18 et est équipée d'un débitmètre 19. L'entrée de la nourrice 18 est reliée par une conduite 20 et une électrovanne Vd à la partie haute de l'accumulateur 7 pour un soutirage d'eau à une température d'au moins 90°C, notamment d'environ 95°C. Une pompe 21 installée sur la conduite 20 assure la circulation de l'eau.

Une autre sortie de la nourrice 18 est reliée par une conduite 22 à un autre équipement consommateur de chaleur sous forme d'eau chaude à température d'environ 90°C, notamment un sécheur de boues 23 basse température. La conduite 22 est équipée d'un débitmètre 24.

Une conduite 17s est reliée à une sortie du digesteur 2 pour évacuer de l'eau à une température inférieure à celle entrant par la conduite 17e. A titre d'exemple non limitatif, la température de l'eau sortant par la conduite 17s peut être d'environ 70°C. La conduite 17s est reliée à une entrée d'une nourrice d'équilibre 25. Une autre entrée de cette nourrice 25 est reliée par une conduite 23s à une sortie du sécheur 23 qui délivre de l'eau à une température voisine de celle de la sortie 17s, notamment d'environ 70°C.

Une autre conduite 23s1 est branchée sur une autre sortie du sécheur 23 par laquelle l'eau du circuit de condensation des buées du sécheur sort à une température significativement inférieure à celle de l'eau d'alimentation du sécheur 22, notamment à une température d'environ 50°C. Cette récupération de la chaleur de condensation des buées du sécheur permet d'alimenter un réseau de chaleur à basse température 31 . La conduite 23s1 est reliée à un échangeur de chaleur 26 qui permet d'alimenter en chaleur le réseau basse température lorsque le sécheur est à l'arrêt, et qui reçoit, sur une entrée pour fluide chaud, de l'eau provenant de la nourrice 25 reliée à l'hydro accumulateur de chaleur par une conduite 27 sur laquelle est installée une pompe 28 de circulation et un débitmètre 29. L'eau arrivant par la conduite 27 est à une température d'environ 70°C.

Une conduite 30 de retour de l'échangeur 26 récupère de l'eau à une température d'environ 55°C qui est introduite en partie basse de l'accumulateur 7 au niveau d'une couche stratifiée de cet accumulateur ayant sensiblement la même température que celle de l'eau de retour de la conduite 30.

Une conduite 31 du réseau de chaleur basse température est reliée à une autre sortie de l'échangeur 26 pour diriger de l'eau, à une température de l'ordre de 48°C, par une branche 31 a vers des bureaux ou des locaux d'habitation 32 pour le chauffage et/ou la production d'eau chaude sanitaire. Une autre branche de dérivation 31 b dirige l'eau vers un utilisateur 33, notamment une ou plusieurs serres maraîchères. L'eau refroidie provenant des bureaux 32 et des serres 33 est ramenée par deux branches 34a, 34b d'une conduite 34 à une entrée basse température du sécheur de boues 23, à une température d'environ 38°C.

Une conduite 35 est branchée sur la sortie de la nourrice 25.

L'extrémité supérieure de la conduite 35 est reliée par une branche munie d'une électrovanne Ve à l'accumulateur 7, à un niveau correspondant à une couche dont la température est sensiblement celle de sortie de la nourrice 25, notamment de l'ordre de 70°C. Des branches reliées à la conduite 35, munies respectivement d'électrovannes Vf et Vg, sont reliées à l'accumulateur 7 à des niveaux inférieurs correspondant à des couches à températures plus basses. En cas de baisse trop prononcée de la température des différentes couches situées au niveau des branchements inférieurs, une introduction d'eau, par la vanne Ve, à une température d'environ 70°C peut permettre de remonter la température de la couche à une valeur souhaitée.

Une conduite 17s1 est branchée sur une deuxième sortie du digesteur 2 pour de l'eau sortant à une température de l'ordre de 70°C. Une conduite 23s2 est branchée sur une sortie du sécheur 23 délivrant de l'eau à une température également de l'ordre de 70°C. Les deux conduites 17s1 et 23s2 se rejoignent pour former une conduite unique 36 reliée à une entrée d'une nourrice d'équilibre 37.

Une conduite 38, équipée d'un débitmètre 39, est reliée à une autre entrée de la nourrice 37. La conduite 38 recueille de l'eau réchauffée provenant du circuit de refroidissement de l'air d'un surpresseur 40, par une conduite 40a, ainsi que de l'eau réchauffée par au moins un panneau solaire thermique 41 . La température de l'eau dans la conduite 40a, provenant du surpresseur 40, peut être d'environ 60°C tandis que la température dans la conduite 41 a provenant du panneau solaire 41 peut être de l'ordre de 80°C. Une pompe à chaleur 42 peut être prévue pour fournir sur une conduite de sortie 42a, raccordée à la conduite 38, une eau réchauffée à une température de l'ordre de 60°C.

Le circuit d'eau à réchauffer destinée respectivement à l'échangeur du surpresseur 40, au panneau solaire 41 et à la pompe à chaleur 42 provient de l'accumulateur 7, à une température d'environ 40 à 50°C, par une conduite 43 branchée sur l'accumulateur en partie basse, équipée d'une pompe de circulation 44. La conduite 43 est reliée à l'entrée d'une nourrice d'équilibre 45 dont la sortie est reliée par une conduite 46 à des branches 46a, 46b, 46c munies d'une vanne pour alimenter, en eau à réchauffer, respectivement le surpresseur 40, le panneau solaire 41 et la pompe à chaleur 42. Une sortie de la nourrice d'équilibre 37 est reliée par une conduite 47 à une entrée de l'accumulateur 7 en partie basse correspondant à une température d'environ 60°C pour la couche d'eau dans l'accumulateur.

Une unité de commande D est constituée par un système de contrôle comportant un ordinateur ou un contrôleur dans lequel est installé un logiciel de gestion et de collecte de toutes les mesures : température, débit, comptage de chaleur. Ce système de contrôle est relié aux différents débitmètres 8, 13, 19, 24, 29 et 39 pour en recueillir les mesures. Le système D est en outre relié à des capteurs de température T1 -T6 prévus à différentes hauteurs dans l'accumulateur 7 pour fournir au système D la température dans les différentes couches de l'accumulateur.

Une mini-station météorologique 48 est également reliée au système de contrôle D pour lui fournir des prévisions météorologiques et permettre d'anticiper sur les réglages des différentes vannes dont l'ouverture ou la fermeture est commandée par le système D.

Le fonctionnement de la station, concernant l'exploitation de l'eau chaude, résulte des explications qui précèdent.

L'accumulateur commun 7 d'eau chaude, avec les branchements d'alimentation et d'évacuation à différents niveaux, correspondant à des températures différentes, permet une gestion optimale des ressources. L'eau chaude à température la plus élevée d'environ 95°C est stockée en partie haute de l'accumulateur et reste sensiblement à cette température pour y être prélevée afin d'assurer le chauffage d'une unité telle que le digesteur ou le sécheur 23. Il faut noter que selon l'équilibre des apports et des besoins des différents consommateurs en chaleur, la température de l'eau dans l'hydro accumulateur de chaleur peut varier dans des valeurs extrêmes, c'est à dire en cas d'excès de chaleur la température de 95° peut être atteinte sur la quasi- totalité du volume d'eau et dans le cas de déficit important, la température de l'eau à 95° se limiterait à la partie supérieure de l'hydro accumulateur.

La qualité de cette eau n'est pas dégradée par l'eau à plus faible température introduite à des niveaux inférieurs.

Il en est de même pour les niveaux successifs de haut en bas.

II est en outre possible de remonter la température des couches inférieures d'eau dans l'accumulateur par les vannes Ve, Vf.

A titre d'exemple numérique, non limitatif, l'accumulateur d'eau chaude 7 peut assurer une réserve de chaleur de 90 MWh-th (mégawattheures) sous un volume d'environ 1500 m 3 et une hauteur d'environ 10 m. L'accumulateur 7, ou hydro-accumulateur, de chaleur constitue le cœur énergétique de la station d'épuration d'eaux usées. Il assure la gestion et l'équilibre hydraulique des flux de chaleur entrants et sortants, et permet le lissage des variations quotidiennes des apports et des besoins en chaleur. L'accumulateur permet aussi de fonctionner en régime discontinu sur certains équipements en gérant la réserve de chaleur accumulée.

Le système de contrôle D actionne les vannes et les équipements de récupération d'énergie de manière à gérer tous les flux de chaleur reliés à l'accumulateur 7, en particulier la position et l'ouverture des vannes de prises d'eau en fonction du niveau de charge thermique. Le système de contrôle D détermine l'appoint éventuel de chaleur à fournir par la pompe à chaleur 42, et permet d'utiliser en priorité la chaleur produite et récupérée sur les équipements du process de la station d'épuration et la chaleur provenant des énergies renouvelables ENR discontinues (panneaux solaires thermiques).