CUENI MARCEL (CH)
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DE102008037316A1 | 2009-02-12 | |||
DE3102869A1 | 1982-09-30 | |||
JP2014102039A | 2014-06-05 | |||
DE3224854A1 | 1984-01-05 | |||
DE2608873A1 | 1977-09-08 | |||
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JP2014102039A | 2014-06-05 |
REVENDICATIONS 1. Réseau urbain (10) d'échange thermique, comportant au moins une unité (14) de production d'énergie thermique, au moins un conduit (11) pour véhiculer un liquide caloporteur (13) au moins partiellement chargé avec de l'énergie thermique fournie par ladite unité (14) de production thermique, au moins un dispositif utilisateur (15) de l'énergie thermique véhiculée par ledit liquide caloporteur (13), dans lequel ledit dispositif utilisateur comporte un point de soutirage (16) de fluide caloporteur pour en extraire de l'énergie thermique et un point d'injection (17) pour réinjecter ledit fluide calorifique (13) dans ledit conduit (11). dans lequel ledit point de soutirage (16) est associé à une pompe à chaleur (18) pour extraire de l'énergie thermique dudit fluide caloporteur pour alimenter ledit dispositif utilisateur (15), et dans lequel ledit au moins un conduit (11) est déposé dans une tranchée (20) ménagée dans le terrain environnant et comblée avec des matériaux de remblai, caractérisé en ce que : ledit au moins un conduit (11) véhiculant ledit fluide caloporteur (13) est réalisé en un matériau thermiquement bon conducteur ; - ledit au moins un conduit (11) véhiculant ledit fluide caloporteur (13) est au moins indirectement en contact, sans isolant thermique intermédiaire, avec lesdits matériaux de remblai de ladite tranchée (20) ; et ledit réseau urbain (10) comporte des moyens de gestion (14a) pour maintenir ledit fluide caloporteur (13) à une température Τ , telle que la différence ΔΤ entre la température ΤΊ dudit fluide caloporteur (13) et la température T2 moyenne du terrain environnant, à une valeur prédéterminée. 2. Réseau urbain (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite différence ΔΤ est comprise entre 0 et 10°C et de préférence entre 1 et 5°C. 3. Réseau urbain (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens de gestion (14a) sont agencés pour maintenir constamment la température Ti dudit fluide caloporteur (13) à une valeur supérieure à sa valeur de congélation. 4. Réseau urbain (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite tranchée contenant lesdits matériaux de remblai, contient au moins un matériau à changement de phase. 5. Réseau urbain d'échange thermique selon ra revendication 5, dans lequel lesdits matériaux de remblai comportent des éléments fractionnés qui remplissant au moins partiellement ladite tranchée, lesdits éléments fractionnés comprenant au moins un premier matériau à changement de phase (21 ) sous la forme de particules solides mélangées audits éléments fractionnés. 6. Réseau urbain d'échange thermique, selon la revendication 5, dans lequel lesdits éléments fractionnés remplissant au moins partiellement ladite tranchée, sont en contact direct avec les parois (23) dudit au moins un conduit (11 ) véhiculant ledit fluide caloporteur (13), dans lequel lesdites parois de ce conduit sont réalisées en un matériau thermiquement bon conducteur. 7. Réseau urbain d'échange thermique, selon la revendication 4, dans lequel ledit au moins un conduit (1 1) pour véhiculer un liquide caloporteur (13) comporte un tube périphérique (24a) et un tube intérieur (23a), disposé à l'intérieur dudit tube périphérique (24a), ledit tube intérieur (23a) étant agencé pour véhiculer ledit fluide caloporteur ( 3) et définissant un espace périphérique ménagé entre ledit tube périphérique (24a) et ledit tube intérieur (23a), ledit espace périphérique contenant au moins un second matériau à changement de phase (21a), et dans lequel les parois (24b) dudit tube périphérique (24a), sont réalisées en un matériau thermiquement bon conducteur. 8. Réseau urbain d'échange thermique, selon la revendication 7, dans lequel ledit second matériau à changement de phase (21 a) est différent dudit premier matériau à changement de phase (21). 9. Réseau urbain d'échange thermique, selon la revendication 4, dans lequel ledit au moins un conduit (11 ) pour véhiculer un liquide caloporteur (13) comporte un premier tube périphérique (24a) et un tube intérieur (23a), disposé à l'intérieur dudit tube périphérique (24a), ledit tube intérieur (23a) étant agencé pour véhiculer ledit fluide caloporteur (13) et définissant un premier espace annulaire périphérique ménagé entre ledit premier tube périphérique (24a) et ledit tube intérieur (23a), ledit espace périphérique contenant au moins un second matériau à changement de phase (21a), et un second tube périphérique (25a), disposé coaxialement à l'extérieur dudit premier tube périphérique (24a), pour définir un second espace périphérique ménagé entre ledit premier tube périphérique (24a) et ledit second tube périphérique (25a), ledit second espace périphérique contenant au moins un troisième matériau à changement de phase (21b), dans lequel les parois (24b) dudit premier tube périphérique (24a), et les parois (25b) dudit premier tube périphérique (25a), sont réalisées en un matériau thermiquement bon conducteur. 10. Réseau urbain d'échange thermique, selon la revendication 1 , dans lequel lesdits moyens de gestion (14a) comportent des capteurs de température et des vannes de contrôle du volume et/ou de la vitesse de circulation du fluide caloporteur pour réguler la valeur de sa température Ti et ladite différence ΔΤ entre la température Ti dudit fluide caloporteur (13) et la température T2 moyenne du terrain environnant en fonction de la consommation dudit au moins un utilisateur. 11. Réseau urbain d'échange thermique, selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel, ledit second matériau à changement de phase (21a) et ledit troisième matériau à changement de phase (21b) sont à l'état liquide à la température Ti du liquide caloporteur (13). 12. Réseau urbain d'échange thermique, selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel, ledit second matériau à changement de phase (21a) et ledit troisième matériau à changement de phase (21b) sont de l'acide formique. 13. Réseau urbain d'échange thermique, selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, ledit premier matériau à changement de phase (21 ) est un composé de particules solides à la température d'utilisation et inerte par rapport à des matériaux minéraux de remblai de ladite tranchée. 14. Réseau urbain d'échange thermique, selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit deuxième matériau à changement de phase (21a) est incorporé dans des segments longitudinaux (40) constitués de paires de demi-coques emboîtées, montées à la périphérie dudit au moins un conduit ( 1). 15. Réseau urbain d'échange thermique, selon la revendication 14, dans lequel chaque demi-coque de chacune des paires de demi-coques emboîtées (41a,41b ; 42a,42b) comporte une enveloppe semi-cylindrique (41a, 42a) et une masse de remplissage (41b, 42b) qui est au moins partiellement constituée d'un desdits matériaux à changement de phase (21 , 21a, 21b). |
La présente invention concerne un réseau urbain d'échange thermique, comportant au moins une unité de production d'énergie thermique, au moins un conduit pour véhiculer un liquide caloporteur au moins partiellement chargé avec de l'énergie thermique fournie par ladite unité de production thermique, au moins un dispositif utilisateur de l'énergie thermique véhiculée par ledit liquide caloporteur, dans lequel ledit dispositif utilisateur comporte un point de soutirage de fluide caloporteur pour en extraire de l'énergie thermique et un point d'injection pour réinjecter ledit fluide calorifique dans ledit conduit, dans lequel ledit point de soutirage est associé à une pompe à chaleur pour extraire de l'énergie thermique dudit fluide caloporteur pour alimenter ledit dispositif utilisateur, et dans lequel ledit au moins un conduit est déposé dans une tranchée ménagée dans le terrain environnant et comblée avec des matériaux de remblai.
Technique antérieure
Les réseaux de chauffage à distance, appelés couramment chauffages urbains, comportent habituellement au moins une paire de conduits, dont le premier, appelé « tube aller » est connecté entre une source chaude et à au moins un dispositif consommateur d'énergie thermique, par l'intermédiaire d'un point de soutirage et dont le second, appelé « tube retour » est connecté entre le point de soutirage et la source chaude pour ramener le fluide caloporteur refroidi dans le réseau. L'objectif de ces réseaux est d'alimenter le dispositif consommateur, qui est par exemple une maison, un local utilitaire ou similaire, en calories prélevées dans te fluide caloporteur. Dans ce cas de réalisation, les conduits sont distincts et disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre.
Ces réseaux sont destinés à distribuer des calories en vue du chauffage de maisons individuelles et/ou collectives, la source étant toujours une source chaude et le système étant destiné exclusivement à assurer le chauffage. Dans d'autres cas, les conduits utilisés pour véhiculer un fluide caloporteur chaud sont composés d'un tube métallique central, par exemple en acier, entouré d'une couche épaisse d'un matériau isolant pour assurer l'isolation thermique du tube central, et d'un conduit périphérique étanche, qui constitue le conduit de retour. La couche épaisse de matériau isolant est réalisée de préférence en une matière synthétique, telle que par exemple une mousse en polyuréthane. Le conduit annulaire périphérique peut être réalisé en un matériau synthétique ou en métal. Pour une telle réalisation, le tube devra être isolé avec soins pour éviter une trop forte perte de chaleur dans le terrain environnant.
Ces installations utilisent habituellement comme source chaude soit un générateur d'eau chaude soit un générateur de vapeur d'eau et le fluide caloporteur est, selon le cas, de l'eau chaude ou de la vapeur surchauffée, portée à une température élevée. La déperdition de chaleur dans les conduits qui véhiculent le fluide caloporteur, est en principe proportionnelle, par unité de longueur, à la différence entre la température du fluide caloporteur et l'environnement des conduits qui le véhiculent, de sorte que, dans les installations connues, soit les isolations sont très performantes, et par conséquent très coûteuses, soit les pertes en énergie sont élevées et les installations perdent en efficacité. Dans les deux cas, le bilan énergétique est médiocre et les coûts des installations ainsi que les coûts d'exploitation sont très élevés.
Il en résulte que les réseaux de chauffage urbain actuels, sont basés sur le principe suivant :
en phase 1, on fournit à un fluide caloporteur une quantité d'énergie suffisante pour permettre à ce dernier d'amener de l'énergie calorifique en suffisance pour donner satisfaction à l'ensemble des consommateurs du réseau alimenté par ledit fluide caloporteur ;
- en phase 2, on met ledit fluide caloporteur « chargé » en circulation dans le conduit « aller », de telle manière que les consommateurs puissent être approvisionnés à travers leur point de soutirage ; en vue d'éviter au mieux les pertes, les conduits doivent être isolés efficacement ;
en phase 3, on met ledit fluide caloporteur « déchargé » en circulation dans le conduit « retour », pour le ramener vers la source de chaleur pour le recharger ; comme pour la phase 2, en vue d'éviter au mieux les pertes, les conduits doivent être isolés efficacement.
Les réseaux de distributions actuels sont pénalisés aussi bien en ce qui concerne leur installation que leur exploitation en raison des coûts de production de l'énergie et de ceux de l'isolation. En outre ils ne sont généralement utilisables que pour transporter de la chaleur et ne sont pas adaptés pour véhiculer du froid. De ce fait, ils ne se sont pas généralisés et ne résolvent pas les problèmes liés au coût de l'énergie thermique pour le consommateur. Les publications ci-dessous illustrent l'art antérieur défini et présentent en partie ou en totalité les inconvénients décrits. Il s'agit de la publication allemande DE 10 2008 041715, de la publication allemande DE 32 24 854 A1 , de la publication allemande DE 31 02 869 A1 et de la publication japonaise JP 2014 102039 A qui illustrent des systèmes de chauffage centralisés qui font circuler un fluide caloporteur à l'intérieur d'un réseau couplé à des utilisateurs.
Exposé de l'invention
La présente invention se propose de pallier l'ensemble des inconvénients mentionnés ci-dessus en développant un réseau de chauffage à distance qui efficace et économique parce qu'il est conçu pour accroître la capacité des sources d'énergie thermique existantes localement en captant l'énergie thermique libre et disponible pour l'intégrer automatiquement dans le réseau, de stocker de manière substantielle l'énergie thermique disponible et de la distribuer en restituant l'énergie stockée en fonction des besoins momentanés des consommateurs. Ces buts sont atteints par le réseau de chauffage urbain, tel que défini en préambule et caractérisé en ce que :
ledit au moins un conduit véhiculant ledit fluide caloporteur est réalisé en un matériau thermiquement bon conducteur ;
- ledit au moins un conduit véhiculant ledit fluide caloporteur est au moins indirectement en contact, sans isolant thermique intermédiaire, avec lesdits matériaux de remblai de ladite tranchée ; et
ledit réseau urbain comporte des moyens de gestion pour maintenir ledit fluide caloporteur à une température Ti, telle que la différence ΔΤ entre la température Ti dudit fluide caloporteur et la température T2 moyenne du terrain environnant, à une valeur prédéterminée.
Selon une première solution avantageuse, ladite différence ΔΤ est comprise entre 0 et 10°C et de préférence entre 1 et 5°C.
Lesdits moyens de gestion sont avantageusement agencés pour maintenir constamment la température T1 dudit fluide caloporteur à une valeur supérieure à sa valeur de congélation. D'une manière préférentielle, ladite tranchée contenant lesdits matériaux de remblai, peut contenir au moins un matériau à changement de phase.
De façon avantageuse, lesdits matériaux de remblai comportent des éléments fractionnés qui remplissant au moins partiellement ladite tranchée, lesdits éléments fractionnés comprenant au moins un premier matériau à changement de phase sous la forme de particules solides mélangées audits éléments fractionnés.
Selon une forme de réalisation, lesdits éléments fractionnés remplissant au moins partiellement ladite tranchée, sont en contact direct avec les parois dudit au moins un conduit véhiculant ledit fluide caloporteur, dans lequel lesdites parois de ce conduit sont réalisées en un matériau thermiquement bon conducteur. Selon un autre mode de réalisation, ledit au moins un conduit pour véhiculer un liquide caloporteur comporte un tube périphérique et un tube intérieur, disposé à l'intérieur dudit tube périphérique, ledit tube intérieur étant agencé pour véhiculer ledit fluide caloporteur et définissant un espace périphérique ménagé entre ledit tube périphérique et ledit tube intérieur, ledit espace périphérique contenant au moins un second matériau à changement de phase, et dans lequel les parois dudit tube périphérique, sont réalisées en un matériau theimiquement bon conducteur. Avantageusement, ledit second matériau à changement de phase peut être différent dudit premier matériau à changement de phase.
Selon une autre réalisation, ledit au moins un conduit pour véhiculer un liquide caloporteur comporte un premier tube périphérique et un tube intérieur (23a), disposé à l'intérieur dudit tube périphérique, ledit tube intérieur étant agencé pour véhiculer ledit fluide caloporteur et définissant un premier espace annulaire périphérique ménagé entre ledit premier tube périphérique et ledit tube intérieur, ledit espace périphérique contenant au moins un second matériau à changement de phase, et un second tube périphérique, disposé coaxialement à l'extérieur dudit premier tube périphérique, pour définir un second espace périphérique ménagé entre ledit premier tube périphérique et ledit second tube périphérique, ledit second espace périphérique contenant au moins un troisième matériau à changement de phase, dans lequel les parois dudit premier tube périphérique, et les parois dudit premier tube périphérique, sont réalisées en un matériau thermiquement bon conducteur.
Lesdits moyens de gestion comportent avantageusement des capteurs de température et des vannes de contrôle du volume et/ou de la vitesse de circulation du fluide caloporteur pour réguler la valeur de sa température Ti et ladite différence ΔΤ entre la température Ti dudit fluide caloporteur et la température T 2 moyenne du terrain environnant en fonction de la consommation dudit au moins un utilisateur. Selon un mode de construction particulier, ledit second matériau à changement de phase et ledit troisième matériau à changement de phase sont à l'état liquide à la température Ti du liquide caloporteur. D'une manière préférentielle, ledit second matériau à changement de phase et ledit troisième matériau à changement de phase sont de l'acide formique.
Ledit premier matériau à changement de phase peut être un composé de particules solides à la température d'utilisation et inerte par rapport à des matériaux minéraux de remblai de ladite tranchée.
Ledit deuxième matériau à changement de phase peut être incorporé dans des segments longitudinaux constitués de paires de demi-coques emboîtées, montées à la périphérie dudit au moins un conduit.
Chaque demi-coque de chacune des paires de demi-coques emboîtées peut comporter une enveloppe semi-cylindrique et une masse de remplissage qui est au moins partiellement constituée d'un desdits matériaux à changement de phase.
Description sommaire des dessins
La présente invention et ses principaux avantages apparaîtront mieux dans la description d'un mode de réalisation préféré, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un réseau d'échange thermique selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale d'une première forme de réalisation d'un tronçon de conduit dudit réseau d'échange thermique disposé dans une tranchée, la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une deuxième forme de réalisation d'un tronçon de conduit dudit réseau d'échange thermique disposé dans une tranchée, la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle du tronçon de conduit représenté par la figure 4, et
Les figures 5A et 5B illustrent, respectivement en coupe longitudinale et en coupe transversale une forme de réalisation particulière, dans laquelle un matériau à changement de phase est incorporé dans deux demi-coques emboîtables. eilleure(s) manîère(s) de réaliser l'invention
En référence aux figures, et en particulier à la figure 1 , le réseau d'échange d 'thermique 10 comporte au moins un, et de préférence une pluralité de conduits 11 , qui forment de préférence une pluralité de boucles principales 12 de conduits 11 véhiculant un fluide caloporteur 13 pour le transporter entre une source ou un générateur 14 d'énergie thermique et des dispositifs utilisateurs 15 également appelés consommateurs. Chacune desdites boucles principales 12 comporte au moins un point de soutirage 16 et un point d'injection 17 qui correspondent à un ou plusieurs dispositifs utilisateurs 15. Ces dispositifs utilisateurs 15 peuvent d'ailleurs être individuels ou collectifs. Dans le cas d'un dispositif utilisateur 15 collectif, la répartition de l'énergie thermique prélevée est distribuée à l'intérieur d'un bâtiment, par exemple un immeuble locatif, en fonction de critères spécifiques d'occupation du bâtiment. Les points de soutirage 16 sont agencés pour prélever du fluide caloporteur 13 et pour le distribuer aux dispositifs utilisateurs correspondants 15 et les points d'injection 17 sont agencés pour ramener le fluide caloporteur 13 sortant des dispositifs utilisateurs 15 pour le réinjecter dans le réseau. A la sortie de chaque point de soutirage 16 est disposée une pompe à chaleur 18 pour prélever de l'énergie thermique dudit fluide caloporteur 13 en vue de la délivrer au dispositif utilisateur 15 concerné. Le réseau est conçu en fonction des besoins locaux et les boucles principales peuvent être connectées en série ou en parallèle selon l'emplacement des utilisateurs 15 et la géographie de la zone dans laquelle ils sont placés. Les connexions de raccordement sont simples, du fait que seule la circulation de fluide caloporteur est importante, et que l'isolation des conduits 11 est totalement secondaire, comme cela sera décrit par la suite, alors que le souci d'une isolation optimale constitue la préoccupation essentielle de tous les exploitants des réseaux urbains de l'art antérieur. La figure 2 représente une vue en coupe transversale d'une tranchée 20 dans laquelle a été mis en place un conduit 11 qui véhicule le fluide caloporteur 13. On notera que les conduits 1 qui constituent les boucles principales 12 ainsi que les conduits qui véhiculent le fluide caloporteur 13 jusqu'aux points de soutirage 16 alimentant les utilisateurs 15 et depuis les points d'injection dans le réseau en provenance des utilisateurs 15, sont des conduits non isolés, réalisés en un matériau thermiquement bon conducteur, notamment de l'acier, pour pouvoir échanger de l'énergie thermique avec le milieu environnant. La première forme de réalisation représentée par la figure 2 illustre les conduits 11 qui véhiculent le fluide caloporteur 13, déposés dans une tranchée 20, contenant des matériaux de remblai 22. Afin d'augmenter la capacité de stockage d'énergie thermique dans les matériaux de remblai et du fait de l'échange rendu possible grâce aux caractéristiques de bonne conduction thermiques des parois des conduits qui véhiculent le fluide caloporteur 13, un matériau à changement de phase 21 est contenu sous forme de particules divisées mélangées en vrac aux matériaux de remblai 22. Le conduit 11 qui est posé au fond de la tranchée 20 est constitué d'un tube unique 23 à paroi simple 24 réalisée en un matériau thermiquement bon conducteur, comme par exemple de l'acier. En véhiculant le fluide caloporteur 13, il échange de l'énergie thermique avec les matériaux environnants et notamment les matériaux contenus dans la tranchée 20, y compris les particules solides de matériau à changement de phase. Dans le cadre de cette invention, un objectif recherché consiste par exemple charger le fluide caloporteur 13 en énergie thermique « chaude », c'est-à-dire en calories, qu'il est avantageux de capter en partie lorsqu'elles sont libérées par le terrain environnant, à travers la paroi 24 du tube 23 au profit du fluide caloporteur, la température moyenne du fluide caloporteur doit être obligatoirement inférieure à la température moyenne du terrain, de telle manière que l'échange thermique puisse s'effectuer du terrain vers l'intérieur du tube 24. En revanche, lorsque, dans le cadre de cette invention, l'objectif recherché est de charger le fluide caloporteur 13 en énergie calorifique « froide », c'est-à-dire en frigories ou calorie négatives, qui devraient en partie être libérées par le terrain environnant à travers la paroi 24 du tube 23 au profit du fluide caloporteur, la température moyenne du fluide caloporteur doit être supérieure à la température moyenne du terrain, de telle manière que l'échange de chaleur puisse s'effectuer de l'intérieur du tube 24 vers le terrain environnant.
Les matériaux de remblai contenus dans la tranchée 20, que ce soit par exemple des pierres 25 dans la zone supérieure ou une masse de remblaiement comportant par exemple du gravier et du sable 22, mélangés à des particules de matériaux à changement de phase 21 , par exemple sous la forme de particules solides, dans la partie inférieure de la tranchée 20, communiquent leur état thermique au fluide caloporteur 13 circulant dans le tube 23. Ce système permet de véhiculer à la fois de l'énergie thermique chaude et de l'énergie thermique froide et surtout de capter de l'énergie thermique naturellement disponible dans le terrain environnant en vue de son utilisation par divers dispositifs utilisateurs disposés le long des branches du réseau.
Une autre forme de réalisation du conduit 11 est illustrée par la figure 3 qui représente une vue en coupe transversale d'une tranchée 20 dans laquelle a été mis en place un conduit 11 qui véhicule le fluide caloporteur 13. Il s'agit d'une deuxième forme de réalisation, dans laquelle le conduit 11 se compose d'un premier tube intérieur 23a ayant une paroi périphérique 24a et d'un deuxième tube extérieur 23b ayant une paroi périphérique 24b, qui entoure le tube intérieur 23a. Le tube intérieur 23a véhicule un fluide caloporteur 13 et le tube extérieur 23b, disposé coaxialement autour du tube intérieur 23a, véhicule un matériau à changement de phase 30. Comme précédemment, le conduit 11 est posé au fond de la tranchée 20 et les parois périphériques 24a et 24b, respectivement du tube intérieur 23a et du tube extérieur 23b sont de préférence réalisées en un matériau thermiquement bon conducteur. Le fluide caloporteur 13 qui circule dans le tube intérieur 23a échange de l'énergie thermique avec le matériau à changement de phase 21 qui circule dans le tube extérieur 23b qui lui-même peut échanger de l'énergie thermique avec les matériaux environnants et notamment les matériaux contenus dans la tranchée 20 et le terrain environnant. La tranchée 20 contient des matériaux de remblai, par exemple des pierres 25 ou des gravats 26, dans la zone supérieure ou une masse de remblai comportant par exemple du gravier et du sable 22, dans la partie inférieure entourant le tube extérieur 23b.
On pourrait envisager une variante mixte englobant à la fois la forme de réalisation de la figure 2 et celle de la figure 3. Dans ce cas, la tranchée contient au moins un premier matériau à changement de phase 21 à l'état de particules solides, à la température d'utilisation et le tube extérieur 23b contient un second matériau à changement de phase 21a, à l'état liquide, au moins pendant le captage de l'énergie thermique.
Dans ces trois modes de réalisation, les matériaux à changement de phase ont pour but de stocker de l'énergie thermique momentanément pour être en mesure de la restituer au fluide caloporteur 13, à un moment où le besoin en énergie calorifique des dispositifs utilisateurs est détecté.
Un quatrième mode de réalisation est illustré par la figure 4, ainsi que le fonctionnement du dispositif de l'installation. Le fluide caloporteur du tube 23a fournit, comme le montre la flèche Ai, de l'énergie thermique à une pompe à chaleur 18 et renvoie du fluide caloporteur, comme précédemment, dans le conduit 23a, comme le montre la flèche A2. Le conduit intérieur 23a est entouré d'un premier conduit coaxial 24a avec une paroi périphérique 24b qui est lui-même entouré d'un deuxième conduit coaxial 25a avec une paroi périphérique 25b. Ces conduits coaxiaux définissent deux espaces respectivement remplis de matériaux à changement de phase qui sont avantageusement sous forme liquide, comme par exemple l'acide formique à une température ambiante.
L'échange d'énergie thermique est illustré par la double flèche A3 qui illustre les échanges thermiques entre le fluide caloporteur et le matériau à changement de phase 21 a. La double flèche A4 illustre les échanges d'énergie calorifique et le terrain environnant pouvant contenir ledit premier matériau à changement de phase 21. La flèche As illustre d'éventuels échanges entre les matériaux de changement de phase 21 a et 21 b.
Le réseau est pourvu de moyens de détection des besoins en énergie thermique, ces moyens étant notamment basés sur des mesures de température du fluide caloporteur. Selon que l'objectif est de fournir de la chaleur ou du froid, une baisse de température ou une augmentation de température identifient les besoins en calories ou en frigories, ces besoins étant alors comblés par au moins un générateur d'énergie thermique du réseau, qui est complémentaire aux différents « apporteurs » d'énergie thermique distribués sur le réseau.
En référence aux figures 5A et 5B, ledit deuxième matériau à changement de phase 21 a est incorporé dans des segments longitudinaux 40 constitués de paires de demi-coques 41 et 42 emboîtées, montées à la périphérie du conduit 11. Chaque demi-coque 41 et 42 comporte une enveloppe semi-cylindrique 41a et 42a, réalisées de préférence en un matériau thermiquement bon conducteur et une masse de remplissage 41b et 42b qui est au moins partiellement constituée d'un ou de plusieurs matériaux à changement de phase. Cette masse de remplissage peut assurer un remplissage partiel ou total, son objectif étant à la fois de capter de l'énergie thermique, de la stocker lorsqu'elle n'est pas utilisable immédiatement et de la restituer lorsque le réseau Se demande, sollicité par le ou les utilisateurs par l'intermédiaire de capteurs de température, par exemple.
Le contact direct avec le terrain, est assuré, éventuellement par l'intermédiaire de matériaux de remblais de la tranchée, de sorte que les échanges d'énergie thermiques peuvent être effectués de façon efficace quasiment sans perte. Les objectifs de l'invention sont remplis de manière simple et économique.
Diverses variantes pourraient être imaginées par l'homme de l'art, en ce qui concerne la réalisation et la disposition des conduits qui constituent le réseau, mais elles restent incluses dans les caractéristiques définies par les revendications.
Next Patent: PROTECTION DEVICE PROVIDING PROTECTION AGAINST EXCESSIVE CURRENT FLOWING THROUGH A COAXIAL CABLE, BY...