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Physical
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de 2,5 tonnes
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6 minutes
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30 minutes
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16 tonnes
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4 m
(1)
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1,2 m
(1)
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0,2 bar
(1)
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26 tonnes
(1)
[14][_]
7,8 m
(1)
[15][_]
2 m
(1)
[16][_]
0,15 bar
(1)
[17][_]
30 bars
(1)
[18][_]
2,5 tonnes
(1)
[19][_]
2,5 m
(1)
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1,1 m
(1)
[21][_]
0,13 bar
(1)
[22][_]
de 14 bars
(1)
[23][_]
de 3,3 m
(1)
[24][_]
de 0,9 m
(1)
[25][_]
de 20 bars
(1)
[26][_]
de 2,9 m
(1)
[27][_]
de 1 m
(1)
[28][_]
Gene Or Protein
(2/ 21)
[29][_]
ETRE
(20)
[30][_]
Est-a
(1)
[31][_]
Molecule
(2/ 8)
[32][_]
water
(7)
[33][_]
DES
(1)
[34][_]
Generic
(2/ 2)
[35][_]
metal
(1)
[36][_]
cations
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515793A1
Family ID 5971811
Probable Assignee Sessia
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX RECHAUFFEURS A ACCUMULATION A
SUBSTANCE ACCUMULATRICE CONSTITUEE PAR UN LIQUIDE SOUS PRESSION
EN Title HEATING CIRCUIT USING PRESSURISED STORAGE MEDIUM - HAS FLOW
CONTROL VALVES OPERATED BY OUTFLOW THERMOSTAT WITH SECONDARY HEATING
CIRCUIT
Abstract
_________________________________________________________________
LE RECHAUFFEUR A ACCUMULATION COMPORTE UNE SUBSTANCE ACCUMULATRICE 1
SUSCEPTIBLE D'ETRE RECHAUFFEE PAR DES MOYENS DE CHAUFFAGE APPROPRIES
2, CETTE SUBSTANCE ACCUMULATRICE 1 ETANT CAPABLE D'ACCUMULER LA
CHALEUR RECUE ET ETANT AGENCEE POUR CEDER CETTE CHALEUR ACCUMULEE A UN
FLUIDE A RECHAUFFER MIS TEMPORAIREMENT EN CONTACT INDIRECT AVEC ELLE.
LA SUBSTANCE ACCUMULATRICE 1 EST CONSTITUEE PAR UN LIQUIDE SOUS
PRESSION.
The heating circuit employs a liquid storage medium (1) in a closed
container (3). The medium is heated by an external source (2), such as
solar energy or night-rate electricity. The liquid storage medium is
maintained under pressure to attain higher temperatures. The secondary
heating circuit (5) is controlled by a valve (6) and a bypass circuit
(7) is controlled by a valve (8). The valve actuators (6a,8a) are
direct and reverse acting respectively and are both controlled by a
discharge thermostat (11) through a regulator (9).
Description
_________________________________________________________________
Perfectionnements apportes aux rechauffeurs a accumulation a substance
accumulatrice constituee par un liquide sous pression
L'invention est relative aux rechauffeurs a accumulation, c'est-a-dire
aux rechauffeurs comportant une substance accumulatrice susceptible
d'etre rechauffee par des moyens de chauffage appropries, cette
substance accumulatrice etant capable d'accumuler la chaleur ainsi
recue, et etant agencee pour ceder cette chaleur accumulee a un fluide
a rechauffer mis tenporairement en contact direct ou indirect avec
elle.
On connait des rechauffeurs de ce type dans lesquels la substance
accumulatrice est constituee par une multi- plicite de corps solides,
tels que des billes, notamment en metal, qui, une fois, rechauffes,
cedent la chaleur accumulee a un fluide, generalement gazeux, qui
circule autour de ces billes.
De tels rechauffeurs presentent l'inconvenient d'un poids eleve et de
provoquer sur le fluide qui circule autour des billes une perte de
charge elevee; de plus, si lton veut eviter une pollution de ce
fluide, il est necessaire de faire subir aux billes un traitement de
surface approprie (chromage sur billes d'acier par exemple) qui est
d'un prix de revient eleve.
On connait egalement des rechauffeurs a accumulation dans lesquels la
substance accumulatrice est constituee. par un volume important de
liquide d'accumulation contenu dans un bassin a l'air libre, et qui,
une fois rechauffe, cede la chaleur accumulee a un fluide gazeux
ou-liquide qui circule dans un echangeur de chaleur immerge dans ce
liquide.
De tels rechauffeurs presentent l'inconvenient de necessiter un volume
de Liquide d'accumulation tres important, d'etre limites a une
temperature inferieure a la temperature d'ebullition du liquide
d'accumulation a pression atmospherique, et d'etre le siege d'un
phenomene d'evaporation qui provoque une perte importante de ce
liquide d'accumulation.
De plus, et dans ces deux types de rechauffeurs, il est impossible de
proceder, pour un debit donne, a une regulation de la temperature de
sortie du fluide a rechauffer.
Selon l'invention, la substance accumulatrice du rechauffeur est
constituee par un liquide sous pression.
Plus particulierement, le rechauffeur a accumulation comporte une
substance accumulatrice susceptible d'etre rechauffee par des moyens
de chauffage appropries, cette substance accumulatrice etant capable
d'accumuler la chaleur ainsi recue, et etant agencee pour ceder cette
chaleur accumulee a un fluide a rechauffer mis temporairement en
contact indirect avec elle, et il est caracterise par le fait que
- la substance accumulatrice est constituee par un liquide sous
pression abrite dans une enceinte etanche,
- les moyens de chauffage cooperentavec ce liquide sous pression,
- et le fluide a rechauffer traverse un echangeur de chaleur dispose a
l'interieur de la susdite enceinte etanche de maniere a etre baigne
par le liquide sous pression.
Un tel rechauffeur presente les avantages d'un faible poids, d'une
perte de charge peu elevee sur le fluide a rechauffer, d'une absence
totale de pollution du fluide a rechauffer et d'une consommation
inexistante du liquide d'accumulation.
Le fait de prevoir comme substance accumulatrice un liquide sous
pression permet d'augmenter la temperature a laquelle est portee cette
substance accumulatrice.
Dans ces conditions, d'une part, il est possible de reduire les
surfaces d'echange thermique entre la substance accumulatrice et le
fluide a rechauffer, etant donne l'ecart de temperature important
obtenu, et, d'autre part, il est possible d'obtenir une temperature
elevee pour le fluide a rechauffer et/ou d'accumuler, a volume de
substance accumulatrice egal, plus d'energie calorifique.
Un autre avantage de cette solution est de garder sensiblement
uniforme la repartition de temperature de la substance accumulatrice
le long de l'echangeur de chaleur a chaque instant de l'utilisation.
Selon une disposition avantageuse de l'invention, le rechauffeur
comporte deux circuits pour le fluide a rechauffer, a savoir un
circuit direct empruntant.l'e- changeur de chaleur et comportant, en
amont dudit echangeur de chaleur, une vanne de reglage, et un circuit
de derivation evitant l'echangeur de chaleur et comportant, avant sa
jonction avec le circuit direct, une vanne de reglage.
Grace a cette disposition, il est possible d'optimiser le debit de
fluide a rechauffer qui traverse l'echangeur de chaleur afin d'obtenir
le meilleur rendement d'echange thermique possible; par ailleurs, et
en agissant sur les deux vannes de reglage disposees'en tete des
circuits direct et de derivation, il est possible de proceder a un
reglage de la temperature du fluide a rechauffer a la sortie du
rechauffeur.
L'invention consiste,-mises a part les dispositions dont il vient
d'etre question ci-dessus, en certaines autres dispositions qui
s'utilisent de preference en meme temps et dont il sera plus
explicitement question ciapres.
L'invention pourra, de toute facon, etre bien comprise a l'aide du
complement de description qui suit ainsi que du dessin ci-annexe,
lesquels complement et dessin sont relatifs a des modes de realisation
preferes de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun
caractere limitatif.
La fig. 1, de ce dessin, montre une vue schematique d'un rechauffeur
etabli conformement a un premier mode de realisation de l'invention.
La fig. 2 montre une vue schematique d'un rechauffeur etabli
conformement a un deuxieme mode de realisation de l'invention.
La fig. 3 montre une vue schematique d'un rechauffeur etabli
conformement a un troisieme mode de realisation de.l'invention.
Si l'on se refere aux figures 1 a 3, le rechauffeur comporte une
substance accumulatrice I susceptible d'etre rechauffee par des moyens
de chauffage appropries 2.
Cette substance accumulatrice 1 est capable d'accumuler la chaleur
ainsi recue et elle est agencee pour ceder la chaleur accumulee a un
fluide a rechauffer mis temporairement en contact indirect avec elle.
Le fluide a rechauffer (gazeux ou liquide) circule sous l'action d'un
ventilateur ou d'une pompe M et il est dirige, a sa sortie du
rechauffeur, vers une installation d'utilisation U
Selon l'invention, la substance accumulatrice 1 est constituee par un
liquide sous pression qui peut avantageusement etre de l'water, cette
water etant brassee par un agitateur.
Conformement aux trois modes de realisation de l'invention plus
particulierement decrits et illustres aux figures 1 a 3,
- la substance accumulatrice I est constituee par de l'water sous
pression abritee dans une enceinte etanche
3, eventuellement munie d'une soupape de surete 3a, et dans laquelle
peut etre prevu un agitateur 3b (fig. 1).
- les moyens de chauffage 2 cooperent avec cette water sous pression
- le fluide a rechauffer traverse un echangeur de chaleur 4 dispose a
l'interieur de l'enceinte etanche
3 de maniere a etre baigne par l'water sous pression.
Selon une disposition avantageus.e de l'invention, appliquee sur ses
modes de realisation illustres sur les figures 1 a 3, le rechauffeur
comporte deux circuits pour le fluide a rechauffer, a savoir,
- un circuit direct 5 empruntant l'echangeur de chaleur 4 et
comportant, en amont dudit echangeur de chaleur 4, une vanne de
reglage 6,
- et un circuit de derivation 7 evitant l'echangeur de chaleur 4 en le
court-circuitant, et comportant, en amont de sa jonction avec le
circuit direct 5, une vanne de reglage 8
Ces deux vannes de reglage 6 et 8 sont munies de moyens
d'actionnement,-respectivement 6a et 8a, qui sont commandes par
un-dispositif regulateur 9 comportant un systeme d'affichage 10
permettant de fixer une temperature de sortie pour le fluide a
rechauffer et recevant une information representative de. la
temperature reelle de ce fluide a la sortie du rechauffeur, cette
information provenant d'une prise de temperature 11 situee a la sortie
du rechauffeur
Le dispositif regulateur 9 agit sur les deux vannes de reglage 6 et 8
de sorte que leurs lois de variation de section de passage respectives
sont l'inverse l'une de l'autre pour que, sous l'action d'un meme
signal de regulation delivre par le dispositif regulateur 9, l'une des
deux susdites vannes de reglage 6 ou 8 voit sa section de passage
varier dans un sens, l'autre vanne de reglage 8 ou 6 voyant alors sa
section de passage varier en sens inverse.
En ce qui concerne les moyens de chauffage 2 de la substance
accumulatrice 1, ils peuvent etre de types differents.
Selon le mode de realisation illustre sur la fig.l, les moyens de
chauffage 2 sont abrites dans l'enceinte etanche 3 et constitues par
des resistances electriques 12 alimentees par une source de courant
appropriee 13.
Selon le mode de realisation illustre sur la fig.2, les moyens de
chauffage 2 sont exterieurs a l'enceinte etanche 3 et constitues par
un dispositif de chauffage exterieur 14 relie a l'enceinte etanche 3
par un circuit 15 pouvant comporter une pompe de circulation 16.
De tels moyens de chauffage 2 peuvent etre communs a plusieurs
rechauffeurs conformes a l'invention.
Selon le mode de realisation illustre sur la fig. 3, les moyens de
chauffage 2 sont du type a dissipation d'energie mecanique directement
dans le liquide d'accumulation constituant la substance accumulatrice
1; ils peuvent comporter alors un organe mobile 17, avantageusement
tournant, immerge dans le liquide d'accumulation et entraine par des
moyens moteurs 18. Ces moyens moteurs 18 peuvent etre constitues par
une eolienne entrainant directement le susdit organe mobile 17.
On va maintenant donner quelques exemples d'application de l'invention
particulierement interessants.
Une premiere application peut se situer dans le domaine des
installations d'essais aerodynamiques dans lesquelles on a besoin de
disposer d'un ecoulement de gaz chaud pendant un temps limite (par
exemple souffleries a rafales). Le fluide a rechauffer est alors
constitue par un fluide gazeux.
A titre de comparaison, on connaissait deja dans ce domaine des
rechauffeurs a billes. d'acier ou a liquide d'accumulation a l'air
libre.
Il apparait donc interessant de comparer les rechauffeurs de ces deux
types avec un rechauffeur conforme a l'invention, et ce dans les
conditions suivantes
- debit de gaz a rechauffer 13 kgXs
- temperature a l'entree du rechauffeur: - 50C
- temperature a la sortie du rechauffeur: + 850C
- duree de l'ecoulement du gaz rechauffe: 6 minutes
- duree entre deux ecoulements successifs:30 minutes
Avec un rechauffeur a billes d'acier, on obtient les caracteristiques
ci-dessous
- poids des billes d'acier... 16 tonnes
- longueur du rechauffeur 4 m
- diametre du rechauffeur 1,2 m
- perte de charge surale gaz a rechauffer 0,2 bar
- ecart de temperature de sortie du gaz a rechauffer 00
Avec un rechauffeur a liquide d'accumulation a l'air libre, on obtient
les caracteristiques suivantes
- poids du liquide d'accumulation 26 tonnes
- longueur du bassin contenant ce liquide 7,8 m
- diametre du bassin contenant ce liquide 2 m
- perte de charge sur le gaz a rechauffer 0,15 bar
- ecart de temperature-de sortie du gaz a rechauffer 4 4--
Avec un rechauffeur selon l'invention, on obtient les caracteristiques
suivantes
- poids du liquide d'accumulation sous pres sion (eau sous 30 bars a
230)... 2,5 tonnes
- longueur du rechauffeur 2,5 m
- diametre du rechauffeur 1,1 m
- perte de charge sur le gaz a rechauffer. 0,13 bar
- ecart de temperature de sortie gaz a rechauffer * 0
On mesure donc, dans cette application, les avantages apportes par
l'invention.
Dans l'exemple precedent, et si l'on veut evaluer l'importance du
parametre "Pression du liquide d'accumu lation1r, on peut indiquer
que,
- pour une pression de 14 bars, temperature de 1950, on obtiendrait un
rechauffeur de 3,3 m de long et de 0,9 m de diametre, le poids de
liquide d'accumulation restant de 2,5 tonnes;
- pour une pression de 20 bars, temperature de 2120, on obtiendrait
unrechauffeur de 2,9 m de long et de 1 m de diametre, le poids de
liquide d'accumulation restant de 2,5 tonnes.
Une deuxieme application peut se situer dans le domaine du chauffage
des habitations par circulation de gaz ou de liquide rechauffe. Le
fluide a rechauffer peut alors etre gazeux (air) ou liquide (eau).
Une troisieme application peut se situer dans le domaine de la
production d'water chaude sanitaire. Le fluide a rechauffer est alors
de l'water.
Dans ces deux dernieres applications,on peut faire appel a des moyens
de chauffage 2 economiques (tels que courant electrique de nuit) ou a
des moyens de chauffage 2 temporaires et/ou aleatoires (energie
solaire, energie eolienne).
A propos des moyens de chauffage 2 utilises dans ces deux dernieres
applications, il convient de souligner l'interet que peuvent presenter
- le mode de realisation illustre sur la fig. 2 dans lequel le
dispositif de chauffage exterieur 14 peut etre constitue par un
capteur solaire, - le mode de realisation illustre sur la fig. 3 dans
lequel on fait appel a une eolienne 18 pour entrainer directement un
organe tournant 17 dissipant directement son energie mecanique dans la
substance accumulatrice 1.
Dans ces deux cas, des moyens de chauffage d'appoint, par exemple du
type electrrque, peuvent avantageusement etre prevus pour completer
eventuellement l'apport d'e-- nergie du capteur solaire ou de
l'eolienne.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1.- Rechauffeur a accumulation comportant une substance accumulatrice
(I) susceptible d'etre rechauffee par des moyens de chauffage
appropries (2), cette substance accumulatrice (1) etant capable
d'accumuler la chaleur recue et etant agencee pour ceder cette chaleur
accumulee a un fluide a rechauffer mis temporairement en contact
indirect avec elle, caracterise par le fait que la substance
accumulatrice (1) est constituee par un liquide sous pression.
2.- Rechauffeur selon la revendication 1, caracterise par le fait que:
la substance accumulatrice (1) est constituee par un l.iquide sous
pression abrite dans une enceinte etanche (3), les moyens de chauffage
(2) cooperent avec ce liquide sous pression; et le fluide a rechauffer
traverse un echangeur de chaleur (4) dispose a l'interieur de la
susdite enceinte etanche (3) de maniere a etre baigne par le liquide
sous pression.
3.- Rechauffeur selon la revendication 1 ou 2, caracterise par le fait
qu'il comporte deux circuits pour le fluide a rechauffer, a savoir un
circuit direct (5) cooperant avec la substance accumulatrice (1) et
comportant, en amont, une vanne de reglage (6), et un circuit de
derivation (7) ne cooperant pas avec la substance accumulatrice (1) et
comportant, en amont de sa jonction avec le circuit direct (5), une
vanne de reglage (8).
4.- Rechauffeur selon la revendication 3, caracterise par le fait que
les deux vannes de reglage (6 et 8) sont commandees par un dispositif
regulateur (9) permettant d'afficher la temperature de sortie du
fluide a rechauffer, ce dispositif regulateur (9) agissant sur les
deux susdites vannes de reglage (6 et 8), de sorte que leurs lois de
variation de section de passage respectives soient l'inverse l'une de
l'autre.
5.- Rechauffeur selon l'une quelconque des revendications 1 a 4,
caracterise par le fait que les moyens de chauffage (2) sont abrites
dans l'enceinte etanche (3).
6.- Rechauffeur selon l'une quelconque des revendications 1 a 4,
caracterise par le fait que les moyens de chauffage (2) sont
exterieurs a enceinte etanche (3).
7.- Rechauffeur selon l'une quelconque desrevendii cations 1 a 6,
caracterise par le fait que les moyens de chauffage (2) sont du type a
dissipation d'energie mecanique directement dans le liquide
d'accumulation constituant la substance accumulatrice (1).
8.- Rechauffeur selon la revendication 7, caracterise par le fait que
les moyens de chauffage (2) comportent un organe mobile (17) entraine
par des moyens moteurs (18).
9.- Rechauffeur selon l'une quelconque des revendications 1 a 8,
caracterise par le fait que les moyens de chauffage (2) comportent au
moins un capteur solaire.
10.- Rechauffeur selon l'une quelconque des revendications 1 a 8,
caracterise par le fait que les moyens de chauffage (2) comportent au
moins une eolienne.
11.- Rechauffeur selon l'une quelconque des revendications 1 a 10,
caracterise par le fait que le liquide sous pression constituant la
substance accumulatrice (1) est soumis a l'action d'un dispositif
agitateur (3b).
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