Brevet FR2376893A1 — publié le 19780804

L'invention concerne un matériau de stockage de chaleur. Un tel matériau peut notamment être utilisé pour le stockage d'énergie solaire afin de disposer d'une source de chaleur en dehors des périodes d'ensoleillement. Il a été proposé d'utiliser à cette fin la masse calorifique de matériaux solides, tels que des cailloux. Cette masse doit être considérable si on veut stocker une énergie appréciable avec une variation raisonnable de la température du matériau. La masse de matériau de stockage peut être diminuée si le stockage et la restitution de chaleur résultent d'un changement d'état a température constante de ce matériau. Il semble souhaitable que les deux états utilisés soient l'état solide et l'état liquide.Le matériau doit alors satisfaire a des exigences diverses telles que sa stabilité chimique, notamnent en présence de cycles répétés de chauffage et de refroidissement, son absence d'agressivite vis- -vis des enceintes qui le contiennent, sa chaleur de fusion qui doit être assez grande, sa conductibilité thermique, qui doit être suffisante pour permettre les échanges thermiques avec des fluides caloporteurs sans chute excessive de température, l'absence de retard a la solidification.Il a été proposé de constituer ce matériau par des sels minéraux comportant des "agents nucléants" sous la forme d'une suspension de poudre fine destinée a éviter les retards à la solidification, comxe décrit dans "Nucleation of supersatured inorganic saît solutions" tD.M. Telkès, Ind. and Eng. chemin. 44 13 08 à 1310, 1952). Malheureusement ces sels présentent une agressivité chimique qui rend difficile de réaliser de maniere économique les enceintes qui doivent les contenir. La présente invention a pour but de permettre l'utilisation d'un matériau de stockage de chaleur d'agressivité chimique treks faible. Elle a pour objet un matériau de stockage de chaleur stockant par fusion la chaleur qui lui est fournie et restituant cette chaleur en se solidifiant lorsque la température baisse,catactérisé en ce qu'il est principalement constitué par un corps a matrice polymérique choisi dans le groupe formé par les polymeres, et les copolymères non halogenés a base d'ethylene, et propylène, avec une température de fusion comprise entre 0 et 3000 C. Le corps à matrice polgmérique doit évidemment être choisi pour que sa température de fusion soit proche de la temperature a laquelle on souhaite que s'effectuent les échanges thermiques, en restant dans la gamme de 0 a 3000C. Si cette température est basse on peut par exemple utiliser des polyéthylènes a bas poids moléculaire. Si elle est haute il faut choisir un corps stable chimiquement a cette température par exemple le polyéthylène téréphtalate qui reste stable jusqu a 3000C. Il faut de plus éviter que l'enceinte contenant le matériau de stockage de chaleur ne soit soumise à une pression trop élevée. C'est pourquoi on choisit un matériau dont la pression de vapeur reste faible à sa température de fusion, de préférence inférieure à 10 bars. Dans les cas d'utilisation qui semblent devoir être les plus fréquents on peut utiliser du-polypropylene dont le point de fusion est de 1650C, et la chaleur de fusion de 200 joules par gramme, additionné de préférence d'une proportion de noir de carbone comprise entre 10 et 50Z pour augmenter sa conductibilité thermique. On pourrait aussi augmenter cette conductibilité a l'aide d'une poudre métallique, d'aluminium par exemple. On peut également ajouter un agent nucléant constitue par exemple par une poudre de borax dans une proportion inférieure à 10X en poids, et un antioxydant stabilisant thermique à base d'un phénol, d'une amine, ou de quinoleine dans une proportion inférieure à 10X en poids. Dans le cas ou on utilise une charge pulvérulente, on ajoute un agent couplant qui évite la sédimentation de cette charge et qui peut être constitué de polyisobutylene pour le noir de carbone, et de silanes pour On obtient ainsi un matériau de stockage de chaleur de bonne stabilité chimique, thermiquement assez bon conducteur, sans agressivité chimique, sans retard gênant à la solidification, et permettant de stocker sous un faible volume une quantité de chaleur importante. Un autre matériau intéressant est le polyéthylène haute densité et basse densité. REVENDICATIONS 1/ Matériau de stockage de chaleur absorbant par fusion la chaleur qui lui est fournie et restituant cette chaleur en se solidifiant lorsque la température baisse, caractérisé en ce qutil est principalement constitue par un corps à matrice polymérique choisi dans le groupe formé par les polymères et copolymères à base d'ethylène, et propylène, avec une température de fusion comprise entre O et 300 C. 2/ Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une charge pulvérulente thermiquement conductrice dans une proportion inférieure à 50Z en poids. 3/ Matériau-selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la dite charge thermiquement conductrice est choisie dans le groupe constitué par le noir de carbone et la poudre d'aluminium. 4/ Matériau selon la revendication 1,caractérise par le fait qutil contient un agent nucléant pulvérulent de manière à éviter le phénomene de retard à la fusion. 5/ Matériau selon la revendication i, caractérisé par le fait qu'il contient un antioxydant stabilisant thermique. 6/ Matériau selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le dit antioxydant est à base d'un phénol, d'une amine ou de quinoléine, avec une proportion inférieure à lOZ en poids. 7/ Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dit corps à matrice polymérique est choisi dans le groupe constitué par le polypropylène et le polyéthylène. 8/ Matériau selon l'une des revendications 2 et 4, caractérisé par le fait que la charge pulvérulente est couplée au matériau à l'aide d'un agent couplant.