Brevet FR2359383A1 — publié le 19780217

L'invention concerne un procédé et un système pour la transformation d'énergie calorifique, non directement utilisable ou même parasite, on une énergie mécanique et/ou calorifique directement utilisable. D'une façon générale0on sait que la production d'énergie électrique ou mécanique, à partir d'un combustible s'accompagne toujours d'une production de chaleur. Cette chaleur, sous produit de l'activité du fait de ses caractéristiques propres, n'intéresse généralement pas le producteur d'énergie mécanique et est considérée comme parasite t - parce qu'il faut refroidir le moteur, - parce que son rejet, dans le milieu ambiant s'accompagne d'une pollution En conséquence, dans la plupart des cas, on n'utilise qu'une faible partie de l'énergie totale délivrée au cours de la combustion d'un combustible,et le rendement de l'ensemble d'une installation ou d'non moteur thermique est en général très bas. A titre d'exemple, on notera qu'une centrale électrique thermique classique produit 1/3 d'énergie mécanique pour 2/3 de calorique perdu. Pour permettre d'améliorer le rendement de ces installations, et, d'une façon plus générale, pour récupérer l'énergie calorifique non directement utilisable on la transformant en une énergie (mécanique,électrique,ou maie calorifique) directement utilisable, le procédé selon l'invention consiste a réchauffer le bouilleur d'une machine à vapeur à basse pression,en circuit fermé, au moyen de ladite énergie calorifique non utilisable (source chaude) et a refroidir le condenseur de cette machine par transfert de calories par ex.;ple a un système de chauffage. L'invention propose donc une channe thermodynamique associant X - une production calorique résiduelle, non directement utilisable ou néme parasite, au bouilleur d'une machine à vapeur basse pression en circuit fermé source chaude) t - le condenseur de la maie machine a vapeur s basse pression a un besoin de chauffage compatible. Dans une telle chatne, la machine b vapeur basse pression en circuit fermé,assure une production d'énergie mécanique, et par cette transformation -calorique en micanique- une transformation qualitative du calorique le rendant directement utilisable. Des modes d'application du procédé selon l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs avec référence aux dessins annexés dans lesquels s La figure 1 représente schématiquement un système permettant la récupération de l'énergie calorifique disse par un moteur d'un groupe électrogène t La figure 2 est le schéma d'une application du procédé selon l'invention 9 l'environnement des matériels électroniques, dont les centraux téléphoniques. Avec référence a la figure 1 le système pour la récupération de l'énergie calorifique d'un moteur (source chaude représentée par le bloc 1) comprend essentiellement une machine a vapeur basse pression 2 en circuit fermé. Cette machine & vapeur 2 comprend successivement, en série, une turbine & vapeur 3, un condenseur 4, une pompe 5 et un bouilleur 6. Selon l'invention le bouilleur 6 est associé a Un échangeur 7 et reçoit de l'énergie calorifique de la source chaude 1 par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique fermé comprenant un second échangeur 8 et ledit échangeur 7. D'une façon similaire le condenseur 4 est associé a un échangeur 11 au travers duquel passe le fluide caloporteur d'un circuit de chauffage 12 comprenant. au moins un radiateur 13. On obtient ainsi le refroidissement du condenseur 4 avec, pour conséquence, une augmentation du rendement de l'ensemble de la machine & vapeur 2, ainsi que le chauffage de locaux 14 dont la température est maintenue entre 18 et 220C. Il est à noter que ces locaux constituent la source froide de l'ensemble de la channe thermo-dynamique. Bien entendu, l'énergie mécanique délivrée par la machine à vapeur 2 peut être utilisée séparément ou en combinaison avec le moteur. Dans tous les cas, le rendement de la transformation -Rnergie calorifique délivrée par le combustible/Energie utilisableest augmenté d'environ 20 % L'invention ne se limite pas a la récupération de l'énergie calorifique dissipée par les moteurs. Hîle peut notamment s'appliquer à la récupération d'énergie calorifique dissipée dans les appareillages électroniques et, en particulier dans les centraux téléphoniques. On sait en effet que les appareillages électroniques nécessitent un refroidissement de leur atmosphère de travail. Pour effectuer lo refroidissement du milieu de travail de ces appareils, on utilise des systèmes classiques à compression et, dans ce cas, les calories dégagées par lesdits appareils se trouvent disponibles dans le condenseur situé à la suite du copresseur. Avec référence a la figure 2, le circuit spécifique que propose l'intention comprend essentiellement un circuit principal et un circuit secondaire. Le circuit principal comprend tout d'abord le condenseur 15 du compresseur. Ce condenseur 15 comprend un échangeur 16 qui est lui-même relié a un deuxième échangeur 17,associé au bouilleur 6 de la machine a vapeur a basse pression. Cette disposition permet donc le chauffage du bouilleur 6 de la machine a vapeur a basse pressio;1a l'aide des calories délivrées par le gaz environnant les appareillages électroniques, stockées dans le condenseur 15 situé a la suite du compresseur. I1 est à noter que la machine à vapeur basse pression en circuit fermé comprend, outre le bouilleur 6, une machine proprement dite 3. par exemple une turbine, un condenseur 4 et une poise 5. Le circuit secondaire utilise de l'eau de nappe ou de l'eau de ville qui sert a refroidir le condenseur 4 du circuit basse pression par l'intermédiaire d'échangeurs 18 et 19. Après son passage par l'échangeur 18 l'eau qui a été réchauffée (environ 40 C) et qui est disponible dans le circuit 20, peut être employée a des usages domestiques (réserve d'eau chaude a environ 40 C) ou être rejetée dans un puisard. Ce mode de réalisation permet donc de produire de l'énergie mécanique transformable en énergie électrique, a partir de calo risque traditionnellement perdu lors du refroidissement des enceintes des matériels électriques et électroniques. On notera que dans le cas d'une application à un central téléphonique, l'énergie électrique produite peut servir pour recharger les batteries d'accumulateurs électriques. Cosse précédoninent mentionné les applications du procédé et du système selon l'invention peuvent être très variées. Le procédé selon l'intention peut, par exemple, utiliser camez source chaude s - Le fluide de refroidissement d'un moteur et dans ce cas en plus de l'énergie mécanique produite, ce procédé peut s'appliquer au chauffage de locaux (source froide) - Le fluide de refroidissement d'un four de fusion, la source froide pouvant alors autre un système de préchauffage de pièces, - La chaleur de fermentation de la paille, et la source froide pouvant autre le fluide utilisé dans un système de séchage du grain, et enfin, - La chaleur de fermentation d'un fumier, la source froide tant alors le système de chauffage d'une nourricerie. REUENICATIONS I.- Système pour la transformation de l'énergie non directement utilisable ou même psrasite en une énergie mécanique et/ou calorifique directement utilisable, caractérisé en ce qu'il comprend une machine à vapeur à basse pression en circuit fermé comportant en série, une turbine à vapeur, un condenseur, une pompe et un bouilleur, en ce que le bouilleur est associé à au moins un échangeur pour recevoir l'énergie calorifique de la source chaude non directerent utilisable, et en ce que le condenseur est associé à au moins un échangeur permettant de fournir de lténergie calorifique à une source froide. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source chaude est constituée par le fluide de refroidissement d'un moteur et en ce que la source froide peut consister en des pièces ou des locaux à réchauffer. 3.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source chaude est constituée par le fluide de refroidissement d'appareillages électroniques par exemple d'un central téléphonique, et en ce que, dans ce cas l'énergie mefeanique est transformée en énergie électrique servant à recharger les batteries du central a 4.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bouilleur de la machine à vapeur est associé à un échangeur qui est relié à un deuxième échangeur associé au condenseur du compresseur du système de refroidissement des susdits appareillages électroniques 5.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source chaude est constituée par de la paille en fermentation et en ce que la source froide à réchauffer peut être constituée par le fluide utilisé dans un système de séchage du grain. 6.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source chaude est constituée par du fumier en fermentation et en ce que la source froide à réchauffer peut titre constituez par l'atmosphère régnant à l'intérieur d'une nourricerie.