Brevet FR2394672A1 — publié le 19790112

L'objet de l'invention concerne un dispositif destiné à améliorer le rendement des centrales fonctionnant à l'aide de l'énergie thermique. Il est destiné à permettre d'approcher de 1, le rendement théorique du cycle de "Carnot" à toute température et avec faible différence de température. Jusqu'a' ce jour, les centrales fonctionnant à l'aide de l'énergie solaire, de l'énergie thermique de l'air ou autre, soit simultanément, soit de façon indépendante, ont un rendement maximum de 20 à 30 %. Une grande partie de l'énergie est dissipée dans l'eau de refroidissement ou dans l'atmosphère, ce qui occasionne une pollution thermique nécessitant un choix difficile du site d'implantation. Le dispositif suivant l'invention supprime ces inconvénients et permet de réinjecter cette énergie perdue dans le circuit afin d'augmenter le rendement tout en supprimant les nuisances ; il donne la possibilité par simple adjonction de doubler le rendement des centrales existantes ou encore de construire des centrales autonomes, utilisant des énergies thermiques aux températures disponibles. Il est constitué dans l'exemple donné par l'adjonction à une machine à vapeur conventionnelle d'un ensemble récupérateur de l'énergie normalement perdue à la source froide destiné à injecter simultanément des énergies calorifiques à des niveaux de températures différentes par un fluide intermédiaire et des batteries d'échanges. Sur 1. dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention le dispositif est représenté dans son ensemble d'une façon schématique expliquant le mode fonctionnel. Cet ensemble est composé de deux parties Â et B. L'ensemble B est une machine à vapeur traditionnelle ot la source chaude 9 ou évaporateur, est relié au récepteur 10, en phase gazeuse, puis au condenseur Il ou source froide. Le cDndensat-est réinjecté à l'entrée de l'évaporateur 9 par la pompe de réinjection 8. L'énergie mécanique étant recueillie au récepteur 10. Le circuit fermé, est chargé d'un fluide approprié : la nature de ce fluide est fonction des températures en jeu. L'ensemble fonctionne alors de la façon suivante L'énergie extérieure est apportée par les échangeurs 2 éventuels pour les apports calorifiques basse température et par les échangeurs 2' et 4 pour les apports calorifiques moyenne et haute température, ou par les échangeurs pour apport calorifique moyenne et haute température seulement 2', 4 et 4'. L'énergie apportée par les échangeurs 4, 4' fait évaporer le liquide contenu et le pousse à travers le clapet 14 dans le vase tampon. Quand ils sont vides, ils sont rechargés par la pompe 3'. De ce vase la vapeur part pour se condenser dans le condenseur 5 où elle cède une partie de son énergie à l'évapora- teur 9 du cycle B. À la sortie du condenseur 5 le détendeur 6 laisse pénétrer le liquide dans l'évaporateur 7 en produisant du froid, et en absorbant les calories cédées parle condenseur Il du cycle B, donc en refroidissant ce dernier. Le fluide est entrainé par la pompe 1 vers l'échangeur 2 où il peut recevoir l'énergie à la température basse ; ensuite par la pompe 3 vers l'échangeur 2'. La pompe 3' l'amène à 1' absorbeur 4 en recevant de l'énergie calorifique à des températures de plus en plus élevées. Les points 2 et 3 permettent d'injecter de l'énergie à des niveaux plus bas qu'au niveau de l'évaporateur ou absorbeur 4. Les pompes de réinjection ou de transfert sont, soit dynamiques telles les pompes centrifuges ou des compresseurs, soit statiques par augmentation de pression dûe à un échauffement d'origine extérieure ou soutirée à partir du récepteur du cycle B. L'ensemble est pourvu de vannes et de clapets, suivant les nécessités. La jonction entre les ensembles À et B est faite au niveau de l'échangeur B en partie chaude. Le condenseur 5 et l'évaporateur 9 symboliquement séparés forment un seul échangeur 13, ainsi que l'échangeur 12 à l'intérieur duquel l'évaporateur 7 et le condenseur Il forment un échangeur. Il permet l'alimentation des centrales thermiques par un fluide intermédiaire et des batteries d'échange travaillent à des températures différentes et donne la possibilité de récupé rer à basse température l'énergie perdue & la source froide d'une centrale thermique en réinjectant cette énergie dans le circuit. Cette rentilisation de l'énergie rejetée à la source froide de la centrale par remontée en température utilisable a' des niveaux différents. Toutefois les formes, dimensions et dispositions des différents éléments pourront varier dans la limite des équivalents comme d'ailleurs les matières utilisées pour leur fabrication sans changer pour cela la conception générale de l'invention qui vient d'être décrite. REVENDICATIONS 10 Dispositif permettant la réutilisation de l'énergie rejetée à la source froide d'une centrale par sa réinjection dans le circuit afin d'augmenter considérablement le rendement et supprimer les nuisances se caractérisant par l'adjonction au circuit:obnventionnel d'un circuit de récupération de l'énergie calorifique à basse température. 20 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le circuit conventionnél,formé par pompe de réinjection, évaporateur, turbine et condenseur est combiné avec le circuit de récupération constitué par pompe de réinjection, échangeur pour apport calorifique à basse température èt seconde pompe de réinjection. 30 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que la pompe de réinjection est reliée à un échangeur pour apport calorifique à moyenne et haute température. 40Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que iVéchangeus éventuels (basse ou moyenne température) sont reliés par circuit avec clapet anti-retour à un vase tampon lui même relié B;un condenseur, détendeur et étapo- rateur. 50 Dispositif suivant la revendication 4 se caractérisant par la réutilisation des calories perdues dans les centrales thermiques par un fluide intermédiaire et des batteries d'échange travaillant à des températures différentes.