Brevet FR2429388A1 — publié le 19800118

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la réalisation de transferts de chaleur dans un ensemble où de la chaleur est produite et consommée à divers niveaux de température, et en divers endroits. Cette situation est celle, notamment, des complexes industriels ou d'agglomérations urbaines. Il arrive souvens que certaines quantités de chaleur Qp soient produites dans différents endroits entre des niveaux de température variés, par exemple entre TI et T2 à un certain endroit et entre T3 et T4 a' un autre endroit, alors que d'autres quantité. de chaleur Qc sont consommées en d'autres endroits pouvant être éloignés des premiers, 4t cela respectivement entre des niveaux '1 et '2 ou T'3-T'4 par exemple, les intervalles T1-T2 T3-T4... etc d'une part et T'2, 2'3-2'4... etc, d'autre part pouvant être échelonnés de façon quelconque les uns par rapport aux autres. Dans une telle situation il se pose un double problème t tout d'abord, il faut assurer dans les meilleures conditions possibles le bilan énergétique global 8 l'intérieur de l'ensemble, c'est-a-ire, selon le cas, apporter le mInirnam possible d'énergie depuis ltextérieur, ou au contraire en exporter le plus possible. En second lieu, il convient de réaliser dans les meilleures conditions les transferts de chaleur entre les zones de production et les zones de coEsommation, éventuellement éloignées les unes des autres. pour atteindre le premier but, il faut que les écarts de température positifs ou négatifs, qui existent très généralement entre les endroits où la chaleur est produite et ceux où elle est consommée, soient compensés soit par des pompes de chaleur consommant de l'énergie mécanique, si le niveau de température de la chaleur doit être relevé, soit des dispositifs produisant de l'énergie mécanique dans le cas contraire. En outre, les machines considérées ci-dessus devant transférer de la chaleur souvent apportée ou extraite à des températures variables, par exemple par des fluides caloporteurs, doivent satisfaire aussi exactement que possible à des lois Q(T) liant chaque production de chaleur et chaque consommation de chaleur à la température oe, selon le processus envisagé. Ceci peut être obtenu notamment en mettant en oeuvre les procédés et en utilisant les dispositifs décrits dans les demandes de brevet FR 75 Il 438, publiée sous le N0 2.307.227, 76 14 965, publiée sous le N0 2.352.247, et 77 07 041. Les machines décrites dans ces brevets fonctionnent comme des transformateurs de chaleur, capables d'utiliser n'importe quelle production de chaleur en vue d'alimenter n'importe quelle consommation, quels que soient les domaines de température et quelles que soient les lois Q(2) des zones de production ou de consommation, avec un rendement énergétique optimal. Ces machines sont constituées d'une suite de cellules à pressions/températures étagées, dans lesquelles circule un fluide de travail présent dans chaque cellule sous forme de vapeur saturante en contact avec son liquide. Il existe en outre, au moins dans certaines cellules, un ou plusieurs faisceaux de chauffe ou de refroidissement qui mettent les cellules en relation avec des fluides caloporteurs qui y apportent la chaleur d'une source productrice ou extraient la chaleur destinée à une zone de consommation.Enfin, chaque cellule est mise en relation avec les voisines, d'une part, sur le trajet de la vapeur, par un compresseur ou par une turbine selon que la vapeur monte ou descend les niveaux de pressions et de température, et, d'autre part, sur le trajet du liquide, qui circule en sens inverse de la vapeur, par un orifice calibré pour descendre les niveaux de pression et de température, ou par une pompe pour les remonter. Les machines décrites ci-dessus sont appelées ci-après machines polytropiques. Il suffira à l'homme de l'art de se reporter aux descriptions des brevets cités supra pour connattre la structure et le fonctionnement de telles machines. Lesdites descriptions sont introduites intégralement à titre de référence au sein du présent texte. Dans le cas où le fluide caloporteur apporte de la chaleur, de la vapeur du fluide de travail est produite par ébullition du liquide présent dans la cellule, et, dans le cas contraire, de la vapeur du fluide de travail se condense. Ainsi, les débits de vapeur et de liquide évoluent d'étage en étage selon les quantités de chaleur apportées ou soustraites, en fonction de la loi Q(T) selon laquelle l'apport ou l'extraction de chaleur sont réalisés, c'esb-à-dire en fonction du dimensionnement des faisceaux d'échange. fl est important de noter que, à l'interface entre deux cellules successives, la somme des débits entrant respectivement sous forme de vapeur ou rouis forme de liquide est toujours égale à la somme des débits sortant de ce même fluide de travail, respectivement sous forme de liquide ou sous forme de vapeur, le débit de vapeur et celui de liquide,circulant en sens inverse, étant toujours égaux chaque frontière entre deux cellules voisines. La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant, grace à une adaptation particulière des machines décrites ci-dessus, de résoudre d'une façon tout à fait générale le problème de bilan énergétique global d'un ensemble avec le rendement maximal et, d'autre part, de réaliser les transferts de chaleur des zones productives vers les zones consommatrices dans les meilleures conditions de prix et de rendement. Sous -sa forme la plus générale, l'invention a pour objet un procédé pour la réalisation de transferts de chaleur dans un ensemble comportant une pluralité de zones où de la chaleur est respectivementtroduite et consommée à divers niveaux de température, procédé dans lequel on fait circuler un fluide de travail dans des machines dites polytropiques, à turbines ou à compresseurs, constituées d'une suite de cellules à pressions/températures éta- gées, où le fluide de travail est présent dans chaque cellule sous forme de vapeur saturante en contact avec son liquide, au moins certaines desdites cellules présentant des faisceaux où circule au moins un fluide caloporteur, lequel apporte à une partie des cellules la chaleur d'une source productrice ou en extrait la chaleur destinée à des postes de consommation, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on établit une interconnexion entre les productions et consommations de chaleur desdites zones, en déterminant une température Tr, dite température médiane, sensiblement au centre de gravité des domaines de température desdites zones, en utilisant ledit fluide de travail comme fluide de transfert circulant dans deux circuits parallèles, l'un parcouru par la vapeur dudit fluide et 1' autre en sens inverse par le liquide, la vapeur et le liquide ayant des débits respectifs sensiblement égaux et des températures très voisines de la température médiane Er choisie, et en reliant entre elles toutes les cellules de toutes lesdites machines polytropiques qui se trouvent à la température la plus voisine de Tr, de leur c8té liquide par ledit circuit de liquide, et de leur c8té vapeur par ledit circuit vapeur, la production de chaleur d'une zone étant ainsi convertie en une chaleur de vaporisation du fluide de transfert, tandis que la consommation de chaleur d'une autre zone est convertie en une chaleur de condensation dudit fluide, lesdites productions et consommations étant interconnectées. L'invention est basée sur le fait que n'importe quelle machine polytropique telle que décrite ci-dessus, qu'elle soit à turbines ou à compresseurs, peut toujours être coupée en deux parties au niveau d'une interface entre deux cellules voisines et qu'il est toujours possible de séparer physiquement ces deux parties en les éloignant l'une de l'autre d'une distance quelconque, sous les réserves suivantes : 1) Il faut relier les deux parties par une double cana- lisation, l'une pour la vapeur, l'autre pour le liquide du fluide de travail, les deux débits se trouvant à peu pres à la même température et à la même pression, et leurs valeurs étant, en régime établi, égales et de sens inverses. 2) Il faut, lorsque les machines de toutes les cellules sont primitivement accouplées sur un meme arbre et que cet arbre a été coupé à la même interface, accoupler à l'arbre de chacune des deux parties ainsi séparées la machine mécanique convenable soit pour entraîner ces arbres soit pour leur faire produire de l'énergie0 En général, il s'agit soit d'un moteur électrique, soit d'une génératrice. 3) Si l'opération a coupé une série de faisceaux caloporteurs, il faut que chacune des deux parties ainsi séparées comprenne la partie des faisceaux du m8me type qui travaille à des niveaux de température co=espondant à ceux des cellules parcourues. On peut aussi remarquer que n'importe laquelle des machines décrites dans les brevets précités peut être considérée comme formée d'un nombre quelconque de suites élémentaires mises en série dont chacune appartient à l'une seule des six variantes simples suivantes s a) suite à compresseurs refroidie SCF b) suite à compresseurs isodiabatique SCI c) suite à compresseurs réchauffée SCC d) suite à turbines refroidie SXF e) suite à turbinesisodiabatique STI f) suite à turbines réchauffée SK: On appelle "suite isodiabatique" une suite ne comportant pas d'échange de chaleur avec l'extérieur.Dans de telles suites, les seules quantités de chaleur mises en jeu dans les cellules sont celles qui sont échangées entre la vapeur et le liquide du fluide de travail pour faire évoluer les températures respectives. Un système formé d'un ensemble convenable de telles suites élémentaires, qui peuvent se trouver matériellement groupées ou séparées et même très éloignées les unes des autres mais qui sont alors reliées par des canalisations du fluide de travail, permet donc de résoudre n'importe quel problème de transfert de chaleur avec un rendement optimal. Selon un mode de réalisation, pour compenser un manque de chaleur apportée à l'ensemble, qui se traduit par un excès de liquide du fluide de transfert à la température médiane Tr, on prévoit une source chaude supplémentaire à partir de laquelle on convertit, tout en produisant du travail utile, un certain débit de liquide de travail que l'on prélève à la température Tr en un débit-masse égal de vapeur, que l'on renvoie environ à la même température Tr vers les zones de consommation. Selon un autre mode de réalisation dans la même situation, pour compenser un tel manque de chaleur apportée à l'ensemble, se traduisant par un excès de liquide du fluide de transfert à la température médiane Tr,on prélève de la chaleur à une source froide à partir de laquelle on convertit, grâce à une dépense de travail, un certain débit de liquide de travail que l'on prélève à la température Tr en un débit-masse égal de vapeur, que l'on renvoie environ à la même température Tr vers les zones de consommation. Selon encore un autre mode de réalisation,pour compenser un excès de chaleur apportée à l'ensemble ,qui se trouve transformé en un excès de vapeur du fluide de transfert à la température médiane Tu, on prévoit une source froide consommatrice grâce à laquelle ,tout en produisant un travail utile, l'on convertit ce débit-masse de vapeur du fluide de travailà la température Trenun débit-masse égal de liquide que l'on renvoie environà cette même température médiane Tr vers les zones de production de chaleur. L'invention aégalement pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'inyention, lequel dispositif comporte des zones deproduction et de consommation de chaleur, et un ensemble de machines polytropiques, constituées d'une suite de cellules comportant chacune une partie pour le liquide et une partie pour la vapeur saturante d'un fluide de travail et est ca ractérisé en ce qu'il comporte un double réseau de canalisations, l'un pour la vapeur et l'autre pour le liquide dudit fluide jouant alors le rôle de fluide de transfert, et des moyens pour relier au réseau liquide chacune des parties liquides de chacune des cellules des machines qui se trouvent à la température la plus voisine d'une température Xr prédéterminée, ainsi que des moyens pour relier au réseau vapeur les parties vapeurs des mêmes cellules, lesdites zones étant ainsi interconnectées par l'intermédiaire des machines polytropiques et des circuits liquide et vapeur constitués par lesdits réseaux et moyens respectifs. L'invention sera maintenant illustrée sans être aucunement limitée par la description ci-après faite en référence aux dessins annexés sur lesquels Fig. 1 est un schéma d'un ensemble ayant la forme d'un réseau linéaire et dans lequel on a représenté en traits pleins les trajets du liquide du fluide condensable et en traits interrompus les trajets de la vapeur du mgme fluide; Fig. 2 est un schéma analogue d'un ensemble ayant la forme d'un réseau bouclé, comportant une source chaude supplémentaire,deux sources froides supplémentaires 1' une consommatrice de chaleur,l'autre productrice,et un ballon d expansion. Â la figure 1, les sources et les consommations ont été représentées de telle sorte que les températures les plus élevées soient en haut de la figure et les plus basses en bas, la tempéra~ ture Tr correspondant au centre de gravité des échanges étant au milieu de la figure. Ainsi, les sources et les consommations de chaleur ont été représentées en fonction de leurs domaines de température, portés en ordonnées. Les échanges de chaleur avec 1' extérieur sont représentés par des bandes hachurées couvrant le domaine de températures qui leur est propre. En Ci on a représenté une zone de consommation de chaleur totalement située dans un domaine de température supérieur à Tr. Dans ce cas, une machine polytropique formée d'une suite à compresseur isodiabatique (SCI) et d'une suite à compresseurs refroidie (SCF) permet de relier C1 à une canalisation médiane i de vapeur à la température Tr et à une canalisation médiane 2 de liquide à la môme température Tr. La canalisation 3 apporte donc de la vapeur à la température Tr à l'ensemble SCI et SCR. Cette vapeur cède sa chaleur latente de condensation à la zone consommatrice et le liquide condensé du fluide de travail revient par la canalisation 4 vers la aalisation 2. Si la consomm1aQion de chaleur est contiguë à Tr, il suffit d'une suite de cowpresseurs refroidie alimentée psr la vapeur du fluide de travail de la canalisation 1 à la température Tr. Ceci a été représente en C2 pour la zone de consommation et en SCF pour la suite de compresseurs refroidie. Dans les deux nas ci-dessus, il a fallu fournir un travail mécanique pour entaaRner les compresseurs. Si la consommation de chaleur, telle que représentée en O3, est toute entière située dans un domaine de température inférieur à Tr, on dispose, dans le sens décroissant des températures à partir de Tr, une suite à turbines isodiabatiques-SUI suivie d'une suite à turbines refroidie 5TF, ces suites étant alimentées par une canalisation de vapeur 5, le liquide revenant, par les pompes des dispositifs, dans la canalisation 2 à Tr par la canalisation 6. Si le domaine de température de la zone consommatrice telle que C4 est contigu à Tr, il suffit d'une unique suite à turbines refroidie STF pour lui apporter la chaleur en provenance de 1. Dans les deux cas ci-dessus, l'une ou l'autre des machines telles que STF ou STI consomme à son admission de la vapeur saturée à Tr du fluide de travail, restitue du liquide à la môme temp-érature et produit un travail mécanique. S'il s'ait maintenant d'une zone S1 productrice de chaleur, entièrement située dans un domaine de températures supérieures à Tr, on utilise une machine polytropique formée d'une suite à turbines réchauffée sa, suivie d'une suite à turbines isodiabatique STI, dans lesquelles le liquide arrivant par la canalisation 8 est pompé d'étage en étage en se réchauffant et en se vaporisant partiellement jusqu'à la température maximale où tout est vaporisé, et d'où la vapeur formée redescend d'étage en étage à travers les étages de turbines pour rejoindre la canalisation médiane I par la canalisation 7. Là encore, il est produit un travail mécanique. Si le domaine de la zone productrice de chaleur est contigu à Tr (source 52), une unique suite de turbines réchauffée SUC suffit. Dans le cas d'une zone productrice de chaleur S3 toute entière située dans un domaine de températures inférieures à Tr, on utilisera une machine polytropique formée d'une suite à comparez seurs réchauffée SCC suivie d'une suite à compresseurs isodiabatique SCI, ces suites étant alimentées depuis la conduite médiane 2 par le liquide du fluide de travail arrivant par la canalisation 9 et se détendant d'étage en étage tout en se vaporisant graduellement sous l'effet de la détente seule ou sous cet effet combiné avec celui de la chaleur apportée par la source, toute la vapeur produite revenant par la canalisation 10 dans la conduite médiane 1.Dans le cas où le domaine de température de la zone de production de chaleur 54 est contigu à la température Tr, une unique sul- te à compresseur réchauffée SCC suffit. L'une ou l'autre de ces deux dernières machines fournit à son échappement un débit de vapeur saturée du fluide de travail à la température Tr en consommant un débit égal de liquide à la môme température IPr, et en consommant également l'énergie mécanique nécessaire à l'entrnttement des compresseurs, Selon l'invention, toutes les machines sont ainsi réunies à un double réseau de canalisations1 et 2 dans lequel on fera circuler d'une part de la vapeur saturée du fluide de travail à vr et d'autre part en sens inverse une quantité égale de liquide du même fluide à peu près à la môme température et à la môme pression. On constate qu'un tel réseau de canalisations 1, 2, 3, 4 5, 6, 7, 8, 9 10 permet de résoudre le cas le plus général et le plus complexe d'échanges énergétiques quelconques m8me à des distances importantes, car il transporte non la chaleur sensible d'un fluide caloporteur mais une chaleur latente isotherme d'un fluide de travail. La figure 2 montre le cas où la canalisation médiane d'un tel réseau est bouclée sur elle-même. Les huit cas cités plus haut sont représentés dans le môme ordre et repérés par les lettres Â à E. Les sens d'écoulement du fluide de travail sont représentes par des flèches entre le circuit bouclé 1' et 2' et les diverses machines correspondant aux sources ou aux consommations. Quant aux sens de circulation du fluide de travail dans les segments de conduites médianes 1' et 2', ils peuvent être quelconques et dépendent des valeurs respectives des différentes sources de chaleur Si et des différentes consommations C0 Mais les débitsmasses de liquide et de vapeur sont toujours égaux et de sens contraire dans les portions homologues de ces canalisations médianes entre sources ou consommations interconnectées. En général, le bilan énergétique global d'un tel réseau ne sera pas naturellement équilibré. Dans la plupart des cas, ou sien il y a trop de chaleur disponible, ou bien il manque de la chaleur et il faut boucler le bilan. Au point de vue mécanique, il en est de môme et on peut se proposer que le bilan d'énergie mécanique soit bouclé lui aussi (pas d'importation ni d'exportation d'énergie mécanique). Enfin, il est nécessaire qu'un tel réseau puisse être régulé et puise accepter des charges partielles de n'importe quelle zone de production ou de consommation de chaleur. L'utilisation judicieuse de machines polytropiques permet selon l'invention de satisfaire au mieux à l'une ou l'autre de ces conditions ou aux deux. les deux bilans cités ci-dessus concernent d'une part le bilan global d'énergie (premier principe de la thermodynamique) et d'autre part le bilan global d'énergie utilisable (deuxième principe de la thermodynamique). C'est dans le cas où tous les éléments du système d'interconnexion sont supposés parfaits (machines polytropiques parfaites à nombre d'étages infini et écarts de température nuls, pertes de charge et de chaleur nu3Ie, notamment dans le réseau) que ces bilans s' expriment le plus simplement. On étudiera un système fermé, limité par toutes les surfaces matérielles qui contiennent le fluide de travail, soit dans le réseau, soit dans les machines polytropiques qui lui sont con nectées, y compris les faisceaux d'échanges inclus dans ces machines, mais les fluides externes d'apport ou d'extraction parcourant les faisceaux étant exclus. Si dQs est une quantité de chaleur reçue par le système à la température T, dQc une quantité de chaleur cédée par lui, Wa une quantité de travail apportée à une machine polytropique quelconque connectée au système et We une quantité de travail exportée de la même façon, on peut écrire pour le bilan global d'énergie dudit système : Quant au bilan d'énergie utilisable (bilan d'éxergie) il s'écrit: Par soustraction de la seconde expression à la première, on constate que celle-ci (1) peut être remplacée par la suivante (bilan d'énergie) : L'ensemble des deux dernières relations (2) et (3) permet alors de conclure. ce qui suit : 1) En général, ni l'un ni l'autre des bilans exprimés par les relations (2) et (3) n'est naturellement équilibré pour l'ensemble considéré et il faut ajouter des termes d'échanges supplémentaires avec l'extérieur soit de chaleur soit de travail. 2) La relation (2) permet une conclusion immédiate quant aux changes éventuels de chaleur avec l'extérieur et à la nécessité éventuelle d'avoir une source chaude supplémentaire. Si la première intégrale du premier membre est en valeur absolue supérieure à la seconde, il a y excès de travail possible, et il faudra nécessairement exporter ce travail ou le perdre. Si, par contre, cette intégrale est déficitaire (manque de travail), il sera toujours possible, au lieu d'importer du travail, de connecter au réseau une source de chaleur supplémentaire telle que Sc (voir lettre J sur les figures I et 2), en général à haute température, alimentée en combustible importé, et de produire le travail manquant grâce à cette source (mais dans ce cas, on doit en général prévoir une source froide consommatrice Co (voir lettre M figures 1 et 2). 3) La relation (3) permet, quant à elle, une conclusion immédiate quant à la nécessité d'une source froide ou d'une source chaude supplémentaire. Si le premier terme 11 emporte sur le second, il faudra connecter le réseau à une source froide/suppEémentair grtce à une machine polytropique isodiabatique soei (suite à turbines isodiabatique) prenant de la chaleur isothermique à Tr au réseau et la transférant, également isothermiquement, à la source froide Co à To (lettre X, figures 1 et 2).Une telle machine produira du travail qu'il faudra éventuellement exporter, mais l'é quation (2) ne sera cep Xiant pas remise en cause du point de vue du bilan de chaleur0 Si le second inerme l'emporte sur le premier, il est nécessaire de prévoir d'ihiporter la chaleur d'une source supplémentaire et de la restitue au réseau à Gr. Deux solutions sont possibles : productrice 50 a) On emprunte cette chaleur à une source froide à To grâce à une machine polytropique isodiabatique SCI fonctionnant comme une pompe de chaleur entre To et Tr (lettre ICI figures 1 et 2). Cette machine consomme un travail qu'il faudra éventuellement importer, mais l'équation (2) ne sera cependant pas remise en cause du point de vue du bilan de chaleur. b) Cette chaleur est demandée à une source chaude Sc supplémentaire consommant du combustible importé et reliée au réseau par une machine polytropique STI. Cette machine produira du travail qu'il faudra éventuellement exporter (lettre J, figures 2 et 3). En conclusion, il est possible dans beaucoup de cas d'assurer simultanément les deux conditions ci-dessus (bilan fermé de chaleur, bilan fermé de tramai) sous réserve : 1) de prévoir éventuellement une source froide connectée au réseau par machine polytropique et qui soit évacuera des calories à To, soit en importera 2) de prévoir éventuellement une source chaude alimentée en combustible importé. Dans certains cas cependant, on devra accepter d'exporter du travail0 Lorsque les systèmes sont imparfaits (pertes thermodynamiques par écarts de températures, par étagement fini des suites de cellules, par frottement dans les machines, pertes de charge dans les canalisations, etc ...), les conclusions ci-dessus restent valables, mais les équations d'équilibre doivent être complétées par des termes prenant en compte ces différentes pertes0 En outre, dans un tel cas, un bilan fermé d'énergie mécanique peut toujours autre obtenu, même si-elle est excédentaire, si on accepte de perdre cette énergie en la transformant en chaleur et en l'évacuant à la source froide. Le problème des bilans est donc soluble dans tous les cas par l'un ou l'autre des dispositifs décrits ci-dessus. L'invention a également pour objet des moyens pour la régulation de tels systèmes. Il faut d'une part que la pression Pr dans le réseau (et par suite la température Tr) soit régulée, et d'autre part il faut pouvoir absorber d'éventuelles variations d'ensemble des niveaux liquides dans les cellules des différentes machines polytropiques, compte tenu des variations de charge aux différentes zones. Il est prévu à cet effet 1) de stabiliser la pression dans le réseau (et par suite la température Tr) en l'asservissant à l'une ou l'autre des deux variables suivantes, ou à une combinaison de ces deux varia bles a) l'intensité du refroidissement de la source froide Co supplémentaire b) la quantité de chaleur apportée à l'une des sources supplémentaires So ou Sc ou aux deux 2) de prévoir un ballon d'expansion B (figure 2) de volume suffisant dont le niveau sera stabilisé en l'asservissant par l'intermédiaire d'une pompe à celle des deux variables ci-dessus qui n'a pas été utilisée sous 1), ou à une autre combinaison de ces deux variables0 Etant donné que la quantité de fluide de travail incluse dans le système est invariable, il est évident que les moyens ci-dessus ont pour effet que globalement la somme des masses liguides contenues dans toutes les machines polytropiques est, elle aussi, maintenue constante, de sorte que les régulations particu hères à chaque machine, connues par ailleurs, vont pouvoir stabiliser pour chacune d'elles les niveaux liquides en question sans être contrecarrées dans l'ensemble0 I1 est prévu aussi de faire appel éventuellement à un autre mode de régulation, toutes ces machines polytropiques comportant nécessairement un moteur ou une génératrice. Lorsque ces machines sont toutes électriques, elles peuvent être à vitessesvariables régulées. On peut alors grouper toutes celles qui sont normalement génératrices de vapeur vers le réseau et toutes celles qui sont consommatrices, et soumettre chacun de ces sous-ensembles à une régulation de vitesse coordonnée, c'est-à-dire agissant dans le mme sens pour toutes les machines d'un même sous-ensemble. Pour faire monter ou descendre la pression, il suffira alors d'agir en sens inverse sur la régulation des deux sous-en mbles, et pour faire varier le niveau dans le ballon, il suffira d'agir dans le même sens. Rnfin, on pourra évidemment combiner entre eux les deux systèmes de régulation ci-dessus décrits. L'invention concerne également le cas où une source ou une consommation de chaleur s'étend sur un domaine englobant la température oer. Dans ce cas, selon l'enseignement général de l'in- vention, il est toua ours possible de scinder en deux cette source, ou cette consommation, en coupant le faisceau correspondant au niveau où la température est 'pur, et de traiter séparément les deux parties comme des sources ou des consommations distinctes, en leur affectant une machine polytropique adaptée.Mais, comme ces deux machines sont en un même lieu, elles pourront être rassemblées en une seule qui comportera alors en général à la fois des suites à compresseurs et des suites à turbines et une double connexion des canalisations I et 2 du réseau avec une cellule située cette fois à l'intérieur de la machine et non à une extrémité, à savoir la cellule qui est à la température Tr. Il va de soi aussi que s'il existe en un même lieu plusieurs sources différentes et plusieurs consommations différentes, toutes ces fonctions pourront etre rassemblées dans une seule et même machine polytropique pouvant comporter plusieurs faisceaux caloporteurs dans certaines cellules1 les uns chauffant, les autres refroidissant; mais, selon l'invention, cette machine comportera toujours dans celle de ses cellules dont la température est Tr des connexions de vapeur et de liquide avec les canalisations médianes I et 2, connexions munies de vannes de régulation convenables. De même, si, dans un même lieu, il existe plusieurs sources et plusieurs consommations dont aucune ne contient Tr dans son domaine, ces diverses fonctions pourront être rassemblées en une machine polytropique fonctionnant. de la même façon que ci-dessus, maisanrec cette différence que cette machine comportera alors des suites isodiabatiques SCI et STI de part et. d'autre de Tr et que les connexions au réseau 1 et 2 se feront sur la cellule à la température Tr commune à ces deux -suites0 L'invention permet ainsi de tirer parti d'une manière optimale de la chaleur disponible dans un ensemble, tel qu'un complexe industriel, une ville ou autre système analogue. REVEWDICssXIONS. 1. Procédé pour la réalisation de transferts de chaleur dans un ensemble comportant une pluralité de zones où de la chaleur est respectivement produite et consommée à divers niveaux de température, procédé dans lequel on fait circuler un fluide de travail dans des machines dites polytropiques, à turbines ou à compresseurs, constituées d'une suite de cellules à pressions/températures étagées, où le fluide de travail est présent dans chaque cellule sous forme de vapeur saturante en contact avec son liquide, au moins certaines desdites cellules présentant des faisceaux où circule au moins un fluide caloporteur lequel apporte à une partie des cellules la chaleur d'une source productrice, ou en extrait la chaleur destinée à des postes de consommation, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on établit une interconnexion entre les productions et consommations de chaleur desdites zones, en déterminant une température Tr, dite température médiane, sensiblement au centre de gravité des domaines de température desdites zones, en utilisant ledit fluide de travail comme fluide de transfert circulant dans deux circuits parallèles, l'un parcouru par la vapeur dudit fluide et l'autre en sens inverse par le liquide, la vapeur et le liquide ayant des débits respectifs sensiblement égaux et des températures très voisines de la température médiane Tr choisie, et en reliant entre elles les cellules de toutes lesdites machines polytropiques qui se trouvent à la température la plus voisine de Tr, de leur côté liquide par ledit circuit de liquide, et de leur c8té vapeur par ledit circuit vapeur, la production de chaleur d'une zone étant ainsi convertie en une chaleur de vaporisation du fluide de transfert, tandis que la consommation de chaleur d'une autre zone est convertie en une chaleur de condensation dudit fluide, lesdites productions et consommations était interconnectées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour compenser un manque de chaleur apportée à l'ensemble, qui se traduit par un excès de liquide de fluide de transfert à la température médiane Tr, on prévoit une source chaude à partir de laquelle on convertit un certain débit du liquide du fluide de travail que l'on prélève à la température médiane Tr, en un débitmasse égal de vapeur, que l'on renvoie environ à la même température médiane Tr vers les zones de consommation, et cela en produisant un travail utile. 9. Procédé sen la revendication 1, caractérisé en ce que, pour compenser un manque de chaleur apportée à 1' ensemble, qui se traduit par un elles de liquide du fluide de transfert à la température médiane Ir, on prévoit une source froide à partir de laquelle on convertit un certain débit de liquide de travail que l'on prélève à la tapérature Tr en un débit-masse égal de vapeur, que l'on renvoie environ à la même température Tr vers les zones de consommation, e cela en consommant du travail. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour compenser un excès de chaleur apportée à l'ensemble et transformée en vapeur du fluide de transfert à la température médiane Tr, on prévoit une source froide grâce à laquelle lton convertit sous forme d'un certain débit-masse de liquide du fluide de travail à la température Tr, un débit-masse égal de vapeur du fluide de travail prélevé environ à cette m8me température médiane Tr en provenance des zones de production, et cela en produisant du travail utile. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon ltune quelconque des revendications 1 à 4, lequel dispositif comporte des zones de production et de consommation de chaleur, et un ensemble de machines polytropiques, constituées de suites de cellules comportant chacune une partie pour le liquide et une partie pour la vapeur saturante d'un fluide de travail, et est caractérisé en ce qu'il comporte un double réseau de canalisations, l'un pour la vapeur et l'autre pour le liquide dudit fluide jouant alors le rôle de fluide de transfert, et des moyens pour relier au réseau liquide chacune des parties liquides de chacune des cellules des machines qui se trouvent à la température la plus voisine dune température Tr prédéterminée, ainsi que des moyens pour relier au réseau vapeur les parties vapeurs des mêmes cellules, lesdites zones étant ainsi interconnectées par l'intermédiaire des machines polytropiques et des circuits liquide et vapeur constitués par lesdits réseaux et moyens respectifs, 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que plusieurs sources de chaleur et plusieurs zones de consommation relativement voisines sont reliées par une seule machine polytropique dont l'étage à la température la plus voisine de la température médiane Tr est relié côté vapeur et côté liquide du fluide de transfert audit double réseau de canalisations correspondantes. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les canalisations de liquide et de vapeur dudit double réseau sont reliées par l'intermédiaire d'une machine polytropique à une source chaude auxiliaire. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les réseaux de liquide et de vapeur sont reliés par 1'intermédiaire d'une machine polytropique à une source froide auxi linaire. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6 pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les canalisations médianes de liquide et de vapeur sont reliées par l'intermédiaire d'une machine polytropique à une source froide auxiliaire. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le double réseau de liquide et de vapeur du fluide de travail est relié à un réservoir d'expansion à niveau liquide libre muni d'un dispositif de contrôle de niveau et/ou d'un dispositif de contrôle de pression.