Brevet FR2539139A1 — publié le 19840713

Agent d1accnmulation de chaleur La presente invention concerne un agent d'accumulation de chaleur comprenant, a titre d'agent d'accumulation de chaleur latente, une lessive de soude caustique ayant une concentration de 60 à 80 x en poids d'hydroxyde de sodium, de 40 à 20 x en poids d'eau et de 0,01 à 5 parties en poids, de préférence 0,05 à 1 partie en poids (par rapport à 100 parties en poids de WaOH.HzO), d'au moins un cristal d'ensemencement ou formateur de germes, la lessive de soude caustique et la fraction pondérale de cristal d'ensemencement- ou formateur de germes étant enfermes ou encloses de manière étanche aux liquides et/ou à l'eau dans au moins une enveloppe, une capsule, un élément tubulaire flexible, une sphère ou un recipient ou emballage analogue, ces enveloppes, capsules, elements tubulaires flexibles, spheres ou recipients ou emballages analogues se trouvant en contact direct ou indirect de transfert de chaleur avec un agent de transmission de chaleur à l'état liquide, la densité de l'agent de transmission de chaleur à l'etat liquide étant inférieure à la densité de l'agent d'accumu lation de chaleur latente. Selon l'invention, on emploie comme agent d'accumulation de chaleur latente une lessive de soude caustique ayant une concentra- tion déterminez et comme cristaux d'ensemencement des aluminates de formule générale MAl (OH)4 dans laquelle M représente un métal alcalin ou des sels d'aluminium non toxiques ou de l'hydroxyde d'aluminium sous la forme de composés anhydres ou de composés contenant de l'eau d'hydratation et/ou du CaC03 sous la forme du sel anhydre ou de sel contenant de l'eau d'hydratation. Il est déjà bien connu notamment par le document DE A-2 845 865 d'utiliser une lessive de soude caustique ayant une concentration pondérale déterminée comme agent d'accumulation de chaleur latente On sait également que dans le système hydroxyde de sodium-eau le monohydrate présente de fortes tendances à la surfusion, ce qui fait baisser la température de cristallisation. C'est pourquoi on a proposé, dans le document DE-Aw3 020 983, de mettre en oeuvre un agent d'accumulation de chaleur à base d'hydroxyde de sodium qui consiste en 60 à 80 % en poids d'hydroxyde de sodium, 40 à 20 % en poids d'eau et 0,1 à 2 % en poids de dioxyde de tellure en vue de réduire la tendance à la surfusion.Toutefois, le dioxyde de tellure employé dans l'agent d'accumulation de chaleur présente une certaine toxicité de sorte qu'il existe un risque lors du remplissage, du transvasement, du renouvellement ou lors de l'endommagement du système de conduites. Ainsi, le tellurite de sodium qui se forme présente une valeur de dose léthale 50 de DL50 2,25 mg/kg de poids du corps (rats). La présente invention a, dès lors, pour but et objet d'éviter ces inconvénients et de trouver un agent qui utilise des cristaux d'ensemencement ou formateurs de germes sensiblement non toxiques, de manière à réduire notablement les surfusions qui se produisent. Elle vise egalement à obtenir une distribution aussi régulière que possible dans le système NaOH/H20. On a constate, conformément à l'invention, que ce but et cet objectif sont atteints en utilisant un agent d'accumulation de chaleur comprenant, à titre d'agent d'accumulation de chaleur latente, une lessive de soude caustique ayant une concentration de 60 à 80 % en poids d'hydroxyde de sodium et 40 à 20 % en poids d'eau et comprenant en outre 0,01 à 5 parties en poids, de préférence 0,05 à 1 partie en poids (par rapport à 100 parties en poids de NaOH.H20), d'au moins un cristal d'ensemencement ou formateur de germes, la lessive de soude caustique et la fraction pondérale de cristal d'ensemencement ou formateur de germes etant enfermées ou encloses de manière étanche aux liquides et/ou à l'eau dans au moins une enveloppe, une capsule, un élément tubulaire flexible, une sphère ou un récipient ou emballage analogue, ces enveloppes, capsules, éléments tubulaires flexibles, sphères ou récipients ou emballages analogues se trouvant en contact direct ou indirect de transfert de chaleur avec un agent de transmission de chaleur à l'état liquide, la densité de l'agent de transmission de chaleur à l'état liquide étant inférieure à la densité de l'agent d'accumulation de chaleur latente. Selon l'invention, on utilise comme agent d'accumulation de chaleur latente une lessive de soude caustique présentant un système eutectique à 62,30C (correspondant à une lessive de soude caustique à 74,3 % en poids) et comme cristaux d'ensemencement des aluminates de formule générale MAl (OR)4 dans laquelle M représente un metal alcalin ou des sels d'aluminium non toxiques ou de l'hydroxyde d'aluminium, sous la forme de composés anhydres ou de composés contenant de l'eau d'hydratation, qui réagissent avec NaOH en formant de l'aluminate de sodium, et/ou du CaC03 sous la forme du sel anhydre ou de sel contenant de l'eau d'hydratation. Le NaAl(OH)4, l'hydroxyde d'aluminium et/ou le carbonate de calcium sont des composés pratiquement dépourvus de toxicité, de sorte que l'on n'encourt aucun risque supplémentaire lors des remplissages, des transvasements, des endommagements des conduites et analogues du fait de ces cristaux d'ensemencement. Une particularite de l'aluminate de sodium réside dans sa distribution à peu près uniforme dans le système NaOH/H20; cet état de distribution et la facilité de l'échange de Na dans le système NaAl(OH)4-NaOH-E20 ont pour- conséquence que la surfusion du mélange fondu ne se produit plus que faiblement. Tl en est de meme également pour le carbonate de calcium. La surfusion maximale mesurée lors de l'emploi de l'agent d'accumulation de chaleur selon la presente invention, pour un bain fondu de NaOH.H20 additionné de-0,5 X en poids d'Al(OH)3, ne s'élève qu'è 50C. Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention, les cristaux d'ensemencement sont ajoutés en une quantité pondérale de 0,01 à 5 parties en poids, de préférence 0,05 à 1 partie en poids, par rapport à 100 parties en poids du mélange eutectique qui consiste en hydroxyde de sodium et en eau. Dans les exemples d'exécution donnés ci-après on a utilisé comme agent d'accumulation de chaleur latente une lessive de soude caustique présentant un eutectique à 62,3"C (correspondant à une lessive de soude caustique à 74,3 % en poids) et comme cristal d'ensemencement de l'hydroxyde d'aluminium (0,5 partie en poids par rapport à 100 parties en poids du mélange eutectique consistant en hydroxyde de sodium et en eau). Exemple 1 La figure 1 représente un accumulateur de chaleur rempli d'un agent d'accumulation encapsulé. La référence 1 désigne l'accumulateur ou le récipient pour agent d'accumulation représenté schématiquement et la référence 2 désigne l'agent encapsulé, suivant l'invention, servant à accumuler la chaleur (milieu accumulateur). L'amenée ou le prélèvement de l'énergie se fait par l'intermédiaire d'un milieu transporteur qui est transféré au moyen d'une pompe à un échangeur de chaleur ou directement à un consommateur ou un fournisseur d'energie. Pour un volume de milieu transporteur de 200 1 (H20) et un volume de milieu accumulateur de 400 1 on obtient, par rapport à un remplissage au moyen d'eau, une amélioration d'un facteur de 2,93 de la capacité d'accumulation. Exemple 2 ta figure 2 représente un accumulateur de chaleur rempli d'un milieu accumulateur encapsulé et d'un milieu transporteur tel que de l'eau. La référence 1 designe l'accumulateur ou le récipient pour agent d'accumulation représenté schématiquement et la référence 2 désigne l'agent capsule - suivant l'invention servant à accumuler la chaleur (milieu accumulateur). Dans l'accumulateur se trouve encastre un échangeur de chaleur de manière telle que lors d'un prélèvement ou d'une amenée d'énergie il s'établisse un courant du milieu transporteur, conditionné par la différence de temperature qui survient, allant de l'échangeur de chaleur au milieu accumulateur de chaleur latente ou vice versa. REVENDICATIONS 1 - Agent d'accumulation de chaleur comprenant, à titre d'agent d'accumulation de chaleur latente (1), une lessive de soude caustique ayant une concentration de 60 à 80 % en poids d'hydroxyde de sodium et de 40 à 20 % en poids d'eau, comprenant en outre (2) 0,01 à 5 parties en poids, de préférence 0,05 à 1 partie-en poids (par rapport à 100 parties en poids de NaOH.H20), d'au moins un cristal d'ensemencement ou formateur de germes, (3) la lessive de soude caustique et la fraction pondérale de cristal d'ensemencement ou formateur de germes étant enfermées ou encloses de manière étanche aux liquides et/ou à l'eau dans au moins une enveloppe, une capsule, un élément tubulaire flexible, une sphère ou un récipient ou emballage analogue, ces enveloppes, capsules, éléments tubulaires flexibles, sphères ou récipients ou emballages analogues se trouvant en contact direct ou indirect de transfert de chaleur avec un agent de transmission de chaleur (4) à- l'étant liquide, la densité (4.1) de l'agent de transmission de chaleur à l'état liquide étant inférieure à la densité de l'agent d'accumula tion de chaleur latente, caractérisé en ce que l'on utilise, (1.l)à titre d'agent d'accumulation de chaleur latente, une lessive de soude caustique presentant un système eutectique à 62,30C (correspondant à une lessive de soude caustique à 74,3 % en poids) et (2.1)à titre de cristaux d'ensemencement des aluminates de formule générale MA1(OH)4, dans laquelle M représente un métal alcalin, ou des sels d'aluminium non toxiques ou de l'hydro- xyde d'aluminium, sous la forme de composés anhydres ou de composés contenant de l'eau d'hydratation, qui réagissent avec NaOH en formant de l'aluminate de sodium, et/ou du CaCO3 sous la forme du sel anhydre ou de sel contenant de l'eau d'hydratation. 2 - Agent d'accumulation de chaleur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les cristaux d'ensemencement sont ajoutes en une quantité pondérale de (2.1.1) 0,01 à 5 parties en poids9 de préférence 0,05 à 1 partie en poids, par rapport à 100 parties en poids du melange eutectique consistant en hydroxyde de sodium et en eau.