Brevet FR2746909A1 — publié le 19971003

ACCUMULATEUR DE CAPACITE FRIGORIFIQUE A CHALEUR LATENTE DE FUSION Dénomination : tube accumulateur ICEBORE * La présente invention concerne un procédé d'accumulation d'une capacité de refroidissement de Fluides dans le but d'effacer les pointes de Charges Thermiques en diminuant de façon importante la puissance machine installée (de 40% à 80%). Par répercussion de cet avantage, I'invention entraine une diminution proportionnelle des masses de CFC en circulation dans les Centrales Frigorifiques Industrielles (protection de couche d'ozone atmosphérique). * En effet, dans un système de refroidissement classique, la puissance machine installée est égale à la puissance maximale par heure des besoins en froid, et ce, dans le but de maintenir une température toujours constante. C'est ainsi que dans les domaines d'utilisation comportant de grandes variations de charges thermiques à évacuer, la quantité de machines installées dépasse de 40% à 80% la puissance machine moyenne nécessaire. Ceci se traduit par un surcoût en investissement, et surtout par un coût d'exploitation directement lié au nombre de machines installées: Coût d'exploitation = (Consommation Energétiquel + (entretien unitaire x Nbre machines) * L'invention permet à l'utilisateur de stocker une capacité Froid en période de creux , et d'utiliser cette capacité consécutivement pour effacer les pointes . Cette invention abolie l'équation: Besoins Maximales = Puissance Machines. * Les systèmes similaires existants sur le marché présentent les inconvénients suivants: - Poids et volume importants qui sont disqualifiants dans un projet - Formation et fusion irrégulière de glace = performances non homogènes - Perte de charge élevée et/ou variable à travers l'accumulateur - Procédure de raccordement et d'utilisation compliquée et donc coûteuse. - Rapports Volume / Performance et Prix / Kw moins avantageux. DESCRIPTION DU PROCEDE D'ACCUMULATION * Le procédé selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. En effet, le tube accumulateur (système Icebore) est constitué d'un cylindre, fermé aux extrémités, contenant une solution eutectique au dosage approprié (Figure 1). Les tubes accumulateurs (système Icebore) sont rangés en parallèle puis montés en nappes décalées, formant un ensemble compact. Cet ensemble sera installé dans une enceinte isothermique étanche, munie de deux orifices de raccordement Entrée/Sortie (Figure 2). * En mode CHARGE , cet ensemble associé à un groupe froid, fonctionne tel un accumulateur de capacité frigorifique par changement d'état de la solution eutectique. Cette phase s'appelle stockage par Chaleur Latente de Solidification. * En mode DECHARGE , le tube accumulateur (système Icebore) restitue cette capacité froid par fusion de la solution eutectique. C'est la Chaleur Latente de Fusion. * En mode MIXTE , il y a décharge avec appoint du groupe froid en simultané, ce qui accroît de façon considérable la capacité de refroidissement disponible. P totale = P Icebore + P Machine (Kw. H) (Kw. H) (Kw. H) * Les quatre postes suivants constituent les éléments qui caractérisent l'invention. a. Les tubes accumulateurs (système Icebore), doivent hêtre assemblés en nappes de tubes de façon décalée d'une nappe à l'autre. Ce type de rangement oblige le fluide à refroidir à zigzaguer à travers l'accumulateur, ce qui améliore très notablement l'échange thermique (Figure 2). b. La forme tubulaire permet les avantages suivants: - Plus grand volume intérieur du contenant, donc plus grande masse de solution eutectique pour moins de poids du contenant. - Plus grand nombre d'unités rangés dans un volume utile délimité. Moins d'encombrement et de surface occupée au sol. - Performance et Perte de Charge toujours constante à travers les tubes accumulateurs (système Icebore). c. En mode DECHARGE , il y a fusion de la solution eutectique à l'état solide. Cette fusion se produit de l'extérieur vers l'intérieur de la masse. En mode CHARGE , il y a solidification également de l'extérieur vers l'intérieur de la masse. Les deux processus étant parallèles, il n'y a donc pas de contre-indication pour l'utilisation en simultané du système (Charge et Décharge = Mixte). Etant donné la forme des tubes accumulateurs (système Icebore), c'est donc une quantité très importante de Chaleur Latente qui est ainsi mise à disposition de l'utilisateur (Figure 3). d. Enfin, la fabrication et le montage en nappes des tubes accumulateurs (système Icebore) est très simple et permet toutes les configurations imaginables: longueurs et nombres sont adaptables aisément et laissé à l'appréciation de l'ingénierie, de même que la forme de l'enceinte isothermique (piscine en ouvrage maçonné par exemple), sans provoquer un surcoût important à l'investissement. Remarques: L'enceinte isothermique ne fait pas partie des revendications. La solution eutectique ne fait pas partie des revendications. REVENDICATIONS 1/ Procédé de stockage de froid par tubes accumulateurs caractérisé par la forme tubulaire de chaque enveloppe (fig.l). Obturé aux deux extrémités, ce tube est rempli d'une solution eutectique. 21 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tubes sont rangés en parallèle et assemblés en nappes décalées, ce qui oblige le fluide qui traverse cet ensemble à zigzaguer entre les tubes pour un meilleur échange thermique (Fig.2).