Brevet FR2810076A1 — publié le 20011214

La présente invention concerne un appareil modulaire pour la génération d'énergie, pouvant être utilisé par exemple pour le chauffage et le conditionnement d'environnements. but de la présente invention est de réaliser un appareil modulaire pour la génération d'énergie qui, avec un faible coût d'installation, pouvant etre rapidement amorti ainsi qu'avec des coûts limités de fonctionnement et gestion, permet de réaliser le chauffage et le conditionnement d'environnements de façon énergétiquement optimisée, même lors de la variation des caractéristiques du climat lors de la succession des saisons. autre but de l'invention consiste à réaliser un appareil modulaire susceptible de fonctionner comme un générateur électrique permettant obtenir des optimisations énergétiques et/ou de faire face à des pics de demande de puissance électrique, et, utilisant une machine électrique adaptée, qui puisse fonctionner comme un générateur électrique de secours. Ces buts, ainsi que d'autres, sont réalisés selon l'invention avec un appareil modulaire de génération d'énergie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront dans la description détaillée ci-dessous, effectuée à simple titre d'exemple non limitatif, en se référant à la figure unique jointe dans laquelle il est montre une représentation schématique d'un appareil selon l'invention. se référant au schéma, dans la figure unique, on indique par 1 globalement un appareil modulaire pour la génération d'énergie. Cet appareil comprend essentiellement un groupe intégré 2 qui, dans le domaine automobile, est utilisé comme groupe motopropulseur. Ce groupe intégré 2 comprend un moteur à combustion interne 3, par exemple de type à cycle Otto ou à cycle Diesel, qui reçoit, à travers un conduit alimentation 4, un flux de carburant, comme l'essence le gazole, le gaz méthane ou le gaz propane liquide. De façon connue en soi, le moteur à combustion 3 est muni d'une installation de refroidissement à liquide 5 qui comprend des canalisations 6 et 7 pour la circulation d'un liquide refroidissement induite par une pompe 8. Le moteur à combustion 3 est doté d'au moins un conduit pour l'évacuation des gaz d'échappement sur lequel intercalé un convertisseur catalytique 10. ce convertisseur catalytique est associé un échangeur de chaleur, qui permet de récupérer une partie la chaleur des gaz d'échappement. L'arbre 12 du moteur à combustion interne est solidaire en rotation d'un volant 13. Le groupe intégré 2 comprend en outre une machine électrique globalement indiquée par 14, de type réversible, montée de manière coaxiale à l'arbre du moteur 3. De façon connue en soi, la machine électrique qui peut être de type synchrone ou asynchrone, comprend un stator 15 et un rotor 16 susceptible d'être accouplé en rotation à l'arbre 12 et au volant 13 du moteur 3 par l'intermediaire d'un premier enclenchement à embrayage 17. La machine électrique 14 présente une entrée/sortie 18, par exemple de type triphasé, pouvant être accouplée à un réseau électrique de distribution 19 extérieur à l'appareil générateur 1. Pour plus de commodité, mais pas nécessairement, l'entrée sortie 18 de la machine électrique 14 est accouplée au réseau 19, par l'intermédiaire d'un circuit électronique de puissance 20, prévu pour contrôler, selon des modalités prédéterminées le flux d'énergie entrant dans/sortant de 1a machine 14. Ce circuit 20 peut être convenablement prévu en outre pour contrôler et réguler un flux d'énergie électrique allant de la machine 14 à (au moins) une batterie d'accumulateurs 21. rotor 16 de la machine électrique 14 en outre connecté à un second dispositif d'enclenchement 22. Ce second dispositif est également par exemple type à embrayage, et permet l'accouplement en rotation du rotor 16 à 'arbre d'entrée 23 d'un compresseur de fluide 24 de type rotatif. groupe intégré 2 décrit ci-dessus est exemple du type décrit de manière détaillée dans la demande de brevet international W099/22955. Ce groupe integré est caractérisé par un faible coût de réalisation dans la mesure où il bénéficie de manière avantageuse des économies d'échelle typiques de l'industrie automobile. Il est en outre caractérisé par des émissions à l'echappement extrêmement réduites. L'appareil modulaire pour la génération énergie 1 comprend enfin une unité électronique de contrôle 25, réalisee par exemple en utilisant des microprocesseurs, et prévue pour contrôler, selon des modalités préetablies, le fonctionnement du groupe intégré 2, du compresseur 24 et des différents dispositifs qui y sont associes. Dans ce but, 'unité de contrôle est raccordée, façon non representée, à un panneau de commande, à capteurs répartis dans l'appareil 1, ainsi qu'a différents dispositifs actuateurs, comme par exemple des actuateurs à commande électromagnétique associés aux enclenchements 17 et cours d'utilisation, les canalisations 6 et 7 du circuit de refroidissement à liquide du moteur à combustion interne 3 peuvent être raccordées à un appareil 30 , dans le cas le plus simple, peut être constitué d'un simple accumulateur de liquide chaud (boiler) ou qui, en alternative, peut être une pompe à chaleur de type à absorption, en mesure de générer du froid à partir chaud. De même, une telle pompe à chaleur à absorption 1 peut être raccordée à l'échangeur de chaleur 11 qui, en fonctionnement, active la récupération de chaleur des d'échappement du moteur à combustiDn interne 3. Le compresseur 24 peut être par contre raccordé maniere opérationnelle à une pompe à chaleur 32 du type réversible, pouvant être commutée de manière sélective pour la production de chaud et de froid. Le compresseur 24 peut d'ailleurs être connecté à des circuits réfrigérants de différente sorte comprenant des échangeurs de chaleur des types les plus conformes aux conditions d'utilisation prévues, par exemple échangeurs de chaleur du type à tour d'évaporation, etc.. L'appareil, selon l'invention, est en mesure d'entraîner une pompe à chaleur, par l'intermédiaire de machine électrique, même quand le moteur combustion est arrêté. peut en outre être utilisé pour réaliser conditionneur d'air électrique . Bien entendu, la description ci-dessus n'a été donnee qu'à titre d'exemple non limitatif et diverses modifications pourront y être apportées par l'homme l'art sans pour cela sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1.Appareil modulaire pour la génération d'énergie caractérisé en ce qu'il comprend un groupe intégré (2) du type utilisé dans le domaine automobile comme groupe propulseur, comprenant un moteur à combustion interne ) muni d'une installation de refroidissement à liquide (6-8) et d'un catalyseur (10) pour les gaz d'echappement, et dont l'arbre (12) est solidaire en rotation d'un volant (13) ; une machine électrique (14) de type réversible, montée de manière coaxiale à l'arbre (12) du moteur à combustion interne (3), comprenant un stator (15) et un rotor (16) et pouvant servir de moteur et de générateur électrique ; la machine electrique (14) ayant une entrée/sortie (18) susceptible d'être raccordée à un réseau électrique de distribution (19) extérieur à l'appareil (1) ; des premiers dispositifs d'enclenchement (17) en mesure d'accoupler l'arbre (12) du moteur à combustion interne (3) au rotor (16) de la machine électrique ; et des seconds moyens d'enclenchement 22) en mesure d'accoupler le rotor (16) de la machine électrique 14) à un dispositif mené (24), destiné à être actionné pendant le fonctionnement par ladite machine electrique (14) ; lesdits premiers et seconds moyens enclenchement 17, 22), pouvant être contrôlés de manière sélective, de façon indépendante entre ; un compresseur de fluide (24) de type rotatif, pouvant être accouplé en rotation au rotor (16) de ladite machine électrique (14) par 1 intermédiaire desdits seconds dispositifs d'enclenchement (22) ; des systèmes de récupération de chaleur (11) associés au dispositif catalyseur (10) dudit moteur à combustion interne ; unité électronique (25) en mesure de contrôler, selon des modalités préétablies, le fonctionnement dudit groupe intégré (2), du compresseur associé (24) des systèmes de récupération de chaleur (11). 2.Appareil modulaire pour la génération d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pompe à chaleur (31) de type à absorption est connectée au circuit de refroidissement à liquide (6- du moteur à combustion interne (3) et/ou auxdits systèmes de récupération de chaleur ( associés au dispositif catalyseur (10). .Appareil modulaire pour la génération d'énergie selon la revendication 1 ou 2, caracterisé en ce que ledit compresseur (24) est raccordé à une pompe à chaleur (32) de type réversible, pouvant être commutée de façon sélective pour la production de chaud et de froid. .Appareil modulaire pour la génération d'énergie selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fluide réfrigérant utilisé dans ledit compresseur 24) et dans la pompe à chaleur (32) associée est le propane. 5.Appareil modulaire pour la génération d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit compresseur (24) est interconnecté à un circuit d'utilisation à fluide, comprenant un échangeur de chaleur à tour d'évaporation. 6.Appareil modulaire pour la génération d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'à ladite entree/sortie (18) de la machine électrique (14) accouplée à des circuits (20) en mesure de controler le transfert d'énergie électrique de la/à machine électrique (14) au/du réseau (19) et/ou 'au moins une batterie d'accumulateurs (21). 7.Appareil modulaire pour la géneration d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite machine électrique (14) est de type synchrone ou asynchrone.