Brevet FR3040776A1 — publié le 20170310

SYSTEME DE RECUPERATION D'ENERGIE Domaine de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des procédés et systèmes de récupération d'énergie. La présente invention se rapporte plus particulièrement à un système échangeur de récupération d'énergie. La présente invention s'applique particulièrement, mais non exclusivement, à des abris techniques mobiles civils et militaires. Etat de la technique On connaît dans l'état de la technique des systèmes de servitudes intégrées permettant la production et la gestion d'énergies, (thermique, production de froid et production d'électricité) pour des abris techniques mobiles. Ces systèmes utilisent comme source de production d'énergie primaire un groupe électrogène fonctionnant avec un carburant hydrocarbure. Or, à ce jour, l'énergie thermique dégagée au niveau de l'échappement du groupe électrogène.est inexploitée. Il existe des procédés de récupération d'énergie provenant de fumées, mais dans des centrales de cogénération pour la récupération d'énergie lors du brûlage de déchets. Toutefois, ces centrales possèdent des grandeurs récupérables de l'ordre du Mégawatt, et les procédés utilisés dans ce type de systèmes ne sont pas adaptés à des modules de taille plus restreinte, tels des groupes électrogènes. De plus, ces procédés de l'état de la technique concernent des domaines réellement spécifiques et ne sont pas applicables à des systèmes courants comportant un groupe électrogène. Exposé de l'invention 3040776 2 La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un système échangeur de récupération d'énergie permettant d'utiliser les calories portées par des gaz d'échappement d'un groupe électrogène pour les transférer à un liquide caloporteur permettant le 5 réchauffement d'un mélange chimique de production de froid. A cet effet, la présente invention concerne, dans son acception la plus générale, un système échangeur de récupération d'énergie, comportant un échangeur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des éléments de 10 tuyauterie pour l'évacuation des fumées, et en ce qu'il comporte en outre un module de régulation comportant un transmetteur de température, un régulateur PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne d'échange à trois voies, ledit module de régulation permettant d'obtenir une quantité prédéterminée de chaleur provenant de gaz d'échappement à destination d'un module de 15 climatisation à absorption. Ainsi, le système selon la présente invention permet d'utiliser les calories portées par des gaz d'échappement d'un groupe électrogène pour les transférer à un liquide caloporteur permettant le réchauffement d'un mélange chimique de 20 production de froid. Le système selon la présente invention permet également de maîtriser la quantité d'énergie en sortie, ceci quelles que soient la température et les conditions d'environnement et quelle que soit la production d'énergie électrique fournie par un groupe électrogène. 25 Le système selon la présente invention, grâce à l'action du transmetteur de température et de la vanne, fonctionne quelle que soit la valeur du binôme température/consommation. Avantageusement, ledit transmetteur de température est situé sur un 3 0 circuit retour de fluide. Selon un mode de réalisation, ledit transmetteur de température permet de fixer une consigne en température de fluide caloporteur. 3040776 3 Selon un mode de réalisation, ledit régulateur PID permet d'effectuer une régulation en boucle fermée. De préférence, ladite vanne d'échange permet de dévier lesdits gaz 5 d'échappement vers un ensemble de tuyauterie d'évacuation en cas de quantité de chaleur transmise trop élevée. Avantageusement, ledit système est relié à un groupe électrogène. 10 Selon une variante, l'intégralité des gaz d'échappement traverse l'échangeur. Selon une autre variante, une partie des gaz d'échappement ne traverse pas l'échangeur, mais est déviée grâce à ladite vanne d'échange dans un 15 ensemble de tuyauterie d'évacuation. Brève description des dessins 20 On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux Figures dans lesquelles : - la Figure 1 est un schéma de principe du système selon la 25 présente invention dans un mode de réalisation ; - la Figure 2 représente le système selon la présente invention dans un mode de réalisation ; - la Figure 3 illustre un exemple d'un système comportant un module PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne 30 d'échange ; et - la Figure 4 représente un exemple d'action du régulateur. Description détaillée des modes de réalisation de l'invention 3040776 4 La présente invention se rapporte à un système 100 échangeur de récupération d'énergie. Le système selon la présente invention fonctionne quel que soit le 5 binôme température / consommation du groupe électrogène. L'objectif est de maintenir l'extrasurface et donc de proposer un système de régulation permettant d'atteindre une valeur d'extrasurface au maximum de 30 % supérieure à la valeur nominale calculée. 10 En cas de pourcentage d'extrasurface trop élevé, cela présenterait des risques de vaporisation de l'eau et donc de cavitation, ce qui endommagerait le circuit. 15 Ainsi, le système selon la présente invention associe un échangeur et un système de contrôle d'entrée des fumées. La Figure 1 est un schéma de principe du système selon la présente invention dans un mode de réalisation. 20 On observe sur la Figure 1 un échangeur type air/eau couplé à un système de régulation, placé entre un circuit de fumées et un circuit d'eau. Un transfert de calories est opéré entre le circuit de fumées et le circuit d'eau via l'échangeur, et un transfert de frigories est opéré entre le circuit d'eau et le 25 circuit de fumées via l'échangeur. La Figure 2 représente le système selon la présente invention dans un mode de réalisation. 30 On observe sur la Figure 2 le système 100 selon la présente invention. Un groupe électrogène 60 fournit des gaz d'échappement, qui alimentent une vanne 43 trois voies proportionnelle, reliée à un ensemble 30 de tuyauterie d'évacuation et à un échangeur 10. Le fluide caloporteur entre et sort via l'échangeur 10. 3040776 5 Le système 100 selon l'invention comporte un échangeur 10 et comporte en outre un module 43 de vannes à trois voies, des éléments 30 de tuyauterie pour l'évacuation des fumées. 5 Le système 100 selon l'invention comporte en outre un module 40 de régulation comportant un transmetteur 41 de température, un régulateur 42 PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne 43 d'échange 10 Le module 40 de régulation permet d'obtenir une quantité prédéterminée de chaleur provenant de gaz d'échappement à destination d'un module 50 de climatisation à absorption. Le système de régulation présent dans le système selon la présente 15 invention permet d'obtenir la quantité de chaleur souhaitée qui provient des fumées d'échappement vers un module de climatisation à absorption. Dans un mode de réalisation, le transmetteur 41 de température est situé sur un circuit retour de fluide. 20 Le transmetteur 41 de température permet de fixer la consigne de procédé (température du fluide caloporteur à obtenir). Dans un mode de réalisation, le transmetteur 41 de température permet 25 de fixer une consigne en température de fluide caloporteur. Le régulateur 42 PID (Proportionnel Intégral Dérivé) permet d'effectuer une régulation en boucle fermée. Il a comme information le débit et la température de fumées mesurées. La consigne de débit lui est donnée par 3 0 l'ingénierie du procédé. Dans un mode de réalisation, ladite vanne 43 d'échange permet de dévier lesdits gaz d'échappement vers un ensemble de tuyauterie d'évacuation en cas de chaleur transmise trop élevée. 3040776 6 Dans un mode de réalisation, ledit système est relié à un groupe électrogène. 5 Selon une variante, l'intégralité des gaz d'échappement traverse l'échangeur. Selon une autre variante, une partie des gaz d'échappement ne traverse pas l'échangeur, mais est déviée grâce à ladite vanne d'échange dans un 10 ensemble de tuyauterie d'évacuation. La Figure 3 illustre un exemple d'un système comportant un module PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne d'échange. La Figure 4 représente un exemple d'action du régulateur. On observe sur la Figure 4 l'action exercée par le régulateur en fonction de la température de l'eau retour et de la consigne de 150° C à obtenir. La présente invention s'applique particulièrement, mais non exclusivement, à des abris techniques mobiles civils et militaires. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est 25 entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. REVENDICATIONS1. Système (100) échangeur de récupération d'énergie, comportant un échangeur (10), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des éléments (30) de tuyauterie pour l'évacuation des fumées, et en ce qu'il comporte en outre un module (40) de régulation comportant un transmetteur (41) de température, un régulateur (42) PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne (43) d'échange à trois voies, ledit module (40) de régulation permettant d'obtenir une quantité prédéterminée de chaleur provenant de gaz d'échappement à destination d'un module (50) de climatisation à absorption. 2. Système (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit transmetteur (41) de température est situé sur un circuit retour de fluide. 3. Système (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit transmetteur (41) de température permet de fixer une consigne en température de fluide caloporteur. 4. Système (100) selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit régulateur (42) PID permet d'effectuer une régulation en boucle fermée. 5. Système (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite vanne (43) d'échange permet de dévier lesdits gaz d'échappement vers un ensemble de tuyauterie d'évacuation en cas de quantité de chaleur transmise trop élevée. 6. Système (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est relié à un groupe électrogène (60). 7. Système (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intégralité des gaz d'échappement traverse l'échangeur (10). 3040776 8 8. Système (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une partie des gaz d'échappement ne traverse pas l'échangeur (10), mais est déviée grâce à ladite vanne (43) d'échange dans un ensemble de tuyauterie d'évacuation. 5