Brevet FR3044077A1 — publié le 20170526

INSTALLATION DE PRODUCTION D'ELECTRICITE POUR CLIMATISER L'invention se rapporte à une installation de production d'électricité avec stockage d'énergie pour climatiser. Les autorités ont incités les particuliers à s'équiper de panneaux photovoltaïques en achetant à ces particuliers le courant électrique produit par les panneaux bien plus cher qu'il ne vendait leur courant provenant des centrales ou barrages. Le différentiel de cout était important et de plus il existait des subventions pour s'équiper. Depuis, l'énergie achetée par un particulier aux grands fournisseurs a vu son cout 10 régulièrement augmenté. Par contre la revente du courant électrique produit par les particuliers grâce aux panneaux photovoltaïques a vu son prix chuter d'où l'intérêt de consommer au mieux l'énergie produite par son installation. Les panneaux photovoltaïques produisent du courant essentiellement le jour alors que nous sommes absents de nos habitations. 15 La consommation de l'énergie dans une habitation se partage entre le chauffage de l'habitation et de la nourriture puis ensuite l'éclairage. L'hiver c'est le poste chauffage de l'habitation qui est le plus grand consommateur par contre l'été il y aurait un besoin en froid. Certains panneaux photovoltaïques sont équipés de moyens en vue de les refroidir 20 par balayage avec un flux d'air qui ; ainsi réchauffé, va être injecté dans l'habitation ou alimenter une pompe à chaleur d'un ballon à eau chaude sanitaire. On constate que la production d'électricité se fait sur une période allant de 8h le matin à 20 h le soir avec un pic autour de 13h-14h (luminosité maximale). Il en est de même avec l'air chauffé par les panneaux photovoltaïques ou des panneaux 25 solaires thermiques. 3044077 2 Si on regarde la consommation électrique elle est souvent réduite en milieu de journée car les occupants sont au travail et il en est de même pour l'utilisation de l'air chaud. Pour la production du courant électrique, lorsqu'on ne l'utilise pas il est vendu 5 par contre pour la chaleur, lorsqu'on ne l'utilise pas, elle est rejetée à l'atmosphère. Il est connu d'utiliser cet air chaud pour alimenter des batteries thermiques par exemple du type à matériau à changement de phase. On utilise le principe de la chaleur latente lors du changement de phase. io Selon cette solution, on fait passer au travers de cette batterie de l'air plus chaud que la température de changement de phase pour accumuler des calories dans cette batterie. La nuit, pour récupérer les calories on fait passer sur cette batterie de l'air froid qui se réchauffe afin de venir chauffer les pièces de l'habitation. 15 L'été on produit plus de courant et de chaleur mais le besoin en chaleur est remplacé par un besoin en air froid pour refroidir les pièces de l'habitation et il faut alors faire appel à des climatiseurs qui pourraient fonctionner avec le courant produit par les panneaux photovoltaïques. L'invention propose une solution pour améliorer le confort des habitants d'une 20 maison équipée d'une installation selon l'invention. A cet effet, l'invention a pour objet une installation comprenant des moyens de production de courant électrique, des moyens de distribution de l'air dans une habitation et des moyens pour stocker de l'énergie produite par les moyens de production de courant, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle 25 comprend des moyens de stockage du type à matériaux à changement de phase qui en complément du mode de chargement par échange avec un flux d'air au contact des matériaux à changement de phase comprennent un équipement 3044077 3 électrique pour charger les dits moyens de stockage par un moyen de production de chaleur et par un moyen de production de froid, les dits équipements étant accolés aux matériaux à changement de phase se présentant sous forme de plaques. 5 L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente : FIG 1 ; une installation selon l'invention FIG 2 : élément de stockage avec matériaux à changement de phase FIG 3 un autre élément de stockage io En se reportant au dessin, on voit une installation 1 de production d'énergie installée dans une habitation. Cette installation produit de l'électricité et pour ce faire elle comprend des panneaux 2 photovoltaïques posés par exemple en toiture. Des moyens 15 de conversion du courant continu en courant alternatif permettent soit d'utiliser le 15 courant directement dans l'habitation soit l'injecter sur le réseau. Au lieu et place de panneaux photovoltaïques il pourrait s'agir d'une éolienne ou d'une combinaison éolienne plus panneaux photovoltaïques et/ou panneaux solaires thermiques. L'installation comprend également des moyens 30 de distribution d'air pour être 20 distribué dans les différentes pièces de l'habitation et/ou venir alimenter un échangeur couplé à un ballon d'eau chaude. Des moyens 4,5 pour stocker de l'énergie produite équipent également cette installation. Ces moyens de stockage sont chargés par de l'air à température adéquat balayant les matériaux de stockage qui sont agencés sous forme de 25 plaques disposées parallèlement les unes à côté des autres. 3044077 4 L'installation comprend des moyens 4,5 de stockage du type à matériaux à changement de phase qui en complément du mode de chargement par échange avec un flux d'air au contact des matériaux à changement de phase comprennent un équipement , électrique alimenté en courant pour charger les dits moyens de 5 stockage l'équipement électrique étant constitué par un moyen 6A de production de chaleur et par un moyen 6B de production de froid, les dits moyens 6A, 6B étant accolés aux matériaux à changement de phase se présentant sous forme de plaques. Les moyens 6A de production de chaleur sont, par exemple, une résistance 10 électrique. Les moyens 6B de production du froid sont, par exemple, un module à effet Peltier ou un compresseur évaporateur. Dans une forme de réalisation, l'installation comprend un premier 4A type de matériaux à changement de phase avec une température de fusion adaptée au 15 moyen 6A de production de calories qui servira à réchauffer l'air et un second 5A type de matériaux à changement de phases avec une température de fusion adaptée au moyen 6B de production de froid qui servira à refroidir l'air. Les matériaux sont logés dans des caissons indépendants ou dans un caisson commun mais avec une séparation isolante. 20 Selon la période de l'année ou du besoin on utilise l'un ou l'autre des moyens de stockage. Le charment par courant électrique permet de s'affranchir des températures. Pour refroidir il ne faut pas nécessairement être en dessous de zéro degré Celsius. Par exemple une température de 18° sera largement suffisante pour refroidir de 25 l'air à 28°C. 3044077 5 Pour réchauffer, il en est de même, une mise en température de 24 degrés Celsius est suffisante pour chauffer de l'air à 16 degrés. 5 Ainsi, l'installation comprend des moyens 4 de stockage du type à matériau à changement de phase accumulant des calories produites par une résistance électrique et des moyens 5 de stockage du type à matériau à changement de phase combinés avec au moins un module 6B à effet Peltier alimenté en courant continu produit par les moyens 2 de production de courant électrique pour refroidir l'air avant introduction dans l'habitation par contact de l'air à refroidir sur les moyens de stockage Ainsi, on va charger les moyens de stockage 5 en frigories à l'aide du courant produit par l'installation ce qui va permettre, de refroidir l'air pendant la période la plus chaude de la journée. On utilise la « chaleur latente » de ces matériaux à 15 changement de phases pour refroidir l'air chaud. Le module à effet Peltier comporte deux faces opposées l'une produisant du froid et l'autre du chaud. On fixe la face du module à effet Peltier produisant du froid sur l'un des faces de la plaque de matériau à changement de phase en sorte de refroidir la plaque. 20 Le courant électrique provient des moyens de production tels les panneaux photovoltaïques ou une éolienne mais on peut également utiliser le courant acheté à un distributeur. Les matériaux à changement de phase sont agencés en forme de plaques 40 avec des moyens aptes à perturber l'écoulement pour un meilleur transfert entre l'air et 25 les surfaces de plaques. 3044077 6 L'été, on a besoin de rafraichir la maison avec de l'air froid, il est donc possible en utilisant l'effet Peltier de l'emmagasiner dans un moyen de stockage pour l'utiliser ensuite pour refroidir de l'air qui sera ensuite distribué dans les pièces de l'habitation. 5 Un avantage des modules à effet Peltier est que l'alimentation est du continu ce qui ne nécessite pas de transformer le courant produit par les panneaux en courant alternatif. L'intérêt de l'usage du courant électrique pour agir sur les matériaux à 10 changement de phase est que le stockage n'est pas tributaire et des températures de l'air qu'il est possible d'obtenir. Les matériaux du moyen de stockage sont logés dans un caisson isolant A comportant une entrée 10 et une sortie 11 Un pilote peut ainsi gérer les différents flux d'air en fonction des températures, 15 des besoins électriques immédiats, de la production du courant et des quantités de calories ou frigories disponibles ou à emmagasiner. Le moyen de stockage est réalisé par des plaques 40 de matériau à changement de phase placé dans une enveloppe conductrice de la chaleur ou du froid disposées parallèlement entre elles avec un espace 41 entre les plaques pour la circulation 20 d'air. L'air à chauffer ou chauffant circule entre les plaques où se produit un échange thermique. Les deux moyens de stockage peuvent être logés dans un seul caisson mais seront séparés par une cloison isolante 50 et des volets permettent de sélectionner les entrées et sorties de l'air circulant dans le moyen de stockage. 25 On utilise un module 30 de gestion des flux d'air avec possibilité de mélange logeant une turbine ou un ventilateur. Ce module est disposé dans les combles . 3044077 7 Dans une autre forme de réalisation figure 3, on utilise un seul type de matériau à changement de phase avec, par exemple, une température de fusion de l'ordre de 22 à 23° et l'une des faces de la plaque en matériau à changement de phase est refroidie par un moyen 6B de production de froid, l'autre face de la plaque est 5 chauffée avec un moyen 6A de production de chaleur. Cette température moyenne permet l'hiver de réchauffer l'air qui par exemple ferait 16°C et l'été de refroidir de l'air qui ferait 27° C. REVENDICATIONS1. Installation de climatisation comprenant des moyens (2) de production de courant électrique, des moyens (3) de distribution de l'air dans une habitation et des moyens (4,5) pour stocker de l'énergie produite par les moyens (2) de production de courant, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (4,5) de stockage du type à matériaux à changement de phase qui en complément du mode de chargement par échange avec un flux d'air au contact des matériaux à changement de phase comprennent un équipement (6) électrique pour charger les dits moyens de stockage par un moyen (6A) de production de chaleur et par un moyen (6B) de production de froid, les dits moyens (6A, 6B) étant accolés aux matériaux à changement de phase se présentant sous forme de plaques. 2. Installation de climatisation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'installation comprend un premier type (4A) de matériaux à changement de phase avec une température de fusion adaptée au moyen (6A) de production de calories qui servira à réchauffer l'air et un second type (5A) de matériaux à changement de phases avec une température de fusion adaptée au moyen (6B) de production de froid qui servira à refroidir l'air. 3. Installation de climatisations selon la revendication 2 caractérisé en ce que les matériaux à changement de phases sont logés dans des caissons indépendants. 4. Installation de climatisations selon la revendication 2 caractérisé en ce que les matériaux sont logés dans un caisson commun mais avec une séparation isolante. 5. Installation de climatisation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'installation comprend un seul type de matériau à changement de phase avec une température de fusion de l'ordre de 22 à 23° et l'un des moyens 3044077 9 (6A , 6B) de production est en contact avec une face de la plaque en matériau à changement de phase, l'autre moyen de production étant en contact avec l'autre face de la plaque. 6. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 5 caractérisée en ce que le moyen de production de calories est une résistance électrique. 7. Installation de climatisation selon l'une quelconques des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le moyen de production de froid est un module à effet Peltier ou un compresseur/évaporateur. 10