FR 2516205 A3 19830513 FR 8120985 A 19811106 EXPOSE Le 13 Mars 1980 , il a été déposé par MM. de SAINT LAUMER , CLARAC et ( ZILLY une demande de Brevet d'invention , sous le N 80 / 05358 s qui accompagné d'une Demande de recherche d'antériorité . t. résultat de c@ ci @ oppsé à la demande du Brevet ci dessus les Brevets N 389709 et 3@ de la Société SIFMENS en Allemagne et le Brevet NO 342583 d. N. Ernst 1 LER en Syisse . Par ailleurs la réalisation pratique du premier modèle de " dispositif production de Tapeur d'eau " selon la demande N 80 / 05858 , disposit: qui a été dénommé " Générateur de vapeur Economies d'Energie " a condu@ des modifications du Brevet N 80 / 05858 w telles que les auteurs de de de Brevet 80 / 05858 ont décidé de déposer une nouvelle demande de d'Invention . DEMANDE DE BREVET D'INVENTION la présente invention a pour objet des dispositifs de production de vaj d'eau Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des a] reils générateurs de vapeur d'eau , notament à basse et moyenne pressi La vapeur d'eau à basse et moyenne pression est utilisée dans de nombr@ installations industrielles norme fluide caloporteur . Il a été calcul plus de la moitie de l'énergie consommée dans les installations ind@st@ autres que les centrales électriques est transportée sous forme de vap@ d'eau , , qui est obtenue traditionnellement en chauffant l'eau sons une sion égale ou supèrieure à la pression atmosphérique , à une températ égale ou supèrieure à 100 C , dans des chandières où l'on brûle des c@ tilles fossiles la raréfaction et l'augmentation du prix des combustibles fossiles , ni des hydrocarbures , entrainant la nécessité d'économiser cette source @ gie et plus particuliérement de rechercher des moyens qui permettent d@ duire de la vapeur d'eau en consommant moins d'énergie provenant de la bustion de produits pétroliers ou fossiles . On sait que la chaleur totale d'un Kilogramme de vapeur d'eau , par à une pression de 4 bars et à une température de 144 C , est de l'ordr@ 654 KC . On sait aussi que la chaleur latente de la vapeur d'eau sous sion do 4 bars est de 504 KC / Kg .Si l'eau vaporisée dans la chaudiè arrive sous forme de condensats d'utilisation à la température de 100 déduit que la plus grande partie de l'énergie fournie par la chaudière 504 t ( 654 - 100 ) " 0,91 ou 91 % sert à fournir de la chaleur latente à la vapeur Un objectif de l'invention est de produire de la vapeur saturante par moyens qui permettent de vaporiser l'eau à basse température , c'est à à des températures infèrieures à I00 C , par exemple à des température prises entre 450C et 970C , de telle sorte que la chaleur latente de T @ation qui constitue la majeure partie de la chaleur totale , puisse être fournie par des sources de chaleur à basse température autres que des chau dières dans lesquelles on brûle des combustibles fossiles Un autre objectif de la présente invention est de procurer des moyens qui permettent de produire de la vapeur d'eau en récupérant les calories à basse température contenues dans les effluents de nombreuses industries uti lisant la vapeur d'eau comme fluide caloporteur Les objectifs de l'invention sont atteint au moyen d'un dispositif pour produire de la vapeur d'eau , qui comporte t - une cuve d'évaporation d'eau contenant une phase liquide en équi libre avec la phase vapeur - une pompe à chaleur dont l'évaporateur reçoit des calories d'une source froide , qui servent à vaporiser un fluide caloporteur , tel qu'un fréon qui condense dans un échangeur en chauffant la phase liquide de ladit cuve d'évaporatio à une température comprise entre 45 C et 97 C - un compresseur qui aspire la phase vapeur contenue dans ladite cuve dévaporation , en maintenant dans celle ci une pression comprise entre 0,1 et 0,9 bar et qui comprime la phase vapeur à la pression d'utilisation requise par l'utilisateur - hne cuve de stockage - un dispositif de répartition des oondensats L'invention a a pour résultat la production de vapeur d'eau saturante sans utiliser des chaudières chauffées par la chaleur de combustion d'un combus tible fossile d'où une économie de formes d'énergie onéreuses . La chaleur totale ou énergie interne d'un poids déterminé de - vapeur d'ea saturante est déterminée par la température de cette vapeur d'eaa , quel qu soit le processus utilisé pour l'obtenir . Toutefois , les dispositifs selon l'inventiemapermettent de fournir à basse température la majeure partie de la chaleur totale , qui est constituée par la chaleur latente de vaporisation . Ils permettent donc d'utiliser des qua@ tités de chaleur disponibles à basse température et notament de récupérer de quantités de chalour importantes contenues dans les effluents de nombreuses industries en utilisant ces effluents à basse température comme source froi@ à la pompe à chaleur , ce qui prêsente en outre , l'avantage de refroidir ces effluents avant de les rejeter et d'éviter ainsi des pollutions thermi ques . Un avantage des dispositifs selon l'invention réside dans les économies im portantes de combustibles qu'il permet de réaliser par rapport aux généra teurs de vapeur du type chaudières , équipées de brûleurs de combustibles . Les dispositifs selon l'invention consomment de l'énergie électrique néces saire à l'entrinement de la pompe à chaleur et du compresseur mais la qua@ tité d'énergie électrique consommée est de l'ordre de 20 à 40 % seulement di l'énergie totale d'où une économie d'énergie noble de l'ordre de 60 à 80 % La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent , sans aucun caractère limitatif , un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention . La' figure I est un schéma d'ensemble d'un dispositif selon l'invention La figure 2 est un diagramme représentant le cycle thermique d'un disposit selon l'invention . La figure I représente un dispositif selon l'invention qui comporte une cu ve de vaporisation I , qui est une cuve fermée contenant de l'eau en phase liquide 2 en équilibre avec la vapeur 3 Le dispositif comporte des moyens pour chauffer la phase liquide 2 à la te rature d'évaporation de l'eau qui dépend évidemment de la pression qui règ dans la cuve I . Selon les cas d'application , on choisit une pression dan La ouve I comprise entre 0,1 et 0,9 bar , ce qui conduit à des température d'évaporation comprises entre 45 C et 97 C environ . Les moyens pour chauffer l'eau 2 sont constitués par une pompe à chaleur d modèle courant , composée d'un compresseur 4 entraîné par un moteur électr que 5 et d'un circuit fermé 6 , qui passe successivement à travers un cond seur 7 , un détendeur 8 et un évaporateur 9 . Dans le circuit fermé 7 air cule un fluide caloporteur qui est généralement un hydrocarbure halogéné d type fréon . Les pompes à chaleur sont bien connues de l'homme de l'art et il n'est donc pas nécessaire d'en donner une description plus détaillée . On rappellera qu'on appelle coéficient de performance de la pompe à chalen le rapport entre l'énergie calorifique transférés par le condenseur de la pompe à chaleur et l'énergie électrique consommée par le moteur 5 . Dans 1 conditions d'utilisation de l'invention , le coéficient de performance est de l'ordre de 4 . L'évaporateur 9 est un échangeur dans lequel le fluide caloporteur se vapo rise au contact de la source froide de la pompe à chaleur . Compte tenu de la matur@ et de la température de cette source froide et de son éloignemen de la pompe à chaleur , l'évaporateur 9 pourra prendre diverses formes . Si la source froide est constituée d'effluents liquidespen charges en mati chimiquement dégradable et à proximité de la pompe à chaleur , l'évaporate 9 sora du type " non nettoyable à chicanes " . Si les effluents liquides sont trés chargés en matière non dégradable l'évaporateur 9 sera du type " nettoyable , tringable " . Si La source froide est de l'air ou de l'eau , dont les possibilités de ca tation sont éloignées de l'évaporateur 9 , dont la température est élevée variable , ce dernier aura pour source froide une boucle d'eau 10 , munie d'une pompe de cireulation en relation par un échangeur I2 avec la source froide initiale . Cette hypothèse a été envisagée sur la figure I Cette suite d'exemples n'est pas limitative , elle dépend des caractéristi ques de la source froide . L'intérêt de la pompe à chaleur réside dans le fait qu'elle permet d'éleve le niveau de température et d'utiliser des calories contenues dans des ean résiduaires ou dans l'air à des températures relativement faibels , de l'o dre de 15 à 50 C , qui sont des températures courantes pour des rejets . Le dispositif comporte un circuit I3 équipé d'une pompe de circulation 14 qui prélève de l'eau 2 dans la cuve I et qui fait circuler celle oi à trav le condenseur 7 dans lequel l'eau s'échauffe en prélevant la chaleur-de co densation du freon Cependant le circuit I3 et la pompe de circulation 14 peuvent être suppri tes Si l'on inclue le circuit d'échange du condenseur 7 dans la cuve I , comme indique sur la figure annexe I bis .Le processus n'est en rien chan gé , , la vaporisation de l'eau est facilites mais cela' implique de ne pas utiliser les condenseurs 7 actuellement fabriquée dans l'industrie On connaît des fréons qui condensent à des températures comprises entre 450 et I20 C et il est donc possible d'élever l'eau 2 à des températures de cet ordre avec une pompe à chaleur Le dispositif comporte un compresseur 15 entraîné par un moteur électrique I6 .Ce compresseur aspire la vapeur 3 contenue dans la cuve I par une cana lisation I7 . il fait ainsi fonction de pompe a' vide;, qui maintient dans la cuve une pression infèrieure k la pression atmosphérique et qui est comprise selon les cas d'utilisation , entre 0,1 et 0,9 bar Le compresseur 15 refoule la vapeur comprimée à une pression supèrieure dans un réservoir de stockage If par une canalisation I9 . Selon le cas d'utilisation , la pression dans le réservoir 18 pent être com prise par exemple entre I bar et I2 bars . La vapeur est alors envoyée aux postes d'utilisation 21 par le réseau de distribution 22 . Les condensat issus de l'utilisation de la vapeur sont en voyés par le réseau de récuperation 23 à la cuve de vaporisation I Avant d'aller plus loin dans la description du dispositif , on doit évoquer le problème de la vapeur surchauffée . Lersque dans une chaudière classique on produit de la vapeur saturée , la vapeur produite est à une température , qui est directement fonction de la pression et qui , comme l'énergie qu'elle contient,est connue par les tables des constantes thermadynamiques de la va peur saturante .A titre d'exemple on a P T H 0,2 bar 600c 623,2 KC / Kg 1,0 bar 99,6 C 638,7 KC / Kg 2,0 bars 120,2 C 646,0 KC / Kg On trouvera en annexe I les tables des caractéristiques de la vapeur satu rante , tirées du livre de M.BAILLY , intitulé " Thermodynamique technique 25 , les machines thermiques " aux Editions Bordas Si l'on compresse une vapeur , dont la pression est de 0,2 bar , pour la por- ter à une pressicn de 2 baril , cette compression se fait suivant une coarbe dite isentropique et les caractéristiques de la vapeur sortante sons la pres sion de 2 bars sont données par la table des constantes thermodynamiquea de la vapeur surchauffée et so@t les suivantes : 2 bars 305 C 736 KC / Kg On trouvera en annexe 2 les tables de. caractéristiques de la vapeur surchauf- fée dans le livre sus mentionné . On voit clairement que la température de la vapeur surchauffée est beaucoup plus levée que celle de la vapeur saturante . Cette température est Parfois incompatible avec la technologie des compresseurs 15 , elle implique de lour des déperditions dans les canalisations de distribution 22 et elle peut être dangereuse à l'utilisation 2I ou incompatible avec le produit pour l'élabora- tion da quel elle est utilisée . On voit aussi clairement que les chiffres exposés comme résultats de l'@ tion des dispositifs décrits dans les Brevets N 389709 et 369 516 de l@ ciété SIEMENS sont scientifiquement faux , car ils ne tiennent pas@@omp de la surchauffe de la vapeur Néanmoins le dispositif tel que décrit dans la présente demande de Brev se verrait à bon droit opposer l'antériorité des Brevets cités précédem de SIEMENS , s'il ne comportait en plus un systeme de répartition 24 Sa canalisation 23 de retour des condensats à la cuve de vaporisation I Le dispositif de répartition 24 par exemple comprend w soit 2 vannes sées , soit tout autre système permettant d'envoyer une quantité voulue condensats prélevés sur la canalisation 23 t soit dans le compresseur I la canalisation 25 , soit dans la cuve de stockage par la canalisation Le système de répartition comprend aussi les organes de mise en pressio condensats dans les canalisations 25 et 26 , de telle tanière que l'on oonstate pas un nouvement des fluides de la cuve de condensation 18 ou compresseur 15 vers le système de répartition mais un mouvement contrai Sur la figure I X on a choisi de représenter par exemple 2 les 2 vannes risées auxquelles sont respectivement affectés les repères 27 et 28 la fonction est la suivante t la vanne 27 envoit à pertir du système de répartition 24 , par La canal tion 25 , une quantité voulue de condensats dans le compresseur I5 . La pérature régnant dans le comprèsseur est celle de la vapour surchauffé@ est supèrieure à celle de la vapeur saturée à une pression donnée . séquence , les condensats ainsi injectés dans le compresseur se vaporis en absorbant la différence d'énergie comprise ontre l'énergie de la vap surohauffée et l'énergie de la vapeur Saturante pour une pression donné Dans la réalité or injecte dans le compresseur une quantité de condensa telle que la température de la vapeur sortante soit légèrement supèrie@ à la température de la vapeur saturante de façon à éviter toute condens intempestive . Il resulte de ce dispositif que la vapeur est produite à température compatible avec la technologie des compresseurs modernes et la température à l'intèrieur du compresseur étant plus faible , pertes déperdition et rayonnement de ce dernier sont ret'uites d'autant . La vanne 28 envoit une quantité voulue de condensats dans la cuve de et kage I8 par la canalisation 26 . Ce dispositif permet de creer dans la de stockage un équilibre liquide vapeur , qui ramène la vapeur arrivant la ouve de stockage 18 à l'êtat de vapeur saturante . On voit donc que cuve de stockage 18 a une triple fonction dans le dispositif objet du sent Brevet . Elle crée , d'abord , une réserve capable de faire face @ variations de la demande au riveau de l'utilisation , ensuite elle agil dispositif de régulation , qui ne délivre que de la vapeur saturante à pression et par conséquent à une température constante .Enfin , elle t comme dispositif de sécurité en interdisant de délivrer de la vapeur s@ fée au niveau de l'utilisation , même si le système de desurchauffe du presseur fonctionnait défectueusement Les condensats , qui n'ont pas été prélevés dans le système de réparti@ 24 à destination du compresseur I5 ou de la cuve de stockage 18 , sont rigés par la cana lisation 23 vers la cuve de vaporisation I Le dispositif comprend aussi une arrivee d'eau neuve 29 , dont la fonci est de cotpreser les pertes d'utilisation diverses ( fuite de vapeur @@ canalisations t fonctionnement en vapeur perdue , ... ) s qui est connu par une vanne motorisée 30 Le fonctionnement du dispositif est dirigé par une régulation 31 , qui com prend les organes principaux suivante, dont la liste n'est pas limitaitve On a représenté sur la figure I une sende de température 32 , qui capte la température de l'eau 2 contenue dans la cuve de vaporisation I .Cette sonc est reliée à la régulation 31 par une liaison 32 Dans la régulation , ontrouve un régulateur du type comparateur , qui comp@ la temperature de l'au 2 à une valeur de référence et qui commande par un liaison 5 a l'arrét du moteur 5 de la pompe à chaleur lorsque la tompératou de référence est dépessée et la remise on route lorsque la température de l'eau 2 descend au dossous de la température de référence . Les repères 33 et 34 sont deux repères de niveau haut et bas de l'eau en phase liquide dans la cuve de vaporisation I . Ils sont rollés à la régula tion 31 par les liaisosns 33 a et 34 a , qui ouvre la vanne 30 à laquelle elle est reliée par la liaison 30 a,s'il manque de l'eau dans la cuve ou q ouvre la soupape de vidange 35 à laquelle elle est reliée par la liaison 35 a s'il y a trop d'eau dans la cuve On note aussi le branchement sur la cuve de vaporisation I d'un système de réchauffage 36 de l'eau 2 de la cuve , qui peut être per exemple un therwa plongeur et qui est utilisé pour le démarrage du dispositif , lorsque la source froide de la pompe à chaleur est encore inexistante .Ce système de réchauffage est relié par la liaison 36 a à la régulation 31 Les pompes de régulation II et I4 sont aussi commandées par la régulation à laquelle elles sont reliées par les liaisons II a et 14 a . On note auss sur le circuit de la source froide un capteur de temperature 35 , relié à régulation par une liaison 38 a . Lorsque la température de la source froi descend au dessous d'une température de référence la régulation arrète le fonctionnement de la pompe à chaleur . Le repère 37 représente un capteur de pression monté dans la cuve de stoc kage 18 . Il est relié par une liaison 37 a à la re'gulation , qui compare pression de la vapeur dans la cuve de stockage 18 à une pression de référs Lorsque la pression de la cuve 18 est infèrieure à la pression de référenc la régulation met en marche le moteur I6 du compresseur s qui lui est reli par la liaison 16 a .Lorsque la pression dans la cuve de stockage 18 mont au dessus de la pression de référence , la régulation arrète le moteur 16 du compresseur Sur la cuve de atockage 18 , on note la présence de deux capteurs 39 et 4 de aiveau haut et bas de condensats , qui sont reliés à la régulation 31 p deux liaisons 39 a et 40 a ,, lorsque le niveau des condensats est infèrieu au niveau du capteur 40 , la régulation ouvre la vanne 28 à laquelle elle est reliée par la liaison 28 a . Lorsque le niveau des condensats dépasse celui du capteur 39 , la régulation ferme la vanne 28 . On @ote enfin la présence dans le compresseur 15 d'un capteur de températa 41 relié à la régulation par la liaison 41 a . Lorsque la température à l' tèrietr du compresseur dépasse une température de référence , la régulatio ouvre la vanna 27 à laquelle elle est reliée par la liaison 27 a t ou bien en augmente le débit de la même vanne .Si pour une raison quelconque ( ma que de débit au niveau de la vanne 27 , ou autre , ... ) la température à l'intèrieur du compresseur continue à monter au dessus d'une température p vant entrainer la dégradation du compresseur , la régulation arrête le fon tionnement de ce dernier Il existe en outre au niveau de la régulation une priorité d'ouverture de vanne 27 sur la vanne 25 Le dispositif comprend enfin des purgeurs 41 et 42 , plaçés respectivement sur la canalisation 23 de retour des condensats et sur la canalisation 29 d'appert d'eau neuve , qui sont destinés à séparer de l'ean les gaz incon . densables ( oxygène , gaz carbonique , ... ) , qui peuvent s'y trouver ac . cidentellement et qui nuisent au rendement du compresseur . A titre d'illustration , la figure 2 matérialise sur un diagramme les proc@ sus de production de la vapeur,d'une part par une chaudière classique et d'autre part par le dispositif selon l'invention . On a représenté en abci@ se les quantités d'énergie et en ordonnées les températures . Ces chiffres sont par ailleurs approximatifs , car leur précision n'est pas nécessaire à la démonstration . Soit I Kg de condensats revenant à la chaudière à la température de 80 C aprés utilisation de I Kg de vapeur dont la pression initiale était de 4 bars . Ils sont matérialisés par le point A sur le diagramme . Entrant dans la chaudière ils sont portém à une température de 144 C corre@ pondant à la température de vaporisation de l'eau sous la pression de 4 ba@ et ils reçoivent l'énergie correspondant@@ cette augmentation de températu@ Ils sont alors matérialisés par le point B I sur le diagramme . Ils se vape risent à température constante en recevant une énergie égale à la chaleur latente de vaporisation de l'eau sous la préssion de 4 bars et sont matér@ lisés par le point M sur le diagramme . Dans le dispositif selon l'invention , le procossus de formation de I Kg de vapeur saturée sous la pression de 4 bars est le suivant . Soit environ 0,9 Kg de condensets entrant dans la cuve de vaporisation à la température de 80 C . Ils contiennent une énergie de 0,9 . 80 = 72 KC Ils sont matérialisés par le point A 2 sur le diagramme . Si par hypothèse la vaporisation de l'eau dans la cuve I sous une pression de 0,2 bar , c'e@ à dire à une température de 60 C , ils perdent une petite partie de leur énergie quand leur température est ramenée à 60 C . Ils sont alors matérial sés par le point B 2 . Pour se vaporiser ils ont besoin d'une énergie égale à la chaleur latente de vaporisation de l'eau sous la pression de 0,2 bar @ Une partie est fournie par l'énsrgie qu'ils viennent de perdre en voyant leur température ramenée de 80 à 60 C .Le complément est fourni par la po@ pe à chaleur . On a alors 0,9 Kg de vapeur sous pression de 0,2 bar à la température de 60 C , qui sont matérialisés par le point C 2 sur le diagra@ me . La vapeur passe alors dans le compresseur où elle est transformée en vapeur 4 bars surchauffée . Elle est matérialisée par le point C 2 sur le diagrarme . On y adjoint 0,1 Kg de condensats par les vannes 27 et 28 de la figure I , qui abaissent la température , les ramenant à l'êtat de vapeur @ turée 4 bars . On a alors I Kg de vapeur 4 bars saturée , matérialisée par moint M . La simple vue de ce diagramme met en évidence la réalité suivante : la plus grande partie de l'énergie nécessaire à la production de I Kg de vapeur 4 bars à partir de I Kg d'eau est l'énergie correspondant à la chaleur latent de vaporisation de l'eau ( droite B I pour une chaudière classique et droit B 2 C 2 pour le dispositif selon l'invention ) . Cette énergie est fournie température élevée ( 144 C pour une pression de 4 bars dans une chaudière classique ) et à faible température ( 60 C par exemple dans le dispositif selon l'invention ) . Calà permet d'utiliser une pompe à chaleur pour four@ cette énergie , car ce type de matériel ne fournit pas des températures su pèrieures à 100 C environ . La description théorique qu@ vient d'être faite du processus de production de vapeur par le dispositif selon l'invention , nous amène à évoquer le Brevet 342583 de M. ERNST RAWYLER , Suisse , mentionné à l'exposé des pré sentes . L'analyse du schéma annexé au Brevet de M . RAWYLER montre que de la vapeur arrive par une canalisation et passe par des pompes à jet do vapeur du type " tuyère ", référence 13 , 14 et 15 sur le schéma . La brusque détente de la vapeur , issu de la canalisation 22 , provoque nne aspiration s qui par les canalisations 7 t 8 et 9 , provoque un vide dans l'évaporateur I , d'où vaporisation de l'eau contenue dans eet évaporateur lorsque la pression obtenue dans l'évaporateur est égale à la pression de vaporisation de l'eau à la température régnant dans l'évaporateur . La vapeur ainsi créée se mélange à la vapeur issue de la canalisation pour rejoindre le collecteur 29 par les conduits de sortie 23 , 24 et 25 . Les lois de la Physique des gaz nous permettent d'indiquer que si P I est la pression et T I la température de la vapeur dans la canalisation 22 s P 2 est la pression et T 2 la température de la vapeur dans le collecteur 29, ai P 3 est la pression et T 3 la température de la vapeur dans l'évaporateur I, on a obligatoiretent P I > P 2 > P 3 de manière que T I > T 2 > T 3 ce qui est le simple bon sens , car t ai l'on avait PI > P 2 , la vapeur rementerait dans la canalisation 22 .On a donc créé à partir d'une vapeur Haute pression P I et d'une vapeur basse pression P 3 , une vapeur à une pression intermédiaire P 2 ., Le processus de fabrication de la vapeur du dispositif selon l'inventien consiste à créer de la vapeur basse pression P 3 et à la comprimer mécanique ment pour obtenir de la vapeur haute pression P I , qui du fait qu'une com pression mécanique est isentropique se retrouve à une température surchauffée et dangereuse T Il que l'on refroidit N la température T I correspondant à la température de vapeur saturée à la pression P I par adjonction d'une qnaa - tité minime de condensats .Ces considérations sont atérialiséea sur le diagramme de la figure 3 sur lequel on a reporté le cheminement A 2 , B 2 , C 2, D 2 et M de production de vapeur par le procédé selon l'invention et le che minement L et M de production de la vapeur selon le procédé de M. RAWYLER . Le cheminement A2 , B2 , C2 , D2 et M a été exposé . Dans le cheminement L et M la la vapeur arrivant par la canalisation 22 se dégrade petit a petit da point L au point M On note aussi que le processus de M. RAWYLER fait appel à l'énergie de détente de la vapeur @aute pression arrivant Par la canalisation 22 alors que le processus selon l'invention ne fait pas appel N l'énergie de détente de la vapeur , mais fait appel à la compression nécanique des gaz alors que le pro cédé de M. RAWYLER n'y fait pas appal . Les tenants d'une antériorité du Brevet de M. RAWYLER peuvent néanmoins ob jecter qu'il existe une certaine analogie entre les deux procédés au niveau de la cuve de stockage ou une petite partie des condensats se vaporise au contact de la vapeur . Celà voudrait dire que dans leur esprit la vap@ur is- s@@ du compresseur pourrait être à un trés haut niveau d'énergie qui se dé graverait au contact des condensats dans la cuve de stockage . Ils auraient alors perdu de vue le fait que le dispositif selon l'invention est nonseule ment destiné à produire de la vapeur s mais surtout à réaliser des économies d'énergie .Or il est bien évident que ces économies ne peuvent être réalisées par le compresseur , dont le rendement est toujours infèrieur à I , mai la pompe à chaleur , dont le COP est de 4 environ , ce qui vent dire qu@ 4 Lw d'énergie fournie , la pompe à chaleur en consomme I sous forme d'@ tricité et en prend 3 dans la source froide qui est gratuite . En consé@ demander au compresseur de fournir de la vapeur à un haut niveau d'éner par rapport à celui de la vapeur utilisée reviendrait à diminuer les éc mies d'énergie qui sont la seule justification financière de la réalisa pratique du dispositif selon l'invention dont les éléments constitutifs beaucoup plus couteux qu'une simple chaudière à combustible fossile . À titre d'exemple le calcul ci aprés montrera les économies d'énergie r sées par le dispositif selon l'invention par rapport à une chaudière fo nant au fuel lourd dans une industrie . Les hypothèses de fonctionnemen sont celles que l'on rencontre quctidiènement pour une usine où elles c pondont aux capacités technologiques des pompes à chaleur et des compre de vapeur :: pertes de rendement de la chaudière 13 % pertes de fonctionnement des organes annexes de la chaudière ( p pes , motears , préchauffe du lourd , ... ) 5% vapeur utilisée 4 bars saturée condensats en retour 80 C COP de la pompe à chaleur 4 température de l'eau à la sortie da condenseur de la pompe à cha 60 C perte de rendement du compresseur 15 % @ous supposerons pour simplifier les calculs qu'il n'y a aucune perte d peur à l'utilisation DEMONSTRATION Consommation de la chaudière à fuel . L'énergie contenue dans I Kg de vapeur saturante 4 bars s'élève à 654 K Si cette vapeur a été produite à partir de I Kg de condensats à 80 C , contenait initialement une énergie de 80 KC , il a fallu fournir 654 - 80 = 574,0 KC qui ont du être produits par la chaudière . Cette dernière ayant une perte de rendement de 13 % , sa consommation a 574 ((100 : (100 - 13)) = 659,8 KC Les pertes de fonctionnement ayant été de 5 % , la consommation globale la chaudière a été de 659,8 (( 100 : (100 - 5)) = 694,5 KC / Kg de vapeur 4 bar Consommation du dispositif selon l'invention : On voit sur les tables des caractéristiques de la vapeur saturante que pression de vaporisation de l'eau à la température de 60 C est de 0,2 b que la chaleur totale ( H@II ) de la vapeur ainsi obtenue est de 623 KC et que @on entropie est de 1,8890 KC / Kg D .I Kg de condensats à 80 ayant une énergie de 80 KC/Kg il a fallu fournir à la vapeur 623 - 80 = 543 KC/Kg La potlpe à chaleur ayant un C0P de 4 a consommé pour fournir 543 KC 543 : 4 = 135,8 KC Ea passant par le compresseur , la vapeur est portée à la pression de 4 bers selon une courbe isentropique , c'est à dire de 1,8890 KC / Kg D . On voit sur les tables des caractéristiques de la vapeur surchauffée que lavapeur 4 bars d'entropie 1,8890 est à une température approximative de 4000C et; que sa chaleur totale ( énergie ) est approximativement de 781,8 KC / g .Le compresseur a donc fourni à la vapeur une énergie de 781,8 - 623 - I58,8 KC / Kg son rendement étant de 85 % s il a consommé sous forme d'électricité une énergie de 158,8 ( 100/85 ) = 186,8 KC / Kg La dép@nse totale d'énergie du dispositif selon l'invention s'élève donc à 186,8 + 135,8 = 322,6 KC / Kg Par ailleurs , le dispositif a produit I Kg de vapeur 4 bars , surchauffée à 400 C , dont la chaleur totale s'élève à 781,8 KC / Kg Or la chaleur totale de la vapeur 4 bars saturante s'élève à 654 KC / Kg , les condensats injectés par le système de répartition dans le compresseur @@ la cuve de stockage doivent absorber pour ramener la vapeur 4 bars de l'ê tat de surchauffe à l'êtat de saturation une énergie de 781,8 - 654 = 127,8 KC / Kg de vapeur Nous savons que l'énergie nécessaire pour faire passer I Kg de condensats à 800C à l'êtat de vapeur saturante 4 bars s'élève à 654 - 80 = 574 KC / Kg L'injection de condensats portera sur 127,8 / 574 = 0,223 Kg On obtiendra dans la cuve de stockage une quantité de vapeur de I + 0,223 n 1,223 Kg pour une dépense d'énergie de 322,6 KC . ECONOMIES Nous avons vu que pour produire I Kg de vapeur 4 bars saturante , la chau dière do fuel avait besoin d'une énergie de 694,5 KC / Kg t donc pour produ@ I,223 Kg de vapeur , elle a besoin de 694,5 . 1,223 = 849,4 KC Les économies d'énergie s'élèveront en conséquence à 849,4 - 322,6 = 526,8 KC soit en pourcentage ( 526,8 / 849,4 ) I/100 = 62 En outre la consommation de fuel a été supprimée par le dispositif selon l'invention , pour être remplacé par de l'électricité . Variante da ispositif selon l'invention t Certaines industries n'utilisent pas de la vapeur mais de l'eau surchauffée c'est à dire de l'eau qui malgré que sa température soit supèrieure à 100 C est encere à l'êtat liquide grace à une pression supèrieure à laquelle elle est soumise . Les caractéristiques de cette @au sont d'ailleurs données par les 5 premières colonnes du tableau des caractéristiques de la vapeur satu . rante pour les températures supèrieures à 100 C . Le dispositif selon l'invention peut tout aussi bien produire de l'eau sur chauffée que de la vapeur . Pour celà , les capteurs de niveau 39 et 40 de la cuve de stockage sont surélsvés et la canalisation 22 , qui prenait sa source au niveau de la vapeur la prendra au niveau de l'eau et sera donc ra baissée dans la cuve . La figure I ter explicite cette variante . Bien entendu t sans sortir du cadre de l'invention , les divers éléments constitutifs du dispositif qui viennent d'être décrits à titre d'exemple , pourront être remplacés par des équivalents , remplissant les mêmes fonc tions e REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour produire de La vapeur d'eau avec des éco nomies d'énergie , caractérisé en ce qu'il comporte une cuve d'évaporation 1 contenant une phase liquide 2 en équilibre avec une phase sapeur 3 une pompe à chaleur 4 , 5 , dont l'évaporateur 9 reçoit l'énergie d'une source froide , qui , ajoutée à celleconsommée par son moteur, , sert à réchauffer l'eau dans la cuve de vaporisation . un compresseur de vapeur 15 , 16 t qui aspire la phase vapeur 3 contenue dans la cuve de vaporisation et la comprime à la pression d'utilisation sous forme de vapeur surchauffée . une cuve de stockage 18 et un système de réparti tion des condensats 24 , qui permettent de désurchauffer la vapeur et de la ramener à l'êtat de vapeur saturante tout en lui conservant sa pression d'utilisation 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu il comporte un circuit 29 d'eau d'appoint* 3 - Dispositif selon l'une quelconque-des revendications 1 et 2 , caractérisé en ce qu'il comporte un système de ré chauffage 36 de 11 eau de la cuve de vaporisation 1 en vue de permettre le démarage du dispositif 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 2 et 3 , caractérisé en ce qu'il comporte des purgeurs 41 et 42 , chargés de séparer les gaz incondensables qui peuvent s'y trouver accidentellement mélés 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I 2 , 3 et 4 , caractérise en ce que le condenseur de la pompe à chaleur-et Ia cuve de vaporisation peuvent être construits en un seul- élément 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 2 , 3 , 4 et 5 , caractérisé en ce que la production de vapeur peut être remplacée par la production d'eau sur chauffée