Brevet FR3069912A1 (20190208)

REVENDICATIONS1. Système de production d'énergie électrique ou mécanique comprenant un circuit fluidique dans lequel circule un fluide de travail et comprenant une pluralité d'organes traversés par le fluide de travail et parmi lesquels : - au moins un premier échangeur de chaleur (101) configuré pour être couplé thermiquement à au moins une première source de chaleur (1), - un expanseur (103) dont une entrée (31) est fluidiquement raccordée à une sortie (12) du premier échangeur (101), - un deuxième échangeur de chaleur (102) configuré pour être couplé thermiquement à une deuxième source de chaleur (2) plus froide que la première source de chaleur (1) - au moins une pompe (104) configurée pour mettre en mouvement le fluide de travail dans le circuit fluidique, - au moins un réservoir (105) recevant le fluide de travail et agencé entre le deuxième échangeur (102) et la pompe (104) sur une conduite de piquage (114), le circuit fluidique étant configuré de manière à ce que le fluide de travail passe successivement par au moins la pompe (104), le premier échangeur (101), l'expanseur (103) et le deuxième échangeur (102), puis à nouveau la pompe (104) caractérisé en ce que le système comprend un dispositif de régulation de la charge fluidique en circulation dans le circuit fluidique configuré pour fonctionner en circuit fermé avec le circuit fluidique et maintenir des conditions de saturation dans le réservoir (105) de sorte que le réservoir (105) contienne le fluide de travail simultanément à l'état liquide (3) et à l'état gazeux (4), le dispositif de régulation comprenant des éléments d'apport d'énergie thermique (5, 6,\n<CLM>\1\tdans le réservoir (105) destinés à augmenter la pression du réservoir (Pr) et induire l'injection du fluide de travail du réservoir dans le circuit fluidique et des éléments de retrait d'énergie (8, 9,\n<CLM>\1\tdu réservoir (105) 36 destinés à diminuer la pression du réservoir (Pr) et induire l'aspiration vers le réservoir (105) du fluide de travail hors du circuit fluidique.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication précédente dans lequel le réservoir (105) est directement raccordé à la conduite de piquage (114) qui est 5 elle-même directement raccordée au circuit fluidique entre le deuxième échangeur (102) et la pompe (104).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque de revendications 1 ou 2 dans lequel les éléments d'apport d'énergie thermique comprennent au moins une canne chauffante (5) plongeant dans le réservoir (105). 10\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque de revendications 1 ou 2 dans lequel les éléments d'apport d'énergie thermique comprennent un module d'injection, dans le réservoir (105), de fluide de travail prélevé à la sortie (12) du premier échangeur (101).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel 15 les éléments d'apport d'énergie thermique comprennent un couplage (7), au moins partiel, du réservoir (105) avec la première source de chaleur (1).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque de revendications 1 à 5 dans lequel les éléments de retrait d'énergie comprennent un module d'éjection, 20 hors du réservoir (105), du fluide de travail à l'état gazeux (4) en direction de l'entrée (21) du deuxième échangeur (102).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque de revendications 1 à 5 dans lequel les éléments de retrait d'énergie comprennent un module d'injection, dans le réservoir (105), de fluide de travail prélevé à la sortie (42) de la 25 pompe (104).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque de revendications 1 à 5 dans lequel les éléments de retrait d'énergie comprennent un couplage (10) au moins partiel du réservoir (105) avec de la deuxième source de chaleur (2). 30\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications précédentes ne comprenant pas de fluide autre que le fluide de travail. 37\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque de revendications 1 ou 2 comprenant un module d'autorégulation à fonctionnement mécanique destiné à réguler la pressurisation et la dépressurisation du réservoir (105).\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication précédente dans lequel le module 5 d'autorégulation comprend un détendeur (201) compensé couplé à une soupape (203) compensée.\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel le module d'autorégulation (200) comprend un boitier (205) recevant un détendeur (201) associé à un ressort (202) de détendeur et 10 une soupape (203) associée à un ressort (204) de soupape.\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des trois revendications précédentes dans lequel les éléments d'apport d'énergie thermique comprennent un module d'injection, dans le réservoir (105), de fluide de travail prélevé à la sortie (12) du premier échangeur (101) et les éléments de retrait 15 d'énergie comprennent un module d'éjection du fluide à l'état gazeux (4), hors du réservoir (105), en direction de l'entrée (21) du deuxième échangeur (102) ou un module d'injection, dans le réservoir (105), de fluide de travail prélevé à la sortie (42) de la pompe (104).\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication précédente dans lequel le boitier (205) 20 comprend une première ouverture (206) en liaison fluidique avec le réservoir (105) de sorte à être soumise à la pression du réservoir Pr, une deuxième ouverture (207) en liaison fluidique avec un module de production de pression de contrôle de sorte à être soumise à une pression contrôlée Pc, une troisième ouverture (208) d'injection, dans le 25 réservoir (105), de fluide de travail prélevé à la sortie (12) du premier échangeur (101), une quatrième ouverture (209) d'injection, dans le réservoir (105), de fluide de travail prélevé à la sortie (42) de la pompe (104) ou d'éjection, hors du réservoir (105), de fluide de travail à l'état gazeux (4) vers l'entrée (21) du deuxième échangeur (102). 30\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication précédente dans lequel la pression de contrôle Pc est égale à la pression de saturation du fluide en entrée (41) de pompe (104). 38 16.Système selon l'une quelconque des trois revendications précédentes dans lequel le ressort de soupape (204) présente une raideur Ks supérieure à celle du ressort de détendeur (202). Système selon la revendication précédente dans lequel le module d'autorégulation (200) est configuré pour être à l'équilibre, avec le détendeur (201) fermé et la soupape (203) fermée, lorsque la pression du réservoir Pr est à la fois supérieure à la somme de la pression de contrôle Pc et de la raideur Kd du ressort du détendeur (202). et inférieure à la somme de la pression de contrôle Pc et de la raideur Ks du ressort de la soupape (204). Système selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel le module d'autorégulation (200) est configuré pour que l'ouverture de la soupape (203) mette en connexion fluidique le réservoir (105) et l'entrée (21) du deuxième échangeur (102) ou la sortie (42) de la pompe (104) par la quatrième ouverture (209). Système selon l'une quelconque des trois revendications précédentes dans lequel le module d'autorégulation (200) est configuré pour que l'ouverture du détendeur (201) mette en connexion fluidique le réservoir (105) et la sortie (12) du premier échangeur (101) par la troisième ouverture (208). Système selon l'une quelconque des six revendications précédentes dans lequel le module de production de pression de contrôle comprend un ballon (210) rempli de fluide de travail connecté fluidiquement à la deuxième ouverture (207) du boitier (205), le ballon (210) étant agencé pour plonger dans le fluide de travail du circuit fluidique en sortie (22) du deuxième échangeur (102) de sorte que la température du fluide contenu dans le ballon (210) soit identique à celle du fluide de travail du circuit fluidique en entrée (41) de pompe (104). Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 19 dans lequel le module de production de pression de contrôle comprend une source de gaz à pression régulée en connexion fluidique avec la deuxième ouverture (207) du boitier (205), des capteurs de pression et/ou de température en entrée (41) de pompe (104) et des moyens de 5\n<CLM>\1\t10\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\t20\n<CLM>\1\t25\n<CLM>\1\t30 39 régulations de la pression de la source de gaz de sorte à définir une pression de contrôle Pc.\n<CLM>\1\tProcédé de régulation de la charge fluidique en circulation dans le circuit fluidique d'un système de production d'énergie selon l'une 5 quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes : - une étape de montée en pression du fluide de travail au travers de la pompe (104), - une étape de chauffage du fluide de travail au travers du premier 10 échangeur de chaleur (101), - une étape de détente du fluide de travail issu du premier échangeur (101) au travers de l'expanseur (103), - une étape de refroidissement du fluide de travail au travers du deuxième échangeur de chaleur (102), 15 caractérisé en ce qu'il comprend - une étape de maintien de conditions saturantes dans le réservoir (105) pour maintenir le fluide de travail simultanément sous deux états gazeux (4) et liquide (3) dans le réservoir (105) par - une étape d'apport d'énergie thermique dans le réservoir (105) 20 comprenant l'augmentation de la pression dans le réservoir (105) et l'ajout de fluide de travail dans le circuit fluidique par injection depuis le réservoir (105), - ou alternativement une étape de retrait d'énergie hors du réservoir (105) comprenant la diminution de la pression dans le réservoir (105) 25 et le retrait de fluide de travail du circuit fluidique par aspiration vers le réservoir (105).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente en combinaison avec les revendication 14 et 16 comprenant une étape d'autorégulation destinée à réguler la pressurisation et la dépressurisation du réservoir (105) de 30 sorte qu'à l'équilibre le détendeur (201) et la soupape (203) soient fermés lorsque la pression du réservoir Pr est à la fois supérieure à la somme de la pression de contrôle Pc et de la raideur Kd du ressort du 40 détendeur (202) et inférieure à la somme de la pression de contrôle Pc et de la raideur Ks du ressort de la soupape (204).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes en combinaison avec les revendications 14 et 16 comprenant lorsque la 5 pression du réservoir Pr est supérieure à la somme de la pression de contrôle Pc et de la raideur Ks du ressort (204) de la soupape (203), l'ouverture de la soupape (203) mettant en connexion fluidique le réservoir (105) et l'entrée (21) du deuxième échangeur (102) ou la sortie (42) de la pompe (104) par la quatrième ouverture (209) de sorte 10 à diminuer la pression du réservoir Pr.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des trois revendications précédentes en combinaison avec les revendications 14 et 16 comprenant lorsque la pression du réservoir Pr est inférieure à la pression de contrôle Pc additionnée à la raideur Kd du ressort de détendeur (202), l'ouverture 15 du détendeur mettant en connexion fluidique le réservoir (105) et la sortie (12) du premier échangeur (101) par la troisième ouverture (208) de sorte à augmenter la pression du réservoir Pr.