INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le dispositif 101 peut en outre comporter divers autres éléments ou circuits en fonction de l'application. Ces éléments et circuits sont symbolisés, en , par un unique bloc fonctionnel 211 (FCT). Le bloc fonctionnel 211 est par exemple alimenté par l'énergie électrique provenant du bloc 201 d'alimentation et de conversion. Les éléments et circuits du bloc fonctionnel 211 peuvent, comme illustré en , faire partie du circuit 203. En variante, tout ou partie des éléments et circuits du bloc fonctionnel 211 sont distincts du circuit 203. Bien que cela n'ait pas été détaillé en , le dispositif 101 peut en outre comporter une ou plusieurs zones de stockage volatil et/ou non volatil, un ou plusieurs bus de données, d'adresses et/ou de commandes entre les différents éléments internes au dispositif 101 et une ou plusieurs interfaces d'entrée-sortie de communication avec l'extérieur du dispositif 101, par exemple avec des capteurs de température, de pression, d'hygrométrie etc. et/ou de commande d'une ou plusieurs électrovannes.
La représente, de façon schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation plus détaillé du dispositif électronique 101 (DEV1) de la intégrant la source d'alimentation électrique 103. Le circuit optionnel de communication radiofréquence 207 du circuit 203 et le bloc fonctionnel 211 n'ont pas été illustrés en afin de ne pas surcharger le dessin.
Le mode de réalisation illustré en correspond plus précisément à un cas où le circuit 209 (PMIC) de gestion d'alimentation électrique est commandé par l'unité de traitement 205 (µC). En , le circuit 209 comporte un module 301 (CHG) de charge et un module 303 (DISCHG) de décharge. L'unité de traitement 205 commande le module de charge 301 (flèche 305) et le module de décharge 303 (flèche 307) du circuit 209, par exemple par des signaux de commande transmis par des liaisons reliant ou connectant l'unité de traitement 205 aux modules de charge 301 et de décharge 303. Ces signaux de commande sont par exemple générés par des instructions de code de programme exécutées par l'unité de traitement 205.
Le module de charge 301 permet de recharger la source 103 grâce à l'énergie électrique produite par le bloc 201 d'alimentation et de conversion électrique lorsque l'eau circule dans la canalisation 105. Le module de décharge 303 permet de décharger la source 103 pour alimenter le circuit 203 dans un cas où la circulation d'eau dans la canalisation 105 présente un débit insuffisant pour que le circuit 203 puisse être alimenté uniquement par le bloc 201, par exemple un débit sensiblement nul. Le module de décharge 203 permet en outre de protéger la source 103 contre des décharges dites "profondes", par exemple des décharges susceptibles d'endommager la source 103.
La source 103 d'alimentation électrique intégrée au dispositif 101 est un élément capacitif, de préférence un condensateur, plus préférentiellement un supercondensateur. La source 103 présente par exemple une capacité électrique permettant, en l'absence de circulation 107 d'eau dans la tuyauterie 105 durant plusieurs semaines, voire plusieurs mois, d'alimenter l'unité de traitement 205 et éventuellement le circuit optionnel de communication radiofréquence 207.
De façon générale, la source 103 est choisie et dimensionnée afin de pallier, ou compenser, un fonctionnement intermittent du bloc 201, comprenant une alternance : – de premières phases pendant lesquelles l'eau circule dans la canalisation 105 à un débit suffisamment élevé pour permettre au générateur d'alimenter le circuit 203 ; et – de deuxièmes phases pendant lesquelles l'eau ne circule pas dans la canalisation 105, ou circule à une vitesse insuffisante pour permettre au bloc 201 de produire l'énergie électrique requise pour alimenter le circuit 203.
En d'autres termes, la source 103 permet de "prendre le relai" de l'alimentation électrique du dispositif 101 lors des deuxièmes phases où le circuit 203 ne peut pas être alimenté par le bloc 201 seulement.
Dans l'exemple illustré en , le bloc 201 d'alimentation et de conversion comprend un générateur 308 (EH) et un circuit 309 (REG) de régulation de l'énergie électrique produite par le générateur 308. Le générateur 308 du bloc 201 comprend par exemple la turbine, entraînée en rotation par la circulation 107 du fluide à travers le corps du dispositif 101, et l'alternateur adapté à produire de l'énergie électrique à partir de la rotation de la turbine. Le circuit 309 comporte par exemple un convertisseur de tension et un module abaisseur de tension comme cela sera exposé plus en détail ci-dessous en relation avec la . Le circuit 309 est associé en série avec un élément 311 de conduction unidirectionnelle depuis le bloc 201 vers l'unité de traitement 205 et le supercondensateur 103, par exemple une diode dont une anode est connectée à une sortie du circuit 309 et dont une cathode est connectée à un nœud 313 d'application d'un potentiel Vdd. Le potentiel Vdd correspond par exemple à une tension d'alimentation fournie par le générateur 308. De manière avantageuse, on choisit une diode présentant un courant inverse le plus faible possible.
Dans cet exemple, le circuit 209 est connecté entre le nœud 313 et un autre nœud 315 d'application d'un potentiel Vsc. Le supercondensateur 103 est connecté entre le nœud 315 d'application du potentiel Vsc et encore un autre nœud 317 d'application d'un potentiel de référence, par exemple la masse. Le potentiel Vsc est fonction d'une tension aux bornes du supercondensateur 103. L'unité de traitement 205 est connectée entre le nœud 313 et le nœud 317 d'application du potentiel de référence.
Comme illustré en , le module 303 de décharge du supercondensateur 103 peut en outre être commandé (flèche 319) en fonction du potentiel Vsc présent au nœud 315 comme cela sera exposé plus en détail ci-dessous.
La est un schéma électrique détaillé d'un exemple de réalisation du dispositif de la .
Dans l'exemple illustré en , le module 301 de charge comprend un élément résistif R1, ou résistance, et un commutateur C1 associés en série entre le nœud 313 et un autre nœud 401. Le commutateur C1 présente, de préférence, une résistance à l'état passant faible devant la résistance de l'élément résistif R1. Le module de charge 301 comprend en outre un autre élément résistif R2, ou résistance, et un autre commutateur C2 associés en parallèle entre le nœud 401 et un autre nœud 403. Le commutateur C2 présente, de préférence, une résistance à l'état passant faible devant la résistance de l'élément résistif R1. Dans l'exemple représenté, l'unité de traitement 205 (µC) applique un signal CMD1 de commande sur une borne de commande du commutateur C1 et un autre signal CMD2 de commande sur une borne de commande du commutateur C2.
Dans cette configuration, un espace J1 est formé entre la face interne 11 du corps 10 et les feuilles 16.
L’espace J1 peut être ajusté en modifiant l’épaisseur Ea et/ou le nombre de feuilles 16, l’épaisseur Ea de l’armature 14 et/ou encore la taille de la portion principale 32 des entretroises 30.
A cet effet, l’armature 14 et les feuilles 16 sont réalisées en un matériau magnétique. Par exemple, l’armature 14 peut être réalisée en fonte, en acier tel que de l’acier non allié de type C10, C22 ou C45, tandis que les feuillles 16 peuvent être réalisées en acier.
L’armature 14 et les feuilles 16 sont déplacées sous l’action du flux magnétique dans la deuxième direction opposée à la première direction, dirigée vers la face interne 11 du corps 10 jusqu’à ce que l’armature 14 plaque les feuilles 16 contre la face interne 11 corps 10.
Dans cette configuration, un espace J2 est formé entre l’armature 14 et le disque de friction 15.
L’espace J2 peut être ajusté de la même manière que l’espace J1 situé entre la face interne 11 du corps 10 et les feuilles 16.
Lors du passage de la configuration de freinage à la configuration de défreinage, la bobine électrique 22 est alimentée en courant et le flux magnétique généré par cette bobine électrique 22 circule progessivement depuis la feuille 16 directement en regard de la face interne 11 du corps 10 jusqu’à l’armature 14.
La température du système thermique varie peu et est quasiment constante toute l’année. La température du système thermique varie de moins de 5°C et de préférence de moins de 3°C.
Selon un mode de réalisation, le système thermique est un système géothermique enterré dans le sol.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de transfert de chaleur comprend une pompe à chaleur.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de transfert de chaleur est relié à un système de régulation thermique de la structure, à un système de refroidissement du moyen de stockage d’énergie et au système thermique par des conduits dans lesquels circule un fluide. Le système de gestion d’énergie thermique comprend au moins une pompe pour faire circuler le liquide dans les conduits.
Selon un autre mode de réalisation, le système de gestion d’énergie thermique comprend un dispositif de control relié à au moins un capteur de température pour mesurer la température dans la structure, à au moins un capteur de température pour mesurer la température dans le moyen de stockage d’énergie et à au moins un capteur de température pour mesurer la température dans le système thermique. Le dispositif de control pilote le dispositif de transfert de chaleur en fonction des températures mesurées.
L’invention concerne également une installation de gestion d’énergie thermique comprenant une structure et un système de gestion d’énergie thermique tel que défini précédemment et en communication fluidique avec la structure.
L’invention concerne également un procédé de gestion d’énergie thermique dans lequel un échange de calories est réalisé entre un moyen de stockage d’énergie, une structure et un système thermique par un dispositif de transfert de chaleur pour réguler la température de la structure et du moyen de stockage d’énergie.
Selon un mode de réalisation, le procédé de gestion d’énergie thermique comprend, lorsque la température du moyen de stockage d’énergie est inférieure à une première température seuil minimum, une étape d’initialisation dans laquelle le dispositif de transfert de chaleur transfert de la chaleur depuis le système thermique vers le moyen de stockage d’énergie pour le réchauffer jusqu’à ce qu’il atteigne au moins la première température seuil minimum.
Selon un autre mode de réalisation, lorsque la température seuil minimum est atteinte, le dispositif de transfert de chaleur transfert des calories depuis le système thermique et depuis le moyen de stockage d’énergie vers la structure pour réchauffer la structure, le moyen de stockage d’énergie étant en fonctionnement pour alimenter au moins un appareil.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de transfert de chaleur transfert de la chaleur depuis le moyen de stockage d’énergie et depuis la structure vers le système thermique pour refroidir la structure et le moyen de stockage d’énergie lorsque la température du moyen de stockage d’énergie est supérieure à une première température seuil maximum et lorsque la température de la structure est supérieure à une deuxième température seuil maximum.
Le système thermique est à température constante toute l’année, permettant au système de gestion d’énergie thermique de présenter des performances énergétiques constantes tout au long de l’année, quelle que soit la saison et quelles que soient la température extérieure et la température du moyen de stockage d’énergie.
L’invention permet également de valoriser les calories du système de refroidissement du moyen de stockage d’énergie pour chauffer un bâtiment, par exemple.
Le système thermique permet de maximiser le rendement tout au long de l’année et de diminuer de manière considérable la consommation énergétique du dispositif de transfert de chaleur.
Il est possible de produire du chaud en hiver et aussi du froid en été. Le dispositif de transfert de chaleur est donc réversible.
Il est également possible de piloter automatiquement ou manuellement le dispositif de transfert de chaleur en fonction des usages, des usagers et des besoins de la structure mais également du moyen de stockage d’énergie.
L’invention permet de refroidir ou de réchauffer le moyen de stockage d’énergie en fonction de son état de fonctionnement, optimisant ses performances.
Avantageusement, l'installation comporte d'autres capteurs (non représentés à la ) de température et d'hygrométrie, et notamment, dans le bâtiment B, juste au niveau de l'entrée EAR et de la sortie SAB, ainsi au voisinage des lieux de passage d'individus, c'est-à-dire de préférence à hauteur d'homme.
Il s'agit par exemple de capteurs commercialisés par la société CARREL et MICHELL INSTRUMENTS.
Ci-après sont décrits chacun des éléments additionnels qui équipent l'enceinte de la en partant de l'entrée d'air neuf EAN, c'est-à-dire de la gauche vers la droite de la .
Juste au niveau des entrées EAN et EAR sont présents des registres R qui, comme cela est bien connu, sont des moyens d'ouverture sélectifs et à sections variables. Ils comprennent par exemple plusieurs volets mobiles dont l'ouverture et la fermeture peuvent être commandées de façon sélective et quantifiée.
Juste en aval de ces entrées et en considérant le sens F5 de circulation de l'air entre l'entrée d'air neuf EAN provenant de l'extérieur dudit bâtiment et la sortie d'air SAB en direction de l'intérieur dudit bâtiment se trouve un dispositif 2 de filtrage de l'air neuf.
Il s'agit d'un dispositif de type connu qui a pour fonction de capter et d'arrêter des particules indésirables contenues dans l'air, de taille différente.
Entre le premier groupe d'entrées et ledit second groupe de sorties précités et toujours dans le sens F5 de circulation de l'air entre l'entrée d'air neuf EAN provenant de l'extérieur dudit bâtiment et la sortie d'air SAB en direction de l'intérieur dudit bâtiment, l'enceinte 1 est équipée d'un dispositif 3 de rafraichissement d'air à ruissellement d'eau et d'un échangeur thermodynamique air/air réversible 4 conformé pour fonctionner en refroidissement ou en réchauffage de température.
Le dispositif 3 de rafraîchissement précité est plus précisément constitué d'un refroidisseur adiabatique direct à haut rendement, qui est formé de panneaux ajourés d’échange de chaleur en matériau inorganique imputrescible.
Il est arrosé par ruissellement d’eau, de haut en bas.
Le principe de fonctionnement de ce refroidisseur est que l'air traverse ce refroidisseur horizontalement et s'humidifie par contact avec des surfaces mouillées. L'air est refroidi uniquement par évaporation, ce qui ne nécessite aucune alimentation externe.
Au sommet de ce refroidisseur adiabatique se trouve un distributeur d'eau (non représenté) qui fournit une alimentation uniforme dans tout l'appareil.
L'eau en excès sert à rincer le support formant le refroidisseur pour éliminer d'éventuels débris et les matières minérales qui pourraient se déposer sur le média après le cycle d'humidification.
L'eau qui a traversé cet appareil sans s’évaporer au contact de l’air est récupérée dans un bac (également non représenté), par exemple en matière inoxydable, disposé à sa base et est recyclé vers le sommet du dispositif, avec un apport complémentaire d'eau si nécessaire.
Le niveau de l'eau dans le bac de récupération reste constant, par mesure du niveau par des sondes connectées et apport optimisé d’eau (qui permet de diluer l’eau du bac chargée en sels minéraux).
La conception particulière de ce dispositif garantit l'absence totale de génération de gouttelettes et d'aérosol lorsque l'humidification de l'air est activée. Dans l'ensemble des figures annexée, ce dispositif 3, quand il est en fonctionnement (voir ), est représenté assorti de gouttelettes d'eau. A l'inverse, quand il ne fonctionne pas (voir les autres figures), il est représenté sous la forme d'un simple rectangle.
A la sortie du dispositif 3 est prévu un échangeur thermodynamique air/air réversible 4 conformé pour fonctionner en refroidissement ou en réchauffage de température.
Les feuilles 16b magnétisées se déforment radialement entre chacune des zones d’application de l’effort excercé par les ressorts externes 26 et se déforment aussi circonférentiellement entre chacune des zones d’applications de l’effort appliqué par les ressorts internes et externes 24 et 26.
Il diffère notamment en ce que la bobine électrique 22 n’est plus alimentée en courant et le flux magnétique se dissipe progessivement depuis l’armature 14 jusqu’à la feuille 16 directement en regard de la face interne 11 du corps 10, provoquant le déplacement successif et progressif de l’armature 14 et des feuilles 16.
L’armature 14 est ainsi déplacée dans la première direction avant les feuilles 16 dès que le flux magnétique n’est plus suffisant pour l’attirer, de sorte qu’il existe un espace entre la face interne 11 du corps 10 la feuille 16 directement adjacente à la face interne 11, lequel espace permet aux feuilles 16b magnétisées de se déformer sous l’action des ressorts internes et externes 24 et 26.
La dissipation progressive du flux magnétique entraine un déplacement successif et progressif des feuilles 16 dans la première direction, formant ainsi une pluralité d’entrefers entre les feuilles 16. Ces enterfers génèrent ainsi une pluralité de flux magnétiques, ou ponts de flux magnétiques entre la face interne 11 du corps 10 et l’armature 14, qui permettent de dissiper plus rapidement le flux magnétique dans l’armature 14.
Pour simplifier la description, les mêmes références numériques ont donc été utilisées sauf pour le corps et l’armature pour lesquels des références similaires mais additionnées du nombre 100 ont été utilisées
Dans ce dispositif 105, les entretoises 30 sont disposées entre l’armature 114 magnétique et le carter 6 pour définir l’espace 9 entre ces éléments.
Les modules lumineux de l’invention peuvent être utilisés pour former des faisceaux lumineux d’éclairage règlementaire de véhicule automobile, comme notamment une fonction d’éclairage à coupure horizontale, couramment désignée par « code » ou « low-beam » en anglais, ou encore sans coupure, couramment désignée par « route » ou « high-beam » en anglais. Ces fonctions sont en soi bien connues de l’homme de métier.
Système de gestion d’énergie thermique pour réguler la température d’une structure Domaine technique de l’invention L'invention concerne, de façon générale, le domaine technique des systèmes de gestion d’énergie thermique destinés à réguler la température d’une structure, une installation comprenant un tel système et un procédé de gestion d’énergie thermique.
L’invention se rapporte plus spécifiquement à des systèmes de gestion d’énergie thermique pour réguler la température de structures tels des maisons, des immeubles ou des bâtiments, par exemple.
État de la technique antÉrieure Il est connu d'utiliser des batteries de stockage dans des structures, tels des bâtiments ou des maisons, qui sont rechargées par des systèmes photovoltaïques ou des éoliennes, pour alimenter des appareils électriques et diminuer la dépendance de la structure par rapport au réseau électrique.
Ceci permet de consommer une énergie électrique plus écologique et d’en disposer selon les besoins énergétiques de la structure.
Si la consommation d'énergie est inférieure à la génération des systèmes photovoltaïques ou des éoliennes, l'énergie excédentaire est stockée dans la batterie pour être utilisée à un moment ultérieur lorsque la consommation d'énergie est supérieure à la génération d’énergie.
Les systèmes de stockage de batteries locales sont également utilisés dans les hôpitaux pour pallier les pannes de l'alimentation électrique centrale.
De manière générale, les batteries libèrent de la chaleur lorsqu’elles se déchargent.
Par exemple, il existe des batteries de stockage à haute température utilisées dans les centrales thermiques, solaires ou éoliennes pour augmenter leur flexibilité. Les batteries à haute température, qui ont une température de fonctionnement élevée d'au moins 150°C, en particulier d'au moins 260°C, ont une réaction de décharge chimique hautement exothermique, qui libère au moins un cinquième de l'énergie stockée sous forme de chaleur, en particulier à des taux de décharge élevés.
Les batteries de stockage, qu’elles soient à haute température ou non, comprennent un système de refroidissement permettant d’évacuer le surplus de chaleur.
Les solutions d’évacuation qui existent aujourd’hui sont des solutions hors sol. Cette énergie est extraite via un échangeur thermique pour être rejetée dans la nature sans être revalorisée.
Le document WO201507603 décrit une installation comprenant une batterie haute température ainsi qu'un système de refroidissement faisant circuler un fluide caloporteur depuis la batterie haute température vers un consommateur de chaleur d'un bâtiment pour évacuer des calories de la batterie haute température.
Cependant, le rendement de cette installation n’est pas optimisé car les performances énergétiques ne sont pas constantes tout au long de l’année et dépendent de la température extérieure ainsi que de la température de la batterie qui varie en fonction de son utilisation.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant notamment un système de gestion d’énergie thermique permettant d’obtenir des performances énergétiques constantes tout au long de l’année quelle que soit la température extérieure et la température du moyen de stockage d’énergie.
Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un système de gestion d’énergie thermique destiné à réguler la température d’une structure et comprenant un moyen de stockage d’énergie destiné à alimenter la structure en énergie et un dispositif de transfert de chaleur en communication fluidique avec le moyen de stockage d’énergie et la structure pour transférer de la chaleur entre le moyen de stockage d’énergie et la structure afin de réguler la température de la structure et du moyen de stockage d’énergie.
Le système de gestion d’énergie thermique comprend un système thermique en communication fluidique avec le dispositif de transfert de chaleur. Le système thermique est configuré pour apporter des calories au dispositif de transfert de chaleur ou dissiper des calories du dispositif de transfert de chaleur pour réguler la température de la structure et du moyen de stockage d’énergie. Le système thermique présente des variations de température inférieures aux variations de température de la structure et du moyen de stockage d’énergie.
Cela permet au supercondensateur 103 de maintenir l'alimentation électrique de l'unité de traitement 205, par exemple lorsque la vitesse de rotation de la turbine du générateur 308 est nulle ou insuffisante pour permettre d'appliquer, au nœud 313, un potentiel supérieur ou égal à Vdd.
Dans ce mode de fonctionnement, le circuit 207 de communication radiofréquence ( ) peut en outre être alimenté, au moins périodiquement, par le supercondensateur 103. À titre d'exemple, cela permet au dispositif 101 de transmettre des données au dispositif 109, par exemple sous forme de messages comprenant chacun une ou plusieurs données choisies parmi : – un identifiant de message ; – une température de l'eau dans la canalisation 105 ; – un volume d'eau cumulé ayant circulé, pendant une première durée, à travers le corps du dispositif 101 ; – la première durée ; – une deuxième durée correspondant par exemple à une durée écoulée entre un instant initial et un instant de transmission du message ; – une estimation de débit ; et – un niveau de charge du supercondensateur 103, par exemple image du potentiel Vsc présent au nœud 315.
La deuxième durée est par exemple utilisée par le dispositif 109 pour horodater l'instant de génération du message par rapport à une référence temporelle, par exemple une horloge universelle du dispositif 109 de la , en fonction d'un instant de transmission de ce message.