INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En référence à la , le schéma de montage identique à celui représenté en est représenté ici sur un cycle de décharge. En déchargeant l’énergie thermique stockée dans le premier système de stockage 4 et le second système de stockage 5 vers deux systèmes de restitution 6 d’énergie thermique, il est possible de fournir de la chaleur et du froid à des systèmes clients 7. Dans la , le second système de stockage 5 se refroidit par cette décharge et donc il peut se créer un gradient de températures de manière que, théoriquement, Q6 est de température plus basse (i.e. plus froide) que Q5. De manière similaire, il peut se créer un gradient de températures dans le premier système de stockage 4 de manière que, théoriquement, Q8 est de température plus élevée (i.e. plus chaude) que Q7. Dans les figures 2 et 3, il est donc apparent que cycles de charge et décharge peuvent fonctionner en parallèle.
La est une représentation vue de dessus du schéma de montage selon les figures 2 et 3. Compresseur 1, turbine 2 et moteur 3 et son groupe de puissance (électrique) et les éventuels raccords standards sont rassemblés dans un groupement 9 dit de travail. Groupement de travail 9, premier système de stockage 4, second système de stockage 5 et tuyaux 10 constituent un premier ensemble 14 de pompe à chaleur selon la présente invention.
La est une représentation vue de dessus d’un schéma de montage reprenant les éléments de la présentant en outre une source 11 d’énergie fatale (ou bien d’énergie thermique d’origine naturelle ou d’origine solaire) permettant un apport d’énergie thermique représenté par la flèche 12. Tout moyen de captation de cette énergie fatale peut être appliqué (par exemple échangeur thermique en lien avec le circuit de tuyaux 10 de l’ensemble 14 de pompe à chaleur selon la présente invention. Il est possible de placer une entrée d’énergie thermique entre le système de stockage 5 et la turbine du groupement 9 de travail, et/ou entre le système de stockage 4 et le (turbo-)compresseur du groupement 9 de travail.
La représente un ensemble 14 de pompe à chaleur selon la présente invention comprenant deux systèmes de stockage d’énergie thermique 4A et 5A et un groupement de travail 9. Un ensemble 15 comprenant deux systèmes de stockages d’énergie thermique 4B et 5B, est relié à l’ensemble 14 de pompe à chaleur selon la présente invention. Le groupement de travail 9 est doublement relié à chaque système de stockage 4A, 4B, 5A et 5B. En outre, le système de stockage d’énergie thermique 4A est relié par un tuyau 10 au système de stockage d’énergie thermique 4B. Le système de stockage d’énergie thermique 5A est relié par un tuyau 10 au système de stockage d’énergie thermique 5B.
Dans les figures 4, 5 et 6, les échangeurs 6 sont placés à l’extérieur des ensembles 14, 15. Il est également possible que les échangeurs de chaleurs soient placés dans les ensembles 14, 15.
D’un point de vue concret, les ensembles 14, 15 des figures 4, 5 et 6 peuvent être des containers.
La est une représentation en perspective de la pompe à chaleur de la insérée dans un container 14.
La est un schéma conceptuel représentant un mode de réalisation particulier d’une pompe à chaleur selon la présente invention, dans un cycle de charge de la pompe à chaleur. Dans ce mode de réalisation particulier, outre le turbocompresseur électrique centrifuge mono étage 1, 2, la pompe à chaleur comporte quatre systèmes de stockages d’énergie thermique 16A-16D, deux systèmes de restitution d’énergie thermique 18A, 18B, deux vannes trois voies 20A, 20B, deux organes de pompage 22A, 22B, une vanne deux voies 24 et trois vannes anti-retour 26A-26C.
Une première extrémité 16A1 d’un premier système de stockage d’énergie thermique 16A est reliée à une première extrémité 16B1 d’un deuxième système de stockage d’énergie thermique 16B via une première branche de circulation de gaz 28A. Une première extrémité 16C1 d’un troisième système de stockage d’énergie thermique 16C est reliée à une première extrémité 16D1 d’un quatrième système de stockage d’énergie thermique 16D via une seconde branche de circulation de gaz 28B.
Un premier système de restitution d’énergie thermique 18A (de préférence un échangeur de chaleur) est agencé de manière à échanger de l’énergie thermique avec la première branche de circulation de gaz 28A. Un second système de restitution d’énergie thermique 18B (de préférence un échangeur de chaleur) est agencé de manière à échanger de l’énergie thermique avec la seconde branche de circulation de gaz 28B. Une première vanne trois voies 20A est reliée à une seconde extrémité 16A2 du premier système de stockage d’énergie thermique 16A, à une seconde extrémité 16B2 du deuxième système de stockage d’énergie thermique 16B et à une seconde extrémité 16C2 du troisième système de stockage d’énergie thermique 16C. Une seconde vanne trois voies 20B est reliée à la seconde extrémité 16B2 du deuxième système de stockage d’énergie thermique 16B, à la seconde extrémité 16C2 du troisième système de stockage d’énergie thermique 16C et à une seconde extrémité 16D2 du quatrième système de stockage d’énergie thermique 16D.
Un premier organe de pompage 22A (typiquement une pompe) connecte la seconde extrémité 16B2 du deuxième système de stockage d’énergie thermique 16B à la voie correspondante 20A1 de la première vanne trois voies 20A. Une autre voie 20A2 de la première vanne trois voies 20A est reliée à la seconde extrémité 16A2 du premier système de stockage d’énergie thermique 16A, et la dernière voie 20A3 de la première vanne trois voies 20A est reliée à la seconde extrémité 16C2 du troisième système de stockage d’énergie thermique 16C. Un second organe de pompage 22B (typiquement une pompe) connecte la seconde extrémité 16C2 du troisième système de stockage d’énergie thermique 16C à la voie correspondante 20B1 de la seconde vanne trois voies 20B. Une autre voie 20B2 de la seconde vanne trois voies 20B est reliée à la seconde extrémité 16D2 du quatrième système de stockage d’énergie thermique 16D, et la dernière voie 20B3 de la seconde vanne trois voies 20B est reliée à la seconde extrémité 16B2 du deuxième système de stockage d’énergie thermique 16B.
L’entrée 1E de la partie compresseur 1 du turbocompresseur électrique est reliée à la première extrémité 16A1 du premier système de stockage d’énergie thermique 16A en un premier point de connexion 30A sur la première branche de circulation de gaz 28A. La sortie 1S de la partie compresseur 1 du turbocompresseur électrique est reliée à la première extrémité 16B1 du deuxième système de stockage d’énergie thermique 16B en un second point de connexion 30B sur la première branche de circulation de gaz 28A . L’entrée 2E de la partie turbine 2 du turbocompresseur électrique est reliée à la première extrémité 16D1 du quatrième système de stockage d’énergie thermique 16D en un premier point de connexion 32A sur la seconde branche de circulation de gaz 28B. La sortie 2S de la partie turbine 2 du turbocompresseur électrique est reliée à la première extrémité 16C1 du troisième système de stockage d’énergie thermique 16C en un second point de connexion 32B sur la seconde branche de circulation de gaz 28B.
La vanne deux voies 24 est connectée sur la première branche de circulation de gaz 28A entre le premier point de connexion 30A et le second point de connexion 30B. Une première vanne anti-retour 26A est connectée entre la sortie 1S de la partie compresseur 1 du turbocompresseur électrique et le second point de connexion 30B de la première branche de circulation de gaz 28A. Une deuxième vanne anti-retour 26B est connectée entre la sortie 2S de la partie turbine 2 du turbocompresseur électrique et le second point de connexion 32B de la seconde branche de circulation de gaz 28B. Une troisième vanne anti-retour 26C est connectée sur la seconde branche de circulation de gaz 28B entre le premier point de connexion 32A et le second point de connexion 32B.
Le fonctionnement de la pompe à chaleur selon ce mode de réalisation particulier est illustré sur les figures 8 et 9, lorsque la pompe est dans un cycle de charge. Le sens du flux représenté par les flèches 34 implique ici que l’énergie thermique sous forme de chaleur est concentrée dans le deuxième système de stockage 16B (après avoir été extraite du premier système de stockage 16A puis comprimée dans le compresseur 1), alors que l’énergie thermique sous forme froid est concentrée dans le troisième système de stockage 16C (après avoir été extraite du quatrième système de stockage 16D puis détendue dans la turbine 2). Le stockage d’énergie thermique froide est à basse pression (typiquement autour d’un bar en valeur absolue lorsque le gaz utilisé est de l’air), tandis que le stockage d’énergie thermique chaude est à haute pression (typiquement entre un et cinq bars en valeur absolue lorsque le gaz utilisé est de l’air). L’extraction d’énergie thermique froide est à haute pression, tandis que l’extraction d’énergie thermique chaude est à basse pression. Les gradients de températures qui se créent dans les deuxième et troisième systèmes de stockage 16B, 16C font que de l’énergie thermique est transférée depuis le deuxième système de stockage 16B vers le quatrième système de stockage 16D d’une part, et depuis le troisième système de stockage 16C vers le premier système de stockage 16A d’autre part.
En particulier, le phosphonate polyalcoxylé peut être un phosphonate polyalcoxylé de formule (V) dans laquelle R5 est un groupe méthyle, les R i sont des groupements éthylène et propylène, m étant compris entre 30 et 50, r+q vaut 1, Q est un groupe éthylène, A est un groupe méthylène, y vaut 1 et R j correspond au groupe CH 2 -PO 3 H 2 .
De préférence la composition de liant hydraulique (CLH) selon l’invention comprend de 0 à 3,0 % en poids sec de polymère (P), de préférence de 0 à 1% en poids sec de polymère (P), par rapport au poids total de liant hydraulique.
La présente demande concerne également l’utilisation d’acide nitrique ou l’un de ses sels, à l’exception du nitrate de zinc, tel que défini ci-dessus, pour la préparation d’une composition de liant hydraulique telle que définie ci-dessus ou pour la préparation d’une composition hydraulique telle que définie ci-dessus par ajout de l’acide nitrique ou l’un de ses sels à une composition de liant hydraulique comprenant un liant hydraulique tel que défini ci-dessus ou à une composition comprenant un liant hydraulique tel que défini ci-dessus, de l’eau et éventuellement au moins un granulat.
L’utilisation selon l’invention permet d’améliorer le maintien de fluidité des compositions hydrauliques comparativement à la même composition hydraulique ne comprenant pas l’acide nitrique ou l’un de ses sels.
La présente invention concerne également l’utilisation de la composition de liant hydraulique (CLH) définie ci-dessus pour la préparation d’une composition hydraulique (CH).
L’invention concerne également une composition hydraulique (CH) comprenant (voire étant constituée de) la composition de liant hydraulique (CLH) définie ci-dessus, de l’eau, éventuellement au moins un granulat.
La présente invention concerne une composition hydraulique (CH) comprenant :
un liant hydraulique comprenant au moins un composé alumino-siliceux, de préférence laitier de hauts-fourneaux, et un activateur alcalin ou sulfate et un maximum de 10% en poids de clinker, de préférence entre 0 et 10% en poids de clinker, et éventuellement des additions minérales tel que décrites ci-dessus; de l’eau ; éventuellement au moins un granulat ;
de l’acide nitrique ou l’un de ses sels à l’exception du nitrate de zinc.
Le composé alumino-siliceux, l’activateur et les additions minérales étant tel que défini ci-dessus.
La composition hydraulique peut en outre comprendre un polymère (P) tel que défini ci-dessus.
Le liant hydraulique, l’acide nitrique et ses sels, l’activateur, les additions minérales, ainsi que le polymère (P) sont tels que définis ci-dessus.
La composition hydraulique peut en outre comprendre un polymère à base de polyphosphonate polyalkoxylés, de préférence dans une proportion comprise entre 0,1 et 3,0% en poids sec par rapport au poids de liant hydraulique, de préférence de 0,3 à 1,0% en poids sec. Ce polymère est tel que décrit ci-dessus.
La quantité d’acide nitrique ou l’un de ses sels dans la composition hydraulique est comprise entre 0,1 et 5% en poids sec, de préférence entre 1,0 et 2,5% en poids sec, par rapport au poids total de liant hydraulique.
De préférence, la composition hydraulique comprend de 0 à 3,0 % en poids sec de polymère (P), de préférence de 0 à 1,0% en poids sec de polymère (P), par rapport au poids total de liant hydraulique.
La composition hydraulique est de préférence une composition de béton, mortier ou chape.
Le fonctionnement de la pompe à chaleur selon ce même mode de réalisation particulier est illustré sur les figures 10 et 11, lorsque la pompe est dans un cycle de décharge. En déchargeant l’énergie thermique stockée dans le deuxième système de stockage 16B et dans le troisième système de stockage 16C vers les deux systèmes de restitution d’énergie thermique 18A, 18B, il est possible de fournir de la chaleur et du froid à des systèmes clients. Il s’établit ainsi une première boucle 38 entre le premier système de stockage 16A et le deuxième système de stockage 16B d’une part, et une seconde boucle 40 entre le troisième système de stockage 16C et le quatrième système de stockage 16D d’autre part. Dans la première boucle 38 (dans laquelle le premier organe de pompage 22A est mis en route, et la pompe à chaleur fournit de la chaleur au premier système de restitution d’énergie thermique 18A), le deuxième système de stockage 16B se refroidit par la décharge et il se crée donc un gradient de températures qui fait circuler le gaz dans le sens du flux représenté par les flèches 41. Dans la seconde boucle 40 (dans laquelle le second organe de pompage 22B est mis en route, et la pompe à chaleur fournit du froid au second système de restitution d’énergie thermique 18B), le troisième système de stockage 16C se réchauffe par la décharge et il se crée donc un gradient de températures qui fait circuler le gaz dans le sens du flux représenté par les flèches 42.
Ce mode de réalisation particulier de la pompe à chaleur illustré sur les figures 8 à 11 permet d’« interchanger » l’ordre de circulation du gaz dans les premier et quatrième systèmes de stockage 16A, 16D durant l’opération de décharge par rapport à l’opération de charge, et ceci sans déplacer physiquement les systèmes de stockage 16A-16D. Cette opération a comme intérêt d’éviter d’introduire des différences thermiques trop importantes (chocs thermiques) qui perturberaient l’établissement des thermoclines dans les systèmes de stockage d’énergie thermique 16A-16D et donc seraient néfastes au rendement du stockage thermique et de l’application en général.
Des valeurs indicatives de températures, non limitatives, sont données ci-après à titre d’exemple pour le mode de réalisation particulier de la pompe à chaleur illustré sur les figures 8 à 11 : la première extrémité 16A1 du premier système de stockage 16A présente par exemple une température sensiblement égale à + 60°C, et la seconde extrémité 16A2 du premier système de stockage 16A une température sensiblement égale à + 80°C ; la première extrémité 16B1 du deuxième système de stockage 16B présente par exemple une température sensiblement égale à + 210°C, et la seconde extrémité 16B2 du deuxième système de stockage 16B une température sensiblement égale à + 80°C ; la première extrémité 16C1 du troisième système de stockage 16C présente par exemple une température sensiblement égale à -30°C, et la seconde extrémité 16C2 du troisième système de stockage 16C une température sensiblement égale à + 80°C ; la première extrémité 16D1 du quatrième système de stockage 16D présente par exemple une température sensiblement égale à + 20°C, et la seconde extrémité 16D2 du quatrième système de stockage 16D une température sensiblement égale à + 80°C ; le fluide circulant dans le premier système de restitution d’énergie thermique 18A entre dans ce système 18A avec une température par exemple sensiblement égale à + 20°C et ressort de ce système 18A avec une température par exemple sensiblement égale à + 200°C ; le fluide circulant dans le second système de restitution d’énergie thermique 18B entre dans ce système 18B avec une température par exemple sensiblement égale à + 25°C et ressort de ce système 18B avec une température par exemple sensiblement égale à - 25°C.
La est un schéma conceptuel représentant un mode de réalisation particulier d’une pompe à chaleur selon la présente invention, dans un cycle de charge de la pompe à chaleur. De manière analogue au mode de réalisation précédent décrit en référence aux figures 8 à 11, la pompe à chaleur selon ce mode de réalisation particulier comporte un turbocompresseur électrique centrifuge mono étage 1, 2, quatre systèmes de stockages d’énergie thermique 16A-16D, deux systèmes de restitution d’énergie thermique 18A, 18B, deux vannes trois voies 20A, 20B, deux organes de pompage 22A, 22B, une vanne deux voies 24 et trois vannes anti-retour 26A-26C (qui sont tous reliés de la même manière que dans le mode de réalisation précédent). En-dehors du turbocompresseur 1, 2 et des deux systèmes de restitution d’énergie thermique 18A, 18B, les autres éléments précités ne sont pas représentés sur la pour des raisons de clarté. La pompe à chaleur comporte en outre trois systèmes de restitution d’énergie thermique additionnels 44A-44C, quatre vannes deux voies additionnelles 46A-46D et quatre vannes trois voies additionnelles 48A-48D et quatre organes de pompage additionnels 49A-49D. Ce mode de réalisation particulier des figures 12 à 15 constitue donc un perfectionnement du mode de réalisation précédent décrit en référence aux figures 8 à 11. Dans les figures 12 à 15, les éléments décrits avec les mêmes références numériques que ceux des figures 8 à 11 sont identiques à ces derniers et ne seront donc pas décrits plus en détail par la suite.
Comme illustré sur la , une première extrémité 44A1 d’un premier système de restitution d’énergie thermique additionnel 44A est reliée à une première extrémité 18A1 du premier système de restitution d’énergie thermique 18A via une première et une deuxième vannes deux voies additionnelles 46A, 46B. Une seconde extrémité 44A2 du premier système de restitution d’énergie thermique additionnel 44A est reliée à une seconde extrémité 18A2 du premier système de restitution d’énergie thermique 18A. Une première extrémité 44B1 d’un deuxième système de restitution d’énergie thermique additionnel 44B est reliée à une première extrémité 18B1 du second système de restitution d’énergie thermique 18B. Une seconde extrémité 44B2 du deuxième système de restitution d’énergie thermique additionnel 44B est reliée à une seconde extrémité 18B2 du second système de restitution d’énergie thermique 18B via une troisième et une quatrième vannes deux voies additionnelles 46C, 46D. Une première extrémité 44C1 d’un troisième système de restitution d’énergie thermique additionnel 44C est reliée au premier point de connexion 30A sur la première branche de circulation de gaz 28A ; et une seconde extrémité 44C2 du troisième système de restitution d’énergie thermique additionnel 44C est reliée au second point de connexion 32B sur la seconde branche de circulation de gaz 28B.
Une première vanne trois voies additionnelle 48A est reliée à l’entrée 1E de la partie compresseur 1 du turbocompresseur électrique, au premier point de connexion 30A sur la première branche de circulation de gaz 28A et à la première extrémité 44C1 du troisième système de restitution d’énergie thermique additionnel 44C. Une deuxième vanne trois voies additionnelle 48B est reliée à la sortie 1S de la partie compresseur 1 du turbocompresseur électrique, au second point de connexion 30B sur la première branche de circulation de gaz 28A et à une des voies 48C1 d’une troisième vanne trois voies additionnelle 48C via une première conduite de gaz 50A. La troisième vanne trois voies additionnelle 48C est reliée en outre à l’entrée 2E de la partie turbine 2 du turbocompresseur électrique et au premier point de connexion 32A sur la seconde branche de circulation de gaz 28B. Une quatrième vanne trois voies additionnelle 48D est reliée à la sortie 2S de la partie turbine 2 du turbocompresseur électrique, au second point de connexion 32B sur la seconde branche de circulation de gaz 28B et à la seconde extrémité 44C2 du troisième système de restitution d’énergie thermique additionnel 44C via une seconde conduite de gaz 50B.
Les premier et troisième systèmes de restitution d’énergie thermique additionnels 44A, 44C sont chacun agencés de manière à échanger de l’énergie thermique avec la première conduite de gaz 50A. Le deuxième système de restitution d’énergie thermique additionnel 44B est agencé de manière à échanger de l’énergie thermique avec la seconde conduite de gaz 50B.
Un premier organe de pompage additionnel 49A (typiquement une pompe) connecte la seconde extrémité 44A2 du premier système de restitution additionnel 44A à la sortie « chaude » 56 de l’ensemble formé par le premier système de restitution 18A et le premier système de restitution additionnel 44A. Un deuxième organe de pompage additionnel 49B (typiquement une pompe) connecte la seconde extrémité 18A2 du premier système de restitution 18A à la sortie « chaude » 56 de l’ensemble formé par le premier système de restitution 18A et le premier système de restitution additionnel 44A. Un troisième organe de pompage additionnel 49C (typiquement une pompe) connecte la première extrémité 44B1 du deuxième système de restitution additionnel 44B à la sortie « froide » 58 de l’ensemble formé par le second système de restitution 18B et le deuxième système de restitution additionnel 44B. Un quatrième organe de pompage additionnel 49D (typiquement une pompe) connecte la première extrémité 18B1 du second système de restitution 18B à la sortie « froide » 58 de l’ensemble formé par le second système de restitution 18B et le deuxième système de restitution additionnel 44B.
Le fonctionnement de la pompe à chaleur selon ce mode de réalisation particulier est illustré sur les figures 12 et 13, lorsque la pompe est dans un cycle de charge. Lorsqu’elle est dans un cycle de charge, la pompe à chaleur fonctionne de manière analogue au mode de réalisation précédent décrit en référence aux figures 8 à 11. Autrement dit, l’énergie thermique sous forme de chaleur est concentrée dans le deuxième système de stockage 16B (après avoir été extraite du premier système de stockage 16A puis comprimée dans le compresseur 1), alors que l’énergie thermique sous forme froid est concentrée dans le troisième système de stockage 16C (après avoir été extraite du quatrième système de stockage 16D puis détendue dans la turbine 2).
Le fonctionnement de la pompe à chaleur selon ce même mode de réalisation particulier est illustré sur les figures 14 et 15, lorsque la pompe est dans un cycle de décharge. Lors de la décharge de la pompe à chaleur, il est possible de fournir de la chaleur et du froid à des systèmes clients tout en continuant en parallèle un cycle de charge des deuxième et troisième systèmes de stockage 16B, 16C. En effet, comme illustré sur la , il s’établit deux boucles 52A, 52B de restitution de chaleur d’une part (correspondant à une restitution de chaleur effectuée vers le premier système de restitution 18A et vers le premier système de restitution additionnel 44A), et deux boucles 54A, 54B de restitution de froid d’autre part (correspondant à une restitution de froid effectuée vers le second système de restitution 18B et vers le second système de restitution additionnel 44B). Pour chaque circuit de restitution (chaud d’une part et froid d’autre part), chaque boucle 52A, respectivement 54A peut fonctionner indépendamment de l’autre boucle 52B, respectivement 54B, en parallèle de cette dernière ou bien individuellement.