CH712665B1 - Thermal energy distribution device for urban or industrial site. - Google Patents

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CH712665B1
CH712665B1 CH00897/16A CH8972016A CH712665B1 CH 712665 B1 CH712665 B1 CH 712665B1 CH 00897/16 A CH00897/16 A CH 00897/16A CH 8972016 A CH8972016 A CH 8972016A CH 712665 B1 CH712665 B1 CH 712665B1
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Geinoz François
Orlando David
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Geinoz Francois Ignace
Cueni Marcel
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Abstract

Le dispositif de distribution d'énergie thermique selon l'invention comporte au moins un premier circuit (110) à haute température qui comprend une unité de production (140) d'énergie thermique, ledit premier circuit (110) de distribution de fluide caloporteur comportant une boucle fermée (111) avec un conduit aller (112) ayant une entrée qui correspond à une sortie (140a) de l'unité de production (140) d'énergie thermique et qui véhicule un premier fluide caloporteur A chaud. Un deuxième circuit (120) de distribution d'énergie thermique est décomposé en au moins deux sous-circuits complémentaires (120a, 120b) interconnectés par un échangeur de chaleur (230) qui assure un couplage thermique sans connexion hydraulique entre ces deux sous-circuits complémentaires. Les sous-circuits complémentaires peuvent être couplés en séries ou en série-parallèles en fonction de la configuration du terrain d'implantation.The thermal energy distribution device according to the invention comprises at least a first high temperature circuit (110) which comprises a thermal energy production unit (140), said first heat transfer fluid distribution circuit (110) comprising a closed loop (111) with an outward conduit (112) having an inlet which corresponds to an outlet (140a) of the thermal energy production unit (140) and which conveys a first hot heat transfer fluid A. A second thermal energy distribution circuit (120) is broken down into at least two complementary sub-circuits (120a, 120b) interconnected by a heat exchanger (230) which provides thermal coupling without hydraulic connection between these two sub-circuits complementary. The complementary sub-circuits can be coupled in series or in series-parallel depending on the configuration of the site.

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention concerne un dispositif de distribution d'énergie thermique pour alimenter un site urbain et/ou industriel, ce dispositif comportant au moins une unité de production d'énergie thermique, un réseau de distribution qui est agencé pour véhiculer ladite énergie thermique en vue d'alimenter ledit site urbain et/ou industriel et une pluralité d'utilisateurs/consommateurs d'énergie thermique localisés sur ledit site urbain et/ou industriel et qui sont habilités à prélever de l'énergie thermique dans ledit réseau de distribution, ledit réseau de distribution comportant : au moins un premier circuit de distribution d'énergie thermique, à haute température (HT), composé d'une boucle fermée comprenant d'une part un conduit aller et d'autre part un conduit retour qui véhiculent un premier fluide caloporteur, au moins un deuxième circuit de distribution d'énergie thermique à basse température (BT), appelé circuit anergie, composé d'une boucle fermée comprenant d'une part un conduit aller et d'autre part un conduit retour qui véhiculent un second fluide caloporteur, au moins un premier échangeur de chaleur pour coupler thermiquement au moins ledit premier circuit de distribution d'énergie thermique avec ledit deuxième circuit de distribution d'énergie thermique, sans contact hydraulique entre lesdits premier et second fluides caloporteurs.The present invention relates to a thermal energy distribution device for supplying an urban and/or industrial site, this device comprising at least one thermal energy production unit, a distribution network which is arranged to convey said energy with a view to supplying said urban and/or industrial site and a plurality of thermal energy users/consumers located on said urban and/or industrial site and who are authorized to take thermal energy from said distribution network , said distribution network comprising: at least one first thermal energy distribution circuit, at high temperature (HT), composed of a closed loop comprising on the one hand an outward conduit and on the other hand a return conduit which convey a first heat transfer fluid, at least one second low-temperature (BT) thermal energy distribution circuit, called anergy circuit, consisting of a closed loop comprising on the one hand an outward conduit and on the other hand a return conduit which convey a second heat transfer fluid , at least one first heat exchanger for thermally coupling at least said first thermal energy distribution circuit with said second thermal energy distribution circuit, without hydraulic contact between said first and second heat transfer fluids.

Technique antérieurePrior technique

[0002] Les réseaux de chauffage à distance, appelés couramment chauffages urbains, comportent habituellement au moins une paire de conduits, dont le premier, appelé „tube aller“, est connecté entre une source chaude et au moins un dispositif consommateur d'énergie thermique par l'intermédiaire d'un point de soutirage, et dont le second, appelé „tube retour“ est connecté entre le point de soutirage et la source chaude pour ramener le fluide caloporteur refroidi dans le réseau. L'objectif de ces réseaux est d'alimenter un ensemble d'utilisateurs/consommateurs, qui peuvent par exemple être une maison, un local utilitaire ou similaire, en calories positives ou négatives également appelées frigories, prélevées dans le fluide caloporteur. Généralement, les conduits sont distincts, disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre et bien isolés pour limiter les déperditions. [0002] District heating networks, commonly called district heating, usually comprise at least one pair of conduits, the first of which, called the "go tube", is connected between a hot source and at least one thermal energy consuming device. via a draw-off point, the second of which, called the “return pipe”, is connected between the draw-off point and the hot source to bring the cooled heat transfer fluid back into the network. The objective of these networks is to supply a set of users/consumers, which can for example be a house, a utility room or the like, with positive or negative calories also called cold temperatures, taken from the heat transfer fluid. Generally, the ducts are separate, arranged parallel to each other and well insulated to limit losses.

[0003] Ces installations utilisent habituellement comme source chaude, soit un générateur d'eau chaude, soit un générateur de vapeur d'eau et le fluide caloporteur est, selon le cas, de l'eau chaude, éventuellement mélangée à du glycol pour éviter le gel en cas de refroidissement intempestif, ou de la vapeur surchauffée, portée à une température élevée. La déperdition de chaleur dans les conduits qui véhiculent le fluide caloporteur est en principe proportionnelle à la différence entre la température du fluide caloporteur et l'environnement des conduits qui le véhiculent, de sorte que dans les installations connues soit les isolations sont très performantes et par conséquent très coûteuses, soit des installations moins efficaces enregistrent des pertes en énergie élevées. Dans les deux cas, le bilan énergétique est médiocre et les coûts des installations ainsi que les coûts d'exploitation sont très élevés. [0003] These installations usually use as a hot source either a hot water generator or a steam generator and the heat transfer fluid is, depending on the case, hot water, possibly mixed with glycol to avoid freezing in the event of untimely cooling, or overheated steam brought to a high temperature. The loss of heat in the ducts which convey the heat transfer fluid is in principle proportional to the difference between the temperature of the heat transfer fluid and the environment of the ducts which convey it, so that in the known installations either the insulations are very efficient and by therefore very expensive, or less efficient installations record high energy losses. In both cases, the energy balance is mediocre and the costs of the installations as well as the operating costs are very high.

[0004] Par ailleurs, on a développé des installations de distribution d'énergie thermique en réseau qui couplent une structure, parfois existante, de distribution d'énergie en réseau travaillant à haute température avec une structure de distribution d'énergie en réseau travaillant à basse température appelé réseau anergie, ayant comme avantages essentiels, des coûts d'installation plus réduits et des frais d'exploitation plus avantageux que ceux des réseaux fonctionnant uniquement à haute température. Dans ce cas, les réseaux, qui peuvent parfois travailler avec des fluides caloporteurs différents, sont hydrauliquement séparés tout en étant thermiquement couplés. [0004]Furthermore, network thermal energy distribution installations have been developed which couple a structure, sometimes existing, for network energy distribution working at high temperature with a network energy distribution structure working at low temperature called anergy network, having as essential advantages, lower installation costs and more advantageous operating costs than those of networks operating only at high temperature. In this case, the networks, which can sometimes work with different heat transfer fluids, are hydraulically separated while being thermally coupled.

[0005] Sur divers sites d'implantation de réseaux de ce type, lorsque la dénivellation de certaines zones est importante, la pression du fluide caloporteur circulant dans les conduits du réseau peut devenir élevée, ce qui impose des précautions importantes lors de l'installation, notamment la mise en place de conduits à parois plus résistantes, donc plus lourds et plus coûteux. Ces précautions s'imposent sur tout le réseau, y compris dans les circuits domestiques sur le lieu de l'utilisation et de la consommation de l'énergie distribuée. L'ensemble de l'installation avec tous ses composants, y compris les vannes de raccordement, les échangeurs de chaleur et les pompes à chaleurs doit être adapté à cette contrainte de surpression. En outre, la sécurité de l'installation est plus difficile à assurer et les risques, en cas de défectuosité de l'un des composants sont beaucoup plus élevés, notamment si la pression devient élevée dans les conduits. [0005] On various network installation sites of this type, when the difference in level of certain zones is significant, the pressure of the heat-transfer fluid circulating in the pipes of the network can become high, which requires significant precautions during installation. , in particular the installation of conduits with more resistant walls, therefore heavier and more expensive. These precautions are required throughout the network, including in domestic circuits at the place of use and consumption of the energy distributed. The entire installation with all its components, including connection valves, heat exchangers and heat pumps must be adapted to this overpressure stress. In addition, the safety of the installation is more difficult to ensure and the risks, in the event of a defect in one of the components, are much higher, in particular if the pressure becomes high in the ducts.

Exposé de l'inventionDisclosure of Invention

[0006] La présente invention se propose de pallier les inconvénients ci-dessus en fournissant des moyens pour confiner la pression dans des limites de valeurs acceptables, quelles que soient les dénivellations entre diverses zones du réseau. The present invention proposes to overcome the above drawbacks by providing means for confining the pressure within limits of acceptable values, whatever the differences in level between various zones of the network.

[0007] Ce but est atteint par un dispositif de distribution d'énergie thermique tel que défini en préambule et caractérisé en ce que ledit deuxième circuit de distribution d'énergie thermique est décomposé en un premier sous-circuit complémentaire et au moins un deuxième sous-circuit complémentaire, montés en série, et en ce que ledit premier sous-circuit complémentaire est couplé thermiquement audit deuxième sous-circuit complémentaire sans qu'il n'y ait aucune connexion hydraulique entre les deux sous-circuits complémentaires. This object is achieved by a thermal energy distribution device as defined in the preamble and characterized in that said second thermal energy distribution circuit is broken down into a first complementary sub-circuit and at least a second sub- -complementary circuit, mounted in series, and in that said first complementary sub-circuit is thermally coupled to said second complementary sub-circuit without there being any hydraulic connection between the two complementary sub-circuits.

[0008] Selon un mode de réalisation préféré, ledit couplage thermique entre ledit premier sous-circuit complémentaire et ledit deuxième sous-circuit complémentaire est réalisé par un deuxième échangeur de chaleur. According to a preferred embodiment, said thermal coupling between said first complementary sub-circuit and said second complementary sub-circuit is achieved by a second heat exchanger.

[0009] Ledit deuxième échangeur de chaleur monté entre ledit premier sous-circuit complémentaire et ledit deuxième sous-circuit complémentaire est de préférence un échangeur à plaques pourvu de deux circuits internes indépendants, un premier circuit interne étant connecté audit premier sous-circuit complémentaire de distribution d'énergie thermique et un second circuit interne étant connecté audit deuxième sous-circuit complémentaire de distribution d'énergie thermique, ledit deuxième échangeur de chaleur comportant d'une part une première entrée de fluide caloporteur et une première sortie de fluide caloporteur, ladite première entrée et ladite première sortie dudit fluide caloporteur étant raccordées audit premier sous-circuit complémentaire de distribution d'énergie thermique, et d'autre part une deuxième entrée de fluide caloporteur et une deuxième sortie de fluide caloporteur, ladite deuxième entrée et ladite deuxième sortie du fluide caloporteur étant raccordées audit deuxième sous-circuit complémentaire de distribution d'énergie thermique. [0009] Said second heat exchanger mounted between said first complementary sub-circuit and said second complementary sub-circuit is preferably a plate heat exchanger provided with two independent internal circuits, a first internal circuit being connected to said first complementary sub-circuit of thermal energy distribution and a second internal circuit being connected to said second complementary thermal energy distribution sub-circuit, said second heat exchanger comprising on the one hand a first coolant fluid inlet and a first coolant fluid outlet, said first input and said first output of said heat transfer fluid being connected to said first complementary thermal energy distribution sub-circuit, and on the other hand a second heat transfer fluid input and a second heat transfer fluid output, said second input and said second output heat transfer fluid being connected to said second complementary thermal energy distribution sub-circuit.

[0010] Lesdites plaques dudit deuxième échangeur de chaleur sont avantageusement des plaques parallèles et espacées entre elles pour définir deux réseaux indépendants d'espaces parallèles, constituant lesdits premier circuit interne et second circuit interne. [0010] Said plates of said second heat exchanger are advantageously parallel plates spaced apart to define two independent networks of parallel spaces, constituting said first internal circuit and second internal circuit.

[0011] Ladite première entrée et ladite première sortie dudit fluide caloporteur sont de préférence équipées d'une vanne à au moins deux voies, ladite deuxième entrée et ladite deuxième sortie dudit fluide caloporteur étant également équipées d'une vanne à au moins deux voies, pour permettre la mise en court-circuit dudit échangeur de chaleur. [0011] Said first inlet and said first outlet of said heat transfer fluid are preferably equipped with a valve with at least two channels, said second inlet and said second outlet of said heat transfer fluid also being equipped with a valve with at least two channels, to allow the short-circuiting of said heat exchanger.

[0012] Selon un mode de réalisation préféré, la température du fluide caloporteur dans ledit premier sous-circuit complémentaire et ledit deuxième sous-circuit complémentaire est comprise entre 2 et 20°C, et de préférence comprise entre 2 et 15°C, et en particulier avantageusement égale à 9°C. According to a preferred embodiment, the temperature of the heat transfer fluid in said first complementary sub-circuit and said second complementary sub-circuit is between 2 and 20° C., and preferably between 2 and 15° C., and in particular advantageously equal to 9°C.

[0013] Avantageusement ledit au moins un deuxième circuit de distribution d'énergie thermique est décomposé en n sous-circuits complémentaires, montés au moins partiellement en série, ledit premier sous-circuit complémentaire étant couplé thermiquement audit deuxième sous-circuit complémentaire par ledit deuxième échangeur de chaleur, sans connexion hydraulique, le deuxième sous-circuit complémentaire étant couplé thermiquement audit troisième sous-circuit complémentaire par un troisième échangeur de chaleur, le troisième sous-circuit complémentaire étant couplé thermiquement audit quatrième sous-circuit complémentaire par un quatrième échangeur de chaleur, et ainsi de suite, le n-1<ème>sous-circuit complémentaire étant couplé thermiquement au n<ème>sous-circuit complémentaire, par un n<ème>échangeur de chaleur, sans connexion hydraulique. [0013] Advantageously, said at least one second thermal energy distribution circuit is broken down into n complementary sub-circuits, mounted at least partially in series, said first complementary sub-circuit being thermally coupled to said second complementary sub-circuit by said second heat exchanger, without hydraulic connection, the second complementary sub-circuit being thermally coupled to said third complementary sub-circuit by a third heat exchanger, the third complementary sub-circuit being thermally coupled to said fourth complementary sub-circuit by a fourth heat exchanger heat, and so on, the n-1<th>complementary sub-circuit being thermally coupled to the n<th>complementary sub-circuit, by an n<th>heat exchanger, without hydraulic connection.

[0014] Les n échangeurs de chaleur sont préférentiellement des échangeurs à plaques. The n heat exchangers are preferably plate exchangers.

[0015] Les fluides caloporteurs circulant dans tous les n sous-circuits complémentaires sont avantageusement identiques entre eux. [0015] The heat transfer fluids circulating in all the n complementary sub-circuits are advantageously identical to one another.

[0016] Ledit fluide caloporteur circulant dans lesdits sous-circuits complémentaires est de préférence constitué d'eau. [0016] Said heat transfer fluid circulating in said complementary sub-circuits preferably consists of water.

[0017] Le réseau de distribution d'énergie thermique comporte une unité de gestion des températures dans ledit deuxième circuit de distribution d'énergie thermique, cette unité de gestion des températures comportant des moyens de contrôle et de commande pour assurer le maintien du fluide caloporteur à une température constamment supérieure à zéro degré. The thermal energy distribution network comprises a temperature management unit in said second thermal energy distribution circuit, this temperature management unit comprising control and command means for maintaining the heat transfer fluid at a temperature constantly above zero degrees.

Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings

[0018] La présente invention et ses principaux avantages apparaîtront mieux dans la description d'un mode de réalisation préféré, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'une forme de réalisation d'un dispositif de distribution d'énergie thermique selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique partielle d'une forme généralisée d'une partie du dispositif de distribution d'énergie thermique selon l'invention, et la figure 3 est une vue schématique d'un échangeur de chaleur à plaques pour interconnecter des sous-circuits complémentaires du dispositif de distribution d'énergie thermique selon l'invention.The present invention and its main advantages will appear better in the description of a preferred embodiment, with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a schematic view of one embodiment of a dispensing device thermal energy according to the invention, Figure 2 is a partial schematic view of a generalized form of part of the thermal energy distribution device according to the invention, and Figure 3 is a schematic view of a plate heat exchanger for interconnecting complementary sub-circuits of the thermal energy distribution device according to the invention.

Meilleure(s) manière(s) de réaliser l'inventionBest way(s) to carry out the invention

[0019] En référence aux figures, et en particulier à la figure 1, le dispositif de distribution d'énergie thermique comporte notamment un réseau d'échange d'énergie thermique 100 comportant au moins un premier circuit 110 à haute température partant d'une unité de production140 d'énergie thermique, et comprenant au moins une boucle fermée 111 de distribution de fluide caloporteur à haute température. Ladite boucle fermée 111 est formée d'un conduit aller 112 ayant son entrée qui correspond à une sortie 140a de l'unité de production 140 d'énergie thermique et qui véhicule un premier fluide caloporteur A chaud, et un conduit de retour 113 ayant sa sortie qui correspond à une entrée 140b de l'unité de production 140 d'énergie thermique et qui véhicule le premier fluide caloporteur A, initialement chaud, mais qui a perdu une partie au moins de l'énergie thermique qu'il a véhiculé entre la sortie 140a de l'unité de production 140 et l'entrée 140b de l'unité de production 140. Cette première partie du réseau d'échange d'énergie thermique 100 peut être existante sur un site équipé antérieurement, ou nouvelle, selon les modalités d'implantation ou en fonction de ressources disponibles à proximité des sites. With reference to the figures, and in particular to Figure 1, the thermal energy distribution device comprises in particular a thermal energy exchange network 100 comprising at least a first circuit 110 at high temperature starting from a unit 140 for producing thermal energy, and comprising at least one closed loop 111 for distributing high-temperature heat transfer fluid. Said closed loop 111 is formed of a go conduit 112 having its inlet which corresponds to an outlet 140a of the thermal energy production unit 140 and which conveys a first hot heat transfer fluid A, and a return conduit 113 having its output which corresponds to an input 140b of the thermal energy production unit 140 and which conveys the first heat transfer fluid A, initially hot, but which has lost at least part of the thermal energy which it conveyed between the output 140a of the production unit 140 and input 140b of the production unit 140. This first part of the thermal energy exchange network 100 can be existing on a site equipped previously, or new, according to the methods location or depending on the resources available near the sites.

[0020] Une deuxième partie du réseau d'échange d'énergie thermique 100 est composée d'au moins un deuxième circuit 120 de distribution d'énergie thermique qui forme une boucle fermée 122 avec un conduit aller 123 et un conduit retour 124. Le deuxième circuit 120 est un circuit anergie, à basse température qui véhicule un second fluide caloporteur B qui peut être identique ou différent dudit premier fluide caloporteur A. Avantageusement le fluide caloporteur B qui circule dans le ou les deuxièmes circuit 120 est de l'eau, en l'occurrence de l'eau pure, sans glycol, pour des raisons de coût, des raisons de sécurité en cas de rupture accidentelle d'un conduit et des raisons écologiques. A second part of the thermal energy exchange network 100 is composed of at least a second thermal energy distribution circuit 120 which forms a closed loop 122 with an outward conduit 123 and a return conduit 124. The second circuit 120 is an anergy circuit, at low temperature which conveys a second heat transfer fluid B which can be identical to or different from said first heat transfer fluid A. Advantageously the heat transfer fluid B which circulates in the second circuit or circuits 120 is water, in this case pure water, without glycol, for cost reasons, safety reasons in the event of accidental rupture of a conduit and ecological reasons.

[0021] D'une manière générale, ledit deuxième circuit 120 est raccordé au premier circuit 110 par l'intermédiaire d'un premier échangeur de chaleur 230 qui a notamment pour fonction de séparer les flux des fluides caloporteurs respectivement A et B dans ledit au moins un premier circuit 110 et dans ledit au moins un deuxième circuit 120 et d'interconnecter thermiquement les deux circuits, l'un étant à haute température et l'autre étant à basse température. In general, said second circuit 120 is connected to the first circuit 110 via a first heat exchanger 230 which has the particular function of separating the flows of heat transfer fluids respectively A and B in said au least one first circuit 110 and in said at least one second circuit 120 and to thermally interconnect the two circuits, one being at high temperature and the other being at low temperature.

[0022] Lorsque la dénivellation du terrain sur lequel le deuxième circuit est implanté est relativement importante, ledit deuxième circuit est par exemple, comme le montre la figure 1, décomposé en deux sous-circuits complémentaires, respectivement 120a et 120b, illustrés schématiquement par deux zones d'implantation 120'a et 120'b. Une telle réalisation a pour effet de limiter la pression du fluide caloporteur à l'intérieur des conduits du deuxième circuit 120, dans le but de réduire l'épaisseur des parois des conduits, leur poids et leur coût tout en réduisant les risques en cas de rupture. Dans ce cas, le premier sous-circuit complémentaire 120a est couplé thermiquement avec le premier circuit 110 par l'intermédiaire du premier échangeur de chaleur 230 pour assurer un couplage thermique, sans aucun couplage hydraulique. De façon similaire, le second sous-circuit complémentaire 120b est couplé thermiquement au premier sous-circuit complémentaire 120a par l'intermédiaire d'un deuxième échangeur de chaleur 230 pour assurer un couplage thermique, sans aucun couplage hydraulique. When the difference in level of the ground on which the second circuit is located is relatively large, said second circuit is for example, as shown in Figure 1, broken down into two complementary sub-circuits, respectively 120a and 120b, illustrated schematically by two implantation zones 120'a and 120'b. Such an embodiment has the effect of limiting the pressure of the heat transfer fluid inside the ducts of the second circuit 120, with the aim of reducing the thickness of the walls of the ducts, their weight and their cost while reducing the risks in the event of breakup. In this case, the first complementary sub-circuit 120a is thermally coupled with the first circuit 110 via the first heat exchanger 230 to provide thermal coupling, without any hydraulic coupling. Similarly, the second complementary sub-circuit 120b is thermally coupled to the first complementary sub-circuit 120a via a second heat exchanger 230 to provide thermal coupling, without any hydraulic coupling.

[0023] Les échangeurs de chaleur 230 sont de préférence des échangeurs à plaques 300, pourvus de deux circuits internes indépendants qui sont connectés sur des entrées et des sorties indépendantes, de préférence au moyen de vannes à deux ou trois voies, pour permettre la mise en court-circuit desdits échangeurs de chaleur 230. The heat exchangers 230 are preferably plate exchangers 300, provided with two independent internal circuits which are connected to independent inputs and outputs, preferably by means of two or three-way valves, to allow the setting short circuit of said heat exchangers 230.

[0024] Des utilisateurs consommateurs, sont raccordés aux sous-circuits complémentaires, qui sont des circuits anergie, par l'intermédiaire d'une pompe à chaleur. Les raccordements au premier ou second sous-circuit complémentaire 120a ou 120b s'effectuent en fonction des implantations des utilisateurs/consommateurs dans les zones d'implantation correspondantes 120'a et 120'b. [0024] Consumer users are connected to the complementary sub-circuits, which are anergy circuits, via a heat pump. The connections to the first or second complementary sub-circuit 120a or 120b are made according to the locations of the users/consumers in the corresponding locations 120'a and 120'b.

[0025] La figure 2 illustre schématiquement et partiellement la réalisation d'un réseau d'échange et de distribution d'énergie thermique généralisé, c'est-à-dire comportant de multiples zones avec des dénivellations distinctes et parfois importantes, la configuration de l'installation étant adaptée à la configuration du site de manière à respecter des normes constructives prédéterminées en vue d'éviter les surpressions dans les conduits. [0025] Figure 2 schematically and partially illustrates the production of a generalized thermal energy exchange and distribution network, that is to say comprising multiple zones with distinct and sometimes significant differences in level, the configuration of the installation being adapted to the configuration of the site so as to respect predetermined construction standards with a view to avoiding overpressures in the ducts.

[0026] Le réseau d'échange d'énergie thermique 100 comprend le premier circuit 110 à haute température auquel est couplé le second circuit 120. Ce dernier est décomposé en n sous-circuits complémentaires, respectivement 120a, 120b,, 120n, illustrés schématiquement par n zones d'implantation 120'a, 120'b,..., 120'n-1, 120'n. Une telle réalisation a pour effet de limiter la pression du fluide caloporteur à l'intérieur des conduits des seconds circuits 120, dans le but de réduire l'épaisseur des parois des conduits, leur poids et leur coût tout en réduisant les risques en cas de rupture. Dans ce cas, le premier sous-circuit complémentaire 120a est couplé thermiquement au premier circuit 110 par l'intermédiaire dudit premier échangeur de chaleur 230a pour assurer un couplage thermique, sans aucun couplage hydraulique. De façon similaire, le deuxième sous-circuit complémentaire 120b est couplé thermiquement au premier sous-circuit complémentaire 120a par l'intermédiaire dudit deuxième échangeur de chaleur 230b pour assurer un couplage thermique, sans aucun couplage hydraulique. Ainsi de suite, le n<ème>sous-circuit complémentaire 120n est couplé thermiquement au n-1<ème>sous-circuit complémentaire 120n-1 par l'intermédiaire d'un n<ème>échangeur de chaleur 230n pour assurer un couplage thermique, sans aucun couplage hydraulique. Dans ce cas, les sous-circuits complémentaire peuvent être montés en série, mais également en série-parallèle, sachant que sur une boucle du réseau, les sous-circuits complémentaire sont couplés en série, mais que, pour des raisons liées à la structure du site, des boucles peuvent être greffées sur d'autres boucles, puis décomposées en sous-circuits complémentaire, de sorte que le réseau résultant présente des couplages du type série-parallèle. The thermal energy exchange network 100 comprises the first high temperature circuit 110 to which the second circuit 120 is coupled. The latter is broken down into n complementary sub-circuits, respectively 120a, 120b,, 120n, illustrated schematically by n implantation zones 120'a, 120'b,..., 120'n-1, 120'n. Such an embodiment has the effect of limiting the pressure of the heat transfer fluid inside the ducts of the second circuits 120, with the aim of reducing the thickness of the walls of the ducts, their weight and their cost while reducing the risks in the event of breakup. In this case, the first complementary sub-circuit 120a is thermally coupled to the first circuit 110 via said first heat exchanger 230a to provide thermal coupling, without any hydraulic coupling. Similarly, the second complementary sub-circuit 120b is thermally coupled to the first complementary sub-circuit 120a through said second heat exchanger 230b to provide thermal coupling, without any hydraulic coupling. So on, the n <th> complementary sub-circuit 120n is thermally coupled to the n-1 <th> complementary sub-circuit 120n-1 via an n <th> heat exchanger 230n to ensure a coupling thermal, without any hydraulic coupling. In this case, the complementary sub-circuits can be connected in series, but also in series-parallel, knowing that on a loop of the network, the complementary sub-circuits are coupled in series, but that, for reasons related to the structure of the site, loops can be grafted onto other loops, then broken down into complementary sub-circuits, so that the resulting network has series-parallel type couplings.

[0027] Par ailleurs, on notera que le même réseau est en mesure de distribuer simultanément de l'énergie thermique chaude et de l'énergie thermique froide, prélevées sur le fluide caloporteur à basse température du réseau anergie, au moyen d'une pompe à chaleur. Avantageusement l'énergie thermique froide est destinée au rafraichissement ou à l'approvisionnement de zones de froid dit positif, comme par exemple des caves à vin ou similaires. Furthermore, it will be noted that the same network is able to simultaneously distribute hot thermal energy and cold thermal energy, taken from the low-temperature heat transfer fluid of the anergy network, by means of a pump. in heat. Advantageously, the cold thermal energy is intended for cooling or supplying so-called positive cold zones, such as for example wine cellars or the like.

[0028] Diverses variantes pourraient être imaginées par l'homme de l'art, en ce qui concerne la réalisation et la disposition des conduits qui constituent le réseau, mais elles restent incluses dans les caractéristiques définies par les revendications. Le système décrit est a priori utilisé pour distribuer des calories en vue d'apporter de l'énergie thermique chaude aux consommateurs. Toutefois, en modifiant les paramètres, il serait envisageables de distribuer des calories négatives et de gérer un réseau de réfrigération. En outre, la consommation de chaleur et la consommation de froid peuvent être effectuées par le même réseau à condition de modifier les paramètres en fonction des besoins spécifiques des utilisateurs/consommateurs. [0028] Various variants could be imagined by those skilled in the art, as regards the production and arrangement of the conduits which constitute the network, but they remain included in the characteristics defined by the claims. The system described is a priori used to distribute calories with a view to supplying hot thermal energy to consumers. However, by modifying the parameters, it would be possible to distribute negative calories and manage a refrigeration network. In addition, the heat consumption and the cold consumption can be carried out by the same network provided that the parameters are modified according to the specific needs of the users/consumers.

Claims (11)

1. Dispositif de distribution d'énergie thermique pour alimenter un site urbain et/ou industriel, ce dispositif comportant au moins une unité de production (140) d'énergie thermique, un réseau de distribution qui est agencé pour véhiculer ladite énergie thermique en vue d'alimenter ledit site urbain et/ou industriel et une pluralité d'utilisateurs/consommateurs d'énergie thermique localisés sur ledit site urbain et/ou industriel et qui sont habilités à prélever de l'énergie thermique dans ledit réseau de distribution, dans lequel ledit réseau de distribution comporte : – au moins un premier circuit (110) de distribution d'énergie thermique à haute température composé d'une boucle fermée (111) comprenant d'une part un conduit aller (112) et d'autre part un conduit retour (113) qui véhiculent un premier fluide caloporteur (A), – au moins un deuxième circuit (120) de distribution d'énergie thermique à basse température, appelé circuit anergie, composé d'une boucle fermée comprenant d'une part un conduit aller (123) et d'autre part un conduit retour (124) qui véhiculent un second fluide caloporteur (B), – au moins un premier échangeur de chaleur (230) pour coupler thermiquement au moins ledit premier circuit (110) de distribution d'énergie thermique audit deuxième circuit (120) de distribution d'énergie thermique, sans contact direct entre lesdits premier et second fluides caloporteurs, caractérisé en ce que : ledit deuxième circuit (120) de distribution d'énergie thermique est décomposé en un premier sous-circuit complémentaire (120a) et au moins un deuxième sous-circuit complémentaire (120b) montés en série, et en ce que ledit premier sous-circuit complémentaire (120a) est couplé thermiquement audit deuxième sous-circuit complémentaire (120b) sans qu'il n'y ait aucune connexion hydraulique entre les deux sous-circuits complémentaires (120a, 120b).1. Thermal energy distribution device for supplying an urban and/or industrial site, this device comprising at least one thermal energy production unit (140), a distribution network which is arranged to convey said thermal energy for to supply said urban and/or industrial site and a plurality of thermal energy users/consumers located on said urban and/or industrial site and who are authorized to take thermal energy from said distribution network, in which said distribution network comprises: – at least a first circuit (110) for distributing high temperature thermal energy composed of a closed loop (111) comprising on the one hand a go conduit (112) and on the other hand a return conduit (113) which convey a first heat transfer fluid (A), – at least one second circuit (120) for distributing low-temperature thermal energy, called anergy circuit, consisting of a closed loop comprising on the one hand an outward conduit (123) and on the other hand a return conduit (124 ) which convey a second heat transfer fluid (B), – at least one first heat exchanger (230) for thermally coupling at least said first thermal energy distribution circuit (110) to said second thermal energy distribution circuit (120), without direct contact between said first and second fluids heat carriers, characterized in that: said second thermal energy distribution circuit (120) is broken down into a first complementary sub-circuit (120a) and at least one second complementary sub-circuit (120b) connected in series, and in that said first complementary sub-circuit (120a) is thermally coupled to said second complementary sub-circuit (120b) without there being any hydraulic connection between the two complementary sub-circuits (120a, 120b). 2. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couplage thermique entre ledit premier sous-circuit complémentaire (120a) et ledit deuxième sous-circuit complémentaire (120b), est réalisé par un deuxième échangeur de chaleur (230).2. Device for distributing thermal energy according to claim 1, characterized in that said thermal coupling between said first complementary sub-circuit (120a) and said second complementary sub-circuit (120b) is produced by a second heat exchanger (230). 3. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 2, dans lequel ledit deuxième échangeur de chaleur (230) monté entre ledit premier sous-circuit complémentaire (120a) et ledit deuxième sous-circuit complémentaire (120b) est un échangeur à plaques (300) pourvu de deux circuits internes indépendants, un premier circuit interne étant connecté audit premier sous-circuit complémentaire (120a) de distribution d'énergie thermique et un second circuit interne étant connecté audit deuxième sous-circuit complémentaire (120b) de distribution d'énergie thermique, ledit deuxième échangeur de chaleur (230) comportant d'une part une première entrée de fluide caloporteur et une première sortie de fluide caloporteur, ladite première entrée et ladite première sortie dudit fluide caloporteur étant raccordées audit premier sous-circuit complémentaire (120a) de distribution d'énergie thermique, et d'autre part une deuxième entrée de fluide caloporteur et une deuxième sortie de fluide caloporteur, ladite deuxième entrée et ladite deuxième sortie de fluide caloporteur étant raccordées audit deuxième sous-circuit complémentaire (120b) de distribution d'énergie thermique.3. Thermal energy distribution device according to claim 2, wherein said second heat exchanger (230) mounted between said first complementary sub-circuit (120a) and said second complementary sub-circuit (120b) is a plate heat exchanger. (300) provided with two independent internal circuits, a first internal circuit being connected to said first complementary thermal energy distribution sub-circuit (120a) and a second internal circuit being connected to said second complementary thermal energy distribution sub-circuit (120b) thermal energy, said second heat exchanger (230) comprising on the one hand a first coolant fluid inlet and a first coolant fluid outlet, said first inlet and said first outlet of said coolant fluid being connected to said first complementary sub-circuit ( 120a) for distributing thermal energy, and on the other hand a second heat transfer fluid inlet and a second fluid outlet e coolant, said second inlet and said second outlet of heat transfer fluid being connected to said second complementary sub-circuit (120b) for distributing thermal energy. 4. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites plaques dudit deuxième échangeur de chaleur (300) sont des plaques parallèles et espacées entre elles pour définir deux réseaux indépendants d'espaces parallèles, constituant lesdits premier circuit interne et second circuit interne.4. Device for distributing thermal energy according to claim 3, characterized in that said plates of said second heat exchanger (300) are parallel plates and spaced between them to define two independent networks of parallel spaces, constituting said first circuit internal and second internal circuit. 5. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite première entrée et ladite première sortie dudit fluide caloporteur sont équipées d'une vanne à au moins deux voies, et en ce que ladite deuxième entrée et ladite deuxième sortie dudit fluide caloporteur sont également équipées d'une vanne à au moins deux voies, pour permettre la mise en court-circuit dudit échangeur de chaleur (230).5. Device for distributing thermal energy according to claim 3, characterized in that said first inlet and said first outlet of said heat transfer fluid are equipped with a valve with at least two channels, and in that said second inlet and said second outlet of said heat transfer fluid are also equipped with a valve with at least two channels, to allow short-circuiting of said heat exchanger (230). 6. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 1, dans lequel la température du fluide caloporteur dans ledit premier sous-circuit complémentaire (120a) et ledit deuxième sous-circuit complémentaire (120b) est comprise entre 2 et 20°C, et de préférence comprise entre 2 et 15°C, et en particulier avantageusement égale à 9°C.6. Thermal energy distribution device according to claim 1, wherein the temperature of the heat transfer fluid in said first complementary sub-circuit (120a) and said second complementary sub-circuit (120b) is between 2 and 20°C, and preferably between 2 and 15°C, and in particular advantageously equal to 9°C. 7. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un deuxième circuit (120) de distribution d'énergie thermique est décomposé en au moins trois n sous-circuits complémentaires (120a, 120b, 120c, ... 120n), montés au moins partiellement en série, et en ce que le premier sous-circuit complémentaire (120a) est couplé thermiquement audit deuxième sous-circuit complémentaire (120b) par ledit deuxième échangeur de chaleur (230a) sans connexion hydraulique, en ce que le deuxième sous-circuit complémentaire (120b) est couplé thermiquement audit troisième sous-circuit complémentaire (120c) par un troisième échangeur de chaleur (230b), en ce que le troisième sous-circuit complémentaire (120c) est couplé thermiquement audit quatrième sous-circuit complémentaire (120d), par un quatrième échangeur de chaleur (230c), et ainsi de suite, le n-1<ème>sous-circuit complémentaire (120n-1) étant couplé thermiquement audit n<eme>sous-circuit complémentaire (120n), par un n-1<ème>échangeur de chaleur (230n), sans connexion hydraulique.7. Device for distributing thermal energy according to claim 1, characterized in that said at least one second circuit (120) for distributing thermal energy is broken down into at least three n complementary sub-circuits (120a, 120b, 120c , ... 120n), mounted at least partially in series, and in that the first complementary sub-circuit (120a) is thermally coupled to said second complementary sub-circuit (120b) by said second heat exchanger (230a) without hydraulic connection, in that the second complementary sub-circuit (120b) is thermally coupled to said third complementary sub-circuit (120c) by a third heat exchanger (230b), in that the third complementary sub-circuit (120c) is thermally coupled to said fourth complementary sub-circuit (120d), by a fourth heat exchanger (230c), and so on, the n-1<th>complementary sub-circuit (120n-1) being thermally coupled to said n<th>complementary sub-circuit (120n), by an n-1< th>heat exchanger (230n), without hydraulic connection. 8. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les n échangeurs de chaleur sont des échangeurs à plaques.8. Device for distributing thermal energy according to claim 7, characterized in that the n heat exchangers are plate exchangers. 9. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fluides caloporteurs circulant dans tous les n sous-circuits complémentaires sont identiques entre eux.9. Device for distributing thermal energy according to claim 7, characterized in that the heat transfer fluids circulating in all the n complementary sub-circuits are identical to each other. 10. Dispositif de distribution d'énergie thermique selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit fluide caloporteur circulant dans les n sous-circuits complémentaires est constitué d'eau.10. Device for distributing thermal energy according to claim 9, characterized in that said heat transfer fluid circulating in the n complementary sub-circuits consists of water. 11. Dispositif de distribution d'énergie thermique, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de gestion des températures dans ledit deuxième circuit (120) de distribution d'énergie thermique, cette unité de gestion des températures comportant des moyens de contrôle et de commande pour assurer le maintien du fluide caloporteur à une température constamment supérieure à zéro degré.11. Device for distributing thermal energy, according to claim 1, characterized in that it comprises a temperature management unit in said second circuit (120) for distributing thermal energy, this temperature management unit comprising control and command means to maintain the heat transfer fluid at a temperature constantly above zero degrees.
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