FR2504658A1 - Appareil pour emmagasiner de l'energie et permettre une utilisation ulterieure de cette energie sous forme de chaleur - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DESTINE A EMMAGASINER DE L'ENERGIE ET A PERMETTRE SON UTILISATION ULTERIEURE SOUS FORME DE CHALEUR. CET APPAREIL COMPORTE UN CONTENEUR 10 DANS LEQUEL SONT DISPOSES DES PREMIERS ET SECONDS TUBES 14, 26 PARCOURUS PAR DEUX FLUIDES ET PLACES EN CONTACT AVEC UN MILIEU 12 D'EMMAGASINAGE DE LA CHALEUR QUI A POUR PROPRIETES DE FONDRE ET DE CRISTALLISER DANS UNE PLAGE PARTICULIERE DE TEMPERATURES, D'EMMAGASINER DE L'ENERGIE EN PASSANT A L'ETAT FONDU ET DE LIBERER CETTE ENERGIE, SOUS FORME DE CHALEUR, EN CRISTALLISANT. LE MILIEU 12 PEUT ETRE CHAUFFE PAR TOUTE SOURCE DE CHALEUR INTERMITTENTE, PAR EXEMPLE DES PANNEAUX SOLAIRES 24 OU L'ELECTRICITE DISPONIBLE AUX HEURES CREUSES. DOMAINE D'APPLICATION: UTILISATION DES SOURCES D'ENERGIE INTERMITTENTES TELLES QUE L'ENERGIE SOLAIRE, ETC.

Description

L'invention concerne un appareil permettant un emmagasinage efficace

d'énergie et une restitution efficace

de cette énergie à des instants particuliers.

Etant donné l'élévation du coût des énergies fossiles et d'autres sources d'énergie pouvant s'épuiser, des efforts accrus ont porté sur l'obtention d'énergie à partir d'autres sources telles que le soleil Cependant, cette source d'énergie présente certaines limites Par exemple, l'énergie solaire n'est disponible sur terre que pendant les heures diurnes et elle peut être alors atténuée

par la présence de nuages Par conséquent, l'énergie so-

laire-doit être emmagasinée lorsqu'elle est disponible puis restituée par moments, par exemple pendant la nuit ou par temps nuageux, pendant les périodes o elle ne peut être utilisée directement Une autre source intermittente nécessitant un stockage est l'électricité à bon marché

produite la nuit par de nombreux distributeurs d'énergie.

Bien que des efforts importants aient porté sur

la réalisation d'un système efficace pour emmagasiner l'éner-

gie solaire, aucun système satisfaisant n'a pu être obtenu jusqu'à présent Ceci est dû au fait que l'énergie solaire

accumulée sous forme de chaleur sensible dans les installa-

tions actuellement en cours d'utilisation est stockée à une densité d'énergie relativement faible et se dissipe progressivement avec le temps Par conséquent, seule une fraction relativement faible de l'énergie captée à partir de sources intermittentes telles que le soleil peut ensuite être utilisée dans de telles installations et l'énergie lorsqu'elle est prélevée de ces installations, présente

des températures qui décroissent par suite du refroidisse-

ment du milieu d'emmagasinage de la chaleur Des milieux de stockage tels que des roches sont apparus comme pouvant être dangereux pour la santé en raison de leur émission de radon gazeux dans l'air utilisé pour l'élimination de la chaleur D'autres systèmes ou installations, utilisant des matières changeant de phase, ont été conçus pour

vaincre ces limitations, mais présentent d'autres inconvé-

nients tels qu'une fusion inopinée et une transmission inefficace de la chaleur De telles installations ont également pour inconvénient de mener à la formation de phases réfractaires avec une faible chaleur latente de

cristallisation et une faible solubilité.

L'invention concerne un appareil qui élimine les difficultés indiquées cidessus Par exemple, l'appareil selon l'invention est capable d'emmagasiner de l'énergie solaire pendant des périodes de temps déterminées et même indéfiniment, sans perte notable de cette énergie En

outre, l'appareil selon l'invention est capable de trans-

mettre efficacement de l'énergie solaire et d'autres formes d'énergie au milieu d'emmagasinage et de transmettre efficacement l'énergie emmagasinée, à des températures acceptables, vers une sortie destinée à cette énergie, par exemple pour une utilisation pour le chauffage de l'eau

ou de locaux.

Dans l'appareil selon l'invention, un conteneur contient un milieu d'emmagasinage de chaleur tel que du thiosulfate de sodium aqueux ayant les propriétés de fondre

et de cristalliser dans une plage particulière de tempéra-

tures et d'emmagasiner de l'énergie lors de son passage à l'état fondu et de libérer cette énergie lors de la cristallisation Le thiosulfate de sodium liquide peut être rendu chimiquement basique par l'addition au liquide d'une matière soluble convenable telle que du phosphate d'hydrogène

disodique ou du phosphate trisodique ou les deux L'accrois-

sement du p H et le tamponnage de la masse fondue empêchent la décomposition progressive du thiosulfate de sodium qui a lieu autrement et conduit à une détérioration du

milieu d'emmagasinage de chaleur Ce soluté possède égale-

ment des propriétés de contrôle de dimensions et des pro-

priétés d'adhésion des cristaux qui se forment de façon préférentielle sur les surfaces de l'échangeur de chaleur lorsque la chaleur latente de cristallisation est prélevée de la masse fondue En variante, les sels analoques du potassium et de l'ammonium peuvent être substitués respectivement au

phosphate d'hydrogène disodique et au phosphate trisodique.

Des premier et second tubes sont disposés dans le conteneur, de préférence à distance les uns des autres et suivant une disposition d'emboîtement Les tubes sont de préférence réalisés en une matière convenable conductrice de la chaleur, par exemple en aluminium, car ce métal

n'est pas corrodé par le phosphate dissous dans du thio-

sulfate de sodium aqueux tamponné à un p H de l'ordre de 8 à 10 Les premier et second tubes de chaque paire sont reliés par un élément de liaison qui peut également être

réalisé en aluminium.

Les premiers tubes sont branchés de manière à permettre le passage d'un premier fluide, dans ces tubes, pour transmettre de l'énergie solaire ou d'autres formes d'énergie calorifique au premier fluide La chaleur est

ensuite transmise du premier fluide au milieu d'emmagasi-

nage de chaleur afin de le faire fondre et de le porter à une température s'élevant davantage au-dessus de la plage de températures de fusion Les seconds tubes sont branchés pour permettre le passage d'un second fluide afin de transmettre la chaleur du milieu d'emmagasinage vers un fluide de sortie tel que de l'eau de robinet chaude ou

un échangeur de chaleur destiné au chauffage de locaux.

Le milieu d'emmagasinage de chaleur peut être agité tandis qu'il est à l'état liquide afin d'assurer une transmission efficace de la chaleur vers le fluide de l'échangeur de chaleur Cependant, l'agitation peut être interrompue lorsque le milieu se solidifie au moment de

la cristallisation.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique partielle en perspective, avec arrachement partiel, d'une première forme de réalisation de l'appareil selon l'invention destiné à l'emmagasinage d'énergie solaire ou de toute autre énergie disponible par intermittence et permettant une restitution de cette énergie à des moments particuliers; la figure 2 est une coupe transversale d'éléments de transmission de chaleur faisant partie de la forme de réalisation montrée sur la figure 1; la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2, montrant les éléments de trans- mission de chaleur représentés sur la figure 2; la figure 4 est une coupe transversale partielle d'éléments de transmission de chaleur constituant une variante des éléments représentés sur la figure 3; la figure 5 est une vue en perspective d'une autre variante des éléments de transmission de chaleur représentés sur la figure 3; et la figure 6 est une coupe transversale d'un appareil supplémentaire qui peut être ajouté à l'appareil

de transmission de chaleur représenté sur la figure 1.

Une forme de réalisation de l'invention utilise un conteneur indiqué globalement en 10 Le conteneur 10 peut être réalisé en toute matière convenable comprenant

de la fibre de verre ou du polyéthylène à haute densité.

Si le conteneur 10 est réalisé dans une matière autre que de la fibre de verre ou du polyéthylène à haute densité, ses parois internes peuvent être revêtues de fibre de verre ou de polyéthylène à haute densité ou d'une matière

formant un écran analogue d'étanchéité à la vapeur Cepen-

dant, le conteneur peut également être réalisé dans d'au-

tres matières convenables, par exemple en aluminium.

Le conteneur 10 est rempli d'un milieu 12 d'emma-

gasinage de la chaleur Le milieu d'emmagasinage de la chaleur peut être un liquide d'usage courant tel que de l'eau Ce milieu présente de préférence des propriétés de fusion dans une plage particulière de températures ayant des valeurs limitées, et de cristallisation dans une telle plage particulière de températures Le milieu d'emmagasinage de la chaleur a pour propriétés, en recevant de la chaleur, de passer de manière congroente à l'état fondu sans passer par une seconde phase quelconque de solubilité inférieure, et

de retenir cette chaleur à l'état d'un liquide en sur-

fusion, pendant une période de temps indéfinie, sans perte

de chaleur latente de cristallisation Le liquide en sur-

fusion possède en outre les propriétés de former des germes de cristallisation de façon déterminée pour passer à l'état cristallin, et de libérer la chaleur latente emmagasinée lors de la formation de ces germes.

De préférence, le milieu d'emmagasinage de la cha-

leur comprend du thiosulfate de sodium en phase a-penta-

hydratée Le thiosulfate de sodium peut être ajusté à une composition péritectique, assurant une fusion congruente à l'aide d'un solvant tel que de l'eau ou de tout autre solide convenable Dans un tel système, le thiosulfate de

sodium a pour propriétés d'emmagasiner d'importantes quan-

tités de chaleur sous forme de chaleur latente de fusion, et sous forme de chaleur sensible au-dessus et au-dessous

i 5 de la température péritectique, et de libérer ces impor-

tantes quantités de chaleur lorsau'une cristallisation est induite par germination Cependant, on peut également utiliser d'autres composés en association avec une seconde phase ou seuls Ces composés comprennent le sulfate de sodium décahydraté, le chlorure de calcium hexahydraté,

le nitrate de calcium tétrahydraté, le chlorure de magné-

sium hexahydraté seuls ou en proportions eutectiques, le nitrate de magnésium hexahydraté, le phosphate d'hydrogène

disodique dodécahydraté, le phosphate trisodique dodéca-

hydraté, l'acétate de sodium trihydraté, le pinacol hexa-

hydraté et diverses paraffines et cires.

Un additif soluble est de préférence dissous dans le liquide d'emmagasinage de chaleur L'additif soluble

détermine la dimension et la manière de croître des cris-

taux produits dans le milieu d'emmagasinage de chaleur lorsque de la chaleur est éliminée à la température du liquidus ou lorsque le milieu d'emmagasinage de chaleur

est en cours de nucléation Le soluté d'addition est cons-

titué de préférence de phosphate d'hydrogène disodique ou de phosphate trisodique ou d'une association de ces deux phosphates Lorsque du phosphate d'hydrogène disodique ou du phosphate trisodique est utilisé comme additif liquide, il détermine également le p H du liquide de manière que ce dernier soit basique du point de vue chimique En réglant les quantités relatives de phosphate d'hydrogène disodique

et de phosphate trisodique dans le liquide,on peut mainte-

nir le p H du liquide dans une plage comprise entre environ huit ( 8) et onze ( 11) La quantité relative de phosphate d'hydrogène disodique et de phosphate trisodique dans le milieu est de préférence maintenue entre environ deux pour cent ( 2 %) et quatre pour cent ( 4 %) en poids Les sels analogues du potassium et de l'ammonium peuvent être utilisés respectivement à la place du phosphate d'hydrogène disodique et du phosphate trisodique Cet additif particulier ne s'applique que lorsque le milieu d'emmagasinage d'énergie est constitué de matières telles que du thiosulfate de sodium, du sulfate de sodium ou de

l'acétate de sodium.

Une matière telle que le phosphate d'hydrogène disodique ou le phosphate trisodique, ajoutée à une faible concentration pour régler le p H et la texture cristalline du milieu, est également avantageuse car elle n'attaque pas les résines à fibres de verre ou la fibre de verre communément utilisées dans un tel matériau composite et

elle n'attaque également pas des métaux tels que l'aluminium.

L'utilisation du phosphate disodique ou du phos-

phate trisodique, ou d'une association de ces deux phosphates, comme additif soluble, est décrite dans la demande de brevet

des Etats-Unis d'Amérique No 254 547 déposé le 15 Avril 1981.

Plusieurs tubes 14 ou serpentins sont disposés dans le milieu 12 d'emmagasinage de chaleur, à distance les uns des autres On donne de préférence aux tubes 14 une

forme en boucle ou en U dont les branches sortent du conte-

neur 10 Les tubes 14 sont raccordés en série ou en

parallèle ou en série-parallèle Les tubes 14 sont de pré-

férence réalisés en matière convenable conductrice de la chaleur, par exemple en aluminium Bien que la conductivité thermique de l'aluminium soit inférieure à celle du cuivre, l'aluminium ne se corrode pas dans des milieux d'emmagasinage

de la chaleur tels que le thiosulfate de sodium, en parti-

culier lorsque le milieu est maintenu modérément basique du point de vue chimique Cependant, les tubes 14 peuvent comporter un élément rapporté en cuivre ou en matière plastique ou en toute autre matière pouvant être compati- ble avec le fluide de transmission de la chaleur ou fluide caloporteur. Les tubes 14 sont remplis d'un fluide convenable 16 tel que de l'eau distillée ou tout autre liquide aqueux ou non aqueux de transmission de chaleur, et ils sont raccordés en un circuit fermé comprenant un réservoir 18 du fluide, une pompe 20 et un interrupteur 22 Ce dernier est sensible à la chaleur solaire afin de mettre en marche

la pompe lorsque le chauffage solaire du fluide calopor-

teur a lieu, comme c'est le cas lors d'une journée enso-

leillée Lorsque la pompe fonctionne, elle tend à intro-

duire dans le conteneur le fluide 16 qui a été chauffé par des panneaux solaires 24, de façon classique Bien que l'énergie solaire soit citée comme étant la source

d'énergie, il convient de noter que d'autres sources d'éner-

gie peuvent également être utilisées Par exemple, il est également possible d'utiliser l'électricité aux heures creuses, car elle est alors relativement peu coûteuse Il est également possible d'utiliser des chaleurs perdues

industrielles ou des chaleurs perdues de cheminée.

Plusieurs tubes 26 ou serpentins sont également

disposés dans le conteneur et ils sont également de préfé-

rence réalisés en aluminium Les tubes 26 peuvent compor-

ter un élément rapporté, par exemple en cuivre ou en matière

plastique, comme décrit précédemment pour les tubes 14.

Les tubes 26 sont disposés à distance les uns des autres et imbriqués par rapport aux tubes 14 Les tubes 26 sont de préférence disposés de manière à former une boucle ou un U dont les branches sortent du conteneur 10 Les tubes

26 sont branchés en série ou en parallèle ou en série-

parallèle Les tubes 26 sont de préférence associés par paires avec les tubes 14 L'écartement des tubes 14 et 26 formant une paire est de préférence de l'ordre de quelques

centimètres lorsque les tubes sont disposés dans un conte-

neur ayant une largeur, une hauteur et une longueur de

plusieurs dizaines de centimètres.

Un fluide convenable 30 tel que de l'eau ou tout autre fluide caloporteur est introduit dans les tubes 26. Le fluide 30 est destiné à être recyclé dans un circuit comprenant un élément 32 à chauffer Par exemple, l'élément 32 peut être un chauffe-eau qui est destiné à chauffer de

l'eau froide, ou bien l'élément 32 peut être un radiateur.

Une pompe 34 et un interrupteur 36 peuvent être incorporés au circuit de fluide avec les tubes 26 et l'élément 32

afin de faire circuler le fluide 30 dans ce circuit L'in-

terrupteur 36 peut être fermé de toute manière convenable,

par exemple au moyen d'une minuterie.

Au lieu d'être raccordés comme décrit ci-dessus, les tubes 14 et 26 peuvent être branchés en parallèle

afin de faire diminuer la chute de pression dans l'installa-

tion Les tubes parallèles 14 et 26 peuvent être raccordés

à la source de chaleur ou à la charge ou aux deux.

Des éléments 40 de liaison (figure 3), réalisés

en matière convenable, par exemple en aluminium, sont dis-

posés entre les tubes 14 et 26 groupés par paires afin d'entretoiser les tubes et de faciliter la transmission de la chaleur entre le milieu 12 d'emmagasinage de chaleur et le fluide circulant dans les tubes 14 et 26 Les éléments de liaison facilitent également la formation simultanée des paires de tubes 14 et 26 en une seule opération Des

ailettes 42 (figure 4) peuvent être réalisées sur les élé-

ments 40 de liaison et sur les tubes 14 et 26 pour faciliter cette transmission Lorsqu'elles sont prévues, ces ailettes

42 se terminent de préférence en un point situé à l'inté-

rieur du conteneur 10 afin de ne pas gêner le raccordement entre les tubes 14 et 26 et les tubes situés à l'extérieur

du conteneur 10.

Lors de la fermeture de l'interrupteur 22, la chaleur solaire captée par les panneaux solaires 18 est transmise au fluide 16 Ce dernier est mis en circulation

dans les tubes 14 afin de chauffer le fluide 12 en sur-

fusion pour le porter-à une température comprise dans la plage particulière de températures Ceci provoque la

fusion du milieu 12 d'emmagasinage de chaleur et l'emmaga-

sinage de la chaleur dans ce milieu à l'état fondu Si le milieu peut entrer en surfusion la chaleur latente de fusion peut alors être emmagasinée sans perte jusqu'à ce que l'on souhaite libérer cette énergie emmagasinée par nucléation. Lorsque l'on souhaite utiliser la chaleur latente

de cristallisation ainsi emmagasinée, le liquide sur-

fondu 12 forme des germes et commence à cristalliser Ceci provoque la libération de la chaleur latente emmagasinée dans le liquide surfondu 12 lorsque la température du

milieu d'emmagasinage de chaleur s'élève vers la tempéra-

ture péritectique, et la partie principale du liquide cristallise Cette chaleur libérée est transmise au fluide circulant dans les tubes 26 lors de la fermeture de l'interrupteur 36 Ce fluide chauffé est ensuite introduit

dans l'élément 32 pour le chauffer.

La nucléation du liquide 12 d'emmagasinage de

chaleur peut être contrôlée par une partie du milieu d'em-

magasinage de chaleur ou par un autre agent de nucléation cristalline maintenu à l'état cristallin solide dans un

bec 48 qui fait saillie du conteneur 10 Le solide cris-

tallin contenu dans le bec 48 peut avoir la même composi-

tion que le solide se formant à l'état d'équilibre avec le milieu liquide 12 contenu dans le conteneur 10 Le bec 48 peut former un tube qui fait saillie du conteneur sur quelques centimètres lorsque le conteneur 10 présente les dimensions indiquées ci-dessus Le bec 48 peut être réalisé en matière convenable, par exemple en aluminium ou toute

autre matière ayant une conductivité thermique suffi-

samment élevée pour conserver les germes de cristaux

contenus dans le bec à une température proche de la tempé-

rature ambiante et nettement inférieure à la température

à laquelle la fusion s'achève.

La matière de nucléation cristalline contenue dans le bec 48 est soumise à la température ambiante car le bec est exposé à l'atmosphère L'agent de nucléation est une matière cristalline solide à la température ambiante et aux températures inférieures et cette matière reste également solide à des températures plus élevées Dans le cas o elle est constituée du composé principal du milieu d'emmagasinage de chaleur (par exemple du thiosulfate de sodium pentahydraté ou de l'acétate de sodium trihydrat 4), elle ne fond pas avant d'atteindre la température de fusion

péritectique du milieu d'emmagasinage de chaleur Son main-

1 o tien à une température proche de la température ambiante

la prévient de toute fusion.

Si cela est souhaité, on peut éviter la nucléation, provoquée par le bec 48, du milieu d'emmagasinage de chaleur contenu à l'état fondu dans le conteneur 10, ce qui permet à ce milieu en fusion de se maintenir sous la forme d'un liquide surfondu des températures descendant

jusqu'à la température ambiante, pendant des durées prati-

quement illimitées De cette manière, la chaleur latente de cristallisation peut être emmagasinée pendant toute durée indéfinie L'agencement empêchant la nucléation peut comprendre une vanne placée à la base du bec et noyée dans le milieu d'emmagasinage de chaleur afin d'avoir la même température que celle de ce dernier Cette partie interne et de base du bec doit alors Ètre réalisée en une matière ayant une faible conductivité thermique, par exemple une matière plastique La vanne doit alors être commandée au

moyen d'une tringlerie passant dans le milieu d'emmagasi-

nage de la chaleur L'emmagasinage de la chaleur latente de cristallisation pendant des périodes de temps indéfinies peut être particulièrement avantageux pour des bâtiments occupés momentanément ou de façon irrégulière, par exemple

des abris en montagne.

Il convient de noter que le bec 48 constitue seule-

ment un moyen commode pour déclencher la nucl 6 ation de la matière d'emmagasinage de la chaleur et que d'autres

techniques de nucléation peuvent également être utilisées.

Certaines de ces techniques déclenchent la nucléation à tout instant approprié Un certain nombre de techniques différentes pour déclencher la nucléation d'une matière d'emmagasinage de la chaleur sont connues dans l'art antérieur. Un dispositif (figure 6) peut être utilisé pour agiter la masse fondue 12 dans le conteneur 10 Ce disposi- tif comprend un moteur 50 dont l'arbre 52 fait tourner un disque 54 disposé à l'extérieur du conteneur 10 Le

disque 54 porte des pôles Sud et Nord 56 en des points dia-

métralement opposés.

Le disque 54 est monté de façon à être accouplé magnétiquement à un disque 58 disposé à l'intérieur du conteneur 10 Le disque 58 porte des pôles Nord et Sud 60 en des points diamétralement opposés Un arbre 62 part vers le bas du disque 58 et pénètre dans le milieu 12 d'emmagasinage de la chaleur Un agitateur 64 est fixé à l'extrémité inférieure de l'arbre 62 afin d'agiter la masse

en fusion.

Un Capteur 66 est disposé à proximité d'un bord

du disque 58 Le capteur 66 peut comprendre une diode semi-

conductrice (bien connue de l'homme de l'art) qui, en réponse aux pôles magnétiques opposés 60 du disque 58, répartit des ions dans ses deux électrodes conformément

à la polarité magnétique du pôle agissant sur cette diode.

Le capteur 66 peut fonctionner en utilisant l'effet Hall afin de produire un signal pulsé au passage, à proximité de ce capteur, des pôles Nord et Sud 60 du disque 58 en rotation Le capteur 66 peut être monté dans un circuit comprenant le moteur 50 afin de commander la marche de ce dernier jusqu'à ce que le milieu 12 d'emmagasinage de la chaleur soit suffisamment cristallisé pour empêcher la

rotation du disque 58.

Pendant la durée de marche du moteur 50, ce der-

nier entratne le disque 54 Par suite du couplage magné-

tique formé entre les disques 54 et 58, le disque 54 entraîne à son tour le disque 58 tandis que le milieu 12 d'emmagasinage de la chaleur est à l'état fluide Ceci provoque un mélange du fluide d'emmagasinage de chaleur en cours de cristallisation de manière que a) des cristaux se formant de préférence sur les surfaces d'échange de chaleur et nuisant à la transmission de la chaleur, puissent être enlevés par des forces de frottement présentes dans le fluide en circulation, et b) la transmission de la chaleur soit améliorée en obligeant le milieu d'emmagasinage de

la chaleur à entrer en contact avec l'échangeur de chaleur.

Lorsque la viscosité du milieu d'emmagasinage

de la chaleur, en cours de cristallisation, s'élève au-

dessus d'une certaine limite par suite d'un accroissement du volume des cristaux par rapport à celui du liquide,

cette résistance visqueuse empêche le disque 58 de tourner.

Le disque 58 glisse donc par rapport au disque 54 même si ce dernier continue d'être mis en rotation par le moteur Etant donné que le disque 58 ne tourne plus, le capteur 66 ne produit plus de signal pulsé, ce qui provoque l'arrêt du moteur 50 et, par conséquent, une économie d'énergie. L'appareil décrit ci-dessus présente certains avantages importants Il assure une transmission efficace de la chaleur vers le milieu d'emmagasinage de la chaleur et en sens opposé, ainsi qu'un eimmagas; inage efficace de la chaleur sous une forme telle que la chaleur latente de cristallisation peut être libérée à tout instant choisi et à une température ou dans une plage de températures

prédéterminée et utilisable en pratique En outre, l'emma-

gasinage de la chaleur latente de cristallisation peut s'effectuer pendant une période de temps indéfinie, sans perte de cette composante particulière au cours de cette

période de stockage.

L'appareil présente également d'autres avantages relativement importants Par exemple, par l'utilisation de tubes séparés 14 et 26, on peut maintenir isolés l'un de l'autre les fluides 16 et 30 en circulation Ceci élargit considérablement les applications possibles pour l'appareil selon l'invention A titre d'exemple illustratif, le fluide 30 peut être une matière alimentaire qui est chauffée par l'énergie emmagasinée dans l'appareil selon l'invention Si cette matière alimentaire était mise en contact avec la matière d'emmagasinage de chaleur ou avec le fluide 16 de transmission de chaleur, elle pourrait être considérée comme impropre à la consommation compte tenu des normes strictes de l'hygiène L'eau, qu'elle soit destinée à la boisson ou au lavage, peut également avoir à être isolée de cette manière, dans les tubes 14, de la matière d'emmagasinage de la chaleure du fluide circulant dans les tubes 26 Ainsi qu'on peut l'apprécier,

l'isolation des fluides 16 et 30 est facilitée par l'uti-

lisation de l'aluminium pour la constitution des tubes 14 et 26, car l'aluminium n'est pas corrodé par les milieux

d'emmagasinage de la chaleur.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Appareil pour emmagasiner de l'énergie et permettre une utilisation ultérieure de cette énergie sous forme de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte un conteneur ( 10), des premiers tubes ( 14) disposés en boucles et à distance les uns des autres à l'intérieur du conteneur et raccordés pour pouvoir être parcourus par un premier fluide ( 16), des moyens ( 18, 20, 22) destinés à faire circuler le premier fluide dans les premiers tubes à des premiers instants déterminés, des seconds tubes ( 26) disposés en boucles et à distance les uns des autres à l'intérieur du conteneur et raccordés pour pouvoir être parcourus par un second fluide ( 30) à des seconds instants déterminés qui correspondent à la libération de la chaleur

emmagasinée dans le conteneur, et un milieu ( 12) d'emma-

gasinage de chaleur placé dans le conteneur et ayant pour propriétés de fondre et de cristalliser dans une plage de températures particulière et d'emmagasiner de la chaleur à l'état fondu et de libérer de la chaleur en passant à

l'état cristallin, par nucléation, dans la plage particu-

lière de températures, le milieu d'emmagasinage de chaleur étant en contact avec les premiers tubes pour passer à l'état fondu et être davantage chauffé pendant les premiers instants déterminés, et en contact avec les seconds tubes pour transmettre au fluide parcourant ces derniers la

chaleur stockée dans le milieu d'emmagasinage de la chaleur.

2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs éléments ( 40) de liaison réalisés chacun en métal conducteur de la chaleur et montés chacun entre l'un des premiers tubes et l'un des seconds tubes. 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premiers tubes ( 14), les seconds tubes ( 26) et

les éléments de liaison sont réalisés en aluminium.

4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le milieu d'emmagasinage de la chaleur est un

système aqueux de thiosulfate de sodium, un additif solu-

ble étant introduit dans le milieu d'emmagasinage de la chaleur pour le maintenir à l'état basique et non corrosif et pour régler la dimension, la force, la façon de croître et/ou d'autres propriétés physiques des cristaux produits lors de la cristallisation du milieu fondud'emmagasinage de la chaleur. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif ( 64) destiné à agiter le milieu d'emmagasinage de la chaleur à l'état fluide,

et un organe ( 66) qui est relié fonctiôrnellement au disposi-

tif d'agitation afin d'arrêter ce dernier lorsque le milieu

d'emmagasinage de la chaleur, à l'état fondu ou partielle-

ment fondu, atteint un état tel de cristallisation qu'il

perd ses propriétés fluides.

6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le milieu d'emmagasinage de la chaleur est un

système aqueux de thiosulfate de sodium formant du thio-

sulfate de sodium pentahydraté sous forme solide, et en

ce que l'additif soluble est choisi dans un groupe compre-

nant le phosphate d'hydrogène disodique, le phosphate

trisodique et leurs analogues du potassium ou de l'ammonium.

7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'additif soluble est dissous dans le milieu liquide d'emmagasinage de la chaleur, à raison d'environ 2 % à 4 % en poids, et les quantités relatives de phosphate d'hydrogène disodique, de phosphate trisodique ou de leurs analogues de potassium ou de l'ammonium dans l'additif soluble sont réglées pour donner au p H du liquide une valeur située dans une plage prédéterminée et pour conférer des propriétés physiques souhaitables au composé cristallin

formé par le milieu d'emmagasinage de la chaleur.

8 Appareil pour emmagasiner de l'énergie et per-

mettre une utilisation ultérieure de cette énergie, caractérisé en ce qu'il comporte un conteneur ( 10), un milieu ( 12) d'emmagasinage de la chaleur placé dans le

conteneur et ayant pour propriétés de fondre et de cris-

talliser dans une plage particulière de températures et d'emmagasiner de l'énergie lorsqu'il est converti à l'état fondu, et de libérer cette énergie emmagasinée, sous forme de chaleur, lorsqu'il cristallise, l'appareil comportant également des premiers tubes ( 14) réalisés en matière

conductrice de la chaleur, disposés dans le milieu d'emma-

gasinage de la chaleur et raccordés de façon à être par-

courus par un premier fluide ( 16) en circulation, des moyens ( 18, 20, 22) destinés à faire circuler le premier fluide dans les premiers tubes pendant la transmission de la chaleur au premier fluide afin d'amener à l'état fondu le milieu d'emmagasinage de la chaleur et d'élever sa température au-dessus de la température de conversion à l'état fondu, des secondes tubes ( 26) réalisés en matière

conductrice de la chaleur, disposés dans le milieu d'emma-

gasinage de la chaleur et raccordés de façon à être parcourus par un second fluide ( 30) circulant dans ces tubes, et des moyens ( 34, 36) destinés à faire circuler le second fluide dans les seconds tubes pendant que de la

chaleur est retirée du milieu d'emmagasinage afin d'assu-

rer la transmission de la chaleur emmagasinée dans le conteneur. 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé

en ce que les premier et second tubes sont disposés à dis-

tance les uns des autres et suivant une disposition imbri-

quée, et en ce qu'ils sont reliés entre eux par des éléments

( 40).

10 Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le milieu d'emmagasinage de la chaleur est un système aqueux de thiosulfate de sodium et en ce qu'un

additif soluble est introduit dans le milieu pour le main-

tenir chimiquement basique et non corrosif et pour régler divers paramètres des cristaux, comprenant la dimension

des cristaux de thiosulfate de sodium pentahydraté, pro-

duits par la fusion.

11 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les premiers et seconds tubes et les éléments

de liaison sont réalisés en aluminium.

12 Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un dispositif ( 64) est disposé dans le milieu d'emmagasinage de la chaleur pour l'agiter pendant qu'il est à l'état fluide, un organe ( 66) étant associé au

dispositif d'agitation afin d'en interrompre le fonctionne-

ment lorsque le milieu d'emmagasinage de la chaleur cesse

d'être fluide sous l'effet d'une cristallisation progres-

sive. 13 Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'additif est du phosphate d'hydrogène disodique ou du phosphate trisodique ou une association de ces deux phosphates et en ce que les analogues du potassium et de l'ammonium peuvent être substitués respectivement

au phosphate d'hydrogène disodique et au phosphate tri-

sodique. 14 Appareil pour emmagasiner de l'énergie et permettre une utilisation ultérieure de cette énergie, caractérisé en ce qu'il comporte un conteneur ( 10), un milieu ( 12) d'emmagasinage de la chaleur placé dans le

conteneur et ayant pour propriétés de fondre et de cris-

talliser dans une plage de températures limitée, de conser-

ver l'énergie emmagasinée lorsqu'il est à l'état fondu et de libérer cette énergie emmagasinée lorsqu'il refroidit et cristallise, des premiers éléments ( 14) disposés dans

le conteneur afin de transférer l'énergie au milieu d'emma-

gasinage de chaleur placé dans le conteneur pour chauffer et faire fondre ce milieu, et des seconds éléments ( 26)

disposés dans le conteneur, à distance des premiers élé-

_ ments, afin de transmettre la chaleur libérée par le milieu

d'emmagasinage lorsque ce dernier se refroidit et cris-

tallise. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le milieu d'emmagasinage de la chaleur est un système aqueux de thiosulfate de sodium et en ce qu'un additif est dissous dans le milieu liquide pour limiter la dimension, la force et la cohésion des cristaux produits dans le milieu et pour maintenir le p H du milieu à une valeur rendant ce dernier chimiquement basique et non corrosif. 16 Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que les premiers et seconds éléments sont disposés à distance les uns des autres et imbriqués les uns par rapport aux autres et en ce qu'ils sont associés par paires dans chacune desquelles ils sont reliés par un

élément ( 40).

17 Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que les premiers et seconds éléments et les éléments

de liaison sont réalisés en aluminium.