FR2831949A1 - Phase change material fluid temperature regulator has casing containing material with internal plates for increased heat exchange - Google Patents

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France
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fluid
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phase change
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pcm
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Daniel Becquaert
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Kelvion SAS
Original Assignee
GEA Erge Spirale and Soramat SAS
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Abstract

The phase change material (PCM) fluid temperature regulator has a casing (2) to contain the material and placed in contact with the fluid. The regulator has a chamber (4) external to the casing. The casing has internal plates made of conductive metal in contact with the fluid and the phase change material for heat exchange. The chamber and fins provide for eventual phase change of the material. Claims include a fluid temperature regulation method using the regulator

Description

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DISPOSITIF. PROCEDE ET INSTALLATION DE REGULATION DE LA
TEMPERATURE D'UN FLUIDE.
DEVICE. METHOD AND INSTALLATION FOR REGULATING THE
TEMPERATURE OF A FLUID.

La présente invention concerne un dispositif de régulation de la température d'un fluide du type fonctionnant avec un matériau à changement de phase contenu à l'intérieur d'une enveloppe.  The present invention relates to a device for regulating the temperature of a fluid of the type operating with a phase change material contained inside an envelope.

Dans le cadre de la présente invention, l'expression régulation de la température d'un fluide implique à la fois la possibilité de refroidir le fluide et celle de le réchauffer. Par souci de simplification, seul le cas du refroidissement sera abordé dans la présente demande mais il est bien évident que l'homme du métier est à même de choisir les différents fluides et matériaux et leur température respective en fonction de la tâche à remplir, c'est-à-dire refroidissement ou réchauffement du fluide à traiter.  In the context of the present invention, the expression regulation of the temperature of a fluid implies both the possibility of cooling the fluid and that of heating it. For the sake of simplification, only the case of cooling will be addressed in the present application, but it is obvious that a person skilled in the art is able to choose the different fluids and materials and their respective temperature according to the task to be performed, c that is to say cooling or heating of the fluid to be treated.

Il existe deux types de dispositif statique qui utilisent, pour refroidir un fluide, l'énergie emmagasinée par un matériau à changement de phase lors de son changement de phase le liquide à solide.  There are two types of static device which use, to cool a fluid, the energy stored by a phase change material during its phase change from liquid to solid.

Le premier type de dispositif comporte une pluralité de tubes dans lesquels circulent un fluide réfrigérant et une cuve contenant un matériau à changement de phase, en général de l'eau. Dans une premier étape qui constitue la phase de charge du dispositif, le fluide réfrigérant en circulation permet la formation de manchons de glace plus ou moins irréguliers à la surface des tubes. Dans la seconde étape qui constitue la phase d'utilisation ou de décharge du dispositif, l'eau de la cuve en contact avec les manchons de glace et donc refroidie est utilisée soit directement soit à travers un échangeur thermique pour le refroidissement du procédé.  The first type of device comprises a plurality of tubes in which circulate a coolant and a tank containing a phase change material, generally water. In a first step which constitutes the charging phase of the device, the circulating refrigerant allows the formation of more or less irregular sleeves of ice on the surface of the tubes. In the second step which constitutes the use or discharge phase of the device, the water in the tank in contact with the ice sleeves and therefore cooled is used either directly or through a heat exchanger for cooling the process.

Le second type de dispositif dont est issu le dispositif de l'invention, comprend des enveloppes fermées (généralement des tubes) qui contiennent le matériau à changement de phase. Dans la phase de charge, on provoque par transfert thermique à travers l'enveloppe, le changement de phase du matériau en faisant circuler à l'extérieur des tubes un fluide dont la température est inférieure à la température de changement de phase du  The second type of device from which the device of the invention is derived, comprises closed envelopes (generally tubes) which contain the phase change material. In the loading phase, the phase change of the material is caused by thermal transfer through the casing by circulating outside the tubes a fluid whose temperature is lower than the phase change temperature of the

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matériau. Durant la phase de décharge, on fait circuler à l'extérieur de l'enveloppe le fluide à refroidir ou un fluide intermédiaire.  material. During the discharge phase, the fluid to be cooled or an intermediate fluid is circulated outside the envelope.

Ce type de dispositif ne peut être utilisé que de manière discontinue, c'est à dire en batterie, certains dispositifs étant en phase de charge pendant que d'autres sont en phase d'utilisation.  This type of device can only be used discontinuously, that is to say in battery, certain devices being in the charging phase while others are in the use phase.

De plus, bien qu'il soit aisé de déterminer la quantité totale de frigories stockées, il est difficile de contrôler dans le temps, la quantité de chaleur qu'il est possible d'évacuer. Le transfert thermique étant fonction non seulement de la différence de température existant entre le matériau à changement de phase et le fluide à refroidir mais aussi du diamètre du tube contenant le matériau à changement de phase, on a pensé à équiper le dispositif de tubes de diamètres différents. Néanmoins, cette solution augmente considérablement le coût de fabrication du dispositif.  In addition, although it is easy to determine the total amount of stored frigories, it is difficult to control over time, the amount of heat that can be removed. The thermal transfer being a function not only of the temperature difference existing between the phase change material and the fluid to be cooled but also of the diameter of the tube containing the phase change material, it was thought to equip the device with tubes of diameters different. However, this solution considerably increases the manufacturing cost of the device.

Le document GB 2 327 751 décrit un dispositif de refroidissement d'un fluide qui comprend une enveloppe contenant un matériau à changement de phase traversée par un tube dans lequel circule un fluide. Ce dispositif fonctionne selon des cycles de charge-utilisation comme précité ; la seule différence est que le fluide à traiter ou utiliser pour la charge du dispositif circule dans le tube interne précité.  The document GB 2 327 751 describes a device for cooling a fluid which comprises an envelope containing a phase change material traversed by a tube in which a fluid circulates. This device operates according to charge-use cycles as mentioned above; the only difference is that the fluid to be treated or used to charge the device circulates in the aforementioned internal tube.

Un premier but de la présente invention est de proposer un nouveau dispositif de régulation de la température d'un fluide du type comprenant un matériau à changement de phase contenu dans une enveloppe mise au contact de ce fluide.  A first object of the present invention is to provide a new device for regulating the temperature of a fluid of the type comprising a phase change material contained in an envelope brought into contact with this fluid.

Un second but de la présente invention est de proposer un nouveau procédé de régulation de la température d'un fluide.  A second object of the present invention is to propose a new method for regulating the temperature of a fluid.

Ce premier but est atteint au moyen d'un dispositif de régulation de la température d'un fluide du type comprenant un matériau à changement de phase contenu dans au moins une enveloppe mise au contact du fluide et qui de manière caractéristique selon l'invention comporte, en outre, au moins une enceinte externe à l'enveloppe laquelle enveloppe comprend des moyens internes de mise en contact du matériau contenu dans l'enveloppe avec un fluide, l'enceinte et/ou les moyens internes de mise en contact étant  This first object is achieved by means of a device for regulating the temperature of a fluid of the type comprising a phase change material contained in at least one envelope brought into contact with the fluid and which typically according to the invention comprises , in addition, at least one enclosure external to the envelope, which envelope comprises internal means for bringing the material contained in the envelope into contact with a fluid, the enclosure and / or the internal contacting means being

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adapté (e) (s) à la circulation d'un fluide en sorte de permettre le changement de phase éventuel du matériau à changement de phase contenu dans l'enveloppe.  adapted to the circulation of a fluid so as to allow the possible phase change of the phase change material contained in the envelope.

Du fait de la présence des moyens internes de mise en contact et de l'enceinte, il est possible d'une part de mettre facilement en oeuvre l'étape de charge du dispositif de l'invention soit par circulation d'un fluide réfrigérant dans les moyens internes de mise en contact, le fluide dont la température est à réguler étant dans l'enceinte ou circulant dans celle-ci, soit par circulation d'un fluide réfrigérant dans l'enceinte, le fluide à traiter se trouvant ou circulant dans les moyens internes de mise en contact. Il n'est donc plus nécessaire comme c'était le cas pour les dispositifs de l'art antérieur d'alimenter sélectivement soit l'enceinte, soit les moyens internes de mise en contact, du fluide dont la température est à réguler pour mettre en oeuvre l'étape de charge.  Due to the presence of the internal contacting means and of the enclosure, it is possible on the one hand to easily implement the charging step of the device of the invention either by circulation of a refrigerant fluid in the internal contacting means, the fluid whose temperature is to be regulated being in the enclosure or circulating in it, either by circulation of a refrigerant fluid in the enclosure, the fluid to be treated being or circulating in internal means of contact. It is therefore no longer necessary, as was the case for the devices of the prior art, to selectively supply either the enclosure or the internal means of contacting, the fluid whose temperature is to be regulated in order to performs the charging step.

D'autre part, le dispositif de l'invention permet également une charge en continu, du fait de la présence simultanée du fluide réfrigérant et du fluide dont la température est à réguler. Il est donc ainsi possible de réguler en continu dans le temps, en fonction du besoin, la quantité des deux phases présentes dans l'enveloppe ce qui équivaut à réguler la quantité de frigories disponibles à tout moment.  On the other hand, the device of the invention also allows continuous charging, due to the simultaneous presence of the refrigerant and the fluid whose temperature is to be regulated. It is therefore thus possible to regulate continuously over time, as required, the quantity of the two phases present in the envelope, which is equivalent to regulating the quantity of refrigerants available at any time.

Selon une variante de réalisation, les moyens internes de mise en contact comprennent un tube ou conduit interne.  According to an alternative embodiment, the internal contacting means comprise an internal tube or conduit.

Le fluide dont la température est à réguler peut circuler soit dans l'enceinte soit dans les moyens internes de mise en contact, le fluide réfrigérant étant lui de préférence en circulation afin d'assurer le changement de phase du matériau contenu dans l'enveloppe. Comme précédemment exposé, le fluide dont la température est à réguler et le fluide réfrigérant peuvent également être tous deux en circulation.  The fluid whose temperature is to be regulated can circulate either in the enclosure or in the internal contacting means, the refrigerant being preferably in circulation in order to ensure the phase change of the material contained in the envelope. As previously explained, the fluid whose temperature is to be regulated and the refrigerant fluid can also both be in circulation.

Selon une première variante particulière de réalisation, l'enceinte est une calandre entourant ladite enveloppe ce qui permet de limiter l'espace occupé par le dispositif de l'invention et de former des modules assemblables comme il le sera plus amplement décrit ultérieurement.  According to a first particular variant embodiment, the enclosure is a grille surrounding said envelope which makes it possible to limit the space occupied by the device of the invention and to form assemblable modules as will be described more fully below.

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Selon une seconde variante de réalisation, l'enceinte est du type cuve.
Selon l'invention, le type de matériau à changement de phase n'est pas limité. Il peut s'agir d'un matériau à changement de phase liquide-solide.
According to a second alternative embodiment, the enclosure is of the tank type.
According to the invention, the type of phase change material is not limited. It can be a liquid-solid phase change material.

Selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comporte en outre des moyens de mise en circulation forcée d'un fluide dans ladite enceinte et/ou dans ledit tube interne de ladite enveloppe.  According to one embodiment, the device of the invention further comprises means for forced circulation of a fluid in said enclosure and / or in said internal tube of said envelope.

Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif de l'invention comporte en outre des moyens de mesure de la quantité d'au moins une des phases présentes dans l'enveloppe.  According to a particular embodiment, the device of the invention further comprises means for measuring the amount of at least one of the phases present in the envelope.

Selon une variante, l'enveloppe contenant outre le matériau à changement de phase un volume déterminé de gaz, les moyens de mesure de la quantité d'au moins une des phases comprennent des moyens de mesure de la variation de la pression de ce gaz dans l'enveloppe.  According to a variant, the envelope containing, in addition to the phase change material, a determined volume of gas, the means for measuring the quantity of at least one of the phases comprise means for measuring the variation of the pressure of this gas in the envelope.

Selon une autre variante, les moyens de mesure de la quantité d'au moins une des phases contenues dans l'enveloppe comprennent des moyens de mesure du changement de volume du matériau à changement de phase.  According to another variant, the means for measuring the quantity of at least one of the phases contained in the envelope comprise means for measuring the change in volume of the phase change material.

Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif comprend en outre des moyens d'augmentation de la surface d'échange thermique entre le tube interne et le matériau à changement de phase.  According to a particular embodiment, the device further comprises means for increasing the heat exchange surface between the internal tube and the phase change material.

Le dispositif de l'invention peut également comporter des moyens d'augmentation de la surface d'échange thermique entre l'enveloppe contenant ledit matériau à changement de phase et le fluide contenu dans l'enceinte.  The device of the invention may also include means for increasing the heat exchange surface between the envelope containing said phase change material and the fluid contained in the enclosure.

Le second but de l'invention est obtenu au moyen d'un procédé de régulation de la température d'un premier fluide mis en contact avec au moins une enveloppe contenant un matériau à changement de phase. De manière caractéristique, selon le procédé de l'invention, on régule de manière dynamique la proportion relative des deux phases du matériau à changement de phase présentes dans l'enveloppe par mise en contact simultanée de l'enveloppe avec un second fluide, le second fluide circulant à l'intérieur de ladite enveloppe lorsque ledit premier fluide circule à l'intérieur de cette dernière et inversement.  The second object of the invention is obtained by means of a process for regulating the temperature of a first fluid brought into contact with at least one envelope containing a phase change material. Characteristically, according to the method of the invention, the relative proportion of the two phases of the phase change material present in the envelope is dynamically regulated by simultaneous contact of the envelope with a second fluid, the second fluid circulating inside said envelope when said first fluid circulates inside the latter and vice versa.

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Selon une variante particulière de mise en oeuvre du procédé de l'invention, le matériau à changement de phase passant de l'état liquide à l'état solide, on mesure la quantité de la phase solide par mesure du changement de volume dudit matériau en vue de la régulation précitée.  According to a particular variant implementation of the method of the invention, the phase change material passing from the liquid state to the solid state, the quantity of the solid phase is measured by measuring the change in volume of said material in view of the above regulation.

La mise en oeuvre de la détection de la quantité de phase n'est pas limitée selon l'invention. Ainsi, il est possible, dans le cas d'un matériau à changement de phase passant de l'état liquide à l'état solide, l'enveloppe contenant un volume déterminé de gaz, de mesurer la quantité de la phase solide par mesure de la variation de la pression de ce gaz.  The implementation of the detection of the quantity of phase is not limited according to the invention. Thus, it is possible, in the case of a phase change material passing from the liquid state to the solid state, the envelope containing a determined volume of gas, to measure the quantity of the solid phase by measuring the variation of the pressure of this gas.

La présente invention concerne également une installation de régulation de la température d'un fluide à traiter comprenant : - un évaporateur de groupe frigorifique dans lequel circule un premier fluide ; et - un échangeur thermique relié au groupe frigorifique et qui permet l'échange thermique entre ledit premier fluide et un fluide à traiter.  The present invention also relates to an installation for regulating the temperature of a fluid to be treated, comprising: - an evaporator of a refrigeration unit in which a first fluid circulates; and - a heat exchanger connected to the refrigeration unit and which allows the heat exchange between said first fluid and a fluid to be treated.

De manière caractéristique selon l'invention, cette installation comprend le dispositif de l'invention précité, disposé entre le groupe frigorifique et l'échangeur thermique en sorte de permettre la circulation d'au moins une fraction du premier fluide à l'intérieur du conduit interne de l'enveloppe et/ou dans l'enceinte
L'installation peut également comprendre des moyens permettant la circulation sélective d'au moins une fraction du premier fluide dans le dispositif de l'invention ou dans le groupe frigorifique.
Typically according to the invention, this installation comprises the device of the aforementioned invention, arranged between the refrigeration unit and the heat exchanger so as to allow the circulation of at least a fraction of the first fluid inside the duct. inside the enclosure and / or inside the enclosure
The installation can also include means allowing the selective circulation of at least a fraction of the first fluid in the device of the invention or in the refrigeration unit.

La présente invention, ses caractéristiques et les différents avantages qu'elle procure apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit et fait référence aux dessins annexés représentant deux modes particuliers de réalisation, présentés à titre d'exemples non limitatifs et sur lequel : - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du dispositif de l'invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un second mode de réalisation de l'invention ;  The present invention, its characteristics and the various advantages which it provides will appear better on reading the description which follows and refers to the appended drawings representing two particular embodiments, presented by way of nonlimiting examples and in which: - FIG. 1 represents a view in longitudinal section of a first embodiment of the device of the invention; - Figure 2 shows a perspective view of a second embodiment of the invention;

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- la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'une enveloppe équipant le second mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 2 ; et - la figure 4 représente un exemple d'installation mettant en oeuvre) le dispositif de l'invention.  - Figure 3 shows a cross-sectional view of an envelope fitted to the second embodiment of the invention, shown in Figure 2; and - Figure 4 shows an example of installation implementing) the device of the invention.

En référence à la figure 1, le dispositif de l'invention 1 comporte, vu en coupe longitudinale, des enveloppes 2 qui contiennent un matériau à changement de phase noté PCM.  Referring to Figure 1, the device of the invention 1 comprises, seen in longitudinal section, envelopes 2 which contain a phase change material denoted PCM.

Dans le mode de réalisation particulier représenté, les enveloppes 2 ont une forme sensiblement cylindrique. Les enveloppes 2 précitées sont contenues dans un bac 4 dans lequel est introduit un fluide A. Les enveloppes 2 sont disposées en sorte d'optimiser leur surface de contact avec le fluide A.  In the particular embodiment shown, the envelopes 2 have a substantially cylindrical shape. The above-mentioned envelopes 2 are contained in a tank 4 into which a fluid A is introduced. The envelopes 2 are arranged so as to optimize their contact surface with the fluid A.

Dans le cas présent, les enveloppes 2 sont disposées suivant un pas triangulaire ou carré. In the present case, the envelopes 2 are arranged in a triangular or square pitch.

Chaque enveloppe 2 est traversée par un tube interne 6 permettant la circulation d'un fluide B en son sein. Dans le mode de réalisation représenté, un seul tube 6 traverse successivement chacune des enveloppes 2. Le tube 6 est disposé en sorte de coïncider sensiblement avec l'axe longitudinal de chacune des enveloppes 2. Cette disposition particulière n'est pas caractéristique de l'invention. L'homme du métier est à même de disposer au mieux le tube 6 en fonction de la forme de l'enveloppe 2 afin d'optimiser les transferts thermiques entre le fluide B et le matériau à changement de phase PCM. De même, le dispositif de l'invention peut comprendre une pluralité de tube 6, chacun ne traversant qu'une seule enveloppe 2.  Each envelope 2 is traversed by an internal tube 6 allowing the circulation of a fluid B within it. In the embodiment shown, a single tube 6 passes successively through each of the envelopes 2. The tube 6 is arranged so as to substantially coincide with the longitudinal axis of each of the envelopes 2. This particular arrangement is not characteristic of the invention. A person skilled in the art is able to best dispose the tube 6 as a function of the shape of the envelope 2 in order to optimize the heat transfers between the fluid B and the PCM phase change material. Likewise, the device of the invention may comprise a plurality of tubes 6, each passing through only one envelope 2.

Sur la figure 1, le fluide A est mis en circulation de haut en bas par rapport au fond 4a du bac 4. Le sens de circulation du fluide A et du fluide B ne sont pas limitatif de l'invention. Il est même possible d'envisager la régulation de la température d'un fluide statique simplement contenu dans la cuve 4.  In FIG. 1, the fluid A is circulated from top to bottom relative to the bottom 4a of the tank 4. The direction of circulation of the fluid A and of the fluid B are not limiting of the invention. It is even possible to envisage regulating the temperature of a static fluid simply contained in the tank 4.

Dans le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 1, les enveloppes 2 comportent à leur surface interne des ailettes longitudinales 2a qui s'étendent radialement au niveau des zones où le tube 6 traverse les  In the particular embodiment shown in Figure 1, the envelopes 2 have on their inner surface longitudinal fins 2a which extend radially at the areas where the tube 6 passes through the

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enveloppes 2. Ces ailettes permettent d'augmenter la surface d'échange entre le matériau à changement de phase PCM et le fluide A, ce qui améliore l'efficacité du transfert thermique entre le fluide A et le matériau PCM.  envelopes 2. These fins make it possible to increase the exchange surface between the PCM phase change material and the fluid A, which improves the efficiency of the heat transfer between the fluid A and the PCM material.

Un fonctionnement particulier (utilisation pour le refroidissement du fluide A au moyen d'un matériau à changement de phase passant de l'état solide à l'état liquide) du premier mode de réalisation du dispositif de l'invention va maintenant être décrit.  A particular operation (use for cooling the fluid A by means of a phase change material passing from the solid state to the liquid state) of the first embodiment of the device of the invention will now be described.

On suppose qu'à l'instant initial tout le matériau PCM se trouve sous sa forme solide. Le fluide A est introduit dans le bac 4. Le transfert thermique existant entre le PCM contenu dans les enveloppes 2 et le fluide A à traiter entraîne d'une part l'abaissement de la température du fluide A et d'autre part, le passage de l'état solide à l'état liquide d'une fraction du matériau PCM. Le fluide A est mis en circulation à travers la cuve 4 via des moyens de mise en circulation qui peuvent être par exemple une pompe 3. Le fluide A pénètre donc dans la cuve 4 par une entré 4b et en sort par la sortie 4c située dans le fond 4a de la cuve 4. La vitesse d'écoulement et donc le temps de séjour du fluide A dans le bac 4 étant fixé par les moyens de mise en circulation 3 précités, on contrôle à la fois la température du fluide A en sortie de la cuve 4 et la quantité de phase solide du matériau PCM contenu les enveloppes 2. Le contrôle de la température en sortie du fluide A est mis en oeuvre via des moyens de mesure de la température 5.  It is assumed that at the initial instant all the PCM material is in its solid form. The fluid A is introduced into the tank 4. The heat transfer existing between the PCM contained in the envelopes 2 and the fluid A to be treated causes on the one hand the lowering of the temperature of the fluid A and on the other hand, the passage from the solid state to the liquid state of a fraction of the PCM material. The fluid A is circulated through the tank 4 via circulation means which can be, for example, a pump 3. The fluid A therefore enters the tank 4 by an inlet 4b and leaves it via the outlet 4c located in the bottom 4a of the tank 4. The flow speed and therefore the residence time of the fluid A in the tank 4 being fixed by the aforementioned circulation means 3, both the temperature of the fluid A at the outlet is controlled of the tank 4 and the quantity of solid phase of the PCM material contained in the envelopes 2. The control of the temperature at the outlet of the fluid A is implemented by means of temperature measurement 5.

La détection de la quantité de phase solide du matériau PCM contenue dans les enveloppes 2 est mise en oeuvre par des moyens de mesure de la quantité d'au moins une phase 8 dont un exemple de réalisation sera plus amplement détaillé en référence à la figure 3.  The detection of the quantity of solid phase of the PCM material contained in the envelopes 2 is implemented by means of measuring the quantity of at least one phase 8, an exemplary embodiment of which will be explained in greater detail with reference to FIG. 3 .

Lorsque la quantité de phase solide contenue dans les enveloppes 2 devient insuffisante pour assurer une baisse suffisante de la température du fluide A ou le besoin énergétique du cycle du procédé, on met en circulation dans le tube 6 grâce par exemple à une pompe 9 un fluide B qui est dans le cas présent un fluide réfrigérant. La circulation du fluide B provoque, par transfert thermique, le changement de phase de la portion liquéfiée du matériau PCM contenu dans l'enveloppe 2. Le second fluide B doit bien sûr  When the quantity of solid phase contained in the envelopes 2 becomes insufficient to ensure a sufficient drop in the temperature of the fluid A or the energy requirement of the process cycle, a fluid 9 is put into circulation in the tube 6, for example by a pump 9 B which is in this case a refrigerant. The circulation of the fluid B causes, by thermal transfer, the phase change of the liquefied portion of the PCM material contained in the envelope 2. The second fluid B must of course

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être à une température inférieure à la température de changement de phase du matériau PCM. L'homme du métier est à même de dimensionner les différents éléments du dispositif en sorte d'optimiser les transferts thermiques entre les différents fluides et matériaux.  be at a temperature below the phase change temperature of the PCM material. Those skilled in the art are able to size the various elements of the device so as to optimize the heat transfers between the various fluids and materials.

En référence aux figures 2 et 3, un second mode de réalisation du dispositif de la présente invention va maintenant être décrit. Les éléments en commun avec le premier mode de réalisation précédemment décrit sont référencés à l'identique. Dans ce second mode de réalisation, le bac 4 est remplacé par une série de tubes 10 qui sont reliés entre eux. Comme dans le mode de réalisation précédemment décrit, les enveloppes 2 sont cylindriques et disposées selon des couches d'enveloppes adjacentes. Chaque enveloppe 2 est entourée d'un tube 10 qui lui est coaxial. Sur une même couche, les quatre tubes 10 sont alimentés, dans l'exemple particulier représenté, en parallèle, au moyen d'un collecteur 10a, les tubes 6 étant eux aussi alimentés en parallèle au moyen d'un collecteur 7. Dans l'exemple particulier représenté, chaque tube 10 et chaque tube 6 est également raccordé respectivement au tube 10 et au tube 6 de la couche adjacente qui lui est superposé.  With reference to FIGS. 2 and 3, a second embodiment of the device of the present invention will now be described. The elements in common with the first embodiment described above are referenced identically. In this second embodiment, the tank 4 is replaced by a series of tubes 10 which are interconnected. As in the embodiment described above, the envelopes 2 are cylindrical and arranged in layers of adjacent envelopes. Each envelope 2 is surrounded by a tube 10 which is coaxial with it. On the same layer, the four tubes 10 are supplied, in the particular example shown, in parallel, by means of a collector 10a, the tubes 6 being also supplied in parallel by means of a collector 7. In the particular example shown, each tube 10 and each tube 6 is also connected respectively to tube 10 and tube 6 of the adjacent layer which is superimposed on it.

L'ensemble formé par les enveloppes 2 et les tubes 10 est disposé sur un châssis 9. Chaque ensemble formé d'une enveloppe 2 et d'un tube 10 est équipé d'un support 9a qui permet de le poser de manière stable sur le châssis 9. L'ensemble du dispositif de l'invention peut être calorifugé.  The assembly formed by the envelopes 2 and the tubes 10 is placed on a frame 9. Each assembly formed by an envelope 2 and a tube 10 is equipped with a support 9a which makes it possible to place it stably on the chassis 9. The entire device of the invention can be insulated.

La face externe des tubes 6 peut, comme représenté sur la figure 3, être munie d'ailettes 6a disposées en spirale en sorte d'augmenter la surface d'échange thermique entre le matériau PCM et le fluide B circulant dans les tubes 6. Les ailettes 6a et 2a précitées peuvent être des fils ou feuillards de forme et d'épaisseur diverses fixées aux éléments concernés par sertissage ou tout autre méthode connue (soudure, brasure, étamage, galvanisation etc.) ou extrudées dans la masse.  The external face of the tubes 6 can, as shown in FIG. 3, be provided with fins 6a arranged in a spiral so as to increase the heat exchange surface between the PCM material and the fluid B circulating in the tubes 6. The fins 6a and 2a mentioned above can be wires or strips of various shape and thickness fixed to the elements concerned by crimping or any other known method (soldering, soldering, tinning, galvanizing etc.) or extruded in the mass.

En référence à la figure 3, un exemple de réalisation de moyens de mesure 8 de la quantité de phase solide du matériau PCM contenu dans l'enveloppe va maintenant être décrit.  With reference to FIG. 3, an exemplary embodiment of means 8 for measuring the quantity of solid phase of the PCM material contained in the envelope will now be described.

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Dans ce mode de réalisation particulier, chaque enveloppe 2 contient, outre le matériau PCM, un volume déterminé de gaz G. Lorsque le tube est dans une position donnée, le volume de gaz forme une poche de gaz. Des moyens de mesure 8a de la variation de la pression de ce gaz G contenu dans la poche précitée permettent de déterminer la quantité de phase solide contenue dans l'enveloppe 2. En effet, lorsque le matériau PCM passe de l'état liquide (indiqué par PCMI) à l'état solide (référencé par PCMs), il s'en suit une augmentation du volume du matériau PCM qui se traduit par une augmentation de la pression du gaz G.  In this particular embodiment, each envelope 2 contains, in addition to the PCM material, a determined volume of gas G. When the tube is in a given position, the volume of gas forms a gas pocket. Means 8a for measuring the variation in the pressure of this gas G contained in the aforementioned bag make it possible to determine the quantity of solid phase contained in the envelope 2. In fact, when the PCM material passes from the liquid state (indicated by PCMI) in the solid state (referenced by PCMs), there follows an increase in the volume of the PCM material which results in an increase in the pressure of the gas G.

Il est également possible, selon un mode de réalisation non représenté de prévoir un vase d'expansion relié à une ou à l'ensemble des enveloppes 2.  It is also possible, according to an embodiment not shown, to provide an expansion vessel connected to one or all of the envelopes 2.

Dans ce cas les enveloppes 2 contiennent le PCM plus un liquide neutre qui reste liquide à la température minimale de fonctionnement ; l'augmentation du volume du PCM lors du changement de phase est alors déterminée par mesure de niveau du liquide neutre contenu dans un vase d'expansion. In this case, the envelopes 2 contain the PCM plus a neutral liquid which remains liquid at the minimum operating temperature; the increase in the volume of the PCM during the phase change is then determined by measuring the level of the neutral liquid contained in an expansion vessel.

Un mode particulier de fonctionnement du second mode de réalisation du dispositif de l'invention va maintenant être décrit. Ce mode particulier correspond au refroidissement du fluide B qui circule dans les tubes 6.  A particular mode of operation of the second embodiment of the device of the invention will now be described. This particular mode corresponds to the cooling of the fluid B which circulates in the tubes 6.

Le fluide B circulant dans les tubes 6 (via une pompe non représentée) transmet des calories au matériau PCM contenu dans chacune des enveloppes 2. Il en résulte un changement d'état d'une fraction du matériau PCM qui passe de l'état solide à l'état liquide. Le changement d'état solide liquide se produit du tube 6 vers l'enveloppe 2. Simultanément, le fluide A circulant dans l'intervalle du tube 10 et de l'enveloppe 2 (via une pompe non représentée) et dont la température est inférieure à la température de changement de phase du matériau PCM permet de compenser de manière dynamique cet apport d'énergie en refroidissant le matériau PCM en sorte de provoquer sa solidification. Le transfert thermique se fait dans ce cas depuis l'extérieur de l'enveloppe 2 vers le tube 6, à travers la couche de matériau PCM solide qui, en général, présente une meilleure conductivité thermique que le matériau PCM sous forme liquide. Il y a donc, comme dans le fonctionnement du premier mode de réalisation, formation de phase solide  The fluid B circulating in the tubes 6 (via a pump not shown) transmits calories to the PCM material contained in each of the envelopes 2. This results in a change of state of a fraction of the PCM material which passes from the solid state in the liquid state. The change in liquid solid state occurs from tube 6 to envelope 2. Simultaneously, the fluid A circulating in the interval between tube 10 and envelope 2 (via a pump not shown) and whose temperature is lower. at the phase change temperature of the PCM material makes it possible to dynamically compensate for this supply of energy by cooling the PCM material so as to cause it to solidify. In this case, the heat transfer takes place from the outside of the envelope 2 to the tube 6, through the layer of solid PCM material which, in general, has better thermal conductivity than the PCM material in liquid form. There is therefore, as in the operation of the first embodiment, solid phase formation

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pendant l'utilisation du dispositif. Le dispositif de l'invention peut donc fonctionner en continu contrairement aux dispositifs de l'art antérieur qui fonctionnent selon un cycle de charge-décharge. Il peut également fonctionner selon des cycles charge-décharge si par exemple le fluide réfrigérant A provient d'un autre procédé est n'est pas disponible en continu ou lorsque le fluide B n'est pas à traiter en continu.  while using the device. The device of the invention can therefore operate continuously unlike the devices of the prior art which operate according to a charge-discharge cycle. It can also operate according to charge-discharge cycles if, for example, the refrigerant A comes from another process and is not continuously available or when the fluid B is not to be treated continuously.

La présence des moyens de mesure de la température de sortie 5 du fluide B et/ou des moyens de mesure 8 de la quantité d'au moins une phase en présence dans les enveloppes permet de régler de manière automatique la circulation du fluide A en fonction d'une consigne donnée qui sera comparée à la température effective du fluide B en sortie du dispositif. Les moyens de mesure de la température 5 en sortie du dispositif mesurent la température du fluide B et la comparent avec une température de consigne. Dans le même temps, les moyens de mesure 8 de la quantité d'au moins une phase dans l'enveloppe 2 évaluent la quantité, par exemple de la phase solide du matériau PCM présente dans chacune des enveloppes 2 et donc la quantité de frigories disponibles. La vanne d'admission (non représentée) 3b du fluide A est asservie aux moyens de mesure 5 de la température en sortie du fluide B et aux moyens de mesure 8 de la quantité de phase solide de PCM. Il s'en suit que la circulation de fluide A est régulée en fonction des deux paramètres précédents en sorte d'obtenir une température de sortie du fluide B conforme à la consigne. Le même raisonnement peut être appliqué au niveau de température du fluide A pour réguler la température de sortie du fluide B.  The presence of the means for measuring the outlet temperature 5 of the fluid B and / or the means for measuring the amount of at least one phase present in the envelopes makes it possible to automatically regulate the circulation of the fluid A as a function a given setpoint which will be compared to the effective temperature of the fluid B at the outlet of the device. The temperature measurement means 5 at the output of the device measure the temperature of the fluid B and compare it with a set temperature. At the same time, the means 8 for measuring the quantity of at least one phase in the envelope 2 evaluate the quantity, for example of the solid phase of the PCM material present in each of the envelopes 2 and therefore the quantity of available frigories . The inlet valve (not shown) 3b of the fluid A is slaved to the means 5 for measuring the temperature at the outlet of the fluid B and to the means 8 for measuring the quantity of solid phase of PCM. It follows that the circulation of fluid A is regulated as a function of the two preceding parameters so as to obtain a fluid outlet temperature B in accordance with the set point. The same reasoning can be applied to the temperature level of fluid A to regulate the outlet temperature of fluid B.

A titre purement indicatif, le diamètre des tubes 6 peut varier de 8 à 50 mm, le diamètre des tubes 10 peut varier de 25 à 200 mm et le diamètre des enveloppes cylindriques 2 peut varier de 20 à 180 mm.  By way of indication only, the diameter of the tubes 6 can vary from 8 to 50 mm, the diameter of the tubes 10 can vary from 25 to 200 mm and the diameter of the cylindrical casings 2 can vary from 20 to 180 mm.

Les matériaux PCM utilisés peuvent être de tous types. Ils peuvent par

Figure img00100001

exemple présenter une température de changement d'état comprise entre - 400C et +60 C. The PCM materials used can be of all types. They can by
Figure img00100001

example present a state change temperature between - 400C and +60 C.

De même, il est possible selon l'invention d'adapter les fluides A et le matériau PCM en sorte de permettre l'élévation de température du fluide B. Similarly, it is possible according to the invention to adapt the fluids A and the PCM material so as to allow the temperature rise of the fluid B.

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En référence à la figure 4, un exemple d'installation comprenant le dispositif de l'invention va maintenant être décrit.  With reference to FIG. 4, an example of installation comprising the device of the invention will now be described.

Cette installation comprend un évaporateur E, un échangeur thermique PE qui peut être par exemple un échangeur à plaques, une vanne trois voies V, le dispositif de l'invention 1 et un système de contrôle M (par exemple un automate) avec ses capteurs. L'évaporateur E, qui refroidit le fluide réfrigérant A, est relié en boucle au dispositif de l'invention 1 (au niveau de l'intervalle situé entre les tubes 10 et les enveloppes 2 par exemple) et à l'échangeur PE ; le dispositif de l'invention 1 (au niveau des tubes 6) et l'échangeur PE sont reliés en série en référence au fluide B à refroidir. La vanne V permet d'envoyer une fraction du débit de fluide provenant de l'évaporateur E vers le dispositif de l'invention ou vers l'échangeur PE. Une pompe P assure la mise en circulation du fluide A dans l'installation. Une pompe non représentée assure la circulation du fluide B à refroidir. Par ailleurs, au moins une fraction du débit de fluide sortant de l'évaporateur peut être déviée vers le dispositif de l'invention 1 au niveau des tubes 10 en sorte de provoquer la solidification du matériau PCM contenu dans le dispositif 1 de l'invention. Le système de contrôle recueille des informations suivantes : la température du fluide B refroidi en sortie du dispositif de l'invention via des moyens de mesure de la température 5, la quantité de glace donc d'énergie en stock via des moyens de mesure 8 de la quantité de phase solide et la température finale du fluide B via des moyens 5'de mesure de la température. Il commande également la vanne 3 voies V, la puissance fournie par le groupe de froid, la température du fluide A délivré par le groupe de froid, et le débit (tout ou rien) du fluide A provenant de la pompe P.  This installation includes an evaporator E, a PE heat exchanger which can be, for example, a plate exchanger, a three-way valve V, the device of invention 1 and a control system M (for example an automaton) with its sensors. The evaporator E, which cools the refrigerant A, is connected in a loop to the device of the invention 1 (at the level of the gap between the tubes 10 and the envelopes 2 for example) and to the PE exchanger; the device of the invention 1 (at the level of the tubes 6) and the PE exchanger are connected in series with reference to the fluid B to be cooled. The valve V makes it possible to send a fraction of the fluid flow rate coming from the evaporator E to the device of the invention or to the PE exchanger. A pump P ensures the circulation of the fluid A in the installation. A pump, not shown, circulates the fluid B to be cooled. Furthermore, at least a fraction of the flow rate of fluid leaving the evaporator can be diverted towards the device of the invention 1 at the level of the tubes 10 so as to cause the solidification of the PCM material contained in the device 1 of the invention . The control system collects the following information: the temperature of the fluid B cooled at the outlet of the device of the invention via means for measuring the temperature 5, the quantity of ice therefore energy in stock via means of measurement 8 of the quantity of solid phase and the final temperature of the fluid B via means 5 ′ for measuring the temperature. It also controls the 3-way valve V, the power supplied by the chiller, the temperature of the fluid A delivered by the chiller, and the flow (all or nothing) of the fluid A from the pump P.

Un mode de fonctionnement de cette installation va maintenant être décrit.  A mode of operation of this installation will now be described.

En mode charge d'énergie, tout le fluide A, refroidit par l'évaporateur est véhiculé par la pompe P jusque dans le dispositif de l'invention 1 où il provoque la solidification du PCM. En utilisation, les fonctionnements possibles sont les suivants :  In energy charge mode, all the fluid A, cooled by the evaporator, is transported by the pump P into the device of the invention 1 where it causes the solidification of the PCM. In use, the possible operations are as follows:

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- L'évaporateur est arrêté ou mis hors circuit, la pompe P qui véhicule le fluide A est arrêtée et le fluide B se refroidit dans le dispositif 1 en provoquant la liquéfaction du PCM
Dans le but de ménager le stock d'énergie, l'évaporateur et la pompe P sont mis en fonctionnement ; tout le débit du fluide A circule entre l'évaporateur E et le dispositif 1. Le système de contrôle M détermine la puissance à fournir pour atteindre la température de sortie du fluide B désirée ; ce fonctionnement permet un stockage dynamique de la quantité d'énergie dans le dispositif 1.
- The evaporator is stopped or switched off, the pump P which conveys the fluid A is stopped and the fluid B cools in the device 1 causing the PCM to liquefy
In order to save the energy stock, the evaporator and the pump P are put into operation; all the flow rate of the fluid A circulates between the evaporator E and the device 1. The control system M determines the power to be supplied to reach the desired outlet temperature of the fluid B; this operation allows dynamic storage of the amount of energy in the device 1.

Si le dispositif 1 ne parvient pas à refroidir suffisamment le fluide B, le système de contrôle M provoque alors l'ouverture de la vanne V et l'envoi d'une partie du débit du fluide A vers l'échangeur à plaque PE ; le fluide 8 déjà refroidi dans 1 est refroidi de nouveau plus finement dans PE.  If the device 1 does not manage to cool the fluid B sufficiently, the control system M then causes the valve V to open and a portion of the flow of the fluid A to be sent to the plate exchanger PE; the fluid 8 already cooled in 1 is cooled again more finely in PE.

La présence du dispositif de l'invention permet d'une part d'augmenter la capacité frigorifique de l'installation et d'autre part de faire fonctionner l'évaporateur en continu, la demande en frigories n'étant en général pas constante au cours du temps, le dispositif de l'invention permet de pallier aux à-coups de demande ce qui diminue l'usure provenant d'un fonctionnement en régime discontinu. The presence of the device of the invention makes it possible on the one hand to increase the refrigerating capacity of the installation and on the other hand to operate the evaporator continuously, the demand for refrigerants not generally being constant during time, the device of the invention overcomes the sudden demand which reduces wear from operation in discontinuous mode.

Il est également possible d'envisager d'évaporer directement tout ou partie du fluide frigorigène dans le dispositif de l'invention 1 en lieu et place du circuit du fluide A. It is also possible to envisage evaporating all or part of the refrigerant directly in the device of the invention 1 in place of the fluid circuit A.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de régulation de la température d'un fluide du type comprenant un matériau à changement de phase (PCM) contenu dans au moins une enveloppe (2) mise au contact dudit fluide caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, au moins une enceinte (4 ;CLAIMS 1. Device (1) for regulating the temperature of a fluid of the type comprising a phase change material (PCM) contained in at least one envelope (2) brought into contact with said fluid, characterized in that it comprises, furthermore, at least one enclosure (4; 10) externe à ladite enveloppe (2) et en ce que ladite enveloppe (2) comprend des moyens internes (6) de mise en contact d'un fluide avec le matériau (PCM) contenu dans ladite enveloppe (6), ladite enceinte (4 ; 10) et/ou lesdits moyens de mise en contact internes (6) étant adaptés à la circulation d'un fluide (A ; B) en sorte de permettre le changement de phase éventuel dudit matériau à changement de phase (PCM). 10) external to said envelope (2) and in that said envelope (2) comprises internal means (6) for bringing a fluid into contact with the material (PCM) contained in said envelope (6), said enclosure ( 4; 10) and / or said internal contacting means (6) being adapted to the circulation of a fluid (A; B) so as to allow the possible phase change of said phase change material (PCM). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens internes de mise en contact d'un fluide comprennent un conduit interne (6) à ladite enveloppe (2). 2. Device according to claim 1, characterized in that said internal means for bringing a fluid into contact comprise an internal conduit (6) to said envelope (2). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite enceinte est une calandre (10) entourant ladite enveloppe (2). 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that said enclosure is a grille (10) surrounding said envelope (2). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite enceinte est une cuve (4). 4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said enclosure is a tank (4). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit matériau à changement de phase est un matériau à changement de phase liquide-solide. 5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said phase change material is a liquid-solid phase change material. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de mise en circulation forcée (3) d'un fluide dans ladite enceinte (4 ; 10) et/ou dans lesdits moyens de mise en contact internes (6) de ladite enveloppe (2). 6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises means of forced circulation (3) of a fluid in said enclosure (4; 10) and / or in said internal contacting means (6) of said envelope (2). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de mesure (8) 7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises measurement means (8) <Desc/Clms Page number 14><Desc / Clms Page number 14> de la quantité d'au moins une des phases présentes dans ladite enveloppe (2).  the amount of at least one of the phases present in said envelope (2). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure (8) de la quantité d'au moins une des phases contenues dans ladite enveloppe comprennent des moyens de mesure du changement de volume du matériau (PCM) contenu dans ladite enveloppe (2). 8. Device according to claim 7, characterized in that said means for measuring (8) of the amount of at least one of the phases contained in said envelope comprises means for measuring the change in volume of the material (PCM) contained in said envelope (2). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite enveloppe (2) contenant outre le matériau à changement de phase (PCM), un volume déterminé de gaz (G), lesdits moyens de mesure de la quantité (8) d'au moins une des phases comprennent des moyens de mesure (8a) de la variation de la pression dudit gaz dans ladite enveloppe (2). 9. Device according to claim 8, characterized in that said envelope (2) containing, in addition to the phase change material (PCM), a determined volume of gas (G), said means for measuring the quantity (8) of at least one of the phases comprises means for measuring (8a) the variation in the pressure of said gas in said envelope (2). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'augmentation (6a) de la surface d'échange thermique entre ledit tube interne (6) et ledit matériau à changement de phase (PCM). 10. Device according to any one of claims 2 to 9, characterized in that it further comprises means for increasing (6a) the heat exchange surface between said internal tube (6) and said change material phase (PCM). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'augmentation (2b) de la surface d'échange thermique entre ladite enveloppe (2) contenant ledit matériau à changement de phase (PCM) et ledit fluide contenu dans ladite enceinte (4 ; 10). 11. Device according to any one of claims 2 to 10, characterized in that it comprises means for increasing (2b) the heat exchange surface between said envelope (2) containing said phase change material ( PCM) and said fluid contained in said enclosure (4; 10). 12. Procédé de régulation de la température d'un premier fluide mis en contact avec au moins une enveloppe contenant un matériau à changement de phase caractérisé en ce que l'on régule de manière dynamique la proportion relative des deux phases dudit matériau à changement de phase présentes dans ladite enveloppe par mise en contact simultanée de ladite enveloppe avec un second fluide, le second fluide circulant à l'intérieur de ladite enveloppe lorsque ledit premier fluide circule à l'extérieur de cette dernière et inversement. 12. Method for regulating the temperature of a first fluid brought into contact with at least one envelope containing a phase change material, characterized in that the relative proportion of the two phases of said change material is dynamically regulated phase present in said envelope by simultaneous contacting of said envelope with a second fluid, the second fluid circulating inside said envelope when said first fluid circulates outside of the latter and vice versa. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau à changement de phase passant de l'état liquide à l'état solide, on 13. Method according to claim 12, characterized in that the phase change material passing from the liquid state to the solid state, <Desc/Clms Page number 15><Desc / CRUD Page number 15> mesure la quantité de la phase solide par mesure du changement de volume dudit matériau en vue de ladite régulation.  measures the quantity of the solid phase by measuring the change in volume of said material for the purpose of said regulation. 14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le matériau à changement de phase passant de l'état liquide à l'état solide et ladite enveloppe contenant un volume déterminé de gaz, on mesure la quantité de la phase solide par mesure de la variation de la pression dudit gaz. 14. The method of claim 12 or 13, characterized in that the phase change material passing from the liquid state to the solid state and said envelope containing a determined volume of gas, the quantity of the solid phase is measured by measuring the variation of the pressure of said gas. 15. installation de régulation de la température d'un fluide à traiter comprenant : - un groupe frigorifique (E) dans le quel circule un premier fluide (A) ; et - un échangeur thermique (PE) relié audit groupe frigorifique (E) et qui permet l'échange thermique entre ledit premier fluide (A) et ledit fluide à traiter (C) ; - ladite installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend le dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 disposé entre ledit groupe frigorifique (E) et ledit échangeur thermique (PE) en sorte de permettre la circulation d'au moins une fraction dudit premier fluide (A) à l'intérieur des moyens de mise en contact internes (6) de ladite enveloppe et/ou dans ladite enceinte (4 ; 10). 15. installation for regulating the temperature of a fluid to be treated comprising: - a refrigeration unit (E) in which a first fluid circulates (A); and - a heat exchanger (PE) connected to said refrigeration unit (E) and which allows heat exchange between said first fluid (A) and said fluid to be treated (C); - Said installation being characterized in that it comprises the device (1) according to any one of Claims 1 to 11 disposed between said refrigeration unit (E) and said heat exchanger (PE) so as to allow the circulation of at least a fraction of said first fluid (A) inside the internal contacting means (6) of said envelope and / or in said enclosure (4; 10). 16. nstat ! ation seton ta revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (V1 ; V2) permettant la circulation sélective d'au moins une fraction dudit premier fluide (A) dans ledit dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 ou dans ledit groupe frigorifique (E).16. nstat! ation seton ta claim 15, characterized in that it comprises means (V1; V2) allowing the selective circulation of at least a fraction of said first fluid (A) in said device according to any one of claims 1 to 11 or in said refrigeration unit (E).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1610082A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-28 GEA Ergé-Spirale et Soramat, S.A Device for temperature control of a fluid to be treated
EP3252418A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-06 Edge Innovation Aveiro, Unipessoal Lda Heat exchanger device comprising a phase-change material
CN107975993A (en) * 2017-11-14 2018-05-01 中国科学院理化技术研究所 A kind of -40 DEG C ~ -190 DEG C cold storage storage bins

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH147554A (en) * 1930-07-04 1931-06-15 Escher Wyss Maschf Ag Refrigeration system with an evaporator designed as an air cooler, in which the cold generated is primarily given off by air to a cooling room.
FR1594404A (en) * 1968-12-12 1970-06-01
GB1505711A (en) * 1976-03-03 1978-03-30 Stuckey T Refrigeration evaporator
GB2180049A (en) * 1985-09-06 1987-03-18 Trevor Colley Stuckey Refrigeration system for a vehicle body
GB2327751A (en) 1997-07-23 1999-02-03 Zafer Muhittin Ure Thermal storage
DE19851402C1 (en) * 1998-11-07 2000-01-05 Webasto Thermosysteme Gmbh Ice store for motor vehicle air conditioning
DE20103843U1 (en) * 2001-03-05 2001-06-13 Juran Helmut Highly reactive tube bundle ice storage
DE10030627A1 (en) * 2000-06-28 2002-01-17 Ultrafilter Internat Ag Heat exchangers for refrigeration dryer systems

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH147554A (en) * 1930-07-04 1931-06-15 Escher Wyss Maschf Ag Refrigeration system with an evaporator designed as an air cooler, in which the cold generated is primarily given off by air to a cooling room.
FR1594404A (en) * 1968-12-12 1970-06-01
GB1505711A (en) * 1976-03-03 1978-03-30 Stuckey T Refrigeration evaporator
GB2180049A (en) * 1985-09-06 1987-03-18 Trevor Colley Stuckey Refrigeration system for a vehicle body
GB2327751A (en) 1997-07-23 1999-02-03 Zafer Muhittin Ure Thermal storage
DE19851402C1 (en) * 1998-11-07 2000-01-05 Webasto Thermosysteme Gmbh Ice store for motor vehicle air conditioning
DE10030627A1 (en) * 2000-06-28 2002-01-17 Ultrafilter Internat Ag Heat exchangers for refrigeration dryer systems
DE20103843U1 (en) * 2001-03-05 2001-06-13 Juran Helmut Highly reactive tube bundle ice storage

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1610082A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-28 GEA Ergé-Spirale et Soramat, S.A Device for temperature control of a fluid to be treated
FR2872267A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-30 Gea Erge Spirale & Soramat Sa DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE OF A FLUID TO BE PROCESSED AND REGULATION INSTALLATION COMPRISING SAID DEVICE
EP3252418A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-06 Edge Innovation Aveiro, Unipessoal Lda Heat exchanger device comprising a phase-change material
WO2017208196A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Edge Innovation Aveiro, Unipessoal Lda Heat exchanger device comprising a phase-change material
CN107975993A (en) * 2017-11-14 2018-05-01 中国科学院理化技术研究所 A kind of -40 DEG C ~ -190 DEG C cold storage storage bins

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