FR2994477A1 - Systeme pour la recuperation d'une partie au moins de la chaleur degagee par un moteur thermique de vehicule, et vehicule equipe pour un tel systeme - Google Patents
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Abstract
Système pour la récupération d'une partie au moins de la chaleur dégagée par un moteur thermique (M) d'un véhicule (1), lequel moteur comporte un circuit fermé de refroidissement avec circulation d'un fluide caloporteur et un radiateur pour dissiper cette chaleur, en particulier à l'atmosphère ; un réservoir primaire (5) de stockage de chaleur est installé sur le véhicule, avec des moyens de liaison (L) au circuit fermé de refroidissement (2) du moteur, et des moyens de connexion/déconnexion (18) du réservoir de stockage à un dispositif récepteur de chaleur (A) à poste fixe, pour transférer la chaleur stockée dans le réservoir du véhicule au dispositif récepteur (A) pouvant être équipé d'un second réservoir de chaleur secondaire afin d'alimenter en chaleur des utilisateurs.
Description
SYSTEME POUR LA RECUPERATION D'UNE PARTIE AU MOINS DE LA CHALEUR DEGAGEE PAR UN MOTEUR THERMIQUE DE VEHICULE, ET VEHICULE EQUIPE POUR UN TEL SYSTEME.
L'invention est relative à un système pour la récupération et pour le stockage d'une partie au moins de la chaleur dégagée par un moteur thermique de véhicule, lequel moteur comporte un circuit fermé de refroidissement avec circulation d'un fluide caloporteur et un radiateur pour dissiper cette chaleur, en particulier à l'atmosphère.
Les véhicules à moteur thermique ont un rendement de conversion thermodynamique de l'ordre de 30 % à 35 % (turbo-diesel). Ainsi, la majeure partie de l'énergie consommée par le véhicule est dissipée au niveau du dispositif de refroidissement du moteur, c'est-à-dire du radiateur, par convection forcée ainsi que par l'évacuation des gaz d'échappement de combustion du carburant. La consommation d'énergie individuelle ou collective pour les déplacements au quotidien en véhicule à moteur thermique peut être estimée à environ 10 000 kWh/an pour une distance de 12 000 km parcourus par an avec un véhicule léger. Si l'on admet une moyenne de deux véhicules par famille, la consommation d'énergie par famille est en moyenne de 20 000 kWh/an. Si l'on considère maintenant la consommation d'énergie nécessaire pour la production d'eau chaude sanitaire d'une famille de quatre personnes et pour le chauffage d'une habitation individuelle correctement isolée, on aboutit à une estimation d'environ 15 000 kWh/an, soit une consommation énergétique annuelle du même ordre que la consommation d'énergie pour les déplacements en véhicule à moteur thermique. L'invention a pour but, surtout, de récupérer une partie au moins de la chaleur dégagée par un moteur thermique de véhicule et d'exploiter cette chaleur récupérée, notamment pour la production d'eau sanitaire et/ou pour le chauffage d'une habitation en période hivernale ou de sa climatisation en été avec un groupe à ad- ou absorption alimenté en eau chaude. Selon l'invention, un système pour la récupération d'une partie au moins de la chaleur dégagée par un moteur thermique, lequel moteur comporte un circuit fermé de refroidissement avec circulation d'un fluide caloporteur et un radiateur pour dissiper cette chaleur, en particulier à l'atmosphère, est caractérisé en ce qu'il comprend : - un réservoir primaire de stockage de chaleur installé sur le véhicule, avec des moyens de liaison au circuit fermé de refroidissement du moteur, - et des moyens de connexion/déconnexion rapide et fiable du réservoir de stockage à un dispositif récepteur de chaleur à poste fixe, pour transférer la chaleur stockée dans le réservoir du véhicule au dispositif récepteur. Le dispositif récepteur peut être constitué par un accumulateur de 5 chaleur secondaire comportant des moyens de connexion avec partie conjuguée sur des conduites du réservoir de stockage de chaleur, et des moyens de connexion/déconnexion à un circuit consommateur d'une habitation, notamment ballon d'eau chaude sanitaire et/ou circuit de chauffage de locaux. Un circuit de liaison, constituant les moyens de liaison, peut 10 comporter des moyens pour assurer une circulation du fluide caloporteur vers le réservoir primaire de stockage jusqu'à ce que la capacité de stockage du réservoir primaire soit saturée en chaleur accumulée. Lorsque la température du réservoir primaire de stockage a atteint celle de l'eau du circuit de refroidissement, il n'y a plus de transfert thermique. 15 Le réservoir primaire de stockage de chaleur placé dans le véhicule peut être équipé d'un échangeur liquide/liquide afin de séparer totalement le circuit de refroidissement du véhicule avec celui de transfert de chaleur vers l'utilisateur. Le système peut comporter des moyens pour isoler le circuit fermé 20 du réservoir primaire de stockage lors de la connexion de ce réservoir au dispositif récepteur. Le système peut comporter des moyens pour limiter ou arrêter automatiquement la circulation de fluide caloporteur dans le dispositif de refroidissement du moteur au profit de la circulation dans le réservoir de 25 stockage primaire de chaleur, jusqu'à ce que la capacité de stockage thermique du réservoir soit saturée. Ce dispositif de dérivation, ou de by-pass, du radiateur est en général existant sous forme d'une vanne thermostatique qui s'ouvre progressivement en fonction de la température de l'eau du circuit de refroidissement du moteur. 30 Avantageusement, le réservoir primaire de stockage de chaleur du véhicule contient des composés chimiques propres à changer de phase gel / liquide à une température inférieure à la température de régime du fluide de refroidissement du moteur, en particulier à une température comprise entre 75°C et 85°C. 35 Les composés à changement de phase peuvent être disposés dans des contenants fermés baignant dans un liquide caloporteur. Les contenants peuvent être formés par des poches souples, ou nodules, permettant d'assurer une variation du volume du contenu lors d'un changement de phase. 2 9944 77 3 Le composé à changement de phase peut être constitué par de l'hydrate de baryum, ou de l'acétate de sodium, ou tout autre composé chimique qui présente une chaleur de changement de phase élevée. Pour un véhicule léger, le volume du réservoir primaire de stockage est compris avantageusement entre 110 et 150 litres, avec une capacité de stockage d'environ 20 kWh. Pour une camionnette, le volume du réservoir primaire de stockage est compris avantageusement entre 1100 et 1500 litres, avec une capacité de stockage d'environ 200 kWh, et pour un véhicule lourd, camion ou autobus, le volume du réservoir primaire de stockage est compris avantageusement entre 2800 et 3200 litres, avec une capacité de stockage d'environ 500 kWh. L'invention est également relative à un réservoir primaire de stockage de chaleur pour un système de récupération de chaleur tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de liaison au circuit fermé de refroidissement du moteur thermique, et des moyens de connexion/déconnexion du réservoir de stockage à un dispositif récepteur de chaleur à poste fixe, pour transférer la chaleur stockée dans le réservoir du véhicule au dispositif récepteur. De préférence, le réservoir primaire de stockage de chaleur contient 20 des composés chimiques propres à changer de phase à une température inférieure à la température de régime du fluide de refroidissement. L'invention est également relative à un accumulateur de chaleur secondaire pour un système de récupération de chaleur tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de connexion 25 avec partie conjuguée sur des conduites du réservoir primaire de stockage de chaleur, et des moyens de connexion/déconnexion rapide à un circuit consommateur d'une habitation, notamment ballon d'eau chaude sanitaire et/ou circuit de chauffage de locaux. De préférence, l'accumulateur de chaleur secondaire contient des 30 composés chimiques propres à changer de phase à une température inférieure à la température de régime du fluide de refroidissement. L'invention est également relative à un véhicule à moteur thermique comportant un circuit fermé de refroidissement avec circulation d'un fluide caloporteur et un radiateur pour dissiper cette chaleur, en particulier à 35 l'atmosphère, pour un système de récupération de chaleur tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un réservoir primaire de stockage de chaleur, avec des moyens de liaison au circuit fermé de refroidissement du moteur, et des moyens de connexion/déconnexion rapide du réservoir de stockage à un dispositif récepteur de chaleur à poste fixe, pour transférer la chaleur stockée dans le réservoir du véhicule au dispositif récepteur. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. 1 est un schéma d'un système pour la récupération de chaleur selon l'invention, lors de la connexion du réservoir de stockage primaire du véhicule à un accumulateur de chaleur secondaire. Fig. 2 est un autre schéma du système de récupération. Fig. 3 est un diagramme illustrant la capacité volumique de stockage de chaleur portée en ordonnée, en fonction de la température de stockage portée en abscisse, pour différents composés, et Fig. 4 et 5 sont des schémas, à petite échelle, d'une implantation du réservoir de stockage de chaleur dans le cas d'une camionnette selon Fig. 4, ou d'un véhicule lourd selon Fig. 5. En se reportant à Fig. 1 et 2 des dessins, on peut voir un système R pour la récupération d'une partie au moins de la chaleur dégagée par un moteur thermique M de véhicule 1 qui, selon l'exemple de Fig. 1, est constitué par un véhicule léger. Le moteur M comporte un circuit fermé de refroidissement 2 (Fig. 2) avec circulation d'un fluide caloporteur, généralement de l'eau additionnée d'un liquide antigel, mis en mouvement par une pompe 3 pour la circulation du fluide caloporteur. Le circuit 2 comporte un radiateur 4 dans lequel passe le fluide caloporteur afin de dissiper la chaleur produite par le moteur, en particulier à l'atmosphère. Selon l'invention, le véhicule comporte un réservoir primaire 5 de stockage de chaleur avec des moyens de liaison L (Fig. 2) au circuit fermé de refroidissement du véhicule 2. Selon l'exemple de Fig. 1 où le véhicule est un véhicule léger, le réservoir 5 est installé en partie arrière du véhicule, notamment dans le coffre. Le volume de ce réservoir peut être de l'ordre de 130 litres permettant de stocker une quantité de chaleur d'environ 20 kWh/jour. La capacité thermique de stockage de chaleur du réservoir 1 est adaptée à la taille du moteur du véhicule et au parcours moyen journalier réalisé par ce véhicule. Pour une augmentation significative de la capacité de stockage de chaleur dans un volume réduit, et pour une diminution du poids du réservoir primaire 5, ce dernier contient des composés 6 à changement de phase à une température inférieure à la température de régime du fluide de refroidissement du moteur M. Cette température de changement de phase est généralement comprise entre 75°C et 85°C, ou même inférieure à 75°C, ce qui permet d'utiliser la chaleur latente de changement de phase pour le stockage de chaleur. La température de régime du liquide de refroidissement du moteur est d'environ 95°C. Un exemple de composé 6 est un composé d'hydrate de baryum dont la variation de la capacité volumique de stockage de chaleur est représentée par la courbe 7 de Fig. 3. En ordonnée est portée la capacité volumique de stockage de chaleur exprimée en Wh/m3 et en abscisse la température de stockage de la chaleur en °C. Le changement de phase de l'hydroxyde de baryum Ba(OH)2 se produit à la température de 78°C. Un autre composé qui peut être utilisé est l'acétate de sodium CH3COONa dont l'évolution de la capacité de stockage de chaleur est représentée par la courbe 8 sur Fig. 3. Le changement de phase se produit à une température de 56°C. Les composés 6 à changement de phase sont enfermés dans des contenants 9 baignant dans un liquide 10, de préférence le même que le liquide caloporteur du circuit de refroidissement 2. Les contenants 9 sont avantageusement formés par des poches souples, ou nodules, relativement élastiques permettant une dilatation du composé 6 lors d'un changement de phase gel / liquide. Le liquide 10 est contenu dans un récipient 11 relié par les moyens de liaison L au circuit fermé 2. Ces moyens de liaison L comprennent un conduit d'arrivée 12 et un conduit de retour 13, de préférence formés par des tuyaux flexibles reliés respectivement par un raccord 12a, 13a au circuit 2. Ces raccords peuvent être du type « raccord rapide », et permettent d'assurer une fermeture de chaque conduit lors de la séparation des deux parties du raccord.
Le circuit 2 de refroidissement du moteur peut comporter une valve thermostatique 14 en amont, ou en aval, du radiateur 4 propre à arrêter la circulation du fluide caloporteur dans le radiateur 4, au profit de la circulation dans le réservoir de stockage 5 jusqu'à ce que la capacité de stockage de ce réservoir soit sensiblement saturée. Le raccord 12a est relié à un point du circuit 2 situé en amont de la valve 14. En pratique, la valve thermostatique 14 est sensible à la température du fluide caloporteur qui circule dans le circuit 2 et le récipient 11. A titre d'exemple non limitatif, si la température de régime du circuit de refroidissement du moteur M est de 95°C, la valve thermostatique 14 restera fermée aussi longtemps que la température du fluide caloporteur sera inférieure à 92°C, tandis que la valve thermostatique 14 s'ouvrira pour une température du fluide caloporteur égale ou supérieure à 92°C. La sortie du réservoir primaire 5 est reliée par une conduite 15 à la conduite 13. Une valve 16 est prévue sur la conduite 12 en amont du réservoir 5, tandis qu'une valve 17 est prévue sur la conduite 13 en aval de ce réservoir. La fermeture des valves 16 et 17 permet d'isoler le réservoir 5 du circuit de refroidissement 2. Le système R pour la récupération de chaleur dégagée par le moteur M comprend des moyens de connexion/déconnexion 18 entre le réservoir primaire 5 et un dispositif récepteur A à poste fixe, pour transférer la chaleur stockée du réservoir au dispositif A. Ce dispositif récepteur A est avantageusement constitué par un accumulateur de chaleur secondaire 21 d'un volume adapté à un circuit consommateur de la chaleur, notamment pour la production d'eau sanitaire et/ou pour le chauffage d'une habitation H. Le volume de l'accumulateur secondaire 21 peut être de plusieurs mètres cubes, et cet accumulateur secondaire 21 peut également contenir des composés chimiques à changement de phase pour augmenter sa capacité de stockage de chaleur ou diminuer son volume.
Les moyens 18 de connexion/déconnexion comprennent des conduites 19, 20, de préférence flexibles, branchées sur le circuit de stockage de chaleur de l'accumulateur 21 et munies, à leur extrémité éloignée de l'accumulateur, de raccords rapides 19a, 20a dont une partie conjuguée est prévue sur un prolongement des conduites 12 et 13 du réservoir 5. Lorsque les deux éléments d'un raccord rapide 19a, 20a sont assemblés, le passage du fluide d'une conduite raccordée à l'autre est ouvert, tandis que, lors de la séparation des deux éléments du raccord rapide, les conduites respectives sont fermées. Comme illustré sur Fig. 1, une pompe P peut être installée sur la conduite 19 de l'accumulateur 21, pour accélérer la circulation du fluide et l'échange thermique entre le réservoir primaire de stockage de chaleur du véhicule et l'accumulateur secondaire. Une vanne trois voies 22, avantageusement installée sur la conduite 19, permet d'établir une liaison directe, par une canalisation 23, entre les conduites 19 et 20, pour court- circuiter l'accumulateur 21 lorsque nécessaire. L'accumulateur secondaire 21 comporte en outre des moyens de connexion/déconnexion 24 à un circuit de raccordement 25 pour un dispositif 26 consommateur de chaleur d'une habitation, en particulier un ballon d'eau chaude sanitaire ou une installation de chauffage de locaux, ou un échangeur eau/eau. Le circuit de raccordement 25 est avantageusement constitué par des tuyauteries flexibles, calorifugées, équipées, à leur extrémité tournée vers l'accumulateur 21 d'un raccord rapide 24a, 24b qui permet de relier l'accumulateur 21 au dispositif consommateur 26. Cette liaison peut se faire par l'intermédiaire d'un échangeur eau/eau de manière qu'il n'y ait aucun risque de perte du liquide de refroidissement du véhicule pendant le transfert de la chaleur. Il est possible d'éviter l'accumulateur secondaire 21, fixe, situé chez l'utilisateur de la chaleur, auquel cas le réservoir primaire de stockage 5 du véhicule est directement relié au circuit 25 par l'intermédiaire d'un échangeur fluide/ fluide interne au réservoir primaire de stockage de chaleur placé dans le véhicule, pour transférer la chaleur au dispositif consommateur 26. Le fonctionnement du système est le suivant.
A chaque trajet du véhicule 1, le réservoir primaire de stockage de chaleur 5 se charge en chaleur latente et sensible pour atteindre un maximum lorsque la température du matériau contenu dans le réservoir 5, en particulier du composé à changement de phase, est voisine de la température de régime du liquide de refroidissement du moteur, généralement environ 95°C.
Lorsque le véhicule 1 rejoint son lieu de stationnement, ou son garage, individuel ou collectif, le réservoir 5 est isolé du circuit de refroidissement du moteur, notamment par fermeture des valves 16 et 17, et est relié soit à l'accumulateur secondaire 21 de chaleur, soit directement à un dispositif utilisateur de chaleur 26, notamment un échangeur eau/eau d'un dispositif de chauffage d'une habitation. Il n'y a aucun risque de perte du liquide de refroidissement du véhicule pendant le transfert de la chaleur. Le flux de transfert de chaleur s'effectue entre le véhicule et l'habitation, en donnant la priorité au réchauffage de l'eau chaude sanitaire. Il est possible de prévoir également dans l'accumulateur de chaleur 30 21 des composés à changement de phase. L'invention permet de récupérer une grande partie de la chaleur produite par le moteur thermique, laquelle autrement serait dissipée dans l'atmosphère. On peut envisager de récupérer environ 50 % de l'énergie consommée sous forme de carburant par le véhicule, ceci dans la limite de la 35 capacité de stockage thermique du réservoir primaire de stockage de chaleur. Le volume occupé par le réservoir primaire 5 est relativement réduit. Un tel réservoir primaire de stockage de chaleur peut être installé aisément sur un véhicule déjà en service ou prévu d'origine sur un véhicule de société ou privé. Dans le cas d'une camionnette 27 ou d'un camion 28, comme illustré sur Fig. 4 et 5, le réservoir 5 peut être installé derrière et contre la cabine du véhicule.
L'usage quotidien d'un véhicule léger et le besoin journalier de chaleur pour un logement correspondent à des quantités de chaleur comparables pour une famille de quatre personnes qui utilise au quotidien deux véhicules, de telle sorte qu'il existe une synergie entre la quantité de chaleur produite par le véhicule et la consommation de chaleur pour l'habitation.
L'invention permet d'assurer une réduction significative de la consommation d'énergie primaire pour le chauffage, la climatisation assurée par un groupe froid à ab- ou adsorption et la production d'eau chaude sanitaire, et donc une réduction de la facture énergétique des ménages. L'invention a donc un impact énergétique, économique et environnemental sensible.
L'invention permet également une réduction des émissions de gaz à effet de serre GHG, et une amélioration du bilan carbone dû à la synergie entre les transports et réservoir de stockage primaire le chauffage des bâtiments. Du fait de la présence de chaleur résiduelle accumulée dans le réservoir primaire 5 au moment du démarrage du véhicule, on peut également noter une réduction de la consommation de carburant pendant la phase de démarrage à froid, une réduction de l'usure des pièces en frottement au démarrage avec amélioration de la longévité, un réchauffage de l'habitacle et un désembuage rapides, source de confort et de sécurité. L'impact du surpoids du réservoir primaire de stockage de chaleur dans le véhicule intervient pour quelques pour cent de la surconsommation de carburant du véhicule, alors que la chaleur ainsi récupérée peut potentiellement atteindre 50% de l'énergie du carburant. Les applications de l'invention concernent notamment les maisons individuelles avec garage pour véhicule, ou les immeubles collectifs ou les bureaux avec garages reliés à un circuit public ou privé commun. L'intérêt de l'invention concerne également les garages municipaux pour autobus ou bennes d'ordures ménagères qui ont des tournées journalières régulières, en vue du chauffage d'établissements collectifs tels que piscines, gymnases, ateliers, écoles, lycées, collèges.
Comme autre exemple d'application, les dispositifs de chauffage ou d'eau sanitaire d'hôpitaux pourraient être raccordés à un parc d'ambulances équipées de réservoirs de stockage selon l'invention ou les voitures de la poste pour le chauffage des centres de tri qui fonctionnent nuit et jour. De la même manière, les équipements de chauffage ou d'eau sanitaire de maisons de personnes âgées pourraient être raccordés à des réservoirs de stockage de chaleur de véhicules du personnel médical. Afin d'éviter tout risque d'incident au cours d'un mouvement intempestif du véhicule lorsque le circuit de liaison sera branché vers le circuit d'utilisation, un contact électrique interdira le démarrage du véhicule tant que le raccordement fluide sera connecté. Ceci de la même façon que pour les véhicules électriques en cours de rechargement sur une borne.10
Claims (18)
- REVENDICATIONS1. Système pour la récupération d'une partie au moins de la chaleur dégagée par un moteur thermique de véhicule, lequel moteur comporte un circuit fermé de refroidissement avec circulation d'un fluide caloporteur et un radiateur pour dissiper cette chaleur, en particulier à l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il comprend : - un réservoir primaire (5) de stockage de chaleur installé sur le véhicule, avec des moyens de liaison (L) au circuit fermé de refroidissement (2) du moteur, - et des moyens de connexion/déconnexion (18) du réservoir de stockage à un dispositif récepteur de chaleur (A) à poste fixe, pour transférer la chaleur stockée dans le réservoir du véhicule au dispositif récepteur (A).
- 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif récepteur (A) est constitué par un accumulateur de chaleur secondaire (21) comportant des moyens de connexion (19a, 20a) avec partie conjuguée sur des conduites (12, 13) du réservoir primaire (5) de stockage de chaleur, et des moyens de connexion/déconnexion (24) à un circuit consommateur (25) d'une habitation, notamment ballon d'eau chaude sanitaire et/ou circuit de chauffage de locaux.
- 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réservoir primaire (5) de stockage de chaleur est équipé d'un échangeur liquide/liquide afin de séparer totalement le circuit de refroidissement du véhicule avec celui de transfert de chaleur vers l'utilisateur.
- 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16, 17) pour isoler le circuit fermé (2) du réservoir primaire (5) de stockage lors de la connexion de ce réservoir primaire (5) au dispositif récepteur (A).
- 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (14) pour réguler, limiter ou arrêter la circulation de fluide caloporteur dans le dispositif de refroidissement (4) du moteur au profit de la circulation dans le réservoir (5) de stockage de chaleur, jusqu'à ce que la capacité de stockage thermique du réservoir soit saturée. 2 9944 77 11
- 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir primaire (5) de stockage de chaleur du véhicule contient des composés chimiques (6) propres à changer de phase à une température inférieure à la température de régime du fluide de refroidissement du moteur. 5
- 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les composés (6) à changement de phase sont propres à changer de phase gel / liquide à une température comprise entre 75°C et 85°C. 10
- 8. Système selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les composés (6) à changement de phase sont disposés dans des contenants fermés (9) baignant dans un liquide caloporteur (10).
- 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que les contenants (9) 15 sont formés par des poches souples, ou nodules, permettant d'assurer une variation du volume du contenu lors d'un changement de phase.
- 10. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le composé (6) à changement de phase est constitué par de l'hydrate de baryum, ou de l'acétate 20 de sodium, ou tout autre composé chimique qui présente une chaleur de changement de phase élevée.
- 11. Système selon la revendication 1, pour véhicule léger (1), caractérisé en ce que le volume du réservoir primaire (5) de stockage est compris entre 110 et 25 150 litres, avec une capacité de stockage d'environ 20 kWh.
- 12. Système selon la revendication 1 pour camionnette (27), caractérisé en ce que le volume du réservoir primaire (5) de stockage est compris entre 1100 et 1500 litres, avec une capacité de stockage d'environ 200 kWh.
- 13. Système selon la revendication 1 pour véhicule lourd (28), camion ou autobus, caractérisé en ce que le volume du réservoir primaire de stockage est compris entre 2800 et 3200 litres, avec une capacité de stockage d'environ 500 kWh.
- 14. Réservoir primaire de stockage de chaleur pour un système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de liaison (L) au circuit fermé de refroidissement du 30 35moteur thermique, et des moyens de connexion/déconnexion (18) du réservoir primaire de stockage à un dispositif récepteur de chaleur à poste fixe, pour transférer la chaleur stockée dans le réservoir du véhicule au dispositif récepteur.
- 15. Réservoir primaire de stockage de chaleur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il contient des composés chimiques (6) propres à changer de phase à une température inférieure à la température de régime du fluide de refroidissement.
- 16. Accumulateur de chaleur secondaire pour un système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de connexion (19a, 20a) avec partie conjuguée sur des conduites du réservoir primaire de stockage de chaleur, et des moyens de connexion/déconnexion (24) à un circuit consommateur (25) d'une habitation, notamment ballon d'eau chaude sanitaire et/ou circuit de chauffage de locaux.
- 17. Accumulateur de chaleur secondaire selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il contient des composés chimiques propres à changer de phase à une température inférieure à la température de régime du fluide de refroidissement.
- 18. Véhicule à moteur thermique comportant un circuit fermé de refroidissement avec circulation d'un fluide caloporteur et un radiateur pour dissiper cette chaleur, en particulier à l'atmosphère, pour un système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un réservoir primaire (5) de stockage de chaleur, avec des moyens de liaison (L) au circuit fermé (2) de refroidissement du moteur, et des moyens de connexion/déconnexion (18) du réservoir de stockage à un dispositif récepteur de chaleur (A) à poste fixe, pour transférer la chaleur stockée dans le réservoir du véhicule au dispositif récepteur.
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2454599A1 (fr) * | 1979-04-18 | 1980-11-14 | Sulzer Ag | Procede d'amelioration de l'echange de chaleur dans un accumulateur de chaleur latente et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
CH621859A5 (en) * | 1977-05-05 | 1981-02-27 | Lothar Schilf | Heat accumulator |
FR2507752A1 (fr) * | 1981-06-10 | 1982-12-17 | Pochard Raymond | Procede et dispositif de production d'eau chaude a usage domestique a partir de l'energie perdue au cours du refroidissement des moteurs de vehicules |
DE19516406A1 (de) * | 1994-05-25 | 1995-11-30 | Lothar Mueller | Anordnung mit einem Verbrennungsmotor |
DE19719824A1 (de) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Thau Barbara | Verfahren zur Nutzung der in Kraftfahrzeugen anfallenden Prozeßwärme |
DE10108150A1 (de) * | 2000-08-03 | 2002-02-21 | Globe Thermal Energy Ag | Latentwärmespeicher |
EP1426601A1 (fr) * | 2002-12-03 | 2004-06-09 | John Andrew Thomason | Procédé et dispositif pour la conservation de la chaleur |
DE202008000319U1 (de) * | 2008-01-08 | 2008-04-24 | Vormwald, Günter | Wärmespeicher in Kraftfahrzeugen |
AT508056A1 (de) * | 2009-04-06 | 2010-10-15 | Arnold Hefter | Solaranlage |
DE102009024497A1 (de) * | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Triesch, Frank, Dr. Ing. | Kraft-Wärme-Kopplung |
-
2012
- 2012-08-10 FR FR1257760A patent/FR2994477A1/fr active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH621859A5 (en) * | 1977-05-05 | 1981-02-27 | Lothar Schilf | Heat accumulator |
FR2454599A1 (fr) * | 1979-04-18 | 1980-11-14 | Sulzer Ag | Procede d'amelioration de l'echange de chaleur dans un accumulateur de chaleur latente et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
FR2507752A1 (fr) * | 1981-06-10 | 1982-12-17 | Pochard Raymond | Procede et dispositif de production d'eau chaude a usage domestique a partir de l'energie perdue au cours du refroidissement des moteurs de vehicules |
DE19516406A1 (de) * | 1994-05-25 | 1995-11-30 | Lothar Mueller | Anordnung mit einem Verbrennungsmotor |
DE19719824A1 (de) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Thau Barbara | Verfahren zur Nutzung der in Kraftfahrzeugen anfallenden Prozeßwärme |
DE10108150A1 (de) * | 2000-08-03 | 2002-02-21 | Globe Thermal Energy Ag | Latentwärmespeicher |
EP1426601A1 (fr) * | 2002-12-03 | 2004-06-09 | John Andrew Thomason | Procédé et dispositif pour la conservation de la chaleur |
DE202008000319U1 (de) * | 2008-01-08 | 2008-04-24 | Vormwald, Günter | Wärmespeicher in Kraftfahrzeugen |
AT508056A1 (de) * | 2009-04-06 | 2010-10-15 | Arnold Hefter | Solaranlage |
DE102009024497A1 (de) * | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Triesch, Frank, Dr. Ing. | Kraft-Wärme-Kopplung |
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