FR3040776A1 - ENERGY RECOVERY SYSTEM - Google Patents
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- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
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Abstract
La présente invention se rapporte à un système (100) échangeur de récupération d'énergie, comportant un échangeur (10), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des éléments (30) de tuyauterie pour l'évacuation des fumées, et en ce qu'il comporte en outre un module (40) de régulation comportant un transmetteur (41) de température, un régulateur (42) PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne (43) d'échange à trois voies, ledit module (40) de régulation permettant d'obtenir une quantité prédéterminée de chaleur provenant de gaz d'échappement à destination d'un module (50) de climatisation à absorption.The present invention relates to a system (100) energy recovery exchanger, comprising an exchanger (10), characterized in that it further comprises elements (30) of piping for the evacuation of fumes, and it further comprises a regulation module (40) comprising a temperature transmitter (41), a regulator (42) PID (Proportional Integral Derivative) and a three-way exchange valve (43), said module (42) 40) for obtaining a predetermined amount of heat from exhaust gas to an absorption air conditioning module (50).
Description
SYSTEME DE RECUPERATION D’ENERGIE Domaine de l’inventionENERGY RECOVERY SYSTEM Field of the invention
La présente invention se rapporte au domaine des procédés et systèmes de récupération d’énergie.The present invention relates to the field of energy recovery methods and systems.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à un système échangeur de récupération d’énergie.The present invention relates more particularly to an energy recovery exchanger system.
La présente invention s’applique particulièrement, mais non exclusivement, à des abris techniques mobiles civils et militaires.The present invention is particularly, but not exclusively, applicable to civil and military mobile technical shelters.
Etat de la techniqueState of the art
On connaît dans l’état de la technique des systèmes de servitudes intégrées permettant la production et la gestion d’énergies, (thermique, production de froid et production d’électricité) pour des abris techniques mobiles. Ces systèmes utilisent comme source de production d’énergie primaire un groupe électrogène fonctionnant avec un carburant hydrocarbure. Or, à ce jour, l’énergie thermique dégagée au niveau de l’échappement du groupe électrogène.est inexploitée.In the state of the art, integrated service systems are known for the production and management of energy (thermal, cold production and electricity production) for mobile technical shelters. These systems use as a source of primary energy production a generator operating with a hydrocarbon fuel. However, to date, the thermal energy released at the exhaust of the generator is untapped.
Il existe des procédés de récupération d’énergie provenant de fumées, mais dans des centrales de cogénération pour la récupération d’énergie lors du brûlage de déchets. Toutefois, ces centrales possèdent des grandeurs récupérables de l’ordre du Mégawatt, et les procédés utilisés dans ce type de systèmes ne sont pas adaptés à des modules de taille plus restreinte, tels des groupes électrogènes. De plus, ces procédés de l’état de la technique concernent des domaines réellement spécifiques et ne sont pas applicables à des systèmes courants comportant un groupe électrogène.There are processes for recovering energy from fumes, but in cogeneration plants for the recovery of energy during the burning of waste. However, these plants have recoverable quantities of the order of one megawatt, and the methods used in this type of system are not suitable for smaller modules, such as generators. In addition, these prior art methods concern truly specific areas and are not applicable to current systems comprising a generator.
Exposé de llnventionStatement of the invention
La présente invention entend remédier aux inconvénients de l’art antérieur en proposant un système échangeur de récupération d’énergie permettant d’utiliser les calories portées par des gaz d’échappement d’un groupe électrogène pour les transférer à un liquide caloporteur permettant le réchauffement d’un mélange chimique de production de froid. A cet effet, la présente invention concerne, dans son acception la plus générale, un système échangeur de récupération d’énergie, comportant un échangeur, caractérisé en ce qu’il comporte en outre des éléments de tuyauterie pour l’évacuation des fumées, et en ce qu’il comporte en outre un module de régulation comportant un transmetteur de température, un régulateur PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne d’échange à trois voies, ledit module de régulation permettant d’obtenir une quantité prédéterminée de chaleur provenant de gaz d’échappement à destination d’un module de climatisation à absorption.The present invention intends to overcome the drawbacks of the prior art by proposing an energy recovery exchanger system making it possible to use the calories carried by the exhaust gases of a generator set to transfer them to a heat-transfer liquid allowing the heating to take place. a chemical mixture of cold production. To this end, the present invention relates, in its most general sense, to an energy recovery exchanger system, comprising an exchanger, characterized in that it further comprises pipe elements for evacuation of fumes, and in that it further comprises a regulation module comprising a temperature transmitter, a PID regulator (Proportional Integral Derivative) and a three-way exchange valve, said regulation module making it possible to obtain a predetermined quantity of heat from exhaust gas to an absorption air conditioning module.
Ainsi, le système selon la présente invention permet d’utiliser les calories portées par des gaz d’échappement d’un groupe électrogène pour les transférer à un liquide caloporteur permettant le réchauffement d’un mélange chimique de production de froid.Thus, the system according to the present invention makes it possible to use the calories carried by the exhaust gases of a generator set to transfer them to a heat-transfer liquid allowing the heating of a chemical cold production mixture.
Le système selon la présente invention permet également de maîtriser la quantité d’énergie en sortie, ceci quelles que soient la température et les conditions d’environnement et quelle que soit la production d’énergie électrique fournie par un groupe électrogène.The system according to the present invention also makes it possible to control the quantity of energy output, whatever the temperature and the environmental conditions and regardless of the production of electrical energy supplied by a generator.
Le système selon la présente invention, grâce à l’action du transmetteur de température et de la vanne, fonctionne quelle que soit la valeur du binôme température/consommation.The system according to the present invention, thanks to the action of the temperature transmitter and the valve, operates regardless of the value of the binomial temperature / consumption.
Avantageusement, ledit transmetteur de température est situé sur un circuit retour de fluide.Advantageously, said temperature transmitter is located on a fluid return circuit.
Selon un mode de réalisation, ledit transmetteur de température permet de fixer une consigne en température de fluide caloporteur.According to one embodiment, said temperature transmitter makes it possible to set a coolant temperature set point.
Selon un mode de réalisation, ledit régulateur PID permet d’effectuer une régulation en boucle fermée.According to one embodiment, said PID regulator makes it possible to perform a closed-loop control.
De préférence, ladite vanne d’échange permet de dévier lesdits gaz d’échappement vers un ensemble de tuyauterie d’évacuation en cas de quantité de chaleur transmise trop élevée.Preferably, said exchange valve makes it possible to deflect said exhaust gases towards a set of exhaust pipes in the event of a quantity of heat transmitted too high.
Avantageusement, ledit système est relié à un groupe électrogène.Advantageously, said system is connected to a generator.
Selon une variante, l’intégralité des gaz d’échappement traverse l’échangeur.According to a variant, the entire exhaust gas passes through the exchanger.
Selon une autre variante, une partie des gaz d’échappement ne traverse pas l’échangeur, mais est déviée grâce à ladite vanne d’échange dans un ensemble de tuyauterie d’évacuation.According to another variant, a portion of the exhaust gas does not pass through the exchanger, but is diverted by said exchange valve into a set of exhaust piping.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
On comprendra mieux l’invention à l’aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d’un mode de réalisation de l’invention, en référence aux Figures dans lesquelles : • la Figure 1 est un schéma de principe du système selon la présente invention dans un mode de réalisation ; • la Figure 2 représente le système selon la présente invention dans un mode de réalisation ; • la Figure 3 illustre un exemple d’un système comportant un module PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne d’échange ; et • la Figure 4 représente un exemple d’action du régulateur.The invention will be better understood from the following description, given purely for explanatory purposes, of one embodiment of the invention, with reference to the figures in which: FIG. 1 is a schematic diagram of the system according to the present invention in one embodiment; Figure 2 shows the system according to the present invention in one embodiment; FIG. 3 illustrates an example of a system comprising a PID (Proportional Integral Derivative) module and an exchange valve; and • Figure 4 shows an example of regulator action.
Description détaillée des modes de réalisation de llnventionDetailed Description of the Embodiments of the Invention
La présente invention se rapporte à un système 100 échangeur de récupération d’énergie.The present invention relates to a system 100 energy recovery exchanger.
Le système selon la présente invention fonctionne quel que soit le binôme température / consommation du groupe électrogène. L’objectif est de maintenir l’extrasurface et donc de proposer un système de régulation permettant d’atteindre une valeur d’extrasurface au maximum de 30 % supérieure à la valeur nominale calculée.The system according to the present invention operates regardless of the pair temperature / consumption of the generator. The objective is to maintain the extrasurface and thus to propose a regulation system allowing to reach an extrasurface value up to 30% higher than the calculated nominal value.
En cas de pourcentage d’extrasurface trop élevé, cela présenterait des risques de vaporisation de l’eau et donc de cavitation, ce qui endommagerait le circuit.If the percentage of extrasurface too high, this would present risks of vaporization of the water and therefore cavitation, which would damage the circuit.
Ainsi, le système selon la présente invention associe un échangeur et un système de contrôle d’entrée des fumées.Thus, the system according to the present invention combines an exchanger and a fumes inlet control system.
La Figure 1 est un schéma de principe du système selon la présente invention dans un mode de réalisation.Figure 1 is a block diagram of the system according to the present invention in one embodiment.
On observe sur la Figure 1 un échangeur type air/eau couplé à un système de régulation, placé entre un circuit de fumées et un circuit d’eau. Un transfert de calories est opéré entre le circuit de fumées et le circuit d’eau via l’échangeur, et un transfert de frigories est opéré entre le circuit d’eau et le circuit de fumées via l’échangeur.FIG. 1 shows an air / water type exchanger coupled to a control system, placed between a flue gas circuit and a water circuit. A transfer of calories is operated between the flue gas circuit and the water circuit via the exchanger, and a transfer of frigories is operated between the water circuit and the flue gas circuit via the exchanger.
La Figure 2 représente le système selon la présente invention dans un mode de réalisation.Figure 2 shows the system according to the present invention in one embodiment.
On observe sur la Figure 2 le système 100 selon la présente invention. Un groupe électrogène 60 fournit des gaz d’échappement, qui alimentent une vanne 43 trois voies proportionnelle, reliée à un ensemble 30 de tuyauterie d’évacuation et à un échangeur 10. Le fluide caloporteur entre et sort via l’échangeur 10.FIG. 2 shows the system 100 according to the present invention. A generator 60 provides exhaust gas, which feeds a proportional three-way valve 43, connected to a set of discharge piping and to a heat exchanger 10. The coolant enters and exits via the exchanger 10.
Le système 100 selon l’invention comporte un échangeur 10 et comporte en outre un module 43 de vannes à trois voies, des éléments 30 de tuyauterie pour l’évacuation des fumées.The system 100 according to the invention comprises an exchanger 10 and further comprises a module 43 of three-way valves, 30 pipe elements for the evacuation of fumes.
Le système 100 selon l’invention comporte en outre un module 40 de régulation comportant un transmetteur 41 de température, un régulateur 42 PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne 43 d’échangeThe system 100 according to the invention further comprises a regulation module 40 comprising a temperature transmitter 41, a regulator 42 PID (Proportional Integral Derivative) and a valve 43 exchange
Le module 40 de régulation permet d’obtenir une quantité prédéterminée de chaleur provenant de gaz d’échappement à destination d’un module 50 de climatisation à absorption.The regulation module 40 makes it possible to obtain a predetermined quantity of heat coming from exhaust gases for an absorption air conditioning module 50.
Le système de régulation présent dans le système selon la présente invention permet d’obtenir la quantité de chaleur souhaitée qui provient des fumées d’échappement vers un module de climatisation à absorption.The control system present in the system according to the present invention makes it possible to obtain the desired quantity of heat which comes from the exhaust fumes to an absorption air conditioning module.
Dans un mode de réalisation, le transmetteur 41 de température est situé sur un circuit retour de fluide.In one embodiment, the temperature transmitter 41 is located on a fluid return circuit.
Le transmetteur 41 de température permet de fixer la consigne de procédé (température du fluide caloporteur à obtenir).The temperature transmitter 41 makes it possible to set the process instruction (temperature of the coolant to be obtained).
Dans un mode de réalisation, le transmetteur 41 de température permet de fixer une consigne en température de fluide caloporteur.In one embodiment, the temperature transmitter 41 makes it possible to set a coolant temperature set point.
Le régulateur 42 PID (Proportionnel Intégral Dérivé) permet d’effectuer une régulation en boucle fermée. Il a comme information le débit et la température de fumées mesurées. La consigne de débit lui est donnée par l’ingénierie du procédé.The regulator 42 PID (Proportional Integral Derivative) makes it possible to carry out a regulation in closed loop. Its information is the flow rate and the measured flue gas temperature. The flow instruction is given by the process engineering.
Dans un mode de réalisation, ladite vanne 43 d’échange permet de dévier lesdits gaz d’échappement vers un ensemble de tuyauterie d’évacuation en cas de chaleur transmise trop élevée.In one embodiment, said exchange valve 43 deflects said exhaust gas to a set of exhaust piping in case of heat transmitted too high.
Dans un mode de réalisation, ledit système est relié à un groupe électrogène.In one embodiment, said system is connected to a generator.
Selon une variante, l’intégralité des gaz d’échappement traverse l’échangeur.According to a variant, the entire exhaust gas passes through the exchanger.
Selon une autre variante, une partie des gaz d’échappement ne traverse pas l’échangeur, mais est déviée grâce à ladite vanne d’échange dans un ensemble de tuyauterie d’évacuation.According to another variant, a portion of the exhaust gas does not pass through the exchanger, but is diverted by said exchange valve into a set of exhaust piping.
La Figure 3 illustre un exemple d’un système comportant un module PID (Proportionnel Intégral Dérivé) et une vanne d’échange.Figure 3 illustrates an example of a system comprising a PID (Proportional Integral Derivative) module and an exchange valve.
La Figure 4 représente un exemple d’action du régulateur.Figure 4 shows an example of the regulator action.
On observe sur la Figure 4 l’action exercée par le régulateur en fonction de la température de l’eau retour et de la consigne de 150° C à obtenir.The action exerted by the regulator as a function of the temperature of the return water and the set point of 150 ° C. to be obtained is observed in FIG.
La présente invention s’applique particulièrement, mais non exclusivement, à des abris techniques mobiles civils et militaires. L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet.The present invention is particularly, but not exclusively, applicable to civil and military mobile technical shelters. The invention is described in the foregoing by way of example. It is understood that the skilled person is able to realize different variants of the invention without departing from the scope of the patent.
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2015
- 2015-09-03 FR FR1558157A patent/FR3040776B1/en active Active
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