FR3091340A1

FR3091340A1 - Système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide à circulation gazeuse améliorée

Info

Publication number: FR3091340A1
Application number: FR1874411A
Authority: FR
Inventors: Joël Wyttenbach; Fabien BRUYAT; Romain JOUBERT
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2038-12-31
Also published as: FR3091340B1

Abstract

Un système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide atmosphérique (10) comprend plusieurs chambres de réaction (26) comprenant chacune un lit de matériau réactif respectif (34), et des dispositifs de ventilation (52) respectivement agencés dans les chambres de réaction et commandés sélectivement de manière à permettre une modulation de la puissance du système en faisant varier le nombre de chambres de réaction (26) où se produit une réaction endothermique pour stocker de l’énergie thermique ou une réaction exothermique pour libérer de l’énergie thermique préalablement stockée. Figure pour l’abrégé : Figure 2

Description

Titre de l'invention : Système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide à circulation gazeuse améliorée Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine des réacteurs thermochimiques à air humide.

[0002] Un réacteur thermochimique permet de faire réagir au moins deux réactifs, tour à tour pour les associer de manière exothermique, et pour les dissocier de manière endothermique.

[0003] Particulièrement, ce type de réacteur est utilisé pour stocker la chaleur de manière dense et sur de longues durées. Une application importante mais non limitative consiste à utiliser la chaleur solaire pour dissocier les réactifs puis à chauffer un bâtiment en les réassociant. Ces deux opérations peuvent être séparées par un intervalle de temps important. Il est en particulier possible d’utiliser cette technologie pour réaliser un stockage de chaleur intersaisonnier.

[0004] Le domaine de la présente invention se limite au domaine des réacteurs thermochimiques à air humide, c'est-à-dire dans lesquels un flux d’air est utilisé en tant que fluide caloporteur assurant les échanges thermiques entre l’un des réactifs, solide, et le milieu extérieur, et dans lesquels un autre des réactifs est de l’eau sous forme de vapeur contenue dans le flux d’air.

[0005] L’invention concerne en particulier, mais non exclusivement, les réacteurs dans lesquels le réactif solide est stocké tandis que l’eau, constituant l’autre réactif, n’est pas stockée et est prélevée dans l’air atmosphérique. De tels réacteurs thermochimiques fonctionnent ainsi en système ouvert au regard du réactif gazeux.

[0006] La réaction thermochimique opérée dans un tel système est une réaction de sorption de nature chimique et/ou physique.

[0007] De plus, le domaine de la présente invention se limite plus particulièrement au domaine des réacteurs intégrés à lit fixe. Un réacteur thermochimique est dit « intégré » quand une seule et même enceinte contient le lieu de la réaction et le stockage d’au moins un réactif. Ce dernier est, en l’espèce, le réactif solide. De plus, avec un lit fixe, le réactif solide reste toujours dans la zone où il est stocké.

Technique antérieure

[0008] De l’état de la technique, il est connu un système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide, conçu pour fonctionner alternativement dans un mode de stockage d’énergie thermique et dans un mode de libération d’énergie thermique, et comprenant : un réacteur thermochimique comprenant une enceinte comportant une entrée d’air pour admettre un flux d’air dans l’enceinte et une sortie d’air pour rejeter le flux d’air hors de l’enceinte ; un dispositif de captation d’énergie thermique extérieur à l’enceinte du réacteur thermochimique ; et un système de diffusion de chaleur extérieur à l’enceinte du réacteur thermochimique ; dans lequel le réacteur thermochimique comprend en outre, au sein de l’enceinte : une pluralité de chambres de réaction comportant chacune une entrée d’air respective et une sortie d’air respective qui sont configurées pour permettre la circulation d’une partie respective du flux d’air depuis l’entrée d’air respective jusqu’à la sortie d’air respective, et un lit de matériau réactif respectif configuré pour être traversé par la partie respective du flux d’air et configuré pour être déshydraté de manière endothermique pour stocker de l’énergie thermique, dans le mode de stockage d’énergie, et pour être hydraté de manière exothermique pour libérer l’énergie thermique préalablement stockée, dans le mode de libération d’énergie ; un passage d’air amont reliant l’entrée d’air de l’enceinte à l’entrée d’air respective de chacune des chambres de réaction ; un passage d’air aval séparé du passage d’air amont et reliant la sortie d’air respective de chacune des chambres de réaction à la sortie d’air de l’enceinte ; un premier dispositif de transfert d’énergie configuré pour fournir de l’énergie thermique à chacun des lits de matériau réactif respectifs des chambres de réaction, à partir d’énergie fournie par le dispositif de captation d’énergie thermique, dans le mode de stockage d’énergie ; un deuxième dispositif de transfert d’énergie agencé dans le passage d’air aval et configuré pour transférer de l’énergie thermique du flux d’air au système de diffusion de chaleur, dans le mode de libération d’énergie ; et un système de ventilation configuré pour faire circuler le flux d’air depuis l’entrée d’air de l’enceinte jusqu’à la sortie d’air de l’enceinte.

[0009] Le système de ventilation est en général constitué d’un ventilateur agencé dans le passage d’air amont, en amont des chambres de réaction, ou dans le passage d’air aval, en aval des chambres de réaction, eu égard au trajet du flux d’air.

[0010] La puissance thermique d’un tel système, en mode de libération d’énergie, est ainsi déterminée par la quantité de matériau réactif exposé au flux d’air dans chacune des chambres de réaction et par la cinétique de la réaction d’hydratation exothermique, qui est une donnée fixe, par l’état d’hydratation du matériau réactif solide, et par le débit du flux d’air.

[0011] Pour une puissance thermique plus faible, les systèmes actuels ne permettent toutefois pas de réduire les pertes thermiques associées au stock de matériau réactif.

[0012] Il existe donc un besoin pour un système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide atmosphérique dont la puissance thermique soit modulable tout en maintenant un bon niveau d’efficacité énergétique, en mode de libération d’énergie thermique.

Exposé de l’invention

[0013] L’invention propose à cet effet un système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide atmosphérique du type décrit ci-dessus, dans lequel le système de ventilation comprend une pluralité de dispositifs de ventilation agencés respectivement dans les chambres de réaction de manière à faire circuler chaque partie respective du flux d’air au travers du lit de matériau réactif respectif correspondant, et une unité de commande configurée pour commander les dispositifs de ventilation indépendamment les uns des autres.

[0014] D’une manière générale, la configuration du système de ventilation permet de faire varier la puissance thermique du système de stockage/libération thermochimique d’énergie en mode de libération d’énergie thermique d’une manière simple, économique, et efficace, en permettant de moduler le nombre de chambres de réaction contribuant, à un instant donné, à la production d’énergie thermique par le système.

[0015] En effet, le nombre de dispositifs de ventilation en fonctionnement à un instant donné détermine le nombre de chambres de réaction actives, c'est-à-dire dans lesquelles a lieu la réaction d’hydratation exothermique. Il suffit en effet d’alimenter électriquement le dispositif de ventilation d’une chambre de réaction pour qu’une partie respective du flux d’air circule dans le lit de matériau réactif correspondant et apporte ainsi au lit de matériau réactif respectif correspondant la vapeur d’eau nécessaire à la réaction d’hydratation exothermique. Inversement, il suffit de ne pas alimenter le dispositif de ventilation d’une chambre de réaction pour que, faute d’apport de vapeur d’eau, la réaction d’hydratation exothermique n’ait pas lieu dans ladite chambre de réaction.

[0016] De manière analogue, en mode de stockage d’énergie thermique, le système permet d’adapter le nombre de chambres de réaction actives, et donc la quantité de matériau réactif solide soumis à la réaction endothermique de déshydratation, à la puissance thermique disponible au niveau du dispositif de captation d’énergie thermique.

[0017] De préférence, les dispositifs de ventilation sont agencés dans les sorties d’air respectives des chambres de réaction.

[0018] De préférence, pour chacune des chambres de réaction :

- le lit de matériau réactif respectif présente une surface d’entrée pour la partie respective du flux d’air, agencée du côté de l’entrée d’air respective de la chambre de réaction, et une surface de sortie pour la partie respective du flux d’air, agencée du côté de la sortie d’air respective de la chambre de réaction, et

- la chambre de réaction est délimitée par une paroi d’extrémité respective agencée en regard de la surface de sortie du lit de matériau réactif respectif de sorte qu’un passage aéraulique de sortie respectif de la chambre de réaction délimité par la paroi d’extrémité respective et par la surface de sortie du lit de matériau réactif respectif débouche dans la sortie d’air respective de la chambre de réaction.

[0019] De préférence, pour chacune des chambres de réaction, la paroi d’extrémité respective est inclinée par rapport à la surface de sortie du lit de matériau réactif respectif de manière à se rapprocher de la surface de sortie du lit de matériau réactif respectif en s’éloignant de la sortie d’air respective de la chambre de réaction.

[0020] De préférence, les chambres de réaction sont en outre délimitées par une première paroi qui sépare les chambres de réaction du passage d’air amont, et par une deuxième paroi qui sépare les chambres de réaction du passage d’air aval et dans laquelle est agencée la sortie d’air respective de chacune des chambres de réaction, la paroi d’extrémité respective de chacune des chambres de réaction étant raccordée à la première paroi et à la deuxième paroi.

[0021] De préférence, l’entrée d’air respective d’au moins certaines des chambres de réaction est agencée dans la première paroi.

[0022] Dans des modes de réalisation de l’invention, l’entrée d’air respective de chacune des chambres de réaction est agencée dans la première paroi, sauf éventuellement en ce qui concerne celle parmi les chambres de réaction qui est située le plus près de l’entrée d’air de l’enceinte.

[0023] L’invention concerne également un procédé de mise en œuvre d’un système du type décrit ci-dessus, comportant au moins une étape de mise en marche de certains au moins des dispositifs de ventilation.

[0024] Le procédé comprend avantageusement au moins une phase de stockage d’énergie thermique, dans laquelle :

A) un flux d’air est admis dans l’enceinte par l’entrée d’air de celle-ci ; puis

B) le flux d’air circule dans le passage d’air amont ; puis

C) le flux d’air se divise en des parties qui pénètrent respectivement dans chacune des chambres de réaction dont le dispositif de ventilation respectif est en fonctionnement ; puis

D) de la chaleur est transférée au lit de matériau réactif respectif de chacune des chambres de réaction concernée par la circulation des parties du flux d’air, à partir d’énergie fournie par le dispositif de captation d’énergie thermique, de sorte que s’opère une réaction endothermique réversible de déshydratation du matériau réactif, aboutissant à un enrichissement en vapeur d’eau des parties du flux d’air ; puis

E) les parties du flux d’air pénètrent dans le passage d’air aval par les sorties d’air respectives des chambres de réaction, et le flux d’air ainsi formé circule dans le passage d’air aval jusqu’à la sortie d’air de l’enceinte ; puis

E) le flux d’air est rejeté hors de l’enceinte par la sortie d’air de l’enceinte.

[0025] Le procédé comprend avantageusement au moins une phase de libération d’énergie thermique, dans laquelle :

G) un flux d’air est admis dans l’enceinte du réacteur thermochimique par l’entrée d’air de l’enceinte ;

H) le flux d’air circule dans le passage d’air amont ;

I) le flux d’air se divise en des parties qui pénètrent respectivement les chambres de réaction dont le dispositif de ventilation respectif est en fonctionnement, par les entrée d’air respectives desdites chambres de réaction ;

J) les parties du flux d’air circulent respectivement au travers des lits de matériau réactif respectifs des chambres de réaction correspondantes, de sorte que s’opère une réaction exothermique réversible d’hydratation du matériau réactif à partir de vapeur d’eau contenue dans chacune des parties du flux d’air, entraînant un transfert de chaleur à chacune des parties du flux d’air à partir de chacun des lits de matériau réactif respectifs des chambres de réaction correspondantes ;

K) les parties respectives du flux d’air pénètrent dans le passage d’air aval à partir des sorties d’air respectives des chambres de réaction correspondantes, et le flux d’air ainsi formé circule dans le passage d’air aval ;

L) le flux d’air passe au travers du deuxième échangeur thermique et transfère de la chaleur au système de diffusion de chaleur ;

M) le flux d’air est rejeté hors de l’enceinte du réacteur thermochimique par la sortie d’air de l’enceinte.

[0026] De préférence, le procédé comprend en outre une étape de variation de la puissance du transfert de chaleur au système de diffusion de chaleur par la mise en marche d’au moins un des dispositifs de ventilation antérieurement à l’arrêt ou par l’arrêt d’au moins un des dispositifs de ventilation antérieurement en fonctionnement.

Brève description des dessins

[0027] L’invention sera mieux comprise, et d’autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[0028] [fig. 1] est une vue schématique partielle en perspective d’un système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;

[0029] [fig-2] est une vue schématique en section du système de la figure 1 selon le plan AA de la figure 1 ;

[0030] [fig.3] est une vue à plus grande échelle d’une partie de la figure 2 ;

[0031] [fig.4] est une vue schématique partielle en section du système de la figure 1 selon le plan B-B de la figure 1 ;

[0032] [fig-5] est un diagramme schématique d’un procédé de stockage d’énergie au moyen d’un système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide selon l'invention ;

[0033] [fig.6] est un diagramme schématique d’un procédé de libération d’énergie au moyen d’un système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide selon l'invention.

[0034] Dans l’ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS

[0035] La présente invention concerne de manière générale un système de stockage/libération thermochimique d’énergie à air humide, conçu pour fonctionner alternativement dans un mode de stockage d’énergie pour stocker de l’énergie thermique, et dans un mode de libération d’énergie pour restituer de l’énergie thermique préalablement stockée.

[0036] Une application majeure d’un tel système est le stockage de l’énergie solaire quand elle est abondante, dans le but de chauffer ultérieurement un bâtiment, quand l’énergie solaire n’est plus suffisamment disponible.

[0037] En référence à la figure 1, un tel système 10 comporte un réacteur thermochimique 12 qui comporte une enceinte 14.

[0038] L’enceinte 14 comporte une entrée d’air 16 pour admettre un flux d’air AF dans l’enceinte 14, et une sortie d’air 18 pour rejeter le flux d’air AF hors de l’enceinte 14.

[0039] L’enceinte 14 est par exemple en forme de parallélépipède rectangle. L’enceinte 14 comporte ainsi par exemple une paroi supérieure 14A, deux parois latérales opposées 14B et 14C, une paroi avant 14D et une paroi arrière 14E, et une paroi inférieure 14F, ces parois étant chacune de forme rectangulaire (éventuellement carrée). Ainsi, l’enceinte 14 étant posée sur un support horizontal comme sur les figures 1 à 3, les parois latérales 14B, 14C et les parois avant et arrière 14D, 14E s’étendent verticalement, tandis que les parois supérieure 14A et inférieure 14F s’étendent horizontalement. L'homme du métier comprendra néanmoins qu’un tel positionnement de l’enceinte 14 n’est pas indispensable au fonctionnement du réacteur thermochimique 12. A cet égard, un repère orthogonal de directions X, Y et Z est prévu sur les figures 1 à 3, la direction Z étant donc préférentiellement une direction verticale tandis que les directions X et Y sont préférentiellement des directions horizontales.

[0040] L’entrée d’air 16 est avantageusement formée à une extrémité supérieure de la paroi latérale 14B de l’enceinte, par exemple de sorte que l’entrée d’air 16 soit adjacente à la paroi supérieure 14A. La sortie d’air 18 est avantageusement formée à une extrémité inférieure de la paroi latérale 14B de l’enceinte, par exemple de sorte que la sortie d’air 18 soit adjacente à la paroi inférieure 14F. L’entrée d’air 16 et la sortie d’air 18 s’étendent par exemple chacune sur toute la largeur de la paroi latérale 14B, c'est-à-dire depuis la paroi avant 14D jusqu’à la paroi arrière 14E.

[0041] En référence à la figure 2, le système 10 comprend en outre un dispositif de captation d’énergie thermique 20 extérieur à l’enceinte 14, et un système de diffusion de chaleur également extérieur à l’enceinte 14.

[0042] Dans le mode de réalisation illustré, l’entrée d’air 16 de l’enceinte et la sortie d’air 18 de l’enceinte communiquent chacune avec un milieu extérieur O, au moins dans le mode de libération d’énergie, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.

[0043] En référence à la figure 3, le réacteur thermochimique 12 comprend, au sein de l’enceinte 14, et dans cet ordre depuis l’entrée d’air 16 de l’enceinte vers la sortie d’air 18 de l’enceinte :

[0044] - un premier dispositif de transfert d’énergie 24 ;

[0045] - une pluralité de chambres de réaction 26 ; et

[0046] - un deuxième dispositif de transfert d’énergie 28.

[0047] Les chambres de réaction 26, par exemple au nombre de trois, présentent chacune une entrée d’air respective 30 et une sortie d’air respective 32 qui sont configurées pour permettre la circulation d’une partie respective AF1 du flux d’air AF depuis l’entrée d’air respective 30 jusqu’à la sortie d’air respective 32.

[0048] De plus, les chambres de réaction 26 comportent chacune un lit de matériau réactif respectif 34 configuré pour être traversé par la partie respective AF1 du flux d’air AF. A cet effet, le matériau réactif est par exemple un matériau poreux ou dispersé, éventuellement retenu par un tamis.

[0049] Le matériau réactif est apte à être déshydraté de manière endothermique pour stocker de l’énergie thermique, dans le mode de stockage d’énergie, et est apte à être hydraté de manière exothermique pour libérer l’énergie thermique préalablement stockée, dans le mode de libération d’énergie.

[0050] Chacun des lits de matériau réactif respectifs 34 est enfermé dans la chambre de réaction 26 correspondante et constitue donc un lit fixe.

[0051] Le lit de matériau réactif respectif 34 de chacune des chambres de réaction 26 présente une surface d’entrée 34A agencée du côté de l’entrée d’air respective 30 de la chambre de réaction, et par laquelle la partie correspondante AF1 du flux d’air AF pénètre dans le lit de matériau réactif respectif 34, en fonctionnement. Le lit de matériau réactif respectif 34 de chacune des chambres de réaction 26 présente une surface de sortie 34B agencée du côté de la sortie d’air respective 32 de la chambre de réaction, et par laquelle la partie correspondante AF1 du flux d’air AF quitte le lit de matériau réactif respectif 34. Le cas échant, la surface de sortie 34B est définie par le tamis précité.

[0052] Le réacteur thermochimique 12 comprend en outre, également au sein de l’enceinte 14, un passage d’air amont 36 reliant l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 à l’entrée d’air respective 30 de chacune des chambres de réaction 26, et un passage d’air aval 38 reliant la sortie d’air respective 32 de chacune des chambres de réaction 26 à la sortie d’air 18 de l’enceinte 14. Les passages d’air amont 36 et aval 38 sont ainsi séparés l’un de l’autre par la pluralité de chambres de réaction 26.

[0053] Dans le mode de réalisation préféré de l'invention illustré sur les figures 1 à 4, les chambres de réaction 26 sont agencées l’une à la suite de l’autre le long d’un axe Z-Z parallèle à une direction globale d’écoulement du flux d’air AL de l’entrée d’air 16 à la sortie d’air 18 de l’enceinte 14. L’axe Z-Z s’étend verticalement, dans la configuration illustrée par les figures 1 à 4. Les surfaces d’entrée et de sortie 34A et 34B des lits de matériau réactif respectifs 34 s’étendent par exemple de manière globalement transversale à l’axe Z-Z (ces surfaces n’étant pas nécessairement planes).

[0054] Chacune des chambres de réaction 26 est délimitée par une paroi d’extrémité respective 26A agencée en regard de la surface de sortie 34B du ht de matériau réactif respectif 34, de sorte qu’un passage aéraulique de sortie respectif 35 de la chambre de réaction, qui est délimité par la paroi d’extrémité respective 26A et par la surface de sortie 34B du lit de matériau réactif respectif 34, raccorde la surface de sortie 34B du lit de matériau réactif respectif 34 à la sortie d’air respective 32 de la chambre de réaction.

[0055] Les parois d’extrémité 26A respectives des chambres de réaction 26 s’étendent par exemple de manière parallèle les unes aux autres.

[0056] Pour chacune des chambres de réaction 26 autres que celle située le plus près de l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 (c'est-à-dire celle située le plus haut sur les figures 2 à 4), un passage aéraulique d’entrée respectif 37 de la chambre de réaction, délimité par la paroi d’extrémité respective 26A de la chambre de réaction 26 qui la précède, dans la direction allant de l’entrée d’air 16 vers la sortie d’air 18 de l’enceinte le long de l’axe Z-Z, raccorde la surface d’entrée 34A du ht de matériau réactif respectif 34 à l’entrée d’air respective 30 de la chambre de réaction.

[0057] De plus, les chambres de réaction 26 sont en outre délimitées par une première paroi 26B et par une deuxième paroi 26C.

[0058] Le passage d’air amont 36 comporte un canal distributeur 36A défini entre la paroi latérale 14C de l’enceinte 14 et la première paroi 26B, et un canal d’admission 36B reliant l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 au canal distributeur 36A et ayant sensiblement pour section de passage aéraulique la section interne de l’enceinte 14. Le canal d’admission 36B est ainsi défini entre la paroi supérieure 14A de l’enceinte et la pluralité de chambres de réaction 26.

[0059] Plus généralement, la première paroi 26B sépare ainsi chacune des chambres de réaction 26 du passage d’air amont 36.

[0060] Le passage d’air aval 38 comporte un canal collecteur 38A défini entre la paroi latérale 14B de l’enceinte 14 et la deuxième paroi 26C, et un canal d’échappement 38B reliant le canal collecteur 38A à la sortie d’air 18 de l’enceinte 14 et ayant sensiblement pour section de passage aéraulique la section interne de l’enceinte 14. Le canal d’échappement 38B est ainsi défini entre la paroi inférieure 14L de l’enceinte et la pluralité de chambres de réaction 26.

[0061] Plus généralement, la deuxième paroi 26C sépare ainsi chacune des chambres de réaction 26 du passage d’air aval 38.

[0062] Dans l’exemple illustré, les chambres de réaction 26 sont également délimitées par les parois avant 14D et arrière 14E de l’enceinte 14.

[0063] Dans cet exemple, les entrées d’air respectives 30 et les sorties d’air respectives 32 des chambres de réaction 26 s’étendent chacune depuis la paroi avant 14D jusqu’à la paroi arrière 14E de l’enceinte 14, si bien que la première paroi 26B et la deuxième paroi 26C sont chacune des parois segmentées, c'est-à-dire sont chacune formées de plusieurs segments de paroi délimitant respectivement les chambres de réaction 26.

[0064] De plus, la paroi d’extrémité respective 26A de chacune des chambres de réaction 26 est raccordée à la première paroi 26B et à la deuxième paroi 26C, sauf éventuellement en ce qui concerne la chambre de réaction située le plus près de la sortie d’air 18 de l’enceinte 14, pour laquelle la paroi d’extrémité respective 26A peut s’étendre en regard d’une extrémité de la deuxième paroi 26C (figure 3).

[0065] Les lits de matériau réactif respectifs 34 présentent de préférence chacun globalement la forme d’un parallélépipède rectangle, dont une face avant 34C, une face arrière 34D, et des faces latérales 34E et 34E, sont respectivement au contact des parois avant 14D et arrière 14E de l’enceinte 14 (figure 4) et des première et deuxième parois 26B et 26C (figure 3).

[0066] Dans l’exemple illustré, l’entrée d’air respective 30A de celle parmi les chambres de réaction qui est située le plus près de l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14, c'est-à-dire la chambre de réaction située le plus haut sur les figures 3 et 4, est constituée par une section d’entrée de la chambre de réaction, transversale à l’axe Z-Z, et délimitée par les parois avant 14D et arrière 14E de l’enceinte 14 (figure 4) et par les première et deuxième parois 26B et 26C (figure 3). L’entrée d’air respective 30A de cette chambre de réaction débouche ainsi directement dans le canal d’admission 36B, et fait, le cas échéant, face au premier dispositif de transfert d’énergie24.

[0067] L’entrée d’air respective 30B, 30C de chacune des autres chambres de réaction 26 est agencée dans la première paroi 26B, et débouche ainsi directement dans le canal distributeur 36A.

[0068] En variante, la chambre de réaction qui est située le plus près de l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 peut être couverte par une paroi de couverture agencée en regard de la surface d’entrée 34A du lit de matériau réactif respectif 34 correspondant, de sorte que l’entrée d’air 30A de cette chambre de réaction soit définie dans la première paroi 26B et débouche directement dans le canal distributeur 36A.

[0069] De plus, dans l’exemple illustré, la sortie d’air respective 32 de chacune des chambres de réaction 26 est formée dans la deuxième paroi 26C, ou, le cas échéant en ce qui concerne la chambre de réaction située le plus près de la sortie d’air 18 de l’enceinte 14, la sortie d’air respective 32 peut être formée à une extrémité de la deuxième paroi 26C.

[0070] Le premier dispositif de transfert d’énergie24 est un premier échangeur thermique configuré pour transférer de l’énergie thermique au flux d’air AF à partir du dispositif de captation d’énergie thermique 20, dans le mode de stockage d’énergie.

[0071] Plus précisément, le premier dispositif de transfert d’énergie24 permet de chauffer le flux d’air AF dans le mode de stockage d’énergie, à partir d’énergie captée par le dispositif de captation d’énergie thermique 20, typiquement de l’énergie solaire, de sorte que le flux d’air AF chauffé transfère ensuite de la chaleur à tout ou partie des lits de matériau réactif respectifs 34 et permette ainsi la mise en œuvre de la réaction endothermique de déshydratation du matériau réactif, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.

[0072] Le premier dispositif de transfert d’énergie24 permet donc, de manière plus générale, de transférer de l’énergie thermique à chacun des lits de matériau réactif respectifs 34 des chambres de réaction 26, à partir d’énergie fournie par le dispositif de captation d’énergie thermique 20, dans le mode de stockage d’énergie.

[0073] Dans l’exemple illustré, le dispositif de captation d’énergie thermique 20 (figure 2) est un capteur solaire thermique ou un ensemble de tels capteurs. Il faut comprendre, par capteur solaire thermique, un capteur configuré pour exposer un liquide caloporteur, tel que de l’eau, au rayonnement solaire, afin de chauffer le liquide caloporteur.

[0074] Dans ce cas, le premier dispositif de transfert d’énergie24 est un échangeur air/ liquide, par exemple air/eau, qui est donc raccordé par un circuit hydraulique 39A au dispositif de captation d’énergie thermique 20.

[0075] De plus, le premier dispositif de transfert d’énergie24 est agencé au sein du passage d’air amont 36 (figures 3 et 4), plus précisément au sein du canal d’admission 36B, et donc entre l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 et la pluralité de chambres de réaction 26.

[0076] Le deuxième dispositif de transfert d’énergie28 est un deuxième échangeur thermique configuré pour transférer de l’énergie thermique depuis le flux d’air AF (qui a été préalablement chauffé au contact d’au moins un lit de matériau réactif respectif 34 alors sujet à la réaction exothermique d’hydratation) au système de diffusion de chaleur 22, dans le mode de libération d’énergie.

[0077] Le système de diffusion de chaleur 22 (figure 2) est typiquement un réseau de chauffage central comprenant un ou plusieurs radiateur(s) ou plancher(s) chauffant(s).

[0078] Dans ce cas, le deuxième dispositif de transfert d’énergie28 est un échangeur air/ liquide, par exemple un échangeur air/eau, qui est donc raccordé par un circuit hydraulique 39B au système de diffusion de chaleur 22.

[0079] De plus, le deuxième dispositif de transfert d’énergie28 est agencé au sein du passage d’air aval 38 (figures 3 et 4), plus précisément au sein du canal d’échappement 38B, et donc entre la pluralité de chambres de réaction 26 et la sortie d’air 18 de l’enceinte 14.

[0080] Le système comporte en outre de préférence un dispositif de récupération de chaleur 40. Le dispositif de récupération de chaleur 40 comprend un troisième échangeur thermique 42 agencé entre l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 et la pluralité de chambres de réaction 26, préférentiellement entre l’entrée d’air 16 et le premier dispositif de transfert d’énergie24. Le dispositif de récupération de chaleur 40 comprend en outre un quatrième échangeur thermique 44 agencé entre la pluralité de chambres de réaction 26 et la sortie d’air 18 de l’enceinte 14, plus précisément entre le dispositif de transfert d’énergie28 et la sortie d’air 18. Le troisième échangeur thermique 42 et le quatrième échangeur thermique 44 sont donc respectivement agencés dans le passage d’air amont 36 et le passage d’air aval 38, plus précisément au sein du canal d’admission 36B et du canal d’échappement 38B respectivement.

[0081] Le troisième échangeur thermique 42 et le quatrième échangeur thermique 44 sont des échangeurs air/liquide, par exemple des échangeurs air/eau, dont les circuits hydrauliques respectifs sont reliés entre eux par des canalisations 45, par exemple de manière à former un circuit fermé de thermosiphon. En variante, le troisième échangeur thermique 42 et le quatrième échangeur thermique 44 peuvent être remplacés par un échangeur air/air.

[0082] Le dispositif de récupération de chaleur 40 permet de récupérer de la chaleur que le flux d’air AL n’a pas préalablement transmise au deuxième dispositif de transfert d’énergie28 (dans le mode de libération d’énergie) ou n’a pas préalablement transmise aux lits de matériau réactif respectifs 34 des chambres de réaction 26 (dans le mode de stockage d’énergie), puis d’utiliser ladite chaleur pour préchauffer le flux d’air AL admis par l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 avant son passage dans tout ou partie des chambres de réaction 26. Un tel préchauffage permet d’améliorer l’efficacité des réactions d’hydratation et de déshydratation opérées au niveau des lits de matériau réactif respectifs 34 des chambres de réaction.

[0083] Les deuxième, troisième et quatrième échangeurs thermiques 28, 42, 44 étant tous de type air/liquide, ceux-ci présentent avantageusement des sections semblables, qui correspondent chacune à une section intérieure de l’enceinte 14.

[0084] Dans le cas où le premier échangeur thermique 24 est un échangeur air/liquide, par exemple air/eau, comme expliqué ci-dessus, le premier échangeur thermique 24 présente lui aussi avantageusement une section correspondant à la section intérieure de l’enceinte 14.

[0085] Les quatre échangeurs thermiques présentent ainsi des sections de passage aéraulique respectives semblables.

[0086] Par ailleurs, le système 10 comporte un système de ventilation 50 configuré pour induire une circulation forcée du flux d’air AF depuis l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 jusque la sortie d’air 18 de l’enceinte 14, dans les deux modes de fonctionnement du système.

[0087] Selon l'invention, le système de ventilation 50 comprend une pluralité de dispositifs de ventilation 52 agencés respectivement dans les chambres de réaction 26 de manière à faire circuler chaque partie respective AF1 du flux d’air AF au travers du lit de matériau réactif respectif 34 correspondant.

[0088] Chaque dispositif de ventilation 52 comporte un ventilateur, ou, de préférence, une rangée de plusieurs ventilateurs 54 (figure 4).

[0089] Le système de ventilation 50 comprend en outre une unité de commande 56 (figure 3) configurée pour commander les dispositifs de ventilation 52 indépendamment les uns des autres.

[0090] De préférence, les dispositifs de ventilation 52 sont agencés respectivement dans les sorties d’air respectives 32 des chambres de réaction 26 (figure 3). Ainsi, chaque dispositif de ventilation 52 agit efficacement sur l’ensemble de la partie AF1 du flux d’air AF circulant dans la chambre de réaction 26 correspondante.

[0091] La configuration du système de ventilation 50 offre notamment un moyen simple pour faire varier la puissance thermique du système 10, dans le mode de libération d’énergie thermique, et pour adapter la puissance de stockage du système à la puissance disponible au niveau du dispositif de captation d’énergie thermique 20 dans le mode de stockage d’énergie thermique, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.

[0092] Selon une autre caractéristique préférentielle, comme le montre la figure 3, la paroi d’extrémité respective 26A de chacune des chambres de réaction 26 est inclinée par rapport à la surface de sortie 34B du lit de matériau réactif respectif 34, de manière à se rapprocher de la surface de sortie 34B du lit de matériau réactif respectif en s’éloignant de la sortie d’air respective 32 de la chambre de réaction.

[0093] Ainsi, dans l’exemple illustré, la surface de sortie 34B du lit de matériau réactif respectif 34 de chacune des chambres de réaction 26 est une surface plane orthogonale à l’axe Z-Z, tandis que la paroi d’extrémité respective 26A de chacune des chambres de réaction 26 est inclinée par rapport à l’axe Z-Z, vers le bas dans une direction allant de la première paroi 26B vers la deuxième paroi 26C.

[0094] Un tel agencement de la paroi d’extrémité respective 26A permet de rapprocher les chambres de réaction 26 les unes des autres, et donc de réduire l’encombrement global de l’enceinte 14, tout en optimisant la circulation de l’air dans les chambres de réaction 26, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.

[0095] Par ailleurs, le réacteur thermochimique 12 est par exemple logé dans un local 60 (figure 2).

[0096] Le local 60 comprend une première ouverture 62 découchant dans le milieu extérieur O, et préférentiellement raccordée directement à l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 au moyen d’une canalisation d’admission 64. Ainsi, le flux d’air AL admis dans l’enceinte 14 provient directement du milieu extérieur O. En variante, le flux d’air AL peut toutefois être admis depuis l’intérieur du local 60 sans sortir du cadre de l’invention.

[0097] De manière analogue, le local 60 comprend une deuxième ouverture 66 découchant dans le milieu extérieur O, et préférentiellement raccordée directement à la sortie d’air 18 de l’enceinte 14 au moyen d’une canalisation d’échappement 68. Ainsi, le flux d’air AL est évacué par la canalisation d’échappement 68 directement dans le milieu extérieur O, ce qui permet de prévenir tout risque de contamination du local 60 par des composés qui seraient accidentellement présents dans le flux d’air AL.

[0098] Le fonctionnement du système 10 va maintenant être décrit.

[0099] En référence à la figure 5, un procédé de mise en œuvre du système 10 comprend au moins une phase de stockage d’énergie comportant une étape préalable A0 de mise en marche de certains au moins des dispositifs de ventilation 52, moyennant quoi :

[0100] A) un flux d’air AL est admis dans l’enceinte 14 par l’entrée d’air 16 de celle-ci, le cas échéant à partir de la canalisation d’admission 64 ; puis

[0101] B) le flux d’air AL circule dans le passage d’air amont 36 ; puis

[0102] C) le flux d’air AL se divise en des parties ALI qui pénètrent respectivement dans chacune des chambres de réaction 26 dont le dispositif de ventilation respectif 52 est en fonctionnement ; puis

[0103] D) de la chaleur est transférée au lit de matériau réactif respectif 34 de chacune des chambres de réaction concernée par la circulation des parties ALI du flux d’air AL, à partir d’énergie fournie par le dispositif de captation d’énergie thermique 20, de sorte que s’opère une réaction endothermique réversible de déshydratation du matériau réactif, aboutissant à un enrichissement en vapeur d’eau des parties ALI du flux d’air AL ; puis

[0104] E) les parties ALI du flux d’air AL pénètrent dans le passage d’air aval 38 par les sorties d’air 32 respectives des chambres de réaction 26, et le flux d’air AL ainsi formé circule dans le passage d’air aval jusqu’à la sortie d’air 18 de l’enceinte 14 ; puis

[0105] E) le flux d’air AL est rejeté hors de l’enceinte 14 par la sortie d’air 18 de l’enceinte, et est, le cas échéant, rejeté directement dans le milieu extérieur O au moyen de la canalisation d’échappement 68.

[0106] Dans le mode de réalisation illustré, l’étape B comprend le passage du flux d’air AF au travers du premier échangeur thermique 24 de sorte que de la chaleur reçue du dispositif de captation d’énergie thermique 20 est d’abord transférée au flux d’air AF, avant que les parties AF1 du flux d’air AF ne cèdent une partie au moins de cette chaleur au lit de matériau réactif respectif 34 de chacune des chambres de réaction concernées par la circulation des parties AF1 du flux d’air AF, au cours de l’étape D.

[0107] Dans le cas où le système 10 comporte le dispositif de récupération de chaleur 40, le flux d’air AF est en outre préchauffé lors de son passage au travers du troisième échangeur thermique 42 dans le passage d’air amont 36 à l’étape B. De plus, le flux d’air AF transfère de la chaleur au dispositif de récupération de chaleur 40 lors de son passage au travers du quatrième échangeur thermique 44 dans le passage d’air aval 38 à l’étape E.

[0108] Bien entendu, les étapes A-F sont mises en œuvre en continu tant que le système de ventilation 50 est actif.

[0109] En référence à la figure 6, un procédé de libération d’énergie au moyen du système 10 comprend une étape préalable G0 de mise en marche de certains au moins des dispositifs de ventilation 52 du système de ventilation 50, moyennant quoi :

[0110] G) un flux d’air AF est admis dans l’enceinte 14 par l’entrée d’air 16 de celle-ci, le cas échéant à partir de la canalisation d’admission 64 ; puis

[0111] H) le flux d’air AF circule dans le passage d’air amont 36 ; puis

[0112] I) le flux d’air AF se divise en des parties AF1 qui pénètrent respectivement dans chacune des chambres de réaction 26 dont le dispositif de ventilation respectif 52 est en fonctionnement, par les entrée d’air respectives 30 de ces chambres de réaction ; puis

[0113] J) les parties AF1 du flux d’air AF circulent respectivement au travers des lits de matériau réactif respectifs 34 des chambres de réaction 26 correspondantes, de sorte que s’opère une réaction exothermique réversible d’hydratation du matériau réactif à partir de vapeur d’eau contenue dans chacune des parties AF1 du flux d’air AF, entraînant un transfert de chaleur à chacune des parties AF1 du flux d’air AF à partir de chacun des lits de matériau réactif respectifs 34 des chambres de réaction 26 correspondantes ; puis

[0114] K) les parties AF1 du flux d’air AF pénètrent dans le passage d’air aval 38 à partir des sorties d’air respectives 32 des chambres de réaction 26 correspondantes, et le flux d’air AF ainsi formé circule dans le passage d’air aval 38 ;

[0115] L) le flux d’air AF passe au travers du deuxième dispositif de transfert d’énergie 28 et transfère ainsi de la chaleur au système de diffusion de chaleur 22 ;

[0116] M) le flux d’air AF est rejeté hors de l’enceinte 14 par la sortie d’air 18 de l’enceinte et est, le cas échéant, rejeté directement dans le milieu extérieur O au moyen de la ca15 nalisation d’échappement 68.

[0117] Dans le cas où le système 10 comporte le dispositif de récupération de chaleur 40, le flux d’air AF est en outre préchauffé lors de son passage au travers du troisième échangeur thermique 42 dans le passage d’air amont 36 à l’étape H. De plus, le flux d’air AF transfère de la chaleur au dispositif de récupération de chaleur 40 lors de son passage au travers du quatrième échangeur thermique 44 dans le passage d’air aval 38 à l’étape L.

[0118] Bien entendu, les étapes G-M sont mises en œuvre en continu tant que le système de ventilation 50 est actif.

[0119] D’une manière générale, la configuration du système de ventilation 50 prévue dans le cadre de la présente invention permet de faire varier la puissance thermique du système 10 en mode de libération d’énergie d’une manière simple, économique, et efficace, en permettant de moduler le nombre de chambres de réaction 26 contribuant, à un instant donné, à la production d’énergie thermique par le système 10. Le stock d’énergie thermochimique est ainsi divisé en fractions pouvant être sollicitées individuellement, correspondant aux chambres de réaction.

[0120] En effet, le nombre de dispositifs de ventilation 52 en fonctionnement à un instant donné détermine le nombre de chambres de réaction 26 actives, c'est-à-dire dans lesquelles a lieu la réaction d’hydratation exothermique. Il suffit en effet d’alimenter électriquement le dispositif de ventilation 52 d’une chambre de réaction 26 pour qu’une partie respective AF1 du flux d’air AF circule dans le lit de matériau réactif correspondant 34 et apporte ainsi à ce dernier la vapeur d’eau nécessaire à la réaction d’hydratation exothermique. Inversement, il suffit de ne pas alimenter le dispositif de ventilation 52 d’une chambre de réaction 26 pour que, faute d’apport de vapeur d’eau par le flux d’air, la réaction d’hydratation exothermique n’ait pas lieu dans ladite chambre de réaction.

[0121] La phase de libération d’énergie décrite ci-dessus peut ainsi comprendre au moins une étape de variation de la puissance du transfert de chaleur au système de diffusion de chaleur 22, par la mise en marche d’au moins un des dispositifs de ventilation 52 antérieurement à l’arrêt, auquel cas le système 10 connaît un accroissement de sa puissance thermique, ou par l’arrêt d’au moins un des dispositifs de ventilation 52 antérieurement en fonctionnement, auquel cas le système 10 connaît une réduction de sa puissance thermique.

[0122] Par ailleurs, la phase de stockage d’énergie décrite ci-dessus peut être mise en œuvre avec tous les dispositifs de ventilation 52 en fonctionnement, afin de maximiser le stockage d’énergie dès que de la ressource thermique est suffisamment disponible.

[0123] Toutefois, dans certaines circonstances, par exemple lorsque la puissance délivrée par le dispositif de captation d’énergie thermique 20 est trop faible pour permettre la mise en œuvre de la réaction de déshydratation endothermique sur la totalité du matériau réactif, il peut être préférable de concentrer l’énergie thermique disponible vers une partie seulement du matériau réactif, auquel cas seuls le ou les dispositifs de ventilation correspondants sont activés.

[0124] Le système 10 permet ainsi de stocker de l’énergie dans des circonstances dans lesquelles les systèmes de types connus sont inopérants.

[0125] Un autre avantage de l’invention est que la multiplicité des dispositifs de ventilation 52 et la décentralisation de ces derniers réduisent la criticité des pannes susceptibles d’affecter ces dispositifs.

[0126] Encore un autre avantage de l’invention est que l’agencement des dispositifs de ventilation 52 au sein des chambres de réaction 26, en mettant à profit à cet effet un volume qui est de toute manière nécessaire à l’écoulement de l’air dans chaque chambre de réaction 26, permet d’éviter le recours à un ventilateur de grande dimension dans l’un des passages d’air amont 36 et aval 38, et permet de ce fait de réduire l’encombrement global de l’enceinte 14.

[0127] De plus, comme chaque chambre de réaction 26 comporte au moins un ventilateur 54, le débit nécessaire par ventilateur 54 est divisé au moins par le nombre de chambres de réaction 26, par comparaison avec le débit qui serait nécessaire s’il n’y avait qu’un seul ventilateur pour tout le flux d’air AF. Les performances, et donc aussi les dimensions, requises pour chaque ventilateur 54, s’en trouvent ainsi limitées.

[0128] Les ventilateurs 54 peuvent ainsi avantageusement être des modèles à bas coût tels que ceux fabriqués en grande série et destinés au refroidissement de composants électroniques.

[0129] Un avantage lié au fait que les dispositifs de ventilation 52 sont agencés respectivement dans les sorties d’air respectives 32 des chambres de réaction 26 découle du fait que c’est en général en mode de stockage d’énergie que le flux d’air AF connaît ses températures les plus élevées. Or, dans ce mode de fonctionnement, les parties respectives AF1 du flux d’air AF sont à leur température maximale au niveau des entrées d’air respectives 30 des chambres de réaction, avant le transfert de chaleur aux lits de matériau réactif respectifs 34. La disposition préférentielle des dispositifs de ventilation 52 en aval des lits de matériau réactif respectifs 34 permet ainsi d’éviter que ces dispositifs ne soient exposés aux températures les plus élevées, ce qui permet de maximiser la durée de vie de ces dispositifs.

[0130] Par ailleurs, la caractéristique facultative relative à l’inclinaison de la paroi d’extrémité 26A de chaque chambre de réaction 26 permet de réduire l’encombrement de la pluralité de chambres de réaction 26, tout en optimisant la circulation des parties AF1 du flux d’air au sein de chacune des chambres de réaction.

[0131] L’air circule horizontalement dans les passages aérauliques d’entrée 37 et de sortie respectifs des chambres de réaction 26. Cette circulation se fait à débit décroissant, en ce qui concerne les passages aérauliques d’entrée 37, et à débit croissant en ce qui concerne les passages aérauliques de sortie 35, car l’air est progressivement distribué vers les lits de matériau réactif respectifs 34 à partir des passages aérauliques d’entrée 37, tandis que l’air des passages aérauliques de sortie 35 est progressivement collecté à partir des lits de matériau réactif respectifs 34. L’inclinaison de la paroi d’extrémité 26A permet que la section de passage des passages aérauliques d’entrée 37 et que la section de passage des passages aérauliques de sortie 35 varient sensiblement comme le débit de l’air, c'est-à-dire de manière décroissante en s’éloignant des entrées d’air respectives 30 au sein des passages aérauliques d’entrée 37, et de manière croissante en se rapprochant des sorties d’air respectives 32 au sein des passages aérauliques de sortie 35.

[0132] La paroi d’extrémité 26A de chacune des chambres de réaction 26 peut en particulier être très proche de la surface de sortie 34B du lit de matériau réactif respectif 34 correspondant du côté du canal distributeur 36A. Du côté du canal collecteur 38A, cette même paroi peut être très proche de la surface d’entrée 34A du lit de matériau réactif respectif 34 de l’étage situé directement en-dessous. Cette configuration de paroi oblique permet de rapprocher les chambres de réaction 26 les unes des autres tout en maintenant une distribution aéraulique de qualité proche de celle obtenue avec des parois d’extrémité 26A horizontales.

[0133] Cette configuration offre en outre de la place pour un ou plusieurs ventilateurs 54 de plus grande dimension qu’une configuration avec des parois d’extrémité 26A horizontales. En effet, la section de passage, au sein de chacun des passages aérauliques de sortie 35, est maximale à proximité du canal collecteur 38A, emplacement auquel le ou les ventilateurs 54 sont préférentiellement placés.

[0134] Par ailleurs, l’exemple de système 10 décrit ci-dessus présente encore d’autres avantages selon lesquels :

[0135] - le chemin parcouru par le flux d’air AL est relativement court et présente peu de changements de direction ;

[0136] - les raccordements aérauliques extérieurs à l’enceinte 14 du réacteur thermochimique sont relativement simples ;

[0137] - tous les échanges de chaleur ont lieu dans l’enceinte 14.

[0138] Il en résulte que :

[0139] - la surface exposée aux pertes thermiques avec le milieu ambiant est limitée ;

[0140] - les pertes de charge du flux d’air sont limitées ;

[0141] - l’installation du système 10 est relativement simple ; et

[0142] - le système 10 peut être relativement compact.

[0143] Dans une variante de réalisation du système 10, le dispositif de captation d’énergie thermique 20, qui est raccordé au premier dispositif de transfert d’énergie 24, est un capteur solaire photovoltaïque ou un ensemble de tels capteurs.

[0144] Dans ce cas, le premier dispositif de transfert d’énergie 24 est un dispositif de chauffage par effet joule alimenté électriquement par un circuit électrique raccordé au dispositif de captation d’énergie thermique 20, pour produire de la chaleur par effet joule. Ce dispositif de chauffage par effet joule comporte par exemple une résistance électrique chauffante agencée entre l’entrée d’air 16 de l’enceinte 14 et la pluralité de chambres de réaction 26, et conformée pour pouvoir être traversée par le flux d’air AF et pouvoir ainsi transférer de la chaleur à ce dernier. Pour faciliter la régulation du système, la résistance électrique chauffante peut avantageusement être de type « à coefficient positif », permettant ainsi de limiter la puissance de chauffe lorsque sa température augmente.

[0145] En variante, le dispositif de chauffage par effet joule peut comporter au moins une résistance électrique chauffante respective agencée directement au sein de chacun des lits de matériau réactif respectifs 34 des chambres de réaction 26, de préférence dans une partie supérieure du lit. De préférence dans ce cas, le dispositif de chauffage par effet joule comporte une pluralité de résistances électriques chauffantes réparties dans un même plan de section pour chacun des lits de matériau réactif respectifs 34. Les résistances électriques chauffantes ont une hauteur inférieure à une hauteur de chacun des lits de matériau réactif respectifs 34. De plus, les résistances électriques chauffantes sont placées respectivement en partie haute de chacun des lits de matériau réactif respectifs 34. La déshydratation se fait ainsi de haut en bas pour chacun des lits de matériau réactif respectifs 34, du fait de la convection forcée permise par l’écoulement du flux d’air AF induit par le fonctionnement du système de ventilation 50, dans le mode de stockage d’énergie.

Claims

Revendications [Revendication 1] Système de stockage/libération thermochimique d’énergie (10) à air humide, conçu pour fonctionner alternativement dans un mode de stockage d’énergie thermique et dans un mode de libération d’énergie thermique, et comprenant :

- un réacteur thermochimique (12) comprenant une enceinte (14) comportant une entrée d’air (16) pour admettre un flux d’air (AF) dans l’enceinte et une sortie d’air (18) pour rejeter le flux d’air (AF) hors de l’enceinte,

- un dispositif de captation d’énergie thermique (20) extérieur à l’enceinte (14) du réacteur thermochimique (12), et

- un système de diffusion de chaleur (22) extérieur à l’enceinte (14) du réacteur thermochimique (12), dans lequel le réacteur thermochimique (12) comprend en outre, au sein de l’enceinte (14) :

- une pluralité de chambres de réaction (26) comportant chacune une entrée d’air respective (30) et une sortie d’air respective (32) qui sont configurées pour permettre la circulation d’une partie respective (AF1) du flux d’air (AF) depuis l’entrée d’air respective (30) jusqu’à la sortie d’air respective (32), et un lit de matériau réactif respectif (34) configuré pour être traversé par la partie respective (AF1) du flux d’air (AF) et configuré pour être déshydraté de manière endothermique pour stocker de l’énergie thermique, dans le mode de stockage d’énergie, et pour être hydraté de manière exothermique pour libérer l’énergie thermique préalablement stockée, dans le mode de libération d’énergie,

- un passage d’air amont (36) reliant l’entrée d’air (16) de l’enceinte (14) à l’entrée d’air respective (30) de chacune des chambres de réaction (26),

- un passage d’air aval (38) séparé du passage d’air amont (36) et reliant la sortie d’air respective (32) de chacune des chambres de réaction (26) à la sortie d’air (18) de renceinte (14),

- un premier dispositif de transfert d’énergie (24) configuré pour fournir de l’énergie thermique à chacun des lits de matériau réactif respectifs (34) des chambres de réaction, à partir d’énergie fournie par le dispositif de captation d’énergie thermique (20), dans le mode de stockage d’énergie,

- un deuxième dispositif de transfert d’énergie (28) agencé dans le

passage d’air aval (38) et configuré pour transférer de l’énergie thermique du flux d’air (AF) au système de diffusion de chaleur (22), dans le mode de libération d’énergie, et - un système de ventilation (50) configuré pour faire circuler le flux d’air (AF) depuis l’entrée d’air (16) de l’enceinte jusqu’à la sortie d’air (18) de l’enceinte, caractérisé en ce que le système de ventilation (50) comprend : - une pluralité de dispositifs de ventilation (52) agencés respectivement dans les chambres de réaction (26) de manière à faire circuler chaque partie respective (AF1) du flux d’air (AF) au travers du lit de matériau réactif respectif (34) correspondant, et - une unité de commande (56) configurée pour commander les dispositifs de ventilation (52) indépendamment les uns des autres. [Revendication 2] Système selon la revendication 1, dans lequel les dispositifs de ventilation (52) sont agencés dans les sorties d’air respectives (32) des chambres de réaction (26). [Revendication 3] Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, pour chacune des chambres de réaction (26) : - le lit de matériau réactif respectif (34) présente une surface d’entrée (34A) pour la partie respective (AF1) du flux d’air (AF), agencée du côté de l’entrée d’air respective (30) de la chambre de réaction (26), et une surface de sortie (34B) pour la partie respective (AF1) du flux d’air (AF), agencée du côté de la sortie d’air respective (32) de la chambre de réaction (26), et - la chambre de réaction (26) est délimitée par une paroi d’extrémité respective (26A) agencée en regard de la surface de sortie (34B) du lit de matériau réactif respectif (34) de sorte qu’un passage aéraulique de sortie respectif (35) de la chambre de réaction délimité par la paroi d’extrémité respective (26A) et par la surface de sortie (34B) du lit de matériau réactif respectif (34) débouche dans la sortie d’air respective (32) de la chambre de réaction (26). [Revendication 4] Système selon la revendication 3, dans lequel, pour chacune des chambres de réaction (26), la paroi d’extrémité respective (26A) est inclinée par rapport à la surface de sortie (34B) du lit de matériau réactif respectif (34) de manière à se rapprocher de la surface de sortie (34B) du lit de matériau réactif respectif en s’éloignant de la sortie d’air respective (32) de la chambre de réaction (26). [Revendication 5] Système selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les chambres de

réaction (26) sont en outre délimitées par une première paroi (26B) qui sépare les chambres de réaction (26) du passage d’air amont (36), et par une deuxième paroi (26C) qui sépare les chambres de réaction (26) du passage d’air aval (38) et dans laquelle est agencée la sortie d’air respective (32) de chacune des chambres de réaction (26), la paroi d’extrémité respective (26A) de chacune des chambres de réaction (26) étant raccordée à la première paroi (26B) et à la deuxième paroi (26C). [Revendication 6] Système selon la revendication 5, dans lequel l’entrée d’air respective (30B, 30C) d’au moins certaines des chambres de réaction (26) est agencée dans la première paroi (26B). [Revendication 7] Procédé de mise en œuvre d’un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comportant au moins une étape de mise en marche de certains au moins des dispositifs de ventilation (52). [Revendication 8] Procédé selon la revendication 7, comprenant au moins une phase de stockage d’énergie thermique dans laquelle : A) un flux d’air (AF) est admis dans l’enceinte (14) par l’entrée d’air (16) de celle-ci ; puis B) le flux d’air (AF) circule dans le passage d’air amont (36) ; puis C) le flux d’air (AF) se divise en des parties (AF1) qui pénètrent respectivement dans chacune des chambres de réaction (26) dont le dispositif de ventilation respectif (52) est en fonctionnement ; puis D) de la chaleur est transférée au lit de matériau réactif respectif (34) de chacune des chambres de réaction concernée par la circulation des parties (AF1) du flux d’air (AF), à partir d’énergie fournie par le dispositif de captation d’énergie thermique (20), de sorte que s’opère une réaction endothermique réversible de déshydratation du matériau réactif, aboutissant à un enrichissement en vapeur d’eau des parties (AF1) du flux d’air (AF) ; puis E) les parties (AF1) du flux d’air (AF) pénètrent dans le passage d’air aval (38) par les sorties d’air (32) respectives des chambres de réaction (26), et le flux d’air (AF) ainsi formé circule dans le passage d’air aval (38) jusqu’à la sortie d’air (18) de l’enceinte (14) ; puis F) le flux d’air (AF) est rejeté hors de l’enceinte (14) par la sortie d’air (18) de l’enceinte. [Revendication 9] Procédé selon la revendication 7 ou 8, comprenant au moins une phase de libération d’énergie thermique dans laquelle : G) un flux d’air (AF) est admis dans l’enceinte (14) du réacteur thermochimique par l’entrée d’air (16) de l’enceinte ;

H) le flux d’air (AF) circule dans le passage d’air amont (36) ;

I) le flux d’air (AF) se divise en des parties (AF1) qui pénètrent respectivement les chambres de réaction (26) dont le dispositif de ventilation (52) respectif est en fonctionnement, par les entrée d’air respectives (30) desdites chambres de réaction ;

J) les parties (AF1) du flux d’air (AF) circulent respectivement au travers des lits de matériau réactif respectifs (34) des chambres de réaction (26) correspondantes, de sorte que s’opère une réaction exothermique réversible d’hydratation du matériau réactif à partir de vapeur d’eau contenue dans chacune des parties (AF1) du flux d’air (AF), entraînant un transfert de chaleur à chacune des parties (AF1) du flux d’air (AF) à partir de chacun des lits de matériau réactif respectifs (34) des chambres de réaction correspondantes ;

K) les parties respectives (AF1) du flux d’air (AF) pénètrent dans le passage d’air aval (38) à partir des sorties d’air respectives (32) des chambres de réaction (26) correspondantes, et le flux d’air (AF) ainsi formé circule dans le passage d’air aval (38) ;

L) le flux d’air (AF) passe au travers du deuxième échangeur thermique (28) et transfère de la chaleur au système de diffusion de chaleur (22) ; M) le flux d’air (AF) est rejeté hors de l’enceinte (14) du réacteur thermochimique par la sortie d’air (18) de l’enceinte.

[Revendication 10] Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre une étape de variation de la puissance du transfert de chaleur au système de diffusion de chaleur (22) par la mise en marche d’au moins un des dispositifs de ventilation (52) antérieurement à l’arrêt ou par l’arrêt d’au moins un des dispositifs de ventilation (52) antérieurement en fonctionnement.