CH712646A1 - Networked thermal energy distribution device for powering an urban and / or industrial site. - Google Patents

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CH712646A1
CH712646A1 CH00845/16A CH8452016A CH712646A1 CH 712646 A1 CH712646 A1 CH 712646A1 CH 00845/16 A CH00845/16 A CH 00845/16A CH 8452016 A CH8452016 A CH 8452016A CH 712646 A1 CH712646 A1 CH 712646A1
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Cueni Marcel
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Abstract

L’invention concerne un dispositif (100) de distribution d’énergie thermique en réseau pour alimenter un site urbain et/ou industriel (170), ce dispositif comportant au moins une unité (140) de production d’énergie thermique, un réseau de distribution (150) qui est agencé pour véhiculer ladite énergie en vue d’alimenter ledit site urbain et/ou industriel et une pluralité d’utilisateurs (160), consommateurs d’énergie thermique, localisés sur ledit site, et qui sont habilités à prélever de l’énergie thermique dans ledit réseau (150), caractérisé en ce que ledit réseau (150) comporte: au moins un premier circuit (110) de distribution d’énergie thermique, à haute température, composé d’une boucle fermée comprenant d’une part un conduit aller (111) et d’autre part un conduit retour (112) qui véhiculent un premier fluide caloporteur, au moins un deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique à basse température, composé d’une boucle fermée comprenant d’une part un conduit aller et d’autre part un conduit retour (122) qui véhiculent un second fluide caloporteur, au moins un échangeur de chaleur (130) pour coupler thermiquement au moins ledit circuit à haute température de distribution d’énergie thermique avec ledit circuit à basse température de distribution d’énergie thermique, sans contact direct entre lesdits premier et second fluides caloporteurs, au moins une pompe de circulation dudit premier fluide caloporteur montée sur ledit premier circuit à haute température, et au moins une pompe de circulation dudit second fluide caloporteur montée sur ledit deuxième circuit à basse température.The invention relates to a device (100) for distributing thermal energy in a network for powering an urban and / or industrial site (170), this device comprising at least one unit (140) for producing thermal energy, a network of distribution (150) which is arranged to convey said energy to supply said urban and / or industrial site and a plurality of users (160), consumers of thermal energy, located on said site, and who are authorized to collect thermal energy in said network (150), characterized in that said network (150) comprises: at least one first circuit (110) of thermal energy distribution, at high temperature, composed of a closed loop comprising firstly a forward duct (111) and secondly a return duct (112) which carries a first coolant, at least a second circuit (120) of low temperature thermal energy distribution, composed of a e closed loop comprising on the one hand a conduit to go and on the other hand a return conduit (122) which carries a second heat transfer fluid, at least one heat exchanger (130) for thermally coupling at least said circuit at a high temperature distribution of thermal energy with said circuit at low temperature of thermal energy distribution, without direct contact between said first and second heat transfer fluids, at least one circulation pump of said first heat transfer fluid mounted on said first circuit at high temperature, and at least a circulation pump of said second heat transfer fluid mounted on said second circuit at low temperature.

Description

Description Domaine technique [0001] La présente invention concerne un dispositif de distribution d’énergie thermique en réseau pour alimenter un site urbain et/ou industriel, ce dispositif comportant au moins une unité de production d’énergie thermique, un réseau de distribution dans lequel circule un fluide caloporteur qui est agencé pour véhiculer ladite énergie thermique en vue d’alimenter ledit site urbain et/ou industriel, ainsi qu’une pluralité d’utilisateurs, consommateurs d’énergie thermique, localisés sur ledit site urbain et/ou industriel et qui sont habilités à prélever de l’énergie thermique dans ledit réseau.TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a network thermal energy distribution device for supplying an urban and / or industrial site, this device comprising at least one thermal energy production unit, a distribution network in which circulates a heat transfer fluid which is arranged to convey said thermal energy in order to supply said urban and / or industrial site, as well as a plurality of users, consumers of thermal energy, located on said urban and / or industrial site and which are entitled to take thermal energy in said network.

Technique antérieure [0002] Les réseaux de chauffage à distance, appelés couramment chauffages urbains, comportent habituellement au moins une paire de conduits, dont le premier, appelé «tube aller» est connecté entre une source chaude et au moins un dispositif consommateur d’énergie thermique, par l’intermédiaire d’un point de soutirage, et dont le second, appelé «tube retour» est connecté entre le point de soutirage et la source chaude pour ramener le fluide caloporteur refroidi dans le réseau. L’objectif de ces réseaux est d’alimenter le dispositif consommateur, qui est par exemple une maison, un local utilitaire ou similaire, en calories prélevées dans le fluide caloporteur. Dans ce cas de réalisation, les conduits sont distincts et disposés parallèlement l’un par rapport à l’autre.PRIOR ART Remote heating networks, commonly known as district heating systems, usually comprise at least one pair of ducts, the first of which, called "go tube", is connected between a hot source and at least one energy consuming device. thermal, via a draw point, and the second, called "return tube" is connected between the drawpoint and the hot source to bring cooled coolant into the network. The purpose of these networks is to supply the consumer device, which is for example a house, a utility room or the like, in calories taken from the coolant. In this embodiment, the ducts are separate and arranged parallel to each other.

[0003] Ces installations utilisent habituellement comme source chaude, soit un générateur d’eau chaude, soit un générateur de vapeur d’eau et le fluide caloporteur est, selon le cas, de l’eau chaude ou de la vapeur surchauffée, portée à une température élevée. La déperdition de chaleur dans les conduits qui véhiculent le fluide caloporteur, est en principe proportionnelle à la différence entre la température du fluide caloporteur et l’environnement des conduits qui le véhiculent, de sorte que, dans les installations connues, soit les isolations sont très performantes, et par conséquent très coûteuses, soit les pertes en énergie sont élevées et les installations perdent en efficacité. Dans les deux cas, le bilan énergétique est médiocre et les coûts des installations ainsi que les coûts d’exploitation sont très élevés.These installations usually use as a hot source, either a hot water generator or a steam generator and the heat transfer fluid is, depending on the case, hot water or superheated steam, brought to high temperature The heat loss in the conduits that convey the coolant, is in principle proportional to the difference between the temperature of the heat transfer fluid and the environment of the conduits that convey it, so that, in known installations, the insulation is very performance, and therefore very expensive, the energy losses are high and the facilities lose efficiency. In both cases, the energy balance is poor and the costs of the installations as well as the operating costs are very high.

[0004] Il en résulte que les réseaux de chauffage urbain actuels, sont basés sur le principe suivant: - en phase 1, on chauffe un fluide caloporteur à température élevée pour qu’il puisse distribuer de l’énergie calorifique en suffisance pour donner satisfaction à l’ensemble des consommateurs du réseau alimenté par ledit fluide caloporteur; - en phase 2, on met ledit fluide caloporteur chaud en circulation dans le conduit «aller», de telle manière que les consommateurs puissent être approvisionnés à travers leur point de soutirage; en vue d’éviter au mieux les pertes, les conduits doivent être isolés efficacement; - en phase 3, on remet ledit fluide caloporteur, en circulation dans le conduit «retour», ce dernier étant en partie refroidi après avoir alimenté les consommateurs, pour le ramener vers la source de chaleur; comme pour la phase 2, les conduits doivent être isolés efficacement, en vue d’éviter au mieux les pertes de chaleur.It follows that the current district heating networks, are based on the following principle: - in phase 1, a heat-transfer fluid is heated to high temperature so that it can distribute sufficient heat energy to satisfy to all consumers of the network supplied by said heat transfer fluid; in phase 2, said circulating heat transfer fluid is circulated in the "out" duct, so that consumers can be supplied through their draw-off point; in order to best avoid losses, the ducts must be effectively insulated; in phase 3, said heat transfer fluid is circulated back into the "return" conduit, the latter being partly cooled after having supplied the consumers, to bring it back to the heat source; as for phase 2, the ducts must be effectively insulated, in order to best avoid heat losses.

[0005] Les réseaux de distributions actuels sont extrêmement coûteux à l’installation en raison du coût d’achat et de mise en place des matériaux isolants, ainsi qu’à l’exploitation en raison des coûts de production de l’énergie et des pertes dans les conduits. Par ailleurs, des installations de distribution d’énergie thermique en réseau travaillant à basse température ont été développées, avec pour avantages des coûts d’installation plus réduits et des frais d’exploitation plus avantageux que ceux des réseaux à haute température. Ces deux types de réseaux fonctionnent sur des principes fondamentalement différents, de sorte que la mise en place d’un réseau à basse température ne peut pas coexister, dans l’état actuel, avec un réseau à haute température. Il en résulte que la mise en place d’un réseau de distribution d’énergie thermique à basse température sous-entend la suppression du réseau existant à haute température. Or une telle opération est compliquée en raison des coûts et en raison des contraintes techniques et administratives, obligeant par exemple les gestionnaires du réseau à haute température existant à abroger des contrats d’exploitation, contraignant les promoteurs d’un réseau à basse température à obtenir les autorisations légales nécessaires et nécessitant des investissements préliminaires susceptibles de décourager les volontés d’implantation de ces réseaux. Il en découle que les deux systèmes sont et restent concurrents et ne sont, a priori, pas adaptés pour coopérer, ce qui constitue un obstacle majeur au développement des réseaux à basse température, dans les zones où un réseau à haute température est déjà implanté, malgré ses avantages économiques.Current distribution networks are extremely expensive to install due to the cost of purchasing and installing insulating materials, as well as the operation because of the costs of producing energy and energy. losses in the ducts. In addition, low-temperature network thermal power distribution facilities have been developed, with the advantages of lower installation costs and lower operating costs than high-temperature networks. These two types of networks operate on fundamentally different principles, so that the establishment of a low temperature network can not coexist, in the current state, with a high temperature network. As a result, the establishment of a low temperature thermal energy distribution network implies the removal of the existing high temperature network. However, such an operation is complicated because of the costs and because of the technical and administrative constraints, forcing the managers of the existing high-temperature network to repeal operating contracts, forcing the promoters of a low temperature network to obtain the necessary legal authorizations and requiring preliminary investments likely to discourage the will of implantation of these networks. It follows that the two systems are and remain competitive and are, a priori, not adapted to cooperate, which constitutes a major obstacle to the development of low temperature networks, in areas where a high temperature network is already established, despite its economic benefits.

Exposé de l’invention [0006] La présente invention se propose de pallier l’ensemble des inconvénients mentionnés ci-dessus en fournissant les moyens pour concilier les deux types de réseaux en les rendant complémentaires, à la fois dans des zones où un réseau à haute température est déjà en place et dans des zones où une combinaison des deux types de réseaux peut être souhaitable pour exploiter des ressources existantes, notamment.DISCLOSURE OF THE INVENTION [0006] The present invention proposes to overcome all the disadvantages mentioned above by providing the means to reconcile the two types of networks by making them complementary, both in areas where a network to High temperature is already in place and in areas where a combination of both types of networks may be desirable to exploit existing resources, among others.

[0007] Ces buts sont atteints par le réseau de chauffage urbain, tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu’il comporte: - au moins un premier circuit de distribution d’énergie thermique, à haute température, composé d’au moins une boucle fermée comprenant d’une part un conduit aller et d’autre part un conduit retour qui véhiculent un premier fluide caloporteur, - au moins un deuxième circuit de distribution d’énergie thermique à basse température, composé d’au moins une boucle fermée comprenant d’une part un conduit aller et d’autre part un conduit retour qui véhiculent un second fluide caloporteur, - au moins un échangeur de chaleur pour coupler thermiquement au moins ledit circuit à haute température de distribution d’énergie thermique avec ledit circuit à basse température de distribution d’énergie thermique, sans couplage hydraulique entre lesdits premier et second fluides caloporteurs, - au moins une pompe de circulation dudit premier fluide caloporteur montée sur ledit premier circuit à haute température, et - au moins une pompe de circulation dudit second fluide caloporteur montée sur ledit deuxième circuit à basse température.These objects are achieved by the district heating network, as defined in the preamble and characterized in that it comprises: - at least a first thermal energy distribution circuit, at high temperature, composed of at least a closed loop comprising, on the one hand, a forward duct and, on the other hand, a return duct which carries a first heat-transfer fluid, - at least one second low-temperature thermal energy distribution circuit, composed of at least one closed loop comprising on the one hand a flue and on the other hand a return duct which carries a second coolant, - at least one heat exchanger for thermally coupling at least said high temperature heat distribution circuit with said heat sink circuit. low thermal energy distribution temperature, without hydraulic coupling between said first and second heat transfer fluids, - at least one circulation pump dud it first heat transfer fluid mounted on said first high temperature circuit, and - at least one circulating pump of said second heat transfer fluid mounted on said second circuit at low temperature.

[0008] Selon un mode de réalisation préféré, ledit échangeur de chaleur est un échangeur à plaques pourvu de deux circuits internes indépendants, un premier circuit interne à haute température connecté audit premier circuit de distribution d’énergie thermique à haute température, et un second circuit interne à basse température connecté audit deuxième circuit de distribution d’énergie thermique à basse température; ledit échangeur de chaleur comportant d’une part une entrée dudit premier fluide caloporteur et une sortie dudit premier fluide caloporteur, ladite entrée et ladite sortie dudit premier fluide caloporteur étant raccordées audit premier circuit de distribution d’énergie thermique, et d’autre part une entrée dudit second fluide caloporteur et une sortie dudit second fluide caloporteur, ladite entrée et ladite sortie étant raccordées audit deuxième circuit de distribution d’énergie thermique à basse température.According to a preferred embodiment, said heat exchanger is a plate heat exchanger provided with two independent internal circuits, a first high temperature internal circuit connected to said first high temperature thermal energy distribution circuit, and a second low temperature internal circuit connected to said second low temperature thermal energy distribution circuit; said heat exchanger comprising on the one hand an inlet of said first heat transfer fluid and an outlet of said first heat transfer fluid, said inlet and said outlet of said first heat transfer fluid being connected to said first thermal energy distribution circuit, and on the other hand a input of said second heat transfer fluid and an output of said second heat transfer fluid, said inlet and said output being connected to said second low temperature thermal energy distribution circuit.

[0009] D’une manière avantageuse, lesdites plaques dudit échangeur de chaleur sont des plaques parallèles et espacées entre elles pour définir deux réseaux indépendants d’espaces parallèles, respectivement parcourus par ledit premier fluide caloporteur et ledit second fluide caloporteur.Advantageously, said plates of said heat exchanger are parallel plates and spaced apart to define two independent networks of parallel spaces, respectively traversed by said first coolant and said second heat transfer fluid.

[0010] Ladite entrée et ladite sortie dudit premier fluide caloporteur sont équipées d’une vanne à au moins deux voies, ladite entrée et ladite sortie dudit second fluide caloporteur, étant également équipées d’une vanne à au moins deux voies pour mettre ledit échangeur de chaleur en court-circuit.Said input and said output of said first heat transfer fluid are equipped with a valve with at least two channels, said inlet and said output of said second heat transfer fluid, also being equipped with a valve with at least two channels for putting said heat exchanger of heat in short circuit.

[0011] Le dispositif comporte préférentiellement une unité centrale de gestion équipée d’au moins un capteur de température agencé pour mesurer la température dudit premier fluide caloporteur sur le conduit aller dudit premier circuit de distribution d’énergie thermique, au moins un deuxième capteur de température, agencé pour mesurer la température dudit premier fluide caloporteur sur le conduit retour dudit premier circuit de distribution d’énergie thermique, au moins un troisième capteur de température sur ledit deuxième circuit de distribution d’énergie thermique.The device preferably comprises a central management unit equipped with at least one temperature sensor arranged to measure the temperature of said first heat transfer fluid on the forward duct of said first thermal energy distribution circuit, at least a second heat sink sensor. temperature, arranged to measure the temperature of said first heat transfer fluid on the return duct of said first thermal energy distribution circuit, at least one third temperature sensor on said second thermal energy distribution circuit.

[0012] La température dudit premier fluide caloporteur est avantageusement comprise entre 50 et 100 °C et de préférence comprise entre 60 et 95 °C et en particulier avantageusement égale à 90 °C.The temperature of said first heat transfer fluid is preferably between 50 and 100 ° C and preferably between 60 and 95 ° C and in particular advantageously equal to 90 ° C.

[0013] La température dudit second fluide caloporteur est avantageusement comprise entre 2 et 20 °C et de préférence comprise entre 2 et 15 °C et en particulier avantageusement égale à 9 °C.The temperature of said second heat transfer fluid is preferably between 2 and 20 ° C and preferably between 2 and 15 ° C and in particular advantageously equal to 9 ° C.

[0014] Chacun desdits au moins un réseau à basse température est connecté audit au moins un premier circuit de distribution d’énergie thermique sur son conduit de retour.Each of said at least one low temperature network is connected to said at least one first thermal energy distribution circuit on its return conduit.

[0015] La connexion d’entrée et la connexion de sortie dudit au moins un réseau à basse température sont espacées d’une distance prédéterminée.The input connection and the output connection of said at least one low temperature network are spaced a predetermined distance apart.

Description sommaire des dessins [0016] La présente invention et ses principaux avantages apparaîtront mieux dans la description d’un mode de réalisation préféré, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la fig. 1 est une vue schématique d’un réseau d’échange thermique selon l’invention, la fig. 2 est une vue schématique en coupe transversale d’une forme de réalisation d’un échangeur de chaleur utili sable dans le réseau d’échange thermique selon l’invention, et la fig. 3 est une vue schématique d’un dispositif central de gestion de la circulation des fluides caloporteurs. Meilleure(s) manière(s) de réaliser l’invention [0017] En référence aux figures, et en particulier à la fig. 1, le réseau d’échange d’énergie thermique 100 comporte au moins un premier circuit 110 à haute température partant d’un générateur 140 d’énergie thermique, et comprenant au moins une boucle fermée 111 de distribution de fluide caloporteur à haute température. Ladite boucle fermée 111 est formée d’un conduit aller 112 ayant son entrée qui correspond à une sortie 140a du générateur 140 d’énergie thermique et qui véhicule un premier fluide caloporteur chaud A, et un conduit de retour 113 ayant sa sortie qui correspond à une entrée 140b du générateur 140 d’énergie thermique et qui véhicule le premier fluide caloporteur A, initialement chaud, mais qui a perdu une partie au moins de l’énergie thermique qu’il a véhiculé entre la sortie 140a du générateur 140 et le retour par la sortie 140b dans le générateur à son retour.Brief Description of the Drawings [0016] The present invention and its main advantages will become more apparent in the description of a preferred embodiment, with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a schematic view of a heat exchange network according to the invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a heat exchanger used in the heat exchange network according to the invention, and FIG. 3 is a schematic view of a central device for managing the circulation of heat transfer fluids. BEST WAY (S) TO CARRY OUT THE INVENTION [0017] Referring to the figures, and in particular to FIG. 1, the thermal energy exchange network 100 comprises at least a first circuit 110 at high temperature starting from a generator 140 of thermal energy, and comprising at least one closed loop 111 of heat transfer fluid distribution at high temperature. Said closed loop 111 is formed of a forward duct 112 having its inlet which corresponds to an output 140a of the thermal energy generator 140 and which conveys a first heat-transfer fluid A, and a return duct 113 having its output corresponding to an input 140b of the generator 140 of thermal energy and which conveys the first heat transfer fluid A, initially hot, but which has lost at least a portion of the thermal energy that it has conveyed between the output 140a of the generator 140 and the return by the exit 140b in the generator on his return.

[0018] Cette première partie du réseau d’échange thermique 100 peut être existante, sur un site équipé antérieurement, ou nouvelle, selon les modalités d’implantation ou en fonction de ressources disponibles à proximité des sites.This first part of the heat exchange network 100 may be existing, on a previously equipped site, or new, depending on the implementation or in terms of resources available near the sites.

[0019] Une deuxième partie du réseau d’échange thermique 100 est composée de préférence d’une pluralité de deuxièmes circuits 120 de distribution d’énergie thermique dont chacun forme une boucle fermée 122 avec un conduit aller 123 et un conduit retour 124. Lesdits deuxièmes circuits 120 sont des circuits à basse température qui véhiculent un second fluide caloporteur B. Le second fluide caloporteur B présent dans les deuxièmes circuits à basse température 120 peut être différent dudit premier fluide caloporteur A ou identique à ce dernier, sachant que les températures moyennes des deux fluides sont très différentes. De ce fait, le choix des fluides caloporteurs A et B pourra être effectué de telle manière que chacun d’eux ait une efficacité optimale à sa température de fonctionnement.A second portion of the heat exchange network 100 is preferably composed of a plurality of second thermal energy distribution circuits 120 each of which forms a closed loop 122 with a forward path 123 and a return conduit 124. Said second circuits 120 are low temperature circuits which convey a second heat transfer fluid B. The second heat transfer fluid B present in the second low temperature circuits 120 may be different from said first heat transfer fluid A or identical to the latter, knowing that the average temperatures both fluids are very different. As a result, the choice of heat transfer fluids A and B can be made in such a way that each of them has optimum efficiency at its operating temperature.

[0020] Chacun desdits deuxièmes circuits 120 est raccordé au premier circuit 110 par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur 130 qui a notamment pour fonction de séparer les flux des fluides caloporteurs respectivement A et B dans ledit au moins un premier circuit 110 et dans lesdits deuxièmes circuits 120 et d’interconnecter thermiquement les deux types de circuits, l’un étant à haute température et l’autre étant à basse température.Each of said second circuits 120 is connected to the first circuit 110 by means of a heat exchanger 130 which has the particular function of separating the heat transfer fluid flows respectively A and B in said at least one first circuit 110 and in said second circuits 120 and thermally interconnecting the two types of circuits, one being high temperature and the other being low temperature.

[0021] Les échangeurs de chaleur 130 sont de préférence des échangeurs à plaques 300, illustrés schématiquement par la fig. 2, pourvus de deux circuits internes indépendants, à savoir un premier circuit interne à haute température 210 connecté audit premier circuit 110 de distribution d’énergie thermique, et un second circuit interne à basse température 220 connecté audit deuxième circuit 120 de distribution d’énergie thermique. Pour assurer l’échange thermique entre les deux circuits internes, les plaques 300 sont disposées parallèlement en délimitant des espaces pour le passage des fluides caloporteurs A et B, chaque plaque 330 ayant une face en contact avec le fluide caloporteur A du circuit à haute température et la face parallèle en contact avec le fluide caloporteur B du circuit à basse température. Les échanges thermiques entre les deux fluides caloporteurs A et B s’effectuent à travers les plaques 300, thermiquement bonnes conductrices, sans qu’il y ait un quelconque échange hydraulique entre les deux circuits.The heat exchangers 130 are preferably plate heat exchangers 300, illustrated schematically in FIG. 2, provided with two independent internal circuits, namely a first high temperature internal circuit 210 connected to said first thermal energy distribution circuit 110, and a second low temperature internal circuit 220 connected to said second power distribution circuit 120 thermal. To ensure the heat exchange between the two internal circuits, the plates 300 are arranged parallel by delimiting spaces for the passage of heat transfer fluids A and B, each plate 330 having a face in contact with the heat transfer fluid A of the high temperature circuit and the parallel face in contact with the coolant B of the low temperature circuit. The heat exchange between the two heat transfer fluids A and B is carried out through the plates 300, thermally good conductors, without any hydraulic exchange between the two circuits.

[0022] L’échangeur de chaleur 130 comporte par ailleurs une entrée 131a dudit premier fluide caloporteur A et une sortie 131b dudit premier fluide caloporteur A, ladite entrée 131a et ladite sortie 131b étant raccordées audit premier circuit 110 de distribution d’énergie thermique. Le premier circuit interne à haute température 210 est situé entre ladite entrée 131a et ladite sortie 131b de l’échangeur de chaleur 130.The heat exchanger 130 further comprises an inlet 131a of said first heat transfer fluid A and an outlet 131b of said first heat transfer fluid A, said inlet 131a and said 131b output being connected to said first circuit 110 of thermal energy distribution. The first high temperature internal circuit 210 is located between said inlet 131a and said outlet 131b of the heat exchanger 130.

[0023] Pour faciliter une éventuelle intervention ou un remplacement d’un échangeur de chaleur 130, les entrées des deux fluides caloporteurs A et B et leurs sorties, sont protégées par des vannes, à deux ou trois voies, en vue de les mettre en court-circuit, le cas échéant.To facilitate a possible intervention or a replacement of a heat exchanger 130, the inputs of the two heat transfer fluids A and B and their outputs, are protected by valves, two or three channels, to put them in short circuit, if any.

[0024] On notera que les deux raccords correspondant à l’entrée 131a et à la sortie 131b sont montés sur le conduit de retour du premier circuit 110 à haute température (voir fig. 1). Ils sont disposés à une distance prédéterminée l’un de l’autre pour éviter que le fluide puisse circuler en circuit fermé entre l’entrée 131a et la sortie correspondante 131b. Dans ce but la circulation du premier fluide caloporteur A dans le circuit à haute température est contrôlée par des capteurs de mesure de la pression, du débit et bien entendu des températures dans les différents circuits.It will be noted that the two connections corresponding to the input 131a and the output 131b are mounted on the return duct of the first circuit 110 at high temperature (see Fig. 1). They are arranged at a predetermined distance from each other to prevent the fluid can flow in a closed circuit between the input 131a and the corresponding output 131b. For this purpose the circulation of the first heat transfer fluid A in the high temperature circuit is controlled by sensors for measuring the pressure, the flow rate and of course the temperatures in the various circuits.

[0025] L’échangeur de chaleur 130 comporte en outre une entrée 132a dudit second fluide caloporteur et une sortie 132b dudit second fluide caloporteur B, chaque entrée 132a et chaque sortie 132b étant raccordées à l’un des seconds circuits 120 de distribution d’énergie thermique à basse température. Le second circuit interne à basse température 220 de l’échangeur de chaleur 130 est situé entre ladite entrée 132a et ladite sortie 132b. Comme pour le circuit à haute température, la circulation du second fluide caloporteur dans le circuit à basse température est contrôlée par des capteurs de mesure de la pression, du débit et bien entendu des températures dans les différents circuits. Pour des raisons de sécurité, les échangeurs de chaleur sont raccordés aux circuits respectifs par des vannes à deux ou à trois voies pour permettre un remplacement rapide ou une réparation d’un échangeur de chaleur sans perturber l’ensemble du réseau.The heat exchanger 130 further comprises an inlet 132a of said second heat transfer fluid and an outlet 132b of said second heat transfer fluid B, each inlet 132a and each outlet 132b being connected to one of the second distribution circuits 120 of thermal energy at low temperature. The second low temperature internal circuit 220 of the heat exchanger 130 is located between said input 132a and said output 132b. As for the high temperature circuit, the circulation of the second heat transfer fluid in the low temperature circuit is controlled by sensors for measuring the pressure, the flow rate and of course the temperatures in the various circuits. For safety reasons, the heat exchangers are connected to the respective circuits by two- or three-way valves to allow rapid replacement or repair of a heat exchanger without disturbing the entire network.

[0026] On notera qu’un ou plusieurs deuxièmes circuits 120 peuvent être raccordés à un autre deuxième circuit 120, selon la configuration du site d’implantation d’un réseau. Cette interconnexion s’effectue également par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur 130 (voir fig. 1).Note that one or more second circuits 120 may be connected to another second circuit 120, according to the configuration of the site of implantation of a network. This interconnection is also effected via a heat exchanger 130 (see Fig. 1).

[0027] Les consommateurs 160 sont tous connectés sur les circuits à basse température 120, par l’intermédiaire d’une pompe à chaleur 170. Cette pompe à chaleur est nécessaire étant donné que les deuxièmes réseaux 120 véhiculent le second fluide caloporteur à basse température, capable de se charger en énergie calorifique au cours de son trajet dans le sol environnant. Un ensemble de gestion des températures des fluides caloporteurs desdits seconds circuits à basse température assure une régulation appropriée des températures pour maintenir la température moyenne du second fluide caloporteur à une valeur supérieure à au moins 2 °C, afin d’éviter le gel, sachant que, pour des raisons économiques, l’eau est privilégiée en tant que fluide caloporteur, et inférieure à environ 9»C afin de permettre le captage d’énergie thermique dans le sol environnant ou dans d’autres sources de chaleur disponible sur le passage du circuit.The consumers 160 are all connected to the low temperature circuits 120, through a heat pump 170. This heat pump is necessary since the second networks 120 convey the second heat transfer fluid at low temperature. , able to charge heat energy during its journey into the surrounding soil. A temperature management assembly of the heat transfer fluids of said second low temperature circuits ensures appropriate regulation of temperatures to maintain the average temperature of the second heat transfer fluid to a value greater than at least 2 ° C, to avoid freezing, knowing that for economic reasons, water is preferred as a heat transfer fluid, and less than about 9 ° C to allow the capture of thermal energy in the surrounding soil or other heat sources available on the pathway. circuit.

[0028] La fig. 3 illustre schématiquement le dispositif de gestion du réseau 100 comportant un module central de gestion 180 équipé d’un écran 181 et de surfaces d’affichage des températures et des pressions des fluides qui circulent dans le réseau. La face frontale du module de gestion 180 comporte notamment un premier afficheur C10 qui coopère avec un capteur de température agencé pour mesurer la température dudit premier fluide caloporteur sur le conduit aller dudit premier circuit 110 de distribution d’énergie thermique. Un deuxième afficheur C-π qui coopère avec un capteur de temFig. 3 schematically illustrates the network management device 100 comprising a central management module 180 equipped with a screen 181 and display surfaces of the temperatures and pressures of the fluids circulating in the network. The front face of the management module 180 comprises in particular a first display C10 which cooperates with a temperature sensor arranged to measure the temperature of said first heat transfer fluid on the forward duct of said first circuit 110 of thermal energy distribution. A second C-π display that cooperates with a time sensor

Claims (10)

pérature agencé pour mesurer la température dudit premier fluide caloporteur sur le conduit retour dudit premier circuit 110 de distribution d’énergie thermique, est monté sur la face frontale du module 180. Au moins un troisième capteur de température (C12), coopère avec un capteur de température disposé sur ledit deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique. Le suivi des températures et des pressions des fluides caloporteurs A et B permet de faire fonctionner le réseau de telle manière que les échanges soient les plus efficaces et les plus économiques. [0029] On notera qu’une partie des circuits à basse température 120, qui sont prioritairement représentés comme étant couplés à des circuits à haute température 110, pourraient également être connectés à d’autres circuits à basse température 120 du réseau, par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur. Le module de gestion permet, dans ce cas de gérer les températures des circuits du réseau de manière à rendre compatibles les différents circuits pour assumer leur fonction de distribution appropriée d’énergie thermique. [0030] Diverses variantes pourraient être imaginées par l’homme de l’art, en ce qui concerne la réalisation et la disposition des conduits qui constituent le réseau, mais elles restent incluses dans les caractéristiques définies par les revendications. Le système décrit est a priori utilisé pour distribuer des calories en vue d’apporter de l’énergie thermique chaude aux consommateurs. Toutefois, en modifiant les paramètres, il serait envisageable de distribuer des calories négatives et de gérer un réseau de réfrigération. Revendicationsa temperature arranged for measuring the temperature of said first heat transfer fluid on the return duct of said first thermal energy distribution circuit 110, is mounted on the front face of the module 180. At least one third temperature sensor (C12) cooperates with a sensor temperature sensor disposed on said second circuit (120) for distributing thermal energy. Monitoring the temperatures and pressures of the heat transfer fluids A and B makes it possible to operate the network in such a way that the exchanges are the most efficient and the most economical. Note that a part of the low temperature circuits 120, which are primarily represented as being coupled to high temperature circuits 110, could also be connected to other low temperature circuits 120 of the network, by the intermediate of a heat exchanger. In this case, the management module makes it possible to manage the temperatures of the circuits of the network so as to make the different circuits compatible to assume their function of appropriate distribution of thermal energy. Various variants could be devised by those skilled in the art, as regards the construction and layout of the conduits that constitute the network, but they remain included in the features defined by the claims. The described system is a priori used to distribute calories to bring warm thermal energy to consumers. However, by changing the parameters, it would be possible to distribute negative calories and manage a refrigeration network. claims 1. Dispositif (100) de distribution d’énergie thermique en réseau pour alimenter un site urbain et/ou industriel (170), ce dispositif comportant au moins une unité (140) de production d’énergie thermique, un réseau de distribution (150) qui est agencé pour véhiculer ladite énergie thermique en vue d’alimenter ledit site urbain et/ou industriel et une pluralité d’utilisateurs (160), consommateurs d’énergie thermique, localisés sur ledit site urbain et/ou industriel, et qui sont habilités à prélever de l’énergie thermique dans ledit réseau (150), caractérisé en ce que ledit réseau (150) comporte: - au moins un premier circuit (110) de distribution d’énergie thermique, à haute température (HT), composé d’une boucle fermée comprenant d’une part un conduit aller (111) et d’autre part un conduit retour (112) qui véhiculent un premier fluide caloporteur, - au moins un deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique à basse température (BT), composé d’une boucle fermée comprenant d’une part un conduit aller (121) et d’autre part un conduit retour (122) qui véhiculent un second fluide caloporteur, -au moins un échangeur de chaleur (130) pour coupler thermiquement au moins ledit circuit à haute température (HT) de distribution d’énergie thermique avec ledit circuit à basse température (BT) de distribution d’énergie thermique, sans contact direct entre lesdits premier et second fluides caloporteurs, - au moins une pompe de circulation dudit premier fluide caloporteur montée sur ledit premier à haute température (HT), et - au moins une pompe de circulation dudit second fluide caloporteur montée sur ledit deuxième circuit à basse température (BT).1. Device (100) for distributing thermal energy in a network for powering an urban and / or industrial site (170), this device comprising at least one unit (140) for producing thermal energy, a distribution network (150) ) which is arranged to convey said thermal energy with a view to supplying said urban and / or industrial site and a plurality of users (160), consumers of thermal energy, located on said urban and / or industrial site, and who are authorized to take thermal energy in said network (150), characterized in that said network (150) comprises: - at least one first circuit (110) of thermal energy distribution, at high temperature (HT), composed a closed loop comprising on the one hand a forward duct (111) and on the other hand a return duct (112) which carries a first coolant, - at least a second circuit (120) of thermal energy distribution to low temperature ure (BT), composed of a closed loop comprising firstly a forward duct (121) and secondly a return duct (122) which carries a second heat transfer fluid, at least one heat exchanger (130) for thermally coupling at least said high temperature heat distribution circuit (HT) with said low temperature thermal distribution circuit (BT), without direct contact between said first and second heat transfer fluids, at least one circulating pump of said first heat transfer fluid mounted on said first high temperature (HT), and - at least one circulating pump of said second heat transfer fluid mounted on said second circuit at low temperature (BT). 2. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique selon la revendication 1, dans lequel ledit échangeur de chaleur (130) est un échangeur à plaques (300) pourvu de deux circuits internes indépendants (210, 220), un premier circuit interne à haute température (210) connecté audit premier circuit (110) de distribution d’énergie thermique à haute température, et un second circuit interne à basse température (220) connecté audit deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique à basse température, ledit échangeur de chaleur (130) comportant d’une part une entrée (131 a) dudit premier fluide caloporteur et une sortie dudit premier fluide caloporteur (131b), ladite entrée (131 a) et ladite sortie (131b) dudit premier fluide caloporteur étant raccordées audit premier circuit (110) de distribution d’énergie thermique, et d’autre part une entrée (132a) dudit second fluide caloporteur et une sortie (132b) dudit second fluide caloporteur, ladite entrée (132a) et ladite sortie (132b) étant raccordées audit deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique à basse température.The thermal energy network distribution device (100) according to claim 1, wherein said heat exchanger (130) is a plate heat exchanger (300) provided with two independent internal circuits (210, 220), a first a high temperature internal circuit (210) connected to said first high temperature thermal energy distribution circuit (110), and a second low temperature internal circuit (220) connected to said second thermal energy distribution circuit (120) low temperature, said heat exchanger (130) comprising on the one hand an inlet (131 a) of said first heat transfer fluid and an outlet of said first heat transfer fluid (131b), said inlet (131 a) and said outlet (131b) of said first heat transfer fluid being connected to said first thermal energy distribution circuit (110), and secondly an inlet (132a) of said second heat transfer fluid and an outlet (132b) of said second calopor fluid said input (132a) and said output (132b) being connected to said second low temperature thermal energy distribution circuit (120). 3. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique, selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites plaques (300) dudit échangeur de chaleur (130) sont des plaques parallèles et espacées entre elles pour définir deux réseaux indépendants d’espaces parallèles, respectivement parcourus par ledit premier fluide caloporteur et ledit second fluide caloporteur.3. Device (100) thermal energy network distribution, according to claim 2, characterized in that said plates (300) of said heat exchanger (130) are parallel plates and spaced apart to define two independent networks d parallel spaces, respectively traversed by said first heat transfer fluid and said second heat transfer fluid. 4. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique, selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite entrée (131a) et ladite sortie (131b) dudit premier fluide caloporteur sont équipées d’une vanne à au moins deux voies ainsi que ladite entrée (132a) et ladite sortie (132b) dudit second fluide caloporteur, sont équipées d’une vanne à au moins deux voies, pour mettre ledit échangeur de chaleur en court-circuit.4. Device (100) thermal energy network distribution, according to claim 2, characterized in that said inlet (131a) and said outlet (131b) of said first heat transfer fluid are equipped with a valve at least two channels as well as said inlet (132a) and said outlet (132b) of said second heat transfer fluid, are equipped with a valve with at least two channels, to put said heat exchanger short circuit. 5. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte une unité centrale de gestion (180) équipée d’au moins un capteur de température (C10) agencé pour mesurer la température dudit premier fluide caloporteur sur le conduit aller dudit premier circuit (110) de distribution d’énergie thermique, au moins un deuxième capteur de température (C-n), agencé pour mesurer la température dudit premier fluide caloporteur sur le conduit retour dudit premier circuit (110) de distribution d’énergie thermique, au moins un troisième capteur de température (C12) sur ledit deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique.5. Device (100) thermal energy network distribution according to claim 1, characterized in that it comprises a central management unit (180) equipped with at least one temperature sensor (C10) arranged to measure the temperature of said first heat transfer fluid on the forward duct of said first thermal energy distribution circuit (110), at least one second temperature sensor (Cn), arranged to measure the temperature of said first heat transfer fluid on the return duct of said first circuit ( 110), at least one third temperature sensor (C12) on said second thermal energy distribution circuit (120). 6. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique, selon la revendication 1, dans lequel la température dudit premier fluide caloporteur est comprise entre 50 et 100 °C et de préférence comprise entre 60 et 95 °C et en particulier avantageusement égale à 90 °C.6. Device (100) for distribution in thermal energy network, according to claim 1, wherein the temperature of said first heat transfer fluid is between 50 and 100 ° C and preferably between 60 and 95 ° C and in particular advantageously equal to 90 ° C. 7. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique, selon la revendication 1, dans lequel la température dudit second fluide caloporteur est comprise entre 2 et 20 °C et de préférence comprise entre 2 et 15 °C et en particulier avantageusement égale à 9 °C.7. Device (100) thermal energy network distribution according to claim 1, wherein the temperature of said second heat transfer fluid is between 2 and 20 ° C and preferably between 2 and 15 ° C and in particular advantageously equal to 9 ° C. 8. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique, selon la revendication 1, dans lequel chacun desdits au moins un deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique à basse température (BT) est connecté audit au moins un premier circuit (110) de distribution d’énergie thermique à haute température (HT), sur son conduit de retour.The thermal energy network distribution device (100) according to claim 1, wherein each of said at least one second low temperature thermal distribution (LV) circuit (120) is connected to said at least one first circuit (110) for distributing high temperature thermal energy (HT) on its return duct. 9. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique, selon la revendication 8, dans lequel la connexion d’entrée et la connexion de sortie dudit au moins un réseau à basse température (BT) sont espacés d’une distance prédéterminée.The thermal energy network distribution device (100) according to claim 8, wherein the input connection and the output connection of said at least one low temperature network (LV) are spaced a predetermined distance apart. . 10. Dispositif (100) de distribution en réseau d’énergie thermique, selon la revendication 1, dans lequel au moins un deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique à basse température (BT) est connecté à un autre deuxième circuit (120) de distribution d’énergie thermique à basse température (BT).The thermal energy network distribution device (100) according to claim 1, wherein at least one second low temperature (LV) thermal energy distribution circuit (120) is connected to another second circuit (120). 120) of low temperature (BT) thermal energy distribution.
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