WO2001031265A1 - Method and device for accumulating heat by evaporation-condensation - Google Patents

Method and device for accumulating heat by evaporation-condensation Download PDF

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WO2001031265A1
WO2001031265A1 PCT/FR2000/002734 FR0002734W WO0131265A1 WO 2001031265 A1 WO2001031265 A1 WO 2001031265A1 FR 0002734 W FR0002734 W FR 0002734W WO 0131265 A1 WO0131265 A1 WO 0131265A1
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container
heat
water
temperature
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PCT/FR2000/002734
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Denis Clodic
Georges El Khoury
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Armines
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/0208—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid using electrical energy supply
    • F24H7/0233—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid using electrical energy supply the transfer fluid being water

Definitions

  • water heaters in particular electric water heaters, meet the daily needs of a family. For a family of four consuming approximately 150 liters of water per day, these water heaters generally have a volume of 200 liters.
  • the hot water consumed is replaced by an equivalent volume of cold water entering from the bottom of the device.
  • Such water heaters have a major defect. In fact, even if anodes are placed next to the heating resistance at the base of the device, the fouling by limestone and the various mineral salts is significant and causes additional energy losses due to the additional thermal resistances associated with the deposit. .
  • the invention aims to remedy these drawbacks and to improve the energy balance of water heaters. More generally, the invention aims to improve the energy balance of heat storage processes and devices of which the water heater cylinders are only one particular application.
  • the heat accumulation method according to the invention consists in providing a container containing a first fluid under its vapor pressure and in providing the following steps:
  • the heat is stored in the first fluid under its vapor pressure, in particular water, in a sealed container,
  • the heat is transferred by condensation of the vapor phase of said fluid on the external surface of an exchanger, located in the vapor phase of the first fluid,
  • - Heat is supplied to said container by means of a hot source, in particular a heating resistor or a burner.
  • the heat transfer is effected by heat pipe effect, that is to say by evapo-condensation.
  • the container is thermally insulated.
  • the use of a fluid under its vapor pressure makes it possible to reduce the dimensions of the container by approximately 75%. to meet the same needs. Given this reduction in volume, for an identical cost of insulation, the performance of the envelope is improved insulating thermal and reducing the heat losses by a factor of 3 to 4.
  • sufficient heat is supplied to maintain the first fluid at a temperature such that the pressure in the container is substantially equal to atmospheric pressure.
  • heat can be provided in an amount sufficient to maintain the first fluid at a temperature such that the absolute pressure in the container is greater than atmospheric pressure, in particular substantially equal to 2 bar.
  • the holding temperature is approximately 120 ° C for a pressure of 2 bar.
  • the exchanger comprises a circuit traversed by a second fluid, in particular water, the temperature of which is lower than that of the first fluid.
  • Heat can be stored not only in the first fluid but also in a material undergoing a solid / liquid phase change in the range of temperature variation of the first fluid in the container.
  • the solid / liquid phase change material is introduced into nodules, in particular plastic capsules, and these nodules are immersed in the first fluid.
  • a mass of solid / liquid phase change material is introduced into a container separate from the container of the first fluid, and this container is thermally connected to the container by a heat exchanger which can be turned on or off. at will.
  • the container containing the phase change material may further include a heating plate. You can adjust the capacity of the water heater by whether or not using the additional resistance (heating plate) provided in the container containing the phase change material.
  • the phase change material can be constituted by a vegetable wax, a beeswax or a mineral wax.
  • an additive is introduced into the fluid of the container which makes it possible to raise the temperature of the liquid phase without increasing the vapor pressure, while retaining the heat capacity.
  • this first fluid is constituted by water
  • the additive can be constituted by sodium chloride.
  • the present invention also relates to a heat storage device comprising: a sealed container containing a fluid, in particular water, under its vapor pressure,
  • An exchanger located in the part of the container containing the vapor phase of said fluid, a hot source, in particular a heating resistor or a burner, to provide heat to the liquid phase of said fluid.
  • the heat storage device further comprises a thermal insulator enveloping the container.
  • the amount of heat provided by the hot source is determined sufficiently to maintain the fluid at a temperature such that the maximum pressure variation inside the container is ⁇ 1 bar absolute.
  • This variation corresponds to a container which, during the initial charge of water, can be under a pressure of 20 mb absolute at a temperature of 20 ° C while its absolute pressure will be approximately 2 bar for a temperature of 120 ° C.
  • the exchanger comprises a circuit traversed by a second fluid, in particular water.
  • the present invention also relates to the application of the method and the device according to the invention and their preferred alternative embodiments to the production of hot water storage tank, especially for water heaters.
  • Figure 1 of these drawings is a schematic view, in open perspective, of an alternative embodiment of a heat storage device 1 according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic section of another variant of a device according to the invention.
  • FIG. 3, finally, is a schematic vertical section of a variant of the device of FIG. 2.
  • the temperature of cold water varies relatively little during the year, between 12 and 22 ° C.
  • the cold water 4c circulates in an exchanger 4, preferably in a copper circuit 4b, located at the top of the tank.
  • the water circulating in the exchanger 4 is heated by condensation 3 of the water vapor 2b coming from the evaporation at the free surface 2c of the hot water 2a stored, under its vapor pressure, in the tank has heat pipe effect.
  • the hot water 2a is stored at a temperature varying, for example, between 100 and 90 ° C. These temperature levels are chosen to limit losses and make the internal pressure of the hot water tank vary between 0.7 and 1 bar absolute.
  • the balloon 1 is surrounded by a thermally insulating envelope 6.
  • the tank 1 is designed to withstand higher pressures, in particular at least 2 bar absolute so that the water can be stored at a temperature of around 120 ° C.
  • the storage capacity under the same volume is increased.
  • the hot water stock is 50 liters. It is heated to 100 ° C, for example.
  • the opening of the tap causes a circulation of cold water 4c which enters one exchanger 4 located at the top of the heat storage tank.
  • This cold water enters at a variable temperature between 12 and 22 ° C. It is reheated to an outlet temperature which can vary between 45 and 60 ° C.
  • the flow rate in circuit 4b of the exchanger 4 is adjusted and / or the mixture with additional cold water at the outlet of the exchanger 4.
  • the exchanger 4 constitutes a cold point located in the vapor phase 2b of the heat pipe effect.
  • the hot water stored is at a temperature ⁇ e 100 ° C (for example) at the start of the day and 90 ° C (for example) at the end of the day
  • this water evaporates on the liore surface 2c . It comes to condense 3 on the outer wall 4a of the exchanger and thus heats the circulating water 4b inside the exchanger 4.
  • the condensed water 3 drops in drops on the water reserve 2a where it comes mix. This results in a slight lowering, between 100 and 90 ° C, of the temperature of the stored water.
  • the container 1 (the balloon) with heat pipe effect allows to radically modify the volume u storage since:
  • the energy exchanged on one side of the exchanger is consisting of a so-called sensitive energy, allowing the liquid water to heat up for temperature differences of around 40K (variable between 23 and 58K) and
  • the average temperature over the day is 95 ° C.
  • the average temperature is 60 ° C.
  • the difference for the 50 liter tank is therefore 75K and ⁇ e 40K for the 200 liter tank.
  • FIG. 2 shows a general cold water inlet E, provided with a control valve, which is divided downstream along a line with control valve for the supply 4c of the exchanger 4, and according to a bypass line B or by-pass, also fitted with a valve, which leads to an inlet of a mixer M, another inlet of which receives hot water from the exchanger 4.
  • the phase change material 7 can be packaged in the form of nodules 8, for example by filling plastic capsules with the material 7.
  • the nodules 8 are immersed in water 2a; they make it possible to split the material 7 and to obtain good heat exchanges by increasing the exchange surface.
  • the increase in the heat storage capacity of a volume of water of 60 liters comprising 10 kg of nodules is approximately 20%.
  • Figure 3 shows a variant in which the material 7 has phase change is placed en masse in a container 9 separated from that containing the water 2a.
  • the thermal coupling between the stored hot water 2a and the material 7 is ensured by an exchanger 10 comprising a coil 10 embedded in the mass of the material 7 and allowing a circulation of hot water 2a coming to the tank 1 and returning to this tank.
  • the start-up or shutdown of the exchanger 10 can be controlled using a valve
  • An additional heating resistor 12 for example in the form of a plate, is provided in the container 9.
  • the temperature of the water 2a decreases as a result of the removal of heat due to the withdrawal of sanitary water through the exchanger 4.
  • the temperature of the water 2a reaches, by decreasing values, the solidification temperature of material 7, the latter releases its latent heat of fusion-solidification.
  • FIG. 3 enables the container 9 containing the phase change material 7 to be put into service or not and thus to vary the storage capacity of the water heater as required.
  • the presence of the additional heating resistor 12 makes it possible to modulate the power of the water heater by using or not using this additional resistor.
  • the phase change material 7 is chosen so as not to pose a problem of environmental pollution at the end of the life of the equipment.
  • an additive can be added to the liquid 2a which makes it possible to increase the temperature of the liquid for the same vapor pressure, while retaining the storage capacity.
  • the liquid 2a is water
  • the water heater can of course be regulated, in particular as regards the intervention of the material 7 and of the auxiliary resistance 12 in the case of FIG. 3.
  • provision is made for regulating the capacity of the thermal storage of the water heater which is carried out by counting the time of withdrawal of hot water by the user. For example, if the regulation (by time counting) finds a reduction in the daily duration of use, that is to say a significant reduction in the consumption of hot water compared to the previous days, the storage capacity thermal of the water heater will be adapted either by decreasing the storage water temperature, or by not heating the container 9 containing the liquid solid phase change material. Conversely, the increase in thermal storage capacity is carried out by directly controlling the heating during the day and this, as a function of the counting of the time for drawing off hot water.

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Abstract

The invention relates to a method for accumulating heat in a container (1), comprising the following steps: storing the heat in a first fluid (2a, 2b) at its vapour pressure, especially water, in a sealed container (1); transferring the heat by condensing (3) the vapour phase (2b) of said fluid on the external surface (4a) of an exchanger (4) which is situated in the vapour phase (2b) of the first fluid; and supplying heat to the container using a heat source (5), especially a heating resistor (5a) or a burner.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ACCUMULA ION DE CHALEUR A EFFET METHOD AND DEVICE FOR STORING EFFECT HEAT
CALODUCHEAT PIPE
Il est connu que des chauffe-eau, en particulier des chauffe-eau électriques, répondent aux besoins journaliers d'une famille. Pour une famille de quatre personnes consommant environ 150 litres d'eau par jour, ces chauffe-eau ont en général un volume de 200 litres.It is known that water heaters, in particular electric water heaters, meet the daily needs of a family. For a family of four consuming approximately 150 liters of water per day, these water heaters generally have a volume of 200 liters.
Réglementairement, l'eau chaude doit être stockée a une température égale ou supérieure a 60°C pour éviter les proliférations bactériennes de type legionella. Il existe donc un écart de température de 40K entre l'eau chaude qui est stockée dans le chauffe-eau et la pièce dans laquelle celui-ci est situe et dont la température est de l'ordre de 20°C. L'eau chaude du cnauffe-eau est stockée dans un conteneur (également dénomme "ballon") en général de forme cylindrique ayant un diamètre de 45 cm et une hauteur de plus de 125 cm (non compris l'enveloppe isolante thermique) . Les déperditions thermiques journalières d'un tel chauffe-eau d'une contenance de 200 litres sont significatives. Elles se situent entre 1,4 et 2 kWh par our .By regulation, hot water must be stored at a temperature equal to or higher than 60 ° C to avoid bacterial proliferation of the legionella type. There is therefore a temperature difference of 40K between the hot water which is stored in the water heater and the room in which it is located and whose temperature is of the order of 20 ° C. The hot water from the water tank is stored in a container (also known as a "balloon") generally of cylindrical shape having a diameter of 45 cm and a height of more than 125 cm (not including the thermal insulating envelope). The daily heat losses of such a water heater with a capacity of 200 liters are significant. They are between 1.4 and 2 kWh per day.
Par ailleurs, l'eau chaude consommée, généralement soutirée en haut du ballon d'eau chaude, est remplacée par un volume d'eau froide équivalent entrant par le bas de l'appareil. De tels chauffe-eau présentent un défaut majeur. En effet, même si des anodes sont disposées à côté de la résistance chauffante à la base de l'appareil, l'encrassement par le calcaire et les différents sels minéraux est significatif et entraine des pertes énergétiques supplémentaires dues aux résistances thermiques additionnelles associées au dépôt.In addition, the hot water consumed, generally drawn at the top of the hot water tank, is replaced by an equivalent volume of cold water entering from the bottom of the device. Such water heaters have a major defect. In fact, even if anodes are placed next to the heating resistance at the base of the device, the fouling by limestone and the various mineral salts is significant and causes additional energy losses due to the additional thermal resistances associated with the deposit. .
L'invention vise à remédier à ces inconvénients et à améliorer le bilan énergétique des chauffe-eau. Plus généralement, l'invention vise à améliorer le bilan énergétique des procédés et des dispositifs d'accumulation de chaleur dont les ballons des chauffe-eau ne sont qu'une application particulière.The invention aims to remedy these drawbacks and to improve the energy balance of water heaters. More generally, the invention aims to improve the energy balance of heat storage processes and devices of which the water heater cylinders are only one particular application.
Le procédé d'accumulation de chaleur selon l'invention consiste à prévoir un récipient contenant un premier fluide sous sa tension de vapeur et à prévoir les étapes suivantes :The heat accumulation method according to the invention consists in providing a container containing a first fluid under its vapor pressure and in providing the following steps:
- on stocke la chaleur dans le premier fluide sous sa tension de vapeur, notamment de l'eau, dans un conteneur étanche,the heat is stored in the first fluid under its vapor pressure, in particular water, in a sealed container,
- on transfère la chaleur par condensation de la phase vapeur dudit fluide sur la surface externe d'un échangeur, située dans la phase vapeur du premier fluide,the heat is transferred by condensation of the vapor phase of said fluid on the external surface of an exchanger, located in the vapor phase of the first fluid,
- on apporte de la chaleur audit conteneur au moyen d'une source chaude, notamment une résistance chauffante ou un brûleur .- Heat is supplied to said container by means of a hot source, in particular a heating resistor or a burner.
Pour obtenir un premier fluide sous sa tension de vapeur, il est nécessaire qu'avant remplissage le conteneur soit vide d'air. Ainsi, le transfert de chaleur s'effectue par effet caloduc, c'est-à-dire par évapo-condensation.To obtain a first fluid under its vapor pressure, it is necessary that before filling the container be empty of air. Thus, the heat transfer is effected by heat pipe effect, that is to say by evapo-condensation.
De préférence, on isole thermiquement le conteneur. Ainsi que cela va être démontré par la suite, notamment lors de la description détaillée d'un ballon de chauffe-eau, la mise en oeuvre d'un fluide sous sa tension de vapeur permet de réduire les dimensions du conteneur d'environ 75 % pour répondre aux mêmes besoins. Compte tenu de cette diminution du volume, pour un coût d'isolation identique, on améliore les performances de l'enveloppe isolante thermique et on réduit les déperditions thermiques d'un facteur de 3 à 4.Preferably, the container is thermally insulated. As will be demonstrated later, in particular during the detailed description of a water heater balloon, the use of a fluid under its vapor pressure makes it possible to reduce the dimensions of the container by approximately 75%. to meet the same needs. Given this reduction in volume, for an identical cost of insulation, the performance of the envelope is improved insulating thermal and reducing the heat losses by a factor of 3 to 4.
Par ailleurs, notamment dans le cas d'un ballon de chauffe-eau, l'eau chaude stockée et traitée n'est pas renouvelée. Il n'y a donc ni dépôt, ni perte d'efficacité de transfert.Furthermore, especially in the case of a water heater balloon, the hot water stored and treated is not renewed. There is therefore no deposit or loss of transfer efficiency.
De préférence, on apporte de la chaleur en quantité suffisante pour maintenir le premier fluide à une température telle que la pression dans le conteneur soit sensiblement égale à la pression atmosphérique.Preferably, sufficient heat is supplied to maintain the first fluid at a temperature such that the pressure in the container is substantially equal to atmospheric pressure.
En variante, on peut apporter de la chaleur en quantité suffisante pour maintenir le premier fluide à une température telle que la pression absolue dans le conteneur soit supérieure à la pression atmosphérique, en particulier sensiblement égale à 2 bar. Dans le cas où le premier fluide est de l'eau, la température de maintien est d'environ 120°C pour une pression de 2 bar.As a variant, heat can be provided in an amount sufficient to maintain the first fluid at a temperature such that the absolute pressure in the container is greater than atmospheric pressure, in particular substantially equal to 2 bar. In the case where the first fluid is water, the holding temperature is approximately 120 ° C for a pressure of 2 bar.
De préférence également, 1 ' échangeur comprend un circuit parcouru par un second fluide, notamment de l'eau, dont la température est inférieure à celle du premier fluide .Also preferably, the exchanger comprises a circuit traversed by a second fluid, in particular water, the temperature of which is lower than that of the first fluid.
On peut stocker la chaleur non seulement dans le premier fluide mais également dans une matière subissant un changement de phase solide/liquide dans la plage de variation de température du premier fluide dans le conteneur .Heat can be stored not only in the first fluid but also in a material undergoing a solid / liquid phase change in the range of temperature variation of the first fluid in the container.
Selon une première possibilité, on introduit la matière à changement de phase solide/liquide dans des nodules, notamment des capsules en matière plastique, et on immerge ces nodules dans le premier fluide.According to a first possibility, the solid / liquid phase change material is introduced into nodules, in particular plastic capsules, and these nodules are immersed in the first fluid.
Selon une autre possibilité, une masse de matière à changement de phase solide/liquide est introduite dans un récipient distinct du conteneur du premier fluide, et ce récipient est relié thermiquement au conteneur par un échangeur de chaleur qui peut être mis en service ou hors service à volonté. Le récipient contenant la matière à changement de phase peut en outre comporter une plaque chauffante. On peut moduler la capacité du chauffe-eau en utilisant ou non la résistance supplémentaire (plaque chauffante) prévue dans le récipient contenant la matière a changement de phase.Alternatively, a mass of solid / liquid phase change material is introduced into a container separate from the container of the first fluid, and this container is thermally connected to the container by a heat exchanger which can be turned on or off. at will. The container containing the phase change material may further include a heating plate. You can adjust the capacity of the water heater by whether or not using the additional resistance (heating plate) provided in the container containing the phase change material.
La matière a changement de phase peut être constituée par une cire végétale , une cire d'abeille ou une cire minérale.The phase change material can be constituted by a vegetable wax, a beeswax or a mineral wax.
Avantageusement, on introduit dans le fluide du conteneur un additif qui permet d'élever la température de la phase liquide sans augmentation de la pression de vapeur, tout en conservant la capacité calorifique. Dans le cas ou ce premier fluide est constitue par de l'eau, l'additif peut être constitue par du chlorure de sodium.Advantageously, an additive is introduced into the fluid of the container which makes it possible to raise the temperature of the liquid phase without increasing the vapor pressure, while retaining the heat capacity. In the case where this first fluid is constituted by water, the additive can be constituted by sodium chloride.
La présente invention concerne également un dispositif d'accumulation de chaleur comprenant : - un conteneur etanche contenant un fluide, notamment de l'eau, sous sa tension de vapeur,The present invention also relates to a heat storage device comprising: a sealed container containing a fluid, in particular water, under its vapor pressure,
- un échangeur situe dans la partie du conteneur contenant la phase vapeur dudit fluide, une source chaude, notamment une résistance chauffante ou un brûleur, pour apporter de la chaleur a la phase liquide dudit fluide.- An exchanger located in the part of the container containing the vapor phase of said fluid, a hot source, in particular a heating resistor or a burner, to provide heat to the liquid phase of said fluid.
De préférence, le dispositif d'accumulation de chaleur selon l'invention comprend en outre un isolant thermique enveloppant le conteneur. De préférence également, la quantité de chaleur apportée par la source chaude est déterminée de manière suffisante pour maintenir le fluide a une température telle que la variation maximale de pression a l'intérieur du conteneur soit de ± 1 bar absolu. Cette variation correspond a un conteneur qui, lors de la charge initiale en eau, peut être sous une pression de 20 mb absolus a une température de 20°C alors que sa pression absolue sera de 2 bar environ pour une température de 120 °C.Preferably, the heat storage device according to the invention further comprises a thermal insulator enveloping the container. Preferably also, the amount of heat provided by the hot source is determined sufficiently to maintain the fluid at a temperature such that the maximum pressure variation inside the container is ± 1 bar absolute. This variation corresponds to a container which, during the initial charge of water, can be under a pressure of 20 mb absolute at a temperature of 20 ° C while its absolute pressure will be approximately 2 bar for a temperature of 120 ° C.
De préférence également, 1 ' échangeur comprend un circuit parcouru par un second fluide, notamment de l'eau.Also preferably, the exchanger comprises a circuit traversed by a second fluid, in particular water.
La présente invention concerne également l'application du procède et du dispositif selon l'invention et de leurs variantes de réalisation préférentielles a la réalisation de ballon d'accumulation d'eau chaude, notamment pour chauffe-eau.The present invention also relates to the application of the method and the device according to the invention and their preferred alternative embodiments to the production of hot water storage tank, especially for water heaters.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront a la lecture de la description de variantes de réalisation de l'invention données a titre d'exemple indicatif et non limitatif, avec référence aux dessins annexes.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description of alternative embodiments of the invention given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings.
La figure 1, de ces dessins, est une vue schématique, en perspective ouverte, d'une variante de réalisation d'un dispositif d'accumulation de chaleur selon 1 ' invention.Figure 1 of these drawings is a schematic view, in open perspective, of an alternative embodiment of a heat storage device 1 according to the invention.
La figure 2 est une coupe schématique d'une autre variante d'un dispositif selon l'invention.Figure 2 is a schematic section of another variant of a device according to the invention.
La figure 3, enfin, est une coupe verticale schématique d'une variante du dispositif de la figure 2.FIG. 3, finally, is a schematic vertical section of a variant of the device of FIG. 2.
On va maintenant décrire la figure 1. La température de l'eau froide varie relativement peu au cours de l'année, entre 12 et 22°C. Dans le ballon d'accumulation 1 a effet caloduc, l'eau froide 4c circule dans un échangeur 4, de préférence dans un circuit 4b en cuivre, situe a la partie supérieure du ballon. L'eau circulant dans 1 ' échangeur 4 est réchauffée par condensation 3 de la vapeur d'eau 2b provenant de 1 ' evaporation au niveau de la surface libre 2c de l'eau chaude 2a stockée, sous sa tension de vapeur, dans le ballon a effet caloduc. L'eau chaude 2a est stockée a une température variant, par exemple, entre 100 et 90°C. Ces niveaux de température sont choisis pour limiter les déperditions et faire σue la pression interne du ballon d'eau chaude varie entre 0,7 et 1 bar absolu. Le ballon 1 est entoure d'une enveloppe 6 thermiquement isolante.We will now describe Figure 1. The temperature of cold water varies relatively little during the year, between 12 and 22 ° C. In the heat storage tank 1, the cold water 4c circulates in an exchanger 4, preferably in a copper circuit 4b, located at the top of the tank. The water circulating in the exchanger 4 is heated by condensation 3 of the water vapor 2b coming from the evaporation at the free surface 2c of the hot water 2a stored, under its vapor pressure, in the tank has heat pipe effect. The hot water 2a is stored at a temperature varying, for example, between 100 and 90 ° C. These temperature levels are chosen to limit losses and make the internal pressure of the hot water tank vary between 0.7 and 1 bar absolute. The balloon 1 is surrounded by a thermally insulating envelope 6.
Selon une disposition avantageuse, le ballon 1 est prévu pour résister a des pressions plus élevées, notamment d'au moins 2 bar absolus de telle sorte que l'on peut stocker l'eau a une température d'environ 120 °C. La capacité de stockage sous un même volume se trouve augmentée .According to an advantageous arrangement, the tank 1 is designed to withstand higher pressures, in particular at least 2 bar absolute so that the water can be stored at a temperature of around 120 ° C. The storage capacity under the same volume is increased.
La description du mécanisme est la suivante Lorsque de la chaleur est apportée par la source chaude 5, elle entraîne une augmentation de la température du liquide 2a. Ce phénomène a pour effet d'accroître le nombre de molécules de la phase vapeur 2b et par conséquent a pour effet d'accroître la pression. Inversement, lorsque l'on introduit de l'eau froide 4c dans le circuit 4b de l' échangeur, on refroidit la phase vapeur 2b ; une fraction de celle-ci se condense 3 sur la surface externe 4a de l' échangeur 4. Corrélativement, le nombre des molécules de la phase gazeuse 2b diminue et la pression baisse dans le conteneur 1. Il y a donc un ajustement concomitant de la pression et de la température.The description of the mechanism is as follows When heat is supplied by the hot source 5, it causes an increase in the temperature of the liquid 2a. This phenomenon has the effect of increasing the number of molecules of the vapor phase 2b and consequently has the effect of increasing the pressure. Conversely, when cold water 4c is introduced into the circuit 4b of the exchanger, the vapor phase 2b is cooled; a fraction of it condenses 3 on the external surface 4a of the exchanger 4. Correspondingly, the number of molecules of the gas phase 2b decreases and the pressure drops in the container 1. There is therefore a concomitant adjustment of the pressure and temperature.
Dans l'exemple décrit, le stock d'eau chaude est de 50 litres. Il est chauffe a 100°C, par exemple. Lorsque l'utilisateur a besoin d'eau chaude, l'ouverture du robinet provoque une circulation d'eau froide 4c qui entre dans 1 ' échangeur 4 situe a la partie supérieure du ballon a accumulation a effet caloduc. Cette eau froide entre a une température variable entre 12 et 22°C. Elle est réchauffée jusqu'à une température de sortie qui peut varier entre 45 et 60°C. Selon le niveau de température souhaite, on ajuste le débit dans le circuit 4b de 1 ' échangeur 4 et/ou le mélange avec de l'eau froide additionnelle en sortie de 1 ' échangeur 4. L' échangeur 4 constitue un point froid situe dans la phase vapeur 2b du oallon a effet caloduc.In the example described, the hot water stock is 50 liters. It is heated to 100 ° C, for example. When the user needs hot water, the opening of the tap causes a circulation of cold water 4c which enters one exchanger 4 located at the top of the heat storage tank. This cold water enters at a variable temperature between 12 and 22 ° C. It is reheated to an outlet temperature which can vary between 45 and 60 ° C. Depending on the desired temperature level, the flow rate in circuit 4b of the exchanger 4 is adjusted and / or the mixture with additional cold water at the outlet of the exchanger 4. The exchanger 4 constitutes a cold point located in the vapor phase 2b of the heat pipe effect.
Compte tenu du fait que l'eau chaude stockée est a une température αe 100°C (par exemple) en début de journée et de 90°C (par exemple) en fin de journée, cette eau s'évapore a la surface liore 2c. Elle vient se condenser 3 sur la paroi extérieure 4a de 1 ' échangeur et rechauffe ainsi l'eau circulant 4b a 1 ' intérieur de 1 ' échangeur 4. L'eau condensée 3 retombe en gouttes sur la reserve d'eau 2a ou elle vient se mélanger. Il en resuite un léger abaissement, entre 100 et 90°C, de la température de l'eau stockée.Taking into account the fact that the hot water stored is at a temperature αe 100 ° C (for example) at the start of the day and 90 ° C (for example) at the end of the day, this water evaporates on the liore surface 2c . It comes to condense 3 on the outer wall 4a of the exchanger and thus heats the circulating water 4b inside the exchanger 4. The condensed water 3 drops in drops on the water reserve 2a where it comes mix. This results in a slight lowering, between 100 and 90 ° C, of the temperature of the stored water.
Le conteneur 1 (le ballon) a effet caloduc permet de modifier radicalement le volume u stockage puisque :The container 1 (the balloon) with heat pipe effect allows to radically modify the volume u storage since:
- l'énergie échangée d'un côte de 1 ' échangeur est constituée d'une énergie dite sensible, permettant le réchauffement de l'eau liquide pour des écarts de température d'environ 40K (variable entre 23 et 58K) et- the energy exchanged on one side of the exchanger is consisting of a so-called sensitive energy, allowing the liquid water to heat up for temperature differences of around 40K (variable between 23 and 58K) and
- l'énergie échangée de l'autre côté résulte d'un échange par cnaleur latente de condensation a des températures variables entre 90°C et 100°C.- the energy exchanged on the other side results from an exchange by latent condensation value at variable temperatures between 90 ° C and 100 ° C.
Les débits habituels d'eau chaude sanitaire sont de l'ordre de 10 1/mn, la puissance échangée est donc élevée : 27,8 kW. Cependant, puisque la chaleur latente de vaporisation de l'eau est de 2250 kJ/kg pour des températures variables entre 90 et 110°C, il suffit que le débit d ' évapo-condensation provenant du stockage soit de 12 g/s. Le temps de fonctionnement total sur une journée est de 900 s (15 mn pour 150 litres d'eau chaude sanitaire) .The usual domestic hot water flow rates are around 10 1 / min, the power exchanged is therefore high: 27.8 kW. However, since the latent heat of vaporization of water is 2250 kJ / kg for temperatures varying between 90 and 110 ° C, it is sufficient that the evapo-condensation flow rate originating from storage is 12 g / s. The total operating time over a day is 900 s (15 min for 150 liters of domestic hot water).
Pour une telle durée de fonctionnement, la masse évapo-condensée est d'un peu plus de 11 kg. Ces 11 kg d'eau tombent goutte à goutte, à une température variable entre 65 et 50°C, dans la phase liquide 2a (initialement à 100°C) avec laquelle ils se mélangent. On peut calculer la quantité d'eau chaude 2a avec laquelle la masse évapo- condensée de 11 kg doit se mélanger pour qu'en fin de journée la température au mélange reste égale ou supérieure a 60°C. La réduction de la masse d'eau par 4 implique, pour une déperdition de chaleur de 1K du stock d'eau pour un ballon de 200 litres comparativement a un ballon de 50 litres, une diminution de la perte énergétique qui est en rapport direct avec la masse stockée et qui se calcule par la relation Qdeeri ion = M x cp x DT .For such an operating time, the evapo-condensed mass is a little more than 11 kg. These 11 kg of water drop by drop, at a variable temperature between 65 and 50 ° C, in the liquid phase 2a (initially at 100 ° C) with which they mix. We can calculate the quantity of hot water 2a with which the 11 kg evaporated mass must mix so that at the end of the day the temperature of the mixture remains equal to or greater than 60 ° C. The reduction of the mass of water by 4 implies, for a heat loss of 1K from the water stock for a 200 liter tank compared to a 50 liter tank, a reduction in the energy loss which is directly related to the mass stored and which is calculated by the relation Qdeeri i on = M xc p x DT.
Dans le cas ou l'écart de température est égal, ^a déperdition énergétique est donc bien diminuée par 4.In case the temperature difference is equal, ^ has energy loss is therefore reduced by 4.
Dans le cas d'un ballon de 50 litres selon l'invention, la température moyenne sur la journée est de 95°C. Dans le cas d'un ballon de 200 litres classique, la température moyenne est de 60 °C. Pour une même température extérieure de 20°C, l'écart pour le ballon de 50 litres est donc de 75K et αe 40K pour le ballon de 200 litres. Si l'isolation est de même nature, la déperdition est en première approximation deux fois plus élevée puisqu'elle est proportionnelle à l'écart de température, mais comme la masse est 4 fois moindre, à pouvoir d'isolation égal, la déperdition thermique est divisée par 2.In the case of a 50 liter flask according to the invention, the average temperature over the day is 95 ° C. In the case of a conventional 200 liter tank, the average temperature is 60 ° C. For the same outside temperature of 20 ° C, the difference for the 50 liter tank is therefore 75K and αe 40K for the 200 liter tank. Yes the insulation is of the same nature, the loss is at first approximation twice as high since it is proportional to the temperature difference, but as the mass is 4 times less, with equal insulation power, the heat loss is divided by 2.
On peut évaluer les conséquences de la réduction du volume de stockage sur le volume d'isolation. Dans l'hypothèse où les deux ballons, respectivement de 50 et 200 litres, ont le même diamètre de cuve de stockage de 45 cm, pour le ballon de 200 litres, la hauteur sera donc de 125 cm, tandis que pour le ballon de 50 litres, elle ne sera plus que de 30 cm. La hauteur est donc divisée par 4 ainsi que le volume d'isolation vertical. On peut par conséquent doubler l'épaisseur d'isolation sur l'ensemble du volume et diminuer d'autant la déperdition thermique à coût moindre.We can assess the consequences of reducing the storage volume on the insulation volume. In the event that the two tanks, 50 and 200 liters respectively, have the same diameter of the storage tank of 45 cm, for the 200 liter tank, the height will therefore be 125 cm, while for the 50 tank liters, it will only be 30 cm. The height is therefore divided by 4 as well as the volume of vertical insulation. It is therefore possible to double the thickness of insulation over the entire volume and thereby reduce the heat loss at lower cost.
En se reportant à la figure 2, on peut voir une variante de réalisation dans laquelle la capacité de stockage de chaleur est augmentée en associant au premier fluide 2a un matériau 7 subissant un changement de phase solide/liquide dans la plage de variation de température subie par le fluide 2a. Les éléments identiques ou équivalents à des éléments déjà décrits précédemment sont désignés par les mêmes références, sans que leur description soit reprise.Referring to FIG. 2, one can see an alternative embodiment in which the heat storage capacity is increased by associating with the first fluid 2a a material 7 undergoing a change of solid / liquid phase in the range of temperature variation undergone by the fluid 2a. Elements identical or equivalent to elements already described above are designated by the same references, without their description being repeated.
Le schéma de la figure 2 fait apparaître une arrivée générale d'eau froide E, munie d'une vanne de commande, qui se divise en aval selon une ligne avec vanne de commande pour l'alimentation 4c de 1 ' échangeur 4 , et selon une ligne de dérivation B ou by-pass, également munie d'une vanne, qui aboutit à une entrée d'un mitigeur M dont une autre entrée reçoit l'eau chaude de sortie de 1 ' échangeur 4.The diagram in FIG. 2 shows a general cold water inlet E, provided with a control valve, which is divided downstream along a line with control valve for the supply 4c of the exchanger 4, and according to a bypass line B or by-pass, also fitted with a valve, which leads to an inlet of a mixer M, another inlet of which receives hot water from the exchanger 4.
Le matériau 7 à changement de phase peut être conditionné sous forme de nodules 8, par exemple par remplissage de capsules en matière plastique avec le matériau 7. Les nodules 8 sont immergés dans l'eau 2a; ils permettent de fractionner la matière 7 et d'obtenir de bons échanges thermiques par augmentation de la surface d' échange .The phase change material 7 can be packaged in the form of nodules 8, for example by filling plastic capsules with the material 7. The nodules 8 are immersed in water 2a; they make it possible to split the material 7 and to obtain good heat exchanges by increasing the exchange surface.
Pour un volume de 60 litres d'eau 2a, on peut introduire 10 kg de nodules, par exemple. Pour que le matériau 7 joue pleinement son rôle d'accumulateur de chaleur il faut, bien entendu, que sa plage de température de fusion soit supérieure a la température la plus basse de l'eau 2a dans le ballon.For a volume of 60 liters of water 2a, one can introduce 10 kg of nodules, for example. In order for the material 7 to fully play its role as a heat accumulator, it is of course necessary for its melting temperature range to be greater than the lowest temperature of the water 2a in the flask.
Lorsque l'on admet une température basse de 80°C ou moins pour l'eau 2a, le matériau 7 a changement de phase peut être de la cire de Carnauba ayant une température de changement de phase de 82 °C a 84 °C avec chaleur latente de fusion de 190 J/g. Si l'on admet une température basse deWhen a low temperature of 80 ° C or less is assumed for water 2a, the phase change material 7 may be Carnauba wax having a phase change temperature of 82 ° C to 84 ° C with latent heat of fusion of 190 J / g. If we admit a low temperature of
60°C, on peut choisir, pour le matériau 7, la cire d'abeille blanche ou jaune dont la chaleur latente de fusion est de 160 J/g, avec changement de phase solide/liquide s 'effectuant de 61 a 65°C , ou la cire minérale blanche, avec chaleur latente de fusion de 130 J/g et température de changement de phase solide/liquide d'environ 70 a 75°C .60 ° C, one can choose, for material 7, white or yellow beeswax whose latent heat of fusion is 160 J / g, with change of solid / liquid phase taking place from 61 to 65 ° C , or white mineral wax, with latent heat of fusion of 130 J / g and solid / liquid phase change temperature of around 70 to 75 ° C.
L'augmentation de la capacité de stockage de chaleur d'un volume d'eau de 60 litres comportant 10 kg de nodules est d'environ 20 %.The increase in the heat storage capacity of a volume of water of 60 liters comprising 10 kg of nodules is approximately 20%.
La fiqure 3 montre une variante selon laquelle le matériau 7 a changement de phase est place en masse dans un récipient 9 sépare de celui contenant l'eau 2a. Le couplage thermique entre l'eau chaude stockée 2a et le matériau 7 est assure par un échangeur 10 comprenant un serpentin 10 noyé dans la masse du matériau 7 et permettant une circulation d'eau chaude 2a provenant au ballon 1 et retournant a ce ballon. La mise en service ou hors service de 1 ' échangeur 10 peut être commandée a l'aide d'une vanneFigure 3 shows a variant in which the material 7 has phase change is placed en masse in a container 9 separated from that containing the water 2a. The thermal coupling between the stored hot water 2a and the material 7 is ensured by an exchanger 10 comprising a coil 10 embedded in the mass of the material 7 and allowing a circulation of hot water 2a coming to the tank 1 and returning to this tank. The start-up or shutdown of the exchanger 10 can be controlled using a valve
11. Une résistance chauffante supplémentaire 12, par exemple sous forme d'une plaque, est prévue dans le récipient 9.11. An additional heating resistor 12, for example in the form of a plate, is provided in the container 9.
Le stockage de chaleur avec le matériau 7 a changement αe phase, selon les figures 2 et 3, s'effectue comme suit. Pour une température de l'eau 2a inférieure à la température de changement de phase du matériau 7, ce dernier est à l'état solide dans les nodules 8, ou dans le récipient 9. Lors de la montée en température de l'eau 2a, le matériau 7 des nodules 8 (Fig.2) passe de l'état solide à l'état liquide en absorbant la chaleur latente de fusion, lorsque la température de l'eau 2a franchit, par valeurs croissantes, la température de changement de phase. Il en est de même dans le cas de la figure 3 lorsque 1 ' échangeur 10 est en service.The heat storage with the material 7 has phase change, according to Figures 2 and 3, is carried out as follows. For a water temperature 2a lower than the phase change temperature of the material 7, the latter is in the solid state in the nodules 8, or in the container 9. When the temperature of the water 2a rises , the material 7 of the nodules 8 (FIG. 2) changes from the solid state to the liquid state by absorbing the latent heat of fusion, when the temperature of the water 2a crosses, by increasing values, the temperature of change of phase. The same is true in the case of FIG. 3 when the exchanger 10 is in service.
En sens inverse, la température de l'eau 2a diminue par suite du prélèvement de chaleur dû au soutirage d'eau sanitaire à travers 1 ' échangeur 4. Lorsque la température de l'eau 2a atteint, par valeurs décroissantes, la température de solidification de la matière 7, cette dernière libère sa chaleur latente de fusion- solidification.In the opposite direction, the temperature of the water 2a decreases as a result of the removal of heat due to the withdrawal of sanitary water through the exchanger 4. When the temperature of the water 2a reaches, by decreasing values, the solidification temperature of material 7, the latter releases its latent heat of fusion-solidification.
La variante de la figure 3 permet de mettre en service ou non le récipient 9 contenant la matière à changement de phase 7 et ainsi de faire varier la capacité de stockage du chauffe-eau selon les besoins. En outre, la présence de la résistance chauffante supplémentaire 12 permet de moduler la puissance du chauffe-eau par utilisation ou non de cette résistance supplémentaire.The variant of FIG. 3 enables the container 9 containing the phase change material 7 to be put into service or not and thus to vary the storage capacity of the water heater as required. In addition, the presence of the additional heating resistor 12 makes it possible to modulate the power of the water heater by using or not using this additional resistor.
Le matériau à changement de phase 7 est choisi de manière à ne pas poser de problème de pollution de l'environnement en fin de vie de l'équipement.The phase change material 7 is chosen so as not to pose a problem of environmental pollution at the end of the life of the equipment.
Toujours en vue d'augmenter la capacité de stockage du ballon, on peut ajouter au liquide 2a un additif qui permet d'augmenter la température du liquide pour une même pression de vapeur, tout en conservant la capacité de stockage. Dans le cas où le liquide 2a est de l'eau, on peut ajouter par exemple du chlorure de sodium. Grâce aux diverses dispositions de l'invention, le volume du chauffe-eau peut être considérablement réduit de sorte que le chauffe-eau peut être implanté, sous diverses formes, dans des endroits avantageux, par exemple dans une paroi de baignoire, ou dans un évier.Still with a view to increasing the storage capacity of the flask, an additive can be added to the liquid 2a which makes it possible to increase the temperature of the liquid for the same vapor pressure, while retaining the storage capacity. In the case where the liquid 2a is water, it is possible, for example, to add sodium chloride. Thanks to the various arrangements of the invention, the volume of the water heater can be considerably reduced so that the water heater can be installed, in various forms, in advantageous locations, for example in a tub wall, or in a sink.
Le chauffe-eau peut bien entendu être régulé, notamment en ce qui concerne l'intervention du matériau 7 et de la résistance auxiliaire 12 dans le cas de la figure 3.The water heater can of course be regulated, in particular as regards the intervention of the material 7 and of the auxiliary resistance 12 in the case of FIG. 3.
Ainsi donc, le procédé et le dispositif d'accumulation de chaleur selon l'invention permet de :Thus, the method and the device for heat accumulation according to the invention makes it possible to:
- réduire le volume de stockage par 4,- reduce the storage volume by 4,
- annuler les phénomènes d'entartrage, - diminuer la déperdition thermique par réduction de la masse stockée, augmenter 1 ' isolation à coût inférieur par réduction du volume de stockage.- cancel the scaling phenomena, - reduce heat loss by reducing the mass stored, increase insulation at lower cost by reducing the storage volume.
On peut aussi moduler la capacité du chauffe-eau en modulant la température du fluide de stockage et en utilisant ou non le matériau à changement de phase.One can also modulate the capacity of the water heater by modulating the temperature of the storage fluid and using or not the phase change material.
Dans une réalisation, on prévoit une régulation de la capacité du stockage thermique du chauffe eau qui est effectuée par comptage du temps de soutirage d'eau chaude par l'utilisateur. Par exemple, si la régulation (par comptage de temps) constate une diminution de la durée journalière d'utilisation, c'est-à-dire une diminution sensible de la consommation d'eau chaude par rapport aux journées précédentes, la capacité de stockage thermique du chauffe-eau sera adaptée soit par diminution αe la température d'eau de stockage, soit par non chauffage du récipient 9 contenant le matériau à changement de phase solide liquide. A l'inverse, l'augmentation de la capacité de stockage thermique s'effectue en commandant directement le chauffage au cours de la journée et ce, en fonction toujours du comptage de temps de soutirage d'eau chauαe .In one embodiment, provision is made for regulating the capacity of the thermal storage of the water heater which is carried out by counting the time of withdrawal of hot water by the user. For example, if the regulation (by time counting) finds a reduction in the daily duration of use, that is to say a significant reduction in the consumption of hot water compared to the previous days, the storage capacity thermal of the water heater will be adapted either by decreasing the storage water temperature, or by not heating the container 9 containing the liquid solid phase change material. Conversely, the increase in thermal storage capacity is carried out by directly controlling the heating during the day and this, as a function of the counting of the time for drawing off hot water.
Pour d'autres volumes de stockage que celui ayant fait l'objet de la description détaillée, les facteurs de réduction sont les mêmes. For storage volumes other than that described in the detailed description, the reduction factors are the same.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'accumulation de chaleur dans un conteneur (1) , ledit procédé comprenant les étapes suivantes :1. A method of accumulating heat in a container (1), said method comprising the following steps:
- on stocke la chaleur dans un premier fluide (2a, 2b) sous sa tension de vapeur, notamment de l'eau, dans un conteneur étanche (1) ,the heat is stored in a first fluid (2a, 2b) under its vapor pressure, in particular water, in a sealed container (1),
- on transfère la chaleur par condensation (3) de la phase vapeur (2b) dudit fluide sur la surface externe (4a) d'un échangeur (4) situé dans la phase vapeur (2b) du premier fluide,the heat is transferred by condensation (3) from the vapor phase (2b) of said fluid to the external surface (4a) of an exchanger (4) located in the vapor phase (2b) of the first fluid,
- on apporte de la chaleur audit conteneur au moyen d'une source chaude (5), notamment une résistance chauffante (5a) ou un brûleur.- Heat is supplied to said container by means of a hot source (5), in particular a heating resistor (5a) or a burner.
2. Procédé selon la revendication 1 tel qu'on apporte de la chaleur en quantité suffisante pour maintenir le premier fluide à une température telle que la pression dans le conteneur soit sensiblement égale à la pression atmosphérique .2. The method of claim 1 as providing sufficient heat to maintain the first fluid at a temperature such that the pressure in the container is substantially equal to atmospheric pressure.
3. Procédé selon la revendication 1 tel que l'on apporte de la chaleur en quantité suffisante pour maintenir le premier fluide à une température telle que la pression absolue dans le conteneur soit supérieure à la pression atmosphérique, en particulier sensiblement égale à 2 bar.3. Method according to claim 1 such that heat is provided in an amount sufficient to maintain the first fluid at a temperature such that the absolute pressure in the container is greater than atmospheric pressure, in particular substantially equal to 2 bar.
4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel le premier fluide est de 1 ' eau maintenue à une température d'environ 120°C, pour une pression sensiblement égale à 2 bar.4. The method of claim 3 wherein the first fluid is water maintained at a temperature of about 120 ° C, for a pressure substantially equal to 2 bar.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 tel que l'on isole thermiquement (6) le conteneur.5. Method according to any one of claims 1 to 4 such that the container is thermally isolated (6).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes tel que 1 ' on stocke la chaleur non seulement dans le premier fluide mais également dans une matière (7) subissant un changement de phase solide/liquide dans la plage de variation de température du premier fluide (2a) dans le conteneur.6. Method according to any one of the preceding claims, such that one stores the heat not only in the first fluid but also in a material (7) undergoing a solid / liquid phase change in the temperature variation range of the first fluid (2a) in the container.
7. Procédé selon la revendication 6 tel que la matière (7) à changement de phase est choisie parmi les matières suivantes : cire d'abeille blanche ou jaune, cire minérale blanche, cire de Carnauba.7. Method according to claim 6 such that the material (7) with phase change is chosen from the materials following: white or yellow beeswax, white mineral wax, Carnauba wax.
8. Procédé selon 1 ' une quelconque des revendications précédentes, tel que l'on introduit dans le premier fluide (2a) un additif qui permet d'augmenter la température du fluide pour une même pression de vapeur.8. Method according to any of the preceding claims, such that an additive is introduced into the first fluid (2a) which makes it possible to increase the temperature of the fluid for the same vapor pressure.
9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel le premier fluide est de l'eau et dans lequel l'additif est du chlorure de sodium. 9. The method of claim 8 wherein the first fluid is water and wherein the additive is sodium chloride.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes tel que ledit échangeur comprend un circuit (4b) parcouru par un second fluide (4c), notamment de l'eau, dont la température est inférieure à celle du premier fluide.10. Method according to any one of the preceding claims, such that said exchanger comprises a circuit (4b) traversed by a second fluid (4c), in particular water, the temperature of which is lower than that of the first fluid.
11. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes à la réalisation de ballon d'accumulation d'eau chaude, notamment pour chauffe-eau.11. Application of the method according to any one of the preceding claims to the production of hot water storage tank, in particular for water heaters.
12. Dispositif d'accumulation de chaleur comprenant :12. Heat storage device comprising:
- un conteneur étanche (1) contenant un fluide (2a, 2b), notamment de l'eau, sous sa tension de vapeur, - un échangeur (4) situé dans la partie du conteneur contenant la phase vapeur (2b) dudit fluide,- a sealed container (1) containing a fluid (2a, 2b), in particular water, under its vapor pressure, - an exchanger (4) located in the part of the container containing the vapor phase (2b) of said fluid,
- une source chaude (5) , notamment une résistance chauffante (5a) ou un brûleur.- a hot source (5), in particular a heating resistor (5a) or a burner.
13. Dispositif selon la revendication 12 tel que la quantité de chaleur apportée par la source chaude est suffisante pour maintenir le fluide a une température telle que la pression à l'intérieur du conteneur est sensiblement égale à la pression atmosphérique .13. Device according to claim 12 such that the amount of heat provided by the hot source is sufficient to maintain the fluid at a temperature such that the pressure inside the container is substantially equal to atmospheric pressure.
14. Dispositif selon la revendication 12 tel que la quantité de chaleur apportée par la source chaude est suffisante pour maintenir le fluide a une température telle que la pression absolue à l'intérieur du conteneur est supérieure a la pression atmosphérique, en particulier sensiblement égale à 2 bar.14. Device according to claim 12 such that the quantity of heat provided by the hot source is sufficient to maintain the fluid at a temperature such that the absolute pressure inside the container is greater than atmospheric pressure, in particular substantially equal to 2 bar.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14 tel qu'il comprend en outre un isolant thermique (6) enveloppant le conteneur.15. Device according to any one of claims 12 to 14 such that it further comprises a thermal insulator (6) enveloping the container.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 a 15 tel que 1 ' ecnanqeur (4) comprend un circuit (4b) parcouru par un second fluide (4c) , notamment de l'eau.16. Device according to any one of claims 12 to 15 such that 1 ecnanqeur (4) comprises a circuit (4b) traversed by a second fluid (4c), in particular water.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 a 16 tel que le premier fluide (2a) contient des nodules (8) d'une matière (7) subissant un changement de phase solide/liquide dans la plage de variation de température du premier fluide dans le conteneur.17. Device according to any one of claims 12 to 16 such that the first fluid (2a) contains nodules (8) of a material (7) undergoing a solid / liquid phase change in the temperature variation range of the first fluid in the container.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 a 16 tel qu'il comprend un récipient (9) dans lequel se trouve une masse de matière (7) subissant un changement de phase solide/liquide dans la plage de variation de température du premier fluide (2a) , et un circuit échangeur de chaleur (10) entre le premier fluide et la masse de matière (7) a changement de phase, un moyen (11) étant prévu pour mettre en service ou hors service l' échangeur (10).18. Device according to any one of claims 12 to 16 such that it comprises a container (9) in which there is a mass of material (7) undergoing a solid / liquid phase change in the temperature variation range of the first fluid (2a), and a heat exchanger circuit (10) between the first fluid and the mass of material (7) with phase change, means (11) being provided for switching the exchanger on or off ( 10).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 a 18, tel que le premier fluide (2a), notamment de l'eau, comporte un additif, notamment du chlorure de sodium, qui permet d'augmenter la température du liquide pour une même pression de vapeur.19. Device according to any one of claims 12 to 18, such that the first fluid (2a), in particular water, comprises an additive, in particular sodium chloride, which makes it possible to increase the temperature of the liquid for a same vapor pressure.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 a 19 disposant d'une régulation par comptage de temps mesurant le temps de soutirage afin d' adapter le chauffage du fluide aux besoins d'utilisation d'eau chaude mesures par le comptage de temps .20. Device according to any one of claims 12 to 19 having a regulation by time counting measuring the withdrawal time in order to adapt the heating of the fluid to the needs of use of hot water measured by the time counting. .
21. Dispositif selon la revendication 18 disposant d'une régulation par comptage de temps mesurant le temps de soutirage afin d'adapter le chauffage du fluide et/ou de la masse de matière a changement de phase aux besoins d'utilisation d'eau chaude mesures par le comptage de temps.21. Device according to claim 18 having a regulation by time counting measuring the withdrawal time in order to adapt the heating of the fluid and / or of the mass of phase change material to the needs of hot water use. time counting measurements.
22. Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 a 21 a la réalisation de ballon d'accumulation d'eau chaude, notamment pour chauffe-eau. 22. Application of a device according to any one of claims 12 to 21 to the production of hot water storage tank, in particular for water heaters.
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