WO2017001558A1

WO2017001558A1 - Device for storing energy by a phase-change material and method for storing same

Info

Publication number: WO2017001558A1
Application number: PCT/EP2016/065303
Authority: WO
Inventors: Matthieu MARTINELLI; Jean-François FOURMIGUE; Raphaël Couturier
Original assignee: Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2017-01-05
Also published as: FR3038376B1; FR3038376A1

Abstract

The invention relates to a device for storing thermal energy by a phase-change material, which includes: a storage enclosure (1) including modules (5) for retaining at least one PCM (10), and means for circulating a heat-transfer fluid (4) in the enclosure (1) configured to intake, outlet and circulate the heat-transfer fluid (4) in the enclosure (1) and around the modules (5), characterised in that each module (5) includes at least one opening (13) in the upper portion (6) thereof. The field of the invention relates to thermal storage systems (TSS) using phase-change materials (PCM); and specifically to the integration of a system that makes it possible to optimise the availability of the stored thermal energy. The invention can be used in urban or rural electricity and heating networks.

Description

«Dispositif de stockage d'énergie par matériau à changement de phase et son procédé de stockage.» "Energy storage device by phase change material and its storage method."

DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA

La présente invention concerne un dispositif de stockage d'énergie par matériau à changement de phase et son procédé de stockage. The present invention relates to a device for energy storage by phase change material and its storage method.

Le domaine de l'invention concerne les Systèmes de Stockage Thermiques (SST) par Matériaux à Changement de Phase (MCP) ; et plus particulièrement, l'intégration d'un système permettant d'optimiser la disponibilité d'énergie thermique stockée. The field of the invention relates to Thermal Storage Systems (SST) by Phase Change Materials (PCM); and more particularly, the integration of a system for optimizing the availability of stored thermal energy.

L'invention trouvera une application dans les réseaux électriques et de chaleur urbains ou ruraux ou encore dans les domaines du solaire thermique ou thermodynamique. L'invention pourra également trouver des applications dans les interactions entres les réseaux « smartgrid » électriques et thermiques The invention will find application in urban and rural electrical and heat networks or in the fields of solar thermal or thermodynamic. The invention may also find applications in the interactions between electrical and thermal smartgrid networks.

ETAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART

Le stockage de l'énergie thermique qui consiste à placer une quantité d'énergie en un lieu donné pour permettre son utilisation ultérieure est une problématique de tout temps. La maîtrise du stockage de l'énergie est d'autant plus importante de nos jours pour valoriser les énergies alternatives qui sont intermittentes. Il est donc nécessaire de stocker cette énergie pour une utilisation ultérieure. The storage of thermal energy which consists of placing a quantity of energy in a given place to allow its subsequent use is an issue at all times. Control of energy storage is even more important nowadays to value alternative energies that are intermittent. It is therefore necessary to store this energy for later use.

Les réseaux de chaleur sont constitués d'au moins une source de chaleur (centrale thermique, panneaux solaires thermiques, source géothermique,...), d'un réseau de fluide permettant le transport des calories aux usagers par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur et éventuellement d'un réseau de retour. A chaque abonné correspond un échangeur de chaleur permettant le transfert thermique du circuit primaire (réseau relié à la source de chaleur) à un circuit secondaire ; ce second circuit est la propriété de l'abonné et est parcouru par de l'eau chaude (<100°C). Cet échangeur est le point de livraison de l'énergie thermique, on appelle l'ensemble échangeur, compteur, et les différents jeux de vannes : une sous-station. The heat networks consist of at least one heat source (thermal power plant, solar thermal panels, geothermal source, etc.), a fluid network that transports the calories to the users via a heat source. heat transfer fluid and possibly a return network. Each subscriber corresponds a heat exchanger for the thermal transfer of the primary circuit (network connected to the heat source) to a secondary circuit; this second circuit is the property of the subscriber and is traversed by hot water (<100 ° C). This heat exchanger is the delivery point of the thermal energy, it is called the heat exchanger, meter, and the different sets of valves: a substation.

La charge d'un réseau de chaleur est très fluctuante, en moyenne sur l'année les unités de production fonctionnent à 25% de leur capacité. Ce qui implique que les pics de consommation sont 4 fois plus importants que la charge moyenne. Ces pics (matin, soir) représentent environ 30% de la consommation thermique d'une journée de chauffe typique. Les générateurs d'appoints (et de secours) sont généralement des centrales thermiques au fioul lourd, au gaz naturel ou au charbon, polluantes et pas toujours bon marché. L'utilisation d'un système de stockage thermique qui emmagasinerait des calories pendant que la demande est basse et les réinjecterait sur le réseau pendant les pics de consommations pourrait pallier à ce problème. The load of a heat network is very fluctuating, on average over the year the production units operate at 25% of their capacity. This implies that consumption peaks are 4 times larger than the average load. These peaks (morning, evening) represent about 30% of the thermal consumption of a typical heating day. Auxiliary (and backup) generators are usually thermal power plants with heavy fuel oil, natural gas or coal, polluting and not always cheap. The use of a thermal storage system that stores calories while the demand is low and reinjects them on the network during peak consumption could alleviate this problem.

Le stockage thermique peut être réalisé par stockage par enthalpie de changement d'état. Dans ce cas le stockage se fait par matériau à changement de phase. C'est l'enthalpie de changement de phase, le plus souvent lors du changement d'état solide/liquide, qui est stockée. Cette énergie, qui est absorbée lors de la fusion et libérée lors de la solidification, résulte de l'établissement, ou de la rupture, de liaisons interatomiques ou intermoléculaires. La charge du système de stockage s'accompagne de la fusion du matériau de stockage, tandis que la décharge est réalisée par la solidification dudit matériau. Le matériau doit être judicieusement choisi en fonction de la température cible du système de stockage, afin que sa température de fusion soit dans la plage de température d'utilisation. The thermal storage can be achieved by storage by enthalpy of change of state. In this case storage is by phase change material. It is the enthalpy of phase change, most often during the change of solid / liquid state, which is stored. This energy, which is absorbed during melting and released during solidification, results from the establishment or rupture of interatomic or intermolecular bonds. The charge of the storage system is accompanied by the melting of the storage material, while the discharge is achieved by the solidification of said material. The material should be carefully chosen according to the target temperature of the storage system so that its melting temperature is within the operating temperature range.

La quantité d'énergie thermique stockée s'exprime avec la relation suivante : The quantity of thermal energy stored is expressed with the following relation:

AQ=m-h_sl QA = m-h_sl

m Masse [kg] m Mass [kg]

h_sl Enthalpie massique de changement de phase solide-liquide [kJ/kg] Un des avantages majeurs de cette technologie est que le changement de phase se fait à pression et température constantes. Par conséquent, la décharge de l'énergie stockée peut se faire à température constante. h_sl Massive solid-liquid phase change enthalpy [kJ / kg] One of the major advantages of this technology is that the phase change is at constant pressure and temperature. Therefore, the discharge of the stored energy can be done at a constant temperature.

L'enthalpie de changement de phase est relativement importante en comparaison de la variation d'énergie sensible d'un matériau. Par exemple, l'énergie stockée dans la fusion d'un bloc de glace (passage de 0 à 1 °C) est équivalente à l'énergie stockée dans cette même quantité d'eau si on la chauffe de 80°C. The phase change enthalpy is relatively large compared to the sensible energy change of a material. For example, the energy stored in the melting of an ice block (from 0 to 1 ° C) is equivalent to the energy stored in the same amount of water if it is heated to 80 ° C.

Par conséquent, les systèmes de stockage avec MCP sont intéressants car la quantité d'énergie stockée par unité de volume est supérieure à celle obtenue par un système sensible (meilleure densité de stockage). De ce fait les volumes de stockage et de matériaux sont réduits, ce qui diminue le prix du système, et limite les pertes thermiques qui sont proportionnelles à la surface extérieure du réservoir. Therefore, storage systems with MCP are interesting because the amount of energy stored per unit volume is greater than that obtained by a sensitive system (better storage density). As a result, the volumes of storage and materials are reduced, which decreases the price of the system, and limits heat losses which are proportional to the external surface of the tank.

Le stockage thermique s'est récemment développé autour des centrales solaires thermodynamiques afin de pallier l'intermittence de la ressource solaire. Aujourd'hui, la thématique du stockage thermique concerne également l'habitat et les réseaux de chaleur. Thermal storage has recently developed around thermodynamic solar power plants in order to offset the intermittency of the solar resource. Today, the theme of thermal storage also concerns housing and heating networks.

On connaît notamment les technologies de macro-encapsulation du MCP, d'échangeur tube et calandre et de stockage avec contact direct. MCP macro-encapsulation technologies, tube and shell heat exchanger and storage with direct contact are particularly known.

La macro-encapsulation du MCP consiste à placer dans un réservoir des modules étanches comprenant un MCP. Ces modules sont plongés dans un fluide caloporteur qui s'écoule le long des modules sans qu'il ait des contacts directs entre le MCP et le fluide caloporteur. Le fluide caloporteur et le MCP vont échanger de la chaleur. Le fluide caloporteur va en céder au MCP pendant la charge, ce qui entraînera la fusion de ce dernier. Le MCP va céder de la chaleur au fluide caloporteur pendant la décharge, ce qui entraînera la solidification de ce premier. The macro-encapsulation of the MCP consists in placing in a reservoir waterproof modules including a MCP. These modules are immersed in a heat transfer fluid flowing along the modules without it having direct contact between the MCP and the heat transfer fluid. The heat transfer fluid and the MCP will exchange heat. The heat transfer fluid will yield to the MCP during the charge, which will cause the fusion of the latter. The MCP will give heat to the coolant during the discharge, which will cause the solidification of the first.

La technologie d'échangeur est bien connue : une calandre dans laquelle circule un fluide est parcourue par un faisceau de tubes dans lesquels un autre fluide s'écoule. Les deux fluides échangent de l'énergie par conduction à travers l'épaisseur des tubes. Dans le cas du stockage thermique cette technologie est adaptée, il n'y a plus échange entre deux fluides en mouvement, mais entre un fluide caloporteur qui circule dans les tubes et le MCP qui est fixe dans la calandre (mis à part les mouvements de convection naturelle en phase liquide). Lors de la charge, le fluide caloporteur arrive à une température supérieure à la température de fusion du MCP et cède de l'énergie à celui-ci, ce qui entraine sa fusion ; lors de la décharge, le fluide caloporteur entre à une température inférieure à la température de fusion du MCP et récupère l'énergie précédemment stockée, ce qui entraine la solidification du MCP. Le stockage thermique par changement de phase d'un matériau est dit « à contact direct » si le MCP est en contact direct avec le fluide caloporteur. A titre d'exemple, pendant la charge, de l'huile chaude arrive par un tube d'alimentation et cède de l'énergie au MCP, entraînant la fonte de celui-ci. Ayant une densité plus faible que le MCP, l'huile remonte dans la partie haute du réservoir où elle est pompée pour retourner dans l'échangeur où elle est réchauffée. Au cours de la décharge, l'huile froide arrive par le tube d'alimentation, elle monte en température en échangeant de l'énergie avec le MCP qui se solidifie, puis remonte dans la partie haute du réservoir où elle est de nouveau pompée ; dans l'échangeur, l'huile cède de la chaleur à un fluide secondaire. Des problèmes de disposition spatial des matériaux apparaissent entraînant des déformations voir des détériorations du système. The exchanger technology is well known: a shell in which a fluid circulates is traversed by a bundle of tubes in which another fluid flows. Both fluids exchange energy by conduction through the thickness of the tubes. In the case of thermal storage this technology is adapted, there is no exchange between two fluids in motion, but between a heat transfer fluid circulating in the tubes and the MCP which is fixed in the shell (apart from the movements of natural convection in the liquid phase). During charging, the coolant reaches a temperature above the melting temperature of the PCM and gives energy to it, which causes its melting; during the discharge, the heat transfer fluid enters at a temperature below the melting temperature of the MCP and recovers the previously stored energy, which causes the solidification of the MCP. The phase change thermal storage of a material is called "direct contact" if the MCP is in direct contact with the coolant. For example, during charging, hot oil arrives through a feed tube and gives energy to the MCP, causing the melting thereof. Having a lower density than the MCP, the oil rises in the upper part of the tank where it is pumped back into the exchanger where it is heated. During the discharge, the cold oil arrives through the feed tube, it rises in temperature by exchanging energy with the MCP which solidifies, then goes up in the high part of the tank where it is pumped again; in the exchanger, the oil gives heat to a secondary fluid. Problems of spatial arrangement of the materials appear causing deformations see deteriorations of the system.

D'une manière générale, les problèmes principaux rencontrés par les systèmes de stockage thermiques par enthalpie de changement d'état sont l'existence de contraintes mécaniques fortes au cours des cycles de fusion/solidification du MCP et la faible conductivité du MCP qui impacte négativement les transferts de chaleur au sein du réservoir. In general, the main problems encountered by thermal storage systems with state change enthalpy are the existence of strong mechanical stresses during the MCP melting / solidification cycles and the low conductivity of the MCP which negatively impacts. heat transfer within the tank.

Il existe le besoin d'améliorer les performances des dispositifs de stockage d'énergie thermique en permettant un stockage et une restitution de chaleur toujours plus importante. There is a need to improve the performance of thermal energy storage devices by allowing ever greater storage and heat recovery.

EXPOSE DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION

La présente invention propose à cet effet un dispositif de stockage d'énergie thermique par matériau à changement de phase (MCP) comprenant une enceinte de stockage dans laquelle sont disposés des modules de rétention d'au moins un MCP et configurée pour recevoir un fluide caloporteur. Le dispositif comprend des moyens de mise en circulation du fluide caloporteur dans l'enceinte configurés pour assurer l'entrée, la sortie et la circulation du fluide caloporteur dans l'enceinte et autour des modules de rétention. De manière caractéristique, chaque module du dispositif selon l'invention comprend au moins une ouverture dans sa partie supérieure. The present invention proposes for this purpose a thermal energy storage device by phase change material (PCM) comprising a storage enclosure in which are arranged retention modules of at least one MCP and configured to receive a heat transfer fluid . The device comprises means for circulating the heat transfer fluid in the chamber configured to ensure the entry, exit and circulation of the heat transfer fluid in the chamber and around the retention modules. Typically, each module of the device according to the invention comprises at least one opening in its upper part.

Les modules de rétention comprennent au moins un MCP. Les modules de rétention de l'invention ne sont pas clos, ils possèdent aux moins une ouverture. Les modules sont ouverts. La au moins une ouverture est agencée dans la partie supérieure du module. The retention modules include at least one MCP. The retention modules of the invention are not closed, they have at least one opening. The modules are open. The at least one opening is arranged in the upper part of the module.

Par cette disposition de l'invention, la pression à l'intérieur des modules de rétention est constante. Elle ne varie pas ou du moins que très faiblement au cours des cycles de changement de phase du au moins un MCP. Grâce à l'invention, les modules de rétention ne sont plus soumis aux contraintes mécaniques répétitives engendrées par les cycles de changement de phase du au moins un MCP. By this arrangement of the invention, the pressure inside the retention modules is constant. It does not vary or at least very slightly during phase change cycles of at least one MCP. Thanks to the invention, the retention modules are no longer subjected to the repetitive mechanical constraints generated by the phase change cycles of the at least one MCP.

De manière avantageuse, le dispositif selon l'invention facilite les opérations de maintenance en facilitant l'accès au MCP. Advantageously, the device according to the invention facilitates maintenance operations by facilitating access to the MCP.

Par ailleurs, le dispositif est flexible dans le sens où il est simple de changer le MCP contenu dans les modules; il n'est pas nécessaire de vidanger le MCP du dispositif comme ça peut être, par exemple, le cas pour les systèmes tubes et calandre. Dans l'invention, seul le fluide caloporteur est vidangé ce qui est particulièrement simple. Dans les systèmes tubes et calandre, la vidange du MCP est extrêmement complexe car il faut évacuer le MCP sous forme liquide et donc à haute température. Dans ces systèmes, le remplissage est tout aussi complexe puisqu'il faut remplir, soit en liquide, soit en solide. Dans le premier cas cela signifie également que le composé doit être à haute température, et dans le second, il faut que le MCP soit sous forme de poudre. Dans l'invention, l'ajout ou le retrait de MCP est donc simplifié. Moreover, the device is flexible in the sense that it is simple to change the MCP contained in the modules; it is not necessary to drain the MCP of the device as it may be, for example, the case for the tubes and calender systems. In the invention, only the coolant is drained which is particularly simple. In tube and shell systems, the emptying of the MCP is extremely complex because it is necessary to evacuate the MCP in liquid form and thus at high temperature. In these systems, the filling is just as complex since it must be filled, either in liquid or in solid. In the first case it also means that the compound must be at a high temperature, and in the second, the MCP must be in powder form. In the invention, the addition or removal of MCP is therefore simplified.

De plus, la disposition spatial des matériaux est définie notamment par les modules ce qui évite les problèmes des systèmes à contact direct de l'état de la technique. In addition, the spatial arrangement of materials is defined in particular by the modules which avoids the problems of direct contact systems of the state of the art.

Préférentiellement, chaque module comprend une face supérieure sur laquelle est disposée la au moins une ouverture. De cette manière, l'ouverture se situe au point le plus haut du module améliorant l'équilibrage de pression de l'intérieur du module. Preferably, each module comprises an upper face on which is disposed the at least one opening. In this way, the opening is at the highest point of the module improving the pressure balancing of the inside of the module.

Selon une particularité, le dispositif de stockage d'énergie thermique comprend au moins l'un parmi : au moins un MCP et un fluide caloporteur. According to one feature, the thermal energy storage device comprises at least one of: at least one MCP and a coolant.

Selon une autre particularité, le dispositif de stockage d'énergie thermique est apte à stocker des calories ; il n'est pas destiné au stockage de frigories. According to another particularity, the thermal energy storage device is able to store calories; it is not intended for the storage of frigories.

Suivant un autre aspect, l'invention concerne un procédé de stockage d'énergie thermique par un dispositif de stockage d'énergie tel que décrit ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : In another aspect, the invention relates to a method for storing thermal energy by an energy storage device as described above, characterized in that it comprises the following steps:

une étape de charge d'énergie thermique dans le au moins un MCP comprenant l'arrivée du fluide caloporteur à haute température dans la partie supérieure de l'enceinte, se refroidissant avantageusement au contact des modules lors de l'échange thermique avec le au moins un MCP contenu dans les modules, et sa sortie hors de l'enceinte dans la partie inférieure de ladite enceinte, et a step of charging thermal energy in the at least one MCP comprising the arrival of heat transfer fluid at high temperature in the upper part of the enclosure, advantageously cooling in contact with the modules during heat exchange with the at least one a MCP contained in the modules, and its output outside the enclosure in the lower part of said enclosure, and

- une étape de décharge d'énergie thermique depuis le au moins un MCP comprenant l'arrivée du fluide caloporteur à basse température dans la partie inférieure de l'enceinte, se réchauffant au contact des modules lors de l'échange thermique avec le au moins un MCP contenu dans les modules, et sa sortie hors de l'enceinte dans la partie supérieure de ladite enceinte. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES a step of discharging thermal energy from the at least one MCP comprising the arrival of the heat-transfer fluid at low temperature in the part lower enclosure, warming in contact with the modules during the heat exchange with the at least one MCP contained in the modules, and its output outside the enclosure in the upper part of said enclosure. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les figures d'accompagnement suivantes dans lesquelles : The objects, objects, as well as the features and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description of an embodiment of the latter which is illustrated by the following accompanying figures in which:

Figure 1 : vue en coupe d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention en décharge (partie gauche) et en charge (partie droite). Figure 1 is a sectional view of a device according to a first embodiment of the invention in discharge (left part) and load (right part).

Figure 2 : vue en coupe d'un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention en décharge (partie gauche) et en charge (partie droite). Figure 2 is a sectional view of a device according to a second embodiment of the invention in discharge (left part) and load (right part).

Figure 3 : vue en coupe d'un dispositif selon une variante du deuxième mode de réalisation de l'invention en décharge (partie gauche) et en charge (partie droite). Figure 3 is a sectional view of a device according to a variant of the second embodiment of the invention in discharge (left part) and load (right part).

Figures 4 et 5 : illustrations de différentes formes possibles pour les modules du dispositif selon l'invention : parallélépipédique rectangle (figure 4) et cylindrique (figure 5). Figures 4 and 5: illustrations of different possible forms for the modules of the device according to the invention: parallelepiped rectangle (Figure 4) and cylindrical (Figure 5).

Figures 6 et 7 : illustrations de différentes formes possibles pour la au moins une ouverture d'un module. Figures 6 and 7: illustrations of different possible shapes for the at least one opening of a module.

Figure 8 : vue en coupe d'un module et d'un élément de fermeture de l'enceinte assurant l'étanchéité de l'enceinte. Figure 8 is a sectional view of a module and a closing element of the enclosure sealing the enclosure.

Figure 9 : vue en perspective d'un dispositif selon l'invention illustrant une enceinte recevant une pluralité de modules parallèles les uns aux autres. Figure 9 is a perspective view of a device according to the invention illustrating an enclosure receiving a plurality of modules parallel to each other.

Figure 10 : Vue en coupe du dessus d'un module parallélépipédique rectangle. Figures 1 1 et 12 : vues en coupe respectivement dans la longueur et dans l'épaisseur d'un module rectangulaire comprenant des renforts. Figure 10: Top sectional view of a rectangular parallelepiped module. Figures 1 1 and 12: sectional views respectively in the length and in the thickness of a rectangular module comprising reinforcements.

Figure 13 : vue en coupe du dessus d'un module rectangulaire comprenant des ailettes. Figure 13 is a sectional view from above of a rectangular module comprising fins.

Figure 14 : vue en coupe de côté d'un dispositif selon l'invention décharge (partie gauche) et en charge (partie droite). Figure 14: side sectional view of a device according to the invention discharge (left part) and load (right part).

Figure 15 : Vue du dessus en coupe d'un dispositif selon l'invention. Figure 15: Top view in section of a device according to the invention.

Figures 16 et 17 : Vues respectivement en perspective et du dessous de cannes de distribution du fluide caloporteur dans l'enceinte. Figures 16 and 17: views respectively in perspective and from below dispensing rods of the heat transfer fluid in the chamber.

Figure 18 : vue en coupe d'un dispositif selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention en charge avec une superposition des modules dans l'enceinte. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS Figure 18 is a sectional view of a device according to a variant of the first embodiment of the invention in charge with a superposition of the modules in the enclosure. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

Avant d'entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l'invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement. Before beginning a detailed review of embodiments of the invention, are set forth below optional features that may optionally be used in combination or alternatively.

On rappelle tout d'abord que l'invention concerne un dispositif de stockage d'énergie thermique par matériau à changement de phase comprenant : une enceinte de stockage comprenant des modules de rétention d'au moins un MCP, et des moyens de circulation de fluide caloporteur dans l'enceinte configurés pour l'entrée, la sortie et la circulation du fluide caloporteur dans l'enceinte et autour des modules caractérisé en ce que chaque module comprend au moins une ouverture dans sa partie supérieure. It is recalled first of all that the invention relates to a thermal energy storage device by phase change material comprising: a storage enclosure comprising retention modules of at least one MCP, and fluid circulation means coolant in the enclosure configured for the inlet, outlet and circulation of the coolant in the enclosure and around the modules characterized in that each module comprises at least one opening in its upper part.

Avantageusement, suivant des variantes préférées mais non limitatives, l'invention est telle que : Advantageously, according to preferred but non-limiting variants, the invention is such that:

- le module comprend une face supérieure sur laquelle la au moins une ouverture est agencée, the module comprises an upper face on which the at least one opening is arranged,

- la au moins une ouverture présente une surface de dimensions inférieures aux dimensions de la face supérieure du module, the at least one opening has a surface of dimensions smaller than the dimensions of the upper face of the module,

- les modules sont au moins partiellement immergés dans le fluide caloporteur contenu dans l'enceinte, the modules are at least partially immersed in the heat transfer fluid contained in the enclosure,

- les modules sont entièrement noyés dans le fluide caloporteur contenu dans l'enceinte, the modules are entirely embedded in the heat transfer fluid contained in the enclosure,

- le MCP et le fluide caloporteur sont en contact, the MCP and the coolant are in contact,

- le contact entre le fluide caloporteur et le MCP est situé dans les modules, the contact between the coolant and the MCP is located in the modules,

- le MCP et le fluide caloporteur sont compatibles et non miscibles, the MCP and the coolant are compatible and immiscible,

- le MCP est un MCP solide / liquide dont les phases solide et liquide sont plus denses que le fluide caloporteur, the MCP is a solid / liquid MCP whose solid and liquid phases are denser than the coolant,

- les modules sont partiellement contenus dans ladite enceinte et la au moins une ouverture de chaque module débouche en dehors de l'enceinte, the modules are partially contained in said enclosure and the at least one opening of each module opens out of the enclosure,

- le dispositif comprend un élément de fermeture de l'enceinte coopérant avec une partie supérieure des modules de sorte que la au moins une ouverture de chaque module débouchent en dehors de l'enceinte, the device comprises a closing element of the enclosure cooperating with an upper part of the modules so that the at least one opening of each module opens out of the enclosure,

- la coopération entre les modules et l'élément de fermeture est configurée pour assurer l'étanchéité de l'enceinte vis-à-vis du fluide caloporteur, the cooperation between the modules and the closure element is configured to seal the enclosure with respect to the coolant,

- le dispositif comprend un capot amovible configuré pour délimiter un ciel gazeux au-dessus de l'enceinte dans lequel débouche la au moins une ouverture de chaque module. - le capot est équipé d'une mise en circulation du ciel gazeux contenu au-dessus de l'enceinte avec l'atmosphère extérieure, the device comprises a removable cover configured to delimit a gaseous sky above the enclosure into which the at least one opening of each module opens. - The hood is equipped with a circulation of the gaseous sky contained above the enclosure with the outside atmosphere,

- le MCP est un MCP solide /liquide, - MCP is a solid / liquid MCP,

- les modules sont de formes longitudinales définissant un axe longitudinal, - les modules sont disposés parallèlement les uns aux autres, the modules are of longitudinal shapes defining a longitudinal axis, the modules are arranged parallel to one another,

- l'enceinte comprend un volume intérieur et des moyens de maintien des modules au moins partiellement dans ledit volume intérieur, the enclosure comprises an interior volume and means for holding the modules at least partially in said interior volume,

- les moyens de maintien des modules comprennent au moins un support s'étendant suivant une direction principale transversale aux modules, the means for holding the modules comprise at least one support extending in a main direction transverse to the modules,

- le support est configuré pour permettre la circulation du fluide caloporteur dans l'enceinte, the support is configured to allow the circulation of the coolant in the enclosure,

- les modules sont superposés formant deux niveaux de modules, - the modules are superimposed forming two levels of modules,

- les modules comprennent des parois latérales et/ou un fond ondulés ou gaufrés pour augmenter la surface d'échange et pour améliorer la convection côté fluide caloporteur, the modules comprise corrugated or corrugated side walls and / or a bottom to increase the exchange surface and to improve the heat-transfer fluid convection,

- les modules comprennent des parois latérales et/ou un fond définissant un volume intérieur comprenant des ailettes afin d'améliorer la diffusion thermique dans le MCP, the modules comprise side walls and / or a bottom defining an interior volume comprising fins in order to improve the thermal diffusion in the MCP,

- les modules comprennent des parois latérales et/ou un fond définissant un volume intérieur comprenant des renforts pour limiter et répartir les efforts au sein des parois du module. the modules comprise side walls and / or a bottom defining an interior volume comprising reinforcements for limiting and distributing the forces within the walls of the module.

Suivant un autre aspect, l'invention concerne un procédé de stockage d'énergie thermique par un dispositif de stockage d'énergie thermique tel que décrit ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : une étape de charge d'énergie thermique dans le au moins un MCP comprenant l'arrivée du fluide caloporteur à haute température dans la partie supérieure de l'enceinte pour se refroidir au contact des modules lors de l'échange thermique avec le au moins un MCP contenu dans les modules et sa sortie hors de l'enceinte dans la partie inférieure de ladite enceinte, et une étape de décharge d'énergie thermique depuis le au moins un MCP comprenant l'arrivée du fluide caloporteur à basse température dans la partie inférieure de l'enceinte pour se réchauffer au contact des modules lors de l'échange thermique avec le au moins un MCP contenu dans les modules et sa sortie hors de l'enceinte dans la partie supérieure de ladite enceinte. According to another aspect, the invention relates to a method of storing thermal energy by a thermal energy storage device as described above characterized in that it comprises the following steps: a step of charging energy in the at least one MCP comprising the arrival of the heat-transfer fluid at high temperature in the upper part of the enclosure to cool in contact with the modules during the heat exchange with the at least one MCP contained in the modules and its output from the enclosure in the lower part of said enclosure, and a step of discharging thermal energy from the at least one MCP comprising the arrival of the coolant at low temperature in the lower part of the enclosure to warm up in contact with the modules during the heat exchange with the at least one MCP contained in the modules and its output outside the enclosure in the upper part of said enclosure.

Le dispositif selon l'invention comprend une enceinte 1 de stockage comprenant des modules 5 de rétention d'au moins un MCP 10. L'enceinte 1 est configurée pour recevoir un fluide caloporteur 4. Le fluide caloporteur 4 circule dans l'enceinte 1 d'une entrée 14a vers une sortie 14b. The device according to the invention comprises a storage enclosure 1 comprising modules 5 for retaining at least one MCP 10. The enclosure 1 is configured to to receive a heat transfer fluid 4. The heat transfer fluid 4 flows in the chamber 1 of an inlet 14a to an outlet 14b.

Le dispositif comprend au moins un module de rétention 5 et avantageusement une pluralité. Dans la suite de la description, il est utilisé sans être limitatif le singulier ou le pluriel pour les modules 5. The device comprises at least one retention module 5 and advantageously a plurality. In the remainder of the description, it is used without being limiting the singular or the plural for the modules 5.

Les modules 5 de rétention sont représentés sur la majorité des figures de forme parallélépipédique, les modules peuvent également être de forme cylindrique tel qu'illustré en figure 5. La forme des modules 5 n'est pas limitée à ces deux exemples (hexagones, carrés,...) The retention modules 5 are represented on the majority of parallelepiped-shaped figures, the modules can also be of cylindrical shape as illustrated in FIG. 5. The shape of the modules 5 is not limited to these two examples (hexagons, squares , ...)

Préférentiellement, les modules ont une forme longitudinale définissant ainsi un axe longitudinal 9. Preferably, the modules have a longitudinal shape thus defining a longitudinal axis 9.

Les modules 5 sont agencés dans l'enceinte 1 de manière parallèle les uns aux autres c'est-à-dire avec leurs axes longitudinaux parallèles les uns aux autres. The modules 5 are arranged in the chamber 1 in parallel to each other, that is to say with their longitudinal axes parallel to each other.

Les modules 5 disposés dans l'enceinte 1 présentent une partie supérieure 6 et une partie inférieure 7 relativement à un axe vertical. La partie supérieure 6 se définit avantageusement comme la partie située au-dessus du plan médian du module 5, coupant en deux parties égales le module 5 perpendiculairement à la verticale, préférentiellement dans le tiers supérieur de la partie située au-dessus du plan médian. La partie inférieure 7 se définit avantageusement comme la partie située au-dessous du plan médian du module 5, coupant en deux parties égales le module 5 perpendiculairement à la verticale, préférentiellement dans le tiers inférieur de la partie située au-dessous du plan médian. The modules 5 disposed in the enclosure 1 have an upper portion 6 and a lower portion 7 relative to a vertical axis. The upper part 6 is advantageously defined as the portion located above the median plane of the module 5, cutting in two equal parts the module 5 perpendicularly to the vertical, preferably in the upper third of the portion above the median plane. The lower part 7 is advantageously defined as the part located below the median plane of the module 5, cutting in two equal parts the module 5 perpendicular to the vertical, preferably in the lower third of the part located below the median plane.

Au moins un module 5 de l'enceinte comprend au moins une ouverture 13 agencée dans la partie supérieure 6 du module 5. Préférentiellement, chaque module 5 comprend au moins une ouverture 13. At least one module 5 of the enclosure comprises at least one opening 13 arranged in the upper part 6 of the module 5. Preferably, each module 5 comprises at least one opening 13.

Dans la suite de la description, on utilise de manière non limitative le terme « une ouverture ». In the remainder of the description, the term "an opening" is used in a nonlimiting manner.

Les modules 5 sont creux. Ils comprennent des parois latérales 24 et un fond 25 définissant un volume intérieur destiné à recevoir au moins un MCP 10. Les modules 5 sont ouverts, ils ne sont pas fermés. Les modules 5 ne sont pas hermétiques. The modules 5 are hollow. They comprise side walls 24 and a bottom 25 defining an interior volume intended to receive at least one MCP 10. The modules 5 are open, they are not closed. The modules 5 are not hermetic.

Les modules 5 comprennent une face supérieure 8. L'ouverture 13 est avantageusement formée sur la face supérieure 8, se situant ainsi avantageusement au point le plus haut du module 5. La face supérieure 8 est opposée au fond 25. The modules 5 comprise an upper face 8. The opening 13 is advantageously formed on the upper face 8, thus being advantageously located at the highest point of the module 5. The upper face 8 is opposite the bottom 25.

Le fait que chaque module 5 soit ouvert permet de réduire les contraintes mécaniques engendrées lors des cycles de changement de phase du MCP 10. En effet, lors des changements de phase de MCP 10, le changement de volume du MCP peut aller jusqu'à 20%, ce qui entraine une variation très importante de la pression dans le module 5 lorsque celui-ci est fermé, générant ainsi des contraintes mécaniques néfastes pour la résistance dans le temps du dispositif. Avec les modules 5 selon l'invention, les changements de pression induits par les changements de phase du MCP dans les modules sont très faibles voire nuls. The fact that each module 5 is open makes it possible to reduce the mechanical stresses generated during phase change cycles of the MCP 10. Indeed, during the phase changes of MCP 10, the change in volume of the PCM can go up to 20%, which causes a very significant variation in the pressure in the module 5 when it is closed, thus generating mechanical stresses harmful to the resistance in time of the device. With the modules 5 according to the invention, the pressure changes induced by the phase changes of the MCP in the modules are very small or even zero.

L'ouverture 13 peut être de forme variée. Selon une possibilité, l'ouverture 13 est telle qu'elle correspond exactement à la face supérieure 8 du module 5 telle qu'illustrée aux figures 1 à 3 et 8. Suivant une autre possibilité préférée, l'ouverture 13 est de dimensions inférieures à la surface de la face supérieure 8. Encore plus préférentiellement, l'ouverture 13 est de forme optimisée pour réduire les pertes thermiques par convection avec le fluide en contact, un exemple d'ouverture 13 optimisée est donné en figures 6 et 7. The opening 13 can be of varied shape. According to one possibility, the opening 13 is such that it corresponds exactly to the upper face 8 of the module 5 as illustrated in FIGS. 1 to 3 and 8. According to another preferred possibility, the opening 13 has dimensions smaller than the surface of the upper face 8. Even more preferably, the opening 13 is of optimized shape to reduce convective thermal losses with the fluid in contact, an example of an optimized opening 13 is given in FIGS. 6 and 7.

Selon une possibilité, le module 5 comprend une pluralité d'ouverture 13. La face supérieure 8 peut être constituée d'une plaque perforée d'une pluralité d'ouverture 13 telle qu'une grille. Préférentiellement, l'ouverture 13 ou la somme des ouvertures 13 présente une surface minimale de l'ordre de 1 % de la surface totale de la face supérieure 8. A titre d'exemple, une ouverture 13 circulaire de 2 mm de diamètre permet pour une face supérieure 8 de 20 cm² de surface d'avoir un équilibrage des pressions assuré tout en limitant les pertes thermiques et sans risque d'encrassage de l'ouverture 13. According to one possibility, the module 5 comprises a plurality of openings 13. The upper face 8 may consist of a perforated plate of a plurality of openings 13 such as a grid. Preferably, the opening 13 or the sum of the openings 13 has a minimum area of the order of 1% of the total surface of the upper face 8. For example, a circular opening 13 of 2 mm in diameter allows for an upper face 8 of 20 cm ² surface to have a pressure equalization assured while limiting heat loss and without risk of fouling of the opening 13.

Avec l'invention, l'enceinte 1 peut être horizontale c'est-à-dire ayant une plus grande dimension orientée horizontalement et non pas verticalement avec des modules 5 pouvant également être de forme longitudinale orientée horizontalement, l'ouverture 13 étant toujours agencée en partie supérieure 6, avantageusement sur la face supérieure 8, sans que les performances soient diminuées par la convection naturelle. With the invention, the enclosure 1 can be horizontal, that is to say having a larger dimension oriented horizontally and not vertically with modules 5 which can also be of horizontally oriented longitudinal shape, the opening 13 being always arranged in the upper part 6, advantageously on the upper face 8, without the performance being reduced by natural convection.

On entend par face supérieure 8, la face se situant le plus haut suivant la verticale lorsque le module 5 est agencé dans l'enceinte 1. The upper face 8 is understood to mean the face which is the highest in the vertical direction when the module 5 is arranged in the enclosure 1.

Selon un mode de réalisation préféré, les modules 5 comprennent des parois classiquement métalliques. Les parois sont préférentiellement recouvertes d'un matériau de revêtement destiné à éviter le contact entre le au moins un MCP 10 et des parties métalliques. Ce matériau de revêtement est toutefois d'épaisseur réduite de sorte ne pas gêner le transfert thermique entre les modules 5 et le MCP 10. A titre d'exemple le matériau de revêtement est un polymère ou une résine, préférentiellement un matériau de type résine fluorée tel du PTFE, FEP ou PFA. Cette disposition améliore les capacités de stockage du MCP 10 en limitant l'oxydation du MCP 10 lors des cycles de stockage au contact de l'oxygène et/ou du métal. Avantageusement, cette disposition peut également être utile pour éviter la corrosion des modules 5 par le MCP 10 si celui-ci est corrosif. According to a preferred embodiment, the modules 5 comprise classically metallic walls. The walls are preferably covered with a coating material intended to prevent contact between the at least one MCP 10 and metal parts. This coating material is, however, of reduced thickness so as not to hinder the heat transfer between the modules 5 and the MCP 10. For example, the coating material is a polymer or a resin, preferably a fluorinated resin material. such as PTFE, FEP or PFA. This arrangement improves the storage capacities of MCP 10 by limiting the oxidation of the MCP 10 during storage cycles in contact with oxygen and / or metal. Advantageously, this arrangement can also be useful to prevent corrosion of the modules 5 by the MCP 10 if it is corrosive.

Les modules 5 contiennent au moins un MCP 10. Il peut être utilisé des mélanges de MCP 10. Dans la suite de la description, la référence à un MCP 10 n'est pas limitative. Différents MCP 10 peuvent être utilisés notamment les MCP 10 à transition solide/solide ou préférentiellement les MCP 10 à transition solide/liquide. L'invention est adaptée à une vaste variété de MCP 10 et donc à une large gamme de température de stockage. Les deux grandes catégories de MCP 10 pouvant être utilisés sont les organiques (paraffine, acide gras, alcool,...) et les inorganiques (hydrates de sel, alliages métalliques,...). A titre d'exemple non limitatif, le MCP 10 est de l'acide sébacique (acide gras), un des produits commercialisés par Rubitherm® (RT90HC) ou de la gamme PlusICE® de PCM Products (A95). The modules 5 contain at least one MCP 10. It can be used mixtures of MCP 10. In the remainder of the description, the reference to a MCP 10 is not limiting. Different MCP 10 may be used in particular solid / solid transition MCP 10 or preferably solid / liquid transition MCP 10. The invention is suitable for a wide variety of MCP 10 and thus a wide range of storage temperatures. The two main categories of MCP 10 that can be used are organic (paraffin, fatty acid, alcohol, etc.) and inorganics (salt hydrates, metal alloys, etc.). By way of non-limiting example, MCP 10 is sebacic acid (fatty acid), one of the products marketed by Rubitherm® (RT90HC) or the PlusICE® range of PCM Products (A95).

Le MCP 10 est un matériau à deux phases préférentiellement solide 1 1 et liquide 12 dont le passage entre ces deux phases stocke ou libère de l'énergie. Préférentiellement, le passage d'une première phase à une deuxième phase va nécessiter de la chaleur qui est donc stockée dans le MCP 10 dans sa deuxième phase. Cette chaleur est, dans l'invention, apportée par le fluide caloporteur 4 qui est à haute température, c'est-à-dire une température plus haute que la température de changement de phase du MCP 10. A contrario, le passage de la deuxième phase à la première phase est exothermique et libère la chaleur stockée. Cette chaleur est, dans l'invention, récupérée par le fluide caloporteur 4 qui est à basse température, c'est-à- dire une température plus basse que la température de changement de phase du MCP 10. MCP 10 is a preferentially solid two-phase material 11 and liquid 12 whose passage between these two phases stores or releases energy. Preferably, the transition from a first phase to a second phase will require heat which is stored in the MCP 10 in its second phase. This heat is, in the invention, provided by the coolant 4 which is at high temperature, that is to say a temperature higher than the phase change temperature of the MCP 10. On the other hand, the passage of the second phase in the first phase is exothermic and releases the stored heat. This heat is, in the invention, recovered by the heat transfer fluid 4 which is at low temperature, that is to say a temperature lower than the phase change temperature of the MCP 10.

Le MCP 10 est préférentiellement choisi parmi les MCP qui ne s'oxydent pas et/ou qui n'oxydent pas la structure des modules 5 et/ou qui aient une bonne enthalpie massique de changement de phase et/ou qui ne soient pas toxique. De préférence, le MCP 10 aura une bonne capacité calorifique et une conductivité thermique la plus élevée possible. The MCP 10 is preferably chosen from MCPs which do not oxidize and / or which do not oxidize the structure of the modules and / or which have a good mass enthalpy of phase change and / or which are not toxic. Preferably, MCP 10 will have a good heat capacity and the highest possible thermal conductivity.

Le dispositif comprend des moyens de circulation du fluide caloporteur en entrée, sortie et dans l'enceinte 1 . Les moyens de circulation comprennent des canalisations 14 pour le fluide caloporteur. Ces canalisations 14 comprennent avantageusement au moins une canalisation 14 constituant l'entrée 14a et au moins une canalisation 14 constituant la sortie 14b. L'entrée 14a et la sortie 14b peuvent être, selon les modes de réalisation, disposées à deux extrémités opposées de l'enceinte 1 , par exemple l'entrée en haut et la sortie en bas ou bien agencées d'un même côté par exemple en haut. The device comprises means for circulating the heat transfer fluid at the inlet, outlet and in the chamber 1. The circulation means comprise pipelines 14 for the coolant. These ducts 14 advantageously comprise at least one duct 14 constituting the inlet 14a and at least one duct 14 constituting the outlet 14b. The inlet 14a and the outlet 14b may be, according to the embodiments, disposed at two opposite ends of the enclosure 1, for example the inlet at the top and the outlet at the bottom or arranged on the same side for example at the top.

Suivant un mode de réalisation préféré, l'entrée 14a se situe en partie supérieure de l'enceinte 1 lors de l'étape de charge et en partie inférieure de l'enceinte 1 lors de l'étape de décharge. Avantageusement, la sortie 14b est agencée de manière opposée à l'entrée 14a, c'est-à-dire en partie inférieure lors de l'étape de charge et en partie supérieure lors de l'étape de décharge. Cette disposition optimise les transferts thermiques et la tenue mécanique de l'ensemble. According to a preferred embodiment, the inlet 14a is situated in the upper part of the enclosure 1 during the charging stage and in the lower part of the enclosure 1 during the discharge stage. Advantageously, the output 14b is arranged opposite to the input 14a, that is to say in the lower part during the charging step and in the upper part during the discharge step. This arrangement optimizes the heat transfer and the mechanical strength of the assembly.

Dans une construction privilégiée, les moyens de mise en circulation du fluide caloporteur 4 dans l'enceinte 1 comprennent des distributeurs de diffusion du fluide caloporteur 4 dans l'enceinte 1. La diffusion et la récupération du fluide caloporteur 4 dans l'enceinte 1 se fait au travers de distributeurs horizontaux, figures 16 et 17. In a preferred construction, the means for circulating the heat transfer fluid 4 in the chamber 1 comprise diffusion distributors of the coolant 4 in the chamber 1. The diffusion and the recovery of the coolant 4 in the chamber 1 is done through horizontal distributors, Figures 16 and 17.

Avantageusement, des cannes 15 perforées traversent l'enceinte 1 et permettent une diffusion du fluide caloporteur 4 au plus près des modules 5 assurant des échanges optimisés. Advantageously, perforated rods 15 pass through the chamber 1 and allow diffusion of the heat transfer fluid 4 closer to the modules 5 ensuring optimized exchanges.

Le fluide caloporteur 4 est classiquement de l'eau mais tout autre fluide présentant des propriétés caloportrices peut être utilisé. Heat transfer fluid 4 is conventionally water but any other fluid having heat-generating properties can be used.

Le dispositif de stockage selon l'invention comprend selon une possibilité un dispositif de régulation de la température du fluide caloporteur 4. Le dispositif de régulation permet de contrôler la température du fluide caloporteur 4 lors de l'utilisation du dispositif de stockage d'énergie pour apporter et extraire de la chaleur du MCP 10 contenu dans l'enceinte 1 . The storage device according to the invention comprises, according to one possibility, a device for regulating the temperature of the coolant 4. The regulating device makes it possible to control the temperature of the coolant 4 during the use of the energy storage device for supplying and extracting heat from the MCP 10 contained in the enclosure 1.

Selon un mode de réalisation préféré, l'enceinte 1 comprend des parois intérieures classiquement métalliques. According to a preferred embodiment, the enclosure 1 comprises classically metallic inner walls.

L'enceinte 1 est selon une possibilité de forme parallélépipédique, toutefois elle peut également être de forme cylindrique, hexagonale ou plus généralement polyédrique. L'enceinte 1 possède des parois 2 et un fond 3 formés de matériau métallique résistant aux variations de pression et de température. A titre d'exemple, l'enceinte 1 est en acier de construction au carbone. Les nuances classiques pour une enceinte 1 sous pression sont P235GH, P265GH, P355GH. En l'absence de pression, des aciers inoxydables 304, 316 peuvent être utilisés. The enclosure 1 is in a possibility of parallelepiped shape, however it can also be cylindrical, hexagonal or more generally polyhedral. The chamber 1 has walls 2 and a bottom 3 formed of metallic material resistant to variations in pressure and temperature. For example, the enclosure 1 is carbon steel construction. The classic grades for a pressure vessel 1 are P235GH, P265GH, P355GH. In the absence of pressure, stainless steels 304, 316 can be used.

L'enceinte 1 comprend des parois latérales 2 et un fond 3 et avantageusement une paroi supérieure, définissant un volume intérieur recevant notamment des modules 5 et le fluide caloporteur 4. The chamber 1 comprises lateral walls 2 and a bottom 3 and advantageously an upper wall, defining an internal volume receiving in particular modules 5 and the coolant 4.

Les modules 5 sont avantageusement au moins partiellement contenus dans l'enceinte 1 . Les modules 5 sont au moins partiellement immergés dans le fluide caloporteur 4. L'immersion des modules 5 est configurée pour être avantageusement au moins au niveau du MCP 10 sous forme solide 1 1 de sorte à assurer des échanges thermiques suffisants. The modules 5 are advantageously at least partially contained in the enclosure 1. The modules 5 are at least partially immersed in the coolant 4. The immersion of the modules 5 is configured to be advantageously at least at the level of the MCP 10 in solid form 1 1 so as to ensure sufficient heat exchange.

Plusieurs modes de réalisations sont envisageables. Several embodiments are possible.

Suivant un premier mode de réalisation, les modules 5 sont entièrement noyés dans le fluide caloporteur 4 comme illustré en figures 1 et 18. Dans ce mode de réalisation, il est préféré, que le fluide caloporteur 4 et le MCP 10 soient compatibles, préférentiellement non-miscibles, et avantageusement que le MCP sous forme solide 1 1 ou liquide 12 soit plus dense que le fluide caloporteur 4, de cette manière le MCP sous forme solide 1 1 ou liquide 12 reste en position dans le module 5. L'étanchéité de l'enceinte 1 vis-à-vis du fluide caloporteur 4 se fait notamment par les parois de l'enceinte 1 et précisément la paroi supérieure 26 ou d'un élément de fermeture 21. Les variations de pression dues au changement de phase du MCP 10 sont amorties par le fluide caloporteur 4. Dans ce mode de réalisation, le MCP 10 et le fluide caloporteur 4 sont en contact. Le contact est réalisé dans les modules 5. Ce contact direct entre le MCP 10 et le fluide caloporteur 4 peut être privilégié dans le cas où le MCP 10 est sujet à l'oxydation et où son contact avec l'air entraine sa dégradation. Le fluide caloporteur 4 joue le rôle d'isolant du MCP 10 avec l'atmosphère, formant une couche protectrice. Suivant un deuxième mode de réalisation, les modules 5 sont partiellement contenus dans l'enceinte 1 comme illustré en figures 2 et 3. Les modules 5 sont partiellement immergés dans le fluide caloporteur 4. Selon ce mode de réalisation, l'ouverture 13 de chaque module 5 débouche en dehors de l'enceinte 1. Les modules 5 sont disposés dans l'enceinte 1 de sorte que leurs parties supérieures 6 soient au moins partiellement disposées en dehors de l'enceinte 1. Les modules 5 coopèrent avantageusement avec un élément de fermeture 21 formant la paroi supérieure de l'enceinte 1. Les modules 5 traversent avantageusement l'élément de fermeture 21 de sorte à maintenir avantageusement la plus grande partie du module 5 contenant le MCP 10 dans l'enceinte 1 et préférentiellement immergée dans le fluide caloporteur 4, et l'ouverture 13 en dehors de l'enceinte 1 . La coopération des modules 5 et de l'élément de fermeture 21 assure l'étanchéité de l'enceinte 1 . Cette coopération est configurée pour permettre de fermer l'enceinte 1 de sorte à maintenir le fluide caloporteur dans l'enceinte 1 et avantageusement sans fuite au niveau de la jonction entre les modules 5 et l'élément de fermeture 21 . L'enceinte 1 est étanche. Avantageusement, des moyens d'étanchéité sont disposés à la jonction des modules 5 et de l'élément de fermeture 21 . A titre d'exemple, des joints ou bien la jonction est soudée ou brasée formant par exemple une collerette 20 sur la face supérieure de l'élément de fermeture 21 tel qu'illustré en figure 8. According to a first embodiment, the modules 5 are entirely embedded in the coolant 4 as illustrated in FIGS. 1 and 18. In this embodiment, it is preferred that the coolant 4 and the MCP 10 be compatible, preferably not -miscibles, and advantageously that the MCP in solid form 1 1 or liquid 12 is denser than the heat transfer fluid 4, in this way the MCP in solid form 1 1 or liquid 12 remains in position in the module 5. The sealing of the enclosure 1 vis-à-vis the coolant 4 is made in particular by the walls of the chamber 1 and precisely the upper wall 26 or a closure member 21. The pressure variations due to the phase change of the PCM 10 are damped by the coolant 4. In this embodiment, the MCP 10 and the coolant 4 are in contact. The contact is made in the modules 5. This direct contact between the MCP 10 and the coolant 4 may be preferred in the case where the MCP 10 is subject to oxidation and where its contact with the air causes its degradation. The coolant 4 acts as an insulator of the MCP 10 with the atmosphere, forming a protective layer. According to a second embodiment, the modules 5 are partially contained in the chamber 1 as illustrated in FIGS. 2 and 3. The modules 5 are partially immersed in the coolant 4. According to this embodiment, the opening 13 of each module 5 opens out of the enclosure 1. The modules 5 are arranged in the enclosure 1 so that their upper parts 6 are at least partially disposed outside the enclosure 1. The modules 5 advantageously cooperate with an element of closing 21 forming the upper wall of the enclosure 1. The modules 5 advantageously pass through the closure element 21 so as to advantageously maintain the greater part of the module 5 containing the MCP 10 in the chamber 1 and preferably immersed in the fluid coolant 4, and the opening 13 outside the enclosure 1. The cooperation of the modules 5 and the closure element 21 seals the enclosure 1. This cooperation is configured to allow the enclosure 1 to be closed so as to maintain the coolant in the chamber 1 and advantageously without leakage at the junction between the modules 5 and the closure element 21. The enclosure 1 is waterproof. Advantageously, sealing means are arranged at the junction of the modules 5 and the closure element 21. For example, joints or the junction is soldered or brazed forming for example a collar 20 on the upper face of the closure member 21 as illustrated in FIG. 8.

L'élément de fermeture 21 est avantageusement une plaque préférentiellement dans une même composition et présentant les mêmes propriétés que les parois latérales 2 et le fond 3 de l'enceinte 1 . La plaque présente avantageusement des ouvertures traversantes configurées pour permettre le passage de modules 5 et avantageusement de dimensions légèrement supérieures à celles des modules 5. The closure element 21 is advantageously a plate preferably in the same composition and having the same properties as the side walls 2 and the bottom 3 of the enclosure 1. The plate advantageously has through openings configured to allow the passage of modules 5 and advantageously slightly larger dimensions than those of the modules 5.

Dans ce mode de réalisation, les modules 5 débouchent en dehors de l'enceinte 1 et avantageusement dans l'atmosphère, figure 3. Le MCP 10 est au contact de l'atmosphère, il est préféré de prévoir des ouvertures 13 de forme optimisées, préférentiellement de dimensions réduites de sorte à assurer un équilibrage des pressions sans pour autant détériorer les capacités thermiques du MCP 10 et pour limiter la pénétration d'éléments extérieurs dans les modules 5 et dans le MCP 10. In this embodiment, the modules 5 open out of the chamber 1 and advantageously into the atmosphere, FIG. 3. The MCP 10 is in contact with the atmosphere, it is preferred to provide openings 13 of optimized shape, preferably of reduced dimensions so as to ensure a pressure equalization without deteriorating the thermal capacities of the MCP 10 and to limit the penetration of external elements in the modules 5 and in the MCP 10.

Selon une possibilité de ce mode de réalisation, le dispositif comprend un capot 16 configuré pour délimiter un ciel gazeux 17 au-dessus de l'enceinte 1 et dans lequel débouchent les ouvertures 13 des modules 5, figure 2. According to a possibility of this embodiment, the device comprises a cover 16 configured to delimit a gas head 17 above the enclosure 1 and into which the openings 13 of the modules 5, FIG. 2, open.

Le capot 16 coopère avec la partie supérieure de l'enceinte 1 , avantageusement, le capot 16 est en contact avec les parois latérales 2 de l'enceinte 1 et plus préférentiellement avec les extrémités supérieures des parois latérales 2 de l'enceinte 1 . The cover 16 cooperates with the upper part of the enclosure 1, advantageously, the cover 16 is in contact with the side walls 2 of the enclosure 1 and more preferably with the upper ends of the side walls 2 of the enclosure 1.

Le ciel gazeux 17 est une zone délimitée entre le capot 16 et l'enceinte 1 , plus précisément la paroi supérieure 26 de l'enceinte 1 , formant l'élément de fermeture 21. Cette zone est avantageusement remplie de gaz, pouvant être identique ou non à l'atmosphère. Le ciel gazeux 17 peut être inerte ou non. The gaseous sky 17 is a zone delimited between the cover 16 and the enclosure 1, more precisely the upper wall 26 of the enclosure 1, forming the closure element 21. This zone is advantageously filled with gas, which may be identical or no to the atmosphere. The gaseous sky 17 may be inert or not.

Le capot 16 est préférentiellement amovible de sorte à faciliter l'accès aux modules 5 et au MCP 10 tout en assurant une protection contre la pénétration d'objets indésirables. The cover 16 is preferably removable so as to facilitate access to the modules 5 and MCP 10 while providing protection against the penetration of unwanted objects.

Selon cette possibilité, le dispositif comprend des moyens d'équilibrage de la pression dans le ciel gazeux 17. A titre d'exemple, ces moyens d'équilibrage permettent avantageusement une mise en circulation du ciel gazeux 17 avec l'extérieur du ciel gazeux 17, avantageusement l'atmosphère. La mise en circulation peut être simplement un passage permettant la libre circulation du ciel gazeux 17 vers l'extérieur et inversement. Le passage peut, éventuellement, être contrôlé par des moyens de contrôle type soupape permettant d'évacuer le surplus de pression. According to this possibility, the device comprises means for balancing the pressure in the gaseous sky 17. By way of example, these balancing means advantageously allow the gaseous sky 17 to be circulated with the outside of the gaseous sky 17 , advantageously the atmosphere. The circulation may simply be a passage allowing the free circulation of the gas sky 17 to the outside and vice versa. The passage may, optionally, be controlled by valve type control means for discharging the excess pressure.

Quel que soit le mode de réalisation, avantageusement l'enceinte 1 est entièrement remplie de fluide caloporteur 4, c'est-à-dire que l'enceinte 1 ne comprend pas d'espace vide. Le fluide caloporteur 4 est en contact de la paroi supérieure 26 et/ou de l'élément de fermeture 21 de l'enceinte 1. Cette disposition maximise la surface d'échange entre le fluide caloporteur 4 et les modules 5 tout en limitant l'encombrement. Whatever the embodiment, advantageously the chamber 1 is completely filled with heat transfer fluid 4, that is to say that the chamber 1 does not include no empty space. The coolant 4 is in contact with the upper wall 26 and / or the closure element 21 of the enclosure 1. This arrangement maximizes the exchange surface between the coolant 4 and the modules 5 while limiting the footprint.

Dans une construction privilégiée, les modules 5 sont placés de telle sorte qu'ils forment un pavage en deux dimensions, plusieurs rangées parallèles comprenant plusieurs modules 5 parallèles, de façon à ce que l'utilisation de l'espace soit optimisée. C'est-à-dire qu'il y ait le plus possible de MCP 10 dans le dispositif de stockage, ce qui participe à rendre celui-ci plus compact comme illustré en figure 9. In a preferred construction, the modules 5 are placed in such a way that they form a two-dimensional tiling, several parallel rows comprising several parallel modules, so that the use of the space is optimized. That is, there is as much MCP as possible in the storage device, which helps to make it more compact as shown in FIG. 9.

Dans le cas d'une mise en œuvre du type de modules 5 entièrement noyés dans le fluide caloporteur 4 tel que décrit ci-dessus et illustré à la figure 1 , il est possible de placer les modules 5 selon les trois dimensions de l'espace. En plus du pavage bidimensionnel, il est envisageable de placer des modules 5 les uns au-dessus des autres, figure 18. In the case of an implementation of the type of modules 5 fully embedded in the coolant 4 as described above and illustrated in Figure 1, it is possible to place the modules 5 according to the three dimensions of space . In addition to two-dimensional paving, it is conceivable to place modules 5 one above the other, FIG.

Selon un mode de réalisation, les modules 5 parallélépipédiques rectangles sont renforcés au moyen de renforts 22 tels que des tiges métalliques placées entre les deux parois latérales 24 des modules 5 tels qu'illustré aux figures 10 à 12. Ces renforts 22 ont pour fonction de limiter et répartir les efforts au sein des parois du module 5. Elles peuvent être fixées par soudure. Ces renforts 22 sont fonction de l'utilisation du module 5. Dans le cas de modules 5 partiellement immergés dans le fluide caloporteur 4, tel que décrits ci-dessus et illustrés aux figures 2 et 3, en considérant un ciel gazeux 17 à pression atmosphérique et un fluide caloporteur 4 à une pression de circulation de 3 ou 4 bars, les renforts 22 doivent permettre aux modules 5 de résister aux différences de pression entre l'extérieur du module 5 et l'intérieur de celui-ci. According to one embodiment, the rectangular parallelepiped modules 5 are reinforced by means of reinforcements 22 such as metal rods placed between the two lateral walls 24 of the modules 5 as illustrated in FIGS. 10 to 12. These reinforcements 22 serve to limit and distribute the forces within the walls of module 5. They can be fixed by welding. These reinforcements 22 are a function of the use of the module 5. In the case of modules 5 partially immersed in the coolant 4, as described above and illustrated in Figures 2 and 3, considering a gas sky 17 at atmospheric pressure. and a heat transfer fluid 4 at a circulation pressure of 3 or 4 bar, the reinforcements 22 must allow the modules 5 to withstand the pressure differences between the outside of the module 5 and the inside thereof.

Suivant une possibilité, les modules 5 comprennent en leur sein des ailettes 23 afin d'améliorer la diffusion thermique dans le MCP 10. Les ailettes 23 peuvent être fixes et faire partie intégrante du module 5, ou bien amovibles. Par exemple, il peut s'agir de fines plaques métalliques disposées dans le MCP 10 afin d'augmenter la conductivité thermique équivalente de celui-ci. La réalisation d'ailettes 23 fixes peut s'avérer compliquée. Les ailettes 23 amovibles sont alors à privilégier. Il peut être envisagé de placer une plaque de mousse, par exemple métallique ou en graphite, à l'intérieur d'un module 5 rectangulaire par exemple. Le matériau constitutif de la mousse ou des ailettes doit avoir une bonne conductivité thermique, avantageusement supérieure à 15 W/m/K, voire une très bonne conductivité thermique (aluminium, cuivre,...) Dans une construction privilégiée, les parois du modules 5 sont gaufrées, nervurées ou cannelées, afin d'augmenter la surface d'échange et le coefficient d'échange thermique convectif avec le fluide caloporteur. According to one possibility, the modules 5 comprise within them fins 23 in order to improve the thermal diffusion in the MCP 10. The fins 23 can be fixed and be an integral part of the module 5, or removable. For example, it may be thin metal plates disposed in the MCP 10 to increase the equivalent thermal conductivity thereof. The realization of fixed fins 23 can be complicated. The removable fins 23 are then preferred. It may be envisaged to place a foam plate, for example metal or graphite, inside a rectangular module for example. The constituent material of the foam or fins must have good thermal conductivity, advantageously greater than 15 W / m / K, or even very good thermal conductivity (aluminum, copper, etc.) In a preferred construction, the walls of the module 5 are embossed, ribbed or grooved, in order to increase the exchange surface and the convective heat exchange coefficient with the coolant.

Dans une construction possible, les cannes 15 inférieures sont situées juste en dessous du module 5 et les cannes 15 supérieures au même niveau que le MCP 10 lorsque celui-ci est sous forme liquide 12 comme illustré à la figure 14. Dans une construction privilégiée, l'espace entre les distributeurs supérieurs et la paroi supérieure 26 ou l'élément de fermeture 21 est réduit au maximum, de sorte à limiter l'espace dans lequel du fluide caloporteur 4 chaud pourrait se loger sans pour autant pouvoir le récupérer. In a possible construction, the lower rods are located just below the module 5 and the upper rods 15 at the same level as the MCP 10 when it is in liquid form 12 as illustrated in FIG. 14. In a preferred construction, the space between the upper distributors and the upper wall 26 or the closing element 21 is minimized, so as to limit the space in which the heat-exchange fluid 4 hot could be housed without being able to recover it.

Dans une construction privilégiée, le dispositif comprend des turbulateurs situés entre les modules 5 afin d'augmenter le coefficient de convection. In a preferred construction, the device comprises turbulators located between the modules 5 in order to increase the convection coefficient.

Dans une construction alternative illustrée à la figure 18, le dispositif de stockage compte plusieurs niveaux de modules 5. C'est-à-dire que les modules 5 sont superposés verticalement les uns aux dessus des autres. Cette configuration n'est possible que dans un mode de réalisation où les modules 5 inférieurs sont entièrement noyés dans le fluide caloporteur 4. Il peut être envisagé que les modules 5 supérieurs soient partiellement immergés selon les modes de réalisation des figures 2 et 3. Dans une réalisation avantageuse ceux-ci contiennent des MCP 10 différents afin de réaliser un dispositif de stockage dit « de MCP en cascade ». Les températures de fusion sont plus élevées à mesure que le MCP est haut, ce qui permet d'optimiser le dispositif de stockage thermique. In an alternative construction illustrated in Figure 18, the storage device has several levels of modules 5. That is to say that the modules 5 are superimposed vertically on top of each other. This configuration is only possible in one embodiment where the lower modules are fully embedded in the heat transfer fluid 4. It may be envisaged that the upper modules are partially immersed according to the embodiments of FIGS. 2 and 3. an advantageous embodiment these contain different MCP 10 to achieve a storage device called "MCP cascade". The melting temperatures are higher as the MCP is high, which optimizes the thermal storage device.

Avantageusement, le dispositif selon l'invention est modulable/ flexible car le nombre et la disposition des modules 5 peuvent être adaptés à la puissance et à l'énergie de stockage souhaitée. Advantageously, the device according to the invention is flexible / flexible because the number and arrangement of the modules 5 can be adapted to the desired power and storage energy.

Selon l'invention, le dispositif comprend avantageusement au moins un support 19 destiné à maintenir les modules 5 dans l'enceinte 1 . Ce support 19 s'étend suivant une direction sensiblement perpendiculaire aux modules 5. Le support 19 est également appelé rack. Le support 19 est par exemple une plaque métallique traversant de part en part l'enceinte 1 dans une direction sensiblement horizontale. Le support 19 possède des ouvertures permettant le passage des modules 5. Il peut être configuré pour supporter les modules 5 de sorte à ce que ceux-ci ne reposent pas sur le fond 3 de l'enceinte 1 , les modules sont alors configurés pour être supportés par le support 19. Le support 19 possède également des ouvertures pour assurer le passage du fluide caloporteur 4. Ces ouvertures sont le plus large possible pour assurer l'homogénéité de la température et des vitesses sur la section de passage du fluide caloporteur. According to the invention, the device advantageously comprises at least one support 19 intended to hold the modules 5 in the enclosure 1. This support 19 extends in a direction substantially perpendicular to the modules 5. The support 19 is also called rack. The support 19 is for example a metal plate passing right through the enclosure 1 in a substantially horizontal direction. The support 19 has openings allowing the passage of the modules 5. It can be configured to support the modules 5 so that they do not rest on the bottom 3 of the enclosure 1, the modules are then configured to be supported on the support 19. The support 19 also has openings for the passage of heat transfer fluid 4. These openings are as wide as possible to ensure the homogeneity of the temperature and the speeds on the passage section of the coolant.

Dans une construction privilégiée les supports 19 ne sont que des centreurs et les modules 5 reposent sur le fond 3, dans le cas où il n'y a qu'un seul niveau de modules ou du moins le niveau inférieur. Il faut alors prévoir des passages pour les cannes 15 de diffusion du fluide caloporteur 4. In a preferred construction the supports 19 are only centralizers and the modules 5 rest on the bottom 3, in the case where there is only one level of modules or at least the lower level. It is then necessary to provide passages for the diffusion rods 15 of the coolant 4.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 et 3, avec les modules partiellement immergés, le support 19 peut être remplacé par l'élément de fermeture 21. In the embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3, with the modules partially immersed, the support 19 can be replaced by the closure element 21.

L'invention concerne un procédé de stockage d'énergie thermique par un dispositif de stockage d'énergie thermique tel que décrit ci-dessus. Le procédé comprend une étape de charge et une étape de décharge. The invention relates to a thermal energy storage method by a thermal energy storage device as described above. The method comprises a charging step and a discharging step.

Lorsque le dispositif de stockage d'énergie fonctionne pour stocker de l'énergie thermique, étape de charge, le fluide caloporteur 4 apporte de la chaleur dans l'enceinte 1 , il y a un échange de chaleur du fluide caloporteur 4 vers le MCP 10 au travers des parois des modules 5. Cette chaleur va permettre la transformation du MCP 10 de la première phase à la deuxième phase qui stockera alors la chaleur issue du fluide caloporteur 4. Lorsque le dispositif fonctionne pour restituer de l'énergie thermique, étape de décharge, le fluide caloporteur 4 refroidit le MCP 10, il y a un échange de chaleur du MCP 10 vers le fluide caloporteur 4 au travers des parois des modules 5, ce qui permet le passage de la deuxième phase à la première phase. Avantageusement, cette transformation est exothermique. La chaleur libérée est récupéré par le fluide caloporteur 4. When the energy storage device operates to store thermal energy, charging step, the heat transfer fluid 4 brings heat into the chamber 1, there is a heat exchange of the heat transfer fluid 4 to the MCP 10 through the walls of the modules 5. This heat will allow the transformation of the MCP 10 from the first phase to the second phase, which will then store the heat from the heat transfer fluid 4. When the device operates to restore thermal energy, step of discharge, the heat transfer fluid 4 cools the MCP 10, there is a heat exchange from the MCP 10 to the heat transfer fluid 4 through the walls of the modules 5, which allows the passage of the second phase to the first phase. Advantageously, this transformation is exothermic. The heat released is recovered by the coolant 4.

Lors de l'étape de charge d'énergie thermique dans le au moins un MCP 10 l'arrivée du fluide caloporteur 4 à haute température est avantageusement réalisée dans la partie supérieure de l'enceinte 1 . De cette manière, le fluide caloporteur 4 se refroidit au contact des modules 5 lors de l'échange thermique avec le au moins un MCP 10 contenu dans les modules 5. Préférentiellement, sa sortie hors de l'enceinte 1 se fait par la partie inférieure de ladite enceinte 1 . Avantageusement, lors de l'étape de décharge d'énergie thermique depuis le au moins un MCP 10, l'arrivée du fluide caloporteur 4 à basse température est inversée et se fait par la partie inférieure de l'enceinte 1. De cette manière, le fluide caloporteur 4 se réchauffe au contact des modules 5 lors de l'échange thermique avec le au moins un MCP 10 contenu dans les modules 5. Préférentiellement, sa sortie hors de l'enceinte 1 se fait dans la partie supérieure de ladite enceinte 1. Exemple : Mise en place d'un dispositif de stockage selon l'invention sur un réseau de chaleur urbain. During the step of charging thermal energy in the at least one MCP 10 the arrival of the heat transfer fluid 4 at high temperature is advantageously carried out in the upper part of the enclosure 1. In this way, the coolant 4 cools in contact with the modules 5 during the heat exchange with the at least one MCP 10 contained in the modules 5. Preferably, its output from the enclosure 1 is by the lower part of said enclosure 1. Advantageously, during the step of discharging thermal energy from the at least one MCP 10, the arrival of the heat transfer fluid 4 at low temperature is reversed and is done by the lower part of the enclosure 1. In this way, the coolant 4 is heated in contact with the modules 5 during heat exchange with the at least one MCP 10 contained in the modules 5. Preferably, its output from the enclosure 1 is in the upper part of said enclosure 1 . Example: Implementation of a storage device according to the invention on an urban heat network.

Considérons une ville dont le réseau de chaleur (circuit primaire) est parcouru par de l'eau chaude (jusqu'à 1 10°C, 3-4bar). Consider a city whose heat network (primary circuit) is traversed by hot water (up to 1 10 ° C, 3-4bar).

Soit une sous-station moyenne de la ville : Either an average sub-station of the city:

• 75 logements desservis • 75 homes served

• 750 MWhth fournis sur l'année • 750 MWhth supplied over the year

• Saison de chauffe de 150 jours (en basse saison, seules les sous-stations assurant le chauffage de l'eau chaude sanitaire sont en service ; globalement le réseau fonctionne à moins de 10% de sa capacité totale) • 150-day heating season (in low season, only substations for domestic hot water heating are in operation, overall the network operates at less than 10% of its total capacity)

• Sous-stations alimentées en eau surchauffée (jusqu'à 180°C, 20bar) • Substations supplied with superheated water (up to 180 ° C, 20bar)

Considérons donc une consommation approximative de 750MWhth/150jrs = 5MWhth/jr, dont 1 .5MWhth sont consommés pendant les pics de consommation (-30%) : c'est l'énergie à stocker dans le MCP. So consider an approximate consumption of 750MWhth / 150jrs = 5MWhth / day, of which 1 .5MWhth are consumed during peak consumption (-30%): it is the energy to store in the MCP.

Le MCP sélectionné est un polyol : The MCP selected is a polyol:

• Température de fusion : 93°C • Melting temperature: 93 ° C

• Enthalpie massique de fusion: 260 kJ/kg • Massive fusion enthalpy: 260 kJ / kg

• Capacité thermique massique à pression constante : ~2 kJ/kg/K • Constant heat capacity at constant pressure: ~ 2 kJ / kg / K

• Densité solide : 1500 kg/m3 • Solid density: 1500 kg / m3

· Densité liquide : 1200 kg/m3 · Liquid density: 1200 kg / m3

Soit un système de stockage thermique ayant une capacité de 1 .5MWh. Avec une enthalpie massique de fusion de 260kJ/kg, il faut compter environ 20t du polyol en question. Either a thermal storage system with a capacity of 1 .5MWh. With a mass fusion enthalpy of 260 kJ / kg, it is necessary to count about 20% of the polyol in question.

En considérant des modules en acier inox d'1 .6m par 1 .4m, d'une épaisseur de 2.6cm, dont 0.2cm de paroi de chaque côté. Le volume utile du MCP liquide est de 1 .4m x 1 .4m x 2.2cm, soit 43L de MCP par module. Avec une densité de 1 .2 à l'état liquide, il faut compter 52kg par module. Soit un réservoir de 400 modules, répartis en 4 rangées de 100 modules (par exemple). En considérant un espace latéral entre chaque module de 0.4cm, il y a donc un module tous les 3cm. Etant donné qu'il y a 100 modules par rangée, il faut prévoir un peu plus de 3.0m de large pour les modules. Etant donné qu'il y a 4 rangées, que chaque module fait 1 .4m de long, qu'il est théoriquement possible de les coller les uns aux autres, il faut prévoir 5.6m de long. La hauteur des modules est de 1 .6m, avec le ciel gazeux et la distribution hydraulique, ainsi que le calorifuge, il faut prévoir 2.2m de haut. Le réservoir fait donc 2.2m de haut, un peu plus de 3.0m de large et 5.6m de long. Ce qui rentre dans une pièce de sous-sol de type sous-station d'échange d'un réseau de chaleur urbain. Dans le cas où une telle cuve serait trop grande à faire rentrer dans le local prévu, il est tout à fait envisageable de faire 4 réservoirs de 100 modules chacun, répartis sur une seule rangée, par exemple. Considering stainless steel modules of 1 .6m by 1 .4m, a thickness of 2.6cm, of which 0.2cm of wall on each side. The useful volume of the liquid PCM is 1 .4m x 1 .4m x 2.2cm, ie 43L of MCP per module. With a density of 1 .2 in the liquid state, it is necessary to count 52kg per module. A reservoir of 400 modules, divided into 4 rows of 100 modules (for example). Considering a lateral space between each module of 0.4cm, there is therefore a module every 3cm. Since there are 100 modules per row, you need a little over 3.0m wide for the modules. Since there are 4 rows, each module is 1 .4m long, it is theoretically possible to stick them to each other, it is necessary to provide 5.6m long. The height of the modules is 1 .6m, with the gaseous sky and the hydraulic distribution, as well as the insulation, must be 2.2m high. The tank is 2.2m high, just over 3.0m wide and 5.6m long. This enters a basement room type substation exchange of an urban heat network. In the case where such a tank would be too large to fit into the room provided, it is quite possible to make 4 tanks of 100 modules each, spread over a single row, for example.

REFERENCES REFERENCES

1 . Enceinte 1. Pregnant

2. Parois latérales 2. Lateral walls

3. Fond 3. Background

4. Fluide caloporteur 4. Heat transfer fluid

5. Modules 5. Modules

6. Partie supérieure 6. Upper part

7. Partie inférieure 7. Lower part

8. Face supérieure 8. Upper face

9. Axe longitudinal 9. Longitudinal axis

10. MCP 10. MCP

1 1 . MCP sous forme solide 1 1. MCP in solid form

12. MCP sous former liquide 12. MCP under liquid form

13. Ouverture 13. Opening

14. Canalisation pour fluide caloporteur 14. Channel for heat transfer fluid

15. Cannes de diffusion de fluide caloporteur15. Thermal fluid diffusion rods

16. Capot 16. Hood

17. Ciel gazeux 17. Sky gas

18. Atmosphère extérieure 18. Outside atmosphere

19. Support 19. Support

20. Collerette 20. Collerette

21 . Elément de fermeture 21. Closing element

22. Renforts 22. Reinforcements

23. Ailettes 23. Ailettes

24. Paroi latérale 24. Side wall

25. fond 25. bottom

Claims

REVENDICATIONS

1 . Dispositif de stockage d'énergie thermique par matériau à changement de phase comprenant : 1. Thermal energy storage device by phase change material comprising:

- une enceinte (1 ) de stockage comprenant des modules (5) de rétention d'au moins un MCP (10), et a storage enclosure (1) comprising modules (5) for retaining at least one MCP (10), and

des moyens de circulation (14) de fluide caloporteur (4) dans l'enceinte (1 ) configurés pour l'entrée, la sortie et la circulation du fluide caloporteur (4) dans l'enceinte (1 ) et autour des modules (5) circulation means (14) for heat transfer fluid (4) in the chamber (1) configured for the inlet, the outlet and the circulation of the coolant (4) in the chamber (1) and around the modules (5); )

caractérisé en ce que chaque module (5) comprend au moins une ouverture (13) dans sa partie supérieure (6). characterized in that each module (5) comprises at least one opening (13) in its upper part (6).

2. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel le module (5) comprend une face supérieure (8) sur laquelle la au moins une ouverture (13) est agencée. 2. Device according to the preceding claim wherein the module (5) comprises an upper face (8) on which the at least one opening (13) is arranged.

3. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel la au moins une ouverture (13) présente une surface de dimensions inférieures aux dimensions de la face supérieure (8) du module (5). 3. Device according to the preceding claim wherein the at least one opening (13) has a surface of smaller dimensions than the dimensions of the upper face (8) of the module (5).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les modules (5) sont au moins partiellement immergés dans le fluide caloporteur contenu dans l'enceinte (1 ). 4. Device according to any one of the preceding claims wherein the modules (5) are at least partially immersed in the heat transfer fluid contained in the enclosure (1).

5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel les modules (5) sont partiellement contenus dans ladite enceinte (1 ) et la au moins une ouverture (13) de chaque module (5) débouche en dehors de l'enceinte (1 ). 5. Device according to claim 4 wherein the modules (5) are partially contained in said enclosure (1) and the at least one opening (13) of each module (5) opens out of the enclosure (1).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un élément de fermeture (21 ) de l'enceinte (1 ) coopérant avec une partie supérieure (6) des modules (5) de sorte que la au moins une ouverture (13) de chaque module (5) débouchent en dehors de l'enceinte (1 ). 6. Device according to any one of the preceding claims comprising a closure element (21) of the enclosure (1) cooperating with an upper portion (6) of the modules (5) so that the at least one opening (13). of each module (5) open out of the enclosure (1).

7. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel la coopération entre les modules (5) et l'élément de fermeture (21 ) est configurée pour assurer l'étanchéité de l'enceinte (1 ) vis-à-vis du fluide caloporteur (4). 7. Device according to the preceding claim wherein the cooperation between the modules (5) and the closure element (21) is configured to seal the enclosure (1) vis-à-vis the heat transfer fluid (4). ).

8. Dispositif selon l'une quelconque des trois revendications précédentes comprenant un capot amovible (16) configuré pour délimiter un ciel gazeux (17) au-dessus de l'enceinte (1 ) dans lequel débouche la au moins une ouverture (13) de chaque module (5). 8. Device according to any one of the three preceding claims comprising a removable cover (16) configured to define a gas head (17) above the enclosure (1) into which opens the at least one opening (13) of each module (5).

9. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel le capot (16) est équipé d'une mise en circulation du ciel gazeux (17) contenu au-dessus de l'enceinte (1 ) avec l'atmosphère extérieure. 9. Device according to the preceding claim wherein the cover (16) is equipped with a circulation of the gaseous sky (17) contained above the enclosure (1) with the outside atmosphere.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel les modules (5) sont entièrement noyés dans le fluide caloporteur (4) contenu dans l'enceinte10. Device according to any one of claims 1 to 4 wherein the modules (5) are entirely embedded in the heat transfer fluid (4) contained in the enclosure

(1 )-(1) -

5 1 1 . Dispositif selon la revendication précédente dans lequel le MCP (10) et le fluide caloporteur (4) sont en contact. 5 1 1. Device according to the preceding claim wherein the MCP (10) and the coolant (4) are in contact.

12. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel le contact entre le fluide caloporteur (4) et le MCP (10) est situé dans les modules (5). 12. Device according to the preceding claim wherein the contact between the coolant (4) and the MCP (10) is located in the modules (5).

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le 10 MCP (10) et le fluide caloporteur (4) sont compatibles et non miscibles. 13. Device according to any one of the preceding claims wherein the MCP (10) and the coolant (4) are compatible and immiscible.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le MCP (10) est un MCP (10) solide /liquide. The device of any one of the preceding claims wherein the MCP (10) is a solid / liquid MCP (10).

15. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel la phase liquide et la phase solide sont plus denses que le fluide caloporteur (4). 15. Device according to the preceding claim wherein the liquid phase and the solid phase are denser than the coolant (4).

15 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les modules (5) sont de formes longitudinales définissant un axe longitudinal. 16. Device according to any one of the preceding claims wherein the modules (5) are of longitudinal shapes defining a longitudinal axis.

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les modules (5) sont disposés parallèlement les uns aux autres. 17. Device according to any one of the preceding claims wherein the modules (5) are arranged parallel to each other.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les 20 modules (5) sont superposés formant deux niveaux de modules (5). 18. Apparatus according to any one of the preceding claims wherein the modules (5) are superposed forming two levels of modules (5).

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'enceinte (1 ) comprend un volume intérieur et des moyens de maintien des modules (5) au moins partiellement dans ledit volume intérieur. 19. Device according to any one of the preceding claims wherein the enclosure (1) comprises an interior volume and means for holding the modules (5) at least partially in said interior volume.

20. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel les moyens de maintien des 25 modules (5) comprennent au moins un support (19) s'étendant suivant une direction principale transversale aux modules (5). 20. Device according to the preceding claim wherein the means for holding the modules (5) comprise at least one support (19) extending in a main direction transverse to the modules (5).

21 . Dispositif selon la revendication précédente dans lequel le support (19) est configuré pour permettre la circulation du fluide caloporteur (4) dans l'enceinte (1 ). 21. Device according to the preceding claim wherein the support (19) is configured to allow the circulation of the coolant (4) in the chamber (1).

22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les 30 modules (5) comprennent des parois latérales (24) et/ou un fond (25) ondulés ou gaufrés pour augmenter la surface d'échange et pour améliorer la convection côté fluide caloporteur. Apparatus according to any one of the preceding claims wherein the modules (5) comprise corrugated or embossed sidewalls (24) and / or bottom (25) to increase the exchange surface and to enhance side convection. coolant.

23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les modules (5) comprennent des parois latérales (24) et/ou un fond (25) définissant un 23. Device according to any one of the preceding claims wherein the modules (5) comprise side walls (24) and / or a bottom (25) defining a

35 volume intérieur comprenant des ailettes (23) afin d'améliorer la diffusion thermique dans le MCP (10). Inner volume comprising fins (23) to improve thermal diffusion in the MCP (10).

24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel modules (5) comprennent des parois latérales (24) et/ou un fond (25) définissant un volume intérieur comprenant des renforts (22) pour limiter et répartir les efforts au sein des parois du module (5). 24. Device according to any one of the preceding claims wherein modules (5) comprise side walls (24) and / or a bottom (25) defining an interior volume comprising reinforcements (22) for limiting and distributing the forces within walls of the module (5).

25. Procédé de stockage d'énergie thermique par un dispositif de stockage d'énergie thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 25. A method for storing thermal energy by a thermal energy storage device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following steps:

une étape de charge d'énergie thermique dans le au moins un MCP (10) comprenant l'arrivée du fluide caloporteur (4) à haute température dans la partie supérieure de l'enceinte (1 ) pour se refroidir au contact des modules (5) lors de l'échange thermique avec le au moins un MCP (10) contenu dans les modules (5) et sa sortie hors de l'enceinte (1 ) dans la partie inférieure de ladite enceinte (1 ) , et a step of charging thermal energy in the at least one MCP (10) comprising the arrival of the heat transfer fluid (4) at high temperature in the upper part of the enclosure (1) to cool in contact with the modules (5); ) during heat exchange with the at least one MCP (10) contained in the modules (5) and its output outside the enclosure (1) in the lower part of said enclosure (1), and

une étape de décharge d'énergie thermique depuis le au moins un MCP (10) comprenant l'arrivée du fluide caloporteur (4) à basse température dans la partie inférieure de l'enceinte (1 ) pour se réchauffer au contact des modules (5) lors de l'échange thermique avec le au moins un MCP (10) contenu dans les modules (5) et sa sortie hors de l'enceinte (1 ) dans la partie supérieure de ladite enceinte a step of discharging thermal energy from the at least one MCP (10) comprising the arrival of the heat transfer fluid (4) at low temperature in the lower part of the enclosure (1) to heat up in contact with the modules (5); ) during the heat exchange with the at least one MCP (10) contained in the modules (5) and its output outside the enclosure (1) in the upper part of said enclosure

(1 ) - (1) -