Dispositif d'accumulation d'énergie à inertie La présente ïnvention concerne de façon générale les systèmes de chauffage et climatisation de locaux utilisant des formes d'énergie renouvelables, notamment par l'intermédiaire de pompes thermiques.
On a déjà proposé dans ce domaine l'utilisation d'accumulateurs de chaleur comprenant des blocs solides dans lesquels sont noyés un ou des circuits formés de tubes métalliques parcourus, quand le système est en service, par un fluide caloporteur qui peut être liquide ou gazeux. La demande de brevet WO 96/28703, par exemple, décrït un açcumulateur de ce genre dont une des particularités est qu'il est en béton, matériau qui présente plusieurs avantages.
Les expériences récentes ont montré que le stockage d'énergie thermique dans des blocs rigides pouvait présenter des avantages pratiques très remarquables sur le plan de la rationalisation des travaux d'installation, du coût, de la fiabilité du service, du rendement et de la durée de vie, moyennant certaines dispositions à respecter de manière précise.
Le but de la présente invention est donc d'assurer les avantages susceptibles d'être obtenus, en réalisant à bon marché un dispositif d'accumulation d'énergie à inertie comportant certaines particularités quï forment l'objet de l'invention et sont définies dans les revendications 1 à 12 annexées.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution et quelques variantes du dispositif selon l'invention en se référant au dessin annexé, dont . Inertia energy storage device The present invention relates generally to space heating and air conditioning systems using forms of renewable energy, notably through heat pumps.
We have already proposed in this area the use heat accumulators comprising solid blocks in which are embedded one or more circuits formed of tubes metallic, traversed, when the system is in service, by a heat transfer fluid which can be liquid or gaseous. Requirement WO 96/28703, for example, describes an accumulator of this kind of which one of the particularities is that it is concrete, material which has several advantages.
Recent experiences have shown that storage of thermal energy in rigid blocks could present very remarkable practical advantages in terms of rationalization of installation work, cost, reliability of service, performance and service life, subject to certain provisions to be observed in a manner precise.
The object of the present invention is therefore to provide the benefits likely to be achieved by achieving market an inertial energy storage device comprising certain peculiarities which form the object of the invention and are defined in claims 1 to 12 attached.
We will describe below, by way of example, a form of execution and some variants of the device according to the invention with reference to the accompanying drawing, of which.
- 2 -la fig. 1 est une vue générale schématique en perspective montrant une maison d'habitation équipée d'un système de chauffage et climatisation avec un dispositif d'accumulation d'énergie à inertie selon une forme d'exécution de l'invention, la fig. 2 est un schéma montrant une forme d'exécution préférée du dispositif d'accumulation d'ënergie à inertie selon l'invention, les figs. 3 et 4 sont des vues respectivement en coupe transversale et en élévation frontale dans le sens de la flèche A de la fig. 3, montrant un bloc avec deux assemblages formés d'une grille et d'un circuit de fluide caloporteur, selon la forme d'exécution préférée, les figs. 5 et 6 sont des vûes en coupe analogues à la fig. 3 montrant deux variantes de disposition pour les grilles, la fig. 7 est une vue en élévation frontale d'un circuit monté sur une grille, montrant l'arrimage du serpentin aux points de croisement des barres, et la fig. 8 est une vue en perspective schématique à plus grande échelle montrant une bride d'arrimage en place sur un conduit et sur un croisement des barres de la grille porteuse.
A la fig. 1, on voit une villa 1 équipée d'un système de chauffage comportant un dispositif d'accumulation d'énergie à
inertie 2 comportant quatre blocs d'accumulation 3 noyés dans le sol au voisinage de la construction et des moyens pour conduire selon les besoins la chaleur latente contenue dans les blocs. Ceux-ci sont reliés par un ensemble d'éléments de circuits de fluide dêsigné de façon globale par 4, à un groupe WO 02/2520- 2 -fig. 1 is a general schematic perspective view showing a dwelling house equipped with a heating and air conditioning with an accumulation device inertial energy according to an embodiment of the invention, fig. 2 is a diagram showing an embodiment preferred of the inertial energy storage device according to the invention, figs. 3 and 4 are sectional views respectively transverse and in front elevation in the direction of the arrow A in fig. 3, showing a block with two assemblies formed of a grid and a heat transfer fluid circuit, according to the preferred embodiment, figs. 5 and 6 are sectional views similar to the Fig. 3 showing two alternative arrangements for grids, fig. 7 is a front elevation view of a circuit mounted on a grid, showing the securing of the coil to bars crossing points, and fig. 8 is a schematic perspective view at more large scale showing a lashing strap in place on a duct and on a crossing of the bars of the supporting grid.
In fig. 1, we see a villa 1 equipped with a heating comprising an energy storage device at inertia 2 comprising four accumulation blocks 3 embedded in the ground in the vicinity of the construction and means for conduct the latent heat contained in the blocks. These are connected by a set of elements of fluid circuits globally designated by 4, to a group WO 02/2520
3 PCT/CHO1/00572 générateur de chaleur 5 dont partent différents circuits secondaires alimentant des auxiliaires usuels tels que conditionnement d'eau chaude sanitaire 6, radiateurs de chambre 7, circuit de chauffage par le sol 8. Le groupe générateur 5 est symbolisé à la fig. 1 par deux armoires superposées. Sa structure est précisée dans le schéma de la fig. 2. Il est aussi relié par des circuits secondaires à un capteur solaire à circuit d'eau 9 et à un récupérateur 10 de chaleur excédentaire susceptible d'être produite par une cheminée de salon. ' On comprend que cette énumération d'auxiliaires est donnée uniquement à titre d'exemples et n'est nullement exhaustive. Comme on le verra encore plus loin, elle englobe également, par exemple, le cas d'une piscine ainsi que celui d'un four solaire à haute température. Elle montre simplèment la grande variété des applications qui peuvent être envisagêes dans tout problème de chauffage et climatisation de locaux. Le dispositif d'accumulation d'énergie à inertie qui va être décrit maintenant permet de satisfaire par des moyens standards et rationnels chaque cas particulier susceptible d'être prévu.
A la fig. 2 on reconnaît les parois de la maison d'habitation 1 et un des blocs 3 d'accumulation d'énergie à
inertie. Ce bloc est placé dans une excavation 11 creusée au voisinage de la construction 1 et remplie de terre. Il présente la forme d'un prisme avec une grande base rectangulaire placée horizontalement et une face supérieure plus étroite que la base et parallèle à cette dernière. Les blocs 3 sont en béton. Leurs dimensions seront standardisées:
par exemple 2,5 x 1,7 x 0,5/0,3 m. Les dimensions de l'excavation 11 et la position de chaque bloc dans son excavation seront déterminées de cas en cas en fonction des 3 PCT / CHO1 / 00572 heat generator 5 from which different circuits start secondary supplying usual auxiliaries such as domestic hot water conditioning 6, radiators bedroom 7, underfloor heating circuit 8. The group generator 5 is symbolized in FIG. 1 per two cabinets superimposed. Its structure is specified in the diagram of the Fig. 2. It is also connected by secondary circuits to a solar collector with water circuit 9 and a recuperator 10 of excess heat likely to be produced by a living room fireplace. ' We understand that this list of auxiliaries is given only as examples and is in no way comprehensive. As will be seen further on, it encompasses also, for example, the case of a swimming pool as well as that of a high temperature solar oven. It simply shows the wide variety of applications that can be considered in any problem of heating and air conditioning of premises. The inertial energy storage device which is going to be described now allows to satisfy by means standards and rational each particular case susceptible to be expected.
In fig. 2 we recognize the walls of the house 1 and one of the energy storage blocks 3 to inertia. This block is placed in an excavation 11 dug at neighborhood of building 1 and filled with earth. he has the shape of a prism with a large base rectangular placed horizontally and an upper side narrower than the base and parallel to the latter. The blocks 3 are made of concrete. Their dimensions will be standardized:
for example 2.5 x 1.7 x 0.5 / 0.3 m. The dimensions of excavation 11 and the position of each block in its excavation will be determined from case to case depending on
- 4 -quantités d'énergie à stocker et de la durée des périodes de renversement des flux comme on le verra plus loin.
La connexion entre les blocs 3 et le groupe générateur 5, désignée par 4 à la fig. 1, est réalisée en fait pour chaque bloc par des tubulures formant deux circuits 12 et 13 avec chacun une entrée 12a, 13a et une sortie 12b, 13b. Les parties actives des tubulures 12, 13 sont noyées dans le béton du bloc 3 et à partir des segments d'entrée 12a, 13a sont coudées en serpentins en une nappe afin que les surfaces de contact soient aussi grandes que possible et facilitent les échanges de chaleur entre le fluide caloporteur circulant dans les circuits et le béton.
Le groupe générateur de chaleur 5 est constitué dans la forme d'exécution décrite par deux ensembles de pompes thermiques 14 et 15 entièrement séparés. Chaque ensemble comprend une boucle complète de fluide caloporteur à
changement de phase, avec: un élément de circuit amont et un élément de circuit aval, entre les deux éléments un compresseur et une vanne de détente, sur un des éléments un échangeur de chaleur, et un circuit secondaire avec un ou des organes radiateurs.
Pour l'ensemble 14, le comprèsseur et la vanne de détente sont désignés par 16 et 17, le circuit amont est le circuit 12, noyé dans le bloc 3 et fonctionnant en condenseur en fournissant de la chaleur au bloc. Le circuit aval est alors l'évaporateur désigné par 18a, 18b. Le fluide passe dans l'êchangeur 19 en absorbant la chaleur fournie par le circuit secondaire 20 et captée dans le circuit réfrigérateur 21. On' comprend que cet ensemble peut entretenir une chambre froide ou constituer un climatiseur destiné à fonctionner en été. Il pourrait aussi remplir d'autres fonctions comme on le verra plus loin. - 4 -quantities of energy to be stored and the duration of the periods of reversal of flows as we will see later.
The connection between blocks 3 and the generator group 5, designated by 4 in fig. 1, is actually performed for each block by pipes forming two circuits 12 and 13 with each an input 12a, 13a and an output 12b, 13b. The parts active tubing 12, 13 are embedded in the concrete of the block 3 and from the input segments 12a, 13a are bent in coils in a sheet so that the contact surfaces be as large as possible and facilitate exchanges of heat between the heat transfer fluid circulating in the circuits and concrete.
The heat generator group 5 is formed in the embodiment described by two sets of pumps thermals 14 and 15 fully separated. Each set includes a complete loop of heat transfer fluid phase change, with: an upstream circuit element and a downstream circuit element, between the two elements one compressor and an expansion valve, on one of the elements a heat exchanger, and a secondary circuit with one or more radiators.
For assembly 14, the compressor and the expansion valve are designated by 16 and 17, the upstream circuit is the circuit 12, embedded in block 3 and operating as a condenser providing heat to the block. The downstream circuit is then the evaporator designated by 18a, 18b. The fluid passes into the exchanger 19 by absorbing the heat supplied by the circuit secondary 20 and captured in the refrigerator circuit 21. On ' understands that this set can maintain a cold room or constitute an air conditioner intended to operate in summer. he could also perform other functions as we will see further.
- 5 -L'ensemble 15 est constitué d'éléments semblables mais fonctionnant en sens inverse. On voit à la fig. 2 la vanne de détente 22, le compresseur 23, le circuit amont 24a, 24b fonctionnant en condenseur et fournissant à travers l'échangeur 25 la chaleur captée dans le circuit aval 13 au circuit secondaire 26 alimentant le radiateur 27. Celui-ci correspond à l'élément 7 ou à l'élément 8 de la fig. 1. Le chauffe-eau 6 sera également branché dans le circuit 26.
Ainsi, dans chaque bloc 3 sont noyés deux éléments de circuit 12, 13 incorporés chacun à l'une des unités 14 ou 15 du groupe 5 et constituant l'un le condenseur 12 de l'unité 14 de production de froid et l'autre l'évaporateur 13 de l'unité
15 de production de chaleur. Cette disposition donne une très grande souplesse dans la gestion du système décrit. Les figs.
3 et 4 montrent à nouveau le bloc 3 avec les circuits de fluide caloporteur 12 et 13 noyés dans le béton. Chacun de ces circuits est formé d'un segment de tube de longueur suffisante, coudé en serpentin. Les tubes peuvent être en acier inox ou en cuivre, avec par exemple un diamètre de 10 mm et une épaisseur de paroi de 0,5 mm. Ils peuvent également être réalisés en matière synthétique, par exemple en.
polyéthylène, ou encore en matériaux composites. Chaque circuit 12, 13 est monté sur une grille 28, 29. Cette grille peut être formée de barres métalliques, notamment de fers à
béton, par exemple de 6 mm de diamètre et soudés perpendiculairement les uns aux autres de manière à former un réseau à mailles carrées ou rectangulaires, ayant par exemple environ 15 cm de côté. La grille peut également être réalisée en matière synthétique, par exemple en polyéthylène, avec des barres soudées ou collées, ou moulée en une fois. Les grilles 28, 29 constituent des structures de support pour les éléments de circuit, particulièrement utiles pour le transport et la mise en place du circuit avant de couler le béton. Dans le cas - 5 -The assembly 15 is made up of similar elements but operating in reverse. We see in fig. 2 the valve expansion 22, compressor 23, upstream circuit 24a, 24b operating as a condenser and supplying through the exchanger 25 the heat captured in the downstream circuit 13 at secondary circuit 26 supplying the radiator 27. The latter corresponds to element 7 or element 8 of fig. 1. The water heater 6 will also be connected to circuit 26.
Thus, in each block 3 are embedded two elements of circuit 12, 13 each incorporated into one of the units 14 or 15 of group 5 and constituting one the condenser 12 of unit 14 and the other unit evaporator 13 15 of heat production. This arrangement gives a very great flexibility in managing the system described. Figs.
3 and 4 again show block 3 with the circuits of heat transfer fluid 12 and 13 embedded in concrete. Each of these circuits is formed of a length tube segment sufficient, angled serpentine. The tubes can be in stainless steel or copper, for example with a diameter of 10 mm and a wall thickness of 0.5 mm. They can also be made of synthetic material, for example in.
polyethylene, or in composite materials. Each circuit 12, 13 is mounted on a grid 28, 29. This grid may be formed of metal bars, in particular of irons concrete, for example 6 mm in diameter and welded perpendicular to each other so as to form a square or rectangular mesh network, for example having about 15 cm per side. The grid can also be produced made of synthetic material, for example polyethylene, with bars welded or glued, or molded in one go. Grates 28, 29 constitute support structures for the elements circuit, particularly useful for transport and installation of the circuit before pouring the concrete. In the case
- 6 -où les blocs accumulateurs sont préfabriqués, on utilisera de préférence des grilles constituées de fers à béton, les grilles ayant alors également pour fonction d'assurer la cohésion du béton. L'opération de soudage des tubes et de mise en place exacte des serpentins par rapport aux noeuds de la grille peut être réalisée de manière rationnelle au moyen d'un posage ayant la forme d'une plaque présentant des rainures dans lesquelles les barres de la grille viennent se placer. La plaque sera équipée de pinces fixant le tube par rapport au posage et par rapport à la grille à l'emplacement où un coude du serpentin doit âtre réalisé. On reviendra plus loin sur la technique de montage des serpentins sur les grilles.
Bien que ces opérations de montage des serpentins sur les grilles puissent être effectuées sur le chantier, afin de permettre un contrôle optimal de la qualité de fabrication et de réduire au maximum le temps de travail sur le chantier, ces opératïons seront de préférence effectuées en usine, les ensembles grille-serpentin étant transportés sur le chantier déjà assemblés, de façon à pouvoir être directement mis en place avec un coffrage, ou directement à l'intérieur d'une fouille dans le sol, les côtés et le fond de la fouille faisant office de coffrage, après quoi le béton peut être coulé. Les segments d'entrée et de sortie 12a, 12b, 13a, 13b des éléments de circuit seront prévus suffisamment longs pour permettre les raccordements ultérieurs. Avec les dimensions indiquées, chaque assemblage grille-serpentin présente un poids de 50 à 100 kg, rendant sa manutention aisée. Le chantier ne nécessite donc pas de moyens d'accès agencés pour des engins particulièrement lourds. Toutefois, si la situation le permet, les blocs 3 peuvent aussi être fabriqués entièrement en usine et transportés sur le chantier en tant que produits prêts au montage.
Comme on le voit à la fig. 3, les deux grilles 28, 29 sont placées en position verticale 'à faible distance l'une de l'autre au centre du bloc. Chaque circuit en serpentin 12, 13 est fixé contre la grille qui le porte du côté extérieur. Les grilles et les branches des serpentins sont décalées en hauteur de l'un des assemblages par rapport à l'autre de 1/2 du pas de la grille. Cette disposition assure une utilisation thermique optimale des propriétés du béton et des fers des grilles. Ces dernières jouent le rôle de ponts thermiques et favorisent la diffusion des calories.
Les blocs peuvent être utilisés en tant que réservoïrs de calories, soit en accumulation, soit en "vidange", c'est-à-dire que seul l'un des deux circuits, le circuit condenseur 12 ou le circuit évaporateur 13, est en fonction. Cependant, les séquences de fonctionnement peuvent être variables, par exemple journalières ou saisonnières. On peut donc concevoir des cas où
les deux circuits fonctionnent en même~temps, l'énergie ne faisant que transiter à travers le bloc. Une telle configuration est particulièrement utile pour les hôtels et les hôpitaux, où
la climatisation et la production d'eau chaude sanitaire simultanées en continu sont nécessaires. La disposition rapprochée des deux assemblages 12-28, 13-29 présente alors l'avantage que les différences de températures sont très faibles. Toutefois, dans ce cas, les grilles 28 et 29 seront disposées à une distance sensiblement plus grande l'une de l'autre que celles reprêsentées à la fig. 3, généralement à une distance comprise entre 5 et 10 cm, de façon à permettre une bonne diffusion de l'énergie autour du tube. Si la différence de température entre la source des calories et le diffuseur de ces dernières est elle-même faible, alors le coefficient de performance (COP) des agrégats est particulièrement élevé. Ce sera 1.e cas par exemple lorsque, dans l'entre-saison on désire utiliser l'énergie thermique de l'eau d'une piscine pour tempérer des locaux habités, ou inversement, lorsqu'un effet de _ g _ climatisation ou le captage de la chaleur solaire par le capteur 9 sont utilisés pour chauffer l'eau de la piscine. Du fait que les pompes sont réversibles, les deux circuits peuvent également être utilisés simultanément, soït en accumulateur, soit en vidange. Les figs. 5 et 6 sont des coupes analogues à celle de la fig. 3 et montrent deux variantes de la disposition des assemblages 12/28, 13/29 quï, dans certains cas, conduisent à
des performances encore meilleures que celles de la forme d'exécution préférentielle décrite jusqu'à maintenant. A ces deux figures, les barres verticales de deux grilles 28, 29 sont situées dans le même plan. Les barres horizontales peuvent être placées aussi près l'une de l'autre que possible (fig. 5) ou, de préférence, décalées, par exemple d'un demi-pas (fig. 6).
La fig. 7 montre l'arrimage des tubes de fluide caloporteur sur les grilles. Elle représente une vue des assemblages 12/28, 13/29 dans le sens opposé à la flèche A de la fig. 3. Une portion de grille 29 est représentée en élévation avec une portion d'un tube 13 de fluide caloporteur coudé en serpentin. Bien que l'on n'ait représenté que six branches horizontales et quatre coudes à 180 degrés, il est évident que ce nombre n'est pas déterminant et que, dans la pratique, il sera plus élevé. Les branches horizontales du serpentin 13 sont fixées à des noeuds de la grille 29 par des attaches 30 formées de bandes métalliques ou synthétiques telles que des brides colson. Dans l'exemple de la fig. 7, chaque bride est accrochée à un noeud de la grille et maintient la branche horizontale du tube 13 contre une barre horizontale de la grille. La fig. 8 illustre encore la disposition. Selon une variante, les brides ne sont pas accrochées à un noeud de la grille, mais le long d'une barre horizontale de la grille. Le nombre des brides et leur disposition alternée sur chaque branche horizontale du serpentin seront choisis de cas en cas. On note que ce mode d'arrimage assure une pression élastique des tubes contre les barres de leur grille de support, ce qui permet à l'ensemble de supporter des dilatations ou contractions différentes grilles/tubes lors des variations des températures. D'autre part, les portions coudées du tube pour la constitution du serpentin peuvent être munies d'un dispositif permettant une dilatation/contraction différenciée du tube par rapport au béton. Un tel dispositif peut être réalisé par exemple sous forme de manchons 31 (représentés schématiquement à la fig. 7) en mousse polyuréthane compressible (de préfêrence à cellules fermées) qui sont disposés autour des parties coudées du tube formant le serpentin.
Le système décrit est particulièrement avantageux pour plusieurs raisons . il permet de valoriser des captages d'énergie provenant de sources accessoires, comme une piscine ou un capteur solaire à circulation d'eau avec un coefficient de performance (COP) élevé, ou encore, par exemple, un récupérateur de la chaleur d'une cheminée ou celle d'un four solaire à haute température. L'accumulation de chaleur dans les blocs peut s'étendre, durant des périodes saisonnières, au sol environnant qui fonctionne aussi bien comme isolant que comme récepteur. Ainsi, les tubes d'eau provenant de capteurs solaires pourraient être directement intégrés aux blocs 3 ou à
certains de ces blocs, ce qui évite l'ïntercalation d'un échangeur de chaleur. Il est évident, finalement, que les cas où les blocs 3 et la terre environnante captent directemént la chaleur ambiante pendant l'été et seuls les circuits 13 et l'agrégat 15 sont prévus représentent aussi une application de la présente invention.
Ainsi, le dispositif d'accumulation d'énergie à inertie selon l'invention peut servir à la fois d'accumulateur d'énergie thermique, d'égalisateur de tempêrature, d'échangeur de température ou de régulateur de température, le tout étant réversible.
Les blocs d'accumulation représentés aux figs. 1 et 3 ont une section en forme de prisme triangulaire ou trapézoïdal avec une base supérieure de dimension inférieure à celle de la base inférieure. Mais bien entendu, les blocs 3 peuvent être réalisés de toute autre forme, comme par exemple en forme de T, de façon à empêcher le bloc de s'enfoncer dans le terrain, ou également de forme rectangulaïre.
Bien que le dispositif selon l'invention ait été décrit avec des blocs 3 en béton, lesdits blocs peuvent également être réalisés en d'autres matières solides ou semi-solides, comme par exemple avec de la bentonite ou d'autres gels analogues.
On n'a pas décrit ici les moyens qui seront prévus pour permettre une gestion efficace de l'ensemble du système, tels que vannes à plusieurs voies permettant de piloter les flux, organes de vidange et, le cas échéant, de nettoyage des tubes, appareils de mesure et de contrôle. Ces moyens seront naturellement prévus én fonction des besoins. Bien que l'on ait décrit un système avec deux agrégats de pompes thermiques séparés fonctionnant l'un en producteur de chaleur et l'autre en producteur de froid, il est aussi possible de ne prévoir qu'un seul agrégat.
De plus, les applications possibles du dispositif de stockage décrit ne se limitent évidemment pas au chauffage et à la climatisation de villas, mais touchent également toute construction dont les locaux doivent être tempérés ou refroidis. - 6 -where the accumulator blocks are prefabricated, we will use preferably grids made of concrete irons, the grids then also having the function of ensuring the concrete cohesion. The tube welding and fitting operation in exact place of the coils in relation to the nodes of the grid can be achieved rationally by means of a laying in the form of a plate with grooves in which the bars of the grid are placed. The plate will be fitted with clamps fixing the tube relative to the fitting and relative to the grid at the location where an elbow of the coil must be realized. We will come back to the mounting technique of the coils on the grids.
Although these operations of mounting the coils on the grids can be carried out on site, in order to allow optimal control of the manufacturing quality and to minimize working time on site, these operations will preferably be carried out in the factory, the coil-over assemblies being transported to the site already assembled, so that they can be directly put in place with a formwork, or directly inside a excavation in the ground, sides and bottom of the excavation acting as a formwork, after which the concrete can be sank. Input and output segments 12a, 12b, 13a, 13b circuit elements will be provided long enough to allow subsequent connections. With the dimensions indicated, each grid-coil assembly has a weight from 50 to 100 kg, making its handling easy. The site therefore does not require access means arranged for particularly heavy equipment. However, if the situation allows it, blocks 3 can also be manufactured entirely in the factory and transported to the site as as ready-to-assemble products.
As seen in fig. 3, the two grids 28, 29 are placed in a vertical position 'at a short distance one of the other in the center of the block. Each serpentine circuit 12, 13 is fixed against the grid which carries it on the outside. The grids and the branches of the coils are offset in height of one of the assemblies relative to the other by 1/2 the grid pitch. This provision ensures use thermal properties of concrete and irons grids. These play the role of thermal bridges and promote the diffusion of calories.
The blocks can be used as reservoirs of calories, either in accumulation or in "emptying", that is to say that only one of the two circuits, the condenser circuit 12 or the evaporator circuit 13 is in operation. However, the operating sequences can be variable, for example daily or seasonal. We can therefore conceive of cases where both circuits operate at the same time ~ energy does not just passing through the block. Such a configuration is particularly useful for hotels and hospitals, where air conditioning and domestic hot water production simultaneous continuous are required. The disposition closer to the two assemblies 12-28, 13-29 then presents the advantage that the temperature differences are very low. However, in this case, grids 28 and 29 will be arranged at a substantially greater distance one of the other than those shown in fig. 3, usually one distance between 5 and 10 cm, so as to allow good diffusion of energy around the tube. If the difference of temperature between the source of calories and the diffuser of these is itself small, so the coefficient of performance (COP) of aggregates is particularly high. This will be 1.e case for example when, in the off-season one wishes use the thermal energy of swimming pool water to temper inhabited premises, or vice versa, when an effect of _ g _ air conditioning or solar heat collection by the collector 9 are used to heat the pool water. Because the pumps are reversible, the two circuits can also be used simultaneously, either in accumulator or drain. Figs. 5 and 6 are sections similar to that of fig. 3 and show two variants of the arrangement of assemblies 12/28, 13/29 which, in some cases, lead to even better performance than the shape preferential execution described so far. To these two figures, the vertical bars of two grids 28, 29 are located in the same plane. Horizontal bars can be placed as close to each other as possible (Fig. 5) or, from preferably offset, for example by half a step (fig. 6).
Fig. 7 shows the securing of the fluid tubes coolant on the grids. It represents a view of assemblies 12/28, 13/29 in the opposite direction to arrow A of fig. 3. A portion of grid 29 is shown in elevation with a portion of a tube 13 of heat transfer fluid angled serpentine. Although only six were represented horizontal branches and four 180-degree elbows it's obvious that this number is not decisive and that, in the practical, it will be higher. The horizontal branches of the coil 13 are attached to grid nodes 29 by fasteners 30 formed of metallic or synthetic bands such as colson flanges. In the example of fig. 7 each strap is attached to a grid node and holds the horizontal branch of the tube 13 against a bar horizontal grid. Fig. 8 further illustrates the disposition. According to a variant, the flanges are not hanging on a grid node, but along a bar horizontal grid. The number of flanges and their alternate arrangement on each horizontal branch of the coil will be chosen from case to case. We note that this mode lashing ensures elastic pressure of the tubes against bars of their support grid, allowing the whole to withstand different expansions or contractions grids / tubes during temperature variations. Else hand, the bent portions of the tube for the constitution of the coil may be fitted with a device allowing differentiated expansion / contraction of the tube compared to concrete. Such a device can be produced for example under shape of sleeves 31 (shown diagrammatically in FIG. 7) in compressible polyurethane foam (preferably with cells closed) which are arranged around the bent parts of the tube forming the coil.
The system described is particularly advantageous for many reasons . it makes it possible to enhance catchments energy from incidental sources, such as a pool or a water collector with a coefficient high performance (COP), or, for example, a heat recovery from a fireplace or an oven high temperature solar. Heat build-up in blocks can extend, during seasonal periods, to surrounding soil which functions as well as insulator as as a receiver. So the water tubes coming from sensors solar panels could be directly integrated into blocks 3 or some of these blocks, which avoids the intercalation of a heat exchanger. It is clear, ultimately, that the cases where blocks 3 and the surrounding earth directly capture the ambient heat during the summer and only circuits 13 and aggregate 15 are also expected to represent an application of the present invention.
Thus, the inertial energy storage device according to the invention can serve both as an accumulator thermal energy, temperature equalizer, heat exchanger temperature or temperature regulator, the whole being reversible.
The accumulation blocks shown in figs. 1 and 3 have a triangular or trapezoidal prism-shaped section with an upper base of dimension smaller than that of the lower base. But of course, blocks 3 can be made in any other form, such as in the form of T, so as to prevent the block from sinking into the ground, or also rectangular in shape.
Although the device according to the invention has been described with concrete blocks 3, said blocks can also be made of other solid or semi-solid materials, like for example with bentonite or other gels like.
We have not described here the means that will be provided for allow efficient management of the entire system, such that multi-way valves allowing to control flows, organs for emptying and, if necessary, cleaning the tubes, measuring and control apparatus. These means will naturally planned according to needs. Although we described a system with two aggregates of heat pumps separated, one operating as a heat producer and the other as a cold producer, it is also possible not to plan only one aggregate.
In addition, the possible applications of the storage described are obviously not limited to heating and to the air conditioning of villas, but also affect all construction whose premises must be tempered or cooled.