ENERGY SYSTEMS STOCKAGE D'ENERGIE THERMIQUE Le stockage de l’énergie thermique

ENERGY SYSTEMS STOCKAGE D'ENERGIE THERMIQUE Le stockage de l’énergie thermique se présente comme une solution particulièrement adaptée aux systèmes de climatisation tertiaire et de froid industriel. En lissant la production de froid le stockage permet d’optimiser les ressources énergétiques et respecte l’environnement. Les installations de climatisation traditionnelles du secteur tertiaire n’utilisent les puissances frigorifiques installées qu’exceptionnellement. Elles fonctionnent de jour et sont généralement arrêtées la nuit. Les groupes de production d’eau glacée sont donc traditionnellement dimensionnés pour satisfaire les besoins des quelques jours les plus chauds de l’année. Les systèmes de réfrigération industriels fournissent de l’énergie frigorifique avec des demandes souvent très importantes sur de courtes durées (correspondant aux cycles de fabrication). Le STL est une solution flexible et fiable pour gérer les importants besoins énergétiques en réfrigération. Il présente de nombreux avantages tels qu’une diminution très importante de la puissance frigorifique installée (jusqu’à 70 %), l’utilisation de l’énergie électrique aux tarifs les plus bas pour des économies substantielles sur la facture d’électricité, ainsi que la gestion de la production frigorifique en fonction des besoins réels. Le STL est conçu pour offrir un temps de réponse très court et améliorer la fiabilité des installations (diminution des arrêts / marches des groupes frigorifiques...) en assurant une grande sécurité de fonctionnement. Le STL est aussi une solution particulièrement intéressante et efficace comme système de secours pour les installations industrielles de climatisation ou de réfrigération qui le nécessitent. POURQUOI ...POUR LISSER LA PRODUCTION DE FROID UNE TECHNOLOGIE UTILE EN CLIMATISATION ET FROID INDUSTRIEL DE NOMBREUSES APPLICATIONS... Histogramme des besoins frigorifiques POUR REDUIRE :  la taille du groupe frigorifique : de 30 à 70 %  la quantité de fluides réfrigérants  la taille des tours de refroidissement ou des aéroréfrigérants  la puissance électrique souscrite  la surface des locaux techniques  les arrêts / marches du groupe frigorifique  les coûts de maintenance  les coûts d’exploitation POUR AUGMENTER :  la puissance frigorifique de votre installation  l’efficacité énergétique du groupe frigorifique  la régularité du profil de la charge électrique  le rendement et la fiabilité de l’installation  la durée de vie de votre système  la flexibilité de votre système  la gestion de l’énergie POUR RESPECTER L’ENVIRONNEMENT :  une réduction des émissions de CO2  une amélioration du rendement des centrales électriques (économie de TEP)  une réduction de la consommation électrique durant les heures de pointe  une meilleure gestion de l’énergie (économie jusqu’à 15 %) systèmes de climatisation urbaine studios d’enregistrement centres de conférences complexes résidentiels complexes sportifs supermarchés magasins aéroports banques bureaux hôpitaux théâtres musées cinémas hôtels industries pharmaceutiques industries de la viande entrepôts frigorifiques usines d’embouteillage industries laitières cuisines centrales abattoirs brasseries patinoires centraux téléphoniques entrepôts frigorifiques industries chimiques stockage d’explosifs salles informatiques salles d’opérations QG militaires laboratoires studios TV APPLICATIONS CLIMATISATION TERTIAIRE REFRIGERATION SECOURS Le STL : pour la protection de l’environnement UN STOCKAGE DE FROID ? UNE TECHNOLOGIE AVANCEE...ET EPROUVEE Pour optimiser ses caractéristiques de nombreux tests ont été réalisés : thermiques :  développement de MCP adaptés aux différentes applications,  recherche et mise au point des agents nucléants,  mesure de la température de surfusion,  mesures des performances thermiques : coefficient d’échange, chaleur latente, chaleur sensible,… physiques :  essais de fluage,  essais de cyclage,  mesure de la pression d’éclatement,  étude du vieillissement chimique de l’enveloppe,  mesure de la pression interne durant la cristallisation du MCP,  mesure de la résistance mécanique,  optimisation de l’expansion des nodules,  essais de soudure par ultrasons,.... En plus de ses performances thermiques remarquables en terme de puissance d’échange, le nodule CRISTOPIA a une durée de vie exceptionnelle (l’équivalent de 30 à 40 ans d’utilisation en conditions normales). CARACTERISTIQUES DU NODULE Matière : mélange de polyoléfines. Neutralité chimique vis-à-vis des MCP et des fluides caloporteurs. Epaisseur 10 / 10 : pas de migration du caloporteur. Sphère obtenue par soufflage : pas de fuite. Soudure du bouchon par ultrasons. Réserve d’expansion : diminution des contraintes de l’enveloppe. Type de Température Chaleur Chaleur sensible Conductance thermique Poids des Toxicité Température nodules changement latente solide liquide cristallisation fusion nodules Valeur limite d’état Ql Qss Qsl Kvcr Kvfu LD50 en d’emploi °C kWh / m 3 kWh / °C.m 3 kW / °C.m 3 kW / °C.m 3 Kg mg / kg ° C SN.33 - 33,0 44,6 0,70 1,08 1,6 2,2 724 2 600 SN.29 - 28,9 39,3 0,80 1,15 1,6 2,2 681 1 200 - 40° C SN.26 - 26,2 47,6 0,85 1,20 1,6 2,2 704 1 200 à SN.21 - 21,3 39,4 0,70 1,09 1,6 2,2 653 1 300 + 60° C SN.18 - 18,3 47,5 0,90 1,24 1,6 2,2 706 2 700 AN.15 - 15,4 46,4 0,70 1,12 1,15 1,85 602 8 400 AN.12 - 11,7 47,7 0,75 1,09 1,15 1,85 620 5 000 - 25° C AN.10 - 10,4 49,9 0,70 1,07 1,15 1,85 617 11 000 AN.06 - 5,5 44,6 0,75 1,10 1,15 1,85 625 18 000 à AN.03 - 2,6 48,3 0,80 1,20 1,15 1,85 592 58 000 AC.00 0 48,4 0,70 1,10 1,15 1,85 560 85 000 + 60° C AC.27 +27,0 44,5 0,86 1,04 1,15 1,85 867 2 500 CARACTERISTIQUES POUR UNE CUVE STL DE 1 m3 Les nodules sont des sphères en polyoléfine obtenues par extrusion soufflage. Les nodules sont remplis avec des matériaux à changement de phase (solide-liquide) appelés MCP. Les produits CRISTOPIA recouvrent une gamme dont les températures de fusion vont de - 33 °C à + 27 °C. Deux diamètres de nodules sont disponibles : • 77 mm (type SN) pour les applications à très basse température, • 98 mm (type AC et AN) pour la climatisation et le froid industriel. UN ENSEMBLE DE NODULES … Prévoir un volume d’expansion de 1 à 5 % suivant la pression de service (soit 10 à 50 l pour une cuve de 1 m3) Voir notre manuel technique DES NODULES Volume Diamètre Longueur totale Surface Brides Nombre Poids Volume du en extérieur avec brides extérieure à entrée de à vide caloporteur calorifuger sortie berceaux (PE = 4,5 bars) m 3 D / mm L / mm m 2 ES / mm kg m 3 2 950 2 980 10 40 2 660 0,77 5 1 250 4 280 18 50 2 1 050 1,94 10 1 600 5 240 29 80 2 1 890 3,88 15 1 900 5 610 37 100 2 2 540 5,82 20 1 900 7 400 47 125 3 3 200 7,77 30 2 200 8 285 61 150 3 4 580 11,64 50 2 500 10 640 89 175 4 6 860 19,40 70 3 000 10 425 106 200 4 8 400 27,16 100 3 000 14 770 147 250 6 11 700 38,80 … DANS UNE CUVE FAITE SUR MESURE Les dimensions de la cuve sont calculées en fonction du site et de la capacité du STL. La cuve peut être cylindrique ou parallélépipédique (en béton ou en acier). Les cuves cylindriques peuvent être installées à l’intérieur, à l’extérieur ou sous terre. Elles sont équipées de trous d’homme supérieurs pour le remplissage en nodules et d’un trou d’homme inférieur pour une vidange éventuelle. Deux diffuseurs inférieur et supé- rieur répartissent le fluide caloporteur dans la cuve pour un rendement optimum. L’échange thermique entre les nodules et le système se fait par l’intermédiaire d’un fluide caloporteur circulant dans la cuve. EXEMPLE DE CARACTERISTIQUES DE CUVES Autres dimensions, nous consulter. Perte de charge standard : 2,5 m de CE au débit nominal. - Voir notre manuel technique DANS UNE CUVE : LE STL PRINCIPE DE SCHEMA PARALLELE DESCRIPTIF DES PHASES DE FONCTIONNEMENT DES SCHEMAS HYDRAULIQUES ADAPTES A CHAQUE APPLICATION SCHEMA SERIE AVAL STOCKAGE SEUL Pendant la nuit l’énergie est stockée en utilisant le groupe frigorifique qui refroidit le fluide caloporteur. Celui-ci circule dans le STL à une température inférieure à la température de fusion du matériau à changement de phase (MCP) contenu dans les nodules, provoquant sa cristallisation. L’énergie est ainsi stockée en utilisant la chaleur latente de cristallisation des MCP. PRODUCTION DIRECTE Lorsque la demande appelée est inférieure à la puissance du groupe frigorifique, la production de froid est assurée en direct par le groupe seul. Le groupe frigorifique régule sa puissance. Aucun débit ne traverse le STL. ANALYSE FONCTIONNELLE ELÉMENT Mode de fonctionnement Pd Pch Ev1 Ev2 Ev3 V3V GF Consigne GF Stockage seul 0 1 1 0 1 0 1 Nuit Production directe 1 1 0 1 1 R 1 Jour Déstockage seul 1 0 0 0 0 R 0 / Production directe + Déstockage 1 1 0 1 1 R 1 Jour Production directe + Stockage 1 1 1 0 1 R 1 Nuit EXEMPLE DE SCHEMA PARALLELE R : régulation 0 : off / fermé 1 : on / ouvert PRODUCTION DIRECTE + DESTOCKAGE Lorsque la demande appelée est supérieure à la puissance frigorifique du groupe, les besoins sont assurés par le fonctionnement associé du groupe et du uploads/Industriel/ cristo-pia.pdf

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