Objectif Stocker la chaleur fatale récupérée afin de permettre une utilisation décalée dans le temps. Principe Le stockage par chaleur latente est une solution de stockage thermique qui exploite la chaleur latente d'un Matériau à Changement de Phase (MCP), autrement dit sa capacité à passer de l'état solide à l'état liquide (fusion) sous l'effet de la chaleur. L' énergie de changement de phase est absorbée lors de la fusion du MCP et est restituée lors de sa solidification. Cette solution nécessite l'utilisation d'un fluide caloporteur pour transférer la chaleur de la source à l’unité de stockage. Le MCP subissant des cycles de fusion/solidification, il ne peut être utilisé directement comme fluide de transfert. Les technologies de transfert de chaleur sont diverses : échangeur tubes ailettés, échangeur multi-tubes, encapsulation du MCP. Les schémas suivants expliquent les cycles de stockage et de décharge de l'énergie : Lorsqu'un fluide chaud entre en contact (indirect) avec le MCP, le MCP passe de l'état solide à l'état liquide (fusion) captant la chaleur du fluide. A l'inverse si le fluide est froid, le MCP en se solidifiant restitue sa chaleur au fluide caloporteur. Il existe différents types de MCP : les MCP organiques, comme les paraffines, les acides gras et les mélanges organiques, les MCP inorganiques, les sels hydratés et mélanges de sels hydratés. Pour des applications industrielles dont la température de stockage est supérieure à 100 - 150 °C, ce sont principalement les paraffines, les acides gras et des sels hydratés qui sont considérés. Les enthalpies de fusion de ces composés varient de 150 à 600 kJ.L-1. Performances La densité énergétique des MCP (en kWh/m3) est plus élevée que celle des systèmes de stockage par chaleur sensible, ce qui confère aux systèmes de stockage par chaleur latente une plus grande compacité et des pertes thermiques moindres. Une des principales contraintes des MCP est sa faible conductivité thermique (λ << 0,5 W/m.K), limitant les vitesses de charge et de décharge et imposant de grandes surfaces d’échange. Le tableau suivant compare les différents systèmes de stockage applicables à la récupération de chaleur fatale industrielle : stockage par chaleur sensible, par chaleur latente, et le stockage thermochimique. Avantages Pallie le décalage entre la production de chaleur fatale (récupération d'énergie) et les besoins en chaleur sur le site (utilisation de l'énergie récupérée). Densité énergétique importante par rapport au stockage sensible Température de décharge stable Chimiquement stable Non toxique Inconvénients Faible conductivité thermique (λ << 0,5 W/m.K) limitant les vitesses de charge et de décharge et imposant de grandes surfaces d'échange Durée de stockage limitée (pertes thermiques) Température de fusion limitée Coûts relativement importants comparés au stockage sensible Applications Le stockage thermique par les MCP peut être utilisé dans diverses applications et industries: Stockage de chaleur issue de la récupération de chaleur fatale Stockage de chaleur produite par du solaire thermique Stockage sur un réseau de chaleur (en développement) Stockage de froid (réfrigération et transport des produits agro-alimentaires ou pharmaceutiques par exemple) Stockage de frais pour la climatisation Secteurs industriels Tous secteurs. 5 thèmes sur la récupération de chaleur
