Comparaison stockage latent et stockage sensible

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Comparaison stockage latent et stockage sensible

Comparaison Stockage latent et stockage sensible

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L’utilisation d’un accumulateur thermique peut  permettre de résoudre le décalage entre la production de la chaleur et sa consommation, à des fins notamment de réfrigération et de climatisation. L’accumulateur thermique peut aussi bien stocker la chaleur sous forme de chaleur latente que sous forme de chaleur sensible. Pour le stockage sensible, l’énergie stockée permet d’élever la température du matériau alors que pour le stockage par chaleur latent, le matériau change de phase à température constante  en libérant de la chaleur.

Les principaux avantages du stockage par chaleur latente sur le stockage sensible sont les suivants :

-les volumes de stockage sont réduits pour le stockage latent. Ainsi, pour une même capacité de 180 kWh, le volume occupé par le stockage sensible est  7 fois plus grand que celui utilisé par le stockage latent

les pertes thermiques dues à la différence entre la température à l’intérieur du bac et la température extérieure sont beaucoup plus importantes pour le stockage sensible que pour le stockage latent, dues à une surface de transfert beaucoup plus grande. Ainsi, pour une capacité de 180 kWh, les pertes thermiques sont plus de trois fois plus grandes pour le stockage sensible que pour le stockage latent.

-par ailleurs, des pertes thermiques supplémentaires sont à considérer pour le stockage sensible, du fait de l’existence d’une couche de mélange. En effet l’eau chaude au retour est mélangée directement avec l’eau froide au départ. Il en résulte une perte thermique importante, avec l’établissement d’une couche de mélange avec une épaisseur de plusieurs dizaines de centimètres. Du fait de leurs grands volumes, les stockages sensibles sont placés à l’extérieur alors que les stockages latents sont placés à l’intérieur. Il en résulte ainsi une perte thermique supplémentaire pour les stockages latents du fait du rayonnement solaire.

Concernant les coûts d’exploitation, le coût varie suivant que le stockage sensible ait une surface libre ou non. Si celui-ci possède une surface libre, il faut ainsi ajouter la consommation électrique de la pompe nécessaire à hisser l’eau de retour en haut de la cuve. A titre d’exemple, il faut une pompe de 150 W pour une capacité de stockage de 180 kWh. Enfin, l’utilisation d’un stockage latent permet d’avoir en sortie une température très basse, proche de 0°C, ce qui permet de transporter le froid sur des grandes distances, notamment dans le cas d’un district cooling.

 

En conclusion, le stockage latent permet de s’affranchir de nombreuses contraintes inhérentes au stockage sensible. Si traditionnellement le stockage latent concernait le stockage d’eau sous forme de glace, l’essor actuel des PCM ou matériaux à changement de phases permet désormais de stocker la chaleur à de multiples températures et étends davantage encore le champs des possibilités offert par le stockage latent.