BE890359A - Echangeur de chaleur pour la culture et l'elevage d'organismes aquatiques, installation et procede mettant en oeuvre cet appareil - Google Patents
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Description
Echangeur de chaleur pour la culture et l'élevage d'organismes aquatiques, installation et procédé mettant en oeuvre cet appareil. La présente invention est relative à la mise en valeur des calories contenues dans un fluide d'origine soit naturelle, par exemple géothermique, soit artificielle, plus particulièrement industrielle tel que les fumées et les eaux de rejet d'industries nucléaires, métallurgiques, électriques, etc. En particulier, l'invention a pour objet la récupération des calories dites de bas niveau, c'est-à-dire celles contenues par exemple dans des eaux tièdes dont la température est de l'ordre de 30 à 50[deg.]C, pour chauffer un milieu de culture ou d'élevage d'organismes aquatiques d'origine animale ou végétale en tenant compte du fait qu'une faible élévation de température accroît fortement le rendement de la photosynthèse ou le métabolisme et la croissance de certaines espèces animales aquatiques. Plus particulièrement la récupération desdites calories a lieu dans un échangeur de chaleur. A cet effet, on peut faire passer le fluide caloporteur directement dans l'échangeur de chaleur pour y chauffer le milieu de culture qui y passe également. On peut également, en particulier lorsque le fluide est un gaz (vapeur d'eau, anhydride carbonique) le faire barboter dans de l'eau et faire ensuite passer celle-ci dans l'échangeur de chaleur pour la mettre en contact d'échange calorifique avec le milieu de culture à'chauffer. L'échangeur de chaleur utilisable à cet effet comprend essentiellement une base pourvue de nervures longitudinales délimitant entre elles des canaux de circulation d'un fluide caloporteur, un plancher recouvrant l'ensemble des canaux et nervures et formant le fond d'un bassin pour le milieu de culture, ce plancher étant en un'matériau conducteur de la chaleur, des moyens pour amener le fluide caloporteur dans les canaux et des moyens pour amener le milieu de culture sous forme de suspension aqueuse au bassin précité, d'une extrémité de celui-ci à l'autre et pour amener ce milieu de culture à la première extrémité précitée. Ces caractéristiques et d'autres particularités de l'invention ressortiront plus particulièrement dans la description qui suit et fait référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue latérale de l'ensemble du dispositif ; - la figure 2 est une coupe à travers ce même dispositif ; et - la figure 3 est un détail de cette coupe montrant la fixation des éléments de plancher métallique aux nervures. Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent les mêmes éléments. Tel qu'illustré, l'échangeur comprend les éléments suivants : 1) une base 1 constituée par un plan nervuré incliné en béton ou autre matériau étanche à l'eau, pourvu de nervures 2 longitudinales laissant entre elles des canaux 3 longitudinaux ; la base 1 peut toutefois aussi avoir une pente faible voire même nulle, en fonction des conditions de culture ; 2) un plancher de tôle 4 recouvrant l'ensemble des canaux et nervures et formant le fond d'un bassin 5. L'eau de chauffage, qui peut être une eau industrielle à dépolluer thermiquement, arrive en 6 en tête du plan incliné, circule dans les canaux 3 précités et sort à l'autre extrémité, en 7..La solution de culture qui circule dans le bassin 5 est recueillie dans un collecteur 8 en aval du bassin et est repompée par une pompe 9 en tête du plan incliné à l'endroit désigné 10. En amont de la pompe qui fonctionne ainsi comme mélangeur (et éventuellement en d'autres endroits du plan incliné) on introduit éventuellement du dioxyde de carbone. Au lieu de se faire uniquement en 6, l'arrivée d'eau chaude peut également se faire en plusieurs points espacés sur la longueur de l'échangeur en tenant compte de la variation de température tolérée dans la suspension de culture en régime. Le plancher de tôle 4 se compose de bandes <EMI ID=1.1> le sens de la longueur de l'échangeur, d'une nervure 2 à une autre nervure voisine ou au bord longitudinal 11 voisin délimitant le bassin 5, de manière à recouvrir le canal compris entre ces nervures ou entre chaque nervure voisine du bord du bassin et ce bord. Les tôles longitudinales 4 de l'échangeur sont en acier inoxydable de faible épaisseur, par exemple 0,5 mm, ou en aluminium ou en tout autre matériau suffisamment conducteur de la chaleur. Elles sont fixées de façon à assurer leur libre dilatation sur toute la longueur de l'échangeur. Le dispositif de fixation des tôles 4 comporte deux bandes métalliques 15 et 16 de largeur égale ou inférieure à celle des nervures 2 et serrées sur lesdites nervures au moyen de boulons 17 à queue expansible, régulièrement espacés. Entre la bande métallique 15 inférieure et la nervure 2 en béton est placé et collé un joint 18 en mousse ou autre matériau plastique, de manière à épouser les irrégularités de la surface du béton. Un second joint de mousse 19 est placé entre les bords des tôles d'échange, au centre de la nervure. Sa largeur vaut au moins deux fois le diamètre du boulon. Les bandes longitudinales métalliques 15 et 16 ont par exemple une longueur de 5 m approximativement et laissent entre elles un espace de dilatation de 0,53 cm (les variations de température permises vont de -30[deg.]C à +1000C). Cet espace de dilatation peut être rempli d'un matériau déformable et étanche, par exemple une mousse à larges cellules. Les trous de fixation sont du type boutonnière. Pour les suspensions de culture demandant une agitation importante, les boulons 17 de fixation des tôles sont plus longs de façon à permettre en même temps la fixation, au-dessus de la tôle longitudinale supérieure 16, d'un dispositif de fixation de . chicanes 20, par exe�le sous forme de blochets 21 en bois (type chevrons). La hauteur des blochets et le type de chicanes dépendent du type de culture envisagé. Les chicanes peuvent être de simples plaques en métal, en PVC ou en autre matériau approprié. Ci-après on donne maintenant deux exemples de réalisation et d'application concrètes de l'invention. EXEMPLE 1 Dépollution thermique d'une eau industrielle et production simultanée d'algues microscopiques Scenedesmus Il s'agit d'une culture en circuit fermé et à l'air libre sur un plan modulaire incliné (de pente 4,25 � de préférence orientée vers le sud pour les organismes photosynthétiques), de 15 m de largeur et 100 m de longueur, pourvu de chicanes assurant la turbulence désirée. Ce dispositif comporte 15 nervures espacées chaque fois d'un mètre (distance entre axes médians des nervures), de 7 cm de hauteur et de 15 cm de largeur. Les tôles, en acier inoxydable de 1 m de large sont simplement déroulées à partir de "coils" sur les 100 m de longueur de l'échangeur et sont fixées par les bords 'sur les nervures en béton. Dans le cas décrit, on utilise des blochets par exemple en bois pourvus d'une saignée inclinée de 60 degrés pour maintenir les chicanes en position optimale. Les encoches sont telles que les chicanes peuvent coulisser et être déplacées de différentes hauteurs de la tôle d'échange. En prenant des conditions hivernales moyennes, on a : Température de l'air : 5[deg.]C <EMI ID=2.1> Température de la culture : démarrage à 15[deg.]C Température de l'eau chaude industrielle : 30[deg.]C Débit du milieu de culture : 120 m<3>/h <EMI ID=3.1> Hauteur du milieu de culture dans l'appareil : 7 cm Hauteur de l'eau chaude industrielle : 7 cm. Comme décrit précédemment, l'eau industrielle de chauffage arrive en tête du plan incliné (en 6), circule dans les canaux 3 de l'échangeur et sort en bas pour être évacuée dans un cours d'eau, éventuellement après passage dans un purificateur approprié. L'eau du milieu de culture circule en circuit fermé dans l'appareil (bassin 5, collecteur 8, pompe 9, haut du plan incliné 10). Dans les conditions précitées, on constate que, en régime, la température du milieu de culture se maintient entre 17 et 18[deg.]C et que l'épuisement en température de l'eau de chauffage se maintient aux environs de 6,8[deg.]C, ce qui correspond à une puissance de chauffe de l'échangeur de 1580 kW. Lors,que la température a atteint le niveau requis, on met en suspension dans le milieu deculture (par exemple du- type décrit par H.Muller dans. Planta 56,355-374) les algues Scenedesmus à raison de 5.106 algues/ml. La récolte des algues a lieu lorsque-leur concentration dépasse 6O.106/ml. On réajuste régulièrement la concentration des sels selon leur consommation.L'évaporation est compensée par addition d'eau. EXEMPLE 2 Dépollution thermique d'une eau industrielle et production simultanée d'algues microscopiques Scenedesmus On opère à l'air libre dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 1 sauf que cette fois-ci la vitesse de l'air est de 2 m/s et que la température de l'eau industrielle de chauffage est de 27[deg.]C. Dans ces conditions, on constate que, en régime, la température de la culture se maintient aux environs de 19,1[deg.]C avec une faible oscillation de + 0,3[deg.]C. L'épuisement en température de l'eau chaude se maintient aux environs de 4,3[deg.]C ce qui correspond à une puissance de chauffe de l'échangeur de 1000 kW. EXEMPLE 3 Dépollution thermique et production simultanée d'algues microscopiques Dunaliella On opère à l'air libre dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 1. Les algues Dunaliella sont munies de flagelles assurant leur déplacement dans le milieu de culture en sorte qu'une faible agitation suffit. On utilise un plan modulaire de pente faible ou nulle (0 à 0,5 %). Comme l'évaporation est moins forte à cause de la moindre agitation, on peut utiliser un débit d'eau chaude moins important qui peut être d'environ 20 m<3>/h dans certains cas. Les algues Dunaliella se multiplient dans un milieu chargé en sel (NaCl). Selon la concentration en sel du milieu, <EMI ID=4.1> du poids sec). <EMI ID=5.1> à 60.10 au bout de 6 jours environ ce qui correspond à un rendement de 100 T/ha. an. La comparaison des exemples 1 et 2 met en évidence la forte influence négative du vent. Si nécessaire, une faible agitation du milieu de culture peut être créée, en plus de la convection naturelle du bas vers le haut à partir de la surface d'échange : a) par pompage en circuit fermé, dans le cas d'un plan légèrement incliné ; <EMI ID=6.1> créant l'agitation désirée ; c) à l'aide de tout autre système mécanique adéquat (palettes rotatives, ...). L'échangeur décrit précédemment offre les avantages suivants : 1 - les tôles d'échange sont planes permettant le réchauffement d'une culture chargée ou l'utilisation d'eaux résiduaires chargées, sans problème d'entretien 2 - la construction est la plus simple possible : on déroule sur place directement les "coils" sortant du laminoir et coupés à longueur de l'échangeur 3 - le dispositif assurant l'étanchéité entre les deux fluides tout en permettant la dilatation est simple et peu coûteux 4 - le système de fixation des chicanes permettant l'agitation de suspension de certaines cultures (cas des cultures en pente) peut être incorporé facilement au dispositif décrit en 3 5 - l'échangeur peut être facilement pourvu d'un système de régulation de température de la solution de culture, au moyen d'une vanne modulante à deux, trois ou quatre voies réglant le débit de l'eau chaude et/ou permettant le mélange avec de l'eau froide ou la recirculation de l'eau refroidie sortant de l'échangeur 6 - suivant la déperdition de chaleur, la dimension de l'échangeur, 'celui-ci peut être alimenté en eau chaude, en un (uniquement en tête) ou en plusieurs points longitudinalement en fonction de la variation de température tolérée dans la suspension de culture en régime. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux détails décrits et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans pour cela sortir du cadre de l'invention. <EMI ID=7.1> <EMI ID=8.1> ticulièrement celles de bas niveau, contenues dans un fluide caractérisé par la récupération au moins partielle de ces calories pour chauffer un milieu de culture ou d'élevage d'organismes aquatiques d'origine animale ou végétale.
Claims (1)
- 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la récupération desditescalories a lieu dans un échangeur de chaleur.3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide caloporteur est amenéà passer directement dans l'échangeur de chaleur poury chauffer le milieu de culture qui y passe également.4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide caloporteur étant ungaz, on le fait barboter dans de l'eau et celle-ciest ensuite amenée à passer dans l'échangeur dechaleur pour être mise en. contact d'échange calorifique avec le milieu de culture à chauffer.5. Echangeur de chaleur en particulier pourla culture et l'élevage d'organismes aquatiques, caractérisé en ce qu'il comprend une base (1) pourvuede nervures (2) longitudinales délimitant entreelles des canaux (3) de circulation d'un fluide caloporteur, un plancher (4) recouvrant l'ensemble des canaux et nervures et formant le fond d'un bassin(5) pour le milieu de culture desdits organismes, ce plancher étant en un matériau conducteur de lachaleur, des moyens pour amener le fluide caloporteur dans les canaux (3) d'une extrémité de l'échangeurà l'autre, et des moyens pour amener le milieu de culture sous forme de suspension aqueuse au bassin précité, d'une extrémité de celui-ci à l'autre etpour ramener ce milieu de culture à la première extrémité précitée. 6. Echangeur de chaleur suivant la revendication S, caractérisé en ce que la base (1) est un plan incliné en béton .ou tout autre matériau étanche.7. Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'eau de chauffage, qui peut être une eau industrielle à dépolluer thermiquement, arrive (en 6) en tête du plan incliné, circule dans les canaux(3) précités et sort à l'autre extrémité (en 7) et en ce que la solution de culture qui circule dans le bassin (5) est recueillie dans un collecteur (8) en aval du bassin (5) et est repompée par une pompe(9) en tête du plan incliné (en 10).8. Echangeur de chaleur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le plancher de tôle(4) se compose de bandes métalliques individuelles dont chacune s'étend dans le sens de la longueur de l'échangeur, d'une nervure (2) à une autre nervure voisine ou au bord longitudinal (11) voisin délimitant le bassin (5) de manière à recouvrir le canal(3) compris entre ces nervures ou entre chaque nervure voisine du bord du bassin et ce bord.9. Echangeur de chaleur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les tôles longitudinales (4) sont en acier inoxydable de faible épaisseur ou en aluminium ou tout autre matériau suffisamment conducteur de la chaleur et non toxique pour les organismes en culture.10. Echangeur de chaleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les tôles (4)sont fixées de façon à assurer leur libre dilatation sur toute la longueur de l'échangeur.11. Echangeur-de chaleur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de fixation des tôles (4) comporte deux bandes métalliques (15 et 16) serrées sur les nervures (2) au moyen de boulons (17) à queue expansible régulièrement espacés. <EMI ID=9.1>dication 11, caractérisé en ce que un joint (18) de même largeur que la nervure (2) en béton est placéet collé entre la nervure et la bande métallique inférieure (15).13. Echangeur de chaleur suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le joint (18) esten mousse ou autre matière plastique capable d'épouser les irrégularités des surfaces avec lesquelles.le joint.est en contact.14. Echangeur de chaleur suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'un second joint(19) est placé entre les bords des tôles d'échangeau centre de la nervure.15. Echangeur de chaleur suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la largeur dujoint (19) vaut au moins deux fois-celle du diamètre du boulon.16. Echangeur de chaleur suivant les revendications 11 à 16, caractérisé en ce que les bandes longitudinales (15 et 16) laissent entre elles un espace de dilatation pouvant être rempli d'un matériau déformable et étanche.17. Echangeur de chaleur suivant les revendications 11 à 16, caractérisé en ce que, pour les suspensions de culture demandant une agitation importante, les boulons (17) de fixation des tôlessont plus longs de façon à permettre en même temps la fixation, au-dessus de la tôle longitudinale supérieure(16), d'un dispositif de fixation.de chicanes (20).18. Echangeur de chaleur suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le dispositif de<EMI ID=10.1> 19. Echangeur de chaleur suivant la revendication 18, caractérisé en ce que les blochets (21) sont pourvus d'encoches pour incliner les chicanes(20) dans une position opt'imale.20. Echangeur de chaleur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'arrivée du fluide caloporteur se fait en plusieurs points espacés sur la longueur de l'échangeur en tenant compte de la variation de température tolérée dans la suspension de culture en régime.<EMI ID=11.1>dication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire barboter un fluide gazeux dans de l'eauet des moyens pour faire circuler cette eau dans les canaux (3).22. Echangeur de chaleur suivant la revendication 11., caractérisé en ce que les bandes métalliques (15 et 16) sont de même largeur que les nervures(2).23. Echangeur de chaleur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les bandes métalliques (15 et 16) sont de largeur inférieure à celle des nervures (2).24. Dispositif pour la mise en valeur-des calories contenues dans un fluide pour chauffer un milieu de culture ou d'élevage d'organismes aquatiques d'origine animale ou végétale, caractérisé par lamise en oeuvre d'au moins un échangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 5 à 23.25. Dispositif suivant la revendication24, utilisé également pour la dépollution thermique des fluides de rejet d'industrie.26. Echangeur de chaleur en particulier pour la culture ou l'élevage d'organismes aquatiques d'origine animale ou végétale, en substance, tel que décrit plus haut avec référence aux dessins ci-annexés.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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BE0/205967A BE890359A (fr) | 1981-09-15 | 1981-09-15 | Echangeur de chaleur pour la culture et l'elevage d'organismes aquatiques, installation et procede mettant en oeuvre cet appareil |
BE890359 | 1981-09-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE890359A true BE890359A (fr) | 1982-03-15 |
Family
ID=25652763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BE0/205967A BE890359A (fr) | 1981-09-15 | 1981-09-15 | Echangeur de chaleur pour la culture et l'elevage d'organismes aquatiques, installation et procede mettant en oeuvre cet appareil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE890359A (fr) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2596412A1 (fr) * | 1986-03-26 | 1987-10-02 | Commissariat Energie Atomique | Photobioreacteur |
GR1000081B (el) * | 1988-10-05 | 1990-11-29 | Athanasios Xiarchos | Παροχη θερμοτητος σε χωρους ιχθυοκαλλιεργειας & ιδιαιτερα γονου η θερμοκηπιου χωρις καταναλωση μηχανικης ενεργειας & ιχθυοκλωβοι θαλασσης. |
GR1002924B (el) * | 1996-11-06 | 1998-06-16 | Mikrobiologicky Ustav Akademie Ved Ceske Republiky | Μεθοδος υπαιθριας καλλιεργειας ενος λεπτου στρωματος μικροφυκων και μπλε-πρασινων φυκων (χλωροφυκων) καθως και η χρηση ενος βιοαντιδραστηρα για την πραγματοποιηση της μεθοδου |
-
1981
- 1981-09-15 BE BE0/205967A patent/BE890359A/fr unknown
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2596412A1 (fr) * | 1986-03-26 | 1987-10-02 | Commissariat Energie Atomique | Photobioreacteur |
GR1000081B (el) * | 1988-10-05 | 1990-11-29 | Athanasios Xiarchos | Παροχη θερμοτητος σε χωρους ιχθυοκαλλιεργειας & ιδιαιτερα γονου η θερμοκηπιου χωρις καταναλωση μηχανικης ενεργειας & ιχθυοκλωβοι θαλασσης. |
GR1002924B (el) * | 1996-11-06 | 1998-06-16 | Mikrobiologicky Ustav Akademie Ved Ceske Republiky | Μεθοδος υπαιθριας καλλιεργειας ενος λεπτου στρωματος μικροφυκων και μπλε-πρασινων φυκων (χλωροφυκων) καθως και η χρηση ενος βιοαντιδραστηρα για την πραγματοποιηση της μεθοδου |
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