EP1556657A2 - Machine de traitement thermodynamique d air, procede de traitement de produits en vrac par de l'air traite par une telle machine et sechoir automatique mettant en oeuvre un tel procede - Google Patents

Machine de traitement thermodynamique d air, procede de traitement de produits en vrac par de l'air traite par une telle machine et sechoir automatique mettant en oeuvre un tel procede

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Publication number
EP1556657A2
EP1556657A2 EP03767934A EP03767934A EP1556657A2 EP 1556657 A2 EP1556657 A2 EP 1556657A2 EP 03767934 A EP03767934 A EP 03767934A EP 03767934 A EP03767934 A EP 03767934A EP 1556657 A2 EP1556657 A2 EP 1556657A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
treatment
heat transfer
thermodynamic
transfer fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03767934A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Maurice c/o Oddeis Perret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sodexper France Sas
Original Assignee
Oddeis SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oddeis SA filed Critical Oddeis SA
Publication of EP1556657A2 publication Critical patent/EP1556657A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/02—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces
    • F26B17/04—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces the belts being all horizontal or slightly inclined
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F26B21/086—Humidity by condensing the moisture in the drying medium, which may be recycled, e.g. using a heat pump cycle

Definitions

  • Thermodynamic air treatment machine process for treating bulk products with air treated by such a machine and automatic dryer implementing such a process
  • the present invention relates to a thermodynamic air treatment machine. It also relates to a process for treating bulk products with air from such a thermodynamic air treatment machine. Finally, it relates to an automatic dryer implementing such a process.
  • the applicant has already defined a solution making it possible to treat various products like agricultural products using an air flow.
  • thermodynamic treatment such as heating, cooling or dehumidification to the inlet air, which is then blown or aspirated inside a treatment volume in which at least one product to be treated is placed with air initially treated using this thermodynamic treatment machine.
  • thermodynamic air treatment machine mainly comprises: a cabinet in which is constituted a plurality of boxes or sections separated by partitions;
  • - a closed circuit for circulation of a heat transfer fluid or heat transfer fluid between two batteries which, depending on the direction of circulation controlled by a reversing valve, can be cooler or heater on a flow of air to be treated which passes through the cabinet as well incorporated; registers with remote control which can exchange air and other fluids with process air circulating in each of the separate boxes or sections in the cabinet so as to control its internal pressure, its humidity and its temperature, in particular of the air flow passing through the machine; and - a programmable controller which, as a function of meteorological data, data on the thermodynamic state of the air passing through the machine and / or of the product to be treated and economic data such as the cost of the energy consumed by the processing determines the operating sequences of a predetermined processing for processing the product according to the wishes of the user.
  • the registers make it possible to mix air during treatment with outside air or air taken up in part of the treatment process for products placed in a dryer or other heat treatment treatment volume. air.
  • thermodynamic air treatment Depending on the treatment methods determined by the chosen method of treatment of the products placed inside the treatment volume outside the treatment machine, air can be taken from the dryer, sucked in at the inlet of the treatment machine. thermodynamic air treatment. Then, this air can be treated inside the cabinet with or without the addition of outside air or any other treatment fluid. Finally, process air from the thermodynamic air treatment machine is blown or drawn inside the dryer.
  • the treatment air from the machine will exchange heat and particularly also humidity in the case of a drying treatment with this product.
  • the treatment air which has passed through the product to be treated can be discharged outside the dryer or returned to the inlet of the thermodynamic air treatment machine. In this way, treatments are carried out in a particularly effective manner making it possible to cool or reheat a product such as a vegetable product, or else to dry or rewet such a product. This is particularly the case for agricultural crops of cereals, fodder, fruit, etc.
  • thermodynamic treatment machine in the case of large longitudinal dryers, a thermodynamic treatment machine of this kind must have an extremely large dimension and its construction requires the transport of components such as a very large metal cabinet. Its installation therefore requires roads admitting exceptional convoys, which is not always the case in all agricultural product processing sites.
  • thermodynamic treatment machine For a dryer of large longitudinal dimension, such a thermodynamic treatment machine must be connected to the dryer by air exchange pipes of very long length and very large section. Such pipes are expensive and subject the exchanged air to significant pressure drops which make the control of the thermodynamic treatment very difficult to perform.
  • the present invention therefore aims to solve the following problems: avoid transferring process air over long distances, which leads to additional costs in pipes and losses to the process air; distribute the treatment in time and space so as to provide flexibility in the treatment processes over time and in the position of the product or the unit of mass of product in a treatment line.
  • thermodynamic air treatment machine of the invention comprises: - a cooler group for a heat transfer fluid which circulates between a reserve tank for cold heat transfer fluid and a tank for reserve for hot heat transfer fluid; a hot heat transfer fluid supply circuit connected on the one hand to the cover of hot heat transfer fluid and constituted by at least one pipe of hot heat transfer fluid; a cold heat transfer fluid supply circuit connected on the one hand to the cover of cold heat transfer fluid and constituted by at least one pipe of cold heat transfer fluid; a plurality of air handling units, each air handling unit comprising: a cabinet comprising a plurality of boxes and comprising:
  • a programmable controller provided with means for determining at least the temperatures of the hot heat transfer fluid supply circuit and of the cold heat transfer fluid supply circuit, the temperature and / or the hygrometric degree of the air coming from at least one air handling unit in said plurality of air handling units so as to apply a programmed sequence of thermodynamic treatment of the air to be treated.
  • the process of the present invention consists in: - loading a large quantity of bulk products to be treated onto a conveyor; applying to a plurality of treatment sections a suitable treatment using air which has received a thermodynamic treatment specific to each section; - to evacuate the bulk product to its use, transport or storage area when a condition of end of air treatment is reached.
  • the automated dryer of the present invention mainly comprises: - an area for unloading a bulk product such as a crop of fodder to be treated in the dryer; a loading section of a conveyor configured to load large quantities of bulk product to be processed; - A section for processing the bulk product according to its position on the conveyor section using one of the central processing units which is located at the right of this section; a section for packaging the bulk product and reloading or storing.
  • FIG. 1 is a diagram of a first embodiment of a thermodynamic air treatment machine according to the invention.
  • FIG. 2 is a diagram of a part of the machine of Figure 1 in another embodiment
  • FIG. 3 is a diagram of another part of the machine of Figure 1 in another embodiment
  • FIG. 4 is a diagram of another part of the machine of Figure 1 in another embodiment
  • FIG. 5 is an overall diagram of an automated dryer according to the invention
  • - Figure 6 is a diagram of a component of the automated dryer of Figure 5;
  • FIG. 7 is a diagram of another component of the automated dryer of FIG. 5.
  • thermodynamic air treatment machine In Figure 1, there is shown the diagram of a first embodiment of a thermodynamic air treatment machine according to the invention.
  • thermodynamic air treatment machine of the embodiment shown comprises a tarpaulin or hot water reserve 1, a bar or reserve of cold water 3, a cold production unit 2.
  • the cold production plant 2 is connected by a first heat exchanger on the tank or hot water reserve 1, and by a second heat exchanger on the tank or cold water reserve 3.
  • a compressor and an expansion valve arranged on a circuit of a refrigerant which circulates inside the cold production plant 2 allows the temperature of the hot water reserve 1 and the cold water reserve 3 to be permanently maintained.
  • a circuit 5 consisting of at least one closed loop pipe, carries out a circulation of hot water taken from the hot water reserve 1.
  • Each closed loop pipeline of circuits 5 and 6 is arranged longitudinally along the process for treating bulk products for which the thermodynamic air treatment machine is provided.
  • a plurality of thermodynamic air treatment units 4-1, 4-2, ..., 4-N are distributed throughout this process which will be described later.
  • Each power plant like the power plant 4-1, is connected by two separate accesses on the one hand by pipes 7 and 8 to the hot water circuit 5, and on the other hand by pipes 9 and 10 to the cold water circuit 6 , the first line 7 or 9 on the "go" part of circuit 5 or 6, the second line 8 or 10 on the "return” part of circuit 5 or 6, so that each air handling unit 4-1 to 4-N is connected in parallel on each of the 5 hot water and 6 cold water circuits.
  • An air handling unit like the 4-1 unit admits a flow of processing air which it then ejects, blown out, a mass of bulk products to be treated at a particular point in the process for processing bulk products.
  • the cold production plant 2 operates with water-water exchangers, the heat transfer fluid in circuits 5 and 6 and the reserves 1 and 3 being water.
  • This liquid can be replaced by other fluids, and in particular by aqueous solutions having a higher calorific capacity such as water with glycol added.
  • the thermodynamic air treatment machine according to the present invention then comprises a programmable controller 1 1 which includes a program memory for controlling the operation of the thermodynamic air treatment machine according to the tasks that the treatment process bulk products must perform.
  • the programmable controller 1 1 comprises an input stage which is connected to a set of sensors which produce input information 12 to regulate or configure the process for processing bulk products. To this end, the programmable controller 1 1 produces, as a function of the execution of at least one program chosen from the program memory of the controller 1 1, a set of control signals 14 which are transmitted by means suitable for communication to the various control circuits of the components of the thermodynamic air treatment machine. In particular, the control signals 14 are supplied to control circuits:
  • the user and the installer, the first during the operation of the thermodynamic air treatment machine according to the invention, the second during maintenance operations or remote diagnostics performed remotely using circuits remote control, can provide, according to predetermined programs, recorded at least partially in the program memory of the programmable controller 11, control and / or configuration data of the program selected to intervene in the processing process carried out in the processing machine of the invention.
  • thermodynamic air treatment machine in another embodiment of the invention.
  • the central cold production unit 2 is connected by pipes 15 and 16 to the hot water reserve 1.
  • the cold production plant 2 is also connected by pipes 18 and 19 to the cold water reserve 3.
  • the central cold production unit 2 comprises a conventional refrigeration circuit comprising in series in a cold production circuit a heat exchanger A, a heat exchanger B and an assembly C comprising an expansion valve, a compressor and a reserve of a refrigerant such as "Freon".
  • the exchanger A includes a radiator in contact with a coil which connects the hot water pipes 15 and 16.
  • the exchanger B includes a radiator in contact with a coil which connects the pipes 18 and 19 of cold water.
  • a circulator 17 is arranged on the pipe 15 for hot water arrival and a circulator 20 is arranged on the pipe 17 for water inlet cold.
  • Each circulator 17 or 20 comprises at least one motorized pump whose "on-off" state and / or pumping power are controlled by a control signal 14 from the programmable controller 1 1 depending on the execution of the program selected there and which is currently running.
  • each controllable member of the cold production unit 2 such as the compressor, the expansion valve or a valve with adjustable degree of opening can be controlled by a control signal 14 from the programmable controller 1 1 as a function of the execution of the program which has been selected there and which is being executed.
  • a control signal 14 from the programmable controller 1 1 as a function of the execution of the program which has been selected there and which is being executed.
  • Figure 3 there is shown another part of the thermodynamic air treatment machine in another embodiment of the invention.
  • a local air handling unit has been shown as one of the units 4 - 1 to 4 - N in FIG. 1.
  • air to be treated is charged by an inlet nozzle 24 through an access door 25 to a relatively sealed cabinet in which the central unit is made up.
  • the access door 25 can be remote-controlled using an electric motor which regulates the degree of opening of the opening flaps and which is supplied by a control card controlled by one of the signals 14 emitted by the PLC 1 1.
  • the air to be treated charged by the inlet nozzle 24 is taken:
  • Registers like registers 30 and 34, are remotely controlled using electric motors which regulate the degree of opening of process air exchange flaps with process air or process air. It is thus possible, depending on the degree of opening of the exchange flaps, to adjust or adjust the air pressure inside the cabinet in which the central unit is made, or even the degree of humidity, the temperature or further charge the air with another treatment fluid which is added to the air which will be sent to the bulk product to be treated in the dryer.
  • the registers are located on each compartment or on some of them only. Each of their degree of opening can be controlled by a control signal 14 from the programmable controller 11 according to the execution of the program which has been selected there and which is being executed.
  • the cold battery 21 is disposed on the path of the air to be treated coming from the entry door 25.
  • the cold battery 21 comprises a coil (not shown ) which is supplied by two access pipes 27 which are tapped on the cold water circuit 6 ( Figure 1).
  • a remote-controlled valve 28 is disposed on the "Go" pipe, so as to isolate the first exchanger from the cold battery 21 or not according to a control signal 14 from the programmable controller 1 1 ( Figure 1).
  • a second battery the hot battery 22 is placed on the path of the air to be treated after it has passed over the cold battery 21.
  • the hot coil 22 comprises a coil (not shown) which is supplied by two access pipes 31 which are pricked on the hot water circuit 5 ( Figure 1).
  • a remote-controlled valve 32 is disposed on the "go" pipe, so as to isolate the exchanger from the hot battery 22 or not according to a control signal 14 from the programmable controller 1 1 ( Figure 1).
  • the air handling unit does not include a valve 32.
  • a blowing fan 23 is arranged on the path of the air to be treated after it has passed over the hot coil 22.
  • the air flow characteristics of the blowing fan 23 are controlled using a control signal 14 from the programmable controller 1 1. If necessary, the air to be blown, which has therefore undergone the thermodynamic treatment of the central unit included in the cabinet, passes through an outlet door 36, itself provided with flaps, the degree of opening of which is regulated by a motor. electric (not shown), itself supplied as a function of a control signal 14 from the programmable controller 11 ( Figure 1).
  • each plant 4 -1 to 4 - N makes it possible to take air to be treated at any point from the atmospheric air, inside or outside the dryer, or air at the point of the bulk product process on which the particular plant is working.
  • each of the control signals 14, determined by the execution of the program selected in the programmable controller 1 depends on the central unit for which it is intended, and therefore on the point in the process for processing bulk products on which the particular plant works.
  • FIG. 4 another part of the thermodynamic air treatment machine according to the present invention is shown.
  • thermodynamic air treatment machine of the invention We seek to recover the maximum of recoverable energies in the whole process of treating bulk products to which the thermodynamic air treatment machine of the invention is applied.
  • the cold battery 21 in which circulates a water whose temperature is between 5 and 10 ° can be covered with frost when the particular power station 4 - i works in dehumidification of the air to be treated.
  • the defrosting work of the cold battery 21 consumes a lot of energy.
  • heat is recovered from the air taken from a suitable pipe 49 at a determined point in the process for treating bulk products in the dryer 42 in which the machine the invention is installed.
  • a group of several local treatment centers 40, 41 is assigned to a defrosting group 43.
  • the defrosting group 43 comprises a suction fan 44 whose suction nozzle is connected to the pipe 49 connected at a point in the dryer 42 where the air temperature is high.
  • a heat exchanger battery 45 between cold water and the air blown by the fan 44 is disposed on the defrosting group 43.
  • a coil of the heat exchanger battery 45 is connected by pipes 47 and 48 on a circuit special
  • the pipe 49 is open, the fan 44 starts, and the special circuit 46 for circulation of cold water is open on the coil of the battery 45.
  • the hot air 49 passes through the fan suction 44, then the coil of the battery 45 on which it transfers its heat, and is discharged to the outside 50.
  • the water in the special circuit 46 for circulating cold water is heated and returns to the reserve 3 d cold water so that the cold water reserve 3 sees its temperature rise, and the normal cold water circulation circuit 6, on which the cold batteries of the central processing units 40, 41 work, also see their temperature rise . This results in a heating of the cold batteries of the central processing units 40, 41 which are thus defrosted.
  • the method of the invention consists in exploiting the fact that the hot water reserve stores calories while the cold water reserve stores frigories.
  • a set of local air handling units prepares the dry and heated air used by the dryer and works between the reserves of calories and frigories.
  • the outside air taken by the local treatment center is dry.
  • the central unit draws calories from the hot tank in order to heat the air drawn into the central unit and to improve its evaporating power.
  • This heated air is then blown at a point in the bulk process to release its heat and thereby dry the bulk.
  • the bulk product still wet, being heated by the heat of the heated air sees its moisture evaporate in the dry atmospheric air at the right of the treatment zone assigned to this local treatment center.
  • This atmospheric air which is charged with humidity is then returned to the local treatment center affected or to other plants such as the energy recovery plant described with the aid of FIG. 4.
  • the outside air is humid and the local treatment center takes frigories from the cold tank 3 so as to ensure the condensation of the humidity contained in the air.
  • the treated air is then blown to a specific area or a specific point in the treatment of bulk products.
  • the humidity of the outside air condenses on the cold battery of the local treatment center, and can be evacuated in the form of liquid water to the rainwater network for example.
  • the local treatment center will then extract calories from the hot tank 1 in order to heat the dry air and further improve its evaporating power when it is blown at the determined point in the treatment process.
  • a step of transferring energy between the two heat tanks 1 and cold 3 is carried out using the cold production plant 2.
  • the cold production plant 2 produces simultaneously calories stored in the hot water tank 1 and frigories stored in the cold water tank 3.
  • a step of regulating the transfer of energy between the two heat tanks 1 and cold 3 is carried out using a regulation circuit which evacuates calories or frigories as necessary. surplus.
  • the energy transfer regulation step consists in recovering heat from the humid and hot air extracted at the outlet of the dryer. As described above, this extraction can be carried out on the whole of the dryer at a determined point thereof as a function of the programming chosen on the programmable controller 1 1.
  • the step of regulating the transfer of energy when an operation of the machine for thermodynamic treatment of the cooling air is executed, only the frigories stored in the cold water tank 3 are used. This results in an excess of calories in the hot water tank 1 which imposes an increase in its temperature relative to its set temperature.
  • the step of regulating the transfer of energy consists in discharging these excess calories outside using the heat recovery unit 43 (FIG. 4).
  • calories and frigories produced at each local treatment center are normally used. The energy transfer is then in equilibrium.
  • an automated dryer making it possible to reduce a forage harvested in bulk between 30 and 40% of dry matter at a rate of 85% of dry matter.
  • this embodiment of the dryer of the invention there are means available for carrying out: weighing the harvested fodder and which will be disposed as a bulk product to be treated using a particular embodiment of the thermodynamic air treatment according to the invention; measuring the dry matter content of the harvested forage.
  • the dryer has automatic means to ensure: A uniform distribution of the forage on the dryer; The conveying of the fodder during the whole crossing of the dryer.
  • the automated dryer 51 of the invention has two sections 52 and 53 which ensure:
  • the conditioning of the dry fodder is carried out in a preferred embodiment in square boots by means of a baler 54 with variable chamber at the end of the drying cycle.
  • One of the advantages of the invention is that it allows the storage of one week of harvest in all of the two pre-drying 52 and drying 53 sections.
  • the dryer of the invention is preferably carried out at several sites when the quantities of bulk product to be treated and the duration of the treatments with the air coming from the thermodynamic treatment machine of the invention are significant.
  • the dryer equipment is then distributed over two or three sites. Each dryer site has the following equipment.
  • a first piece of equipment includes means 55 for weighing and measuring the characteristics of the bulk product to be treated.
  • these means are:
  • a weighbridge located at the entrance to the site which allows the weight of each entry of the bulk product to be counted as freshly cut fodder on arrival at the site;
  • a measuring station that allows the dry matter content MS of the bulk product to be precisely determined, such as freshly cut fodder on arrival at the site.
  • a second equipment comprises means for carrying out a pre-drying which essentially comprise: a disentangling metering device 56 on which the forage is unloaded as soon as it arrives; a blower 58 for distributing the fodder (air-rake) fed by its own conveyor 57 and which distributes the fodder in bulk on the conveyor belt 59 of the dryer.
  • a pre-drying cell comprising a determined number of modules, depending on the number of sites equipped and economic optimization characteristics such as 14 modules for three sites or 20 modules for 2 sites, the pre-drying unit being equipped with its conveyor belt 59.
  • each of the modules 60, 61, ... arranged along the conveyor belt 59 is equipped with: a box of dry and heated air with a distribution grid; two supply fans with an independent reheating battery equipped with purges, balancing valves, isolation valves; an outside air intake.
  • These means are at least partially arranged in a local air treatment unit like one of the units 4-1 to 4-N of the thermodynamic air treatment machine of FIG. 1.
  • Each pair of modules 60, 61 cooperates with an energy recovery unit as described with the aid of FIG. 4 and comprises: a fan for the return of hot and humid air at the outlet of the dryer; an energy recovery battery; an external rejection mouth fitted with a screen for birds.
  • a third piece of equipment includes means 53 for performing proper drying.
  • the drying means each comprise: a drying cell comprising 14 or 20 modules (3 or 2 sites) with a conveyor belt, and each module is equipped with: - a box of dry and heated air with a distribution grid, a supply fan, a thermodynamic air treatment machine with reheating battery and dehumidification battery, with operating and regulation registers, balancing valves, motorized regulation valves, isolation and purge valves; an outside air intake,
  • Each pair of modules 62, 63, ... is equipped with: a fan for the return of hot and humid air at the outlet of the dryer, - an energy recovery battery; an external rejection mouth fitted with a screen for birds.
  • a fourth piece of equipment includes means for centralized energy management.
  • the energy management is ensured by the programmable automaton of the thermodynamic air treatment machine and manages the combination of an energy recovery circuit, the described hydraulic network, refrigeration units and circulation pumps. .
  • an auxiliary boiler is added to the combination.
  • the programmable controller 1 1 is arranged with the other electrical equipment in a room 81.
  • a fifth piece of equipment comprises means for carrying out packaging which essentially comprise a conveyor 64 installed at the end of the drier which collects the dry fodder and supplies a baler 54 with a fixed station and variable chamber.
  • a sixth piece of equipment comprises means 65 for carrying out storage, essentially a storage building which makes it possible to store and store as much as possible the volume of forage treated in 1 week while awaiting its evacuation.
  • means 65 for carrying out storage essentially a storage building which makes it possible to store and store as much as possible the volume of forage treated in 1 week while awaiting its evacuation.
  • a forage sample of approximately 200 g is taken to determine the dry matter content of the harvested forage, and therefore the amount of water to be evaporated.
  • the sample is weighed on a precision balance (+/- 1 g) and then placed in an oven or in the microwave.
  • the weighing of the sample when it is 100% dry matter makes it possible to precisely calculate the level of dry matter when passing over the weighbridge.
  • the weighbridge is produced in the following manner:
  • the measurement station comprises: - 1 standard microwave oven or 1 oven;
  • the initial measurement weight of the sample is measured using the precision balance. Then, by passing through a microwave or an oven, its water is removed and its final dry matter weight MS is determined using the precision balance.
  • the rate of dry matter MS is determined using the precision balance.
  • the data are supplied to the programmable controller for controlling the thermodynamic air treatment machine and / or the dryer so that, according to a predetermined program pre-recorded in the controller, apply operating instructions to the various components of the dryer as already described.
  • the unraveling metering device 56 comprises a weighing machine and a metering rake which allow regular dosing of all types of fodder.
  • a belt acting on a scale advances according to the weight of forage.
  • the double-drive metering rake allows the belt to move evenly.
  • a pressure and weight system ensures regular dosing.
  • the unraveling metering device 56 is very resistant to withstand the constraints of regular and intensive use.
  • a tub and a canvas hold the fodder during dosing.
  • the front part is open to allow rational and fast unloading of the self-loaders.
  • the fodder In the event of the simultaneous arrival of several self-loading wagons, the fodder is temporarily stored on an unloading quay at the height of the reception area 67 before being placed on the unraveling metering device 56 by a handling machine.
  • the functional characteristics of the unraveling metering device in terms of width, length, height, instant capacity in volume of bulk product to be treated, in electric power of its motorization are determined according to a economic optimization program not directly concerned by the present invention.
  • each conveyor belt like the conveyor belt 59 is constructed with a solid wooden bottom, three steel chains with screwed crossbeams and automatic chain tensioners, a progress ratchet, an oblique feeder with three 2-speed steel chains, controlled from the programmable logic controller, a height-adjustable retaining rake, controlled from the programmable logic controller, Also known as an air-rake, the unloading blower 58 draws the feed from the end of the unraveling metering device 57. The feed sucked by the blower is distributed over the conveyor belt 59 by means of a galvanized tube 0.87 mm thick and 40 cm in diameter.
  • the horizontal part is produced by a telescopic tube which slides on a self-supporting rail with gear bar (oriented downwards to avoid dust deposits).
  • the end is made by a motorized 90 ° elbow movable in the axis of the tubes. The oscillation of the elbow is done from left to right and permanently ensures a homogeneous distribution on the conveyor of untangled fodder avoiding "bundles”.
  • Two probes installed on the sides of the conveyor produce measurement signals which, connected to the programmable automatic controller 1 1 of the thermodynamic air treatment machine and / or the dryer, initiate advancement of the belt 59 as a function of the filling level. of the dryer. When a given level is reached, a space is freed until the dryer is completely filled.
  • the telescopic advance of the distributor which distributes the forage by longitudinal return combined with a lateral rotation of its motorized elbow.
  • the forage is thus distributed over the entire width and length of the conveyor on a level higher than the predetermined one.
  • the suction blower 58 is equipped with an 8-blade fan with leveled fin and an electric motor drive of an electric power, a rotation speed, a suction pressure and / or a determined suction diameter and placed in parameters in the programmable controller so as to adapt the control program of the controller according to the dryer.
  • the automated dryer of the invention comprises a pre-drying part 52 and a drying part 53.
  • Each of these parts 52 or 53 is composed of several substantially identical modules, each of which cooperates with a local air treatment unit such as a 4-1 to 4-N unit of the detailed thermodynamic air treatment machine 80 in Figure 1.
  • Each module is assembled by bolting and is visible in Figures 6 and 7.
  • the dimensions of a module are: Width: 6000 mm
  • the modules are made up of: four feet 70 adjustable in height using threaded rods; - a mounting plate to the ground; of a horizontal deck 71: a box 72 for diffusing dry and heated air with an aeraulic design for better distribution of air over the entire surface of the module; the box is made of galvanized steel, reinforced by a central rib and diamond point folds; it has on one side a ferrule 73 for the connection of the supply fan 82; a galvanized steel air diffusion grid 74 bolted to the deck; with 20% perforations on the grid surface; 3 mm diameter openings. The grid ensures uniform air distribution over the entire surface of the module.
  • Each module is equipped with side panels 77 or 78 which make it possible to limit and contain the bulk product during its conveying and the duration of its pre-drying or drying treatment.
  • the dryer head and tail modules located at the front and rear of the dryer, are reinforced to support and integrate the structures necessary for fixing the various traction elements. They are made up like the other modules and include:
  • Each module has its specific and independent air flow in order to limit preferential circuits and each adjustable component is or can be configured remotely using the programmable controller of the treatment machine thermodynamics of the air and / or of the dryer during the execution of the predetermined program which controls the execution of the treatment process according to the invention.
  • axial axial fans are designed for medium pressure ventilation up to 800 pascals.
  • Each pre-drying module is powered by 2 fans running in parallel.
  • the ferrule and the engine support are made of welded steel, coated with black epoxy.
  • the cast aluminum propeller comprises: - a determined number of blades; a motorization with several electric powers controllable by the programmable automaton of the thermodynamic air treatment machine and / or the dryer;
  • the fan motor is directly connected to the shaft and rotates at a speed adapted to the flow rate and pressure drops of the dryer.
  • the assembly is bolted to the ferrule awaiting the module.
  • the main conveyor transports the forage during drying. It is composed of: - a motor-reduction unit compatible with the load of forage harvested at 30% DM, to be towed; a plurality of 16 drive wheels 80/100, 12 teeth, diameter 400 mm, a pinion and chain assembly for an additional reduction of 3 between gear motor and motor shaft; four drive chains distributed over the width of the conveyor on both sides, every 4 steps; lifters bolted perpendicularly to the traction chains 40 cm apart.
  • Three independent hydraulic networks serve the various power stations and the machine's treatment box. thermodynamic air treatment installed along the length of the dryer. They include:
  • Each network has a closed "return flow” circuit.
  • the selection of the pipes allows the passage of the total flow necessary for operation at maximum power.
  • the pipes made from class T3 or T10 steel tubes are painted with rust-resistant minium and with conventional paint. They are provided insulated using extruded polystyrene shells coated with a gray PVC film.
  • the pipe supports comply with DTU recommendations and are adapted to the different diameters.
  • Each module cooperates with a local air handling unit such as a 4-1 to 4-N unit and includes, at least for the pre-drying part 52, a coil for reheating fresh outside air with a section of 1800 ⁇ 1400 and 6 rows of tubes spaced 30mm apart. Fins are crimped onto the tubes and are 2.5 mm apart.
  • the battery is protected by a metal mesh filter (EU2 filtration level).
  • the assembly is integrated into a local air handling unit comprising a support frame and a set of galvanized steel panels.
  • the panels are removable and are designed to facilitate access to internal components.
  • the inside of each panel is covered with thermal and sound insulation.
  • the various boxes are inserted between the blowing fan and an outside air intake opening made through the exterior cladding of the building in which the pre-drying and drying parts 52 are formed.
  • the main drying part of the dryer of the invention is composed of modules identical to those of the pre- drying described above with 14 modules for three sites or 20 modules for two sites. As defined above, the number of modules and the number of sites, as well as the other parameters for dimensioning the dryer and the other parameters for configuring and operating the programs recorded in the programmable controller of at least one heat-treatment machine. air according to the invention are determined according to economic optimization programs not directly concerned by the present invention.
  • the ventilation of the main drying part 53 of the dryer of the invention is identical to the pre-drying part 52 described above. But each drying module is powered by its own fan.
  • the conveyor 67 of the main drying part 53 of the dryer of the invention is identical to the pre-drying conveyor.
  • the installation's air treatment battery system includes a plurality of air treatment units.
  • a central processing unit essentially comprises: two brine batteries of 1200x1000 section with 6 rows of coils which include a hot battery and a cold battery; a set of motorized registers allowing the supply of fresh air from one or other of the batteries or both simultaneously; - an outdoor sensor which makes it possible to continuously measure the physical characteristics of the outside air and which makes it possible to determine, at the level of the programmable controller, the type of operation for an optimal result.
  • the programmable controller of each thermodynamic air treatment machine and / or dryer controls two operating conditions.
  • the outside air is dry and cold: the automatic control unit condemns the cold battery, closes the register relating to this battery and opens the one which supplies outside air to the hot battery.
  • the dry outdoor air sucked in by the fan passes through the hot coil heats up to improve its evaporating power before being blown onto the fodder.
  • the outside air is humid and hot: the system is reversed.
  • the regulator opens the register which supplies hot and humid outside air with a cold battery opens a bypass register between the two batteries and closes the register which supplies the hot battery directly.
  • the water vapor contained in humid air condenses on contact with this battery.
  • the air is discharged from its water. It then passes through the hot coil and heats up, thus improving its evaporating power to arrive at the air quality necessary for the proper functioning of the assembly.
  • the evaporating power of the air is preserved and the performance of the dryer identical.
  • the dryer of the invention then comprises a centralized energy management means.
  • Such a means of centralized energy management means notably comprises an energy recovery circuit.
  • the energy recovery box is installed in the extraction network of hot and humid air collected at the outlet of the dryer at the top of the building before being discharged to the outside.
  • Each pair of modules along the entire length of the dryer includes:
  • a dryer battery (1800x1400) comprising 6 rows of aluminum tubes and fins crimped every 2.5 mm;
  • a rejection outlet with an outlet equipped with a volatile barrier that crosses the exterior cladding of the building is integrated in a ventilation box comprising a support frame and a rigid mechanically welded galvanized steel framework in order to receive the assembly of covering panels in galvanized steel and the internal components.
  • the panels 77, 78 are removable and are designed to facilitate access to the internal components.
  • the inside of each panel is covered with thermal and sound insulation.
  • the different boxes are inserted between the supply fan and an outside air intake opening made through the exterior cladding of the building.
  • the hydraulic network includes three independent hydraulic networks which serve the various plants and treatment boxes installed along the length of the dryer. They include:
  • Each network has a closed "return-return" circuit.
  • the selection of the pipes is carried out so as to achieve the passage of the total flow necessary for operation at maximum power.
  • the pipes made from class T3 or T10 steel tubes are painted with rust-resistant minium and with conventional paint. They are provided insulated using extruded polystyrene shells coated with a gray PVC film.
  • the pipe supports comply with the DTU recommendation and are adapted to the different diameters.
  • the circulation pumps are double-head in-line single-stage centrifugal pumps. The flow rates of the heads of pumps are isolated by shutter valves. Each head is designed to provide the determined flow rate by itself.
  • the regulation automaton distributes the operating times and the commissioning of a standby motor if necessary.
  • the installation includes: two circulation pumps per heating circuit of each air handling unit; two circulation pumps per condenser circuit of each air handling unit; a circulation pump for the chilled water network; a circulation pump for the hot water circuit; a circulation pump for the energy recovery circuit; - a circulation pump for the backup boiler circuit (see below).
  • thermodynamic air treatment machine When the automated dryer of the present invention is divided into several sites, a thermodynamic air treatment machine according to the invention is provided for each site.
  • the refrigeration units are sized with powers adapted to the size of the dryer site on which the machine of the invention is installed, but also according to the number of sites making up the installation. They are designed from an assembly of identical and autonomous power stages. Each power stage is determined by the size of the compressor used and available in the standard ranges of manufacturers on the market. They are of the water / water type and connected in parallel to the interior of each plant of the thermodynamic air treatment machine according to the invention.
  • the different power stages are controlled by a centralized PLC and they include all the protection and regulation essential for independent operation.
  • Each power stage can operate in "manual override" mode: the stage is then disconnected from centralized regulation and becomes autonomous in terms of protections and safety devices.
  • a power stage is dimensioned at the operating regime considered at a nominal cooling power for a determined absorbed power and a determined restored power.
  • the power stations of each thermodynamic air treatment machine according to the invention simultaneously discharge into a cold tank of a determined volume (buffer tank) and a hot tank of a determined volume. They maintain a temperature in the hot tank of 40 to 45 ° C as well as a temperature in the cold tank between 0 and 10 ° C.
  • the "chilled water” and “energy recovery” hydraulic networks are connected to the “cold” cover.
  • the “hot water” network is connected to the "hot cover”.
  • At least some of the air handling units operate so as to produce hot air which is blown by reversing the operating mode of the unit which must work in air heating.
  • Such an embodiment is applied in order to ensure the operation of the automated dryer of the invention for forage harvested with a humidity level of less than 30% of dry matter, and / or by very low outside temperature. In these circumstances, it is necessary to increase the evaporating power of the blown air.
  • an auxiliary boiler equipped with a burner or a set of gas burners (propane or town gas according to the possibilities of the site) works in addition to the hot tank .
  • the backup boiler operates at low weather temperature.
  • the automated dryer of the invention consists of one or more sites, each site comprising a pre-drying and drying building and a storage building
  • the pre-drying and drying building is constituted: by a plurality of spans of 6 m over a length of 108 and 132 m a height of 5 m a slope of the roof of 21%; - cover in pre-lacquered rib steel pan 1st choice EP
  • the storage building consists of: a plurality of 6 m spans; over a length of 24 m; over a width of 20 m; over a height of 7 m; - with a slope of the roof of 21% with a cover in a steel pre-painted ribbed tank, 1st choice EP 63/100 with fixing by staples and ridge, the gables, the sides, the finishing angles, and the edge strips being made in steel ribs - with openings by sliding doors 1 leaf in standard size (5mx4.5 high) mounted on tubular rails with covering in pre-lacquered steel rib container the assembly of the assembly being carried out by bolting.
  • the two aforementioned buildings are built on earthwork: - leveled and stabilized land as standard; fixing buildings to the ground by assembly brackets on 20 cm raddier and concrete block
  • the dryer comprises at least one site composed of a drying building constituted by a greenhouse type greenhouse chapel.
  • the greenhouse is defined by the following characteristics: Width: 9.6 m Height under gutter: 4.5m Height at the ridge: 7m - Frame of galvanized posts: 80x80mm
  • Half-moon cladding in rigid natural crystal pvc Single-walled long-sided cladding with 1 green / green 250 microns extruded polyethylene film, 4 seasons

Landscapes

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Abstract

La machine de traitement thermodynamique d'air de l'invention comporte plusieurs centrales de traitement d'air (4-1, 4-2, ..., 4-N) qui sont réparties le long d'un processus de traitement de produits en vrac comme des produits agricoles. Chaque centrale est dotée de moyens pour refroidir de l'air (9, 10), pour réchauffer de l'air (7, 8), pour ré humidifier ou sécher de l'air et pour souffler ou aspirer de l'air traité, réchauffé, rafraîchi et avec un taux d'hydrométrie contrôlé sous un débit déterminé en des points déterminés à des dates déterminés dans le processus de traitement des produits agricoles.

Description

Machine de traitement thermodynamique d'air, procédé de traitement de produits en vrac par de l'air traité par une telle machine et séchoir automatique mettant en œuvre un tel procédé La présente invention concerne une machine de traitement thermodynamique d'air. Elle concerne aussi un procédé de traitement de produits en vrac par de l'air issu d'une telle machine de traitement thermodynamique d'air. Elle concerne enfin un séchoir automatique mettant en œuvre un tel procédé. Dans l'état de la technique, le demandeur a déjà définie une solution permettant de traiter des produits divers comme des produits agricoles à l'aide d'un flux d'air. Dans des demandes de brevets antérieures, FR-A-2.824.757 déposée le 21 mai 2001 et FR-A-2.834.779 déposée le 15 janvier 2002, le demandeur a déjà défini une machine de traitement de l'air qui permet particulièrement d'appliquer un traitement thermodynamique comme du chauffage, du rafraîchissement ou de la déshumidification à de l'air d'entrée, qui est ensuite soufflé ou aspiré à l'intérieur d'un volume de traitement dans lequel est disposé au moins un produit à traiter avec de l'air initialement traité à l'aide de cette machine de traitement thermodynamique.
Cette machine de traitement thermodynamique de l'air comporte principalement : une armoire dans laquelle est constituée une pluralité de caissons ou sections séparés par des cloisons ;
- un circuit fermé de circulation d'un fluide caloporteur ou caloporteur entre deux batteries qui, selon le sens de circulation commandé par une vanne d'inversion, peuvent être refroidisseur ou réchauffeur sur un flux d'air à traiter qui traverse l'armoire ainsi constituée ; des registres dotés de télécommande et qui peuvent échanger de l'air et d'autres fluides avec l'air de traitement circulant dans chacun des caissons ou sections séparés dans l'armoire de façon à contrôler sa pression intérieure, son taux d'humidité et sa température notamment du flux d'air traversant la machine ; et - un automate programmable qui, en fonction de données météorologiques, de données de l'état thermodynamique de l'air traversant la machine et/ou du produit à traiter et de données économiques comme le coût de l'énergie consommée par la machine de traitement détermine les séquences de fonctionnement d'un traitement prédéterminé pour traiter le produit selon les désirs de l'utilisateur.
En particulier, les registres permettent de mélanger de l'air en cours de traitement avec de l'air extérieur ou de l'air repris sur une partie du processus de traitement des produits disposés dans un séchoir ou un autre volume de traitement de traitement thermodynamique de l'air.
Selon les modalités du traitement déterminé par le procédé choisi de traitement des produits disposés à l'intérieur du volume de traitement extérieur à la machine de traitement, de l'air peut être prélevé dans le séchoir, aspiré à l'entrée de la machine de traitement thermodynamique de l'air. Puis, cet air peut être traité à l'intérieur de l'armoire avec ou sans ajout d'air extérieur ou de tout autre fluide de traitement. Enfin, de l'air de traitement issu de la machine thermodynamique de traitement de l'air est soufflé ou aspiré à l'intérieur du séchoir.
En contact avec le produit à traiter à l'intérieur du séchoir, l'air de traitement issu de la machine échangera de la chaleur et particulièrement aussi de l'humidité dans le cas d'un traitement de séchage avec ce produit. L'air de traitement ayant parcouru le produit à traiter peut être rejetée à l'extérieur du séchoir ou retourné à l'entrée de la machine de traitement thermodynamique d'air. De cette manière, on réalise d'une manière particulièrement efficace des traitements permettant de refroidir ou de réchauffer un produit comme un produit végétal, ou encore de sécher ou de réhumidifier un tel produit. C'est notamment le cas des récoltes agricoles de céréales, de fourrages, de fruits, etc.
Cependant, une telle disposition présente certains inconvénients dans le cas du traitement de grands volumes de produits agricoles ou d'autres origines, et aussi dans le cas où, au cours de la durée du traitement, des traitements thermodynamiques différents doivent être appliqués aux produits agricoles.
Particulièrement, dans le cas de séchoirs de grande dimension longitudinale, une machine de traitement thermodynamique de ce genre doit présenter une dimension extrêmement important et sa construction exige le transport de composants comme une armoire métallique de très grandes dimensions. Son installation exige donc des routes admettant des convois exceptionnels, ce qui n'est pas toujours le cas dans tous les sites de traitement de produits agricoles.
Toujours pour un séchoir de grande dimension longitudinale, une telle machine de traitement thermodynamique doit être reliée au séchoir par des canalisations d'échange d'air de très grande longueur et de très grande section. De telles canalisations sont coûteuses et font subir à l'air échangé des pertes de charges importantes qui rendent le contrôle du traitement thermodynamique très délicat à effectuer.
Enfin, des séchoirs de grande dimension doivent recevoir des récoltes à des époques différentes, par exemple, chaque jour d'une semaine de récolte de fourrages. Il en résulte que tous les produits ne peuvent pas recevoir le même traitement selon le jour où ils sont récoltés et déposés à l'entrée du séchoir.
La présente invention vise donc à résoudre les problèmes suivants : éviter de transférer sur de grandes distances de l'air de traitement, ce qui entraîne un surcoût en conduites et en pertes sur l'air de traitement ; répartir le traitement dans le temps et dans l'espace de façon à apporter une souplesse dans les processus de traitement dans la durée et dans la position du produit ou de l'unité de masse de produit dans une ligne de traitement.
La machine de traitement thermodynamique d'air de l'invention comporte : - un groupe refroidisseur d'un fluide caloporteur qui circule entre une bâche de réserve de fluide caloporteur froid et une bâche de réserve de fluide caloporteur chaud ; un circuit d'alimentation en fluide caloporteur chaud connecté d'une part à la bâche de fluide caloporteur chaud et constitué par au moins une canalisation de fluide caloporteur chaud ; un circuit d'alimentation en fluide caloporteur froid connecté d'une part à la bâche de fluide caloporteur froid et constitué par au moins une canalisation de fluide caloporteur froid ; - une pluralité de centrales de traitement d'air, chaque centrale de traitement d'air comportant : une armoire comportant une pluralité de caissons et comportant :
- au moins un registre d'entrée d'air à traiter ; - au moins un registre de sortie d'air traité ; une batterie réchauffeur d'air connectée en un point du circuit d'alimentation en fluide caloporteur chaud ; une batterie condenseur d'air connectée en un point du circuit d'alimentation en fluide caloporteur froid ; - les deux batteries réchauffeur ou condenseur étant disposées dans un flux d'air à traiter ; un automate programmable doté de moyens pour déterminer au moins les températures du circuit d'alimentation en fluide caloporteur chaud et du circuit d'alimentation en fluide caloporteur froid, la température et/ou le degré hygrométrique de l'air issu d'au moins une centrale de traitement d'air dans ladite pluralité de centrales de traitement d'air de façon à appliquer une séquence programmée de traitement thermodynamique de l'air à traiter.
Le procédé de la présente invention consiste à : - charger sur un convoyeur une quantité importante de produits en vrac à traiter ; appliquer sur une pluralité de sections de traitement un traitement adapté à l'aide d'un air qui a reçu un traitement thermodynamique particulier à chaque section ; - à évacuer le produit en vrac vers son aire d'utilisation, de transport ou de stockage quand une condition de fin de traitement par air est atteinte.
Le séchoir automatisé de la présente invention comporte principalement : - une aire de déchargement d'un produit en vrac comme une récolte de fourrages à traiter dans le séchoir ; une section de chargement d'un convoyeur configuré de façon à charger des quantités importantes de produit en vrac à traiter ; - une section permettant de traiter le produit en vrac en fonction de sa position sur la section de convoyage à l'aide de l'une des centrales de traitement qui se trouve disposée au droit de cette section ; une section de conditionnement du produit en vrac et de rechargement ou de stockage. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description annexée et des dessins dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation d'une machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'invention ;
- la figure 2 est un schéma d'une partie de la machine de la figure 1 dans un autre mode de réalisation ;
- la figure 3 est un schéma d'une autre partie de la machine de la figure 1 dans un autre mode de réalisation ;
- la figure 4 est un schéma d'une autre partie de la machine de figure 1 dans un autre mode de réalisation;
- la figure 5 est un schéma d'ensemble d'un séchoir automatisé selon l'invention ; - la figure 6 est un schéma d'un composant du séchoir automatisé de la figure 5 ; et
- la figure 7 est un schéma d'un autre composant du séchoir automatisé de la figure 5.
À la figure 1 , on a représenté le schéma d'un premier mode de réalisation d'une machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'invention .
La machine de traitement thermodynamique de l'air du mode de réalisation représenté comporte une bâche ou réserve d'eau chaude 1 , une barre ou réserve d'eau froide 3, une centrale de production de froid 2.
La centrale de production de froid 2 est connectée par un premier échangeur de chaleur sur la bâche ou réserve d'eau chaude 1 , et par un second échangeur de chaleur sur la bâche ou réserve d'eau froide 3. Par des moyens connus, un compresseur et une vanne de détente disposés sur un circuit d'un fluide frigorigène qui circule à l'intérieur de la centrale de production de froid 2 permet de maintenir en permanence la température de la réserve d'eau chaude 1 et de la réserve d'eau froide 3.
Un circuit 5, constitué par au moins une canalisation en boucle fermée, réalise une circulation d'eau chaude prélevée sur la réserve d'eau chaude 1 .
Un circuit 6, constitué par au moins une canalisation en boucle fermée, réalise une circulation d'eau froide prélevée sur la réserve d'eau froide 3.
Chaque canalisation en boucle fermée des circuits 5 et 6 est disposé longitudinalement le long du processus de traitement de produits en vrac pour lequel la machine de traitement thermodynamique de l'air est prévue. Une pluralité de centrales de traitement thermodynamique de l'air 4-1 , 4-2, ..., 4-N sont réparties tout le long de ce processus qui sera décrit plus loin . Chaque centrale comme la centrale 4-1 est connectée par deux accès distincts d'une part par des canalisations 7 et 8 au circuit 5 d'eau chaude, et d'autre part par des canalisations 9 et 10 au circuit 6 d'eau froide, la première canalisation 7 ou 9 sur la partie "aller" du circuit 5 ou 6, la seconde canalisation 8 ou 10 sur la partie "retour" du circuit 5 ou 6, de sorte que chaque centrale de traitement d'air 4-1 à 4-N soit connectée en parallèle sur chacun des circuits 5 d'eau chaude et 6. d'eau froide. Une centrale de traitement d'air comme la centrale 4-1 admet un flux d'air de traitement qu'elle éjecte ensuite soufflé une masse de produits en vrac à traiter en un point particulier du processus de traitement de produits en vrac.
La centrale de production de froid 2 fonctionne avec des échangeurs eau-eau, le fluide caloporteur dans les circuits 5 et 6 et les réserves 1 et 3 étant de l'eau. Ce liquide peut être remplacé par d'autres fluides, et en particulier par des solutions aqueuses ayant une capacité calorifique supérieure comme une eau additionnée de glycol. La machine de traitement thermodynamique de l'air selon la présente invention comporte ensuite un automate programmable 1 1 qui comporte une mémoire de programmes pour contrôler le fonctionnement de la machine de traitement thermodynamique de l'air en fonction des tâches que le processus de traitement de produits en vrac doit effectuer.
L'automate programmable 1 1 comporte un étage d'entrée qui est connecté à un ensemble de capteurs qui produisent des informations d'entrée 12 pour réguler ou configurer le processus de traitement de produits en vrac. À cette fin, l'automate programmable 1 1 produit, en fonction de l'exécution d'au moins un programme choisi dans la mémoire de programmes de l'automate 1 1 , un ensemble de signaux de commande 14 qui sont transmis par des moyens convenables de communication aux différents circuits de pilotage des composants de la machine de traitement thermodynamique de l'air. Particulièrement, les signaux de commande 14 sont fournis à des circuits de pilotage :
- de la centrale de production de froid 2 ;
- des vannes d'accès du circuit 5 sur la réserve d'eau chaude 1 ;
- des vannes d'accès du circuit 6 sur la réserve d'eau froide 3 ;
- des vannes d'accès de la centrale 2 de production de froid à la fois à la réserve d'eau chaude 1 et à la réserve d'eau froide 3 ; - des organes commandables de chacune des centrales locales de traitement 4 - 1 à 4 - N, en fonction de leur position relative.
L'utilisateur et l'installateur, le premier lors de l'exploitation de la machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'invention, le second lors d'opérations de maintenance ou de télédiagnostics exécutées à distance à l'aide de circuits de télé contrôle, peuvent fournir, selon des programmes prédéterminés, enregistrés au moins partiellement dans la mémoire de programmes de l'automate programmable 1 1 , des données de commande et/ou de configuration du programme sélectionné pour intervenir sur le processus de traitement effectué dans la machine de traitement de l'invention.
À la figure 2, on a représenté une partie de la machine de traitement thermodynamique de l'air dans un autre mode de réalisation de l'invention.
À la figure 2, la centrale 2 de production de froid est connectée par des canalisations 15 et 16 à la réserve d'eau chaude 1 . La centrale de production de froid 2 est aussi connectée par des canalisations 18 et 19 à la réserve d'eau froide 3.
La centrale 2 de production de froid comporte un circuit frigorifique classique comportant en série dans un circuit de production de froid un échangeur de chaleur A, un échangeur de chaleur B et un ensemble C comportant une vanne de détente, un compresseur et une réserve d'un fluide frigorigène comme du "Fréon". L'échangeur A comporte un radiateur en contact avec un serpentin qui relie les canalisations 15 et 16 d'eau chaude. L'échangeur B comporte un radiateur en contact avec un serpentin qui relie les canalisations 18 et 19 d'eau froide. Pour assurer une circulation de l'eau chaude et une circulation de l'eau froide, un circulateur 17 est disposé sur la canalisation 15 d'arrivée d'eau chaude et un circulateur 20 est disposé sur la canalisation 17 d'arrivée d'eau froide. Chaque circulateur 17 ou 20 comporte au moins une pompe motorisée dont l'état de "marche-arrêt" et/ou la puissance de pompage sont commandées par un signal de commande 14 issu de l'automate programmable 1 1 en fonction de l'exécution du programme qui y a été sélectionné et qui est en cours d'exécution.
De même, chaque organe commandable de la centrale 2 de production de froid, comme le compresseur, la vanne de détente ou un robinet à degré d'ouverture réglable peut être commandé par un signal de commande 14 issu de l'automate programmable 1 1 en fonction de l'exécution du programme qui y a été sélectionné et qui est en cours d'exécution. À la figure 3, on a représenté une autre partie de la machine de traitement thermodynamique de l'air dans un autre mode de réalisation de l'invention.
On a représenté une centrale locale de traitement d'air comme l'une des centrales 4 - 1 à 4 - N de la figure 1 . Selon les situations de montage de la centrale locale, de l'air à traiter est chargé par une buse d'entrée 24 à travers une porte d'accès 25 à une armoire relativement étanche dans laquelle est constituée la centrale. La porte d'accès 25 peut être télécommandée à l'aide d'un moteur électrique qui règle le degré d'ouverture de volets d'ouverture et qui est alimenté par une carte de pilotage commandée par l'un des signaux 14 émis par l'automate programmable 1 1 .
Selon les situations de montage aéraulique de la centrale locale de traitement de l'air considérée, l'air à traiter chargé par la buse d'entrée 24 est prélevé :
- sur l'atmosphère extérieure au séchoir ;
- sur l'atmosphère intérieure du séchoir ;
- en un point particulier du séchoir ; séchoir dans lequel est appliqué le processus de traitement de produits en vrac sur lequel la machine de traitement de l'invention est associée.
Selon les configurations de la centrale locale de traitement d'air, plusieurs caissons ou compartiments comme les compartiments 26, 29, 33 et 35 peuvent être constitués à l'intérieur de l'armoire dans lequel a été constituée cette centrale. Des registres, comme les registres 30 et 34, sont télécommandés à l'aide de moteurs électriques qui règlent le degré d'ouverture de volets d'échange d'air de traitement avec de l'air à traiter ou de l'air de traitement. On peut ainsi en fonction du degré d'ouverture des volets d'échange, régler ou ajuster la pression d'air à l'intérieur de l'armoire dans laquelle est constituée la centrale, ou encore le degré d'humidité, la température ou encore charger l'air avec un autre fluide de traitement qui s'ajoute à l'air qui sera envoyé sur le produit en vrac à traiter dans le séchoir. Les registres sont disposés sur chaque compartiment ou sur certains d'entre eux seulement. Chacun de leur degré d'ouverture peut être commandé par un signal de commande 14 issu de l'automate programmable 1 1 en fonction de l'exécution du programme qui y a été sélectionné et qui est en cours d'exécution.
Dans l'armoire séparant les compartiments 26 et 29, une première batterie, la batterie froide 21 , est disposée sur le trajet de l'air à traiter issu de la porte d'entrée 25. La batterie froide 21 comporte un serpentin (non représenté) qui est alimenté par deux canalisations d'accès 27 qui sont piquées sur le circuit d'eau froide 6 (Figure 1 ). Une vanne télécommandée 28 est disposée sur la canalisation "Aller" , de façon à isoler le premier échangeur de la batterie froide 21 ou non selon un signal de commande 14 issu de l'automate programmable 1 1 (Figure 1 ).
Dans l'armoire séparant les compartiments 29 et 33, une seconde batterie, la batterie chaude 22, est disposée sur le trajet de l'air à traiter après son passage sur la batterie froide 21 . La batterie chaude 22 comporte un serpentin (non représenté) qui est alimenté par deux canalisations d'accès 31 qui sont piquées sur le circuit 5 d'eau chaude (Figure 1 ). Une vanne télécommandée 32 est disposée sur la canalisation "aller", de façon à isoler l'échangeur de la batterie chaude 22 ou non selon un signal de commande 14 issu de l'automate programmable 1 1 (Figure 1 ).
Dans un mode particulier de réalisation, la centrale de traitement d'air ne comporte pas de vanne 32. Dans l'armoire séparant les compartiments 33 et 35, un ventilateur de soufflage 23 est disposé sur le trajet de l'air à traiter après son passage sur la batterie chaude 22. Les caractéristiques aéraulique du ventilateur de soufflage 23 sont commandées à l'aide d'un signal de commande 14 issu de l'automate programmable 1 1 . Le cas échéant, de l'air à souffler, qui a donc subi le traitement thermodynamique de la centrale inclues dans l'armoire, traverse une porte de sortie 36, elle même dotée de volets dont le degré d'ouverture est réglée par un moteur électrique (non représenté), lui-même alimenté en fonction d'un signal de commande 14 issu de l'automate programmable 11 (Figure 1 ).
En revenant à la figure 1 , on comprendra que chaque centrale 4 -1 à 4 - N, permet de prélever un air à traiter en un point quelconque de l'air atmosphérique, à l'intérieur ou à l'extérieur du séchoir, ou de l'air au droit du point du processus de traitement de produits en vrac sur lequel la centrale particulière travaille. De même, chacun des signaux de commande 14, déterminé par l'exécution du programme sélectionné dans l'automate programmable 1 1 , dépend de la centrale à laquelle il est destiné, et donc du point dans le processus de traitement de produits en vrac sur lequel la centrale particulière travaille.
À la figure 4, on a représenté une autre partie de la machine de traitement thermodynamique de l'air selon la présente invention .
On recherche à récupérer le maximum des énergies récupérables dans l'ensemble du processus de traitement de produits en vrac auquel la machine de traitement thermodynamique de l'air de l'invention est appliqué.
Lors du fonctionnement de chacune des centrales locales 4 - 1 à 4 - N, la batterie froide 21 dans laquelle circule une eau dont la température se trouve entre 5 et 10°, peut se couvrir de givre lorsque la centrale particulière 4 - i travaille en déshumidification de l'air à traiter. Le travail de dégivrage de la batterie froide 21 est très consommateur d'énergie. Pour récupérer le maximum d'énergie, selon la présente invention, on récupère de la chaleur contenue dans l'air prélevé par une canalisation 49 convenable en un point déterminé du processus de traitement de produits en vrac dans le séchoir 42 dans lequel la machine de l'invention est installé. A cet effet, un groupe de plusieurs centrales de traitement local 40, 41 est affecté à un groupe de dégivrage 43. Le groupe de dégivrage 43 comporte un ventilateur d'aspiration 44 dont la buse d'aspiration est connectée à la canalisation 49 relié en un point du séchoir 42 où la température de l'air est élevée.
Une batterie 45 échangeur de chaleur entre de l'eau froide et l'air soufflé par le ventilateur 44 est disposée sur le groupe de dégivrage 43. Un serpentin de la batterie 45 échangeur de chaleur est connectée par des canalisations 47 et 48 sur un circuit spécial
46 de circulation d'eau froide, connecté sur la réserve d'eau froide.
Lorsque un dégivrage d'au moins un groupe de centrale de traitement local 40, 41 est commandé par un signal de commande
14 issu de l'automate programmable 1 1 , la canalisation 49 est ouverte, le ventilateur 44 démarre, et le circuit spécial 46 de circulation d'eau froide est ouvert sur le serpentin de la batterie 45. L'air chaud 49 traverse le ventilateur d'aspiration 44, puis le serpentin de la batterie 45 sur lequel il cède sa chaleur, et est évacué vers l'extérieur 50. L'eau du circuit spécial 46 de circulation d'eau froide est réchauffée et retourne dans la réserve 3 d'eau froide de sorte que la réserve d'eau froide 3 voit sa température remonter, et le circuit normal 6 de circulation d'eau froide, sur lequel les batteries froides des centrales 40, 41 de traitement local travaillent, voient aussi leur température remonter. Il en résulte un réchauffement des batteries froides des centrales 40, 41 de traitement local qui sont ainsi dégivrées. Le procédé de l'invention consiste à exploiter le fait que la réserve d'eau chaude stocke des calories tandis que la réserve d'eau froide stocke des frigories.
Un ensemble de centrales locales de traitement de l'air prépare l'air sec et réchauffé utilisé par le séchoir et travaille entre les réserves de calories et de frigories.
Dans un premier mode de fonctionnement, l'air extérieur prélevé par la centrale locale de traitement est sec. Dans ce cas, la centrale vient prélever des calories dans le réservoir chaud afin de réchauffer l'air aspiré dans la centrale et d'améliorer son pouvoir évaporant. Cet air réchauffé est ensuite soufflé en un point du processus de traitement de produits en vrac de façon à se décharger de sa chaleur et à sécher ainsi le produit en vrac. En effet, le produit en vrac encore humide, étant réchauffé par la chaleur de l'air réchauffé, voit son humidité s'évaporer dans l'air atmosphérique sec au droit de la zone de traitement dévolue à cette centrale locale de traitement. Cet air atmosphérique qui se charge d'humidité est alors retourné vers la centrale locale de traitement affecté ou vers d'autres centrales comme la centrale de récupération d'énergie décrite à l'aide de la figure 4.
Dans un second mode de fonctionnement, l'air extérieur est humide et la centrale locale de traitement prélève des frigories dans le réservoir froid 3 de façon à assurer la condensation de l'humidité contenu dans l'air. L'air traité est alors soufflé vers une zone déterminée ou un point déterminé du traitement de produits en vrac. L'humidité de l'air extérieur se condense sur la batterie froide de la centrale locale de traitement, et peut être évacuée sous forme d'eau liquide vers le réseau d'eaux pluviales par exemple. La centrale locale de traitement va ensuite extraire des calories dans le réservoir chaud 1 afin de réchauffer l'air sec et d'améliorer encore son pouvoir évaporant lorsqu'il sera soufflé au point déterminée du processus de traitement. Dans le procédé de l'invention, une étape de transfert d'énergie entre les deux réservoirs de chaleur 1 et de froid 3 est réalisée à l'aide de la centrale de production de froid 2. La centrale de production de froid 2 produit simultanément des calories stockées dans le réservoir d'eau chaude 1 et des frigories stockées dans le réservoir d'eau froide 3.
Dans le procédé de l'invention, une étape de régulation du transfert d'énergie entre les deux réservoirs de chaleur 1 et de froid 3 est réalisée à l'aide d'un circuit de régulation qui évacue selon les besoins les calories ou les frigories excédentaires. Lors de cette étape, quand on exécute un séchage avec de l'air extérieur sec, seules les calories stockées dans le réservoir d'eau chaude 1 sont utilisées. Il existe alors un excédent de frigories dans le réservoir d'eau froide 3 qui impose une diminution de sa température par rapport à sa température de consigne. Dans ce cas, l'étape de régulation du transfert d'énergie consiste à récupérer de la chaleur sur l'air humide et chaud extrait en sortie de séchoir. Ainsi qu'on l'a décrit plus haut, cette extraction peut se faire sur l'ensemble du séchoir en un point déterminé de celui-ci en fonction de la programmation choisi sur l'automate programmable 1 1 .
Lors de cette étape de régulation du transfert d'énergie, quand on exécute un fonctionnement de la machine de traitement thermodynamique de l'air en rafraîchissement, seules les frigories stockées dans le réservoir d'eau froide 3 sont utilisées. Il en résulte un excédent de calories dans le réservoir d'eau chaude 1 qui impose une élévation de sa température par rapport à sa température de consigne. Dans ce cas, l'étape de régulation du transfert d'énergie consiste à évacuer à l'extérieur ces calories excédentaires à l'aide de la centrale de récupération de chaleur 43 (figure 4). Lors de cette étape de régulation du transfert d'énergie, quand on exécute un fonctionnement de la machine de traitement thermodynamique de l'air en déshumidificateur, on utilise normalement des calories et des frigories produites sur chaque centrale locale de traitement. Le transfert d'énergie est alors à l'équilibre. Dans ce cas, ou bien on ferme les vannes du circuit de circulation d'eau froide et on ouvre les vannes du circuit de circulation d'eau chaude, ou bien on ferme les vannes du circuit de circulation d'eau chaude et on ouvre les vannes du circuit et du circuit de circulation d'eau froide, ou bien on ouvre les vannes des deux circuits de circulation d'eau chaude et d'eau froide.
On va maintenant décrire de manière illustrative, à l'aide des figures 5 à 8, un séchoir automatisé permettant de ramener un fourrage récolté en vrac entre 30 et 40% de matières sèches à un taux de 85% de matières sèches. Dans ce mode de réalisation du séchoir de l'invention, on dispose de moyens pour réaliser : le pesage du fourrage récolté et qui va être disposé comme produit en vrac à traiter à l'aide d'un mode particulier de réalisation de la machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'invention ; la mesure du taux de matière sèche du fourrage récolté. Le séchoir dispose de moyens automatiques pour assurer : Une répartition uniforme du fourrage sur le séchoir ; Le convoyage du fourrage pendant toute la traversée du séchoir.
Le séchoir 51 automatisé de l'invention comporte deux sections 52 et 53 qui assurent :
Un pré-séchage 52 à 50% de matière sèche du fourrage en 24 heures ; puis - Un séchage 53 à 85% de matière sèche en 24 heures. Le conditionnement du fourrage sec est effectué dans un mode préféré de réalisation en bottes carrées au moyen d'une botteleuse 54à chambre variable en fin de cycle de séchage.
L'un des avantages de l'invention est de permettre le stockage d'une semaine de récolte dans l'ensemble des deux sections de pré-séchage 52 et de séchage 53.
Le séchoir de l'invention est préférentiellement réalisé en plusieurs sites quand les quantités de produit en vrac à traiter et la durée des traitements par l'air issu de la machine de traitement thermodynamique de l'invention sont importantes. L'équipement du séchoir est réparti alors sur deux ou trois sites. Chaque site du séchoir comporte l'équipement suivant.
Un premier équipement comporte des moyens 55 pour effectuer le pesage et la mesure des caractéristiques du produit en vrac à traiter. Parmi ces moyens, on compte :
Un pont bascule situé à l'entrée du site qui permet de comptabiliser le poids de chaque entrée du produit en vrac comme du fourrage fraîchement coupé à l'arrivée sur le site ;
Une station de mesure qui permet de déterminer avec précision le taux de matières sèches MS du produit en vrac comme du fourrage fraîchement coupé à l'arrivée sur le site.
Un second équipement comporte des moyens pour effectuer un pré-séchage qui comportent essentiellement : un doseur démêleur 56 sur lequel est déchargé le fourrage dès son arrivée ; une soufflerie de répartition 58 du fourrage (aéro- engrangeur) alimenté par son propre convoyeur 57 et qui répartit le fourrage en vrac sur le tapis convoyeur 59 du séchoir. une cellule de pré-séchage comprenant un nombre déterminé de modules, dépendant du nombre de sites équipés et de caractéristiques d'optimisation économiques comme 14 modules pour trois sites ou 20 modules pour 2 sites, la cellule de préséchage étant équipée de son tapis convoyeur 59.
Dans un mode particulier de réalisation, chacun des modules 60, 61 , ... disposés le long du tapis convoyeur 59 est équipé : d'un caisson d'air sec et réchauffé avec une grille de répartition ; de deux ventilateurs de soufflage avec une batterie de réchauffage indépendante équipée de purges, de vannes d'équilibrage, de vannes d'isolement ; d'une prise d'air extérieur. Ces moyens sont au moins partiellement disposés dans une centrale locale de traitement d'air comme l'une des centrales 4-1 à 4-N de la machine de traitement thermodynamique de l'air de la figure 1 .
Chaque paire de modules 60, 61 coopère avec une centrale de récupération d'énergie ainsi qu'elle a été décrite à l'aide de la figure 4 et comporte : un ventilateur de reprise d'air chaud et humide en sortie de séchoir ; une batterie de récupération d'énergie ; une bouche de rejet extérieur équipé d'un grillage pour volatile.
Un troisième équipement comporte des moyens 53 pour effectuer un séchage proprement dit. Les moyens de séchage comportent chacun : une cellule de séchage comprenant 14 ou 20 modules (3 ou 2 sites) avec un tapis convoyeur, et, chaque module est équipé de : - un caisson d'air sec et réchauffé avec une grille de répartition, un ventilateur de soufflage, une machine de traitement thermodynamique de l'air avec batterie de réchauffage et batterie de déshumidification, avec des registres de fonctionnement et de régulation, des vannes d'équilibrage, des vannes de régulation motorisées, des vannes d'isolement et de purges ; une prise d'air extérieur, Chaque paire de modules 62, 63, ... est équipé : d'un ventilateur de reprise d'air chaud et humide en sortie de séchoir, - d'une batterie de récupération d'énergie ; d'une bouche de rejet extérieur équipé d'un grillage pour volatile.
Un quatrième équipement comporte des moyens pour effectuer une gestion centralisée de l'énergie. La gestion de l'énergie est assurée par l'automate programmable de la machine de traitement thermodynamique de l'air et gère la combinaison d'un circuit de récupération d'énergie, du réseau hydraulique décrit, de groupes frigorifiques et de pompes de circulation. Dans un mode particulier de réalisation qui sera décrit plus loin, on ajoute à la combinaison une chaudière d'appoint. Particulièrement, l'automate programmable 1 1 est disposé avec les autres équipements électriques dans un local 81 .
Un cinquième équipement comporte des moyens pour effectuer un conditionnement qui comportent essentiellement un convoyeur 64 installé en bout du séchoir qui récupère le fourrage sec et approvisionne une botteleuse 54 à poste fixe et chambre variable.
Un sixième équipement comporte des moyens 65 pour effectuer un stockage, essentiellement un bâtiment de stockage qui permet d'entreposer et stocker au maximum le volume de fourrage traité en 1 semaine dans l'attente de son évacuation. On va maintenant décrire les moyens de pesage. A l'arrivée sur le site, les auto-chargeuses parviennent sur une aire d'accueil
67 et sont pesées au passage sur un pont-bascule situé face au bureau 66. Un enregistrement des quantités récoltées est effectué sur une station de mesure numérique.
Un échantillon de fourrage d'environ 200 g est prélevé afin de déterminer le taux de matières sèches du fourrage récolté, et donc la quantité d'eau à évaporer.
L'échantillon est pesé sur une balance de précision (+/- 1 g près) puis placé dans une étuve ou au micro-onde. Le pesage de l'échantillon lorsqu'il est à 100% de matières sèches permet de calculer précisément le niveau de matières sèches lors du passage sur le pont bascule.
Dans un mode particulier de réalisation, le pont bascule est réalisé de la manière suivante :
Tablier en béton préfabriqué hauteur 390 mm ; Capteurs de poids en acier inoxydable, étanchéité I P68 ;
Chaîne d'enregistrement numérique des valeurs de mesure des capteurs de poids ;
Trappes en acier galvanisé à chaud ; Dimension : 1 8 m x 3 m. Dans un mode particulier de réalisation , la station de mesure comporte : - 1 four à micro-onde standard ou 1 étuve ;
- 1 balance de précision 2000 g. Par des essais convenables, le poids initial de mesure de l'échantillon est mesuré à l'aide de la balance de précision . Puis, par passage au four à micro-onde ou à l'étuve, son eau est éliminé et son poids final en matières sèches MS est déterminé à l'aide de la balance de précision. En faisant le rapport du poids final de l'échantillon au poids initial de l'échantillon on obtient le taux de matières sèches MS, que ce soit sur un échantillon prélevé à l'entrée sur le séchoir, en un point déterminé de prélèvement sur le convoyeur et après une durée déterminée de traitement, ou à la fin du traitement, en pré-séchage ou en séchage, avant le conditionnement final par exemple. Les données sont fournies à l'automate programmable de contrôle de la machine de traitement thermodynamique de l'air et/ ou du séchoir de façon à, selon un programme prédéterminé et pré enregistré dans l'automate appliquer des consignes de fonctionnement aux divers composants du séchoir ainsi qu'il a déjà été décrit.
Dans un mode particulier de réalisation, le doseur démêleur 56 comporte un pèse-automate et un râteau-doseur qui permettent d'effectuer un dosage régulier de tous types de fourrage. Un tapis agissant sur une balance avance en fonction du poids de fourrage. Le râteau-doseur à double entraînement permet une régularité de l'avancée du tapis. Un système de pression et de poids assure un dosage régulier.
Avec un châssis construit en une pièce en acier avec parois lisses pour favoriser le glissement du fourrage, le doseur démêleur 56 est très résistant pour subir les contraintes d'un usage régulier et intensif. Un baquet et une toile retiennent le fourrage lors du dosage. La partie avant est ouverte afin de permettre un déchargement des auto-chargeuses rationnels et rapides.
En cas d'arrivée simultanée de plusieurs autochargeuses, le fourrage est entreposé temporairement sur un quai de déchargement à hauteur de l'aire d'accueil 67 avant d'être placé sur le doseur démêleur 56 par un engin de manutention.
Les caractéristiques fonctionnelles du doseur démêleur en termes de largeur, de longueur, de hauteur, de capacité instantanée en volume de produit en vrac à traiter, en puissance électrique de sa motorisation sont déterminées en fonction d'un programme d'optimisation économique non directement concerné par la présente invention.
Dans un mode particulier de réalisation, chaque tapis convoyeur comme le tapis convoyeur 59, est construit avec un fond en bois solide, trois chaînes en acier avec traverses vissées et des tendeurs de chaînes automatiques, un cliquet d'avancement, un ameneur oblique avec trois chaînes en acier à 2 vitesses, commandées depuis l'automate programmable, un râteau reteneur réglable en hauteur, commandé depuis l'automate programmable, Également désigné sous le terme d'aéro-engrangeur, la soufflerie de déchargement 58 aspire le fourrage à l'extrémité du doseur démêleur 57. Le fourrage aspiré par la soufflerie est réparti sur le tapis convoyeur 59 par l'intermédiaire d'un tube zingué de 0,87 mm d'épaisseur et 40 cm de diamètre. La partie horizontale est réalisée par un tube télescopique qui coulisse sur un rail autoporteur avec barre d'engrenage (orientée vers le bas pour éviter les dépôts de poussières). L'extrémité est réalisée par un coude à 90° motorisé et mobile dans l'axe des tubes. L'oscillation du coude se fait de gauche à droite et assure en permanence une répartition homogène sur le convoyeur du fourrage démêlé évitant les « paquets ».
Deux sondes installées sur les côtés du convoyeur produisent des signaux de mesure qui, connectées à l'automate programmable 1 1 de la machine de traitement thermodynamique de l'air et/ou du séchoir déclenchent un avancement du tapis 59 en fonction du niveau de remplissage du séchoir. Lorsqu'un niveau déterminé est atteint, un espace est libéré et ce jusqu'à un remplissage complet du séchoir.
Dans un mode particulier de réalisation, lorsque la quantité récoltée quotidienne est plus importante que prévue, il est possible d'enclencher le fonctionnement de l'avancée télescopique du répartiteur qui répartit le fourrage par aller-retour longitudinal combiné à une rotation latérale de son coude motorisé. Le fourrage est ainsi réparti sur toute la largeur et la longueur du convoyeur sur un niveau supérieur à celui prédéterminé.
La soufflerie d'aspiration 58 est équipée d'un ventilateur 8 pales avec ailettage à niveau et un entraînement par moteur électrique d'une puissance électrique, une vitesse de rotation, une pression d'aspiration et/ ou un diamètre d'aspiration déterminées et placés en paramètres dans l'automate programmable de façon à adapter le programme de commande de l'automate en fonction du séchoir.
Le séchoir automatisé de l'invention comporte une partie 52 de pré-séchage et une partie 53 de séchage. Chacune de ces parties 52 ou 53 est composée de plusieurs modules sensiblement identiques, dont chacun coopère avec une centrale locale de traitement de l'air comme une centrale 4-1 à 4-N de la machine de traitement thermodynamique de l'air 80 détaillée à la figure 1 . Chaque module est assemblé par boulonnage et est visible aux figures 6 et 7. Dans un mode particulier de réalisation, les dimensions d'un module sont : Largeur : 6000 mm
Longueur : 2400 mm Hauteur : 1 300 mm Ces modules sont constitués au moyen de tubes carrés qui assurent la rigidité de l'ensemble, le support du fourrage et des différents éléments du tapis convoyeur 59 (pour la partie de préséchage 52) ou 67 (pour la partie de séchage 53). Les modules sont composés : de quatre pieds 70 réglables en hauteur à l'aide de tiges filetées ; - d'une platine de fixation au sol ; d'un tablier horizontal 71 : d'un caisson 72 de diffusion d'air sec et réchauffé de conception aéraulique pour une meilleure répartition d'air sur toute la surface du module ; le caisson est réalisé en acier galvanisé, renforcé par une nervure centrale et des plis en pointe de diamant ; il comporte sur un côté une virole 73 pour le raccordement du ventilateur de soufflage 82 ; d'une grille de diffusion 74 d'air en acier galvanisé boulonnée sur le tablier ; dotée de perforations à 20% en surface de grille ; d'ouvertures de 3 mm de diamètre. La grille assure une diffusion homogène de l'air sur toute la surface du module.
Chaque module est équipée de ridelles 77 ou 78 qui permettent de limiter et de contenir le produit en vrac pendant son convoyage et la durée de son traitement de pré-séchage ou de séchage.
Les modules de tête et de queue du séchoir, situés à l'avant et à l'arrière du séchoir, sont renforcés pour supporter et intégrer les structures nécessaires à la fixation des divers éléments de traction. Ils sont constitués comme les autres modules et intègrent :
Les arbres de transmission et leurs paliers ; Les roues d'entraînement (12 dents diamètre 400 mm) des chaînes de traction Les pignons, - Les chaînes de réduction ,
Les moto-réducteurs, et accessoires nécessaires à l'entraînement du convoyeur principal .
On compte deux ventilateurs par module pour une répartition d'air impeccable sur le séchoir. Chaque module a son débit d'air spécifique et indépendant afin de limiter les circuits préférentiels et chaque composant réglable est ou peut être configuré à distance à l'aide de l'automate programmable de la machine de traitement thermodynamique de l'air et/ ou du séchoir lors de l'exécution du programme prédéterminé qui contrôle l'exécution du procédé de traitement selon l'invention .
Intégrés aux modules, des ventilateurs hélicoïdes axiaux sont conçus pour la ventilation à moyenne pression jusqu'à 800 pascals. Chaque module de pré-séchage est alimenté par 2 ventilateurs débitant en parallèle. La virole et le support moteur sont en acier soudé, revêtus d'époxy noire. L'hélice en aluminium coulée comporte : - un nombre déterminé de pales ; une motorisation à plusieurs puissances électriques commandables par l'automate programmable de la machine de traitement thermodynamique de l'air et/ ou du séchoir ;
Le moteur des ventilateurs est en prise directe sur l'arbre et tourne à une vitesse adaptée au débit et pertes de charge du séchoir.
L'ensemble est boulonné sur la virole en attente du module. Le convoyeur principal assure lé transport du fourrage en cours de séchage. Il est composé de : - un ensemble moto-réducteur compatible avec la charge de fourrage récolté à 30% de MS, à tracter ; une pluralité de 16 roues d'entraînement 80/100, 12 dents, diamètre 400 mm un ensemble pignon et chaîne pour une réduction supplémentaire de 3 entre moto-réducteur et arbre moteur ; quatre chaînes d'entraînement réparties sur la largeur du convoyeur des deux côtés, tous les 4 pas ; poussoirs boulonnés perpendiculairement sur les chaînes de traction distant de 40 cm. Trois réseaux hydrauliques indépendants desservent les différentes centrales et caisson de traitement de la machine de traitement thermodynamique de l'air installés sur la longueur du séchoir. Ils comportent :
- 1 circuit d'eau glacée 75;
- 1 circuit d'eau chaude 76 ; - 1 circuit de récupération d'énergie.
Chaque réseau comporte un circuit fermé "départ retour". La sélection des tuyauteries permet le passage du débit total nécessaire pour un fonctionnement en puissance maximum. Les tuyauteries réalisées à partir de tubes acier classe T3 ou T10 sont peintes au minium anti-rouille et en peinture conventionnelle. Elles sont prévues isolées à l'aide de coquilles en polystyrène extrudé revêtues d'un film PVC gris. Les supports des tuyauteries sont conformes aux préconisations DTU et adaptées aux différents diamètres. Chaque module coopère avec une centrale locale de traitement d'air comme une centrale 4-1 à 4-N et comporte, au moins pour la partie de pré-séchage 52, une batterie de réchauffage d'air neuf extérieur de section 1800 x 1400 et 6 rangées de tubes espacés de 30mm. Des ailettes sont serties sur les tubes et sont distantes de 2,5 mm. La batterie est protégée par un filtre treillis métalliques (niveau de filtration EU2).
L'ensemble est intégré dans une centrale locale de traitement d'air comprenant un châssis support et un ensemble de panneaux en acier galvanisé. Les panneaux sont démontables et sont conçus pour faciliter l'accès aux composants internes. La face intérieure de chaque panneau est recouverte d'un isolant thermique et phonique. Les différents caissons sont insérés entre le ventilateur de soufflage et une bouche de reprise d'air extérieur réalisée à travers le bardage extérieur du bâtiment dans lequel les parties 52 de pré-séchage et 53 de séchage sont constituées.
La partie de séchage principale du séchoir de l'invention est composée de modules identiques à ceux de la partie de pré- séchage décrite plus haut avec 14 modules pour trois sites ou 20 modules pour deux sites. Comme défini plus haut, le nombre des modules et le nombre de sites, ainsi que les autres paramètres de dimensionnement du séchoir et les autres paramètres de configuration et de fonctionnement des programmes enregistrés dans l'automate programmable d'au moins une machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'invention sont déterminés en fonction de programmes d'optimisation économique non directement concernés par la présente invention. La ventilation de la partie de séchage principale 53 du séchoir de l'invention est identique à la partie de pré-séchage 52 décrite plus haut. Mais chaque module de séchage est alimenté par son propre ventilateur.
Le convoyeur 67 de la partie de séchage principale 53 du séchoir de l'invention est identique au convoyeur de pré-séchage.
Le système de batteries de traitement de l'air de l'installation comporte une pluralité de centrales de traitement d'air. Une centrale de traitement comporte essentiellement : deux batteries à eau glycolée de section 1200x1000 avec 6 rangs de serpentins qui comportent une batterie chaude et une batterie froide ; un ensemble de registres motorisés permettant l'alimentation en air neuf extérieur de l'une ou l'autre des batteries ou des 2 simultanément ; - une sonde extérieure qui permet d'effectuer la mesure en permanence des caractéristiques physiques de l'air extérieur et qui permet de déterminer, au niveau de l'automate programmable, le type de fonctionnement pour un résultat optimal.
L'automate programmable de chaque machine de traitement thermodynamique de l'air et/ou du séchoir contrôle deux conditions de fonctionnement. Selon une première condition de fonctionnement, l'air extérieur est sec et froid : l'automate de régulation condamne la batterie froide, ferme le registre relatif à cette batterie et ouvre celui qui alimente en air extérieur la batterie chaude. L'air sec extérieur aspiré par le ventilateur traverse la batterie chaude se réchauffe pour améliorer son pouvoir évaporant avant d'être insufflé sur le fourrage.
Selon une seconde condition de fonctionnement, l'air extérieur est humide et chaud : le système est inversé. L'automate de régulation ouvre le registre qui alimente en air extérieur chaud et humide en batterie froide ouvre un registre de dérivation entre les deux batteries et ferme celui qui alimente en direct la batterie chaude. La vapeur d'eau contenue dans l'air humide se condense au contact de cette batterie. L'air est déchargé de son eau. Il traverse ensuite la batterie chaude et se réchauffe, améliorant ainsi son pouvoir évaporant pour arriver à une qualité d'air nécessaire au bon fonctionnement de l'ensemble. Quelque soit les conditions météorologiques extérieures, le pouvoir évaporant de l'air est conservé et les performances du séchoir identique. Le séchoir de l'invention comporte ensuite un moyen de gestion centralisée de l'énergie. Un tel moyen de moyen de gestion centralisée de l'énergie comporte notamment un circuit de récupération d'énergie.
Le caisson de récupération d'énergie est installé dans le réseau d'extraction de l'air chaud et humide capté à la sortie du séchoir au sommet du bâtiment avant son rejet à l'extérieur.
Chaque paire de modules sur toute la longueur du séchoir comprend :
Un filtre treillis métallique en protection de la batterie de récupération (niveau de filtration EU2) ;
Une batterie de séchoir (1800x1400) comportant 6 rangs de tubes et ailettes aluminium serties tous les 2,5 mm ; Un ventilateur hélicoïde type MEGA AM avec 5 pales orientées à 32°;
Une bouche de rejet avec une sortie équipée d'un grillage pare-volatile qui traverse le bardage extérieur du bâtiment. L'ensemble est intégré dans un caisson de ventilation comprenant un châssis support et une ossature en acier galvanisé mécano-soudée rigide afin de recevoir l'ensemble de panneaux d'habillage en acier galvanisé et les composants internes. Les panneaux 77, 78 sont démontables et sont conçus pour faciliter l'accès aux composants internes. La face intérieure de chaque panneau est recouverte d'un isolant thermique et phonique. Les différents caissons sont insérés entre le ventilateur de soufflage et une bouche de reprise d'air extérieur réalisée à travers le bardage extérieur du bâtiment. Le réseau hydraulique comporte trois réseaux hydrauliques indépendants qui desservent les différentes centrales et caissons de traitement installés sur la longueur du séchoir. Ils comportent :
- 1 circuit d'eau glacée ;
- 1 circuit d'eau chaude ; - 1 circuit de récupération d'énergie.
Chaque réseau comporte un circuit fermé "départ-retour". La sélection des tuyauteries est effectuée de façon à réaliser le passage du débit total nécessaire pour un fonctionnement en puissance maximum. Les tuyauteries réalisées à partir de tubes acier classe T3 ou T10 sont peintes au minium anti-rouille et en peinture conventionnelle. Elles sont prévues isolées à l'aide de coquilles en polystyrène extrudé revêtues d'un film PVC gris. Les supports des tuyauteries sont conformes au préconisation DTU et adaptées aux différents diamètres. Les pompes de circulation sont des pompes centrifuges monocellulaires en ligne double tête. Les débits des têtes de pompe sont isolés par clapets d'obturation. Chaque tête est prévue pour assurer à elle seule le débit déterminé.
L'automate de régulation répartit les temps de fonctionnement et la mise en service d'un moteur de secours en cas de besoin.
L'installation comprend : deux pompes de circulation par circuit réchauffeur de chaque centrale de traitement d'air ; deux pompes de circulation par circuit condenseur de chaque centrale de traitement d'air ; une pompe de circulation pour le réseau eau glacée ; une pompe de circulation pour le circuit eau chaude ; une pompe de circulation pour le circuit de récupération d'énergie ; - une pompe de circulation pour le circuit de la chaudière d'appoint (voir plus loin).
Quand le séchoir automatisé de la présente invention est réparti en plusieurs sites, une machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'invention est prévue pour chaque site. Les groupes frigorifiques sont dimensionnés avec des puissances adaptées à la taille du site du séchoir sur lequel la machine de l'invention est implantée, mais aussi en fonction du nombre de sites composant l'installation. Ils sont conçus à partir d'un assemblage d'étages de puissance identiques et autonomes. Chaque étage de puissance est déterminé par la taille du compresseur utilisé et disponible dans les gammes standard des fabricants du marché. Ils sont de type eau/eau et raccordés en parallèle à l'intérieur de chaque centrale de la machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'invention. Les différents étages de puissances sont pilotés par un automate centralisé et ils comportent toutes protection et régulation indispensables à un fonctionnement indépendant. Chaque étage de puissance peut fonctionner en mode « forçage manuel » : l'étage est alors déconnecté de la régulation centralisée et devient autonome au niveau des protections et des sécurités. Un étage de puissance est dimensionné au régime de fonctionnement considéré à une puissance frigorifique nominale pour une puissance absorbée déterminée et une puissance restituée déterminée.
Les centrales de chaque machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'invention débitent simultanément dans une bâche froide d'un volume déterminé (ballon tampon) et une bâche chaude d'un volume déterminé. Elles maintiennent une température dans la bâche chaude de 40 à 45°C ainsi qu'une température dans la bâche froide comprise entre 0 et 10°c. Les réseaux hydrauliques "eau glacée" et "récupération d'énergie" sont raccordés sur la bâche "froide". Le réseau "eau chaude" est raccordé sur la "bâche chaude".
Dans un mode de réalisation, au moins certaines des centrales de traitement d'air fonctionnent de façon à produire de l'air chaud qui est soufflé en inversant le mode de fonctionnement de la centrale qui doit travailler en réchauffement d'air. Une telle réalisation est appliquée afin d'assurer le fonctionnement du séchoir automatisé de l'invention pour du fourrage récolté avec un niveau d'humidité inférieur à 30% de matières sèches, et/ ou par température extérieure très basse. Dans ces circonstances, il est nécessaire d'augmenter le pouvoir évaporant de l'air insufflé.
Pour obtenir le même effet, dans un autre mode de réalisation, une chaudière d'appoint équipé d'un brûleur ou d'un jeu de brûleurs gaz (propane ou gaz de ville selon les possibilités du site) travaille en complément de la bâche chaude. La chaudière d'appoint fonctionne à basse température météorologique. Le séchoir automatisé de l'invention est constitué en un ou plusieurs sites, chaque site comportant un bâtiment de pré-séchage et séchage et un bâtiment de stockage
Dans un mode de réalisation, le bâtiment de pré-séchage et séchage est constitué: par une pluralité de travées de 6 m sur une longueur de 108 et de 132 m une hauteur de 5 m une pente du toit de 21 % ; - couverture en bac acier nervure prélaqué 1 er choix EP
63/1 00 avec fixation par agrafes et faîtières les pignons, les pans, les angles de finition, et bandes de rives en bac-acier nervures ; les ouvertures sont réalisées par portes coulissantes à un vantail en dimension standard (5 m x 4,5 m haut) montées sur des rails tubulaires avec habillage en bac acier nervure prélaqué ; l'assemblage de l'ensemble étant effectué par boulonnage.
Dans un mode de réalisation, le bâtiment de stockage est constitué par : une pluralité de travées de 6 m ; sur une longueur 24 m ; sur une largeur de 20 m ; sur une hauteur de 7 m ; - avec une pente du toit de 21 % avec une couverture en bac acier nervure prélaqué 1 er choix EP 63/100 avec fixation par agrafes et faîtières les pignons, les pans, les angles de finition, et bandes de rives étant réalisés en bac-acier nervures - avec des ouvertures par portes coulissantes 1 vantail en dimension standard (5mx4,5 haut) montées sur des rail tubulaires avec habillage en bac acier nervure prélaqué l'assemblage de l'ensemble étant effectué par boulonnage.
Les deux bâtiments précités sont réalisés sur un terrassement : - terrain nivelé et stabilisé en standard ; fixation des bâtiments au sol par crosses d'assemblage sur raddier 20 cm et massif béton
Dans un autre mode de réalisation, le séchoir comporte au moins un site composé d'un bâtiment de séchage constitué par une serre type serre chapelle. Dans une variante d'exécution, la serre est définie par les caractéristiques suivantes : Largeur : 9,6 m Hauteur sous chéneau : 4,5m Hauteur au faîtage : 7m - Ossature poteaux galvanisés : 80x80mm
Toiture double paroi gonflable avec : 1 film polyéthylène extrudé vert/vert : 250 microns, 1 film thermique, incolore,
Bardage pignons simple paroi avec 1 film polyéthylène extrudé vert/vert 250 microns, clipsé en pannes basses
Bardage demi-lunes en pvc rigide cristal naturel Bardage long-pans en simple paroi avec 1 film polyéthylène extrudé vert/vert 250 microns, 4 saisons

Claims

REVENDICATIONS 1 - Machine de traitement thermodynamique d'air, caractérisée en ce qu'elle comporte : un groupe refroidisseur (2) d'un fluide caloporteur qui circule entre une bâche de réserve (3) de fluide caloporteur froid et une bâche de réserve (1 ) de fluide caloporteur chaud ; un circuit d'alimentation (5) en fluide caloporteur chaud connecté d'une part à la bâche (1 ) de fluide caloporteur chaud et constitué par au moins une canalisation de fluide caloporteur chaud ; un circuit d'alimentation (6) en fluide caloporteur froid connecté d'une part à la bâche (3) de fluide caloporteur froid et constitué par au moins une canalisation de fluide caloporteur froid ; une pluralité (4-1 , ... , 4-N) de centrales de traitement d'air, chaque centrale de traitement d'air comportant : une armoire comportant une pluralité de caissons ((2-, 29, 33, 35) et comportant :
- au moins un registre (25) d'entrée d'air à traiter ;
- au moins un registre (36) de sortie d'air traité ; - une batterie réchauffeur (22) d'air connectée en un point du circuit (5) d'alimentation en fluide caloporteur chaud ; une batterie condenseur (23) d'air connectée en un point du circuit (6) d'alimentation en fluide caloporteur froid ; les deux batteries réchauffeur ou condenseur étant disposées dans un flux d'air à traiter ; un automate programmable (1 1 ) doté de moyens (12) pour déterminer au moins les températures du circuit d'alimentation en fluide caloporteur chaud et du circuit d'alimentation en fluide caloporteur froid, la température et/ou le degré hygrométrique de l'air issu d'au moins une centrale de traitement d'air dans ladite pluralité de centrales de traitement d'air de façon à appliquer une séquence programmée (14) de traitement thermodynamique de l'air à traiter.
2 - Machine selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la centrale de production de froid (2) est connectée par des circulateurs (17, 20) aux réserves d'eau chaude (1 ) et d'eau froide (3).
3 - Machine selon la revendication 1 , caractérisée en ce que chaque centrale locale de réglage (4-1 , ..., 4-N) comporte plusieurs registres d'accès ou de sortie d'air à traiter ou d'air traité, ou encore d'un autre fluide, dont le degré d'ouverture est commandé au moyen de l'automate programmable (1 1 ) et qui comporte aussi au moins une vanne à ouverture réglable sur un accès (27, 31 ) à un circuit de circulation d'eau chaude (5) ou d'eau froide (6) au moyen de l'automate programmable (1 1 ). 4 - Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte pour au moins un groupe de centrales locales de traitement (41 , 42), un groupe de récupération d'énergie (43) qui comporte au moins un accès (49) à un air chaud issu en au moins un point déterminé d'un processus de traitement par air sur des produits en vrac, un ventilateur d'aspiration d'air chaud (44) qui débite sur une batterie de réchauffeur (45) connectée en un point d'un circuit (46) connecté à la réserve d'eau froide (3) notamment pour effectuer le réchauffement de ladite réserve d'eau froide (3) et/ou le dégivrage des centrales locales de traitement (40, 41 ) associées.
5 - Procédé de traitement de produits en vrac comme du fourrage, au moyen d'une machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit traitement pouvant être un rafraîchissement, un chauffage, un séchage et/ou une ré humidification contrôlés, caractérisé en ce qu'il consiste à : charger sur un convoyeur une quantité importante de produits en vrac à traiter ; appliquer sur une pluralité de sections de traitement un traitement adapté à l'aide d'un air qui a reçu un traitement thermodynamique particulier à chaque section ; évacuer le produit en vrac vers son aire d'utilisation, de transport ou de stockage quand une condition de fin de traitement par air est atteinte.
6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape pour prélever des calories sur au moins une centrale locale de traitement sur la réserve d'eau chaude particulièrement quand l'air extérieur est sec.
7 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape pour prélever des frigories sur au moins une centrale locale de traitement sur la réserve d'eau froide particulièrement quand l'air extérieur est humide.
8 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de transfert d'énergie entre une réserve de frigories (3) et une réserve de calories (1 ). 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de transfert d'énergie comporte aussi une étape de régulation du transfert d'énergie.
10 - Séchoir automatisé pour des produits en vrac comme une récolte de produits agricoles, caractérisé en ce qu'il comporte: - une aire de déchargement (66) d'un produit en vrac comme une récolte de fourrages à traiter dans le séchoir ; une section de chargement (52) d'un convoyeur configuré de façon à charger des quantités importantes de produit en vrac à traiter ; - une section (53) permettant de traiter le produit en vrac en fonction de sa position sur la section de convoyage à l'aide de l'une des centrales locales de traitement (4-1 , ... , 4-N) d'au moins une machine de traitement thermodynamique de l'air selon l'une des revendications 1 à 6, qui se trouve disposée au droit de cette section ; une section (65) de conditionnement du produit en vrac et de rechargement ou de stockage.
11 - Séchoir selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte une section de pré-séchage (52) puis une section de séchage (53).
12 - Séchoir selon l'une des revendications 10 ou 11 , caractérisé en ce que le produit en vrac est chargé dans une pluralité de modules de traitement, chaque module de traitement comportant une grille de support (74) et des ridelles (77, 78) latérales, ainsi qu'un caisson aéraulique (72) connecté avec l'air soufflé et/ ou aspiré par au moins une centrale locale de traitement (4-1 , ... , 4-N).
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