FR2480916A1

FR2480916A1 - Heat exchanger recovers heat from aerobically fermenting organic waste - via circulation coil in liq. filled jacket buried in waste

Info

Publication number: FR2480916A1
Application number: FR8009460A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1981-10-23

Abstract

A heat exchanger for collecting heat produced by aerobic fermentation of organic material piled in a simple heap over and around the heat exchanger comprises a core piece in the form of a hollow, vertical pillar of annular cross section, which stands on the ground to be buried in the heap. The annular wall of the pillar is hollow, providing an annular jacket. The jacket is filled with a prim. heat transfer liq. and contains a pipe coil through which a sec. liq. is circulated. The base of the core piece is surrounded by radially extending grill plates which support part of the heap clear of the ground to provide an air space under the heap. At the top of the core piece, heaped material sinks into the central cavity of the core piece. The exterior of the core piece pref. has prismatic form, e.g. of hexagonal cross section, and the grill plates are trapezoidal, one fitting against each side of the prism. The plates fit together to make an uninterrupted flange having an exterior configuration which matches the core piece exterior cross-section. Pref. a controlled flow of air can be supplied to the air space under the heap. The heat exchanger is used to recover heat from aerobically fermenting organic waste, esp. to provide a supply of hot water. There is no risk of contaminating the sec. liq. which is in a separate circuit from the prim. liq. in the jacket space. The exchanger is very easy to use, simply being buried in a heap of waste. The rate of heat output can be regulated.

Description

lia présente invention a pour objet un appareil
essentiellement à fonction d'échangeur de chaleur, desti
né à récupérer la chaleur produite par la fermentation
aérobie des matières organiques, notamment pour la four
niture d'eau chaude.The present invention relates to an apparatus
essentially as a heat exchanger, intended
born to recover the heat produced by fermentation
aerobic organic matter, especially for the oven
hot water.

Le principe général d'un tel appareil est déjà
bien connu, et son intérêt dans le cadre des économies
énergie est d'actnalité. lie but de l'invenion est de
fournir un appareil de ce genre, dont la réalisation est
avantageuse seus les aspects suivants:
- simplicité, maniabilité et robustesse;
- surface de contact importante avec les matières orga
niques, simplement mises en tas;
- possibilité de réglage de la chaleur émise;
- sécurité de fonctionnement, et en partioulier élimina
tion des risques de polution de l'eau chaude fournie.The general principle of such a device is already
well known, and its interest in the context of savings
energy is topical. The purpose of the invention is to
provide a device of this kind, the realization of which is
advantageous only the following aspects:
- simplicity, maneuverability and robustness;
- large contact surface with organic materials
picnics, simply piled up;
- possibility of adjusting the heat emitted;
- operational safety, and in particular eliminated
risk of pollution of the hot water supplied.

A cet effet, l'invention a pour objet un appareil
pour la réoupération de la chaleur produite par la fer
mentation aérobie des matières organiques mises en tas,
constitué essentiellement d'un noyan central de fome
générale torique, d'axe vertical, délimitant une encein
te annulaire étanche, remplie d'un liquide età l'in-
tériour de laquelle est disposé un serpéntin relié à des
conduits extérieurs d'arrivée et de départ d'sau, le
noyau étant entouré, à sa partie inférieure, de grilles
périphériques aptes à supporter partiellement le tas
de matières organiques, en ménageant un volume rempli
d'air, une partie dudit tas se trouvant à l'intérieur
de l'évidement central du noyau
Le noyau central assure l'échange thermique par un
double circut, avec un liquide intermédiaire, ce qui évi
te les risques de contamination de l'eau chaude récupé- rée et ensuite utilisée Par sa forme torique, donc creuse au centre, ce noyau offre aussi une surface de contact importante, d'où un urndement élevé. Les grilles périphériques maintiennent, sous le tas de matières organique s, un espace rempli d'air, cjontribuant au fonctionne- ment de l'appareil, comme cela sera précisé plus loin.To this end, the invention relates to an apparatus
for the recovery of the heat produced by the iron
aerobic mentation of organic matter heaped up,
essentially consisting of a central nucleus of fome
general toric, vertical axis, delimiting an enclosure
waterproof ring, filled with liquid and internally
teriour of which is arranged a serpentine connected to
outside water inlet and outlet conduits, the
core being surrounded, at its lower part, by grids
peripherals able to partially support the heap
organic matter, leaving a full volume
of air, part of said pile being inside
of the central recess of the nucleus
The central core ensures heat exchange by a
double circut, with an intermediate liquid, which avoids
te the risks of contamination of the hot water recovered and then used By its toric form, therefore hollow in the center, this core also offers a large contact surface, resulting in a high urndement. The peripheral grids maintain, under the heap of organic matter, a space filled with air, contributing to the operation of the apparatus, as will be explained below.

Suivant une forme de réalisation particulière,Ie noyau central possède une paroi latérale externe de forme prismatique, les grilles périphériques étant constituées par des plaques amovibles trapézoidales,s'imbri- quent entre elles et avec ie noyau central. Ces plaques amovibles facilitent la manutentien et le transport de l'appareil. Pour délimiter l'espace précité rempli d'air, ces plaques ont, de préférence, une aisposition inclinée, et reposent, du côté intérieur, sur un cadre-support constituant le socle du noyau. According to a particular embodiment, the central core has an external side wall of prismatic shape, the peripheral grids being constituted by removable trapezoidal plates, interlocking with each other and with the central core. These removable plates facilitate handling and transport of the device. To delimit the aforementioned space filled with air, these plates preferably have an inclined arrangement, and rest, on the interior side, on a support frame constituting the base of the core.

Avantageusement, il est prévu un conduit d'aération, aboutissant dans le volume rempli d'air, situé au-dessous des grilles. L'aération peut être libre, c'est-àdire se faire par circulation naturelle, l'air chaud produit par la fermentation s 'élevar1t et créant une dépression qi attire l'air frais arrivant par le conduit d'aération, Pour augmenter le débit d'air de ventilation, donc la température obtenue, on peut aussi prévoir que le conduit d'aération est associé à des moyens, tels qu'une petite turbine, créant une circulation forcée d'air et,par conséquent, une surpression dans l'espace annulaire situé sous les grilles.En outre,le conduit d'aération pourra être associé à des moyens de réglage du débit d'air, qui permettront de faire varier commodément la chaleur émise. Advantageously, there is provided an aeration duct, terminating in the volume filled with air, situated below the grids. Aeration can be free, that is to say by natural circulation, the hot air produced by fermentation rises and creates a depression that attracts the fresh air arriving through the aeration duct, To increase the ventilation air flow, therefore the temperature obtained, it is also possible to provide that the ventilation duct is associated with means, such as a small turbine, creating a forced circulation of air and, consequently, an overpressure in the annular space located under the grids. In addition, the ventilation duct may be associated with means for adjusting the air flow, which will make it possible to vary the heat emitted conveniently.

De toute façon,l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil pour la récupération de la chaleur produite par la fermentation aérobie des matières organiques:
Figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'un appareil conforme à l'invention;
Figure 2 est une vue en coupe verticale,passant par l'axe de cet appareil.In any case, the invention will be clearly understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of nonlimiting example, an embodiment of this device for heat recovery produced by aerobic fermentation of organic matter:
Figure 1 is an overall perspective view of an apparatus according to the invention;
Figure 2 is a vertical sectional view, passing through the axis of this device.

L'appareil représenté comprend un noyau central 1 de forme générale torique, et d'axe vertical,possédant une enceinte annulaire étanche 2 délimitée par :une paroi cylindrique interne 3, une paroi latérale prisma tique externe 4, une paroi horizontale inférieure 5et une paroi horizontale supérieure 6. L'enceinte 2 est remplie d'un liquide constituant le circuit primaire, ce liquide étant surmonté d'un vide 7 permettant sa dilatation.La paroi supérieure 6 comporte une ouverture obturée par un bouchon de remplissage 8, tandis que la paroi inférieure 5 est munie d'un robinet de vidange 2
A l'intérieur de l'enceinte annulaire 2, noyé dans le liquide du circuit primaire, est disposé un serpentin 10 en matière bonne conductrice de la chaleur (cuivre) et constituant un élément du circuit secondaire.Les extrémités de ce serpentin 10 traversent la paroi inférieure 5 et comportent des raccords, auxquels sont connectés respectivement un conduit d'arrivée d'eau froide 11 et un conduit de départ d'eau chaude 12.The device shown comprises a central core 1 of generally toroidal shape, and of vertical axis, having a sealed annular enclosure 2 delimited by: an internal cylindrical wall 3, an external prismatic side wall 4, a lower horizontal wall 5 and a wall horizontal upper 6. The enclosure 2 is filled with a liquid constituting the primary circuit, this liquid being surmounted by a vacuum 7 allowing its expansion. The upper wall 6 has an opening closed by a filling plug 8, while the lower wall 5 is provided with a drain valve 2
Inside the annular enclosure 2, embedded in the liquid of the primary circuit, is disposed a coil 10 made of a material which is good conductor of heat (copper) and constituting an element of the secondary circuit. The ends of this coil 10 pass through the lower wall 5 and have connectors, to which are connected respectively a cold water inlet pipe 11 and a hot water outlet pipe 12.

Tout autour de la partie inférieure du noyau 1,sont disposées des grilles périphériques 17, se présentant comme des plaques trapézoidales inclinées qui prennent appui -du côté extérieur, sur le sol; -du côté intérieur,sur un cadre-support 14, constituant aussi le socle du noyau 1. All around the lower part of the core 1, are disposed peripheral grids 17, appearing as inclined trapezoidal plates which bear on the outside, on the ground; on the inner side, on a support frame 14, also constituting the base of the core 1.

Le nombre des plaques 13 correspond au nombre des faces de la paroi latérale prismatique 4 du noyau,de sorte que tous les éléments s'imbriquent exactement. The number of plates 13 corresponds to the number of faces of the prismatic side wall 4 of the core, so that all of the elements fit exactly together.

Ces plaques 13, ainsi que les parois du noyau I,sont réalisées en acier spécial et traité (grilles galvanisées), assurant une bonne protection.These plates 13, as well as the walls of the core I, are made of special and treated steel (galvanized grids), ensuring good protection.

Les matières organiques, telles que fumiers ou broussailles, à faire fermenter, forment un tas 15 qui surmonte à la fois le noyau 1 et les grilles 13,et dont une partie se trouve à l'intérieur de l'évidement central cylindrique du noyau 1. The organic matter, such as manure or brush, to be fermented, forms a pile 15 which surmounts both the core 1 and the grids 13, and part of which is located inside the central cylindrical recess of the core 1 .

Les grilles 13 ménagent un volume annulaire rempli d'air, au-dessous du tas de matières organiques 15. Un
conduit d'aération forcée 16 aboutit dans ce volume
rempli d'air. Un moyen de réglage du débit,tel que vanne, non représenté, est prévu sur le conduit 16,pour faire varier l'importance de la ventilation et,par con
séquent, régler la chaleur émise.The grids 13 provide an annular volume filled with air, below the heap of organic matter 15. A
forced ventilation duct 16 ends in this volume
filled with air. A means for adjusting the flow rate, such as a valve, not shown, is provided on the duct 16, to vary the amount of ventilation and, by con
sequent, regulate the heat emitted.

L'appareil précédemment décrit est utilisable notamment dans les exploitations agricoles;il peut être manipulé et déplacé sans peine à l'aide d'un tracteur. The device described above can be used in particular on farms; it can be easily manipulated and moved using a tractor.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à
la seule forme d'exécution de cet appareil pour la récupération et le stockage de la chaleur produite par la fermentation aérobie- des matières organiques,qui a
été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application comportant des dispositions équivalentes. C'est ainsi,notamment, que les plaques 13 pourraient être prévues en nombre différent, et que
leur structure de grille est variable,suivant la nature des matières utilisées,avec par exemple des barreaux parallèles relativement écartés pour du fumier, ou une réalisation en métal déployé fin pour les broussailles. It goes without saying that the invention is not limited to
the only embodiment of this device for the recovery and storage of the heat produced by aerobic fermentation of organic matter, which has
has been described above, by way of example; on the contrary, it embraces all of the variant embodiments and applications comprising equivalent provisions. Thus, in particular, that the plates 13 could be provided in different numbers, and that
their grid structure is variable, depending on the nature of the materials used, with for example parallel bars relatively spaced apart for manure, or an embodiment made of fine expanded metal for brushwood.

Claims

1.- Apparatus for recovering the heat produced by the aerobic fermentation of organic matter s piled up, in particular for the supply of hot water, characterized in that it essentially consists of a central core (1) of general toroidal shape, of vertical axis, delimiting a sealed annular enclosure (2), filled with a liquid and inside which is disposed a coil (10) connected to external conduits (11,12) and water outlet, the core (1) being surrounded, at its lower part, by peripheral grids (13) capable of partially supporting the heap of organic materials (15), providing a volume filled with air, part of said pile (15) being inside the cantal recess of the kernel (1).

2. - Apparatus according to claim 1, characterized in that the central core (1) has an external lateral wall (4) of prismatic shape, the peripheral perimeter grids (13) being constituted by removable trapezoidal plates, overlap each other and with the central core (1).

3.- Apparatus according to claim 2, characterized in that the removable plates constituting grids (13) have an inclined arrangement, and rest, on the inner side, on a support frame (14) constituting the base of the core (1).

4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that there is provided an air duct (16), terminating in the volume filled with air, located below the grids (13)

5.- Apparatus according to claim 4, characterized in that the ventilation duct (16) is associated with means creating a forced circulation of air.

6.- Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the ventilation duct (16) is associated with means for adjusting the air flow.