FR2575276A1 - Systeme de transfert de chaleur pour le sechage du tabac - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE TRANSFERT DE CHALEUR BASE SUR UNE TECHNOLOGIE DE REFRIGERATION ET EN PARTICULIER LA TECHNIQUE DE LA POMPE A CHALEUR. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UN EVAPORATEUR MULTIPLE 7, 8 ASSOCIE A UN CONDENSEUR 4 ET UN COMPRESSEUR 2, POUR ETABLIR UN SYSTEME FERME POUR UN GAZ DESTINE A DESHUMIDIFIER ET A CHAUFFER UN ECOULEMENT D'AIR CIRCULANT EGALEMENT EN UN CIRCUIT FERME A TRAVERS UNE MASSE 14 D'UN PRODUIT A SECHER, CET ECOULEMENT D'AIR ETANT POUSSE PAR UN VENTILATEUR 13, DIMENSIONNE DE MANIERE APPROPRIEE POUR FONCTIONNER A DES TEMPERATURES MOYENNES ET ELEVEES, LE COMPRESSEUR COMMUNIQUANT AVEC LE CONDENSEUR POUR PASSAGE DU GAZ REFRIGERANT, QUI SE CONDENSE ET SORT A UN ETAT LIQUIDE POUR ATTEINDRE L'EVAPORATEUR MULTIPLE, APRES SON PASSAGE A TRAVERS UNE SOUPAPE DE DILATATION 5 ET UNE SOUPAPE DE DISTRIBUTION A TROIS VOIES 6 DE FACON QUE LE GAZ SOIT DE NOUVEAU DIRIGE VERS LE COMPRESSEUR POUR AINSI FERMER LE CIRCUIT DU GAZ REFRIGERANT. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AU TRAITEMENT DU TABAC ET D'AUTRES PRODUITS DE L'AGRICULTURE.

Description

La présente invention se rapporte à un système de transfert de chaleur

pour le séchage du tabac. Ledit système est conçu pour son utilisation en tant que moyen de sèchage de certains produits de l'agriculture bien que sa destination spéciale soit pour le séchage du tabac et spécialement et en particulier pour le

séchage du tabac léger.

Les systèmes que l'on a utilisés pour le sèchage du tabac léger emploient des combustibles qui sont complétés de moyens appropriés de ventilation pour éliminer l'excès d'humidité par le renouvellement de l'air, de façon que le moyen de ventilation expulse l'air saturé d'humidité et absorbe l'air extérieur, le tout avec une haute perte d'énergie sous la forme de chaleur latente et sensible. La régulation du procédé est obtenue au moyen de thermostats qui agissent sur le brûleur de combustible, pour maintenir la température établie à l'avance. Le contrôle de l'humidité est obtenu en faisant fonctionner les vannes

respectives d'admission de l'air extérieur.

Cette forme de séchage du tabac léger, qui peut être considérée comme constituant l'un des états de la technique connue, nécessite un procédé complexe qui est subdivisé en trois stades de base: à la première phase, a lieu le "jaunissement" du tabac, avec une température maximum à sec de 28 C et une température humide de 36 C. Cette température doit être obtenue avec une augmentation de 1 C par heure. Dans cette phase de "jaunissement",

le tabac doit perdre 25% de son humidité.

A la seconde phase, a lieu "la fixation de la couleur et le séchage des feuilles". Dans cette phase, la chambre doit être maintenue à 54 C de température à sec et à 40 C de température humide, donc le tabac

doit perdre 45% de son humidité.

Dans la troisième phase, le "séchage des veines" a lieu, et la température doit être maintenue au-delà de 60 C dans un thermomètre sec et à 43 C dans un thermomètre humide. Dans cette phase, l'humidité en excès qui reste est éliminée, il reste donc 8% dans

le produit ou tabac.

Pour effectuer ces phases, on a indiqué que les

combustibles sont utilisés avec des moyens de ventilation.

Maintenant, en conséquence de l'augmentation du prix, cette dernière décade, des produits (pétrole) dont les combustibles sont obtenus, l'utilisation d'une technologie de réfrigération pour produire de ia chaleur est devenue profitable, du fait de l'économie obtenue

en recueillant l'énergie thermique de l'environnement.

Cela a conduit à l'apparition de nombreux moyens d'équipement et systèmes utilisant ou basés sur cette technologie qui sont appelés "pompes à chaleur" destinées

à la climatisation de locaux.

L'utilisation d'une pompe à chaleur conventionnelle pour le séchage du tabac permettrait d'obtenir une certaine économie d'énergie en récupérant la chaleur

éliminée par le renouvellement de l'air, mais l'équipe-

ment conçu, ou qui pourrait être conçu pour récupérer la chaleur dans une phase du procédé, serait inutile dans les autres phases, ce qui est la raison pour laquelle la technologie n'a pas été utilisée jusqu'à

maintenant pour le séchage du tabac.

Néanmoins, après de nombreuses expériences et essais, les demandeurs de la présente invention ont conçu et étudié un système basé sur cette technologie mais sous une forme très différente de celle définissant une pompe à chaleur conventionnelle, par le fait que le système de transfert de chaleur de l'invention destiné fondamentalement au séchage du tabac et d'autres produits de l'agriculture, utilise un évaporateur multiple qui permet de faire varier la capacité de déshumidification et de contribution de l'énergie calorifique, selon les nécessités-requises par le produit, et sans requérir

d'énergie complèmentaire.

L'évaporateur multiple ci-dessus mentionné est complété d'un condenseur et d'un compresseur pour déterminer un circuit fermé pour un gaz qui déshumidifie et chauffe l'air en circulation dans un circuit fermé à travers une masse d'un produit ou tabac, poussé pour une unité de ventilation. De cette manière, l'humidité

est extraite du produit par recirculation d'une masse-

d'air à travers l'ensemble qui constitue le système, le tout sans nécessiter le renouvellement de l'air et

en formant un circuit fermé entre la chambre de durcisse-

ment et le système en question.

En effet, le système emploie la capacité de déshumidification de l'évaporateur et l'air humide se refroidit, condensant l'eau lors de son passage à travers la batterie d'évaporateur. Toute l'énergie perdue dans l'évaporateur est recueillie de nouveau par le condenseur avec une augmentation dérivée de la

consommation du compresseur.

En résumé, le fonctionnement du système de l'invention est basée sur un cycle fermé o l'air du séchoir est toujours le même et l'humidité est éliminée par condensation de l'eau, tandis que dans l'usage conventionnel ayant pour origine les pompes à chaleur, le circuit serait, un circuit ouvert ou la déshumidification a lieu par l'expulsion de l'air saturé, l'introduction de l'air extérieur qui monte en température dans le condenseur. Dans ce cas l'évaporateur serait un collecteur d'énergie qui récupérerait la chaleur de l'air

renouvelé, ou recueillerait l'énergie de l'environnement externe.

Le procédé complexe du séchage du tabac léger nécessite un fonctionnement variable du système avec différentes nécessités de chaleur et de déshumidification pour chaque stade, ce qui nécessite une conception spéciale du système afin de pouvoir faire varier la capacité du refroidissement de l'évaporateur et la capacité de contribution de chaleur du condenseur. Le système de l'invention, dans un circuit fermé et avec un évaporateur multiple, permet de résoudre les problèmes posés par le procédé de durcissement du tabac léger, en obtenant: -une meilleure qualité du tabac, en le maintenant dans une chambre fermée et avec un contrôle plus précis

de la température et de l'humidité.

-une économie considérable de combustible car un séchoir conventionnel consommerait 0,8 kWh et 0,9 1/h de gaz oil C par kilogramme du tabac séché obtenu, tandis que le système de transfert décrit ne consommera

que 2kWh.

-une plus grande facilité d'installation, car les raccords de combustible n'existent pas, et un moindre

entretien.

Par conséquent, par-le système de-l'invention, le tabac peut être séché en un procédé très complexe, sans aucun type de support et indépendamment des conditions météorologiques, donc ce système sera indubitablement capable d'effectuer le séchage de tout autre produit

de l'agriculture.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lequel: la figure unique montre une vue schématique de

l'ensemble des pièces formant le système selon l'invention.

Le système, selon la figure, est intégré dans une enveloppe générale 1 formée en une tôle avec isolement pour empêcher la condensation, l'ensemble du système comprenant un compresseur 2 et supporté sur des blocs silencieux et isolé par un boitier acoustique approprié. Ce compresseur 2 comprimera un gaz réfrigérant, par exemple du "Fréon" qui circule vers le bas le long d'une gaine en cuivre 3 pour passer d'abord à travers la batterie de condenseur ou le condenseur lui-même 4, celui-ci étant constitué d'un serpentin de cuivre avec des ailettes o le gaz, refroidi par le passage de l'air, se condense. Une soupape de dilatation 5 règle le passage du fluide réfrigérant à l'état liquide qui, sa compression étant réduite, est distribué par une soupape à trois voies 6 vers les batteries d'évaporateur 7 et 8, o à lieu l'évaporation, absorbant la chaleur de l'air de retour, et le compresseur 2 aspire le gaz fermant

le circuit par la gaine.

Le retour ci-dessus mentionné de l'air d'o la chaleur est absorbée, se produit à travers l'ouverture tandis que l'entrée de l'air extérieur est celle indiquée en 11 et la sortie vers l'extérieur celle indiquée

en 12.

Au sommet est prévu une unité formant ventilateur pourvuede ventilateurs 13 dimensionnée pour fonctionner à des températures moyennes-élevées qui aspire l'air de la chambre o la masse de tabac est abritée en 14.Cet air, lors de son passage à travers la batterie d'évaporateur 7, se refroidit et une partie de l'humidité se condense et est attrapée par le

plateau de condensation 15 et extraite vers l'extérieur.

L'air saturé froid est poussé à travers le condenseur 4, élevant sa température et réduisant son humidité relative pour passer ultérieurement à travers la partie inférieure ou bouche 16 vers la chambre du tabac, de façon que lors du passage à travers la masse du tabac 14, il absorbe l'humidité de celle-ci et retourne au sommet, à travers l'ouverture 10 vers le système, fermant ainsi le circuit. La régulation du procédé de séchage est obtenue par des sondes thermiques 17, qui mesurent les températures à l'état sec et à l'état humide et par un programmeur 18, elles règlent la soupape à trois voies 6 pour obtenir une variation de l'évaporation de façon que l'évaporation se produise dans la batterie externe-8, en recueillant l'énergie extérieure ou dans la batterie interne 7 produisant

une déshumidification de-l'air dans la chambre du tabac.

Par cette régulation proportionnelle, il est possible de maintenir l'humidité au point fixé et de produire la

chaleur nécessaire.

En utilisant ce système, le tabac et tout type de produit de l'agriculture peut être séché, et il a la capacité de suivre tout type de séchage, indépendamment des conditions météorologiques, et a également la capacité de régler la température et l'humidité de manière autonome, le tout formant du système un moyen que l'on peut utiliser sous la forme la plus efficace et profitable pour le sèchage du tabac léger, d'autres types de tabac et

même d'autres produits de l'agriculture.

R EV E N D I C A T I ON S

1. Système de transfert de chaleur pour le sechage du tabac, du type conçu pour une application

de préférence pour le sûchage du tabac léger, mais-

également pour le séchage de tout autre type de produit de l'agriculture, basé sur la technologie de réfrigération et en particulier la technique de pompe à chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend un évaporateur multiple (7,8) fonctionnellement associé à un condenseur (4) et un compresseur (2), pour établir un système fermé pour

un gaz destiné à déshumidifier et à chauffer un écoule-

ment d'air également en circulation dans un circuit fermé à travers une masse (14) du produit que l'on souhaité sécher, ledit écoulement d'air étant poussé par une unité formant ventilateur (13), dimensionnée de manière appropriée pour fonctionner à des températures moyennes élevées; et en ce que le compresseur communiquent avec le condenseur pour faire passer à travers ce dernier le gaz réfrigérant, qui se condense et sort dans un état liquide pour atteindre l'évaporateur multiple, après son passage préalable à travers une soupape de dilatation (5) et une soupape de distribution à trois voies (6), de manière que ledit gaz après passage à travers l'évaporateur multiple soit de nouveau dirigé vers le compresseur, formant ainsi le circuit fermé

de circulation du gaz réfrigérant.

2. Système selon la revendication 1 caractérisé - en ce qu'il comprend également un programmeur (18) contr6ôlé par une paire de sondes thermiques et d'humidité (17), destiné à régler la soupape à trois voies pour obtenir une variation d'évaporation, selon l'état dans lequel se trouve la chambre, o est placée le produit, par rapport à des paramètres de température et d'humidité

relatifs, fixés à l'avance.

3. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'évaporateur multiple précité est formé par une batterie d'évaporation externe, o l'évaporation a lieu par récupération d'énergie externe et par une batterie d'évaporation interne, o l'évaporation produit. une déshumidification de l'air de la chambre du produit à sécher; et en ce que les batteries d'évaporation externe permettent de dissiper le froid dans certaines phases

de durcissement, selon l'ordre-donné par le programme.

4. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les ventilateurs sont du type axial et sont montés entre l'évaporateur multiple et le condenseur, avec un plateau de condensation (15) pour recueillir

l'humidité condensée sur la batterie interne d'évaporation.