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Procédé de traitement de produits par de l'air, dispositif de
traitement de produits et produits ainsi traités.
La présente invention concerne un procédé de traitement de
produits par de l'air afin de permettre notamment leur conservation, leur
s stockage et leur utilisation. Elle concerne aussi un dispositif de
traitement de tels produits et les produits obtenus par le procédé de
traitement.
Dans le domaine de l'alimentation du bétail, on sait depuis la nuit
des temps préparer du fourrage à l'aide de diverses plantes fourragères
1o que l'on cultivait à cette fin. Les plantes à maturité étaient récoltées
lors
de la fenaison et transférées dans des granges afin d'y sécher à l'air
libre lors des derniers jours d'été. Convenablement séché, le fourrage se
conserve pendant toute la saison au cours de laquelle les prés ne
fournissent plus assez d'herbes et de graminées pour permettre d'élever
1s du bétail. Mais les techniques de séchage utilisent une source de
chaleur (soleil ou chaudière) pour le séchage du foin pour favoriser
l'évaporation de l'eau qu'il contient. Or, le chauffage entraîne une perte
de qualité des fourrages et plus généralement des produits traités, et le
coût en énergie est assez souvent trop élevé.
2o Avec l'industrialisation plus récente de l'agriculture en général et
sous contrainte d'impératifs d'origine économique au sens le plus large,
ce mode d'alimentation a été concurrencé et souvent a été complètement
remplacé par l'utilisation d'aliments de remplacement comme les
aliments sous forme de granulés et surtout de farines animales qui se
2s sont révélées catastrophiques tant pour les effets sur le bétail que sur la
santé publique.
Cependant, la réutilisation des techniques ancestrales de
traitement des fourrages n'est plus envisageable.
Par ailleurs, de très nombreuses activités agricoles sont traitées
so par des industriels notamment pour le conditionnement des grains
(récoltes céréalières) dans des silos notamment qui leur permettent de
conserver les récoltes achetées aux agriculteurs avant de les revendre à
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des périodes de cours élevés. Or, cette plus-value économique n'est
justifiée que par les moyens de traitement que ces industriels de
l'agriculture mettent en oeuvre.
II résulte de ce qui précède qu'il existe un besoin pour traiter les
s récoltes de sorte qu'elles soient réutilisables plus tard dans chaque
exploitation agricole ou plus généralement dans l'industrie utilisant les
produits agricoles traités.
A cette fin, l'invention concerne un procédé de traitement de
produits par de l'air traité au moyen d'une machine thermodynamique de
1o traitement qui consiste
- à calculer le régime de fonctionnement de la machine
thermodynamique de traitement défini par un ensemble de valeurs
prédéterminées de paramètres de fonctionnement comprenant
* l'état de marche de moto ventilateurs entraînant l'air à traiter
1s par la machine de traitement ;
* l'état d'ouverture de registres d'accès de l'air à traiter par la
machine de traitement ;
* l'état de marche du ou des compresseurs de la machine de
traitement ;
20 * l'état de commutation d'une vanne d'inversion inversant le
fonctionnement de la machine thermodynamique de traitement ;
* la masse des produits à traiter ;
* une masse d'eau Qthéo à extraire par unité de temps, ladite
masse Qthéo étant déterminée par
2s + la nature des produits à traiter ;
+ la durée de traitement souhaitée ;
pour un objectif de traitement déterminé par une combinaison d'au
moins
* un critère de qualité de traitement mesuré sur les produits
3o comme le taux en matière sèche ;
* une durée de traitement ;
* une consommation électrique de la machine de traitement ;
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* un coût économique ;
- à charger dans un réceptacle au moins partiellement clos une
charge de produits à traiter ;
- à prélever au plus une fraction de l'air issu de la charge de
s produits et, le cas échéant, à le mélanger avec de l'air extérieur ;
à contrôler le débit, la température et/ou le taux de vapeur
saturante de l'air traité de façon à produire un flux d'air traité, de
sorte que soit appliqué un traitement de déshumidification,
d'humidification, de chauffage et/ou de rafraîchissement de l'air de
1o traitement ; et
- à réinjecter au moins une partie du flux d'air traité dans la charge ;
et à appliquer le traitement au moins tant que l'objectif de traitement
n'est pas atteint pour au moins un ensemble de valeurs prédéterminées
des paramètres de fonctionnement.
is L'invention concerne aussi un dispositif de traitement de produits
mettant en oeuvre le procédé de l'invention.
L'invention concerne aussi des produits traités par le dispositif de
l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
2o seront mieux comprises à l'aide de la description et des dessins
annexées qui sont
- la figure 1 : un schéma bloc d'une partie essentielle du dispositif de
l'invention ;
la figure 2 : un schéma bloc d'un mode de réalisation d'un dispositif de
2s traitement mettant en oeuvre le procédé de l'invention ;
- la figure 3 : un diagramme représentatif de la succession des états
thermodynamiques d'un dispositif fonctionnant selon le procédé de
l'invention ;
- la figure 4 : un schéma bloc d'une partie du dispositif de l'invention.
3o La figure 1 représente un schéma bloc d'une partie essentielle du
dispositif de l'invention dans un mode de réalisation. Cette partie
essentielle comporte une machine thermodynamique de traitement de
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l'air. Celle-ci comporte, dans une armoire étanche 1, une pluralité de
compartiments 2-5 dans lequel de l'air à traiter circule entre deux portes
d'accès 6 et 12. La machine de traitement de l'air du dispositif de
l'invention fonctionne avec des flux d'air pouvant aller
s - de la porte 6 à la porte 12 ;
- de la porte 12 à la porte 6 ; et
- dans les deux sens entre les portes 6 et 12.
L'armoire étanche 1 comporte aussi une succession de registres
13-16 qui permettent à l'aide de diaphragmes à volets, par exemple
1o chaque registre étant mobilisé par un actionneur (non représenté)
commandable depuis un automate central (non représenté à la figure 1 ),
de régler l'introduction ou l'expulsion d'air extérieur ou ambiant, ou
encore de l'air venant d'un réceptacle contenant des produits à traiter,
comme des produits agricoles, comme du grain ou des fourrages. Les
1s registres 13-16 permettent aussi de régler les débits d'air et les
pressions dans la machine de traitement.
Les deux compartiments extrêmes 2 et 5 comportent
respectivement un dispositif évapocondenseur 7 et un dispositif
évapocondenseur 11. Dans la cloison séparant le compartiment 7 dans
20 lequel a été disposé l'évapocondenseur 7, et l'autre compartiment
intérieur (ici référencé 3), on a monté la batterie 8 de l'évapocondenseur
7. Dans la cloison séparant le compartiment 5 dans lequel a été disposé
l'évapocondenseur 11, et l'autre compartiment intérieur (ici référencé 4),
on a monté la batterie 10 de l'évapocondenseur 12.
2s Chaque évapocondenseur coopère avec un moto ventilateur
composé d'un ventilateur centrifuge et d'un moteur électrique dont le
fonctionnement est commandé par un automate central (non représenté
à la figure 1 ). L'évapocondenseur comporte aussi une batterie d'échange
thermique avec l'air en cours de traitement. Chaque batterie est donc
so constituée par un serpentin dans lequel circule un fluide caloporteur et
sur lequel l'air en cours de traitement circule. Selon que
l'évapocondenseur travaille comme évaporateur ou comme condenseur,
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la batterie est ou plus chaude que !'air en cours de traitement ou plus
froide que l'air en cours de traitement. Ainsi qu'on le verra à l'aide de la
figure 4, ces deux batteries composées avec un échangeur de chaleur
sont reliées entre elles et avec d'autres composants par un circuit
s fluidique parcouru par un fluide caloporteur de sorte que le flux d'air qui
traverse chacun des échangeurs échange de l'énergie thermique avec le
circuit fluidique.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'armoire 1 comporte
aussi une cloison séparant les deux compartiments centraux 3 et 4. La
io cloison séparant ces deux compartiments centraux est munie d'un
registre, dit registre C, comportant un diaphragme à volets, télé-opérable
par un actionneur {non représenté à la figure 1 ) et qui est manoeuvré
sous la commande de l'automate central précité {non représenté à la
figure 1 ).
1s Dans ce mode de réalisation, les compartiments centraux sont
munis d'au moins un registre 14 et préférentiellement de deux registres
14 et 15, comportant chacun un diagramme à volets télé opérable par un
actionneur (non représenté à la figure 1 ) et qui est manoeuvré sous la
commande de l'automate central précité (non représenté à la figure 1 ).
2o Dans ce qui suit, chaque registre du dispositif de traitement de
l'invention est désigné par
"A" registre 13 sur le compartiment 2 du moto ventilateur 7 ;
"B" registre 14 sur le compartiment 3 supportant la batterie du premier
évapocondenseur8;
2s "C" registre 9 entre les deux compartiments centraux 3 et 4 ;
"D" registre 14 sur le compartiment 4 supportant la batterie du second
évapocondenseur10;
"E" registre 15 sur le compartiment 5 du moto ventilateur 11.
Pour contrôler le fonctionnement du dispositif de la figure 1, on a
so représenté à la Figure 2, l'ensemble du dispositif de mise en oeuvre du
procédé de l'invention. A la Figure 2, un réceptacle ou volume de
traitement 20 est chargé dans une zone basse P d'une quantité
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prëdéterminée de produits agricoles à traiter. Une partie haute A est
ménagée dans le volume clos de traitement 20 dans laquelle circule un
mélange d'air issu de la machine thermodynamique de traitement 21 et
de l'air issu de la masse des produits agricoles à traiter P. Un tel volume
s clos 20 de traitement peut être un séchoir de récoltes.
L'atmosphère du volume clos 20 est communiqué à la machine
thermodynamique de traitement par deux canalisations d'air à traiter 23
et d'air de traitement 24. Selon le traitement appliqué d'après le procédé
de l'invention qui sera décrit plus loin, l'une ou l'autre des deux
1o canalisations 23 et 24 est connectée
- àlaporte6etàlaporte12;
- à la porte 12 ou à la porte 6 ; ou
- dans les deux sens aux portes 6 et 12.
Dans un mode de réalisation, la canalisation 23 de recyclage est
1s supprimée et la porte 6 de l'armoire étanche 1 est directement alimentée
en air extérieur. Dans ce cas, la machine de traitement 1 souffle de l'air
de traitement issu de la porte 12 à travers la canalisation 24 et de l'air
extérieur est aspiré par la porte 6.
La machine 21 thermodynamique de traitement de l'air et ses
2o registres A, B, D et E peut aussi être connectée à l'air extérieur par une
canalisation 29 qui, dans le mode de réalisation .de la figure 2, permet
d'alimenter chacun des quatre registres. Dans un autre mode de
réalisation, seuls certains des registres sont connectés à la canalisation
29. Dans un autre mode de réalisation, certains des registres sont
2s connectés de manière indépendante à l'air extérieur par sa propre
canalisation 29.
La machine 21 thermodynamique de traitement de l'air et ses
registres A, B, D et E peut aussi être connectée au volume clos 20 par
une canalisation 29' qui, dans le mode de réalisation de la figure 2,
3o permet à chacun des quatre registres d'échanger des flux d'air avec le
volume clos. Dans un autre mode de réalisation, seuls certains des
registres sont connectés à la canalisation 29'. Dans un autre mode de
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réalisation, certains des registres sont connectés de manière
indépendante au volume clos 20 par sa propre canalisation 29'.
Quand un registre A, B, D ou E est connecté à la fois à une
canalisation 29 à l'air extérieur et à une canalisation 29' avec le volume
s clos 20, il peut comporter deux diaphragmes à volet distincts avec leur
propre actionneur commandé de manière indépendante par l'automate
central 22 qui est un automate programmable du commerce.
La connexion des canalisations principales 23 et 24 et de
registres 29' au volume clos peut se faire selon au moins deux modes.
1o Dans un premier mode, les flux d'air de traitement issus de la machine
de traitement 21 traversent l'épaisseur des produits à traiter. De ce fait,
les connexions de canalisation de soufflage d'air de traitement et les
connexions de canalisation d'aspiration d'air à traiter sont disposées de
part et d'autre du produit P à traiter, chacun en un ou plusieurs points
1s selon les circonstances de traitement. Dans un second mode, le produit
à traiter P est baigné par sa propre atmosphère dans le volume clos 20
et le traitement de l'invention est appliqué sur cette atmosphère. Les
connexions des canalisations principales 23 et 24, et 29' de registres
sont disposées alors en opposition dans l'atmosphère qui baigne le
2o produit à traiter.
Ainsi qu'on le verra plus loin, une canalisation 29' connectée à un
registre déterminé A, B, D ou E peut être connectée, non pas au volume
clos 20 mais à un module de récupération d'énergie.
Le dispositif de l'invention comporte aussi deux ou trois capteurs
2s pour déterminer la quantité de vapeur d'eau dans l'air qui traverse la
machine thermodynamique. Ces capteurs mesurent respectivement
Q1 : la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air issu d'au moins un
volume clos 20 dans lequel se trouvent les produits agricoles P à traiter ;
Q2 : la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air extérieur à la fois au
3o volume clos 20 dans lequel se trouvent les produits agricoles P à traiter
et à la machine thermodynamique 21 dans laquelle sont disposés les
compartiments de traitement de l'air décrits à l'aide de la figure 1 ;
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_$_
Q3 : la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air issu de la sortie de
traitement par la porte 6 ou 12 selon le sens de fonctionnement de la
machine thermodynamique 21.
Dans le mode de réalisation dans lequel la canalisation 23 est
s absente, il est inutile de disposer d'un capteur Q1 pour mesurer la
teneur en eau dans l'air qui se trouve en sortie du volume clos 20.
Les trois capteurs des quantités d'eau dans l'air Q1 à Q3
disposent de bornes de sortie sur lesquelles s'établissent des signaux
électriques dont la tension est représentative de la mesure instantanée
io de la quantité d'eau dans l'air à laquelle elles se rapportent. Ces signaux
sont transmis par des moyens convenables à des bornes d'entrée de
signaux de mesure des quantités d'eau dans l'air pour régler le
fonctionnement du dispositif de l'invention, bornes qui sont disposées
sur l'automate de commande précité 22.
1s L'automate de commande 22 comporte un module de traitement
26 des signaux de mesure Q1 à Q3 dont les sorties sont communiquées
à un processeur central 27 sur lequel s'exécute un programme de
commande de sorte que soit mis en oeuvre le procédé de l'invention. Le
- processeur 27 active en fonction du procédé de l'invention u-n en-semble
20 28 de modules qui produisent des signaux de commande qui sont
respectivement
- un module de commande d'actionneur associé à chaque registre A à
E et qui configure un paramètre de commande de l'état d'ouverture ou de
fermeture, proportionnel ou en tout ou rien selon les circonstances ;
2s - un module de commande de moto ventilateur 7, 11 associé à chaque
évapocondenseur et qui configure un paramètre de commande de l'état
de fonctionnement du moteur, proportionnel ou, préférentiellement, en
tout ou rien selon les circonstances;
- un module de commande associé à chaque composant télé opérable
so du circuit fluidique qui constitue la machine thermodynamique de
traitement de l'air qui relie les batteries 8 et 10 dont l'une travaille en
évaporateur et l'autre en condenseur et qui seront décrites plus loin.
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L'ensemble 28 des modules de commande de l'automate
programmable 22 est connecté électriquement à une armoire 25
d'alimentation électrique de sorte que la gestion de la consommation
électrique puisse être traitée directement par le programme exécuté par
s le processeur 27. Les critères de gestion de la consommation électrique
tiennent compte de la source d'approvisionnement en électricité,
notamment des classes de tarif en fonction de l'heure ou plus
généralement de la date de sorte qu'en fonction du rendement
économique attendu du traitement des produits agricoles, les paramètres
1o de fonctionnement pour commander la machine de traitement de l'air
soient déterminés pour atteindre les objectifs de traitement déterminés
en fonction de valeurs prédéterminées des quantité Q1 à Q3 d'eau dans
l'air au cours de la durée de traitement fixée.
Dans un mode de réalisation, l'automate de commande 22
1s comporte aussi un moyen de télésurveillance T1, T2 qui comporte
principalement
- un module T1 à proximité de l'automate qui comporte un circuit
pour détecter des valeurs de paramètres de fonctionnement de la
machine et notammen Les mesures Q1 à Q3 des masses d'eau dans
2b l'air, l'état de fonctionnement des ventilateurs et des compresseurs de la
machine thermodynamique, l'état d'ouverture des registres, la
consommation électrique, etc., un circuit pour détecter les valeurs
d'alarme des valeurs détectées sur les paramètres de fonctionnement,
au moins une valeur d'alarme est atteinte, un circuit pour transmettre un
2s ensemble des valeurs instantanées et/ou un historique de cet ensemble
sur une période prédéterminée, un circuit pour recevoir des valeurs de
paramètres de commandes et des valeurs de consignes remises à jour
de sorte que le fonctionnement du dispositif soit changé ;
- un module T2 disposé à distance et qui comporte un circuit pour
3o recevoir les données issues du module T1 et notamment un signal
d'alarme, et un historique des valeurs et paramètres de fonctionnement
de la machine, un circuit pour déterminer en fonction des valeurs reçues
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des paramètres de fonctionnement de la machine de nouvelles valeurs
de consigne et/ou de commande des paramètres de fonctionnement de la
machine,
- une liaison spécialisée entre les modules T1, T2.
s Avec ce moyen de télésurveillance, il est possible que la machine
puisse étre ainsi adaptée en fonction de circonstances accidentelles
signalées par les alarmes.
Dans un mode de réalisation, l'automate de commande 22
comporte aussi un moyen pour détecter une situation de formation de
1o givre sur une batterie froide de l'un des deux évapocondenseurs de la
machine thermodynamique. La batterie susceptible de voir la formation
de givre obtenu par accumulation de l'eau sous forme solide extraite de
l'air en cours de traitement, comporte un capteur de température qui
détecte que la batterie froide atteint une température proche de la
1s température de formation du givre soit de 0 à 4 degrés Gelsius.
L'automate 22, détectant cette température de consigne, produit un
signal de commande à destination de la machine thermodynamique pour
inverser fonctionnement de la machine thermodynamique de façon à la
faire passer dans un mode de chauffage de son fluide caloporteur -
2o pendant une période prédéterminée ou jusqu'à ce que la température de
la batterie froide remonte à une valeur prédéterminée assurant la
disparition du givre, ainsi qu'il sera décrit plus loin à l'aide de la figure
4.
Dans un mode de réalisation, un capteur de pression est disposé
dans la canalisation d'accès à chaque batterie des évapocondenseurs du
2s côté par lequel le fluide caloporteur sera à l'état gazeux lorsque
l'évapocondenseur considéré risque de subir la formation de givre.
L'automate central 22 est connecté à chaque capteur de pression et
comporte un estimateur de situation de givrage qui exécute le calcul
d'une situation de givre en calculant une fonction dépendant du débit
3o d'air et de la valeur représentative de la pression du fluide caloporteur.
Les valeurs de sortie produite par l'estimateur de situation de givrage,
préférentiellement "0" s'il n'y a pas de risque de givre et "1" s'il y a
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situation de givrage sont enregistrées dans une table de valeurs de
givrage et la valeur de sortie est transmise comme signal de commande
à destination de la machine thermodynamique pour inverser
fonctionnement de la machine thermodynamique, comme il a été vu ci
s dessus.
On remarque de ce qui précède que la machine thermodynamique
de traitement de l'air échangé avec le volume clos de produits agricoles
comme un séchoir peut travailler selon plusieurs modes de
fonctionnement et particulièrement
Io - dans un mode de séchage dans lequel l'air issu de la partie haute
du volume clos est apporté principalement par la porte 6 au
évapocondenseur 7 et est extrait de la machine de traitement par la
porte 12 de sorte que l'air soit séché par extraction de la vapeur d'eau
contenue dans l'air prélevé dans le volume clos 20 par refroidissement ;
1s - dans un mode de chauffage dans lequel l'air prélevé dans le volume
clos est chauffé par l'évapocondenseur 10-11 de sorte que la
température de l'air soufflé dans le volume clos 20 soit réchauffé ;
- dans un mode de refroidissement ou de climatisation.
Ces trois modes de fonctionnement seront mieux compris à l'aide
2o de la description qui va suivre.
Au préalable, il faut noter que la machine thermodynamique de
traitement disposée dans les compartiments de l'armoire étanche 1 de la
figure 1, comporte en plus des parties déjà décrites
- un moteur électrique pour entraîner un ventilateur de
2s l'évapocondenseur 7;
- un moteur électrique pour entraîner un ventilateur de
l'évapocondenseur 11;
- un moteur électrique d'un compresseur (non représenté) qui permet
de faire circuler du fluide caloporteur dans les canalisations qui relient
30 les batteries 8 associée à l'évapocondenseur 7 et 10 associée à
l'évapocondenseur 11 ;
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- une pluralité de relais électromagnétiques de commande de
diverses vannes qui sont représentée au circuit de la figure 4.
Les alimentations électriques sont fournies ou commandées par
des bornes de sortie convenables de l'ensemble 28 de modules de
s commande de l'automate 22 selon l'exécution du programme exécuté par
le processeur 27.
A la figure 3, on a représenté un diagramme d'état
thermodynamique de la masse d'air traité dans la machine
thermodynamique selon le procédé de l'invention.
1o Les axes 37 et 38 représentent la mesure respectivement de la
température de l'air et de la masse d'eau contenue dans l'air par unité
de volume. Les deux courbes 30 et 31 représentent les états
thermodynamiques à taux d'humidité constante pour deux valeurs
différentes, et particulièrement la courbe 30 qui correspond au point de
Is saturation. La masse d'eau contenue dans l'air dans le réceptacle 20 est
par exemple de 18 grammes par kilogramme d'air à 35°C au point de
départ Dep du cycle de traitement. Lors de l'étape 32, on réalise une
évaporation de la masse d'eau dans l'air à puissance donnée.
Puis, l'air subit un refroidissement lors de l'étape 33 en cédant
2o une masse d'eau qui peut atteindre plusieurs grammes d'eau par
kilogramme d'air. La masse d'eau liquide produite lors du
refroidissement 33 est déterminée par la différence de hauteur sur le
diagramme entre les droites horizontales 32 et 34.
Puis, on réalise une étape de condensation du fluide frigorigène
2s par passage de la masse d'air sur le condenseur qui travaille à
puissance constante déterminée puis, en poursuivant à masse d'eau
constante, on réalise un réchauffement 35 de la masse d'air sur la
batterie chaude de l'évaporateur. Enfin, le flux d'air traité et donc sec se
refroidit en se rechargeant d'eau au contact de la masse de produits
so agricoles P dans le réceptacle 20 pour fermer le cycle.
L'automate réalise une détection de la quantité de masse d'eau
contenue dans l'air de sorte que la hauteur du cycle 32 - 36 tend à se
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réduire de hauteur, ainsi qu'il est représenté par les traits en tirets et les
deux flèches au dessin de la Figure 3, jusqu'à tendre à la limite vers une
masse d'eau limite Qthéo à partir de laquelle on peut arrêter le
traitement.
s On a représenté aussi une zone de présence de givre ZG autour
de la température de givrage comme 0°C. Quand la machine
thermodynamique atteint une telle zone définie par un gradient de
températures de part et d'autre de la droite verticale à 0°C, un
processus
de dégivrage est lancé qui sera décrit plus loin.
1o A la figure 4, on a représenté le circuit de fluide traversant les
batteries froides 6 de l'évapocondenseur 7 et chaude 10 de
l'évapocondenseur 11 de la machine de la figure 1. Ainsi qu'il est
représenté, le circuit fluidique comporte
- des clapets anti retour 45, 46 ;
1s - des vannes électromécaniques 52, 53 qui déterminent un sens unique
de circulation (graphiquement représentées dans le sens de la pointe
de leur dessin) et qui sont commandées électriquement par des
modules de sortie convenables de l'automate central (22 ; Figure 2) ;
- des détendeurs 47 et 55 ; - - - -
20 - une vanne d'inversion 58 ;
- un compresseur 55 connecté sur une entrée 60 de la vanne
d'inversion 58 et dont l'état de marche est commandée électriquement
par un module de sortie convenable de l'automate centrai (22 ; Figure
2).
2s Selon le fonctionnement en mode de chauffage ou dégivrage en
mode de déshumidification ou en mode de climatisation, le sens de
circulation du fluide change ainsi qu'il va être expliqué.
L'évapocondenseur 40 comporte une première canalisation 48
connectée dans les deux sens de circulation par une canalisation 44
so comportant un clapet anti retour 45 intermédiaire à la canalisation
d'entrée 42 de l'évapocondenseur 41. Une canalisation 43 comporte un
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clapet anti retour 46 et un détendeur 47 de sorte que le fluide puisse
circuler de l'évapocondenseur 41 vers l'évapocondenseur 40.
L'évapocondenseur 40 comporte une seconde canalisation
d'accès 49 qui est connectée par une canalisation 51 et une vanne
s électromécanique 52 reliée à une première canalisation d'entrée 60
d'une vanne "trois voies" 58.
Une seconde canalisation d'entrée 59 de la vanne "trois voies" 58
est connectée à la canalisation d'accès 61 de l'ëvapocondenseur4l.
Enfin la seconde canalisation d'accès 49 de l'évapocondenseur 41
1o est aussi connectée par une canalisation 50 par l'intermédiaire d'une
vanne électromécanique 11 une canalisation d'entrée 50 de la vanne
"trois voies" 58. La sortie 56 de la vanne « trois voies » 58 est elle
raccordée sur la canalisation 49 de l'évapocondenseur 40. On remarque
que entre les secondes canalisations d'accès respectivement 49 sur
zs l'évapocondenseur 40 et 61 sur l'évapocondenseur 41, on a réalisé une
vanne d'inversion 56 - 59 à l'aide de la vanne "trois voies" 58.
Grâce à la vanne d'inversion 58, le circuit fluidique fonctionne
selon deux modes, un mode de chauffage et un mode de refroidissement
ou de climatisation. De la sorte, ainsi qu'il sera décrit ci-après,
2o évaporateur et condenseur échangent leurs fonctions.
Dans le mode de chauffage, le fluide circule principalement par la
canalisation 43 de la première canalisation 48, traverse un clapet anti
retour 46 et un détendeur 47 et arrive sur l'évapocondenseur 40 qui
travaille alors en évaporateur par la canalisation 48. Puis, le fluide étant
2s évaporë au travers de l'évaporateur 40, ressort par la canalisation 49 et
51, traverse la vanne électromagnétique 52, entre dans la vanne "trois
voies" 58 par la canalisation d'accès 60, ressort par la deuxième
canalisation 59 pour arriver par l'intermédiaire de la canalisation 61 sur
l'évapocondenseur 41 qui travaille dans ce cas en condenseur. Le fluide
3o frigorigène se condense dans l'état gazeux par la canalisation 61 pour
aller jusqu'à l'entrée 60 de la vanne "trois voies" 58 par l'intermédiaire
de la canalisation 50.
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Le fluide frigorigène ressort de la vanne 3 voies 58 par la
canalisation 56 et entre dans l'évapocondenseur 40 qui fonctionne alors
en condenseur par l'intermédiaire de la canalisation 49, il traverse
l'évapo condenseur 40, se condense pour refermer le cycle et arriver sur
s la canalisation 48.
La vanne "trois voies" 58 comporte des moyens de commande
électrique pour fonctionner ou bien avec sa première canalisation
d'entrée 60 ouverte ou bien avec sa seconde canalisation d'entrée 59
ouverte. Les signaux de commande sont produits selon le programme
1o exécuté par le processeur 27 au moyen de l'ensemble de modules de
commande 28 de l'automate programmable 22 du dispositif représenté à
la figure 2.
Dans un mode de réalisation, l'évaporateur 40 et le condenseur
41 travaillent à puissance constante en tout ou rien. II en ressort que les
1s moteurs des ventilateurs qui leur sont associés fonctionnent lorsqu'ils
sont alimentés, ou ne fonctionnent pas lorsque pour exécuter une
régulation du cycle thermodynamique de traitement de l'air le programme
exécuté par l'automate programmable décide en fonction de critères
prédéterminés de fonctionnement et en fonction de critères
2o prédéterminés de consommation électrique la marche ou l'arrêt de ces
derniers.
Dans le tableau qui suit en deux parties, on a représenté l'état de
commande de chacun des organes principaux du dispositif de l'invention
25 mode Condenseur vaporateur A B
chauffage M M F O
{PaC)
dshumidificat.M A F F
climatiseur M M F O
Dgivrage M M F O
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mode C D E VI
chauffage F 0 F non alimente
(PaC)
dshumidificat.O F 0 non alimente
climatiseur F O F alimente
dgivrage F F F alimente
Les codes dans les colonnes du tableau indiquent
respectivement
"M" le condenseur et/ou l'évaporateur sont en marche
1o "A" le condenseur et/ou l'évaporateur sont en arrêt ;
"0" le registre A à E est ouvert ;
"F" le registre A à E est fermé ;
"alimentée" la vanne d'inversion 58 est alimentée ;
"non alimentée" la vanne d'inversion 58 n'est pas alimentée.
1s Dans la première colonne du tableau, on a indiqué les quatre
modes de fonctionnement qui définissent les quatre lignes du tableau à
savoir le mode de fonctionnement en chauffage pour la première ligne, le
mode de fonctionnement en déshumidification pour la seconde ligne, le
mode de fonctionnement en climatiseur pour la troisième ligne. Le
2o tableau a été fractionné en deux parties avec répétition de la colonne de
mode pour une meilleure compréhension.
On remarque que, dans un autre mode de réalisation, les
registres A à E sont dotés de moyens permettant de contrôler de
manière proportionnelle le degré d'ouverture du registre de sorte que
2s l'automate de commande 22 règle une pluralité d'états d'ouverture d'au
moins l'un des registres A à E entre l'état "O" ouvert et ('état "F" fermé.
On remarque que le registre A (13, à la figure 1 ) est noté dans le
tableau toujours fermé "F". En réalité, dans un mode de réalisation de
l'invention, en fonction de la détection de la valeur instantanée de la
3o température extérieure Text, à l'air ambiant dans lequel on est amené à
prélever de l'air au moins au niveau du volume clos 20, on réalise une
ouverture proportionnelle du registre A de sorte qu'on maintienne la
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pression constante dans les circuits de haute pression de l'armoire 1
(Figure 1 ).
Dans un mode de réalisation, on réalise la mesure de la
température de l'air extérieur Text et de la température Tévaporateur sur
s la batterie froide de l'évaporateur 11, le registre E (16 à la figure 1 )
est
commandé en ouverture proportionnelle à la différence (Text -
Tévaporateur) de sorte qu'on puisse réduire le débit de l'air à travers la
batterie 10.
Les commandes proportionnelles des registres A (13, Figure 1 ) et
io E (16, Figure 1 ) par l'automate programmable 21 (Figure 2) permettent
de faire travailler le compresseur du circuit fluidique dans des conditions
optimales quel que soit l'état de l'air établi tant à l'extérieur
(atmosphère) qu'à l'intérieur du volume clos 20 dans sa partie supérieure
A.
1s Dans le procédé de l'invention, en fonction des mesures de
quantité d'eau dans l'air obtenues à l'aide des capteurs Q1 à Q3 et en
fonction d'une quantité théorique Qthéo prédéterminée enregistrée dans
l'automate programmable, le traitement de séchage est effectué à l'aide
des tests suivants
2o si Q1 est supérieur à Q2 alors prendre l'air à traiter principalement dans
le volume clos 20, (partie A) ;
si Q2 est supérieur à Q1 alors prendre l'air à traiter principalement dans
l'extérieur du volume clos 20 ;
si Q3 est supérieur à Qthéo alors réduire la puissance de traitement.
2s Dans un mode de réalisation, la réduction de la puissance de
traitement est effectuée en arrêtant le fonctionnement ou la marche des
ventilateurs 7 ou 11. Dans un mode de réalisation, la réduction de la
puissance de traitement est effectuée en arrêtant ie fonctionnement ou
la marche du compresseur, en arrêtant le fonctionnement d'un
so compresseur, si plusieurs compresseurs sont disposés en série sur le
circuit fluidique de la machine thermodynamique de traitement, ou en
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arrêtant le fonctionnement d'au moins un étage de compresseur si le
compresseur utilisé est à plusieurs étages.
Dans un mode de réalisation, les registres E et D sont alimentés
principalement en air recyclé, c'est-à-dire, en air prélevé dans le volume
s clos 20 ou du moins dans sa partie aérienne A. Le registre B est
préférentiellement mais non-obligatoirement un registre alimenté
seulement en air extérieur. Dans un mode de réalisation, chaque registre
A, B, D et E, ou certains d'entre eux, est connecté par une canalisation
d'air ayant un diamètre prédéterminé à la partie aérienne A du volume
1o clos 20 de sorte qu'on réalise en tout ou partie un mélange de l'air en
cours de traitement dans l'un des compartiments 2-5 de l'armoire 1 avec
de l'air à traiter.
Dans un mode de réalisation, l'armoire étanche 1 comporte des
canalisations d'air sur ses portes d'accès d'air 6 et 12 à la fois vers au
1s moins deux volumes clos à traiter ou vers un volume clos à traiter et un
autre volume à chauffer par soufflage d'air chaud. De cette façon, le
dispositif de l'invention permet de mieux s'adapter aux contraintes
économiques de coût de traitement puisque, par exemple dans le mode
de fonctionnement du dispositif en déshumidification, appliqué à un
2o séchoir à fourrages, par exemple, il est possible d'appliquer un
chauffage à un autre espace comme une étable ou un local à laquelle
une sortie d'air chaud du dispositif est connectable.
Les modes de fonctionnement de la machine thermodynamique de
la figure 1 vont maintenant être décrits.
2s En mode de déshumidificateur, du flux d'air traité passe des
registres 12 et 16 vers la porte 6.
En mode pompe à chaleur réversible, on peut commander le
réchauffage de l'air ou le rafraîchissement de l'air en fonction des
besoins de séchage ou de conservation. Les flux d'air circulent du
so registre 14 vers la porte 6 et du registre 15 vers le registre 12.
Les registres 13 à 16 de l'armoire étanche 1 permettent à l'aide
de diaphragmes à volets de régler le volume d'air introduit dans les
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différents caissons 2, 3, 4 et 5. Chaque registre est actionné par un
actionneur (non représenté) commandable depuis l'automate central (non
représenté à la figure 1 ).
Dans ce qui suit, on décrit divers modes de fonctionnement de
s composants du dispositif de la figure 1.
La carrosserie 1 de la centrale de traitement thermodynamique
peut être installée à demeure à proximité des volumes de traitement, ou
alors montée sur un châssis transportable, comme une remorque qui
peut être emmenée avec un tracteur. Dans ce cas, les canalisations 23
io et 24 (voir à la Figure 2) peuvent ou bien être transportées ou bien être
laissées à demeure sur le volume de séchage.
Le compartiment 2 est un caisson moto ventilateur principal qui
exécute l'insufflation d'air traité. Le compartiment 3 est un caisson de
répartition d'air à traiter. Le compartiment 4 est un caisson intermédiaire
1s 4. Le compartiment 5 est un caisson moto ventilateur de rejet qui réalise
l'évacuation du surplus d'énergie non désirable de l'énergie frigorifique
dans les cas d'un besoin de chauffage ou de l'énergie calorifique dans
les cas d'un besoin de rafraîchissement. Une boucle aéraulique exécute
le soufflage d'air traité.
2o Le moto ventilateur 7 est du type centrifuge. La puissance de son
moteur d'entraînement est adaptée aux besoins du circuit aéraulique
considéré pour le soufflage d'air traité.
L'évapocondenseur 8 est utilisé comme condenseur en mode de
fonctionnement de Pompe à Chaleur ou en mode de fonctionnement de
2s déshumidificateur. L'évapocondenseur 8 est utilisé comme évaporateur
en mode de fonctionnement de rafraîchissement ou en mode de
fonctionnement de dégivrage par inversion de gaz chauds.
Le registre d'inversion 9 n'est ouvert qu'en mode de
fonctionnement de déshumidificateur et il est fermé dans tout autre type
3o de fonctionnement. Sa motorisation est préférentiellement effectuée à
l'aide d'un actionneur travaillant en tout ou rien, (soit ouvert ou fermé)
sous la commande de l'automate central 22.
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L'évapocondenseur 10 est utilisé comme évaporateur en mode de
fonctionnement en pompe à chaleur ou en mode de fonctionnement de
déshumidificateur. L'évapocondenseur 10 est utilisé comme condenseur
en mode de fonctionnement de rafraîchissement ou en mode de
s fonctionnement de dégivrage.
Le moto ventilateur 11 est du type centrifuge. Travaillant en rejet,
ii évacue le surplus énergétique : le moto ventilateur fonctionne en mode
Pompe à Chaleur réversible. II est mis en arrêt en mode de
fonctionnement de déshumidificateur ou en mode de fonctionnement
io dégivrage.
Le registre 13 travaille en maintien des hautes pressions. II est
utilisé en mode de fonctionnement de Pompe à Chaleur ou en mode de
fonctionnement de déshumidificateur quand la température extérieure est
basse. Ce registre permet de dériver une partie de l'air alimentant le
1s condenseur 8 et permet de maintenir une pression de condensation
acceptable. L'ouverture ou la fermeture du registre 13 est donc
commandée par un actionneur à motorisation proportionnelle en fonction
d'une commande proportionnelle produite par l'automate central 22.
Le registre 14 permet de réaliser une inversion des flux d'air en
2o mode de fonctionnement de déshumidificateur. Ce registre 14 reste
ouvert dans tout autre mode de fonctionnement. Ce registre coopère
avec un actionneur à motorisation proportionnelle en fonction d'une
commande proportionnelle produite par l'automate central 22. II permet
en outre de maintenir en mode de fonctionnement de déshumidificateur
2s un pouvoir de déshumidification maximum quelles que soient les
conditions météorologiques et quelle que soit l'humiditë relative de l'air
traité. Ce maïntien est réalisé par dérivation d'une partie de l'air passant
sur l'évaporateur. Le débit d'air admis est alors réglé de manière
proportionnelle à la température d'air en sortie de la batterie froide de
3o façon à atteindre une condensation maximale.
Le registre 15 permet de réaliser une inversion des flux d'air en
mode de fonctionnement en déshumidificateur. Ce registre 14 reste
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ouvert dans tout autre mode de fonctionnement. Ce registre 14 coopère
avec un actionneur à motorisation en tout ou rien sous l'action d'une
commande éditée par l'automate central 22.
Le registre 16 permet de réaliser une inversion des flux d'air en
s mode de fonctionnement de déshumidification. Ce registre 15 reste
ouvert en mode déshumidificateur et fermé dans tout autre mode de
fonctionnement. Ce registre 15 coopère avec un actionneur à
motorisation en tout ou rien sous l'action d'une commande éditée par
l'automate central 22. Ce registre permet en outre un maintien de
1o pression d'évaporation inférieure à la pression d'évaporation critique
lorsque l'ëvaporateur est traversé par de l'air trop chaud. A cet effet,
l'actionneur peut être modifié pour travailler en mode proportionnel, de
sorte que le registre 16 dérive une partie de cet air de façon à ramener
la pression d'évaporation à une valeur convenable.
1s Les modes de fonctionnement principaux ont été résumés du
point de vue des états tout ou rien des paramètres de fonctionnement ou
de commande dans le tableau précédent.
Les différents modes de fonctionnement sont déterminés à partir,
d'une part, des besoins du client selon qu'il compte privilégier le
2o séchage ou la conservation du produit agricole et d'autre part des
conditions météorologiques.
Si l'utilisateur souhaite une conservation de son produit, il
sélectionne à l'aide d'un organe d'entrée de données interne à
l'automate central 22, comme un écran tactile ou un clavier, un mode de
2s fonctionnement en rafraîchissement. La gestion du fonctionnement est
gérée automatiquement à l'aide du programme, initialisé
convenablement, qu'exécute l'automate central 22 lorsque l'exécution a
été lancée. Dans tous les autres cas, le fonctionnement est automatique.
Le programme de l'automate central 22 sélectionne le meilleur type de
3o fonctionnement en fonction de la qualité de l'air extérieur et détermine la
valeur des différents paramètres de fonctionnement à utiliser. Ainsi en
détectant de l'air humide, l'automate central 22 détermine un
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fonctionnement en mode en déshumidificateur ; avec de l'air sec,
l'automate central 22 détermine un fonctionnement en mode en Pompe à
Chaleur et s'il y a détection de givre sur l'évaporateur, l'automate central
22 détermine un fonctionnement en mode en fonctionnement en mode
s dégivrage.
On va maintenant décrire les circuits aérauliques en fonction des
différents type de fonctionnement. Dans la fonction de séchage, le
fonctionnement est identique à une pompe à chaleur air /air. L'air repris à
!'extérieur ou dans le volume clos comme un séchoir, entre par le registre
15, le registre 9 étant fermé. II traverse la batterie froide 10 qui travaille
alors en évaporateur. L'air d'entrée se refroidit et il se décharge de son
énergie. II est aspiré par le ventilateur 11 et il est rejeté à l'extérieur
par
l'intermédiaire de la bouche de rejet 12. Le circuit frigorifique assure le
transfert de l'énergie ainsi récupérée.
1s Dans un mode de réalisation, l'énergie ainsi disponible est exploitée
ou bien sous forme de chaleur pour un autre procédé de traitement
thermodynamique, comme du chauffage ou bien recyclé par une machine
convenable.
L'air traité est renvoyé vers ia batterie chaude 8 qui travaille alors
2o en condenseur. L'air sec repris à l'extérieur ou dans le séchoir, entre
dans
le même temps par l'intermédiaire du registre 14. II traverse la batterie
chaude 8, il se réchauffe et se charge en énergie. II se dilate et pourra
donc absorber un maximum de molécules d'eau en traversant la matière à
sécher. II est aspiré par le moto ventilateur 7 et il est insufflé vers le
2s produit agricole à sécher par l'intermédiaire de la bouche ou porte de
sortie 6.
On va maintenant décrire le fonctionnement en mode de dëgivrage.
L'automate central 22 reçoit un signal de détection de présence de givre
sur l'évaporateur. Le programme exécuté sur l'automate 22 déclenche
3o après une période de retard qui peut être égal à 0, l'inversion de la vanne
trois voies et l'arrêt du moto ventilateur 11. La batterie chaude 8 devient
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une batterie froide qui travaille alors en évaporateur et la batterie froide
devient une batterie chaude qui travaille alors en condenseur.
L'air sec repris à l'extérieur ou dans le séchoir, entre par
l'intermédiaire du registre 14. II traverse la batterie froide 8 et cède
s foute son énergie. II est aspiré par le moto ventilateur 7 avant d'être
rejeté par la bouche 6. Le circuit frigorifique transfère toute cette énergie
sur la batterie 10 qui n'est pas irriguée en air et qui, par conséquent,
s'échauffe très rapidement. Le givre fond et l'eau récupérée est évacuée
à l'extérieur.
1o Dès que l'automate central 22 détecte qu'il n'y a plus de givre, il
arrête le circuit frigorifique et démarre le moto ventilateur 11 de façon à
sécher la batterie 10. Après une durée de séchage écoulée
prédéterminée, le programme exécuté sur l'automate central 22 inverse
à nouveau la vanne trois voies et redémarre la machine en mode
1s réchauffeur par pompe à chaleur tel que défini précédemment.
On va maintenant décrire le fonctionnement en Mode
"déshumidificateur d'air humide".
Le moto ventilateur 11 est arrété. L'air humide repris à l'extérieur
ou dans le séchoir, entre par l'intermédiaire du registre 16 et de la
2o bouche 12. II traverse la batterie froide 10, appelée dans ce cas
évaporateur. II se refroidit et atteint une température dite température de
rosée. II se condense sur la batterie froide, se décharge de l'eau
dissoute qu'il transportait et se décharge de toute son énergie. Le circuit
frigorifique transfère l'intégralité de cette énergie récupérée vers la
2s batterie chaude 8 (énergie sensible et énergie latente). L'air vidé de son
eau qui sort de la batterie 10, traverse le registre 9. II traverse la
batterie chaude 8 il se réchauffe à une température supérieure à la
température initiale d'entrée. La machine thermodynamique reçoit la
restitution de l'énergie latente contenue dans l'air à déshumidifier et de
30 l'énergie consommée par le compresseur pour faire passer le liquide
frigorifique d'un niveau de basse pression à un niveau de haute
pression. L'air se dilate de façon à pouvoir absorber davantage de
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molécule d'eau et il est insufflé vers la matière à sécher à l'aide du moto
ventilateur 7 et de la bouche d'insufflation 6. Quelque soit l'humidité
initiale de l'air à traïter, le pouvoir évaporant de l'air insufflé reste de
même qualité.
s On va maintenant décrire le fonctionnement en mode de
rafraîchissement ou de climatisation.
La vanne d'inversion est sous tension le cycle est inversé, il faut
évacuer de la chaleur (énergie calorifique excédentaire ). L'air repris à
l'extérieur ou dans le séchoir, entre par le registre 14, (le registre 9 est
io fermé). II traverse la batterie froide 8, dans ce cas, évaporateur. II se
refroidit et il se décharge de son énergie. II est aspiré par le moto
ventilateur 7, et il est insufflé dans le produit à refroidir par
l'intermédiaire de la bouche d'insufflation 6. Le circuit frigorifique assure
le transfert de l'énergie ainsi récupérée, vers la batterie chaude 10
Is appelée dans ce cas condenseur. L'air repris à l'extérieur ou dans le
séchoir, entre dans le même temps par l'intermédiaire du registre 15. II
traverse la batterie chaude 10, il se réchauffe et se charge en énergie. II
est aspiré par le moto ventilateur 11 et il est rejeté ; et par la même
rejette l'énergie calorifique excédentaire à l'extérieur par l'intermédiaire
2o de la bouche 12.
On va maintenant décrire un moyen pour optimiser le
fonctionnement frigorifique de la machine. Le moyen pour optimiser le
fonctionnement frigorifique de la machine comporte un module de maintien
d'une pression de condensation optimum. Ce mode de fonctionnement est
2s déclenché notamment lorsque la température extérieure est basse. Il peut
être commandé par l'automate central 22 à l'aide de son programme
exécuté en automatique.
Dans le cas d'un fonctionnement en basse température, le registre
13 s'ouvre d'un degré d'ouverture fonction de ('abaissement de fa pression
3o de condensation. Une partie de l'air aspiré par le moto ventilateur 7 entre
par le registre 13. La batterie 8 chaude est moins alimentée en air froid,
l'air entrant par le registre 14. Sa température remonte, la puissance du
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compresseur reste constante et dans le même temps la pression de
condensation revient à une valeur correcte.
Le moyen pour optimiser le fonctionnement frigorifique de la
machine comporte un module de limitation des valeurs hautes de la
s pression d'évaporation (température extérieure haute).
Dans le cas d'un fonctionnement sous température extérieure
élevée, en fonctionnement réchauffeur en Pompe à chaleur, le programme
exécuté sur l'automate central 22 commande le maintien d'une pression
d'évaporation correcte par l'intermédiaire du registre 16. Dans le cas d'un
1o fonctionnement sous température extérieure élevée, Je registre 16 s'ouvre
proportionnellement en fonction de l'augmentation de la pression
d'évaporation. Une partie de l'air aspiré par le moto ventilateur 11 entre
par le registre 16 ; la batterie 10 froide est moins alimentée en air chaud
(air entrant par le registre 15). Sa température redescend, la puissance du
1s compresseur étant constante, et dans le même temps la pression
d'évaporation revient à une valeur correcte.
Le moyen pour optimiser le fonctionnement frigorifique de la
machine compte un module de fonction de maintien du pouvoir de
déshumidification.
2o Dans le cas d'un fonctionnement en mode
déshumidificateur, lorsque la température extërieure est élevée, la
masse d'eau contenue dans l'air peut être trop importante malgré une
humidité relative assez faible. Par exemple, pour une température de
32°C et une humidité de 40%, le poids contenu dans un Kg d'air sec est
2s de 12g. Cette masse est trop élevée pour assurer un séchage correct.
Dans ce cas, la puissance frigorifique à mettre en oeuvre pour refroidir
l'air jusqu'à son point de rosée (16,5°C) et permettre une condensation
importante de l'humidité contenue dans l'air est très importante. Afin de
pallier ce problème, par l'intermédiaire du registre 14, le programme,
so exécuté sur l'automate central 22, commande l'entrée d'une partie de
l'air aspiré par le moto ventilateur 7. La quantité d'air traversant la
batterie froide 10 diminue, sa température baisse. La puissance du
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compresseur étant maintenue constante par l'automate central 22, la
température à la sortie de la batterie baisse et le pouvoir de
déshumidification reste optimum. La gestion centralisée de la machine
contrôle en permanence, dans ce cas, la température de l'air en sortie
s de l'évaporateur et, si besoin est, gère proportionnellement l'ouverture
du registre de dérivation 14.
Le procédé de l'invention comporte une étape préalable pour
calculer le régime de fonctionnement de la machine de traitement adapté
à un objectif de traitement. Le régime de fonctionnement est défini par
1o un ensemble de valeurs prédéterminées de paramètres de
fonctionnement qui dépendent du matériel constituant le dispositif de
traitement de l'invention. En particulier, Certains paramètres de
fonctionnement décrivent le~ dimensionnement géométrique de la
machine comme par exemple les longueurs, les sections et les pertes de
1s charge des canalisations ou des compartiments de traitement de la
machine thermodynamique de traitement. Ces paramètres sont fixes et
sont choisis lors de la fabrication ou de l'installation de la machine.
D'autres paramètres de fonctionnement sont déterminés une fois pour
toutes au moins pendant une période d'exploitation comme la puissance
2o électrique installée, ou les pertes par isolement thermique et dépendent
de choix de construction lors de l'installation du dispositif de traitement.
Enfin d'autres paramètres peuvent être modifiés ou contrôlés lors de
l'exécution d'un traitement ou d'une série de traitements ainsi qu'il a été
décrit ci-dessus.
2s L'objectif de traitement dépend de la nature du traitement et des
produits en traitement. II est déterminé de façon à optimiser le résultat
de traitement en respectant des contraintes techniques, notamment de
sauvegarde du dispositif de traitement et des produits en traitement, et
des contraintes économiques en tenant compte à la fois du coût de
so l'énergie consommée (notamment l'énergie d'alimentation en électricité),
mais aussi l'amortissement des installations et du dispositif de
traitement.
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Les résultats de traitement, et particulièrement les objectifs de
traitement, sont mesurés par des paramètres propres aux produits à
traiter. Par exemple, pour un produit comme du fourrage et pour un
traitement de séchage, l'utilisateur peut fixer un taux en matières sèches
s qui sera comparé à la quantité théorique de seuil de fin de traitement
Qthéo qui a été exposé ci-dessus. L'utilisateur peut fixer aussi un temps
de séchage et tenir compte à ce propos de contraintes climatiques.
On notera que parmi les paramètres de fonctionnement, certains
d'entre eux sont contrôlables comme les états de fonctionnement des
1o éléments actionnables du dispositif de traitement, ainsi qu'il a été
décrit.
Les valeurs de ces paramètres sont donc modifiées lors de l'exécution
d'un traitement.
Le dispositif de traitement est connecté à un réceptacle de
produits à traiter. Plusieurs réceptacles peuvent être montés en série ou
1s en étoile sur le mëme dispositif. De plus,. ces réceptacles n'ont pas
nécessairement une étanchéité parfaite ou bien parce qu'il est
souhaitable de conserver un certain taux d'humidité ou bien parce
qu'une telle étanchéité parfaite serait trop coûteuse à obtenir.
II en résulte que les communications en air de traitement avec un
2o réceptacle peuvent être disposées de sorte que les flux d'air circulent à
travers la masse des produits à traiter ou non. II s'agit de circonstances
de fait qui dépendent des produits et de leur réceptacle.
On a aussi décrit que le procédé de traitement pouvait exécuter
une humidification du flux d'air de traitement. En particulier, un tel
2s traitement peut aussi être utilisé en saturant le flux d'air soufflé dans
le
réceptacle avec une vapeur d'un produit de traitement qui peut être de
l'eau ou une solution aqueuse de produits d'un traitement chimique ou
biologique. Dans ce cas, un organe d'injection d'eau liquide ou d'une
solution aqueuse est prévu qui travaille au niveau d'une batterie chaude
3o d'un évapocondenseur du dispositif de traitement, ou par brumisation au
niveau d'un moto ventilateur du dispositif de traitement.
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En particulier, les traitements de chauffage et de refroidissement,
de déshumidifïcation et d'humidification de l'air de traitement opérés par
le dispositif de traitement peuvent servïr que l'aïr soit seul élément de
traitement des produits à sécher ou qu'il soit le vecteur d'un autre
s produit ou effet de traitement comme le froid ou le chaud.
On notera aussi que le procédé de traitement de l'invention
permet de réguler ou de contrôler le débit de l'air de traitement en
commandant la puissance des moto ventilateurs ou les pertes de charge
au niveau notamment des registres A à E décrits ci-dessus. Une telle
1o régulation peut constituer en soi un traitement particulier des produits à
traiter dans un rëceptacle comme une agitation mécanique de parties de
ces produits ou pour entraîner des poussiëres associées à ces produits.
Parmi les traitements envisageables grâce au disposïtif de
l'invention, on note que les traitements de déshumidification de l'air de
is traitement doivent être contrôlés parce que l'aïr de traitement séché se
comporte alors comme une éponge qui vient extraire l'humidité des
produits à traïter dans le réceptacle 20. II en résulte que l'automate
central 22 du dïspositif de l'invention comporte un module susceptible de
rajouter de l'air extérieur a priori plus humide pour éviter de sursécher
20 les produits à traiter.
Le dispositif de l'invention, plus particulièrement la machine
thermodynamique, comporte une vanne d'inversion qui permet
principalement de retourner le fonctionnement du cycle
thermodynamique. II permet ainsi de changer les fonctions de
2s condenseur ou d'évaporateur entre les deux évapocondenseurs de la
machine. Cette vanne d'inversion a été décrite à la figure 4 avec une
vanne "trois voies" et plusieurs détendeurs et clapets anti-retour pour
assurer son fonctionnement. Un même résultat pourrait être assuré avec
une vanne "quatre voies" avec un tiroir à deux positions actionné sous la
3o commande de l'automate central 22.
L'automate central 22 comporte aussi un module de commande
pour régler l'ensemble de valeurs prédéterminées des paramètres de
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fonctionnement. Un tei module de commande peut étre accessible à
l'utilisateur pour entrer des valeurs d'initialisation des paramètres de
fonctionnement ou des valeurs de consigne ou d'alarme, ainsi qu'il a été
décrit ci-dessus.
s L'automate central 22 comporte aussi un module de régulation du
traitement programmé par l'intermédiaire du module de commande, dans
lequel les valeurs de consigne et d'alarme sont comparées aux valeurs
détectées ou estimées des paramètres de fonctionnement à chaque
instant de façon à atteindre les objectifs et résultats de traitement ainsi
1o qu'if a été dëcrit ci-dessus.
On comprendra que les modules de l'automate central 22 sont
essentiellement composés à l'aide de fonctions microprogrammées et de
circuits électroniques de puissance pour commander le fonctionnement
de moteurs électriques et d'actionneurs décrits ci-dessus.
1s Dans un mode de réalisation, le dispositif de traitement de
l'invention comporte aussi un module d'exploitation de l'énergie
récupérée lors d'un traitement de l'air de traitement par la machine .
thermodynamique. Un tel module peut comporter un circuit indépendant
d'un fluide caloporteur qui vient récupérer l'énergie de refroidissement
2o de l'air de traitement e qui circule vers un radiateur de chauffage ou vers
un moyen de recyclage de l'énergie.
