Brevet FR2628189A1 — publié le 19890908

( ) RÉPUBLIQUE FRAN AISE N de publication: 2 628 189 ià n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIETE INDUSTRIELLE,E O .e DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE No d'enregistrement national: 88 02823 PARIS ( ) Int CI4: F 24 F 1/02, 11/02; F 25 B 29/00, 39/04; A 01 G 1/04, 9/24. ( DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 Date de dépôt: 2 mars 1988. Q Demandeur(s): THERMO-REFRIGERATION, Société responsabilité limitée. - FR. (i) Priorité: () Inventeur(s): Christian Farrugia; Alain Farrugia. (, Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989. Références à d'autres documents nationaux, appa- rentés: rné Titulaire(s): (Q Mandataire(s): Cabinet Harle et Phelip. ) Appareil de stabilisation de l'air ambiant dans une enceinte fermée contenant un milieu évolutif. ( Appareil de stabilisation de l'air ambiant dans une en- 24 ceinte de culture de champignons par exemple. L'appareil se présente sous une forme compacte et comprend: - un ventilateur de mise en circulation de l'air en circuit fermé, et4 - un groupe de réfrigération constitué d'un compresseur 8, d'un évaporateur à air 10 qui refroidit l'air et de deux conden- i seurs: l'un à eau 13 fonctionnant avec un aérotherme 15 2 externe et l'autre à air 14 qui sert à réchauffer l'air ambiant. - un dispositif de réévaporation de l'eau condensée de 2 2 I I'évaporateur à air 10. o _t__._._.....o.. ___.,.. s^s e,7.. _a A......,_7'7 RI Xl 4II O 075D0PfF culture et notamment de culture de champignons. La culture des champignons s'effectue dans des enceintes à l'intérieur desquelles il est nécessaire de respecter certains parametres comme la temperature, l'hygrometrie et le pourcentage de gaz carbonique. Ces paramètres sont controlés en permanence et ils varient en fonction de l'état d'avancement de la culture. Un champignonniste effectue généralement huit cultures en meme temps, a des stades de maturité différente, pour pouvoir fournir ses clients toutes les semaines. La température et l'hygrométrie sont donc neces- sairement différentes dans chacune des zones de culture; le pourcentage de gaz carbonique doit être maintenu le plus faible possible. Actuellement, la température de l'enceinte de culture, généralement une cave, est uniforme d'une enceinte a l'autre. En fait, on réalise le chauffage par de l'air chaud qui est propulé depuis l'entrée de la cave, a travers les différentes zones de culture pour ressortir ensuite vers l'exterieur. La présente invention a principalement pour objet de recycler une partie au moins de l'air ambiant, a l'intérieur de l'enceinte, de façon à réduire, en particulier, le cout du chauffage de la zone de culture. L'appareil selon l'invention est constitue d'une part, d'un groupe de réfrigération comprenant un compres- seur, un condenseur et un évaporateur et, d'autre part un ventilateur de mise en circulation de l'air, en circuit fermé, pompant l'air dans l'appareil lui-meme à travers l'évaporateur, notamment; cet appareil comporte un conden- seur constitué de deux éléments dont le fonctionnement est intermittent selon les besoins de l'enceinte de culture: - un premier élément en forme de condenseur a eau branché sur un circuit auxiliaire de refroidissement externe à l'appareil et situé en dehors de l'enceinte, - un second 2 6 2 8 1 8 9 -2- élément en forme de condenseur a air dispose en aval de l'évaporateur entrece dernier et l'aspiration du ventilateur. Le fait de ne pas recycler l'air, dans les installations existantes, facilitait le maintien d'une hygrometrie convenable pour la culture, ainsi que l'abaissement du pourcentage de gaz carbonique dans l'enceinte. L'invention permet de contrôler en permanence, l'hygrométrie de l'air qui circule dans l'enceinte, en plus de la possibilité de régler des températures différentes dans les différentes enceintes, en fonction de l'état de la culture dans la zone considérée. Toujours selon l'invention, la quantite d'air neuf a apporter dans l'enceinte ne sert qu'a lutter contre le dégagement de gaz carbonique. Aussi un autre objet de l'invention est de comporter des moyens contr8lés d'humidification de l'air et en particulier de l'air circulant dans l'appareil. Ces moyens sont constitués d'un dispositif de réévaporation comprenant un bac de récupération de l'eau résultant de la condensation de l'humidité sur l'évaporateur a air, et un organe de chauffage disposé dans ledit bac de récupération, lequel organe permet de réévaporer cette eau condensée en fonction des besoins. Toujours selon l'invention, et pour permettre cet ajustement de l'hygrometrie de l'air ambiant, le bac de recuperation d'eau comporte des moyens de vidange. Selon une autre disposition de l'invention, l'organe de chauffage disposé dans le bac de récupération est un serpentin correspondant au circuit du fluide caloporteur du groupe de réfrigération, ce serpentin correspond a la partie du circuit disposée en sortie du compresseur, en amont des condenseurs. L'air ambiant véhicule de la chaleur qui provient du fumier sur lequel sont établis les champignons. Pour ajuster cette température de l'air ambiant; on fait passer l'air à travers l'évaporateur et à travers le condenseur à - 3 - air, ce dernier étant actif ou non selon le cas. Pour le seul refroidissement de l'air ambiant l'appareil comporte des moyens permettant de faire circuler le fluide caloporteur dans le seul condenseur a eau, lequel est refroidi par une circulation d'eau venant de l'extérieur. Pour pouvoir ajuster la température de l'air ambiant, et en particulier pour obtenir un chauffage de cet air ambiant, l'appareil comporte des moyens permettant de faire circuler le fluide caloporteur, en sortie du compresseur, dans le condenseur a air interposé entre l'évaporateur et l'aspiration du ventilateur. Selon une autre disposition particulière de l'invention, l'appareil comporte des moyens permettant de faire passer le fluide caloporteur, en sortie de l'évaporateur à air, dans le condenseur a eau, lequel condenseur est actif ou non selon les besoins. L'invention sera encore illustrée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une implantation de l'appareil dans une zone de culture de champignonnieres; la figure 2 est un schéma synoptique de l'appareil; - la figure 3 est une vue de côté de l'appareil; - la figure 4 est une vue de dessus de l'appareil. On a représenté, figure 1, une cave 1 dans laquelle sont disposées des cloisons 2 et 3 qui délimitent une zone ou enceinte de culture. Dans cette zone on trouve des plants de champignons 4 disposés sur sacs ou en plateaux. Cette culture de champignons est ventilée au moyen de l'appareil 5 disposé à l'une des extrémités de l'enceinte, pres de la cloison 3; cet appareil aspire, par sa grille frontale 6, l'air ambiant, traite cet air par les moyens décrits plus loin et le rejette, à l'autre extrémité de l'enceinte, près de la cloison 2, au moyen d'une gaine de soufflage 7. L'air ambiant de l'enceinte circule ainsi en circuit fermé et il est maintenu, grace à l'appareil 5 à une température appropriée à la culture et à son état de -4- maturité de même qu'il est maintenu a un taux d'hygrométrie approprie. La figure 2 illustre les principaux éléments de l'appareil 5, sous forme d'un schéma synoptique. Cet appa- reil s'apparente à un groupe de réfrigération. Il est cons- titué d'un compresseur 8, d'un élément 9 condenseur, d'un élément 10 qui constitue l'évaporateur. L'évaporateur 10 se situe directement derrière la grille 6 de l'appareil 5; il est traversé par l'air ambiant de l'enceinte de culture, pompé par le ventilateur 11, fig. 3 et 4, dispose a l'intérieur de l'appareil, lequel ventilateur 11 propulse l'air dans la colonne 12 située sur le dessus de l'appareil , puis dans puis la gaine de ventilation 7. L'evaporateur a air 10 a un role permanent de refroidissement de l'air ambiant. L'élément 9 de condensation est constitué d'un condenseur à eau 13 et d'un condenseur a air 14. Le condenseur a eau est refroidi par un circuit auxiliaire, externe a l'appareil 5, qui peut comporter un aérotherme 15. Ce condenseur a eau 13 est relié par les conduites 16, à cet aérotherme 15 situe en dehors de l'enceinte de culture. Lorsque l'appareil 5 fonctionne pour refroidir l'air ambiant, seul le condenseur a eau 13 est en action, lequel condenseur fonctionne par exemple avec l'aérotherme 15. Lorsque l'on veut, après l'avoir refroidi dans l'évaporateur a air 10, réchauffer l'air ambiant avant de le reexpédier dans l'enceinte de culture, on fait circuler l'air refroidi dans le condenseur a air 14, lequel condenseur a air se situe derrière l'évaporateur a eau 10 en amont de l'aspiration du ventilateur 11. Pour obtenir la circulation du fluide caloporteur provenant du compresseur 8, dans l'un ou l'autre des condenseurs, on dispose deux électrovannes 17 et 18. L'électrovanne 17 est disposée sur le circuit entre le compresseur 8 et le condenseur a air 14; l'électrovanne 18 est disposée sur le circuit entre ledit compresseur 8 et le -5- condenseur a eau 13. Un clapet anti- retour 19 est interpose entre la sortie du condenseur a air 14 et l'entrée du condenseur a eau 13, et plus precisement entre l'électrovanne 18 et l'entrée dudit condenseur 13, de façon à pouvoir faire circuler le fluide caloporteur, lorsque ce dernier traverse le condenseur à air 14, dans le condenseur à eau 13, ce dernier étant actif ou inactif selon les besoins. A la sortie du condenseur a eau 13 on trouve, de façon classique, un filtre déshydrateur 20, suivi d'un voyant 21 de liquide, suivi encore d'une électrovanne 22 de fermeture du circuit, et du détendeur 23, à l'entrée de l'évaporateur à air 10. On remarque aussi entre les circuits de sortie 24 et d'entrée 25 du compresseur 8 un pressostat de securité 26. Le circuit de sortie 24 du compresseur 8 s'étend avant d'arriver à l'élément condenseur 9 dans un bac 27; ce circuit 24 forme une sorte de serpentin dans ledit bac 27. Ce bac 27 est un bac de récupération de l'eau provenant de la condensation de l'humidité de l'air ambiant, au niveau de l'évaporateur à air 10. Ce bac 27 comporte une vanne 28 de vidange selon les besoins en eau. Cette eau condensée permet d'ajuster l'hygrométrie de l'air recycle au moyen de l'appareil 5. En effet, le serpentin 29 assure le chauffage de l'eau contenue dans le bac 27; il permet de réévaporer cette eau condensee, a l'intérieur de l'appareil 5 et de charger l'air qui traverse ledit appareil 5 en humidite, avant de le réinsuffler au moyen de la gaine 7 dans l'enceinte de culture. On remarque encore, fig. 2, sur le circuit de l'aérotherme 15, un accélérateur 30 ainsi qu'une vanne 31 de vidange et/ou de remplissage du circuit. Le circuit du fluide caloporteur du groupe de réfrigération comporte également comme il sera vu plus loin, un accélérateur ainsi qu'un vase d'expansion. On a représenté, figure 3, l'appareil 5, vu de coté. Cet appareil se présente sous une forme compacte, renfermant tous les éléments précités à l'exception de - 6 - l'aérotherme 15 qui est relié à l'appareil par les conduites 16, fig. 1. Cet appareil 5 comporte un châssis 32 et des montants 33 formant un cadre autour de l'appareil. La structure de l'appareil 5, la t8lerie et tous les autres éléments susceptibles de corrosion sont réalisés en materiaux inoxydables. La face avant 34 de l'appareil, comporte le filtre 6 qui apparaît figure 1; derrière ce filtre 6 on trouve l'évaporateur à air 10 qui s'étend pratiquement sur toute la surface frontale de l'appareil. Cet évaporateur à air 10 est disposé au-dessus du bac 27 de recuperation de l'eau condensée. Derrière l'évaporateur 10 on trouve le condenseur a air 14 dont les dimensions sont similaires à celles dudit évaporateur 10. La meme disposition apparaît figure 4, en vue de dessus, montrant l'évaporateur à air 10 directement suivi du condenseur 14. L'évaporateur 10 est disposé au-dessus du bac 27 à l'intérieur.duquel bac se situe le serpentin 29 de reeéévaporation de l'eau condensée contenue dans le bac 27. On n'a pas représenté figures 3 et 4, les différentes tuyauteries des circuits, pour simplifier la représentation. On remarque, derrière le condenseur a air 14, le condenseur à eau 13 de forme tubulaire allongee disposée en partie basse de l'appareil, sur le châssis 32. On remarque sur ce condenseur a eau 13 l'accélérateur 35 pour la circulation du fluide caloporteur ainsi que les électrovannes 17 et 18 qui permettent de sélectionner soit le condenseur a eau 13 seul soit le condenseur a air 14. On a représenté, figure 4, le compresseur 36 dispose dans un angle de l'appareil 5 ainsi que le tableau électrique 37 de controle et de commande dispose dans l'autre angle de l'appareil 5, poses sur le chassis 32. Entre le compresseur 36 et le tableau électrique 37 on remarque le ventilateur 11 entraîne par un moteur electrique 38 au moyen de poulies et courroies 39. Ce ventilateur 11 aspire l'air à l'intérieur de l'appareil 5, à travers d'une part l'évaporateur 10 et le condenseur a air 14 d'autre part; il propulse l'air traité par les moyens décrits -7- précédemment dans la colonne 12 de l'installation, ramenant l'air traité à l'extrémite de l'enceinte de culture grace à la gaine de soufflage 7. On remarque encore, figure 4, le vase d'expansion -50 installé sur le circuit du groupe de réfrigération. On a fait figurer également, figure 4, la vanne 28 de vidange du bac 27 ainsi que la vanne 31 de remplissage du circuit d'eau de refroidissement du condenseur a eau 13. Ainsi qu'il a déjà été question précédemment, le détail du fonctionnement de l'appareil est le suivant. L'air ambiant traverse l'appareil 5 à l'intérieur duquel sont disposes les différents organes prévus pour stabiliser cet air ambiant en fonction des besoins, c'est-a-dire l'evaporateur a air 10, le condenseur a air 14, le condenseur a eau 13, et le dispositif de réévaporation 40 constitué du bac de récupération d'eau 27 et du serpentin 29. L'evaporateur à air 10 permet le refroidissement de l'air et la condensation de l'humidité de cet air sous forme d'eau est recueillie par le bac 27. Le condenseur à air 14 assure, en fonction des besoins, le chauffage de l'air qui traverse l'appareil 5. Le condenseur a eau 13 assure l'évacuation des calories vers l'extérieur, au moyen d'une circulation d'eau par exemple et d'un aerotherme 15. Le dispositif de reévaporation 40 permet une réintégration de l'eau de condensation dans l'air ambiant, à l'intérieur même de l'appareil 5. Les differents organes precités de l'appareil sont donc mis en oeuvre en fonction des besoins. Si le besoin correspond à un refroidissement avec déshumidification, l'évaporateur a air 10 est en action ainsi que le condenseur a eau 13; le condenseur a air 14 et le dispositif de réévaporation 40 sont inactifs. Si le besoin est un chauffage de l'air avec déshumidification, l'évaporateur a air 10 est en action ainsi que le condenseur a air 14; le condenseur a eau 13 et le dispositif de réévaporation 40 sont inactifs. Si le besoin est un refroidissement de l'air sans déshumidification, l'evaporateur à air 10, le condenseur à eau 13 et le dispositif de réévaporation 40 sont actifs; le condenseur a air 14 est inactif. Si le besoin est un chauffage de l'air sans déshumidification, l'évaporateur à air 10, le condenseur à air 14 et le dispositif de réévaporation 40 sont actifs, le condenseur a eau 13 est inactif. On remarque que l'air ambiant passe toujours à travers l'évaporateur a air 10; cependant la chaleur fournie par l'élément condenseur 9 est plus importante que celle absorbée par l'évaporateur a air 10. Ainsi, à titre d'exemple, pour une puissance de l'évaporateur à air 10 de neuf Kwatts, et une puissance de l'élément condenseur 9 de douze Kwatts, on obtient une puissance de chauffage de trois Kwatts. Cette puissance de chauffage est suffisante pour réaliser le chauffage de l'air ambiant compte-tenu du fait que cet air ambiant est largement chauffé par la chaleur dégagée par le fumier en fermentation. L'appareil selon l'invention peut egalement etre utilisé partout ou l'air ambiant dans une enceinte particulière doit être maintenu dans des paramètres bien précis et o un léger besoin de chauffage est nécessaire. Les signes de référence inseres après les caracteristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portee. - REVENDICATIONS - 1.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant dans une enceinte fermée contenant un milieu évolutif, constitue d'une part, d'un groupe de réfrigération comprenant un compresseur (8), un élément condenseur (9), et un évaporateur a air (10) et, d'autre part, un ventilateur (11) de mise en circulation de l'air en circuit fermé, pompant l'air dans l'appareil lui-meme, a travers ledit evaporateur a air (10) notamment, caractérisé en ce qu'il comporte un élément condenseur (9) constitué de deux eléments dont le fonctionnement est intermittent: - un premier élément en forme de condenseur à eau (13) branché sur un circuit auxiliaire de refroidissement disposé à l'extérieur de l'enceinte de culture, - un second élément en forme de condenseur a air (14) dispose entre l'évaporateur à air (10) et l'aspiration du ventilateur (11). 2.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comporte des moyens d'humidification de l'air circulant a l'interieur de l'appareil; ces moyens sont constitués d'un dispositif (40) de réévaporation de l'eau résultant de la condensation de l'humidité sur l'évaporateur a air (10). 3.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de réévaporation (40) est constitue d'un bac (27) de récupération de l'eau résultant de la condensation de lrhumiditié sur l'évaporateur a air (10), et d'un dispositif de chauffage dispose dans ledit bac (27) permettant la réévaporation de l'eau. 4.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage disposé dans le bac (27), est constitué d'un serpentin (29) correspondant au circuit de départ (24) en sortie du compresseur (8) entre ce dernier et l'élément condenseur (9). 5.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le bac de récupération d'eau (27), - 10 - comporte une vanne d'évacuation (28) de cette eau vers l'extérieur de l'appareil (5). 6.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens, en forme de vannes (17, 18), permettant de faire circuler le fluide caloporteur en sortie du compresseur (8), dans le condenseur a eau (13) seul, lequel est refroidi par une circulation d'eau externe à l'appareil. 7.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant selon la revendication 6, caractérisé en ce que le refroidissement du condenseur a eau (13) s'effectue au moyen d'un circuit d'eau connecte a l'extérieur de l'enceinte fermee, sur un aerotherme (15) ou autre. 8.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant selon l'une quelconque.des revendications 1 à 7, caractérise en ce qu'il comporte des moyens, en forme de vannes (17, 18), permettant de faire circuler le fluide caloporteur, en sortie du compresseur (8) dans le condenseur a air (14), lequel est alors refroidi par la circulation de l'air ambiant entre l'évaporateur a air (10) et l'aspiration du ventilateur (11). 9.- Appareil de stabilisation de l'air ambiant, selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérise en ce qu'il comporte des moyens en forme de clapets anti-retour (19), permettant de faire passer le fluide caloporteur, en sortie de l'évaporateur a air (14), dans le condenseur à eau (13). 10.- Installation pour la stabilisation ou climatisation de l'air ambiant dans une enceinte fermée contenant un milieu évolutif du genre milieu de culture et en particulier de champignons, caractérisée en ce qu'elle comporte un appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 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