Brevet FR2778456A1 — publié le 19991112

La présente invention concerne un dispositif de séchage destiné à être utilisé dans l'agriculture. Il permet de sécher notamment du foin mais aussi des céréales et d'autres produits agricoles. Les produits agricoles, tels le foin, les céréales, etc sont généralement récoltés et stockés alors qu'ils sont secs. Ce séchage est réalisé naturellement par le soleil. Toutefois, les conditions météorologiques ne permettent pas toujours d'obtenir un bon séchage. Il faut donc attendre une période ensoleillée assez longue pour pouvoir mettre la récolte dans un endroit à l'abri des intempéries (silo, grange). Lorsque cette période sèche assez longue arrive trop tardivement, les produits agricoles concernés ne sont alors plus dans les conditions optimales. Afin de s'affranchir de la météo, il est connu de sécher ces produits agricoles. Les dispositifs de séchage connus comportent en général un ou plusieurs ventilateurs associés à un dispositif de séchage, tels par exemple une résistance électrique ou un brûleur à gaz ou au fioul. Ces dispositifs permettent donc d'envoyer de l'air chaud sur les produits à sécher. Ces dispositifs donnent des résultats convenables lorsque l'air utilisé pour réaliser le séchage est un air sec. Lorsque le taux d'humidité de cet air est trop élevé, il est difficile de réaliser un bon séchage des produits agricoles. La présente invention a alors pour but de fournir un dispositif permettant de réaliser un bon séchage de produits agricoles même lorsque I'air extérieur est humide. De préférence, ce séchage pourra être réalisé pour des températures extérieures variant dans une large plage. À cet effet, le dispositif de séchage destiné notamment au séchage de produits agricoles qu'elle propose comporte au moins une première entrée d'air, au moins un premier ventilateur pour souffler par une sortie vers les produits à sécher, ainsi que des moyens permettant de réchauffer l'air soufflé. Selon l'invention, ce dispositif comporte en outre au moins une seconde sortie d'air associée à au moins un second ventilateur permettant d'aspirer de l'air par l'entrée d'air au nombre d'au moins une pour le faire ressortir par la seconde sortie; les moyens permettant de réchauffer l'air appartiennent à une machine thermodynamique comportant d'une part une batterie froide et d'autre part une batterie chaude; la batterie chaude se trouve entre l'entrée d'air au nombre d'au moins une et la sortie vers les produits à sécher et la batterie froide se trouve entre l'entrée d'air au nombre d'au moins une et la seconde sortie d'air, et des moyens permettant d'ouvrir ou de fermer un passage d'air sont prévus au niveau de l'entrée d'air au nombre d'au moins une ainsi qu'entre les batteries chaude et froide de la machine thermodynamique. Ce dispositif peut fonctionner d'une part comme une pompe à chaleur et d'autre part comme un déshumidificateur. En fonctionnement en pompe à chaleur, lorsque l'air extérieur n'est pas trop humide, de l'air est aspiré par les ventilateurs par l'entrée d'air. Une partie de cet air passe sur la batterie froide et l'autre partie passe sur la batterie chaude. Le passage d'air entre les batteries chaude et froide est alors fermé. L'air passant sur la batterie froide, ou évaporateur, est refroidi et l'énergie récupérée est transmise à la batterie chaude, ou condenseur, tandis que l'air passant sur la batterie chaude est réchauffé avant d'être soufflé vers les produits à sécher. En fonctionnement en déshumidificateur, utilisé lorsque l'air extérieur utilisé est humide, I'entrée d'air est fermée tandis que le passage entre les batteries froide et chaude est ouvert. Le ventilateur destiné à souffler de l'air vers les produits à sécher fonctionne tandis que l'autre ventilateur est à l'arrêt. L'air est alors aspiré par la sortie correspondant au ventilateur à l'arrêt. Cet air passe sur la batterie froide, puis sur la batterie chaude et est enfin soufflé sur les produits à sécher. En passant sur la batterie froide, I'air est séché car la vapeur d'eau contenue dans cet air se condense. Cet air sec est ensuite réchauffé par le passage sur la batterie chaude. On insuffle donc un air sec et réchauffé vers les produits à sécher. Afin d'éviter de faire entrer de l'eau dans le dispositif, notamment lorsqu'il pleut, le dispositif selon l'invention est avantageusement disposé à distance du sol et l'entrée d'air se trouve alors de préférence du côté du sol. Dans une forme de réalisation, le dispositif est par exemple disposé dans un caisson de forme sensiblement parallélépipèdique présentant sur sa face inférieure l'entrée d'air et sur deux faces latérales opposées les deux sorties d'air. Dans une forme d'exécution, le ventilateur au nombre d'au moins un permettant de souffler l'air vers les produits à sécher est un ventilateur centrifuge. De même, on peut par exemple prévoir que le ventilateur au nombre d'au moins un permettant de faire passer l'air sur la batterie froide est un ventilateur hélicoïde. Ces types de ventilateurs conviennent bien pour ce type d'application. Afin de pouvoir réduire le débit d'air passant sur la batterie chaude de la machine thermodynamique, le dispositif comporte avantageusement une troisième sortie, dont l'ouverture est commandée par un registre, ou similaire, et qui est placée en amont de la batterie chaude. Une variante d'exécution du dispositif prévoit que les moyens permettant d'ouvrir ou de fermer un passage d'air sont des volets montés dans un cadre. Une forme de réalisation avantageuse est telle que les moyens permettant d'ouvrir ou de fermer le passage au niveau de l'entrée d'air au nombre d'au moins une sont disposés sensiblement perpendiculairement par rapport aux moyens permettant d'ouvrir ou de fermer le passage entre les batteries chaude et froide, formant ainsi un dispositif en forme de T. La régulation du dispositif permettant de déterminer le mode de fonctionnement du dispositif, en pompe à chaleur ou en déshumidificateur, peut être réalisée à l'aide d'une sonde extérieure permettant de mesurer la température de l'air extérieur ainsi que d'une sonde permettant de mesurer l'humidité de l'air extérieur. La régulation du dispositif selon l'invention peut être électronique et commandée par un logiciel. Dans ce cas, le dispositif comporte également un automate de commande permettant d'agir notamment sur les ventilateurs, les moyens d'ouverture et de fermeture d'un passage d'air et la machine thermodynamique, en fonction d'informations reçues par des capteurs. De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation préférentielle d'un dispositif selon l'invention. Figure 1 en est une vue en élévation et en coupe selon la ligne I-I de la figure 2, et figure 2 est une vue de dessus et en coupe selon la ligne de coupe 11-11 de la figure 1. Les figures montrent un caisson 2 de forme sensiblement parallélépipèdique monté à l'extérieur d'une grange 4. Ce caisson 2 présente une entrée d'air 6, une sortie d'air 8 vers l'intérieur de la grange et une sortie d'air 10 vers l'extérieur. Il est équipé d'une machine thermodynamique et de ventilateurs. Le caisson 2 est disposé à une certaine distance du sol 12, qui est par exemple de 60 cm. L'entrée d'air 6 se situe au niveau de la face inférieure 14 du caisson 2 et est donc en regard du sol 12. Les sorties d'air 8 et 10 sont disposées sur des faces latérales opposées du caisson 2. La face latérale 16 comprenant la sortie d'air 8 vers l'intérieur de la grange 4 est montée dans le mur de celle-ci de telle sorte que la sortie 8 débouche directement dans la grange 4. À l'intérieur du caisson 2, se trouvent une batterie chaude 18, ou condenseur, une batterie froide 20, ou évaporateur, et un compresseur 22 formant la machine thermodynamique. On y trouve également des volets 24 montés dans un premier cadre 26 ainsi que des volets 28 montés dans un second cadre 30. Les deux cadres 26 et 30 sont perpendiculaires l'un à l'autre et forment un dispositif de régulation du passage de l'air dans le caisson 2 en forme de T. Le second cadre 30 sépare le caisson 2 en deux parties, I'une contenant la batterie froide 20 et l'autre la batterie chaude 18. Les volets 24 permettant l'ouverture et la fermeture de l'entrée d'air 6 assurent l'alimentation en air des deux parties du caisson. Une partie de ces volets 24 se trouvent d'un côté du cadre 30 séparant le caisson 2 tandis que les autres volets 24 se trouvent de l'autre côté de ce cadre 30. La batterie chaude 18 se trouve entre l'entrée d'air 6 et la sortie d'air 8 vers l'intérieur de la grange. Ainsi, I'air entrant par l'entrée 6 et ressortant par la sortie 8 passe sur cette batterie chaude 18. De même, la batterie froide 20 se trouve entre l'entrée d'air 6 et la sortie d'air 10 vers l'extérieur. Ainsi, I'air entrant par l'entrée 6 et ressortant à l'extérieur par la sortie 10 passe sur la batterie froide. Un ventilateur centrifuge 32 est monté au niveau de la sortie 8 vers la grange. Il permet de faire passer de l'air sur la batterie chaude 18 et de le souffler vers la grange 4. Du côté de la sortie 10 vers l'extérieur, deux ventilateurs hélicoides 34 sont montés. Ils permettent de faire passer de l'air sur la batterie froide 20 et ainsi de récupérer de l'énergie qui est alors envoyée au niveau de la batterie chaude 18. Un logement 36 est prévu dans le caisson 2 pour recevoir le compresseur 22. Ce logement reçoit aussi d'autres éléments techniques, tels par exemple un coffret électrique 38 dans lequel se trouvent par exemple des connexions électriques et aussi un dispositif de commande électronique du dispositif. Un interrupteur général 40 est prévu sur le coffret électrique 38 et se trouve à l'extérieur du caisson 2, dans la grange 4. Juste à côté de la batterie chaude, du côté de l'entrée d'air 6, se trouve une troisième sortie d'air 42 dont l'ouverture et la fermeture sont commandés par un registre 44. Des sondes, non représentées, sont également prévues pour mesurer la température de l'air extérieur ainsi que le degré d'hygrométrie. Ces informations sont transmises au dispositif de commande électronique qui commande alors l'ouverture et la fermeture des volets 24 et 28 et registre 44 ainsi que la mise en marche des ventilateurs 32 et 34 et du compresseur 22. D'autres sondes sont également prévues pour permettre un bon fonctionnement du dispositif. Elles peuvent par exemple mesurer des paramètres (pression, température, etc) à l'intérieur du caisson et de la machine thermodynamique. Le fonctionnement du dispositif est par exemple le suivant. On suppose la température extérieure inférieure à une température de consigne, par exemple 20 C, et l'humidité relative de l'air extérieur inférieure à une valeur prédéterminée, par exemple 60%. Le dispositif fonctionne alors comme une pompe à chaleur. Les volets 24 de l'entrée d'air 6 sont ouverts tandis que les volets 28 sont fermés, séparant ainsi le caisson 2 en deux chambres non communicantes. Tous les ventilateurs 32 et 34 fonctionnent et le compresseur est en marche. De l'air est alors aspiré par l'entrée 6 par le ventilateur centrifuge 32. Cet air passe sur la batterie chaude 18 et est soufflé vers lI'intérieur de la grange. Cet air extérieur réchauffé vient sécher les produits à sécher qui sont par exemple disposés sur un caillebotis. Ces produits sont par exemple du foin, de l'ail, des fruits, des céréales, etc. Les ventilateurs hélicoïdes 34 aspirent quant à eux de l'air par l'entrée 6, qui passe ensuite sur la batterie froide 20 avant de ressortir par la sortie d'air 10 vers l'extérieur. Cet air ressort plus froid par la sortie 10 qu'il n'est entré par l'entrée d'air 6. L'énergie ainsi récupérée est envoyée au niveau de la batterie chaude 18 pour chauffer l'air servant au séchage. Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de commande provoque l'arrêt du dispositif lorsque la température tombe sous un seuil minimal prédéterminé. Ce seuil peut être par exemple fixé à -5 C. Pour un bon fonctionnement de la machine thermique, lorsque la pression haute à l'intérieur de celle-ci est inférieure à une valeur prédéterminée, le registre 44 s'ouvre pour réduire le débit d'air sur la batterie chaude 18. Toutefois, lors d'une opération de dégivrage, ce registre 44 reste fermé quelle que soit la pression haute dans la machine thermodynamique. Ce principe de fonctionnement de la machine thermodynamique est connu pour une pompe à chaleur. Le parcours de l'air dans le dispositif est quant à lui original. Lorsque la température extérieure est maintenant supérieure à la température de consigne et que l'hygrométrie relative est elle aussi supérieure à une valeur prédéterminée, le dispositif décrit ci-dessus fonctionne en déshumidificateur d'air. Les volets 24 de l'entrée d'air 6 sont alors fermés et les volets 28 du cadre 30 sont ouverts. Les deux chambres du caisson 2 sont communicantes. Le ventilateur centrifuge 32 au niveau de la sortie 8 vers la grange fonctionne tandis que les ventilateurs 34 au niveau de la sortie vers l'extérieur sont à l'arrêt. Le compresseur 22 fonctionne mais il est limité dans son fonctionnement dans le cas o la température d'évaporation dépasse une valeur prédéterminée de par exemple 12 C. De l'air est aspiré par le ventilateur centrifuge 32. Cet air ne pouvant entrer par l'entrée d'air 6, il entre par la sortie d'air 10. Cet air traverse tout le dispositif en passant par les ventilateurs hélicoïdes à l'arrêt, la batterie froide 20, les volets 28 ouverts, la batterie chaude 18 pour être enfin soufflé par le ventilateur centrifuge 32 dans la grange 4. En passant sur la batterie froide 20, I'eau contenue dans l'air se condense et de ce fait, l'air passant ensuite dans la batterie chaude 18 et soufflé dans la grange 4 est un air sec. Le fonctionnement décrit ci-dessus ne prévoit pas le cas o, avec les exemples numériques donnés plus haut, la température extérieure est supérieure à 20 C et l'humidité relative inférieure à 60% et le cas o la température extérieure est inférieure à 20 C et l'humidité relative supérieure à 60%. Dans ces cas, on peut prévoir l'un ou l'autre des fonctionnements décrits ci-dessus. On peut aussi prévoir un fonctionnement avec un hystérésis. Ainsi, par exemple, si au départ la température est inférieure à 20 C et l'humidité relative inférieure à 60%, et si l'un des paramètres dépasse la valeur seuil, on peut admettre que le fonctionnement du dispositif ne sera pas modifié tant que le second paramètre n'aura pas lui aussi atteint ce seuil. Il est également envisageable de choisir d'autres paramètres pour le fonctionnement du dispositif, comme par exemple le poids en eau dans l'air. Ce poids de l'eau dans l'air peut être mesuré directement à l'aide de dispositif existant sur le marché. Si l'on choisit de réguler le dispositif en fonction du poids d'eau, le dispositif fonctionne en pompe à chaleur lorsque le poids en eau est inférieur à une valeur donnée et en déshumidificateur lorsque ce poids est supérieur à cette valeur. Le dispositif selon l'invention peut fonctionner dans presque toutes les conditions météorologiques. Il peut fonctionner dans une large plage de températures et pour tous les degrés d'humidité relative. Il peut ainsi fonctionner en permanence, jour et nuit, même lorsque les nuits sont fraîches. Ce dispositif tel que décrit ci-dessus est économique. En effet, l'énergie utilisée pour chauffer l'air insufflé est en grande partie de l'énergie récupérée au niveau de la batterie froide. Par rapport à I'utilisation d'un ventilateur associé à une résistance électrique, l'énergie nécessaire pour sécher une même quantité de foin est très sensiblement inférieure. Le fait de pouvoir le faire fonctionner la nuit, permet aussi de bénéficier de tarifs préférentiels pour l'approvisionnement en électricité. De plus, ce dispositif est polyvalent dans l'agriculture, car un même dispositif permet le séchage de produits différents. Il est envisageable de le disposer sur roues pour le déplacer d'un endroit de stockage de produits vers un autre. Il peut alors être utilisé tout au long de la saison des récoltes. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif; elle en embrasse au contraire toutes les variantes dans le cadre des revendications énoncées ci-après. Ainsi, les valeurs numériques, tant pour les paramètres de fonctionnement qu'en ce qui concerne par exemple le nombre de ventilateurs, sont données à titre indicatif. La disposition en tunnel rectiligne, avec une entrée d'air latérale est donnée à titre d'exemple. Toute autre configuration peut convenir. Une configuration en U, avec une sortie à chaque extrémité du U et l'entrée d'air au niveau de la base du U est aussi envisageable par exemple. La batterie chaude peut être aussi associée à une résistance électrique pour obtenir un air soufflé sur les produits à sécher plus chaud. La présence ou non de cette résistance dépend notamment des produits à sécher. REVENDICATIONS 1. Dispositif de séchage destiné notamment au séchage de produits agricoles, comportant au moins une première entrée d'air (6), au moins un premier ventilateur (32) pour souffler par une sortie (8) vers les produits à sécher, ainsi que des moyens (18) permettant de réchauffer l'air soufflé, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une seconde sortie d'air (10) associée à au moins un second ventilateur (34) permettant d'aspirer de l'air par l'entrée d'air (6) au nombre d'au moins une pour le faire ressortir par la seconde sortie (10), en ce que les moyens permettant de réchauffer l'air appartiennent à une machine thermodynamique comportant d'une part une batterie froide (20) et d'autre part une batterie chaude (18), en ce que la batterie chaude (18) se trouve entre l'entrée d'air (6) au nombre d'au moins une et la sortie (8) vers les produits à sécher et la batterie froide (20) se trouve entre l'entrée d'air (6) au nombre d'au moins une et la seconde sortie d'air (10), et en ce que des moyens (24,28) permettant d'ouvrir ou de fermer un passage d'air sont prévus au niveau de l'entrée d'air (6) au nombre d'au moins une ainsi qu'entre les batteries chaude (18) et froide (20) de la machine thermodynamique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif est disposé à distance du sol (12) et en ce que l'entrée d'air (6) se trouve du côté du sol (12). 3, Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est disposé dans un caisson (2) de forme sensiblement parallélépipèdique présentant sur sa face inférieure (14) I'entrée d'air (6) et sur deux faces latérales opposées les deux sorties d'air (8,10). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ventilateur (32) au nombre d'au moins un permettant de souffler l'air vers les produits à sécher est un ventilateur centrifuge. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ventilateur (34) au nombre d'au moins un permettant de faire passer l'air sur la batterie froide (20) est un ventilateur hélicoïde. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième sortie (42), dont l'ouverture est commandée par un registre (44), ou similaire, et qui est placée en amont de la batterie chaude (18). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens permettant d'ouvrir ou de fermer un passage d'air sont des volets (24,28) montés dans un cadre (26,30). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens (24) permettant d'ouvrir ou de fermer le passage au niveau de l'entrée d'air (6) au nombre d'au moins une sont disposés sensiblement perpendiculairement par rapport aux moyens (28) permettant d'ouvrir ou de fermer le passage entre les batteries chaude (18) et froide (20), formant ainsi un dispositif en forme de T. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une sonde extérieure permettant de mesurer la température de l'air extérieur ainsi qu'une sonde permettant de mesurer l'humidité de l'air extérieur. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte également un automate de commande permettant d'agir notamment sur les ventilateurs, les moyens d'ouverture et de fermeture d'un passage d'air et la machine thermodynamique, en fonction d'informations reçues par des capteurs.