Brevet FR2869272A1 — publié le 20051028

Domaine de l'invention Installation de collecte et de transport de liquides refroidis, notamment de liquides alimentaires tels que du lait. Etat de la technique La collecte et le transport de liquides fragiles, notamment de liquides alimentaires tels que du lait nécessite le refroidissement de ces liquides pour en assurer la conservation. Il existe actuellement des citernes isothermes de collecte de lait équipées d'un groupe frigorifique de manière à maintenir le liquide io collecté à une température basse, appropriée, de conserver pendant le transport. Mais les groupes frigorifiques ont l'inconvénient d'être des installations relativement fragiles convenant mal pour travailler dans des conditions brutales. De telles installations conviennent mal pour la col- lecte de lait dans des zones de production équipées d'un réseau routier de bonne qualité. Lorsque de telles installations sont utilisées sur des camions citernes circulant dans des terrains irréguliers, des routes cabossées, etc..., les groupes frigorifiques trop fortement sollicités par les secousses, risquent de tomber en panne. Outre la difficulté qu'il y a de réparer les installations, le chargement risque d'être inutilisable à l'arrivée. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une instal- lation de collecte et de transport de liquides refroidis, notamment pour la collecte de lait dans des régions de production sans réseau routier, rendant difficiles l'utilisation des citernes isothermes équipées de groupes frigorifiques ou ne permettant de les utiliser que dans de mauvaises conditions. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne une installation de collecte et de transport de liquides refroidis, notamment de lait, caractérisée par - un poste fixe de réfrigération ayant * un groupe frigorifique relié à un circuit de liquide caloporteur muni de moyens de connexion, - une citerne isotherme embarquée sur un véhicule pour collecter le liquide, ayant * un compartiment de collecte de liquide, * un compartiment de stockage de frigories * un circuit de refroidissement comportant un échangeur de chaleur dans le compartiment de collecte et une pompe de circulation du li- quide de refroidissement et passant par le compartiment de stockage pour y prélever des frigories et les fournir à l'échangeur de chaleur * un moyen de régulation avec au moins une sonde de température installée dans le compartiment de collecte et commandant le fonctionnement du circuit de refroidissement, * un branchement pour les moyens de connexion du circuit de liquide caloporteur du poste fixe de réfrigération. Dans cette installation qui se compose en général d'un poste fixe et d'une ou plusieurs citernes isothermes installées sur des vé- hicules de collecte, la partie fragile de l'installation, c'est-à-dire le groupe frigorifique, est fixe et ne subit pas les contraintes des secousses et des chocs comme un groupe frigorifique installé sur un véhicule. Les équipements mobiles de la citerne isotherme sont des équipements robustes et en tous les cas pratiquement insensibles aux chocs et aux secousses. Le compartiment de stockage de frigories a une structure essentiellement statique, sans pièce fragile, mobile. La pompe de circulation du circuit de refroidissement est une installation robuste dont le fonctionnement n'est pas perturbé par les secousses subies par le véhicules. Cela permet une restitution du froid par l'installation embarquée dans la citerne, c'est-à- dire le compartiment de stockage de frigories et son circuit de refroidisse-ment reliés au compartiment de collecte de liquide. Une installation selon l'invention composée du groupe frigorifique à poste fixe et des citernes isothermes, mobiles, transportées par camion, a également l'avantage d'être beaucoup plus économique que des groupes frigorifiques associés à chaque citerne, et cela indépendamment des difficultés de fonctionnement et de la fragilité des groupes frigorifiques embarqués. De plus, le fonctionnement du groupe frigorifique aura également un meilleur rendement puisque ce groupe à poste fixe sera dimensionné de manière plus importante qu'un groupe frigorifique mobile embarqué sur un camion. Enfin, l'entraînement du groupe frigorifique est également plus simple. Il peut s'agir d'une alimentation électrique plutôt que de l'entraînement par un moteur embarqué sur le véhicule. Le fonctionnement de l'installation ne présente pas de difficulté particulière puisque le chargement du compartiment de stockage de frigories avec de la chaleur latente se fait pendant les périodes d'immobilisation du ou des véhicules, la nuit. Un dimensionnement approprié du compartiment de stockage de frigories permet d'assurer le refroidissement du liquide collecté sur toute la boucle de collecte. De manière avantageuse, le compartiment de stockage contient une charge de stockage de chaleur latente emmagasinant les frigories pendant la période de recharge et les restituant pendant la collecte. 1 o Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre l'installation de collecte et de transport de liquides 15 refroidis, dans sa phase de charge frigorifique, - la figure 2 montre la citerne isotherme embarquée dans sa phase d'utilisation. Description du mode de réalisation Selon la figure 1, l'invention concerne une installation de collecte et de transport de liquides refroidis tels que des liquides alimentaires, notamment du lait. Cette installation se compose d'un poste fixe de réfrigération 1 équipé d'un groupe frigorifique muni d'un circuit de liquide caloporteur avec des moyens de connexion et d'une ou plusieurs citernes isothermes dont une seule (4) est représentée. Le poste de réfrigération 1 se compose d'un groupe frigorifique 2 avec un compresseur 21, un condenseur 22 et un évaporateur 23. Ce dernier est monté dans un circuit de liquide caloporteur 3 équipé d'une pompe de circulation 31 et de tuyaux de raccordement 32, 33 munis chacun de raccords 34, 35 et de clapets anti-retour 36, 37 pour être branchés sur le circuit de refroidissement de la citerne 4. La citerne 4 est embarquée sur un véhicule 5 et sert à col- lecter le liquide. La citerne isotherme 4 comporte un compartiment de collecte de liquide 6 et un compartiment de stockage de frigories 7, sépa- rés l'un de l'autre. Un circuit de refroidissement 8 équipant la citerne isotherme 4 passe par le compartiment de stockage 7 contenant une charge 71 figurée par des billes et travaillant par stockage de chaleur la- tente; il comprend un échangeur de chaleur 81 installé dans le compar- timent de collecte 6. Le circuit 8 est équipé d'une pompe de circulation 82 entraînée à partir du véhicule, par exemple par un moteur électrique alimenté à partir du circuit électrique du véhicule ou, de préférence, le circuit hydraulique entraînant la pompe ou encore à partir de la prise de force. La citerne isotherme 4 est également équipée d'un moyen de régulation non représenté recevant des informations d'une sonde de température installée dans le compartiment de collecte 6 pour détecter la température du liquide et commander par cette information le fonctionnement de la pompe de circulation 82 du liquide caloporteur traversant le compartiment de stockage de frigories 7 et l'échangeur de chaleur 81. L'échangeur de chaleur 81 est de préférence installé au fond du compartiment 6 de façon que quel que soit le niveau de remplissage du compartiment, il est au contact direct avec le liquide à refroidir ou à maintenir en température. Le circuit de refroidissement 8 est équipé de connecteurs 83, 84 pour se brancher sur le circuit de liquide caloporteur 3 du poste fixe 1. Des vannes d'arrêt 85, 86 servent à brancher ou couper le circuit de refroidissement 8 et des vannes 87, 88 branchent le circuit de liquide caloporteur 3 sur le compartiment de stockage de frigories 7. Les vannes 85, 87 et 86, 88 peuvent également être remplacées par deux vannes à trois voies chacune. La citerne 4 comporte des moyens d'accès tels que des trous d'homme 10, 11 pour le compartiment de collecte 6 et pour le compartiment de stockage 7 ainsi qu'une pompe d'aspiration 15 reliée à la conduite d'arrivée/sortie 13 du liquide de collecte, à l'arrière et à la base du compartiment de collecte 6, de façon que le liquide pompé arrive di- rectement en contact avec la surface de l'échangeur 81 pour être très rapidement refroidi à la température voulue. La conduite 13 est équipée d'une vanne 14 et d'une pompe 15 dont l'entrée est reliée à un tuyau de pompe 16 pour collecter le liquide. En partie basse, le compartiment 7 comporte un orifice d'évacuation 72 permettant d'évacuer la charge 71 pour son remplacement. La figure 1 montre également le circuit de nettoyage 17 du compartiment 4 de la citerne équipé de dispositifs d'aspersion 171, 172, permettant d'asperger avec du liquide de nettoyage toute la surface intérieure de la citerne puis de rincer lorsque la conduite 173 est branchée sur le circuit de nettoyage non représenté, par ailleurs relié à la conduite 13 sur le tuyau de collecte 16 ou à sa place. L'installation décrite ci-dessus fonctionne en phase de charge et en phase collecte de la manière suivante: Phase de charge Comme représenté à la figure 1, pendant une phase de charge, à l'arrêt du véhicule 5 portant la citerne isotherme 4, on branche les tuyaux 32, 33 du circuit de liquide caloporteur 3 sur le compartiment de stockage de frigories 7, on ouvre les vannes 87, 88 et on ferme les vannes 85, 86 reliant cette partie du circuit à l'échangeur de chaleur 81 du compartiment de collecte 6 de liquide. Le circuit de liquide caloporteur 3 est ainsi refermé sur l'évaporateur 23 du groupe frigorifique 2 qui fonctionne avec le compresseur 21 et le condenseur 22 de manière à évacuer les calories du compartiment de stockage 5 et à recharger celui-ci en extrayant la chaleur stockée sous forme de chaleur latente car la charge contenue dans le compartiment de stockage travaille de préférence par stockage de chaleur latente correspondant à un changement d'état à une température déter- minée. La charge du compartiment 7 est, par exemple, constituée de billes remplies d'un liquide caloporteur à changement d'état (fusion). A titre d'exemple d'une telle charge travaillant par chaleur latente: liquides eutectiques, glace, sorbets. Lorsque les frigories sont stockées dans la charge, le véhi- cule est prêt pour faire une tournée de collecte. On ferme les vannes 87, 88, on débranche les connexions 34, 83, 35, 84 des tuyaux 32, 33 du circuit de liquide caloporteur 3 et on ouvre les vannes 85, 86 du circuit de refroidissement 8 du compartiment 6. La pompe de circulation 82 peut fonctionner selon la demande de frigories dans le compartiment de collecte de liquide 6. A titre d'exemple, le compartiment de stockage de frigories peut avoir une capacité de l'ordre de 3 m3 et le compartiment de collecte de liquide une capacité de l'ordre de 10 m3. Il est remarquer que les vannes 85, 86 permettent d'isoler la partie du circuit de refroidissement passant dans l'échangeur de chaleur 81 pendant la phase de recharge du compartiment de stockage 7 ou une partie de cette phase de recharge. Cela permet d'éviter d'éventuelles déperditions de froid et surtout de nettoyer le compartiment 6 avec un liquide de nettoyage, en général, chaud. Puis, à la fin du nettoyage, le compartiment de collecte peut éventuellement être remis en température par l'ouverture des vannes 85, 86 ce qui permet d'augmenter globalement la capacité frigorifique de la citerne 4, c'est-à-dire non seulement du compartiment 7 qui stocke les frigories mais également du compartiment 6, aussi longtemps que la citerne 4 est reliée au poste de réfrigération 1. Phase de collecte La figure 2 montre le véhicule de collecte avec la citerne isotherme 4 en position de collecte. Le circuit de refroidissement 8 partant du compartiment de stockage 7 passe par la vanne 86 ouverte (la vanne 88 étant fellnée), la pompe de circulation 82 pour arriver dans l'échangeur de chaleur 81 du compartiment de collecte 6, y puiser des calories par réchauffage du liquide caloporteur et revenir par la vanne 85 ouverte (la vanne 87 étant fermée) dans le haut du compartiment 7 pour y céder les calories et se recharger en frigories en traversant la charge du compartiment. La collecte peut se faire comme cela est schématisé par le bidon B dans lequel est plongé le tuyau de collecte 16. La pompe aspi- rante 15 est mise en route pour puiser le liquide du bidon B et le transférer dans le compartiment de collecte 6. Pendant ce temps, le circuit de refroidissement fonctionne et pei Anet de refroidir le liquide en cours de pompage puis pour le mettre à la température appropriée dans la citerne isotherme. Le liquide caloporteur du circuit 3 comme celui du circuit de refroidissement 8 est, de préférence, de l'eau glycolée. REVENDICATIONS 1 ) Installation de collecte et de transport de liquides refroidis, notamment de liquides alimentaires tels que du lait, caractérisée par - un poste fixe de réfrigération (1) ayant * un groupe frigorifique (2) relié à un circuit de liquide caloporteur (3) muni de moyens de connexion (34, 35), une citerne isotherme (4) embarquée sur un véhicule (5) pour collecter le liquide, ayant * un compartiment de collecte de liquide (6), * un compartiment de stockage de frigories (7), * un circuit de refroidissement (8) comportant un échangeur de chaleur (81) dans le compartiment de collecte (6) et une pompe de circulation (82) du liquide de refroidissement et passant par le compartiment de stockage (7) pour y prélever des frigories et les fournir à l'échangeur de chaleur (81), * un moyen de régulation avec au moins une sonde de température installée dans le compartiment de collecte (6) et commandant le fonctionnement du circuit de refroidissement (8), * un branchement (83, 84) pour les moyens de connexion (34, 35) du circuit de liquide caloporteur (3) du poste fixe de réfrigération (1). 2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le compartiment de stockage (7) contient une charge de stockage de chaleur latente. 3 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (81) du circuit de refroidissement (8) est installé dans le fond du compartiment de collecte.