Brevet FR2903127A1 — publié le 20080104

PROCEDE DE CHAUFFAGE D'EAU POUR LE NOURRISSAGE DE VEAUX. L'invention se rapporte à un procédé de chauffage d'eau alimentaire pour la production de lait destiné aux nourrissages des veaux. Elle se rapporte également aux moyens pour la mise en oeuvre du procédé. L'élevage des veaux se fait soit à partir de lait naturel soit à partir de lait en poudre mis en solution avant la buvée. Pour cette mise en solution l'eau doit être chauffée à une température de préférence apte à dissoudre les graisses que contient la poudre de lait puis ramener à une température de buvée de l'ordre de 38 à 42 C. De nos jours, la production d'eau chaude est obtenue à partir d'une chaudière qui permet d'obtenir une eau à une température de 70 à 80 C. Cette production d'eau chaude est dite production instantanée. Les élevages étant plus ou moins important de 100 à 2000 veaux, on comprend bien que la quantité d'énergie est importante et coûte de plus en plus cher car on utilise soit 15 de l'énergie fossile soit de l'électricité fournie par un distributeur. Certains éleveurs disposant de matière énergétique de substitution (biomasse) tel que du maïs, du blé, ou du bois remplacent leurs chaudières existantes par une chaudière permettant de brûler cette matière énergétique de substitution moins cher que les énergies fossiles mais d'autres ne disposent pas de ces sources d'énergie à faible coût 20 et devraient les acquérir à un coût supérieur... L'investissement, dans une chaudière est lourd et ne trouve son intérêt que pour les éleveurs ayant un groupe de veaux très important et/ou ayant à remplacer une chaudière usée. Il est connu de produire de l'eau chaude sanitaire avec des panneaux solaires donc 25 avec un coût d'énergie très faible. Avec cette approche, on ne produit pas de l'eau instantanée et l'eau chaude doit être stockée dans un réservoir couramment appelé ballon. Il faut également tenir compte que la nuit il n'y a pas de production d'eau chaude d'où un problème de dimensionnement. 30 Les solutions existantes sont malheureusement inappropriées car la température de l'eau contenue dans ces ballons est de l'ordre de 55 Celsius 2903127 2 Une raison est d'éviter des brûlures accidentelles car l'eau est à destination sanitaire. Mais celle ci ne paraît pas à priori insurmontable. Cependant il existe une difficulté technique. En effet, la température de l'eau chaude doit être limitée car la montée en température 5 de cette eau augmente fortement la corrosion des ballons commercialisés sur le marché qui sont en acier recouvert d'émail. Même si l'émail protège de la corrosion, il y a des micro-fissures qui permettent cette attaque de l'eau. Des solutions utilisant des anodes de protection existent mais sont peu efficace lorsque la température dépasse les 55 Celsius. 10 On peut imaginer utiliser de l'eau à 55 C mais cela pose outre le problème de la dissolution des graisse celui de la légionellose car en limitant la température de l'eau, on favorise la multiplication de bactéries donc un risque alimentaire. L'eau n'est donc pas consommable. L'invention propose une solution économique pour des élevages inférieurs à 1000 15 veaux. A cet effet, l'invention se rapporte à un procédé de production d'eau chaude alimentaire destinée à mettre en solution du lait en poudre pour le nourrissage des veaux ce procédé étant caractérisé en ce qu'on introduit de l'eau dans au moins un réservoir en acier inoxydable équipé de deux échangeurs de chaleur l'un alimenté par 20 des capteurs solaires à fluide caloporteur et l'autre par un moyen de chauffage classique et on chauffe cette eau à une température comprise entre 70 Celsius et 85 Celsius. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente 25 FIG 1 : Vue schématique d'une installation FIG 2 : Un capteur solaire. En se reportant au dessin, on voit une installation 1 de production d'eau chaude pour le nourrissage des veaux. L'eau chaude sert à mettre en solution de la poudre de lait. 30 Les veaux sont nourris deux fois par jour. 2903127 3 De manière caractéristique, on introduit de l'eau dans au moins un réservoir 2 en acier inoxydable, on chauffe cette eau à une température comprise entre 70 Celsius et 85 Celsius au travers d'un circuit 3 de chauffage régulé comprenant deux échangeurs 4, 5 de chaleur l'un 4 alimenté par des capteurs 4A solaires et l'autre par un moyen 5A de 5 chauffage classique. Dans un mode de fonctionnement, le dimensionnement des capteurs solaires est tel que l'apport calorifique journalier de ces capteurs est d'au moins 50% et de préférence d'au moins 70%. De préférence, pour une volume d'eau total par buvée à chauffer supérieur à 500 litres, 10 on répartie le volume d'eau en réservoirs de plus petites dimensions par exemple de 300 litres, chacun de ces réservoirs étant pourvu de son propre circuit de chauffage par capteur solaire et accessoirement du circuit de chauffage classique indépendant des autres. Dans le cas où le circuit de chauffage classique est une résistance électrique, chaque réservoir sera alimenté par un circuit électrique distinct des autres. Par contre, il ne serait pas cohérent de prévoir pour chaque réservoir un chauffage à gaz ou autre indépendant. Dans ce dernier cas, il vaudra mieux prévoir une iso répartition énergétique de la source de chauffage d'appoint sur les différents ballons. Avantageusement, on relie ces réservoirs à une station 6 de distribution de l'eau tel que la quantité d'eau prélevée soit faite à volume égal sur chaque ballon. Plus précisément si l'on dispose de 3 ballons de 300 litres soit 900 litres et que l'on prélève 750 litres, le procédé et les moyens sont tels que chaque ballon sera vidé de 250 litres. En effet dans le cas où ces ballons seraient prélevés les uns après les autres, le troisième ne serait pas vidé. L'apport en calories pour réchauffer ensuite l'eau serait inégalement réparti. Effectivement pour ce ballon, une fois la température souhaitée atteinte, les calories provenant de ses capteurs solaires ne seraient pas exploitées et donc perdues pour l'ensemble de l'installation, entraînant une perte de rendement. Le fractionnement en plusieurs réservoirs permet de limiter les effets lorsqu'un incident de chauffage arrive. En effet, si les circuits de chauffage étaient en série, une panne sur le circuit entraînerait un défaut de chauffe sur l'ensemble des réservoirs. 2903127 4 Les réservoirs sont ainsi montés en parallèle avec un équilibrage de charge par exemple par égales longueurs des canalisations et des sections de sorte que les réservoirs agissent comme un seul réservoir et se vide en parallèle.. De préférence, on choisit comme matériau de qualité alimentaire un acier inoxydable 5 référence 316L ou 304 L. Comme on le voit, le réservoir est équipé de deux échangeurs de chaleur. Le premier concerne les panneaux solaires. Le soleil réchauffe un fluide caloporteur qui vient céder des calories à l'eau. Le deuxième échangeur est relié à un moyen de chauffage, gaz, fuel, électricité qui 10 permet de chauffer l'eau, par exemple la nuit en période dite creuse, période où l'électricité peut être commercialisé à prix réduit. Cette solution permet d'éviter une multiplication démesurée des panneaux solaires si on utilisait essentiellement un chauffage solaire. En effet, il faut tenir compte du prélèvement d'eau chaude qui dans la configuration de l'alimentation des veaux se fait le matin et en fin d'après midi. 15 En fin d'après midi, le soleil se couche, cependant il faut disposer d'eau pour le matin. La solution la plus économique est de faire un apport d'énergie par chauffage classique et en augmentant le volume d'eau total de sorte à bénéficier d'une partie de l'eau chauffée par le soleil. L'acier inoxydable 316L ou 304 L permet à la fois d'avoir une qualité alimentaire et 20 de limiter la corrosion. Il peut recevoir un polissage électrolytique permettant d'augmenter sa résistance. L'eau chaude est donc à une température suffisante pour faire fondre les graisses de la poudre de lait. Lorsque la poudre de lait est dissoute dans l'eau chaude, la solution est refroidie par adjonction d'eau froide jusqu'à atteindre la température de buvée. 25 Les moyens pour la mise en oeuvre du procédé comprennent au moins un réservoir 2 en acier inoxydable de qualité alimentaire pourvu de deux échangeurs 4,5 de chaleur l'un 4 alimenté par des capteurs 4A solaires à fluide caloporteur et l'autre 5 par un moyen SA de chauffage classique avec un circuit de régulation maintenant l'eau à une température comprise entre 70 C et 80 C. 30 Pour chaque installation dont le volume d'eau nécessaire est supérieure à 500 litres, ce volume d'eau est réparti en des réservoirs de 300 litres et/ou 500 litres chaque 2903127 5 réservoir ayant son propre circuit de chauffage solaire et accessoirement classique les dits réservoirs étant reliés à un moyen 7 de distribution prélevant l'eau dans les réservoir à quantités égales. Pour cette activité particulière, il existe entre l'engraissement de deux bandes de 5 veaux, un vide sanitaire de plusieurs semaines. Pour éviter des incidents de surchauffe, les moyens comprennent des couvercles ou des volets roulants destinés à réduire le rayonnement frappant les capteurs solaires de manière significative. En effet, pendant ces périodes de vide sanitaire, l'eau n'est pas prélevée dans les réservoirs alors qu'il y a un apport de chaleur au niveau des capteurs et donc il y a un 10 risque de dégradation voire de vaporisation du fluide caloporteur des capteurs. La mise en place d'un couvercle 8 ou d'un volet occultant au moins partiellement les capteurs va éviter cette surchauffe. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'eau chaude alimentaire destinée à mettre en solution du lait en poudre pour le nourrissage des veaux selon lequel on introduit de l'eau dans au moins un réservoir en acier inoxydable équipé de deux échangeurs de chaleur l'un alimenté par des capteurs solaires à fluide caloporteur et l'autre par un moyen de chauffage classique et on chauffe cette eau à une température comprise entre 70 Celsius et 85 Celsius, ce procédé étant caractérisé en ce que pendant les périodes dites de vide sanitaire, on occulte au moins partiellement les capteurs solaires. 2. Procédé de production d'eau chaude selon la revendication 1 caractérisée en ce que pour un volume d'eau total par buvée à chauffer supérieur à 500 litres, on répartie le volume d'eau en réservoirs de plus petites dimensions, chacun de ces réservoirs étant pourvu de son propre circuit de chauffage par capteur solaire et accessoirement du circuit de chauffage classique indépendant des autres. 3. Procédé de production d'eau chaude selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que on relie ces réservoirs à une station (6) de distribution de l'eau tel que la quantité d'eau prélevée soit faite à volume égal sur chaque réservoir. 4. Moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisés en ce qu'ils comprennent un couvercle occultant les capteurs solaires d'un circuit de chauffage chauffant au moins un réservoir (2) en acier inoxydable de qualité alimentaire pourvu de deux échangeurs (4,5) de chaleur l'un (4) alimenté par les capteurs (4A) solaires à fluide caloporteur et l'autre (5) par un moyen (5A) de chauffage classique avec un circuit de régulation maintenant l'eau à une température comprise entre 70 C et 80 C. 5. Moyens selon la revendication 4 caractérisés en ce que l'acier inoxydable est du type 316L ou 304L. 6. Moyens selon la revendication 4 ou 5 caractérisés en ce que l'acier inoxydable reçoit un polissage électrolytique. 2903127 7 7. Moyens selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 caractérisés en ce lorsque le volume d'eau; nécessaire est supérieure à 500 litres, ce volume d'eau I est réparti en des réservoirs de plus petites contenances, chaque réservoir ayant son propre circuit de cha ffage solaire et accessoirement classique. 5 8. Moyens selon la revendication 7caractérisés en ce que les dits réservoirs sont reliés à un moyen (7) ide distribution prélevant l'eau dans les réservoirs à quantités égales.