Brevet FR2986859A1 — publié le 20130816

Dispositif récupérateur de chaleur pour bâtiment d'élevage. 1. Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation des équipements destinés à équiper les bâtiments d'élevage. Plus précisément, l'invention se rapporte à un dispositif récupérateur de chaleur destiné à équiper de tels bâtiments. 2 . Art antérieur Les bâtiments d'élevage, notamment de volailles, accueillent, pour chaque campagne d'élevage, un nombre important d'animaux. Ceux-ci doivent être élevées dans une atmosphère saine et à une température relativement élevée. Par exemple, en ce qui concerne les volailles, cette température est généralement comprise entre 25 °C et 35 °C selon le type et l'âge des volailles. Le maintien de telles températures et une ventilation des bâtiments suffisante sont donc au rang des préoccupations constantes des éleveurs. En effet, toute baisse ou hausse excessive de température dans un bâtiment d'élevage peut entraîner une surmortalité des animaux. Ce problème est particulièrement sensible avec les volailles. De telles variations de température peuvent être provoquées par une ventilation insuffisante ou excessive du bâtiment. Une mauvaise ventilation des bâtiments peut aussi entraîner une augmentation du taux d'hygrométrie dans ceux-ci propice à la propagation de micro-organismes ainsi qu'une augmentation du taux d'ammoniac résultant de la décomposition des déjections. De tels phénomènes peuvent conduire à la nécessité de renouveler les litières sur lesquelles sont élevés les animaux plus souvent mais aussi à une surmortalité de ceux-ci. La ventilation des bâtiments d'élevage peut être effectuée grâce à des trappes réparties dans le bâtiment et permettant l'entrée d'air extérieur dans ceux-ci. Toutefois, dans les cas fréquents où l'intérieur des bâtiments d'élevage doit être chauffé, l'apport d'air extérieur froid par de telles trappes contribue à baisser la température régnant dans le bâtiment et implique un surcoût énergétique pour maintenir celle-ci suffisamment élevée. Il a est donc proposé dans l'art antérieur d'utiliser des dispositifs de récupération de chaleur de type air-air permettant de chauffer de l'air extérieur insufflé dans le bâtiment avec de l'air chaud plus humide extrait du bâtiment. De tels échangeurs permettent de limiter grandement le surcoût énergétique généré par la ventilation des bâtiments d'élevage. Parmi les récupérateurs de chaleur destinés aux bâtiments d'élevage sur le marché, on trouve des dispositifs permettant de traiter des quantités d'air selon des débits plus ou moins élevés. Selon les fournisseurs, certains de ces récupérateurs mettent en oeuvre des moyens échangeurs de chaleur tubulaires et d'autres mettant en oeuvre des moyens échangeurs de chaleur à plaques alvéolaires. Dans ces derniers, les moyens en question incluent des plaques alvéolaires montées parallèles entre elles. L'air humide et chaud présent dans le bâtiment est extrait de celui-ci grâce à un premier ventilateur pour être rejeté à l'extérieur en transitant entre les plaques. De l'air frais et plus sec prélevé à l'extérieur du bâtiment grâce à un second ventilateur entre dans celui-ci en transitant à l'intérieur des plaques par des canaux appelés alvéoles formés dans celles-ci. Lors de ce transit, un transfert de calories de l'air sortant du bâtiment vers l'air entrant dans celui-ci se produit, la surface développée des alvéoles permettant d'augmenter le rendement de ce transfert. L'air extrait des bâtiments d'élevage se caractérise notamment par le fait qu'il est chargé en poussières provenant pour une part des litières et pour une autre part des animaux eux-mêmes. Ceci est particulièrement vrai pour les bâtiments d'élevage de volailles. Afin d'éviter que ces poussières ne se déposent en trop grandes quantités sur les moyens échangeurs de chaleur et encrassent ceux-ci, les récupérateurs de chaleur sont dotés de filtres qui doivent être régulièrement démontés et nettoyés ou changés. La Demanderesse commercialise un récupérateur de chaleur de type air-air à plaques alvéolaires qui présente l'originalité d'être de petite taille et conçu pour traiter de petits débits d'air, en pratique de 1600 à 2000 m3/h. Un tel récupérateur peut donc être installé en plusieurs points du bâtiment d'élevage selon différents points de puisage d'air neuf extérieur et d'air vicié intérieur. Ceci autorise une meilleure aération du bâtiment et ne rend pas l'exploitant dépendant d'un seul dispositif. Pour permettre un rendement de transfert de chaleur optimisé grâce aux plaques alvéolaires, les alvéoles de celles-ci sont de petite taille, à savoir 3 à 8 mm. On entend par « taille des alvéoles » la largeur moyenne de la section transversale des canaux des plaques alvéolaires. Ce récupérateur présente aussi l'originalité de ne pas inclure de filtre. En effet, ses plaques alvéolaires sont organisées en un module amovible, de forme essentiellement parallélépipédique, et son carter est muni d'une porte de sorte que le module peut être régulièrement sorti du récupérateur pour être nettoyé à fond. L'absence de filtre facilite également le nettoyage sommaire in situ au jet d'eau des plaques alvéolaires. Ce dispositif récupérateur de chaleur combine donc à la fois l'avantage de permettre un rendement élevé - grâce à des plaques alvéolaires dont les alvéoles sont de petites tailles et qui présentent donc une surface développée importante -, et celui de permettre un désencrassement facile des plaques alvéolaires - grâce à l'organisation en module amovible de celles-ci -. La manipulation du module est facile, celui-ci ne pesant que 12 kg une fois nettoyé et pesant au maximum 15 kg lorsqu'il est encrassé. En pratique toutefois, les manipulations successives du module amovible nécessaire à son nettoyage peuvent conduire à un affaiblissement de sa structure. Ces modules sont en effet constitués par les plaques alvéolaires montées parallèles entre elles et reliés entre elles par de simples cerclages et sont pourvus d'une poignée. Notamment, ces manipulations successives peuvent conduire à une désolidarisation de certaines plaques des autres plaques. Certains des espaces prévus entre ces plaques peuvent donc varier et perturber l'écoulement de l'air transitant dans le récupérateur. 3. Objectifs de l'invention Un objectif de la présente invention est de proposer un récupérateur de chaleur à plaques alvéolaires organisées en module, le module étant amovible pour permettre son nettoyage, dont le module présente une structure renforcée. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un tel récupérateur de chaleur dont le module, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, n'est pas plus lourd que les modules de l'art antérieur. Encore un autre objectif de la présente invention est de proposer un tel récupérateur de chaleur qui, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, ne soit pas plus coûteux à fabriquer. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente description, sont atteints grâce à l'invention qui concerne un dispositif récupérateur de chaleur de type air-air destiné à équiper un bâtiment d'élevage de volailles, comprenant un carter pourvu d'une prise d'air extérieur, d'une sortie d'air réchauffé, d'une prise d'air intérieur, et d'une sortie d'air refroidi, et une pluralité de plaques alvéolaires organisée en un module amovible, lesdites plaques alvéolaires présentant des alvéoles présentant une taille comprise entre 3 mm et 8 MM. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé et en ce que ledit module amovible inclut au moins deux platines d'extrémité pourvue de fentes accueillant des bords desdites plaques alvéolaires et formant des entretoises entre celles-ci, et des traverses reliant lesdites platines d'extrémité entre elles. Les platines d'extrémité et les traverses constituent un cadre accueillant fermement les plaques alvéolaires, les bords de celles-ci étant maintenues et bloquées dans les fentes des platines d'extrémité et ces platines d'extrémité ne pouvant s'éloigner l'une de l'autre grâce auxdites traverses. De plus, les platines d'extrémité formant entretoises entre les plaques alvéolaires, ces dernières sont maintenues à distance fixe les unes des autres. Ainsi, le mouvement des plaques alvéolaires les unes par rapport aux autres au sein du module est évité et la cohésion du module est assurée. Préférentiellement, lesdites traverses sont prévues au niveau d'arêtes dudit module, celui-ci présentant une forme essentiellement parallélépipédique, de façon à renforcer encore la structure du module. On prévoira ainsi quatre traverses prévues selon les arêtes dudit module. Selon une variante intéressante, les plaques alvéolaires du dispositif, de forme classiquement essentiellement carrée ou rectangulaire, présentent des coins biseautés. lesdites platines d'extrémité présentant alors préférentiellement des pans inclinées coopérant avec lesdits coins biseautés desdites plaques alvéolaires. De telles caractéristiques permettent d'améliorer la maniabilité du module en dotant celui-ci de moins d'arêtes vives et de renforcer sa structure, les pans inclinés des platines d'extrémité présentant alors une section transversale en U très évasé favorisant le blocage des plaques alvéolaires. Selon un mode de réalisation, on pourra prévoir des platines d'extrémité constituées d'une seule partie, c'est-à-dire monoblocs. Toutefois, selon d'autres modes de réalisation, ces platines d'extrémité seront constituées par l'association d'au moins deux éléments de platine reliés entre eux par des moyens de solidarisation amovibles. Afin de faciliter l'assemblage des plaques alvéolaires avec les platines d'extrémité, et pour plus de maniabilité, il est possible d'assembler dans un premier temps chacun de ces éléments de platines avec les plaques alvéolaires correspondantes, puis dans un second temps de solidariser entre eux les ensembles ainsi formés grâce aux moyens de solidarisations amovibles. Avantageusement, le module du dispositif selon la présente invention comprend au moins une platine intercalaire montée parallèle auxdites platines d'extrémités et entre celles-ci, ladite au moins une platine intercalaire étant pourvue de fentes traversées par lesdites plaques alvéolaires. Une telle platine intercalaire renforce encore la structure du module. Préférentiellement, lesdites platines d'extrémité, ainsi que le cas échéant également la ou les platines intercalaires, sont en matériau plastique rigide. Egalement préférentiellement, lesdites traverses ainsi que les plaques latérales sont aussi en matériau plastique rigide. Egalement préférentiellement, lesdites plaques latérales sont aussi en matière plastique rigide. L'utilisation de matière plastique pour réaliser ces différents éléments du dispositif selon l'invention permet de ne pas augmenter de façon trop importante le poids du module. Le matériau plastique en question sera avantageusement du polyéthylène ou du polypropylène copolymère. Selon une variante intéressante, ledit module amovible repose par des coins biseautés des plaques alvéolaires ou, lorsqu'il en est pourvu, par l'un de ses pans inclinés sur le fond dudit carter, celui-ci étant pourvu d'une butée accueillant ces coins biseautés ou ce pan incliné. Grâce à une telle variante préférentielle, les plaques alvéolaires sont encore mieux stabilisées dans le module. On pourra aussi prévoir avantageusement un joint entre les coins biseautés ou les pans inclinés et le carter pour assurer l'étanchéité du module avec celui-ci. 5. Liste des figures L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris, grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif de réalisation de celle-ci donné en référence aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif récupérateur de chaleur pour bâtiment d'élevage d'animaux selon l'art antérieur sur laquelle une paroi latérale du carter ne figure pas de façon à laisser apparaître son module amovible de plaques alvéolaires ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un module amovible de plaques alvéolaires d'un dispositif récupérateur de chaleur selon la présente invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif récupérateur de chaleur selon la présente invention dont la porte du carter est représentée ouverte. En référence à la figure 1 un dispositif récupérateur de chaleur de type air-air selon l'art antérieur est représenté. Ce dispositif spécialement conçu pour équiper des bâtiments d'élevage est destiné à être inséré dans une paroi de ce bâtiment de façon telle que sa partie arrière se trouve placée à l'extérieur de celui-ci et que sa partie avant se trouve placée à l'intérieur de celui-ci. Ce dispositif récupérateur de chaleur comprend un carter 1 incluant une porte le montée pivotante sur le reste du carter grâce à des gonds ld. Ce carter 1 présente sur sa paroi arrière une prise d'air extérieur 2 et sur sa paroi avant une prise d'air intérieur 3. Ce dispositif est également pourvu sur sa partie avant d'une sortie d'air réchauffé 2a et sur sa partie arrière d'une sortie d'air refroidi 3a. La prise d'air intérieur 3 est équipée d'un premier ventilateur 11 et la sortie d'air réchauffé 2a est pourvue d'un deuxième ventilateur 12. Ces ventilateurs sont reliés à une source d'alimentation en énergie. À l'intérieur du carter 1, des plaques alvéolaires 4 sont associées parallèles entre elles grâce à de simples cerclages pour constituer un module 5 amovible. Ce module 5 est monté de façon telle dans le carter qu'il repose sur le fond la de celui-ci par des arêtes inférieures vives des plaques alvéolaires, une butée lb étant prévue dans le fond la du carter 1 pour bloquer en position le module 5. Le fonctionnement de ce dispositif récupérateur de chaleur est le suivant. L'air humide, chargé de poussières et chaud provenant de l'intérieur du bâtiment d'élevage de volailles est aspiré grâce au ventilateur 11 par la prise d'air intérieur 3 et transite entre les plaques 4 du module 5 avant d'être rejeté vers l'extérieur par la sortie d'air 3a. Lors de son passage entre les plaques 4a, cet air transmet une partie de ses calories au matériau constituant ces plaques alvéolaires 4 Parallèlement, l'actionnement du ventilateur 12 autorise l'aspiration par la prise d'air extérieur 2 d'air frais qui pénètre dans le carter pour passer dans les alvéoles prévues dans les plaques avant d'être rejeté par la sortie d'air 2a à l'intérieur du bâtiment. Lors de son passage dans les alvéoles des plaques 4 cet air extérieur sec et froid se réchauffe en captant des calories cédées par l'air provenant du bâtiment et rejeté à l'extérieur de celui-ci. Les plaques alvéolaires 4 sont pourvues d'alvéoles constituées par des canaux longitudinaux et sont réalisées en un matériau présentant une conductivité thermique, à savoir le polypropylène copolymère. En cours d'utilisation, le module 5 s'encrasse progressivement du fait que l'air extrait du bâtiment est chargé en poussières et est humide. Cette humidité favorise le dépôt des poussières entre les plaques 4 et il est donc nécessaire de procéder périodiquement au nettoyage du module 5. Pour un nettoyage sommaire, l'exploitant peut se contenter d'ouvrir la porte le du carter 1 pour avoir accès au module 5 et, sans déplacer celui-ci, pour passer au jet d'eau ces plaques. L'eau souillée s'écoule par la sortie d'air 3a. Toutefois, pour un nettoyage complet l'exploitant, après avoir ouvert la porte le du carter 1, peut sortir le module 5 du carter, celui-ci étant à cet effet pourvu d'une poignée 13. Le module 5 peut alors être nettoyé en profondeur et ensuite replacé dans le carter 1 en vu d'un nouveau cycle d'utilisation. Les manipulations répétées de ce module peuvent toutefois conduire à une détérioration des performances de celui-ci. En effet, celles-ci peuvent conduire à un mouvement des plaques alvéolaires 4 les unes par rapport aux autres ou un voilage de celles-ci. Le dispositif récupérateur de chaleur selon l'invention, dont un mode de réalisation va être ci-après décrit, a pour vocation de résoudre ce problème en conférant au module amovible 5 une structure renforcée. En référence aux figures 2 et 3, sur lesquelles les éléments communs au dispositif selon l'art antérieur représenté à la figure 1 sont pourvus des mêmes références, le dispositif selon l'invention présente un module amovible 5a intégrant des plaques alvéolaires 4a ayant une forme qui présente des coins biseautés 4b. Ce module 5a inclut par ailleurs deux platines d'extrémité 6, l'une à l'avant l'autre à l'arrière du module 5a, pourvues de fentes 7. Ces platines d'extrémité 6 présentent chacune des pans inclinés 6a à leurs extrémités inférieures et supérieures. Chaque platine d'extrémité 6 est constituée par l'association de trois éléments de plaques 6b, 6c, 6d reliés entre eux par des moyens de solidarisation réversibles 8. Les bords 4d des plaques alvéolaires 4 sont insérés dans les fentes 7 des platines d'extrémités 6 avant et arrière de façon telle que leurs coins biseautés 4b viennent en butée contre les pans inclinés 6a de celles-ci. Le module 5a comprend par ailleurs une platine intermédiaire 6e pourvue de fentes. La platine intermédiaire 6e est traversée par les plaques alvéolaires 4a. Les platines 6 avant et arrière ainsi que la platine intercalaire 6e constituent ainsi des entretoises permettant d'assurer que la distance entre les plaques alvéolaires 4a au sein du module reste constante. Le module 5a comprend par ailleurs des traverses 9 reliant les extrémités des pans inclinés 6a des deux platines d'extrémité 6 entre elles et la platine intercalaire 6e. L'ensemble constitué par les deux platines d'extrémité 6 pourvues de pans inclinés 6a, par la platine intercalaire 6e, par les traverses 9 forment une structure renforçant la cohésion du module 5a avec les plaques alvéolaires 4a. Grâce à ces moyens, les manipulations successives de ce module n'entraînent pas le risque de voir l'intégrité structurelle de celui-ci se détériorer avec le temps Comme indiqué à la figure 3, le module 5a peut être positionné dans le carter de façon telle qu'il repose sur le fond la de celui-ci par un pan incliné 6a, ceci permettant au module d'avoir une meilleure stabilité au sein du carter. REVENDICATIONS1. Dispositif récupérateur de chaleur de type air-air destiné à équiper un bâtiment d'élevage, comprenant un carter (1) pourvu d'une prise d'air extérieur (2), d'une sortie d'air réchauffé (2a), d'une prise d'air intérieur (3), et d'une sortie d'air refroidi (3a), et une pluralité de plaques alvéolaires (4a) organisée en un module amovible (5a), lesdites plaques alvéolaires (4a) présentant des alvéoles présentant une taille comprise entre 3 mm et 8 mm, caractérisé et en ce que ledit module amovible (5a) inclut au moins deux platines d'extrémité (6) pourvues de fentes (7) accueillant des bords (4d) desdites plaques alvéolaires (4a) et formant des entretoises entre celles-ci et des traverses (9) reliant lesdites platines d'extrémité (6) entre elles. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites traverses (9) sont prévues au niveau d'arêtes dudit module (5a). Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdites plaques alvéolaires (4a) présentent des coins biseautés (4b). Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdites platines d'extrémité (6) présentent des pans inclinés (6a) coopérant avec lesdits coins biseautés (4b) desdites plaques alvéolaires (4a). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les platines d'extrémité (6) sont monoblocs. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les platines d'extrémité (6) sont constituées par l'association d'au moins deux éléments de platine (6b, 6c) reliés entre eux par des moyens de solidarisation (8) amovibles. 10 2. 15 3. 204. 5. 25 6. 307. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ledit module (5a) comprend au moins une platine intercalaire (6e) montée parallèle auxdites platines d'extrémité (6) et celles-ci, ladite au moins une platine intercalaire (6e) étant pourvue de fentes traversées par lesdites plaques alvéolaires (4). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que lesdites platines sont en matériau plastique rigide. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que lesdites traverses (9) sont en matériau plastique rigide. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que ledit matériau plastique est choisi dans le groupe constitué par le polyéthylène ou polypropylène copolymère. 11. Dispositif selon la revendication 3 ou l'une des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que ledit module amovible (5a) repose par des coins biseautés desdites plaques alvéolaires sur le fond (1) dudit carter (1). 12. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10 caractérisé en ce que ledit module amovible (5a) repose par l'un de ses pans inclinés (6a) sur le fond (la) dudit carter (1). 13. Dispositif selon l'une des revendications 11 ou 12 caractérisé en ce que le fond (la) dudit carter (1) est pourvu d'une butée (lb) accueillant ledit pan incliné (6a) ou lesdits coins biseautés. 14. Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité est prévu entre ladite butée (lb) et ledit pan incliné (6a) oulesdits coins biseautés (4b).