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Installation de ventilation: A bien raisonner pour un coût limité
Petit investissement en gaines = gros investissement ventilateur + forte dépense énergétique
Comparaison technique des gaines
Il a été constaté que sur certaines installations, la pression délivrée par le ventilateur était nettement plus élevée que celle nécessaire pour traverser le grain. Cela se traduit par une diminution du débit d'air pulsé et une augmentation de la durée de ventilation donc du coût de celle-ci.
La période de refroidissement étant augmentée, le grain situé dans les zones supérieures reste chaud plus longtemps, ce qui augmente les risques de dégradation.
Une analyse plus fine montre que c'est le modèle et l'écartement des gaines utilisées qui sont responsables de cette augmentation de pression.
Il est possible de classer les gaines en quatre grands groupes:
Dans le groupe 1 se trouvent les gaines ayant une surface de diffusion importante répartie sur toute la périphérie et dont le coefficient de passage est supérieur à 12 %. Font partie de ce groupe les gaines demi-lune ou cylindriques en tôle perforée.
Avec un taux de diffusion important, ce type de gaine ne provoque que des faibles pertes de charge.
Le groupe 2 correspond aux gaines dont la zone de diffusion dis" dans la partie basse sur les côtés, est constituée de petites perforations qui donnent encore un coefficient de passage supérieur à 12 %. Il y a donc autour de la partie perforée de la gaine, une zone dans laquelle les filets d'air non seulement se contrarient mais doivent circuler à des vitesses importantes, ce qui explique une perte de charge plus élevée.
Dans le groupe 3, on trouve des gaines ayant une double paroi. L'air sortant vers le grain entre ces deux parois doit traverser une épaisseur non négligeable de grain, et ce à des vitesses importantes. En conséquence, la perte de charge devient très élevée dès que le débit diffusé augmente.
Le groupe 4 concerne les tuyaux en plastique dur type "drain agricole" dont le taux de perforation est très faible, de l'ordre de 1 %.
A débit d'air identique, la perte de charge engendrée par la surface annelée de la paroi intérieure et celle due à la diffusion est excessivement plus importante que celles occasionnée par les équipements précédents.
Si le refroidissement par ventilation a un coût directement mesurable, son absence se traduit par une baisse de qualité et une perte de poids difficilement chiffrable. Le coût de la ventilation a deux origines:
La question que l'on peut légitimement se poser est: n'y a-t-il pas intérêt à réduire les frais d'investissement en mettant en place des gaines plus petites, moins chères, et plus écartées pour en diminuer le nombre ? La bonne réponse n'est pas forcément celle qui vient spontanément à l'esprit!
La comparaison technique des lames de caniveaux
De même que les gaines, les lames de caniveaux peuvent être classées en trois groupes:
Le groupe A correspond aux lames à trous ronds dont le taux de perforation est supérieur à 18 %. Cette conception permet de limiter les pertes de charge.
Le groupe B comprend des plaques de ventilation à perforations longues dont les pertes de charge sont un peu plus élevées que celles du groupe A.
Le groupe C concerne les lames perforées de trous longs dont l'orifice est dirigé suivant un angle assez faible par rapport au sol. La présence de cette chicane entraîne une forte augmentation de la perte de charge. Ces lames peuvent supporter une charge roulante correspondant à un tracteur et la remorque.
Les retombées économiques ou comment maîtriser la facture d'électricité
Le niveau de consommation électrique dépend à la fois du choix du matériel de ventilation et de la façon de l'utiliser.
En particulier, l'expérience montre qu'une économie sur l'investissement en gaines a une répercussion à la hausse sur la facture d'électricité ainsi que sur l'investissement relatif au ventilateur. Cette constatation est plus sensible sur les cases à fond plat qu'avec les cellules.
Imaginons une case de 11000 tonnes (de blé) soit 13500 ml, avec une seule rotation annuelle et un ventilateur adapté pour ventiler la case par dm successifs. La tendance qui consiste à limiter le nombre de gaines entraîne un sous dimensionnement de l'installation avec les conséquences suivantes:
En définitive, l'investissement total (gaine + ventilateur) passe de 56000 à 64000 F pour le groupe 1, et de 79000 à 91000 F pour le groupe 3. Si l'on tient compte du coût de fonctionnement du ventilateur sur 10 ans, l'écart se creuse encore au détriment des gaines plus petites. Dans l'exemple ci-dessus, un gain de quelques milliers de francs sur l'investissement en gaines a pour conséquence de doubler les frais de ventilation ramenés à la tonne.
L'écart serait encore plus significatif avec des tuyaux de drainage.
Pertes de charges comparées entre divers modèles de
gaines et caniveaux
(d'après "La maîtrise du stockage",
Paris-Toulouse, 22-24 mars, 1994)
Jusqu'à un débit d'air de 500 m3/h par mètre de gaine (valeur souvent généralement rencontrée dans les silos), on peut déterminer trois niveaux de pertes de charge:
Comparaison des coûts de ventilation en fonction des dimension des gaines
| Modéle de gaine. | I |
III |
|||
| Passage de l'air (perforations) | important |
limité |
|||
| Installations optimisée | sous dimensionnée | optimisée | sous dimensionnée | optimisée | |
| lnvestissement gaines (F) | 24000 | 33000 | 47000 | 55000 | |
| Ventilateur (F) | 40000 | 23000 | 44000 | 24000 | |
| Total investissement (F) | 64000 | 56000 | 91000 | 79000 | |
| Fonctionnement sur 10 ans | 268000 | 95000 | 344000 | 140000 | |
| Coût unitaire (F/T) | 3,0 | 1,4 | 4,0 | 2,0 | |
Une autre façon d'optimiser la facture d'électricité consiste à raisonner les périodes et la durée de fonctionnement du ventilateur.
Il ne faut jamais laisser tourner un ventilateur sur un groin refroidi
