Étude des performances de l’échangeur air-air ESA-3000 pour le domaine agro-alimentaire
Daniel R. Rousse, Gabriel Gagné-Marcotte
: daniel.rousse@etsmtl.ca
Groupe t3e, École de technologie supérieure
Énergie Solutions Air
Mots clés : Agro-alimentaire, Élevage avicole, Bilan thermique, Échangeurs thermiques, Prédictions numériques, Mesures de performance
Résumé :
Des conditions d’élevage (climatiques) adéquates sont nécessaires dans les bâtiments d’élevage pour assurer le bien-être animal et minimiser le taux de conversion des aliments. Quel que soit le climat, ces conditions sont obtenues par une ventilation adéquate des bâtiments, car les animaux sont, d’une part, exposés à des gaz toxiques tels que l’ammoniac, et le monoxyde de carbone, CO, ainsi que du dioxyde de carbone, et à des taux d’humidité, HR, très élevés et, d’autre part (lorsque la génération thermique de la couvée est importante et lorsque l’air extérieur est chaud) à des températures élevées.
Le but de ce travail consiste à présenter les premières mesures de performance in-situ d’un nouvel échangeur air-air, le ESA-3000 et de comparer ces résultats aux prédictions numériques effectuées à partir d’un modèle établi à partir d’un bilan thermique.
Cet article présente une courte revue de la problématique d’opération des échangeurs air-air en milieux fortement humides où de la glace peut se former et dans lesquels la poussière circule constamment dans l’évacuation, tels les bâtiments d’élevage en agro-alimentaire. Il réfère ensuite à un modèle de prédictions numériques des taux de transfert de chaleur cumulatifs annuels pour des poulaillers d’élevage avec et sans dispositifs de récupération de chaleur (échangeurs de chaleur). Il présente par la suite, le nouvel appareil en le contextualisant dans son évolution historique. Cet appareil fonctionne en mode hybride : il assure l’évacuation de l’air grâce à deux ventilateurs dont l’un est orientable et il permet la récupération thermique en se transformant en échangeur à courants croisés. C’est ce mode de fonctionnement qui fait l’objet de cet article.
La campagne de mesure dont les résultats sont les plus étendus et les plus continus s’est concentrée sur 2 bâtiments, des pouponnières de porcs aux productions similaires, dans lesquels furent installés 1 ESA-3000. Les deux bâtiments sont identiques et adjacents : l’un avec équipement, l’autre sans et ce afin d’étalonner les performances. Dans le bâtiment équipé, l’appareil transmet en temps réel ses données de fonctionnement aux 5 minutes à un système de contrôle centralisé (débit entrant, débit sortant, 4 températures, et HR intérieurs) de manière à permettre de comparer les prédictions de performance en filtrant des données pour obtenir un fichier horaire. Les résultats montrent que pour une période s’échelonnant du 25 octobre 2021 au 9 février 2022, le bâtiment contenant l’appareil a consommé 1377,6 L de propane alors que le bâtiment témoin en a consommé 3337,8 (réduction de 58,7%). Extrapolée en pondérant la performance avec les degré-jours de chauffage pour le site, l’économie de propane atteint 3198 L annuellement. Ce résultat correspondant à des réductions de GES de 4,94 Teq et des économies énergétiques moyennes de 81GJ par appareil. En accord avec les prédictions pour ce type d’élevage.
Actuellement, 118 appareils ESA-3000 sont en fonction en Amérique du Nord. La présentation des résultats en mai ou juin comportera un échantillonnage supplémentaire qui viendra confirmer les résultats présentés dans l’article soumis cet hiver.
Work In Progress