FR3117042A1 - Distillation device with reduced energy consumption - Google Patents
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Abstract
Dispositif de distillation présentant une consommation énergétique réduite L'invention a pour objet un dispositif de distillation qui comprend : une chaudière (40) contenant un liquide à distiller (42) et générant des vapeurs d’alcool,un réfrigérant (52) contenant un premier fluide utilisé pour condenser les vapeurs d’alcool et refroidir les distillats,au moins un premier système de chauffe (44) configuré pour chauffer le liquide à distiller (42) à l’intérieur de la chaudière (40),au moins un deuxième système de chauffe (124) configuré pour chauffer le liquide à distiller (42) à l’extérieur de la chaudière (40),au moins un premier échangeur thermique (78) pour assurer des échanges thermiques entre le premier fluide caloporteur du système réfrigérant (52) et un deuxième fluide caloporteur utilisé par le premier système de chauffe (44) et/ou le deuxième système de chauffe (124). Figure 10 Distillation device with reduced energy consumption The subject of the invention is a distillation device which comprises: a boiler (40) containing a liquid to be distilled (42) and generating alcohol vapors, a cooler (52) containing a first fluid used to condense the alcohol vapors and cool the distillates, at least a first heating system (44) configured to heat the liquid to be distilled (42) inside the boiler (40),at least one second heating system (124) configured to heat the liquid to be distilled (42) outside the boiler (40), at least one first heat exchanger (78) to ensure heat exchanges between the first heat transfer fluid of the cooling system (52) and a second heat transfer fluid used by the first heating system (44) and/or the second heating system (124). Picture 10
Description
La présente demande se rapporte à un dispositif de distillation présentant une consommation énergétique réduite.The present application relates to a distillation device having reduced energy consumption.
Selon un mode de réalisation visible sur la
Le système réfrigérant 24 comprend un bac 26 contenant de l’eau dans laquelle le serpentin 22 est immergé. Les fluides s’écoulant de haut en bas dans le serpentin 22, le système réfrigérant 24 permet d’obtenir la condensation des vapeurs d’alcool dans la partie supérieure du serpentin 22 et le refroidissement des distillats dans la partie inférieure du serpentin 22. Comme illustré sur la
Un système de refroidissement de l’eau (non représenté) est associé au réfrigérant pour permettre de réduire la température de l’eau à environ 8 ou 10°C.A water cooling system (not shown) is associated with the cooler to allow the water temperature to be reduced to around 8 or 10°C.
Selon ce mode de réalisation, la distillation nécessite une quantité d’énergie importante pour assurer le fonctionnement du brûleur à gaz 12 afin de provoquer l’ébullition du liquide à distiller ainsi que le fonctionnement du système de refroidissement afin de refroidir l’eau du système réfrigérant 24.According to this embodiment, the distillation requires a large amount of energy to ensure the operation of the gas burner 12 in order to cause the boiling of the liquid to be distilled as well as the operation of the cooling system in order to cool the water in the system. refrigerant 24.
Afin de réduire la quantité de chaleur et le temps nécessaires pour provoquer l’ébullition du liquide à distiller, le dispositif de distillation comprend également un réservoir à vin 30, également appelé réchauffe vin, traversé par le col de cygne 20 et permettant de réchauffer le liquide à distiller préalablement à son introduction dans la chaudière 10.In order to reduce the amount of heat and the time necessary to bring about the boiling of the liquid to be distilled, the distillation device also comprises a wine reservoir 30, also called a wine heater, through which passes the gooseneck 20 and makes it possible to heat the liquid to be distilled prior to its introduction into the boiler 10.
Pour améliorer le rendement énergétique, le document FR3033026 A1 décrit un brûleur à gaz amélioré. Pour augmenter les échanges entre la chaudière et les gaz brûlés, le document FR3033025 A1 propose un tour à feu 14 présentant au moins deux étages. Pour réduire les déperditions thermiques au niveau du tour à feu, le document FR3033027 A1 décrit un tour à feu avec une isolation renforcée.To improve energy efficiency, document FR3033026 A1 describes an improved gas burner. To increase the exchanges between the boiler and the burnt gases, the document FR3033025 A1 proposes a fire tower 14 having at least two floors. To reduce heat loss at the fire tower, document FR3033027 A1 describes a fire tower with reinforced insulation.
Malgré ces différentes améliorations, un dispositif de distillation consomme une quantité d’énergie importante pour porter à ébullition, distiller le liquide et pour refroidir l’eau du système réfrigérant.Despite these various improvements, a distillation device consumes a significant amount of energy to boil, distill the liquid and cool the water in the cooling system.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur.The present invention aims to remedy all or part of the drawbacks of the prior art.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de distillation comprenant une chaudière configurée pour contenir un liquide à distiller, au moins un premier système de chauffe configuré pour chauffer le liquide à distiller à l’intérieur de la chaudière, un conduit de collecte configuré pour collecter des vapeurs d’alcool émanant de la chaudière, un système réfrigérant contenant un premier fluide caloporteur, un conduit de refroidissement relié au conduit de collecte et immergé dans le premier fluide caloporteur ainsi qu’un système de refroidissement configuré pour refroidir le premier fluide caloporteur contenu dans le système réfrigérant.To this end, the subject of the invention is a distillation device comprising a boiler configured to contain a liquid to be distilled, at least one first heating system configured to heat the liquid to be distilled inside the boiler, a collection configured to collect alcohol vapors emanating from the boiler, a cooling system containing a first heat transfer fluid, a cooling pipe connected to the collection pipe and immersed in the first heat transfer fluid and a cooling system configured to cool the first heat transfer fluid contained in the refrigerant system.
Selon l’invention, le dispositif de distillation comprend au moins un deuxième système de chauffe configuré pour chauffer le liquide à distiller à l’extérieur de la chaudière ainsi qu’au moins un premier échangeur thermique pour assurer des échanges thermiques entre le premier fluide caloporteur du système réfrigérant et un deuxième fluide caloporteur utilisé par le premier système de chauffe et/ou le deuxième système de chauffe.According to the invention, the distillation device comprises at least a second heating system configured to heat the liquid to be distilled outside the boiler as well as at least a first heat exchanger to ensure heat exchanges between the first heat transfer fluid of the refrigerant system and a second heat transfer fluid used by the first heating system and/or the second heating system.
Le dispositif de distillation selon l’invention permet de récupérer la chaleur latente, générée par la condensation des vapeurs d’alcool dans le système réfrigérant, qui était perdue dans les dispositifs de distillation de l’art antérieur et qui est utilisée pour chauffer le liquide à distiller selon l’invention. Le fait de prévoir des premier et deuxième systèmes de chauffe différents permet d’optimiser la chauffe du liquide à distiller en choisissant le ou les systèmes de chauffe le ou les plus adaptés.The distillation device according to the invention makes it possible to recover the latent heat, generated by the condensation of the alcohol vapors in the cooling system, which was lost in the distillation devices of the prior art and which is used to heat the liquid to be distilled according to the invention. The fact of providing first and second different heating systems makes it possible to optimize the heating of the liquid to be distilled by choosing the most suitable heating system or systems.
Selon une autre caractéristique, le premier échangeur thermique comprend, pour le premier fluide caloporteur, une première entrée reliée à au moins une sortie du système réfrigérant et une première sortie reliée à au moins un retour du système réfrigérant ainsi que pour le deuxième fluide caloporteur, une deuxième sortie et une deuxième entrée.According to another characteristic, the first heat exchanger comprises, for the first heat transfer fluid, a first inlet connected to at least one outlet of the cooling system and a first output connected to at least one return of the cooling system as well as for the second heat transfer fluid, a second output and a second input.
En complément, le dispositif de distillation comprend un deuxième échangeur thermique comportant, pour le premier fluide caloporteur, une première entrée et une première sortie, ainsi que pour le deuxième fluide caloporteur, une deuxième entrée reliée à la deuxième sortie du premier échangeur thermique et une deuxième sortie reliée à au moins une alimentation du premier système de chauffe.In addition, the distillation device comprises a second heat exchanger comprising, for the first heat transfer fluid, a first inlet and a first outlet, as well as for the second heat transfer fluid, a second inlet connected to the second outlet of the first heat exchanger and a second output connected to at least one power supply of the first heating system.
Cet agencement permet de l’amorçage de la chauffe du liquide à distiller.This arrangement allows the priming of the heating of the liquid to be distilled.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de distillation comprend au moins un premier circuit pour le liquide à distiller qui comporte un piquage de sortie débouchant dans la chaudière et un piquage de retour débouchant dans la chaudière, au moins un deuxième circuit reliant la deuxième sortie du deuxième échangeur thermique ou la deuxième sortie du premier échangeur thermique et la deuxième entrée du premier échangeur thermique ainsi qu’un troisième échangeur thermique traversé par les premier et deuxième circuits et configuré pour assurer des échanges thermiques entre le liquide à distiller et le deuxième fluide caloporteur.According to another characteristic, the distillation device comprises at least a first circuit for the liquid to be distilled which comprises an outlet tapping opening into the boiler and a return tapping opening into the boiler, at least a second circuit connecting the second output of the second heat exchanger or the second outlet of the first heat exchanger and the second inlet of the first heat exchanger as well as a third heat exchanger through which the first and second circuits pass and configured to ensure heat exchanges between the liquid to be distilled and the second heat transfer fluid .
Cet agencement permet de pouvoir chauffer le liquide à distiller à l’extérieur de la chaudière.This arrangement makes it possible to heat the liquid to be distilled outside the boiler.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de distillation comprend un jeu de vannes configuré pour moduler les flux du deuxième fluide caloporteur orientés vers le premier système de chauffe et/ou vers le troisième échangeur thermique. Cet agencement permet de pouvoir répartir la chaleur récupérée du premier fluide caloporteur vers les premier et/ou deuxième systèmes de chauffe.According to another characteristic, the distillation device comprises a set of valves configured to modulate the flows of the second heat transfer fluid directed towards the first heating system and/or towards the third heat exchanger. This arrangement makes it possible to distribute the heat recovered from the first heat transfer fluid to the first and/or second heating systems.
Selon une autre caractéristique, le premier système de chauffe utilisant le deuxième fluide caloporteur comprend plusieurs canalisations, plaquées contre au moins une paroi de la chaudière, pouvant être reliées en série ou en parallèle, chaque canalisation étant alimentée en deuxième fluide caloporteur indépendamment les unes des autres.According to another characteristic, the first heating system using the second heat transfer fluid comprises several pipes, pressed against at least one wall of the boiler, which can be connected in series or in parallel, each pipe being supplied with second heat transfer fluid independently of each other. others.
Cet agencement permet de pouvoir ajuster les zones chauffées de la chaudière.This arrangement makes it possible to adjust the heated zones of the boiler.
Selon une autre caractéristique, le système réfrigérant comprend un réservoir contenant le premier fluide caloporteur et comportant une cloison le scindant en une chambre supérieure positionnée au-dessus de la cloison et une chambre inférieure positionnée au-dessous de la cloison.According to another characteristic, the cooling system comprises a reservoir containing the first heat transfer fluid and comprising a partition dividing it into an upper chamber positioned above the partition and a lower chamber positioned below the partition.
Selon une autre caractéristique, le conduit de refroidissement du système réfrigérant est un serpentin comportant un secteur d’entrée, comprenant une entrée du serpentin reliée à la chaudière, positionné dans la chambre supérieure, au moins un secteur intermédiaire, un secteur de sortie, comprenant une sortie du serpentin, positionné dans la chambre inférieure, ainsi qu’au moins un système de raccordement configuré pour occuper au moins un état dans lequel au moins trois secteurs sont raccordés en série et au moins un état dans lequel au moins un secteur intermédiaire est court-circuité.According to another characteristic, the cooling duct of the refrigerating system is a coil comprising an inlet sector, comprising an inlet of the coil connected to the boiler, positioned in the upper chamber, at least one intermediate sector, an outlet sector, comprising an outlet of the coil, positioned in the lower chamber, as well as at least one connection system configured to occupy at least one state in which at least three sectors are connected in series and at least one state in which at least one intermediate sector is shorted.
Cet agencement permet de pouvoir moduler la quantité de chaleur échangée entre le premier fluide caloporteur et les vapeurs et/ou distillats du liquide à distiller.This arrangement makes it possible to be able to modulate the quantity of heat exchanged between the first heat transfer fluid and the vapors and/or distillates of the liquid to be distilled.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de distillation comprend un système de régulation de la température du premier fluide caloporteur distinct du conduit de refroidissement.According to another characteristic, the distillation device comprises a system for regulating the temperature of the first coolant separate from the cooling conduit.
Selon une configuration, le système de régulation de la température du premier fluide caloporteur comprend au moins un quatrième échangeur thermique configuré pour assurer des échanges thermiques entre le premier fluide caloporteur et au moins un troisième fluide caloporteur, positionné de préférence à l’extérieur du réservoir.According to one configuration, the system for regulating the temperature of the first heat transfer fluid comprises at least one fourth heat exchanger configured to ensure heat exchanges between the first heat transfer fluid and at least one third heat transfer fluid, preferably positioned outside the reservoir .
Le système de régulation de la température du premier fluide caloporteur peut également comprendre un appareil de chauffage configuré pour chauffer le premier fluide caloporteur.The first heat transfer fluid temperature control system may also include a heater configured to heat the first heat transfer fluid.
Selon un agencement, le dispositif de distillation comprend des canalisations et des jeux de vannes configurées pour occuper un premier état dans lequel le système réfrigérant communique avec le premier échangeur thermique ainsi qu’un deuxième état dans lequel le système réfrigérant est court-circuité, le ou les systèmes de régulation de la température du premier fluide caloporteur étant positionnés de manière à communiquer avec le premier échangeur thermique quel que soit l’état des jeux de vannes.According to one arrangement, the distillation device comprises pipes and sets of valves configured to occupy a first state in which the refrigerant system communicates with the first heat exchanger as well as a second state in which the refrigerant system is short-circuited, the or the systems for regulating the temperature of the first heat transfer fluid being positioned so as to communicate with the first heat exchanger whatever the state of the sets of valves.
Lors d’une phase de démarrage du dispositif de distillation, cet agencement permet de réduire la quantité de premier fluide caloporteur à réchauffer et d’accélérer ainsi sa montée en température.During a start-up phase of the distillation device, this arrangement makes it possible to reduce the quantity of first heat transfer fluid to be heated and thus to accelerate its rise in temperature.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels :Other characteristics and advantages will emerge from the description of the invention which follows, description given by way of example only, with regard to the appended drawings, among which:
Selon différents modes de réalisation visibles sur les figures 2, 6, 7, 10 et 12, un dispositif de distillation comprend une chaudière 40 configurée pour contenir un liquide à distiller 42, au moins un premier système de chauffe 44 configuré pour chauffer le liquide à distiller 42, un chapiteau 46 surmontant la chaudière 40, un col de cygne 48 configuré pour collecter les vapeurs d’alcool sortant du chapiteau 46 et les acheminer vers un serpentin 50 positionné dans un système réfrigérant 52 contenant un premier fluide caloporteur. Ce type de dispositif de distillation est connu sous le nom d’alambic charentais et sert à produire du cognac.According to different embodiments visible in Figures 2, 6, 7, 10 and 12, a distillation device comprises a boiler 40 configured to contain a liquid to be distilled 42, at least a first heating system 44 configured to heat the liquid to still 42, a capital 46 surmounting the boiler 40, a gooseneck 48 configured to collect the alcohol vapors leaving the capital 46 and route them to a coil 50 positioned in a cooling system 52 containing a first heat transfer fluid. This type of distillation device is known as a Charentais pot still and is used to produce cognac.
En fonctionnement, le serpentin 50 comprend un premier tronçon 50.1 au niveau duquel les vapeurs d’alcool se condensent et un deuxième tronçon 50.2 au niveau duquel s’écoulent et sont refroidis les distillats issus de la condensation des vapeurs d’alcool.In operation, the coil 50 comprises a first section 50.1 at which the alcohol vapors condense and a second section 50.2 at the level of which the distillates resulting from the condensation of the alcohol vapors flow and are cooled.
La chaudière 40 comprend un fond 54 et un dôme 56 (également appelé collet) présentant une ouverture 58 permettant de faire communiquer l’intérieur de la chaudière 40 avec l’intérieur du chapiteau 46.The boiler 40 comprises a bottom 54 and a dome 56 (also called collar) having an opening 58 allowing the interior of the boiler 40 to communicate with the interior of the capital 46.
Selon un mode de réalisation, le fond 54 et le dôme 56 ont chacun une forme approximativement en demi-sphère et la chaudière 40 comprend une paroi latérale 60 approximativement cylindrique intercalée entre le fond 54 et le dôme 56 et les reliant. A titre d’exemple, le fond 54 présente un bord supérieur 54.1, approximativement circulaire, positionné dans un plan sensiblement horizontal, qui présente un diamètre compris entre 600 et 2000 mm. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette géométrie ou à ces dimensions pour la chaudière 40.According to one embodiment, the bottom 54 and the dome 56 each have an approximately half-sphere shape and the boiler 40 comprises an approximately cylindrical side wall 60 inserted between the bottom 54 and the dome 56 and connecting them. By way of example, the bottom 54 has an upper edge 54.1, approximately circular, positioned in a substantially horizontal plane, which has a diameter of between 600 and 2000 mm. Of course, the invention is not limited to this geometry or to these dimensions for the boiler 40.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 3 à 5, le fond 54 comprend au moins une paroi 62 en contact avec le liquide à distiller 42 en fonctionnement.According to an embodiment visible in Figures 3 to 5, the bottom 54 comprises at least one wall 62 in contact with the liquid to be distilled 42 in operation.
La paroi 62 comprend une première couche interne 62.1 en un premier matériau et une deuxième couche externe 62.2 en un deuxième matériau, différent du premier matériau, choisi pour ses caractéristiques mécaniques ; les première et deuxième couches 62.1, 62.2 étant intimement liées afin de favoriser les transferts thermiques entre elles, comme illustré sur les figures 3 à 5.The wall 62 comprises a first internal layer 62.1 made of a first material and a second external layer 62.2 made of a second material, different from the first material, chosen for its mechanical characteristics; the first and second layers 62.1, 62.2 being intimately linked in order to promote heat transfer between them, as illustrated in FIGS. 3 to 5.
La première couche interne 62.1 est en contact avec le liquide à distiller 42 en fonctionnement.The first internal layer 62.1 is in contact with the liquid to be distilled 42 in operation.
Selon un mode de réalisation, le premier matériau est un alliage de cuivre ou du cuivre, de préférence avec un niveau de pureté élevé de l’ordre de 99,9%. A titre d’exemple, le premier matériau peut être choisi parmi les nuances de cuivre suivantes : CUB1, CUC1.According to one embodiment, the first material is a copper alloy or copper, preferably with a high level of purity of the order of 99.9%. By way of example, the first material can be chosen from the following copper grades: CUB1, CUC1.
Selon un mode de réalisation, le deuxième matériau est un acier inoxydable, de préférence ferromagnétique. A titre d’exemple, le deuxième matériau peut être choisi parmi les nuances suivantes : inox 304, inox 316L, inox 410S.According to one embodiment, the second material is a stainless steel, preferably ferromagnetic. For example, the second material can be chosen from the following grades: 304 stainless steel, 316L stainless steel, 410S stainless steel.
Selon une configuration, la première couche interne 62.1 a une épaisseur comprise entre 1 et 10 mm, de préférence comprise entre 1 et 6 mm. La deuxième couche externe 62.2 a une épaisseur comprise entre 1 et 20 mm, cette épaisseur variant en fonction du premier système de chauffe 44.According to one configuration, the first internal layer 62.1 has a thickness comprised between 1 and 10 mm, preferably comprised between 1 and 6 mm. The second outer layer 62.2 has a thickness of between 1 and 20 mm, this thickness varying according to the first heating system 44.
Selon un mode opératoire, les première et deuxième couches interne et externe 62.1, 62.2 sont assemblées grâce à une technique de placage par explosion sous vide, également appelée « cladding » en anglais, pour obtenir une liaison métallurgique entre les couches interne et externe 62.1, 62.2 qui ne forment plus qu’une unique pièce sous la forme d’une paroi composite métallique. Cette opération de placage par explosion sous vide permet d’éviter un délaminage entre les première et deuxième couches 62.1, 62.2 lors de l’étape de mise en forme. Pour éviter tout phénomène de délaminage, la paroi 62 présente généralement une géométrie qui ne comprend pas de rayon de courbure trop réduit.According to one procedure, the first and second internal and external layers 62.1, 62.2 are assembled using a vacuum explosion plating technique, also called "cladding", to obtain a metallurgical bond between the internal and external layers 62.1, 62.2 which no longer form a single piece in the form of a metal composite wall. This plating operation by vacuum explosion makes it possible to avoid delamination between the first and second layers 62.1, 62.2 during the shaping step. To avoid any phenomenon of delamination, the wall 62 generally has a geometry which does not include an excessively small radius of curvature.
Selon ce procédé de fabrication, la paroi 62 comprend une face interne en cuivre qui permet d’obtenir les caractéristiques organoleptiques recherchées et certaines interactions chimiques avec le liquide à distiller 42 comme avec les chaudières de l’art antérieur totalement en cuivre. Le fait que la paroi 62 soit en bi-matériau permet, à épaisseur égale, d’obtenir des caractéristiques mécaniques supérieures à une paroi 62 mono-matériau en cuivre. Enfin, l’opération de placage par explosion permet d’obtenir des première et deuxième couches 62.1, 62.2 intimement liées garantissant un transfert thermique optimal entre lesdites première et deuxième couches 62.1, 62.2.According to this manufacturing process, the wall 62 comprises an internal copper face which makes it possible to obtain the desired organoleptic characteristics and certain chemical interactions with the liquid to be distilled 42 as with the boilers of the prior art entirely made of copper. The fact that the wall 62 is made of bi-material makes it possible, at equal thickness, to obtain mechanical characteristics superior to a wall 62 made of copper mono-material. Finally, the explosion plating operation makes it possible to obtain first and second layers 62.1, 62.2 intimately linked guaranteeing optimal heat transfer between said first and second layers 62.1, 62.2.
Selon un mode de réalisation, le fond 54 et la paroi latérale 60 comprennent chacun une paroi 62 qui présente une première couche 62.1 en un premier matériau, comme le cuivre par exemple, en contact avec le liquide à distiller 42 en fonctionnement, et une deuxième couche 62.2 en un deuxième matériau, comme en acier inoxydable par exemple.According to one embodiment, the bottom 54 and the side wall 60 each comprise a wall 62 which has a first layer 62.1 of a first material, such as copper for example, in contact with the liquid to be distilled 42 in operation, and a second layer 62.2 in a second material, such as stainless steel for example.
Selon un autre mode de réalisation, seul le fond 54 comprend une paroi 62 qui présente une première couche 62.1 en un premier matériau, comme le cuivre par exemple, en contact avec le liquide à distiller 42 en fonctionnement, et une deuxième couche 62.2 en un deuxième matériau, comme en acier inoxydable par exemple. Selon un autre mode de réalisation, seule la paroi latérale 60 comprend une paroi 62 qui présente une première couche 62.1 en un premier matériau, comme le cuivre par exemple, en contact avec le liquide à distiller 42 en fonctionnement, et une deuxième couche 62.2 en un deuxième matériau, comme en acier inoxydable par exemple.According to another embodiment, only the bottom 54 comprises a wall 62 which has a first layer 62.1 in a first material, such as copper for example, in contact with the liquid to be distilled 42 in operation, and a second layer 62.2 in a second material, such as stainless steel for example. According to another embodiment, only the side wall 60 comprises a wall 62 which has a first layer 62.1 in a first material, such as copper for example, in contact with the liquid to be distilled 42 in operation, and a second layer 62.2 in a second material, such as stainless steel for example.
Selon un mode de réalisation visible sur la
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cet agencement. Ainsi, la chaudière 40 pourrait comprendre d’autres systèmes de chauffe, comme par exemple un brûleur à gaz. Elle pourrait comprendre un unique premier système de chauffe 44 ou plusieurs premiers systèmes de chauffe 44 de même nature, comme illustré sur la
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 3 et 5, le premier système de chauffe 44’ utilisant au moins un champ magnétique comprend au moins un inducteur, comme par exemple une bobine enroulée autour de la chaudière 40, notamment autour de la paroi latérale 60 ou positionnée au niveau du fond 54.According to an embodiment visible in Figures 3 and 5, the first heating system 44 'using at least one magnetic field comprises at least one inductor, such as for example a coil wound around the boiler 40, in particular around the side wall 60 or positioned at the bottom 54.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 3 et 4, le premier système de chauffe 44 utilisant un deuxième fluide caloporteur comprend au moins une canalisation 64 plaquée contre la paroi 62, une alimentation 66.1 pour alimenter en deuxième fluide caloporteur chaud le premier système de chauffe 44 et une sortie 66.2 pour évacuer le deuxième fluide caloporteur refroidi. Selon une configuration, la canalisation 64 se présente sous la forme d’un échangeur thermique de type serpentin, dans lequel circule le deuxième fluide caloporteur sous pression, plaqué contre la face extérieure de la paroi 62, relié à une première extrémité à une alimentation 66.1 et à une deuxième extrémité à une sortie 66.2.According to an embodiment visible in Figures 3 and 4, the first heating system 44 using a second heat transfer fluid comprises at least one pipe 64 pressed against the wall 62, a power supply 66.1 to supply second hot heat transfer fluid to the first heat transfer system. heater 44 and an outlet 66.2 to evacuate the second cooled heat transfer fluid. According to one configuration, the pipe 64 is in the form of a coil-type heat exchanger, in which the second pressurized heat transfer fluid circulates, pressed against the outer face of the wall 62, connected at a first end to a power supply 66.1 and at a second end to an output 66.2.
Selon la
Selon un mode de réalisation, le fond 54 comprend une deuxième paroi 68 espacée de la première paroi 62 et une paroi périphérique de jonction 72 reliant les première et deuxième parois 62 et 68 de manière étanche. Les première et deuxième parois 62, 68 ainsi que la paroi périphérique de jonction 72 délimitent une cavité 70 dans laquelle circule un deuxième fluide caloporteur, comme par exemple de la vapeur d’eau, de l’eau sous pression, de l’eau surchauffée ou du gaz sous pression.According to one embodiment, the bottom 54 comprises a second wall 68 spaced from the first wall 62 and a peripheral junction wall 72 connecting the first and second walls 62 and 68 in a sealed manner. The first and second walls 62, 68 as well as the peripheral junction wall 72 delimit a cavity 70 in which circulates a second heat transfer fluid, such as for example steam, pressurized water, superheated water or pressurized gas.
Le fond 54 peut comprendre des cloisons ou des raidisseurs positionnés dans la cavité 70, reliant les première et deuxième parois 62 et 68 de manière à limiter les risques de déformation desdites parois 62, 68 et/ou de manière à définir un chemin de circulation du deuxième fluide caloporteur entre une alimentation et une sortie de fluide.The bottom 54 can comprise partitions or stiffeners positioned in the cavity 70, connecting the first and second walls 62 and 68 so as to limit the risks of deformation of said walls 62, 68 and/or so as to define a flow path for the second heat transfer fluid between a supply and a fluid outlet.
La deuxième paroi 68 positionnée à l’extérieur est réalisée en acier inoxydable.The second wall 68 positioned outside is made of stainless steel.
Selon une application, le fluide caloporteur est un fluide sous pression, les première et deuxième parois 62, 68 et leur assemblage étant configurés pour assurer la reprise des efforts liés à une pression supérieure à 3 bars dans la cavité 70, de préférence comprise entre 0 et 20 bars. A titre d’exemple, dans le cas d’une vapeur, la pression sera de l’ordre de 3 bars et dans le cas d’un gaz, elle pourra atteindre 15 bars selon le type de gaz.According to one application, the heat transfer fluid is a pressurized fluid, the first and second walls 62, 68 and their assembly being configured to ensure the absorption of the forces associated with a pressure greater than 3 bars in the cavity 70, preferably between 0 and 20 bar. For example, in the case of steam, the pressure will be around 3 bars and in the case of gas, it may reach 15 bars depending on the type of gas.
Bien entendu, la double paroi n’est pas limitée au fond 54. Ainsi, la paroi latérale 60 pourrait comprendre des première et deuxième parois 62, 68 délimitant une cavité 70 contenant un deuxième fluide caloporteur.Of course, the double wall is not limited to the bottom 54. Thus, the side wall 60 could comprise first and second walls 62, 68 delimiting a cavity 70 containing a second heat transfer fluid.
Selon un mode de réalisation visible sur la
La chaudière 40 peut comprendre un unique premier système de chauffe 44, plusieurs premiers systèmes de chauffe 44 de même nature, plusieurs premiers systèmes de chauffe 44, 44’ de natures différentes, le ou les système(s) de chauffe pouvant être positionné(s) uniquement au niveau du fond 54 ou au niveau du fond 54 et de la paroi latérale 60 ou uniquement au niveau de la paroi latérale 60.Boiler 40 may comprise a single first heating system 44, several first heating systems 44 of the same type, several first heating systems 44, 44' of different types, the heating system(s) being able to be positioned ) only at the level of the bottom 54 or at the level of the bottom 54 and the side wall 60 or only at the level of the side wall 60.
Selon un mode de réalisation, la chaudière 40 comprend au moins un isolant thermique configuré pour calorifuger la chaudière 40 afin de limiter les déperditions thermiques. Ainsi, la quantité de chaleur transférée entre chaque premier système de chauffe 44 et le liquide à distiller 42 est optimisée.According to one embodiment, the boiler 40 comprises at least one thermal insulator configured to insulate the boiler 40 in order to limit heat losses. Thus, the quantity of heat transferred between each first heating system 44 and the liquid to be distilled 42 is optimized.
Selon un mode de réalisation, la chaudière 40 comprend une alimentation 74 en liquide à distiller 42 et une vidange 76.According to one embodiment, the boiler 40 comprises a supply 74 of liquid to be distilled 42 and a drain 76.
Selon une caractéristique de l’invention, le premier fluide caloporteur du système réfrigérant 52 est utilisé pour chauffer la chaudière 40, comme illustré sur la
Le dispositif de distillation comprend au moins un échangeur thermique 78 pour assurer des échanges thermiques entre le premier fluide caloporteur du système réfrigérant 52 et le deuxième fluide caloporteur d’un premier système de chauffe 44 de la chaudière 40.The distillation device comprises at least one heat exchanger 78 to ensure heat exchange between the first heat transfer fluid of the cooling system 52 and the second heat transfer fluid of a first heating system 44 of the boiler 40.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 2, 6, 7, 10 et 12, l’échangeur thermique 78 comprend une pompe à chaleur fonctionnant à très haute température présentant, dans le sens de circulation d’un fluide frigorigène, un évaporateur dans lequel circule le premier fluide caloporteur du système réfrigérant 52, un compresseur qui augmente la pression et la chaleur du fluide frigorigène, un condenseur dans lequel circule le deuxième fluide caloporteur et un détendeur qui diminue la pression.According to an embodiment visible in Figures 2, 6, 7, 10 and 12, the heat exchanger 78 comprises a heat pump operating at very high temperature having, in the direction of circulation of a refrigerant, an evaporator in which circulates the first heat transfer fluid of the refrigerant system 52, a compressor which increases the pressure and the heat of the refrigerant, a condenser in which the second heat transfer fluid circulates and an expansion valve which decreases the pressure.
Le dispositif de distillation comprend :
- un premier circuit isolé thermiquement dans lequel s’écoule le premier fluide caloporteur reliant :
- une première entrée 80.1 de l’échangeur thermique 78 et au moins une sortie 52.1 du système réfrigérant 52 au niveau de laquelle s’écoule le premier fluide caloporteur à une température comprise entre 85 et 100°C,
- une première sortie 80.2 de l’échangeur thermique 78 et au moins un retour 52.2 du système réfrigérant 52 au niveau de laquelle s’écoule le premier fluide caloporteur à une température comprise entre 70 et 85°C,
- un deuxième circuit isolé thermiquement dans lequel s’écoule le deuxième fluide caloporteur reliant :
- une deuxième sortie 82.1 de l’échangeur thermique 78 et au moins une alimentation 66.1 d’un premier système de chauffe 44 au niveau de laquelle s’écoule le deuxième fluide caloporteur à une température comprise entre 110°C et 150°C,
- une deuxième entrée 82.2 de l’échangeur thermique 78 et au moins une sortie 66.2 du premier système de chauffe 44 au niveau de laquelle s’écoule le deuxième fluide caloporteur à une température comprise entre 90 et 130°C.
- a first thermally insulated circuit in which flows the first heat transfer fluid connecting:
- a first inlet 80.1 of the heat exchanger 78 and at least one outlet 52.1 of the refrigerating system 52 at the level of which the first heat transfer fluid flows at a temperature between 85 and 100° C.,
- a first outlet 80.2 from the heat exchanger 78 and at least one return 52.2 from the cooling system 52 at which the first heat transfer fluid flows at a temperature between 70 and 85°C,
- a second thermally insulated circuit in which the second heat transfer fluid flows, connecting:
- a second outlet 82.1 from the heat exchanger 78 and at least one supply 66.1 from a first heating system 44 at which the second heat transfer fluid flows at a temperature between 110°C and 150°C,
- a second inlet 82.2 of the heat exchanger 78 and at least one outlet 66.2 of the first heating system 44 at the level of which the second heat transfer fluid flows at a temperature between 90 and 130°C.
Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième fluides caloporteurs sont de l’eau. La pompe à chaleur à très haute température a un coefficient de performance supérieur à 3. Le premier circuit et/ou le deuxième circuit peut comprendre au moins une pompe de circulation 84.According to one embodiment, the first and second heat transfer fluids are water. The very high temperature heat pump has a coefficient of performance greater than 3. The first circuit and/or the second circuit can comprise at least one circulation pump 84.
Selon l’invention, la chaleur récupérée lors de la condensation des vapeurs d’alcool et/ou dégagée lors du refroidissement des distillats dans le serpentin 50 est utilisée pour chauffer le liquide à distiller 42 dans la chaudière 40. L’utilisation d’une pompe à chaleur permet d’accroître la quantité de chaleur restituée au premier système de chauffe 44 par rapport à la quantité de chaleur extraite du système réfrigérant 52.According to the invention, the heat recovered during the condensation of the alcohol vapors and/or released during the cooling of the distillates in the coil 50 is used to heat the liquid to be distilled 42 in the boiler 40. The use of a heat pump increases the amount of heat returned to the first heating system 44 compared to the amount of heat extracted from the cooling system 52.
Selon une configuration, les vapeurs d’alcool et les distillats s’écoulant de haut en bas dans le serpentin 50, la sortie 52.1 est positionnée plus haute que le retour 52.2.In one configuration, with alcohol vapors and distillates flowing from top to bottom in coil 50, outlet 52.1 is positioned higher than return 52.2.
Selon une caractéristique, le système réfrigérant 52 comprend un réservoir 86 fermé, contenant le premier fluide caloporteur, qui présente un premier orifice 87.1 en partie supérieure pour permettre le passage d’un tronçon de conduit du col de cygne 48 relié à une extrémité amont du serpentin 50 et un deuxième orifice 87.2 en partie inférieure traversé par une extrémité aval du serpentin 50.According to one characteristic, the cooling system 52 comprises a closed reservoir 86, containing the first heat transfer fluid, which has a first orifice 87.1 in the upper part to allow the passage of a section of duct from the gooseneck 48 connected to an upstream end of the coil 50 and a second orifice 87.2 in the lower part through which a downstream end of coil 50 passes.
Selon des modes de réalisation visibles sur les figures 6,7, 10, 11 et 12, ce réservoir 86 comprend une cloison 88 le scindant en une chambre supérieure 86.1 positionnée au-dessus de la cloison 88 et une chambre inférieure 86.2 positionnée au-dessous de la cloison 88, cette dernière étant traversée par le serpentin 50.According to embodiments visible in Figures 6, 7, 10, 11 and 12, this reservoir 86 comprises a partition 88 dividing it into an upper chamber 86.1 positioned above the partition 88 and a lower chamber 86.2 positioned below of the partition 88, the latter being crossed by the coil 50.
Selon un mode de réalisation, au moins la chambre supérieure 86.1 est calorifugée. Selon un autre mode de réalisation tout le réservoir 86 est calorifugé.According to one embodiment, at least the upper chamber 86.1 is insulated. According to another embodiment, the entire tank 86 is insulated.
Selon une configuration, la cloison 88 est positionnée par rapport au serpentin 50 de sorte que le premier tronçon 50.1 du serpentin 50 au niveau duquel se condensent les vapeurs d’alcool soit positionné au-dessus de la cloison 88 et que le deuxième tronçon 50.2 du serpentin 50 soit positionné au-dessous de la cloison 88.According to one configuration, the partition 88 is positioned relative to the coil 50 so that the first section 50.1 of the coil 50 at which the alcohol vapors condense is positioned above the partition 88 and the second section 50.2 of the coil 50 is positioned below partition 88.
Selon une configuration, le premier fluide caloporteur utilisé dans l’échangeur thermique 78 est celui présent dans la chambre supérieure 86.1. Ainsi, le réservoir 86 présente la sortie 52.1 du premier fluide caloporteur reliée à l’échangeur thermique 78 débouchant en partie supérieure de la chambre supérieure 86.1 et le retour 52.2 du premier fluide caloporteur relié à l’échangeur thermique 78 débouchant en partie inférieure de la chambre supérieure 86.1.According to one configuration, the first heat transfer fluid used in the heat exchanger 78 is that present in the upper chamber 86.1. Thus, the tank 86 has the outlet 52.1 of the first heat transfer fluid connected to the heat exchanger 78 opening in the upper part of the upper chamber 86.1 and the return 52.2 of the first heat transfer fluid connected to the heat exchanger 78 opening in the lower part of the superior room 86.1.
Le fait de prévoir un réservoir 86 fermé et calorifugé au moins au niveau de la chambre supérieure 86.1 limite les déperditions thermiques et l’évaporation du premier fluide caloporteur, ce qui conduit à optimiser la collecte de la chaleur latente produite lors de la condensation des vapeurs d’alcool et utilisée pour le chauffage de la chaudière 40.The fact of providing a tank 86 closed and insulated at least at the level of the upper chamber 86.1 limits the heat losses and the evaporation of the first heat transfer fluid, which leads to optimizing the collection of the latent heat produced during the condensation of the vapors of alcohol and used for heating boiler 40.
La présence de la cloison 88 permet de scinder le premier fluide caloporteur en deux volumes ; un premier volume, présent dans la chambre supérieure 86.1 et circulant dans le premier circuit, utilisé pour provoquer la condensation des vapeurs d’alcool, pour collecter la chaleur produite par cette condensation et la transférer jusqu’à l’échangeur thermique 78 ainsi qu’un deuxième volume, présent dans la chambre inférieure 86.2, utilisé pour refroidir le distillat circulant dans le deuxième tronçon du serpentin 50.The presence of the partition 88 makes it possible to split the first heat transfer fluid into two volumes; a first volume, present in the upper chamber 86.1 and circulating in the first circuit, used to cause the condensation of the alcohol vapours, to collect the heat produced by this condensation and to transfer it to the heat exchanger 78 as well as a second volume, present in the lower chamber 86.2, used to cool the distillate circulating in the second section of the coil 50.
Ainsi, le volume du premier fluide caloporteur prévu dans la chambre supérieure 88.1 est distinct de celui du fluide caloporteur prévu dans la chambre inférieure 88.2, les fluides caloporteurs prévus dans les chambres supérieure et inférieure 88.1, 88.2 pouvant avoir des compositions différentes ou les mêmes compositions.Thus, the volume of the first heat transfer fluid provided in the upper chamber 88.1 is distinct from that of the heat transfer fluid provided in the lower chamber 88.2, the heat transfer fluids provided in the upper and lower chambers 88.1, 88.2 possibly having different compositions or the same compositions .
Le fait de prévoir une cloison 88 permet d’éviter le brassage du fluide caloporteur dans la chambre inférieure 86.2 en raison du retour 52.2 du premier fluide caloporteur dans la chambre supérieure 86.1.The fact of providing a partition 88 makes it possible to avoid the mixing of the coolant in the lower chamber 86.2 due to the return 52.2 of the first coolant in the upper chamber 86.1.
Comme pour l’art antérieur, le col de cygne 48 comprend un conduit 90, pour canaliser les vapeurs d’alcool, qui s’étend du chapiteau 46 jusqu’au serpentin 50 et qui traverse le réservoir 86. Ce conduit 90 peut traverser un réchauffe vin (non représenté).As for the prior art, the gooseneck 48 comprises a duct 90, to channel the alcohol vapors, which extends from the marquee 46 to the coil 50 and which crosses the tank 86. This duct 90 can pass through a warms wine (not shown).
Selon une caractéristique visible sur les figures 7 et 8, le col de cygne 48 comprend, en plus du conduit 90, un isolant thermique 92 qui entoure le conduit 90 sur au moins une certaine longueur allant du chapiteau 46 jusqu’au réservoir 86, à l’exception de l’éventuel tronçon du conduit 90 positionné dans le réchauffe vin. Selon la configuration visible sur la
La présence de l’isolant thermique 92 permet de limiter les déperditions thermiques au niveau du col de cygne 48. Ainsi, les déperditions de chaleur qui apparaissaient au niveau du col de cygne 48 dans les dispositifs de l’art antérieur sont transférées dans le réservoir 86 et transmises au premier fluide caloporteur.The presence of the thermal insulation 92 makes it possible to limit the heat losses at the level of the gooseneck 48. Thus, the heat losses which appeared at the level of the gooseneck 48 in the devices of the prior art are transferred into the tank 86 and transmitted to the first heat transfer fluid.
Pour certains procédés de distillation, un phénomène de rectification est réalisé dans le col de cygne 48. Dans ce cas, au moins une partie du col de cygne 48, notamment celle proche du chapiteau 46, avant le point haut du col de cygne 48, est thermorégulée et l’isolant thermique 92 est associé à un système de refroidissement 93. Selon une configuration, le système de refroidissement 93 utilise le premier fluide caloporteur qui est prélevé dans la chambre supérieure 86.1 à une hauteur donnée, en fonction de la température souhaitée. Après son utilisation pour le refroidissement de la partie du col de cygne 48 thermorégulée, le premier fluide caloporteur est réinjecté dans la chambre supérieure 86.1 car il a une température supérieure à celle qu’il présentait à son prélèvement. Par conséquent, ce système de refroidissement contribue à apporter des calories dans la chambre supérieure 86.1, comme symbolisé par la flèche 93 sur la
Enfin, la thermorégulation du col de cygne 48 peut utiliser un autre fluide caloporteur, indépendant du système réfrigérant 52.Finally, the thermoregulation of the gooseneck 48 can use another heat transfer fluid, independent of the cooling system 52.
Selon un mode de réalisation visible sur la
Généralement, cette enveloppe 96 est en cuivre ou en alliage de cuivre.Generally, this casing 96 is made of copper or a copper alloy.
Selon une particularité illustrée par la
A titre d’exemple, le chapiteau 46 peut comprendre au moins un système de refroidissement 98 configuré pour refroidir au moins une zone de l’enveloppe 96.By way of example, the marquee 46 may include at least one cooling system 98 configured to cool at least one zone of the envelope 96.
Le fait que le chapiteau 46 soit thermorégulé permet de mieux contrôler les phénomènes de condensation et/ou de reflux à l’intérieur du chapiteau 46.The fact that the marquee 46 is thermoregulated makes it possible to better control the phenomena of condensation and/or reflux inside the marquee 46.
Selon un mode de réalisation, le chapiteau 46 comprend au moins un système de refroidissement 98 utilisant un fluide caloporteur. Le premier fluide caloporteur présent dans le système réfrigérant 52 peut être utilisé pour réguler la température de l’enceinte 96 du chapiteau 46.According to one embodiment, the marquee 46 comprises at least one cooling system 98 using a heat transfer fluid. The first heat transfer fluid present in the cooling system 52 can be used to regulate the temperature of the enclosure 96 of the tent 46.
Selon une autre particularité, le dôme 56 est thermorégulé afin de mieux maîtriser les phénomènes de condensation et/ou de reflux, de la même manière que le chapiteau 46.According to another feature, the dome 56 is thermoregulated in order to better control the phenomena of condensation and/or reflux, in the same way as the capital 46.
Quelle que soit la zone thermorégulée, le réservoir 86 peut présenter plusieurs piquages 99 à différentes hauteurs de la chambre supérieure 86.1 pour prélever le premier fluide caloporteur à différentes températures.Whatever the thermoregulated zone, the reservoir 86 can have several tappings 99 at different heights from the upper chamber 86.1 to take the first heat transfer fluid at different temperatures.
Ainsi, selon un mode de réalisation, le chapiteau 46 et/ou au moins une partie du col de cygne 48 et/ou le dôme 56 de la chaudière 40 sont calorifugés et/ou thermorégulés.Thus, according to one embodiment, the marquee 46 and/or at least part of the gooseneck 48 and/or the dome 56 of the boiler 40 are insulated and/or thermoregulated.
Comme illustré sur la
Lorsque le système réfrigérant 52 comprend un réservoir 86 équipé d’une cloison 88, le fluide caloporteur refroidi par le système de refroidissement 102 est présent dans la chambre inférieure 86.2 du réservoir. Selon cette configuration, le retour 104.2 et la sortie 104.1 du système réfrigérant 52 débouchent respectivement en partie inférieure et en partie supérieur de la chambre inférieure 86.2.When the cooling system 52 comprises a tank 86 equipped with a partition 88, the heat transfer fluid cooled by the cooling system 102 is present in the lower chamber 86.2 of the tank. According to this configuration, the return 104.2 and the outlet 104.1 of the cooling system 52 emerge respectively in the lower part and in the upper part of the lower chamber 86.2.
Selon une particularité, le système de refroidissement 102 utilise un refroidissement par adsorption. Cette solution permet de réduire la quantité d’énergie nécessaire pour refroidir le fluide caloporteur du système réfrigérant 52.According to one feature, the cooling system 102 uses adsorption cooling. This solution makes it possible to reduce the amount of energy needed to cool the heat transfer fluid of the refrigerant system 52.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 7 et 10, le dispositif de distillation comprend un système de by-pass 106 du système réfrigérant 52 et une boucle de démarrage 108. Selon une configuration, le système de by-pass 106 comprend une première vanne trois voies 110 qui présente une première entrée 110.1 reliée à la sortie 52.1 du système réfrigérant 52, une deuxième entrée 110.2 et une sortie 110.3 reliée à la pompe 84 ou à la première entrée 80.1 de l’échangeur thermique 78 ainsi qu’une deuxième vanne trois voies 112 qui présente une entrée 112.1 reliée à la première sortie 80.2 de l’échangeur thermique 78 ou à une cuve d’inertie 114, une première sortie 112.2 reliée au retour 52.2 du système réfrigérant 52 et une deuxième sortie 112.3 reliée à la deuxième entrée 110.2 de la première vanne trois voies 110 via un conduit by-pass 116. La boucle de démarrage 108 comprend un deuxième échangeur thermique 118 configuré pour assurer des échanges thermiques entre le premier fluide caloporteur et le deuxième fluide caloporteur ou le gaz sous pression de l’échangeur thermique 78. Le deuxième échangeur thermique 118 présente, pour le premier fluide caloporteur, une première entrée 118.1 reliée à une troisième vanne trois voies 120 intercalée entre la première vanne trois voies 110 et l’échangeur thermique 78 ainsi qu’une première sortie 118.2 reliée à une quatrième vanne trois voies 122 intercalée entre la troisième vanne trois voies 120 et l’échangeur thermique 78, ainsi que pour le deuxième fluide caloporteur, une deuxième entrée 118.3 reliée à la deuxième sortie 82.1 de l’échangeur thermique 78 ainsi qu’une deuxième sortie 118.4 reliée à l’alimentation 66.1 du premier système de chauffe 44.According to one embodiment visible in Figures 7 and 10, the distillation device comprises a bypass system 106 of the cooling system 52 and a start loop 108. According to one configuration, the bypass system 106 comprises a first three-way valve 110 which has a first inlet 110.1 connected to the outlet 52.1 of the refrigeration system 52, a second inlet 110.2 and an outlet 110.3 connected to the pump 84 or to the first inlet 80.1 of the heat exchanger 78 as well as a second three-way valve 112 which has an inlet 112.1 connected to the first outlet 80.2 of the heat exchanger 78 or to an inertia tank 114, a first outlet 112.2 connected to the return 52.2 of the refrigerant system 52 and a second outlet 112.3 connected to the second inlet 110.2 of the first three-way valve 110 via a bypass pipe 116. The start loop 108 comprises a second heat exchanger 118 configured to ensure heat exchanges between the first flui heat transfer fluid and the second heat transfer fluid or the gas under pressure from the heat exchanger 78. The second heat exchanger 118 has, for the first heat transfer fluid, a first inlet 118.1 connected to a third three-way valve 120 inserted between the first three-way valve channels 110 and the heat exchanger 78 as well as a first outlet 118.2 connected to a fourth three-way valve 122 inserted between the third three-way valve 120 and the heat exchanger 78, as well as for the second heat transfer fluid, a second inlet 118.3 connected to the second output 82.1 of the heat exchanger 78 as well as a second output 118.4 connected to the power supply 66.1 of the first heating system 44.
Les première et deuxième vannes trois voies 110, 112 sont configurées pour occuper un premier état dans lequel elles font communiquer le premier échangeur thermique 78 et le système réfrigérant 52 ainsi qu’un deuxième état dans lequel elles court-circuitent le système réfrigérant 52. Les troisième et quatrième vannes trois voies 120, 122 sont configurées pour occuper un premier état dans lequel elles court-circuitent le deuxième échangeur thermique 118 et un deuxième état dans lequel elles permettent au premier fluide caloporteur de traverser le deuxième échangeur thermique 118. Ainsi, le jeu de vannes 110, 112, 120, 122 est configuré pour occuper un premier étant dans lequel le deuxième échangeur thermique 118 est court-circuité et les premières entrée et sortie 80.1, 80.2 du premier échangeur thermique 78 sont reliées respectivement à la sortie 52.1 et au retour 52.2 du système réfrigérant 52 ainsi qu’un deuxième état dans lequel le système de réfrigérant 52 est court-circuité et les premières entrée et sortie 80.1, 80.2 du premier échangeur thermique 78 sont reliées respectivement aux premières sortie et entrée 118.2, 118.1 du deuxième échangeur thermique 118.The first and second three-way valves 110, 112 are configured to occupy a first state in which they communicate the first heat exchanger 78 and the refrigerant system 52 as well as a second state in which they short-circuit the refrigerant system 52. third and fourth three-way valves 120, 122 are configured to occupy a first state in which they bypass the second heat exchanger 118 and a second state in which they allow the first heat transfer fluid to pass through the second heat exchanger 118. Thus, the set of valves 110, 112, 120, 122 is configured to occupy a first being in which the second heat exchanger 118 is short-circuited and the first input and output 80.1, 80.2 of the first heat exchanger 78 are respectively connected to the output 52.1 and at the return 52.2 of the refrigerant system 52 as well as a second state in which the refrigerant system 52 is short-circuited and the first inlet and outlet 80.1, 80.2 of the first heat exchanger 78 are respectively connected to the first outlet and inlet 118.2, 118.1 of the second heat exchanger 118.
Le principe de fonctionnement du dispositif de distillation est le suivant :The operating principle of the distillation device is as follows:
Un liquide à distiller 42 est introduit dans la chaudière 40. Dans un premier temps, ce liquide à distiller 42 est porté à ébullition pour commencer le procédé d’évaporation. Cette montée en température peut être réalisée à l’aide d’un système de chauffe indépendant du premier fluide caloporteur, comme par exemple un premier système de chauffe 44’ utilisant au moins un champ magnétique.A liquid to be distilled 42 is introduced into the boiler 40. Initially, this liquid to be distilled 42 is brought to a boil to start the evaporation process. This rise in temperature can be achieved using a heating system independent of the first heat transfer fluid, such as for example a first heating system 44′ using at least one magnetic field.
Selon un autre mode opératoire illustré par les figures 7 et 10, cette montée en température est obtenue en utilisant le premier fluide caloporteur. Dans ce cas, tant que le liquide à distiller n’est pas porté à ébullition, les première et deuxième vannes trois voies 110, 112 occupent le deuxième état, court-circuitant le système réfrigérant 52, et les troisième et quatrième vannes trois voies 120, 122 occupent le deuxième état permettant au premier fluide caloporteur de traverser le deuxième échangeur thermique 118. Cette configuration permet d’amorcer le chauffage du liquide à distiller 42 contenu dans la chaudière 40 jusqu’à son ébullition.According to another operating mode illustrated by FIGS. 7 and 10, this rise in temperature is obtained by using the first heat transfer fluid. In this case, as long as the liquid to be distilled is not brought to a boil, the first and second three-way valves 110, 112 occupy the second state, bypassing the refrigerant system 52, and the third and fourth three-way valves 120 , 122 occupy the second state allowing the first heat transfer fluid to pass through the second heat exchanger 118. This configuration makes it possible to initiate the heating of the liquid to be distilled 42 contained in the boiler 40 until it boils.
Lorsque le liquide à distiller 42 est porté à ébullition, les vapeurs d’alcool s’échappant de la chaudière 40 et traversant le chapiteau 46 sont collectées par le col de cygne 48 et acheminées vers le serpentin 50. Dans le serpentin 50, les vapeurs d’alcool se condensent dans le premier tronçon 50.1 du serpentin 50 puis les distillats sont refroidis dans le deuxième tronçon 50.2 du serpentin 50.When the liquid to be distilled 42 is brought to a boil, the alcohol vapors escaping from the boiler 40 and crossing the capital 46 are collected by the gooseneck 48 and conveyed to the coil 50. In the coil 50, the vapors of alcohol condense in the first section 50.1 of the coil 50 then the distillates are cooled in the second section 50.2 of the coil 50.
La condensation des vapeurs d’alcool génère de la chaleur latente captée par le premier fluide caloporteur contenu dans la chambre supérieure 86.1 du réservoir 86 du système réfrigérant 52 et utilisée pour chauffer la chaudière 40 par l’intermédiaire d’une pompe à chaleur fonctionnant à très haute température.The condensation of the alcohol vapors generates latent heat captured by the first heat transfer fluid contained in the upper chamber 86.1 of the reservoir 86 of the cooling system 52 and used to heat the boiler 40 via a heat pump operating at very high temperature.
Le refroidissement des distillats génère de la chaleur sensible captée par le premier fluide caloporteur contenu dans la chambre inférieure 86.2 du réservoir 86 du système réfrigérant 52. Le premier fluide caloporteur contenu dans la chambre inférieure 86.2 est refroidi par le système de refroidissement 102 utilisant un refroidissement par adsorption.The cooling of the distillates generates sensible heat captured by the first heat transfer fluid contained in the lower chamber 86.2 of the reservoir 86 of the cooling system 52. The first heat transfer fluid contained in the lower chamber 86.2 is cooled by the cooling system 102 using cooling by adsorption.
Lorsque la température du premier fluide caloporteur atteint un certain seuil permettant le fonctionnement de l’échangeur thermique 78, les première et deuxième vannes trois voies 110, 112 sont basculées dans le premier état de sorte que le système réfrigérant 52 communique avec l’échangeur thermique 78, puis les troisième et quatrième vannes trois voies 120, 122 sont basculées dans le premier état, court-circuitant le deuxième échangeur thermique 118.When the temperature of the first heat transfer fluid reaches a certain threshold allowing the operation of the heat exchanger 78, the first and second three-way valves 110, 112 are switched to the first state so that the refrigerant system 52 communicates with the heat exchanger. 78, then the third and fourth three-way valves 120, 122 are switched to the first state, bypassing the second heat exchanger 118.
Le dispositif de distillation de l’invention permet de récupérer l’énergie, générée par la condensation des vapeurs d’alcool dans le système réfrigérant 52, qui était perdue dans les dispositifs de distillation de l’art antérieur et qui est utilisée pour chauffer la chaudière 40 selon l’invention.The distillation device of the invention makes it possible to recover the energy, generated by the condensation of the alcohol vapors in the cooling system 52, which was lost in the distillation devices of the prior art and which is used to heat the boiler 40 according to the invention.
Selon des modes de réalisation visibles sur les figures 10 et 12, le dispositif de distillation comprend au moins un deuxième système de chauffe 124 configuré pour chauffer le liquide à distiller 42 à l’extérieur de la chaudière 40. Selon une configuration, le deuxième système de chauffe 124 comprend :
- au moins un premier circuit 126 pour le liquide à distiller 42 qui comporte un piquage de sortie 126.1 positionné en partie inférieure de la chaudière 40, un piquage de retour 126.2 positionné légèrement sous le niveau du liquide à distiller 42 et une pompe de circulation 128 pour extraire le liquide à distiller 42 de la chaudière 40 via le piquage de sortie 126.1 et le réinjecter dans la chaudière 40 via le piquage de retour 126.2 ;
- au moins un deuxième circuit 130 reliant la deuxième sortie 82.1 de l’échangeur thermique 78 (comme illustré sur la figure 12) ou la deuxième sortie 118.4 du deuxième échangeur thermique 118 (comme illustré sur la figure 10) et la deuxième entrée 82.2 de l’échangeur thermique 78 ;
- un troisième échangeur thermique 132 traversé par les premier et deuxième circuits 126, 130 et configuré pour assurer des échanges thermiques entre le liquide à distiller 42 et le deuxième fluide caloporteur.
- at least a first circuit 126 for the liquid to be distilled 42 which comprises an outlet tapping 126.1 positioned in the lower part of the boiler 40, a return tapping 126.2 positioned slightly below the level of the liquid to be distilled 42 and a circulation pump 128 for extract the liquid to be distilled 42 from the boiler 40 via the outlet tapping 126.1 and reinject it into the boiler 40 via the return tapping 126.2;
- at least one second circuit 130 connecting the second output 82.1 of the heat exchanger 78 (as shown in Figure 12) or the second output 118.4 of the second heat exchanger 118 (as shown in Figure 10) and the second input 82.2 of the heat exchanger 78;
- a third heat exchanger 132 crossed by the first and second circuits 126, 130 and configured to ensure heat exchanges between the liquid to be distilled 42 and the second heat transfer fluid.
Le fonctionnement du troisième échangeur thermique 132 est configuré pour que le liquide à distiller 42 ne subisse pas de changement d’état dans le troisième échangeur thermique 132, le changement d’état (liquide/vapeur) se produisant à l’intérieur de la chaudière 40 après le retour du liquide à distiller 42 par le piquage de retour 126.2.The operation of the third heat exchanger 132 is configured so that the liquid to be distilled 42 does not undergo a change of state in the third heat exchanger 132, the change of state (liquid/vapor) occurring inside the boiler 40 after the return of the liquid to be distilled 42 by the return tapping 126.2.
En aval de la deuxième sortie 82.1 de l’échangeur thermique 78 ou de la deuxième sortie 118.4 du deuxième échangeur thermique 118, le dispositif de distillation comprend un premier ensemble de vannes 134 permettant d’orienter le deuxième fluide caloporteur vers l’alimentation 66.1 du premier système de chauffe 44 et/ou vers le troisième échangeur thermique 132.Downstream of the second outlet 82.1 of the heat exchanger 78 or of the second outlet 118.4 of the second heat exchanger 118, the distillation device comprises a first set of valves 134 making it possible to direct the second heat transfer fluid towards the supply 66.1 of the first heating system 44 and/or to the third heat exchanger 132.
En amont de la deuxième entrée 82.2 de l’échangeur thermique 78, le dispositif de distillation comprend un deuxième ensemble de vannes 136 permettant d’orienter le deuxième fluide caloporteur du troisième échangeur thermique 132 vers la deuxième entrée 82.2 de l’échangeur thermique 78 et/ou de la sortie 66.2 du premier système de chauffe 44 vers la deuxième entrée 82.2 de l’échangeur thermique 78.Upstream of the second inlet 82.2 of the heat exchanger 78, the distillation device comprises a second set of valves 136 making it possible to direct the second heat transfer fluid from the third heat exchanger 132 towards the second inlet 82.2 of the heat exchanger 78 and / or from the output 66.2 of the first heating system 44 to the second input 82.2 of the heat exchanger 78.
Les ensembles de vannes 134, 136 pourraient être remplacés chacun par une vanne trois voies. De la même manière, les vannes trois voies 110, 112, 120, 122 pourraient être remplacées chacune par un ensemble de vannes.The sets of valves 134, 136 could each be replaced by a three-way valve. Similarly, the three-way valves 110, 112, 120, 122 could each be replaced by a set of valves.
Comme illustré sur les figures 10 et 12, le troisième échangeur thermique 132 comprend :
- une première entrée 132.1 reliée à la pompe de circulation 128,
- une première sortie 132.2 reliée au piquage de retour 126.2,
- une deuxième entrée 132.3 reliée à une vanne du premier ensemble de vannes 134 reliée elle-même à la deuxième sortie 118.4 du deuxième échangeur thermique 118 (comme illustré sur la figure 10) ou la deuxième sortie 82.1 de l’échangeur thermique 78 (comme illustré sur la figure 12),
- une deuxième sortie 132.4 reliée à une vanne du deuxième ensemble de vannes 136 reliée elle-même à la deuxième entrée 82.2 de l’échangeur thermique 78.
- a first input 132.1 connected to the circulation pump 128,
- a first output 132.2 connected to the return tapping 126.2,
- a second inlet 132.3 connected to a valve of the first set of valves 134 itself connected to the second outlet 118.4 of the second heat exchanger 118 (as illustrated in FIG. 10) or the second outlet 82.1 of the heat exchanger 78 (as illustrated in Figure 12),
- a second outlet 132.4 connected to a valve of the second set of valves 136 itself connected to the second inlet 82.2 of the heat exchanger 78.
Le jeu de vannes 134, 136 est configuré pour orienter le deuxième fluide caloporteur sortant de la deuxième sortie 118.4 du deuxième échangeur thermique 118 ou de la deuxième sortie 82.1 du premier échangeur thermique 78 vers l’alimentation 66.1 du premier système de chauffe 44 et/ou vers la deuxième entrée 132.3 du troisième échangeur thermique 132 et le réintroduire au niveau de la deuxième entrée 82.2 du premier échangeur thermique 78.The set of valves 134, 136 is configured to direct the second heat transfer fluid leaving the second outlet 118.4 of the second heat exchanger 118 or the second outlet 82.1 of the first heat exchanger 78 towards the supply 66.1 of the first heating system 44 and/ or to the second inlet 132.3 of the third heat exchanger 132 and reintroduce it at the level of the second inlet 82.2 of the first heat exchanger 78.
Le jeu de vannes 134, 136 est configuré pour moduler les flux du deuxième fluide caloporteur orientés vers le système de chauffe 44 prévu pour chauffer le liquide à distiller 42 à l’intérieur de la chaudière 40 et/ou vers le troisième échangeur thermique 132 prévu pour chauffer le liquide à distiller 42 à l’extérieur de la chaudière 40. Ainsi, le flux du deuxième fluide caloporteur sortant de l’échangeur thermique 78 ou du deuxième échangeur thermique 118 peut être orienté uniquement vers le premier système de chauffe 44, uniquement vers le troisième échangeur thermique 132 ou vers le premier système de chauffe 44 et le troisième échangeur thermique 132.The set of valves 134, 136 is configured to modulate the flows of the second heat transfer fluid directed towards the heating system 44 provided for heating the liquid to be distilled 42 inside the boiler 40 and/or towards the third heat exchanger 132 provided to heat the liquid to be distilled 42 outside the boiler 40. Thus, the flow of the second heat transfer fluid leaving the heat exchanger 78 or the second heat exchanger 118 can be directed only towards the first heating system 44, only to the third heat exchanger 132 or to the first heating system 44 and the third heat exchanger 132.
Quel que soit le mode de réalisation, le dispositif de distillation comprend au moins un premier système de chauffe 44 configuré pour chauffer le liquide de distillation à l’intérieur de la chaudière 40, au moins un deuxième système de chauffe 124 configuré pour chauffer le liquide de distillation à l’extérieur de la chaudière 40 ainsi qu’au moins un premier échangeur thermique 78 pour assurer des échanges thermiques entre le premier fluide caloporteur du système réfrigérant 52 et un deuxième fluide caloporteur transférant la chaleur du premier fluide caloporteur vers le premier système de chauffe 44 et/ou le deuxième système de chauffe 124.Whatever the embodiment, the distillation device comprises at least a first heating system 44 configured to heat the distillation liquid inside the boiler 40, at least a second heating system 124 configured to heat the liquid distillation outside the boiler 40 as well as at least a first heat exchanger 78 to ensure heat exchanges between the first heat transfer fluid of the cooling system 52 and a second heat transfer fluid transferring the heat from the first heat transfer fluid to the first system heating 44 and / or the second heating system 124.
Selon un mode de réalisation illustré sur la
Le premier secteur 138 comprend une entrée 138.1 reliée au col de cygne 48 correspondant à l’entrée du serpentin 50 ainsi qu’une sortie 138.2. Le deuxième secteur 140 comprend une entrée 140.1 ainsi qu’une sortie 140.2. Le troisième secteur 142 comprend une entrée 142.1 ainsi qu’une sortie 142.2. Enfin, le quatrième secteur 144 comprend une entrée 144.1 ainsi qu’une sortie 144.2 correspondant à la sortie du serpentin 50.The first sector 138 includes an input 138.1 connected to the gooseneck 48 corresponding to the input of the coil 50 as well as an output 138.2. The second sector 140 comprises an input 140.1 as well as an output 140.2. The third sector 142 comprises an input 142.1 as well as an output 142.2. Finally, the fourth sector 144 comprises an input 144.1 as well as an output 144.2 corresponding to the output of the coil 50.
Le système réfrigérant 52 comprend un système de raccordement 146 configuré pour occuper plusieurs états E1, E2, E3, E4, un premier état E1 dans lequel les quatre secteurs 138, 140, 142, 144 sont raccordés en série, un deuxième état E2 dans lequel le troisième secteur 142 est court-circuité, un troisième état E3 dans lequel le deuxième secteur 140 est court-circuité ainsi qu’un quatrième état E4 dans lequel les deuxième et troisième secteurs 140, 142 sont court-circuités.The refrigerant system 52 comprises a connection system 146 configured to occupy several states E1, E2, E3, E4, a first state E1 in which the four sectors 138, 140, 142, 144 are connected in series, a second state E2 in which the third sector 142 is short-circuited, a third state E3 in which the second sector 140 is short-circuited as well as a fourth state E4 in which the second and third sectors 140, 142 are short-circuited.
Ainsi, dans le premier état E1, la sortie 138.2 du premier secteur 138 est reliée à l’entrée 140.1 du deuxième secteur 140, la sortie 140.2 du deuxième secteur 140 est reliée à l’entrée 142.1 du troisième secteur 142 et la sortie 142.2 du troisième secteur 142 est reliée à l’entrée 144.1 du quatrième secteur 144.Thus, in the first state E1, the output 138.2 of the first sector 138 is connected to the input 140.1 of the second sector 140, the output 140.2 of the second sector 140 is connected to the input 142.1 of the third sector 142 and the output 142.2 of the third sector 142 is connected to the input 144.1 of the fourth sector 144.
Dans le deuxième état E2, la sortie 138.2 du premier secteur 138 est reliée à l’entrée 140.1 du deuxième secteur 140 et la sortie 140.2 du deuxième secteur 140 est reliée à l’entrée 144.1 du quatrième secteur 144.In the second state E2, the output 138.2 of the first sector 138 is linked to the input 140.1 of the second sector 140 and the output 140.2 of the second sector 140 is linked to the input 144.1 of the fourth sector 144.
Dans le troisième état E3, la sortie 138.2 du premier secteur 138 est reliée à l’entrée 142.1 du troisième secteur 142 et la sortie 142.2 du troisième secteur 142 est reliée à l’entrée 144.1 du quatrième secteur 144.In the third state E3, the output 138.2 of the first sector 138 is linked to the input 142.1 of the third sector 142 and the output 142.2 of the third sector 142 is linked to the input 144.1 of the fourth sector 144.
Enfin, dans le quatrième état E4, la sortie 138.2 du premier secteur 138 est reliée à l’entrée 144.1 du quatrième secteur 144.Finally, in the fourth state E4, the output 138.2 of the first sector 138 is connected to the input 144.1 of the fourth sector 144.
Plus généralement, le serpentin 50 comprend un secteur d’entrée 138 comportant l’entrée du serpentin 50 positionné dans la chambre supérieure 86.1, au-dessus de la cloison 88, au moins un secteur intermédiaire 140, 142, un secteur de sortie 144 comportant la sortie du serpentin 50 positionné dans la chambre inférieure 86.2, au-dessous de la cloison 88, ainsi qu’au moins un système de raccordement 146 configuré pour occuper plusieurs états, au moins un état dans lequel au moins trois secteurs sont raccordés en série, et au moins un état dans lequel au moins un secteur intermédiaire est court-circuité.More generally, the coil 50 comprises an inlet sector 138 comprising the inlet of the coil 50 positioned in the upper chamber 86.1, above the partition 88, at least one intermediate sector 140, 142, an outlet sector 144 comprising the outlet of the coil 50 positioned in the lower chamber 86.2, below the partition 88, as well as at least one connection system 146 configured to occupy several states, at least one state in which at least three sectors are connected in series , and at least one state in which at least one intermediate sector is short-circuited.
Cet agencement permet de moduler les transferts de chaleur entre le premier fluide caloporteur contenu dans les chambres supérieure et inférieure 86.1, 86.2 et les vapeurs et/ou distillats du liquide à distiller 42. Ainsi, il est possible d’ajuster la température du premier fluide caloporteur dans la chambre supérieure 86.1.This arrangement makes it possible to modulate the heat transfers between the first heat transfer fluid contained in the upper and lower chambers 86.1, 86.2 and the vapors and/or distillates of the liquid to be distilled 42. Thus, it is possible to adjust the temperature of the first fluid heat carrier in the upper chamber 86.1.
Selon un mode de réalisation illustré sur la
Selon une première configuration, ce système de régulation de la température comprend au moins un quatrième échangeur thermique 148 configuré pour assurer des échanges thermiques entre le premier fluide caloporteur et au moins un troisième fluide caloporteur. Selon un agencement, ce quatrième échangeur thermique 148 est positionné à l’extérieur du réservoir 86. Plus particulièrement, le quatrième échangeur thermique 148 est traversé par une première canalisation 150 reliant la première sortie 80.2 du premier échangeur thermique 78 et le retour 52.2 du système réfrigérant 52, en amont de la deuxième vanne trois voies 112 si cette dernière est présente. Le quatrième échangeur thermique 148 est également traversé par au moins une deuxième canalisation 152 dans laquelle s’écoule le troisième fluide caloporteur.According to a first configuration, this temperature regulation system comprises at least one fourth heat exchanger 148 configured to ensure heat exchanges between the first heat transfer fluid and at least one third heat transfer fluid. According to one arrangement, this fourth heat exchanger 148 is positioned outside the reservoir 86. More particularly, the fourth heat exchanger 148 is crossed by a first pipe 150 connecting the first outlet 80.2 of the first heat exchanger 78 and the return 52.2 of the system refrigerant 52, upstream of the second three-way valve 112 if the latter is present. The fourth heat exchanger 148 is also crossed by at least a second pipe 152 in which flows the third heat transfer fluid.
Lorsque le premier fluide caloporteur doit être chauffé, par exemple lors de la montée en température du liquide à distiller 42, le troisième fluide caloporteur présente une température supérieure à celle du premier fluide caloporteur. Dans ce cas, le troisième fluide caloporteur peut être les vinasses de la précédente distillation lorsque le dispositif de distillation fonctionne de manière discontinue.When the first heat transfer fluid must be heated, for example during the rise in temperature of the liquid to be distilled 42, the third heat transfer fluid has a temperature higher than that of the first heat transfer fluid. In this case, the third heat transfer fluid can be the vinasses from the previous distillation when the distillation device operates discontinuously.
Lorsque le premier fluide caloporteur doit être refroidi, le troisième fluide caloporteur présente une température inférieure à celle du premier fluide caloporteur. Dans ce cas, le troisième fluide caloporteur peut être de l’eau froide ou à température ambiante.When the first heat transfer fluid must be cooled, the third heat transfer fluid has a lower temperature than that of the first heat transfer fluid. In this case, the third heat transfer fluid can be cold or room temperature water.
Selon une deuxième configuration, le système de régulation de la température du premier fluide caloporteur comprend un appareil de chauffage 154 configuré pour chauffer le premier fluide caloporteur, en dehors du réservoir 86. Selon un agencement, l’appareil de chauffage 154 est positionné au niveau de la première canalisation 150 reliant la première sortie 80.2 du premier échangeur thermique 78 et le retour 52.2 du système réfrigérant 52, en amont de la deuxième vanne trois voies 112 si cette dernière est présente.According to a second configuration, the system for regulating the temperature of the first heat transfer fluid comprises a heater 154 configured to heat the first heat transfer fluid, outside the reservoir 86. According to one arrangement, the heater 154 is positioned at the level of the first pipe 150 connecting the first outlet 80.2 of the first heat exchanger 78 and the return 52.2 of the refrigerant system 52, upstream of the second three-way valve 112 if the latter is present.
Cet appareil de chauffage 154 peut être prévu en complément du quatrième échangeur thermique 148 ou le remplacer. Selon un mode de réalisation, cet appareil de chauffage 154 comprend au moins une résistance. Selon un agencement, l’appareil de chauffage 154 est positionné entre le quatrième échangeur thermique 148 et la deuxième vanne trois voies 112.This heater 154 can be provided in addition to the fourth heat exchanger 148 or replace it. According to one embodiment, this heater 154 comprises at least one resistor. According to one arrangement, the heater 154 is positioned between the fourth heat exchanger 148 and the second three-way valve 112.
Selon le mode de réalisation décrit sur la
Lors d’une phase de démarrage du dispositif de distillation, lorsque le premier fluide caloporteur doit être chauffé alors que les vapeurs d’alcool ne circulent pas dans le serpentin 50 du système réfrigérant 52, les première et deuxième vannes trois voies 110, 112 sont dans le deuxième état de manière à court-circuiter le système réfrigérant 52 afin de réduire la quantité de premier fluide caloporteur à réchauffer et accélérer ainsi sa montée en température.During a start-up phase of the distillation device, when the first heat transfer fluid must be heated while the alcohol vapors are not circulating in the coil 50 of the cooling system 52, the first and second three-way valves 110, 112 are in the second state so as to short-circuit the cooling system 52 in order to reduce the quantity of first heat transfer fluid to be heated and thus accelerate its rise in temperature.
Durant cette phase de démarrage, le premier fluide caloporteur est chauffé au niveau du troisième échangeur thermique 148 grâce à l’apport calorifique de vinasses produites lors d’une précédente distillation. Si cet apport n’est pas suffisant, le premier fluide caloporteur est chauffé grâce à l’appareil de chauffage 154. Quel que soit le mode de chauffage (le troisième échangeur thermique 148 et/ou l’appareil de chauffage 154), le système réfrigérant 52 est court-circuité grâce aux première et deuxième vannes trois voies 110, 112.During this start-up phase, the first heat transfer fluid is heated at the level of the third heat exchanger 148 thanks to the calorific contribution of vinasses produced during a previous distillation. If this contribution is not sufficient, the first heat transfer fluid is heated by means of the heater 154. Whatever the heating mode (the third heat exchanger 148 and/or the heater 154), the system refrigerant 52 is bypassed through the first and second three-way valves 110, 112.
Après la phase de démarrage, lorsque la température du premier fluide caloporteur présent dans la chambre supérieure 86.1 est suffisante, le système réfrigérant 52 n’est plus court-circuité et mis en série avec le premier échangeur thermique 78, le troisième échangeur thermique 148 et l’appareil de chauffage 154. Généralement, la chaleur latente produite par la condensation des vapeurs d’alcool et captée par le premier fluide caloporteur contenu dans la chambre supérieure 86.1 du réservoir 86 est suffisante pour le bon fonctionnement du premier échangeur thermique 78. Dans ce cas, l’appareil de chauffage 154 n’est pas activé.After the start-up phase, when the temperature of the first heat transfer fluid present in the upper chamber 86.1 is sufficient, the refrigerant system 52 is no longer short-circuited and placed in series with the first heat exchanger 78, the third heat exchanger 148 and the heater 154. Generally, the latent heat produced by the condensation of the alcohol vapors and captured by the first heat transfer fluid contained in the upper chamber 86.1 of the tank 86 is sufficient for the correct operation of the first heat exchanger 78. In In this case, the heater 154 is not activated.
Toutefois, lorsque le premier échangeur thermique 78 est une pompe à chaleur qui présente plusieurs paliers de puissance, l’appareil de chauffage 154 est activé à chaque augmentation de paliers de puissance pour que la température du premier fluide caloporteur soit augmentée rapidement et adaptée au nouveau palier de puissance de la pompe à chaleur. Puis, une fois que la quantité de chaleur latente produite par la condensation des vapeurs d’alcool et captée par le premier fluide caloporteur contenu dans la chambre supérieure 86.1 du réservoir 86 est suffisante pour le bon fonctionnement du nouveau palier de puissance du premier échangeur thermique 78, l’appareil de chauffe 154 peut être désactivé.However, when the first heat exchanger 78 is a heat pump which has several power levels, the heater 154 is activated at each increase in power levels so that the temperature of the first heat transfer fluid is increased rapidly and adapted to the new power level of the heat pump. Then, once the quantity of latent heat produced by the condensation of the alcohol vapors and captured by the first heat transfer fluid contained in the upper chamber 86.1 of the reservoir 86 is sufficient for the proper operation of the new power level of the first heat exchanger 78, the heater 154 can be disabled.
Bien que décrite appliquée à un alambic charentais, l’invention n’est aucunement limitée à ce type d’alambic. Quel que soit le mode de réalisation, le dispositif de distillation comprend une chaudière 40 contenant un liquide à distiller 42, un conduit de collecte configuré pour collecter des vapeurs d’alcool émanant de la chaudière 40, un système réfrigérant 52 contenant un premier fluide caloporteur, un conduit de refroidissement relié au conduit de collecte et immergé dans le premier fluide caloporteur contenu dans le système réfrigérant 52. Selon le mode de réalisation illustré par la
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2020
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