Séchoir à grain : utiliser la biomasse pour fournir la chaleur

Système de séchage de grain fonctionnant à la biomasse

Le séchage des grains

Le séchage de grains est une opération consommant énormément d’énergie sous forme d’air chaud. La plupart des séchoir à grain agricoles utilisent des brûleurs à propane à flamme directe pour chauffer l’air à l’intérieur du séchoir.

L’inconvénient d’un système à flamme directe est que toutes les fumées de la combustion de propane et l’humidité contenue dans le gaz vont être en contact avec les grains à sécher, déposant notamment des dioxines en plus ou moins grande quantité selon l’efficacité du brûleur.

Le séchage de grains au propane revient également à utiliser une énergie fossile et entraine donc une grande empreinte carbone.

Séchoir à grain avec générateur à air chaud biomasse Säätötuli

Utiliser la biomasse pour le séchoir à grain

La biomasse est une énergie renouvelable et souvent produite localement. Le séchage du grain devient alors carboneutre.

Pratiquement tous les séchoirs à grain peuvent être convertis pour utiliser la biomasse à la place du propane. Pour ce faire, il suffit d’utiliser un équipement de chauffage biomasse qui créé de l’air chaud. Cet air chaud sera alors inséré dans l’entrée d’air du séchoir.

Contrairement au propane, il n’est pas envisageable d’utiliser une flamme directe à la biomasse à l’intérieur du séchoir. La combustion efficace de biomasse nécessite une parfaite maitrise des airs de combustion, ce qui serait impossible dans le grand flux d’air nécessaire pour faire fonctionner le séchoir. Il y aurait donc une combustion imparfaite avec un risque d’envoyer des cendres chaudes et des étincelles dans le séchoir, ce qui pourrait avoir des conséquences catastrophiques.

A cause de cette restriction, l’utilisation de la biomasse dans un séchoir à grains se fait toujours via un échangeur de chaleur. Ceci garantit que seul de l’air propre chauffé entre dans le séchoir, les fumées étant dirigées vers une cheminée.

Il existe deux façons principales de faire de l’air chaud à partir de biomasse : les systèmes avec échangeur air-air et les chaudières à eau connectées à un radiateur. Vous trouverez une explication des deux méthodes ci-dessous.

Echangeur air-airChaudière à eau chaude et radiateur

Echangeur air-air

Principe du séchoir à grain biomasse à air chaud

L’échangeur air-air est le système le plus simple :
– Le brûleur biomasse fait une flamme.
– Les gaz de combustion chauds sont envoyés dans un échangeur qui en récupère la chaleur puis sont dirigés vers la cheminée.
– L’air froid est envoyé dans l’échangeur en sens contraire, est chauffé puis envoyé au séchoir.
Ce système a de grands avantages car il est très simple à mettre en œuvre et ne nécessite pas de réseau d’eau qui risque de geler en hiver.
Le générateur à air chaud Säätötuli a un rendement de 80%. Ce rendement est inférieur à celui d’une chaudière à eau chaude (93 à 96%), mais dans les systèmes à eau chaude, il faut également tenir compte des pertes de chaleur au niveau du radiateur et pas seulement de la chaudière elle-même.

Chaudière à eau chaude et radiateur

Principe de la conversion d'un séchoir à grains à la biomasse avec une chaudière à eau chaude

La chaudière à eau chaude et radiateur, un système plus complexe :
– Le brûleur biomasse fait une flamme.
– Les gaz de combustion chauds sont envoyés dans une chaudière qui chauffe de l’eau, les fumées passent dans la cheminée.
– L’eau chaude de la chaudière est envoyée vers un radiateur proche du séchoir. Le radiateur est muni d’un ventilateur qui pousse l’air à travers pour transférer la chaleur de l’eau vers l’air.
– L’air chaud est envoyé au séchoir, l’eau refroidie revient à la chaudière.

Ce système est plus complexe à mettre en œuvre qu’un échangeur air-air et nécessite de prendre des précautions pour éviter que l’eau gèle dans les tuyaux durant l’hiver.
Il peut cependant présenter des avantages car la chaudière à eau chaude peut être connectée à plusieurs bâtiments à chauffer en plus du séchoir à grain. Cela permet donc de créer une grande chaufferie qui fournit toute l’exploitation agricole en chaleur. Notre tuyau PEX pré-isolé permet de construire le réseau de chaleur pour ce type d’application de manière rentable.

Convertir un séchoir à grain à la biomasse

Lorsqu’on convertit un séchoir existant pour utiliser la biomasse, il est possible d’installer un système de chauffage couvrant le besoin en énergie entier du séchoir. Il est également envisageable d’installer un système biomasse ne fournissant qu’une partie de l’énergie et qui fonctionne de pair avec le propane (système bi-énergie).

Dans tous les cas de conversion, il est toujours conseillé de laisser le système existant en place. Il pourra servir en cas de pic de demande dépassant la capacité de la biomasse, mais servira également de backup si jamais le système biomasse a un problème. Il peut par exemple arriver qu’une pierre, un boulon ou un autre corps étranger se retrouve dans le silo biomasse et bloque la vis alimentant le bruleur.
Avant de décider de la puissance du système biomasse à installer, il est bon d’analyser le cycle de chauffe que le séchoir utilise. Si par exemple le cycle comporte une courte période avec un besoin de puissance très élevé (pic), il peut être intéressant d’installer un système biomasse qui couvre la majorité des besoins, mais laisser le propane s’occuper des quelques % supplémentaires durant le pic. Ceci pourra réduire l’investissement nécessaire de manière importante, tout en diminuant la consommation de propane de plus de 90%.

Séchoir à grain avec chaufferie biomasse containérisée

Les systèmes biomasse Säätötuli pour le séchage du grain

Quelle que soit le type de chaudière ou fournaise, les équipements Säätötuli sont capables d’utiliser une large variété de combustibles. Ils peuvent fonctionner à la granule et à la chip de bois (copeau). La technologie de combustion employée permet d’utiliser des chip de bois de grades différents. L’équipement se contentera d’un combustible à 35% d’humidité ou moins. Les vis d’alimentation robustes et les puissants moteurs et gears employés permettent d’utiliser la chip de bois, même si elle a été produite avec un chipper dont les lames n’ont pas été aiguisées correctement.
Il est également possible d’utiliser d’autres combustibles mélangés ou non à de la chip de bois. Il est courant en Europe du nord d’utiliser les poussières sortant du séchoir comme combustible, diminuant d’autant les achats de combustible.

Säätötuli peut proposer des systèmes à air chaud ou à eau chaude pour les séchoirs à grain.

Systèmes à air chaudSystèmes à eau chaude

Systèmes à air chaud pour séchoir à grain

Générateur à air chaud biomasse Säätötuli

Le générateur à air chaud biomasse de Säätötuli a été conçu en collaboration avec un manufacturier de silos de séchage de grains. Il a une puissance de 1.7 million BTU/hr (500kW). Il est important de noter que les systèmes à air chaud sont moins normés que les chaudières à eau chaude. La définition de la puissance du système revient donc au manufacturier.

La puissance de 500kW promise par Säätötuli est une puissance réelle à la sortie d’air chaud du système, tenant compte des pertes de chaleur. Certains manufacturiers affichent des puissances théoriques du brûleur, ce qui peut donner l’impression de disposer de plus de puissance que ce qui sortira réellement.

Pour éviter toute confusion, il est fortement conseillé de ne pas comparer la puissance affichée, mais plutôt la quantité d’air chauffé et le différentiel de température promis. Le générateur à air chaud Säätötuli est capable d’augmenter la température de +75° pour 17,500 CFM (équivalent à 30,000 m3/h).

Grand séchoir à grain avec plusieurs générateurs à air chaud biomasse combinés

Pour les grands séchoirs à grain, la puissance d’un générateur à air chaud ne sera pas suffisante. Il est tout à fait possible de combiner plusieurs systèmes à air chaud pour augmenter la puissance.
Le fait de combiner plusieurs générateurs à air chaud peut se faire en parallèle comme sur les photos, ou l’un derrière l’autre si on souhaite atteindre des températures plus élevées. Dans ce cas le premier générateur à air chaud sert à préchauffer l’air pour le second. De cette manière on peut dépasser les 100°C si nécessaire, contrairement à des systèmes à eau chaude.

Séchoir à grain avec générateur à air chaud biomasse en container

Le générateur à air chaud peut être livré sous forme de chaufferie biomasse préassemblée à air chaud. Ceci permet de le déplacer facilement et donc de l’utiliser à l’automne pour le séchoir à grain, puis à l’hiver pour chauffer un bâtiment. Idéal pour rentabiliser au mieux son investissement.

Systèmes à eau chaude

Chaudière ASME à eau chaude Säätötuli

Les chaudières à eau chaude ASME de Säätötuli peuvent être connectés à des radiateurs fournissant de l’air chaud à un séchoir à grain.
L’avantage de cette solution est qu’il existe plusieurs modèles de chaudières à eau de différentes puissances. Il est également possible de connecter une chaudière à eau pour servir de chauffage au séchoir, mais également à d’autres bâtiments de la ferme.

Chaufferie Biocont Jumbo

Les chaudières à eau chaude peuvent être livrés en équipements à installer, ou en container de chauffage préassemblé.

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