Bonjour,
Voici mon exercice avec mes propositions de réponses, si quelqu’un peut y jeter un œil et me dire si ca colle ou pas.
Merci d’avance pour votre aide.
Récupération de chaleur en élevage laitier
Il est possible d'économiser de l'énergie nécessaire au chauffage de l'eau en exploitation laitière par récupération de la chaleur dégagée par les animaux ou par le lait sitôt après la traite.
a)Chaleur ambiante des étables
Chaque bovin adulte dégage par convection, rayonnement, respiration et condensation, une énergie d'environ 25 kWh par jour, auxquels s'ajoute le dégagement de la chaleur de fermentation des défections qui peut atteindre près de 15 kWh au cours de leur traitement par aération.
L'éleveur dispose ainsi en permanence d'une puissance calorifique de 1 à 1,5 kW par bovin, utilisable après passage de l'air de l'étable dans un échangeur thermique protégé contre la corrosion, pour le chauffage de l'air d'un local ou pour celui de l'eau de nettoyage des installations.
NB : 1kWh = 3,6.106 J
b) Chaleur du lait
La chute rapide indispensable de la température du lait entre 35°C à la traite et environ 5°C à la conservation après refroidissement, représente un potentiel thermique non négligeable de l'ordre de 0,4 kWh par vache et par jour.
Cette chaleur peut être récupérée à deux niveaux :
- Sur le lactoduc de transfert avant le refroidissement. Un litre de lait peut ainsi réchauffer près de deux litres d'eau de 10°C, et être refroidi instantanément à 15°C
- Sur le groupe frigorifique du refroidisseur du refroidisseur, à condition que sa capacité soit d’au moins 1200 litres et que le refroidissement de lait ne soit pas retardé.
Au total, l’installation peut réchauffer 1 litre d’eau de 12 à 50°C à partir de 3 litres de lait dont la température passe de 35 à 5°C.
1) Exprimer(en joules) la quantité de chaleur totale dégagée par un bovin adulte par jour (par convection, rayonnement, respiration, condensation et fermentation des défections).
25 kWh + 15 kWh = 40 kWh pendant 24h soit 1.44 dix puissance 8 Joules en 24 h
2) En déduire la puissance calorifique (=thermique) disponible par bovin. Comparer ce résultat à celui du document. Commenter brièvement.
P= E/t donc P= 144000000 Joules / 86400 Secondes = 1,666 kW
3) Calculez la quantité de chaleur que l’on peut théoriquement récupérer par refroidissement d’un litre de lait d’une température de 35°C à une température de 5°C.
Masse 1 litre de lait =1030g capacité thermique= 4180 J kg.k delta t = 30° ou 30K
Q= 1.030 kg * 4.18 Kj.kg.k * 30K = 129.16 Kj
4) Rechercher dans le texte du doc les données qui permettent de déterminer le rendement de l’ensemble du dispositif de récupération de la chaleur, lors du refroidissement du lait. Déterminez ce rendement.
Le texte donne un rendement d’un litre d’eau de 12 à 50°C à partir de 3 litres de lait dont la température passe de 35 à 5°C.
R= Pu/Pr = 1 litre / 3 litres = 0.3333 ou 33%
5) Si une vache donne en moyenne 26 litres de lait par jour, calculez la quantité de chaleur qu’il est possible de récupérer par l’intermédiaire de son lait en un jour, compte tenu du rendement de l’opération calculé ci-dessus. Exprimez ce résultat en kWh et comparez-le à celui donné dans le texte. Commentez brièvement le fait que ces deux résultats sont presque identiques.
Q= 26 litres * 129.16 Kj =3358 Kj soit 932.77 Wh ou 0.932 kWh le texte donne 0.4 kWh.
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