Pour le refroidissement du lait, les exploitants agricoles utilisent généralement un système de réfrigération direct avec groupe réfrigérant et circuit de fluide frigorigène. Ce dernier circule dans des serpentins qui traversent le tank à lait, absorbe la chaleur du lait et évacue celle-ci via le compresseur et le condenseur du groupe réfrigérant. Dans une installation de récupération de chaleur, le circuit du fluide réfrigérant traverse un accumulateur d’eau chaude installé en amont du condenseur. La chaleur récupérée permet de chauffer l’eau à 45-50° C.
Chauffer l’eau avec la chaleur dégagée
Agroscope a étudié l’efficacité des installations de récupération de chaleur dans quatre exploitations laitières (graphique 1). Outre la con som mation de courant du chauffe-eau et de l’installation de réfrigération du lait, la consommation d’eau chaude a également été mesurée. En moyenne, les exploitations étudiées consomment 32 l d’eau chaude par 100 l de lait trait pour nettoyer les installations de traite et les tanks à lait. En moyenne, l’installation du récupérateur de chaleur (RC) a permis de réduire d’environ un tiers la consommation de courant du chauffe-eau. Une exploitation de 30 vaches laitières produisant environ 750 kg de lait par jour et consommant environ 240 l d’eau chaude par jour peut ainsi récupérer quotidiennement quelque 21 kWh d’énergie sous forme de chaleur. A un prix du courant électrique de 0.16 franc du kWh, il en résulte pour l’exploitation une économie annuelle d’environ 1226 francs.
Une récupération efficace de la chaleur dégagée par la réfrigération du lait implique que le chauffe-eau et l’accumulateur d’eau chaude soient correctement dimensionnés. En raison du tarif électrique différencié selon les périodes de la journée, les chauffe-eau fonctionnent généralement durant la nuit. Il faut donc prévoir un volume de chauffe-eau égal à la consommation quotidienne, majorée de 10%. Dans l’idéal, la taille de l’accumulateur du RC doit être équivalente aux deux tiers de la consommation quotidienne, afin qu’il y ait suffisamment d’eau froide avant chaque traite pour absorber la chaleur produite par la réfrigération du lait.
Conseils pour réaliser des économies de courant:
- La taille de l’accumulateur d’eau chaude du RC doit être à peu près équivalente aux deux tiers de la consommation quotidienne d’eau chaude.
- Le volume d’un chauffe-eau fonctionnant la nuit doit être équivalent à la consommation quotidienne, majorée d’environ 10%.
- Selon la dureté de l’eau, détartrer les chauffe-eau au moins tous les trois ans.
- Pour les groupes réfrigérants, choisir des emplacements faciles d’accès et peu poussiéreux ainsi qu’une arrivée et une sortie d’air exemptes d’obstacles.
- Nettoyer régulièrement les ailettes de refroidissement des condenseurs pour éliminer la poussière et la saleté.
- Faire contrôler par un spécialiste le niveau du fluide réfrigérant tous les ans.
Economies d’électricité grâce à de bonnes mesures d’entretien
Les minéraux contenus dans l’eau potable (calcium et magnésium) se déposent principalement à partir d’une température d’eau de 60° C. Il en résulte des dépôts de tartre, en particulier sur les éléments chauffants des chauffe-eau. Ces dépôts de tartre entravent la bonne transmission de la chaleur entre les éléments chauffants et l’eau. Il s’ensuit une nette augmentation de la consommation d’électricité. Une couche de tartre d’un millimètre provoque déjà une augmentation de consommation de courant d’environ 8%, laquelle atteint 50% pour un dépôt de dix millimètres. En empêchant la transmission de chaleur, le dépôt de calcaire peut provoquer une surchauffe de l’élément chauffant et un éclatement de celui-ci, entraînant un court-circuit dans l’alimentation de courant. A l’intérieur du condenseur du RC, l’air ambiant est soufflé entre des ailettes, ce qui refroidit le fluide réfrigérant en circulation jusqu’à ce qu’il se liquéfie. Pour obtenir un effet réfrigérant efficace, il faut que l’afflux d’air ambiant ne soit pas entravé. Les ailettes de refroidissement du condenseur doivent donc être nettoyées au moins une fois par an à l’aide d’une brosse fine ou d’air comprimé.
Pour simplifier l’entretien, les groupes réfrigérants doivent être bien accessibles. La chaleur générée par les toitures peut provoquer un réchauffement néfaste de l’air ambiant et du condenseur et gêner le processus de réfrigération. Il faut éviter les endroits exposés situés juste en dessous d’une toiture non ou encore les endroits très poussiéreux.
Aide financière pour l’installation d’un RC
De gros dépôts de poussière sur le système de refroidissement d’un condenseur engendrent une augmentation de la consommation de courant du groupe réfrigérant.
L’installation d’un RC est intéressante financièrement, même pour de petits troupeaux de l’ordre d’une vingtaine de vaches. Le capital investi peut être amorti en l’espace de sept à dix ans. Grâce au programme d’encouragement AgroCleanTech, la durée d’amortissement peut diminuer jusqu’à 30%. L’aide octroyée pour équiper une installation de réfrigération existante (comprenant un tank à lait avec groupe réfrigérant et chauffe-eau électrique) avec un RC oscille entre 1100 et 2500 francs. Les agriculteurs intéressés peuvent se renseigner sur www.agrocleantech. ch/fr/pour-les-agriculteurs/pro-grammes-de-soutien/portail-de-soutien ou déposer une demande par e-mail. Les représentants régionaux et les chambres d’agriculture cantonales sont en mesure de fournir des renseignements supplémentaires sur le programme d’encouragement. Les coordonnées des interlocuteurs figurent sur le site Internet www. agrocleantech.ch.
Fonctionnement du circuit de réfrigération d’un tank à lait
En général, autour du tank à lait et du système de réfrigération du lait, la température de l’air ambiant est supérieure à la température de consigne du lait stocké, qui est de 6 à 8° C. Il est donc nécessaire, pour évacuer la chaleur du tank à lait, d’utiliser un fluide réfrigérant possédant un point d’ébullition bas. Prenons par exemple le fluide R134A fréquemment utilisé. A une pression atmosphérique normale (1 bar), son point d’ébullition se situe à environ −26° C. Aune pression de 2,5 bars, son point d’ébullition se situe à environ −5,0° C; c’est ce qu’on appelle la température d’évaporation. Le fluide réfrigérant circule à cette température dans les serpentins du tank à lait et passe à l’état gazeux sous l’effet de l’absorption de chaleur provenant du lait. Le fluide gazeux des serpentins est ensuite aspiré par le compresseur du groupe réfrigérant et comprimé à une pression d’environ 12 bars. La température du fluide gazeux monte alors à environ 45° C. Il traverse ensuite le condenseur, qui est en fait le véritable refroidisseur du groupe, avant de transmettre la chaleur à l’air ambiant et de se liquéfier à nouveau. Il est ainsi possible d’évacuer de la chaleur dans l’atmosphère, même en été par forte chaleur, quand la température ambiante dépasse 30° C, par exemple.
