СтатьиЗерносушилкиКомпоненты зерносушилокСистема рекуперации тепла

Система рекуперации тепла

Что такое рекуперация тепла?

"Если ты будешь колоть дрова самостоятельно, то они согреют тебя дважды."Генри Форд

Система рекуперации тепла, это система, в которой воздух, подаваемый в зерносушилку, предварительно нагревается теплым зерном в процессе его охлаждения с целью снижения расхода топлива зерносушилки.

Исходя из этого определения, становится понятным, что системы рекуперации тепла применимы только в поточных зерносушилках, в которых во время процесса сушки зерна всегда есть часть уже сухого зерна, которое охлаждается потоком холодного воздуха из окружающей среды. Холодный воздух, проходя через зерно охлаждает его. Но в процессе охлаждения, воздух нагревается и становится теплым. Поэтому было бы грехом не использовать это тепло в процессе сушки зерна.

Система рекуперации тепла

Рекуперация или рециркуляция?

В процессе сушки зерна можно использовать два типа теплого воздуха, который помогает экономить топливо:- воздух из зоны охлаждения (рекуперация) и - воздух из завершающих этапов сушки (рециркуляция).

  • Воздух рекуперации

    Это холодный воздух, который нагрелся в процессе теплообмена при охлаждении зерна.Этот воздух стал теплым, но его температура ниже температуры воздуха рециркуляции, так как изначально (перед зоной охлаждения) он был совсем холодный. Но у воздуха рекуперации есть важное преимущество: проходя через сухое зерно, он не вобрал в себя лишнюю влагу. (Для того, чтобы воздух получил способность "впитывать" влагу, его нужно сначала нагреть. Чем выше температура, тем больше способность воздуха вбирать в себя влагу.)

  • Воздух рециркуляции

    Это горячий воздух, который остыл и стал теплым в процессе теплообмена на завершающих этапах сушки зерна.Воздух участвовал в процессе сушки, но он не вобрал в себя много влаги, так как проходил через почти сухое зерно. (Воздух для системы рециркуляции отбирается из тех зон зерносушилки, где зерно уже хорошо подсушено). С другой стороны, его преимущество перед воздухом рекуперации в том, что он горячее, а соответственно также может эффективно участвовать в экономии топлива.В действительности, этот воздух более влажный. Однако, при его повторном нагреве до 120°С, относительная влажность падает до менее чем 1%!

Зерносушилка с системами рекуперации и рециркуляции тепла

Нужно отметить, что точного определения этих терминов нет, и грань между ними очень узкая. Во избежание путаницы, на нашем сайте мы используем такие трактования этих терминов, как указано выше. 

Для сведения: В зарубежной литературе эти понятия также напутаны: heat recuperation, heat recirculation, heat recovery и т.д.

Активная и пассивная рекуперация

В активных системах рекуперации тепла, охлаждение зерна осуществляется отдельным, специально предназначенным для этого, вентилятором. 

  • Пассивная

    Это система рекуперации, в которой воздух через зону охлаждения проходит без помощи вентилятора. Такие системы менее эффективны, так как они не так хорошо охлаждают зерно. Для того, чтобы зерно лучше охлаждалось, производители таких сушилок делают зону охлаждения большего объема. Получим ли мы желаемый эффект - сильно зависит от температуры окружающей среды.

  • Активная

    Прямая противоположность пассивной системе рекуперации - система оснащена дополнительным вентилятором рекуперации тепла (он же - вентилятор системы охлаждения). Такой вентилятор принудительно увеличивает объем воздуха, проходящий через зону охлаждения. Это более надежное и эффективное решение, которое не только повышает экономичность сушки зерна, но и гарантирует эффективность системы охлаждения зерна.

На фото справа: Зерносушилка с активной системой рекуперации тепла. Дополнительный вентилятор установлен снизу зерносушилки и протягивает отработанный воздух, который образовался в правой части зерносушилки в её левую часть.

Сушилка с активной рекуперацией тепла

Примечание: На самом деле, зерносушилки с пассивной системой рекуперации тепла встречаются редко, так как в этом случае эффективность системы охлаждения сильно падает и необходимо существенно увеличивать зону охлаждения. Это дороже.

Активная или пассивная? Какая лучше?

Таким образом, зерносушилки, предназначенные для сушки кукурузы в холодную пору должны быть обязательно оснащены активной системой рекуперации тепла (а еще лучше вообще купить двузонную зерносушилку с полной рекуперацией тепла). 

В то же время, если основным продуктом будет более легкое зерно (рапс, подсолнечник и т.п.), важно, чтобы мощные вентиляторы, предназначенные для сушки кукурузы, не вытягивали такое легкое зерно и зерновой сор из шахты. Для этого, вентиляторы активной рекуперации тепла оснащают специальными механическими системами, которые уменьшают поток воздуха через зерновую шахту, или обычными преобразователями частоты.

Типы систем рекуперации тепла

Если с зерносушилками с пассивной системой рекуперации тепла всё более менее понятно, то зерносушилки с активной рекуперацией более сложны конструктивно и делятся на несколько подвидов, которые обладают своими особенностями:

Система рекуперации тепла обратного типа

В такой системе воздух рекуперации (т.е. воздух, который прошел сквозь теплое зерно в зоне охлаждения зерна), выводится на сторону, противоположную от горелки (см. рис. справа). Там он забирается специальным вентилятором рекуперации тепла, который установлен обычно внизу зерносушилки и предназначен для подачи этого воздуха на сторону зерносушилки, где расположена горелка. 

При такой схеме, воздух проходит достаточно длинный путь и имеет два поворота, которые снижают эффективность системы. Но зато у нас есть возможность отключения системы рекуперации тепла. 

Ведь, если мы выключим вентилятор рекуперации, охлаждение не выключится, а будет продолжаться, хоть и с меньшей эффективностью. Правда, также упадёт и эффективность сушки - теперь через зерно будет проходить меньше воздуха.

Система рекуперации тепла обратного типа для зерносушилки

Система рекуперации тепла прямого типа

В такой системе воздух рекуперации, подается в сторону горелки (см. рис. справа). 

При той же мощности вентилятора, эффективность такой системы будет выше, чем системы активной рекуперации тепла обратного типа. 

Однако, взамен мы жертвуем возможностью отключения системы рекуперации. 

Поэтому в этих сушилках (как и в обратного типа) очень важно, чтобы воздух рекуперации подавался не на горелку, а чуть выше горелки (как на рис. справа), чтобы зерновая пыль не попадала на пламя, как это сделано, например, в итальянских зерносушилках Ravaro. В противном случае, при сушке масличных культур существенно повышается риск возникновения пожара.

Система рекуперации тепла прямого типа для зерносушилки

Полная рекуперация тепла в двузонной зерносушилке

Самый современный и эффективный вид системы активной рекуперации тепла. Обеспечивает не только максимально эффективное использование вторичного тепла (что приводит к снижению расхода газа), но и ряд других важных факторов:

Еще меньший уровень выброса пыли;
Лучшее сохранение органолептических свойств зерна благодаря использованию разных температурных режимов;
Повышение производительности благодаря возможности использования более высоких температур в отдельных зонах сушки;
Зона кратковременной отлёжки зерна;
Система Антишок, предотвращающая растрескивание зерна.
Система рекуперации тепла прямого типа для зерносушилки

Данный тип систем возможен только в двузонных зерносушилках (зерносушилках с двумя горелками, которые обслуживают две независимые зоны сушки зерна). 

В Украину мы поставляем итальянские двузонные зерносушилки Scolari и Bonfanti.

Фото: две двузонные зерносушилки Scolari

Заключение

Как мы видим, рекуперация тепла - один из эффективнейших способов сократить расход топлива. Это особенно важно, если сушка происходит в газовой зерносушилке. Однако, есть случаи, когда рекуперация тепла неэффективна, нецелесообразна, мешает, а иногда и просто опасна! (Об этом мы частично упоминали в нашей статье "Зерносушилка с рекуперацией тепла")

Кроме того, сами системы рекуперации тепла существуют в разных вариантах. Речь не только о пассивных и активных типах рекуперации, но и о способе вывода теплового потока, емкости зоны охлаждения и других нюансах.

Компания Finpro Group не привязана к какому-то одному производителю зерносушилок. Мы поставляем зерносушилки как с системами рекуперации тепла разных типов, так и без них. Поэтому, перед покупкой зерносушилки мы проконсультируем вас или ваших отраслевых специалистов и совместно определим наиболее правильный тип, бренд и модель зерносушилки. Наш специалист может приехать в любую точку Украины и показать все типы зерносушилок, рассказать об их особенностях или недостатках. После проведения первичного аудита, мы сможем, совместно с вами, выбрать и купить самую оптимальную модель зерносушилки и посмотреть её работу в реальных условиях Украины, провести инжиниринг и проектные работы по разработке вашего элеваторного комплекса.