Загальна помилка
Перш ніж ми озвучимо навіщо взагалі потрібне регулювання зони охолодження в зерносушарці, хотілося б розвіяти одну загальну оману.
Відомо, що сучасні шахтні зерносушарки часто оснащуються змінними зонами охолодження зерна. (У колонкових зерносушарках про таку опцію ми не чули).
Зазвичай така система дає змогу конвертувати одну або дві верхні зони охолодження в зони сушіння і навпаки. Робити це пропонується залежно від умови сушіння зерна (температури навколишнього повітря, типу зерна тощо).
Однак мало хто пише, як саме цими зонами користуватися.
І ось, ми знайшли рекламний матеріал одного з українських виробників зерносушарок у журналі “Зберігання та переробка зерна”, який і спонукав нас до написання цієї статті. (На випадок, якщо на момент читання цієї статті, матеріал був уже видалений або відредагований, також даємо посилання на веб-архів; оновлення 2023: уже не тільки матеріал видалено, а й журнал закрили. А шкода, гарне було видання).
У матеріалі стверджується, що:
Змінна зона охолодження дає змогу в холодну пору, зменшивши зону охолодження, у такий спосіб збільшити зону нагрівання та підвищити продуктивність.
Виявилося, що для багатьох людей ця фраза звучить логічно. Адже, стверджують вони, взимку холодно й охолоджувати холодним повітрям легше, ніж теплим! Так, але ні!
У чому ж помилка?!
Уявний експеримент
Підемо від зворотного. Припустимо, нам потрібно нагріти 1 літр води в чайнику, яка має температуру 15°С до температури 50°С. Враховуючи теплоємність води 4187 Дж/кг*град, для цього нам знадобиться чистої енергії в кількості (50-15)*4187 = 146 кДж.
Що станеться, якщо нам знадобиться підігріти воду до більш високої температури, наприклад до температури 70°С? Звичайно, для цього нам знадобиться більше тепла, а саме (70-15)*4187 = 230 кДж.
Те саме відбуватиметься і тоді, коли нам знадобиться охолодити тіло. Що більше енергії ми маємо забрати, то довшим буде процес охолодження.
Як це можна застосувати до зерносушарок?
Уявімо, що ми сушимо зерно в зерносушарці з нерегульованою зоною охолодження в теплу пору, коли зовнішня температура повітря становить 20°С. Зерно в процесі сушіння нагрівається до температури 45°С. За нормами, зерно має виходити із зерносушарки з максимальною температурою +10°С до температури довкілля, тобто. 20°С+10°С = 30°С. Тобто, нам потрібно знизити температуру зерна всього на 45°С-30°С=15°С.
Якщо ж температура повітря на вулиці впаде до 5°С, ми повинні охолоджувати зерно до (5°С+10°С)=15°С. За тієї ж кількості холодного повітря і незмінного часу охолодження зерна, його початкова температура повинна буде бути 15°С+15°С=30°С. Однак, у нас температура зерна на виході із зерносушарки не змінилася і становить 45°С!
А для того, щоб охолодити зерно з такою початковою температурою, ми повинні будемо видалити із зерна 45°С-(5°С+10°С)=30°С (а не 15°С). Різниця за необхідною відведеною тепловою енергією майже вдвічі більша.
Але є нюанс!
Розрахунки вище наведено за умови, що час охолодження зерна однаковий. Насправді, в холодну пору року, нам потрібно буде витрачати трохи більше теплової енергії на нагрівання зерна. Для цього зерносушарка буде знижувати швидкість сушіння зерна, а отже, збільшувати час сушіння й охолодження (адже зерно в нас іде по шахті одним суцільним потоком).
На відео: робота шахтної двозонної зерносушарки Scolari в зимову пору року при температурі -18°С.
Проте швидкість сушіння зерна впаде не так значно, як збільшиться кількість теплової енергії, яку потрібно буде відвести від зерна в процесі сушіння. Адже нагрівання зерна – не такий енерговитратний захід, як випаровування вологи. Не плутатимемо вас цифрами і формулами, але так чи інакше, зона охолодження в зимовий період часу не стане більш ефективною. Навіть навпаки, вона істотно знизить свою ефективність.
ЗАМІТКА: Якщо вам все ж хочеться побачити більше цифр, рекомендуємо звернутися до нашої статті “Найекономічніша зерносушарка“, в якій наведено базові розрахунки енергії, що витрачається на нагрівання зерна та випаровування вологи.
Саме з цієї причини, багато шахтних зерносушарок оснащуються регульованими зонами охолодження зерна. Це дає змогу в холодну пору року збільшити зону охолодження, щоб зберегти ефективність сушіння зерна.
Змінна зона охолодження дає змогу в холодну пору, зменшивши зону охолодження, у такий спосіб збільшити зону нагрівання та підвищити продуктивність.
Таким чином, регульована зона охолодження зерносушарки призначена не для того, щоб зберегти продуктивність у холодну пору року за рахунок зменшення зони охолодження (і, як наслідок, збільшення зони сушіння), а зовсім навпаки. Зона охолодження в зимовий період часу має бути більшою, щоб встигати охолодити зерно до потрібної температури!
Стаття по темі
Отже, навіщо регулювати зону охолодження?
Низька температура навколишнього середовища
Як було сказано вище, при зниженні температури навколишнього середовища, ефективність зони охолодження падає. Тому, залежно від продукту сушіння, температури робочого агента і від вологості продукту, нам може знадобитися в холодну пору року збільшити зону охолодження.
Це не завжди необхідно і не для всіх сушарок, але таке буває.
Сушіння зерна з низькою вхідною вологістю
Якщо зерно на вході дуже сухе, продуктивність зерносушарки різко зростає, що призведе до зменшення часу перебування зерна в зоні охолодження. У цьому випадку нам може знадобитися збільшити зону охолодження, щоб воно встигало охолонути.
Сушіння низькотемпературних продуктів
При сушінні соняшнику, ріпаку та ін. подібних продуктів, зерно сушиться на низьких температурах. Тому, воно не нагрівається сильно і мінімального розміру зони охолодження буде достатньо в будь-яку погоду.
Під час сушіння кукурудзи високими температурами робочого агента нам, найімовірніше, доведеться максимально збільшити зону охолодження, щоб зерно встигло охолонути. Особливо, коли зерно на вході відносно сухе (тобто дуже швидко просувається шахтою, а отже, і зоною охолодження).
Порційний або циклічний режим сушіння
У порційному режимі (він же називається циклічним) нам взагалі не потрібно охолоджувати зерно. Якщо зерносушарка не оснащена заслінками перекриття подачі холодного повітря в зону охолодження, ми не можемо повністю заблокувати систему охолодження. Але ми можемо хоча б зменшити її. Зменшуючи зону охолодження, ми збільшуємо зону сушіння. Як наслідок, збільшується продуктивність.
Наші зерносушарки з регульованою зоною охолодження
Компанія Finpro Group постачає різні зерносушарки, зокрема й ті, які оснащені регульованою зоною охолодження.
Зона охолодження та економія газу
Раз вже ми торкнулися теми охолодження зерна в зерносушарках, хотілося б зупинитися і на тому, як впливає зона охолодження на економічність роботи зерносушарки.
Ми повинні відштовхуватися від двох постулатів:
- Щем більше ми знімаємо тепла із зерна, тим більше його надходить назад у зерносушарку за рахунок системи рекуперації тепла. Адже в сучасних зерносушарках усе повітря, яке пройшло через зону охолодження, повертається назад у шахту, таким чином знижуючи витрату газу (або іншого палива).
- Що більша зона охолодження, то менша зона сушіння. Це означає, що продуктивність зерносушарки з більшою зоною охолодження буде дещо нижчою, ніж продуктивність зі зменшеною зоною охолодження.
Таким чином, від розміру зони охолодження залежатиме витрата газу.
Якщо ми хочемо збільшити продуктивність сушарки, ми можемо збільшити зону сушіння (зменшивши зону охолодження).
Якщо ж ми дбаємо про економічність роботи сушарки, потрібно контролювати вихідну температуру зерна. Якщо вона істотно вища за температуру довкілля, це означає, що збільшивши зону охолодження, ми зможемо забрати із зерна ще більше тепла. Але, звичайно, при цьому трохи знизиться продуктивність зерносушарки.
Як правильно чинити, кожен господар елеватора має вирішити для себе самостійно. Коли на елеваторі черга зерновозів, ви, можливо, заходите збільшити продуктивність за рахунок зменшення зони охолодження (звісно, якщо кінцева температура зерна при цьому залишиться в допустимих межах).
Але якщо черги зерновозів немає, ви можете збільшити зону охолодження і, таким чином, трохи скоротити витрату газу (за описаних вище умов, звісно).
Примітка: не можна забувати й про те, що за дуже високої відносної вологості повітря навколишнього середовища, за надмірно тривалого охолодження зерно починає “натягувати” в себе вологу. У цьому разі, звісно, потрібно зменшити зону охолодження.
Для відомості:
Найекономнішими сушарками вважаються двозонні зерносушарки з повною рекуперацією та рециркуляцією тепла.
Стаття по темі
Стаття по темі
Залишилися запитання? Зв’яжіться з нами!
У коментарях під цією статтею
Поставте своє запитання або напишіть коментар наприкінці цієї статті. Реєстрація не потрібна.
За допомогою форми зв’язку
Напишіть нам, використовуючи форму зв’язку внизу цієї сторінки.