Расход газа зерносушилкой: почему 0,86 м³ на тонно-процент не получится в сезон сушки
Обновлено:
Продавцы зерносушилок всё чаще обещают расход газа 0,8–0,86 м³ на тонно-процент. Эти цифры есть и в брошюрах, и на выставочных стендах, и в разговорах тет-а-тет. Слышать их приятно: при 10 000 т кукурузы разница между 0,86 и 1,1 — это десятки тысяч кубометров в сезон.
Проблема в том, что такие цифры не проходят проверку физикой. Сушка — это испарение воды, а на испарение воды нужно известное количество тепла. Его нельзя сделать меньше ни горелкой, ни автоматикой, ни рекламой. Ниже вы увидите, сколько газа нужно хотя бы в теории для каждого месяца сезона сушки, откуда на рынке взялась цифра 0,86 и почему «у соседа выходит 0,8» ничего не доказывает.
Чтобы разобраться в главном, формулы не понадобятся. А если захотите проверить каждую цифру сами, в конце статьи есть полный расчёт и список источников.
Главное. В октябре и ноябре, когда в Украине и Молдове сушат основную массу кукурузы, даже идеальная шахтная сушилка без каких-либо потерь не может тратить меньше 1,03–1,17 м³ (0 °C) газа на тонно-процент. На юге Казахстана, где кукурузу сушат в сентябре и октябре, — не меньше 0,98–1,09 м³. Это следует из закона сохранения энергии и свойств влажного воздуха, а не из чьего-то мнения. Расход 0,86 возможен только в жару, при +32…+44 °C на улице, — или в сушилке с утилизацией тепла выхлопа, которых на рынке почти нет.
Краткий ответ: сколько газа нужно как минимум
Любая шахтная зерносушилка работает одинаково: берёт воздух с улицы, нагревает его горелкой, прогоняет через зерно и выбрасывает в трубу вместе с испарённой водой. Чем холоднее на улице, тем больше тепла уходит на нагрев воздуха — и тем выше расход.
Таблица показывает предел без потерь: сколько газа нужно сушилке, у которой нет никаких потерь — через корпус, с горячим зерном, с недосыщенным воздухом. Такой сушилки не существует, реальная машина всегда тратит больше. Но ниже этого предела не опустится никто.
Колонки таблицы — это схемы, а не марки. Однопроходные и двухзонные сушилки выпускают разные компании, и заявляют они разный расход. Но любая реальная сушилка, чья бы она ни была, тратит больше, чем идеальная машина её схемы, — насколько больше, зависит от потерь конкретной конструкции.
Предел без потерь, м³ газа (0 °C) на тонно-процент. Кукуруза 28 → 14 %, газ 8 500 ккал/м³. Украина (Полтава, Чернигов, Житомир, Винница, Хмельницкий, Черкассы).
| Месяц (средняя погода) | Идеальная однопроходная сушилка | Идеальная двухзонная сушилка с повторным использованием воздуха | Ниже не может быть |
|---|---|---|---|
| Сентябрь (+14,9 °C, 71 %) | 1,04–1,06 | 1,01–1,05 | 1,01 |
| Октябрь (+8,7 °C, 79 %) | 1,10–1,12 | 1,05–1,11 | 1,05 |
| Ноябрь (+3,4 °C, 86 %) | 1,14–1,17 | 1,08–1,16 | 1,08 |
| Декабрь, 1–10 (−0,6 °C, 88 %) | 1,18–1,21 | 1,11–1,19 | 1,11 |
Что это значит на практике:
- 0,86 м³ на тонно-процент предел допускает только в жару — при +33…+44 °C, в зависимости от влажности воздуха. За 26 лет такое бывало в сотых долях процента часов сентября и ни разу — с октября по декабрь.
- Каждый градус похолодания добавляет 0,6–0,9 % к расходу. Ноябрь дороже сентября примерно на 9 % — у любой сушилки.
- Напоминаем: это минимальный предел идеальной зерносушилки! Реальная сушилка идеальной не бывает, поэтому тратит больше предела. Насколько больше — зависит от конструкции: об этом ниже.
Сколько газа не хватит в бизнес-плане. Хозяйство сушит 10 000 т кукурузы с 28 % до 14 % — это 140 000 тонно-процентов.
| Расход, по которому считали | Газ за сезон, м³ (0 °C) | Газа нужно больше, чем по 0,86: м³ (%) |
|---|---|---|
| Обещанные 0,86 | 120 400 | — |
| Предел октября, 1,05 (идеальная сушилка) | 147 000 | +26 600 (+22 %) |
| Предел ноября, 1,08 (идеальная сушилка) | 151 200 | +30 800 (+26 %) |
Бизнес-план, построенный на 0,86, недосчитается 22–26 % газа — и это ещё до потерь реальной машины.
Предел без потерь, м³ газа (0 °C) на тонно-процент. Кукуруза 28 → 14 %, газ 8 500 ккал/м³. Молдова (Бельцы, Кишинёв).
| Месяц (средняя погода) | Идеальная однопроходная сушилка | Идеальная двухзонная сушилка с повторным использованием воздуха | Ниже не может быть |
|---|---|---|---|
| Сентябрь (+17,4 °C, 66 %) | 1,02–1,04 | 0,99–1,03 | 0,99 |
| Октябрь (+11,1 °C, 75 %) | 1,08–1,10 | 1,03–1,08 | 1,03 |
| Ноябрь (+5,9 °C, 83 %) | 1,12–1,15 | 1,07–1,13 | 1,07 |
| Декабрь, 1–10 (+1,5 °C, 86 %) | 1,16–1,19 | 1,09–1,17 | 1,09 |
Что это значит на практике:
- 0,86 м³ на тонно-процент предел допускает только в жару — при +33…+44 °C, в зависимости от влажности воздуха. За 26 лет такое бывало не более чем в 0,2 % часов сентября и практически ни разу — с октября по декабрь.
- Каждый градус похолодания добавляет 0,6–0,9 % к расходу. Ноябрь дороже сентября примерно на 9 % — у любой сушилки.
- Напоминаем: это минимальный предел идеальной зерносушилки! Реальная сушилка идеальной не бывает, поэтому тратит больше предела. Насколько больше — зависит от конструкции: об этом ниже.
Сколько газа не хватит в бизнес-плане. Хозяйство сушит 10 000 т кукурузы с 28 % до 14 % — это 140 000 тонно-процентов.
| Расход, по которому считали | Газ за сезон, м³ (0 °C) | Газа нужно больше, чем по 0,86: м³ (%) |
|---|---|---|
| Обещанные 0,86 | 120 400 | — |
| Предел октября, 1,03 (идеальная сушилка) | 144 200 | +23 800 (+20 %) |
| Предел ноября, 1,07 (идеальная сушилка) | 149 800 | +29 400 (+24 %) |
Бизнес-план, построенный на 0,86, недосчитается 20–24 % газа — и это ещё до потерь реальной машины.
На юге Казахстана кукурузу убирают и сушат в основном в сентябре и октябре.
Предел без потерь, м³ газа (0 °C) на тонно-процент. Кукуруза 28 → 14 %, газ 8 500 ккал/м³. Казахстан, юг (Талдыкорган, Тараз, Шымкент).
| Месяц (средняя погода) | Идеальная однопроходная сушилка | Идеальная двухзонная сушилка с повторным использованием воздуха | Ниже не может быть |
|---|---|---|---|
| Сентябрь (+18,5 °C, 44 %) | 1,00–1,01 | 0,98–1,01 | 0,98 |
| Октябрь (+10,9 °C, 59 %) | 1,07–1,09 | 1,03–1,08 | 1,03 |
| Ноябрь (+3,3 °C, 72 %) | 1,14–1,17 | 1,08–1,15 | 1,08 |
| Декабрь, 1–10 (−2,0 °C, 77 %) | 1,19–1,23 | 1,12–1,20 | 1,12 |
Что это значит на практике:
- 0,86 м³ на тонно-процент предел допускает только в жаркие сухие часы — при +32…+44 °C, в зависимости от влажности воздуха. За 26 лет такое бывало не более чем в 2 % часов сентября и практически ни разу — с октября по декабрь.
- Каждый градус похолодания добавляет 0,6–1 % к расходу. Ноябрь дороже сентября примерно на 13 %.
- Напоминаем: это минимальный предел идеальной зерносушилки! Реальная сушилка идеальной не бывает, поэтому тратит больше предела. Насколько больше — зависит от конструкции: об этом ниже.
Сколько газа не хватит в бизнес-плане. Хозяйство сушит 10 000 т кукурузы с 28 % до 14 % — это 140 000 тонно-процентов.
| Расход, по которому считали | Газ за сезон, м³ (0 °C) | Газа нужно больше, чем по 0,86: м³ (%) |
|---|---|---|
| Обещанные 0,86 | 120 400 | — |
| Предел сентября, 0,98 (идеальная сушилка) | 137 200 | +16 800 (+14 %) |
| Предел октября, 1,03 (идеальная сушилка) | 144 200 | +23 800 (+20 %) |
Бизнес-план, построенный на 0,86, недосчитается 14–20 % газа — и это ещё до потерь реальной машины.
Наши зерносушилки с низким расходом газа
Предел одинаков для всех производителей — его задаёт физика. Разница между сушилками в том, насколько близко к пределу они работают. Ближе всех — двухзонные сушилки с повторным использованием воздуха, и такие сушилки строятся под газ: двухзонную схему сложно перевести на твёрдое топливо. Для щепы, пеллет или лузги мы подбираем другие схемы с теплогенератором — об этом наша статья о теплогенераторах для зерносушилок.
Scolari SR
Двухзонная шахтная сушилка для элеваторов. Воздух из нижней зоны и зоны охлаждения с температурой 65–70 °C ещё раз проходит через влажное зерно в верхней зоне, прежде чем уйти в трубу. Колонна и воздуховоды утеплены, автоматика держит заданную конечную влажность без пересушки. Это схема, которая на графике выше идёт по нижней линии.
Ravaro — поточные
Поточные шахтные сушилки для элеваторов с системой рекуперации тепла: тёплый воздух из зоны охлаждения возвращается к горелке и снова идёт в сушку.
Ravaro — порционные
Порционные сушилки с рециркуляцией тепла для хозяйств до 200 т в сутки и для культур, которым нужна отлёжка.
Alvan Blanch DF
Конвейерная сушилка с рекуперацией и рециркуляцией тепла. Высота — несколько метров, загружать можно мобильным транспортёром. Подходит тем, кто не хочет строить элеватор, или тем, кто строит, но хочет сэкономить на высоте рабочей башни с нориями.
Agrex
Простые фермерские порционные сушилки для хозяйств, которым поточная сушилка не по размеру. Простая конструкция и невысокая цена — сушилка быстро окупается.
Herbas
Порционные сушилки для семенного материала, трав и других продуктов, которые сушат при низкой температуре. Датчик влажности следит за отработанным воздухом: пока воздух не насытился влагой до заданного уровня, он гоняется по кругу, и только потом автоматика добавляет свежий. При низкотемпературной сушке, где расход тепла на килограмм воды особенно велик, это даёт заметную экономию.
Пришлите культуру, влажность на входе и выходе, нужную производительность, топливо и регион — подберём тип сушилки и посчитаем расчётный расход газа для вашего месяца сушки. Написать нам →
Проверка на пальцах: сколько тепла нужно воде
Этот расчёт можно сделать без сушилки, по школьному учебнику.
Чтобы превратить 1 кг воды в пар, нужно около 585 ккал — это теплота испарения воды, табличная величина [S8, S9]. При сушке кукурузы с 28 % до 14 % на каждый тонно-процент испаряется 11,6 кг воды (не 10, как часто считают). Кубометр газа даёт 8 500 ккал.
Делим: 11,6 кг × 585 ккал ÷ 8 500 ккал/м³ = 0,80 м³ на тонно-процент.
То есть 0,80 — это газ, который целиком, до последней калории, ушёл в испарение воды. Ни на нагрев воздуха, который уносит пар, ни на нагрев зерна, ни на потери через стенки ничего не осталось. А 0,86 оставляет на всё это 7 %.
Но воздух, который уносит пар из сушилки, обязан быть тёплым — иначе пар в нём не поместится: холодный воздух вмещает мало влаги. Только на нагрев этого воздуха с уличных +10 °C до температуры, при которой он сможет унести всю воду, уходит ещё четверть газа. Отсюда и предел 1,03–1,17 в таблице выше. Расчёт — в разделе для инженеров.
Единственный способ оказаться ниже — вернуть тепло из выхлопа обратно: теплообменником, конденсацией пара или тепловым насосом. Серийных зерносушилок с такой утилизацией — единицы, и сушилка, на которой получена цифра 0,86, к ним не относится.
Откуда взялась цифра 0,86
За цифрой 0,86 стоит протокол испытаний немецкого сельскохозяйственного общества DLG № 6511 [S1]. В ноябре 2016 года DLG испытала двухзонную сушилку Stela AgroDry Biturbo: один 14-часовой прогон на пропане, кукуруза с 33,4 % до 14,7 %, на улице −1,4 °C.
В таблице результатов DLG напечатала: «1.0 m³ of natural gas/t %» — 1,0 м³ природного газа на тонно-процент. Цифры 0,86 в протоколе нет вообще.
Обратите внимание: природный газ в этом испытании не сжигали. Хозяйство, где стояла сушилка, топило её пропаном — в протоколе так и записано: «LP gas», теплота сгорания 25–27 кВт·ч на кубометр (≈ 21 500–23 200 ккал/м³). Кубометры природного газа в строке «1,0» — это пересчёт: тепло сожжённого пропана поделено на условные 10 кВт·ч на кубометр природного газа (≈ 8 600 ккал/м³). Как именно пересчитывали, в протоколе не написано, — эту цепочку мы восстановили сами по цифрам отчёта.
Условия тоже не наши. Сушильный агент — около 151 °C в нижней зоне и 131 °C в верхней, кукуруза — с 33,4 % влажности, а брошюра Stela приводит результат к сушке с 35 до 15 %. Это горячий режим и очень сырое зерно: в таком режиме каждый килограмм воды обходится дешевле, чем в условиях этой статьи — агент 120–140 °C и кукуруза 28 %. По нашей модели горячий агент даёт выигрыш около 2,3 %, высокая начальная влажность — около 1,6 %; отраслевые оценки для реальных сушилок дают по температуре больше — до 20 % между 66 и 93 °C [S14]. В испытании 6511 этот выигрыш перекрыл мороз −1,4 °C, но в рекламной цифре мороза уже нет: DLG пересчитала результат к +5 °C, а горячий агент и сырое зерно в пересчёте остались. Поэтому сравнивать 0,86 с расходом сушилки, которая работает при 120 °C на кукурузе с 25–28 %, нельзя даже при прочих равных.
Как из 1,0 получилось 0,86 — три шага:
- Пересчёт на единую основу: 1,0 → 0,95. Строка «1,0» в протоколе посчитана на смешанной основе: тепло взято фактическое, а количество зерна — пересчитанное к стандартному испытанию DLG (сушка с 35 до 15 %). Если считать всё по фактическим данным этого испытания, получается 0,95.
- Пересчёт к «стандартной» погоде +5 °C: 0,95 → 0,88. Испытание шло в мороз −1,4 °C, и DLG вычла тепло, которое ушло на подогрев холодного воздуха: 813,5 кВт·ч на тонну испарённой воды превратились в 750,8 — минус 7 %. Именно 750,8 кВт·ч, или 0,751 кВт·ч на кг, стоит в брошюре Stela [S4] — без слов «приведено к +5 °C».
- Другая теплота сгорания газа: 0,88 → 0,85. Брошюра Stela делит энергию на 10,35 кВт·ч на кубометр (≈ 8 900 ккал/м³). По Кодексу газотранспортной системы Украины [S6] это высшая теплота сгорания: в неё входит тепло конденсации пара из дымовых газов, которое сушилка не использует. Чем больше теплота сгорания, которую взяли для расчёта, тем меньше выходит кубометров. Газ, который в этой статье взят за базу, по низшей теплоте — 8 500 ккал, или 9,885 кВт·ч на кубометр. Только выбор 10,35 вместо него «улучшает» цифру на 4,5 %. В итоге — 0,853 ≈ «0,86».
На выставочном стенде 2020 года (фото стенда — в начале статьи) та же цифра 0,86 указана при теплоте сгорания 10,0 кВт·ч/м³ (≈ 8 600 ккал/м³). Но при 10,0 даже «стандартная» цифра DLG равна 0,883, а не 0,86.
При газе 8 500 ккал 0,86 не получается даже из «стандартной» цифры DLG: выходит 0,88–0,89. А если взять фактический расход того испытания и пересчитать его на условия этой статьи — газ 8 500 ккал/м³ и сушку кукурузы с 28 до 14 %, — получится 0,96 м³ на тонно-процент. И это тепло пропана, пересчитанное в природный газ, а не показания газового счётчика.
Та же Stela в обычном режиме. У DLG есть другой протокол по той же двухзонной Stela Biturbo — № 6263F 2014 года [S2]: природный газ, +12 °C, сушильный агент 116–135 °C. Это режим, более близкий к украинской практике. Результат двух серий — 922 и 1 013 кВт·ч на тонну воды, что в тех же условиях означает 1,08–1,19 м³ на тонно-процент. То есть на 26–38 % больше, чем 0,86 на стенде.
Полная цепочка с числами и таблица протоколов DLG — в разделе для инженеров.
Почему «у соседа выходит 0,8» ничего не доказывает
В интернете, на форумах и в рекламе часто встречаются отзывы «реальных» клиентов: «у нас сушилка тратит 0,8 куба на тонно-процент». Иногда продавец даже предлагает съездить к такому клиенту и посмотреть самому.
Цифры «с реального хозяйства» звучат убедительнее любой брошюры. Но хозяйство не ставит эксперимент: оно сушит зерно. Расход газа за сезон делят на тонны и проценты, прикинутые по накладным и влагомеру, — и получают число, в котором каждая составляющая приблизительна.
| Что искажает цифру | На сколько |
|---|---|
| Газовый счётчик без корректора. При давлении 3 кПа и газе +5 °C он показывает меньше, чем прошло кубометров при стандартных 20 °C | около 7 % в пользу «экономии» |
| Влагомер без поверки. Ошибка в 1 пункт начальной влажности при сушке 28 → 14 % | масса воды меняется на 7 % |
| Сорная примесь. Примесь обычно заметно влажнее самого зерна (по практическому правилу — примерно вдвое). Чистое зерно сохнет «дешевле», грязное — «дороже», а в расчёте этого никто не учитывает | зависит от сорности |
| Бой и дроблёное зерно. До сушки оно числится в тоннах, а после уходит в отходы на сепараторе | тонны после сушки занижены |
| Недостача списывается на усушку. Испарённую воду никто не взвешивает; по балансу иногда выходит, что из зерна удалили больше воды, чем в нём было | не оценить |
| Зачётный вес вместо тонны влажного зерна. Та же энергия при пересчёте «по Дювалю» даёт на 14 % меньше «кубометров на тонно-процент» | −14 % |
| Погода и режим меняются каждый день. Сентябрьская партия и ноябрьская — разный расход на одной сушилке | 0,6–0,9 % на градус |
| Не названы кубометр и теплота сгорания. Кубометр при 20 °C или при 0 °C, низшая или высшая теплота | от −10 % до +7 % |
Поэтому две одинаковые сушилки у двух соседей показывают разный расход, а один и тот же хозяин в разные годы — тоже разный. Это не свойство сушилки, а свойство подсчёта.
Что на самом деле снижает расход
Приблизиться к пределу можно только конструкцией. Вот что даёт эффект, который можно посчитать:
| Решение | Эффект |
|---|---|
| Двухзонная схема с повторным использованием воздуха. Тёплый воздух из нижней зоны и зоны охлаждения ещё раз проходит через влажное зерно, прежде чем уйти в трубу | около 27 % по сравнению с той же сушилкой без повторного использования воздуха (наш расчёт по схеме) |
| Возврат воздуха охлаждения в горелку: тепло остывающего зерна идёт в сушку, а не на улицу | около 7–8 % (наш расчёт по схеме) |
| Утепление колонны и воздуховодов | 8–20 % по данным немецкого отраслевого центра KTBL [S10] |
| Автоматика, которая не пересушивает. Каждый лишний пункт пересушки при сушке 28 → 14 % — это ещё около 6 % воды (при сушке 28 → 14 % из тонны удаляется 162,8 кг воды, при 28 → 13 % — 172,4 кг: на 9,6 кг, или 5,9 %, больше), причём последние пункты даются труднее всего: влага в сухом зерне связана прочнее | перерасход газа 9,7 % при пересушке до 12,7 % вместо 14 % — по хозяйственному учёту на сушилке ЗСК [S15] |
| Сезон сушки. Чем раньше убрали и высушили, тем теплее воздух | 0,6–0,9 % на градус (наш расчёт предела, таблица выше) |
Воздух повторно используют многие сушилки — и наши, и конкурентов. Разница в том, сколько раз он проходит через зерно и возвращается ли тепло воздуха охлаждения. Как это устроено в наших сушилках — в разделе о наших зерносушилках выше.
Как проверить любую цифру расхода за пять минут
- При какой погоде? Температура и влажность воздуха, при которых получена цифра. Нет ответа — цифра не для вашего сезона.
- В каких единицах? Кубометр при 0 °C или при 20 °C, низшая или высшая теплота сгорания, тонна влажного зерна или зачётный вес. От этого число меняется на ±10–15 %.
- Измерено или пересчитано? Если есть протокол — какая строка: «в рабочих условиях» или «приведено к стандарту».
- Положите цифру на график в начале статьи. Если она ниже линии предела для вашего месяца — это не расход, а реклама.
Как это устроено: почему холодный воздух дорогой
Воздух в сушилке — это транспорт для воды. Горелка нагревает его, он проходит через зерно, забирает влагу и уходит в трубу. Сколько влаги может унести килограмм воздуха, зависит от его температуры: тёплый воздух вмещает много пара, холодный — мало.
Когда горячий воздух проходит через влажное зерно, он отдаёт тепло на испарение и охлаждается, а пара в нём становится больше. Остановиться этот процесс может только тогда, когда воздух насытится — больше пара он не возьмёт. Температура, при которой это происходит, называется температурой мокрого термометра. Для воздуха, нагретого до 140 °C, она около 40 °C. Поэтому из трубы любой шахтной сушилки идёт воздух не холоднее примерно 40 °C — и это не потери, а физика: холоднее он не может быть и при этом нести всю воду.
Отсюда следует всё остальное:
- Чем холоднее на улице, тем больше тепла нужно, чтобы довести воздух от уличной температуры до рабочей. Пара при этом воздух унесёт столько же. Поэтому ноябрь дороже сентября.
- Двухзонная схема экономит потому, что воздух, уже тёплый после нижней зоны и зоны охлаждения, не выбрасывается, а догревается и ещё раз проходит через влажное зерно. Горелке нужно догреть его не от +5 °C, а от +65 °C.
- Утилизация тепла выхлопа — единственный способ пробить предел: часть тепла из воздуха, идущего в трубу, возвращается через теплообменник свежему воздуху. В зерносушилках это редкость.
Для инженеров: как рассчитан предел
Определение
Предел без потерь — минимальный расход тепла сушилки, выбрасывающей отработанный воздух в атмосферу, при идеальных условиях:
- нет потерь тепла через корпус;
- нет теплоты десорбции (на отрыв связанной влаги от зерна);
- зерно выходит при температуре наружного воздуха;
- отработанный воздух уходит насыщенным при температуре мокрого термометра того агента, который последним проходит через зерно.
Это нижняя граница, которая следует из закона сохранения энергии и психрометрии. Любое отклонение от идеальных условий увеличивает расход.
Пример расчёта: +15 °C, влажность 65 %, агент 140 °C, один проход
Шаг 1. Наружный воздух. При +15 °C и относительной влажности 65 % влагосодержание воздуха x₀ = 6,9 г пара на кг сухого воздуха, энтальпия h₀ = 32,5 кДж/кг [S9, S13].
Шаг 2. Нагрев агента. Горелка нагревает воздух до 140 °C, влагосодержание не меняется. Энтальпия h₁ = 159,8 кДж/кг. На нагрев 1 кг сухого воздуха ушло 159,8 − 32,5 = 127,3 кДж.
Шаг 3. Насыщение в зерне. Воздух при 140 °C и x₀ = 6,9 г/кг имеет температуру мокрого термометра 39,2 °C. Насыщенный воздух при 39,2 °C содержит 46,7 г пара на кг. Значит, 1 кг воздуха унёс 46,7 − 6,9 = 39,9 г воды.
Шаг 4. Воздух на килограмм воды. 1 000 ÷ 39,9 = 25,1 кг сухого воздуха на 1 кг испарённой воды.
Шаг 5. Тепло на килограмм воды. 25,1 × 127,3 = 3 195 кДж. Вычитаем энтальпию жидкой воды, которая вошла с зерном при +15 °C (4,19 × 15 = 63 кДж): 3 132 кДж = 748 ккал на 1 кг воды.
Шаг 6. Перевод в газ. На тонно-процент при сушке 28 → 14 % испаряется 1 000 ÷ (100 − 14) = 11,628 кг воды. 748 × 11,628 ÷ 8 500 = 1,02 м³ (0 °C) на тонно-процент.
Поправка на воду сгорания. При сжигании природного газа образуется 0,045 кг водяного пара на каждый мегаджоуль — этот пар тоже уносит отработанный воздух. С учётом этого предел для тех же условий — 760 ккал/кг = 1,04 м³/т·%. Эта поправка учтена в таблице и на графике.
Тот же расчёт для среднего ноября в кукурузном поясе Украины (+3,4 °C, 86 %) даёт 834 ккал/кг = 1,141 м³/т·% — на 10 % больше, потому что воздух греется от +3 °C, а уносит почти столько же воды.
Подробнее: формулы, по которым считался пример
- Давление насыщенного пара над водой ps(t) — формула Бака (Buck, 1981) или таблицы [S9]; при 15 °C — 1,706 кПа, при 39,2 °C — 7,08 кПа.
- Влагосодержание: x = 0,622 · φ·ps / (p − φ·ps), p = 101,325 кПа.
- Энтальпия влажного воздуха на кг сухого воздуха: h = 1,006·t + x·(2 501 + 1,86·t) кДж/кг.
- Температура мокрого термометра (адиабатного насыщения) twb — из условия h(twb, xsat(twb)) = h(tагента, x₀).
- Удельный расход тепла: q = (h₁ − h₀)/(xsat(twb) − x₀) − cw·t₀, где cw = 4,19 кДж/(кг·К).
- Вода сгорания: 0,0449 кг на МДж низшей теплоты сгорания природного газа; её энтальпия пара учитывается в балансе выхлопа.
- Пересчёт: 1 ккал = 4,1868 кДж; 1 м³ (0 °C) газа = 8 500 ккал (Hi); на тонно-процент при w₂ = 14 % — 11,628 кг воды.
Методика — стандартная для расчёта конвективных сушилок [S8, S12, S13].
Похожий расчёт в 2020 году опубликовал к.т.н. К. П. Костогрыз, заведующий отделом Института газа НАН Украины [S16]. Для однозонной сушилки с рекуперацией тепла при +15 °C, влажности воздуха 80 % и газе 8 300 ккал/м³ у него получилось «чуть менее 1,2 нм³/т%». Это выше нашего предела без потерь, потому что в его расчёте учтены нагрев зерна и потери через стенки, а газ взят с меньшей теплотой сгорания. Вывод тот же: 0,8–0,9 в сезон сушки физически недостижимы.
Полная таблица предела
Украина (Полтава, Чернигов, Житомир, Винница, Хмельницкий, Черкассы)
| Месяц (T, φ по ERA5) | Один проход, агент 120 °C | Один проход, 140 °C | Двухзонная, 120 °C | Двухзонная, 140 °C |
|---|---|---|---|---|
| Сентябрь (14,9 °C, 71 %) | 1,060 / 775 | 1,043 / 762 | 1,020–1,049 / 746–767 | 1,008–1,033 / 737–755 |
| Октябрь (8,7 °C, 79 %) | 1,121 / 820 | 1,096 / 801 | 1,064–1,106 / 778–808 | 1,048–1,082 / 766–791 |
| Ноябрь (3,4 °C, 86 %) | 1,174 / 858 | 1,141 / 834 | 1,102–1,155 / 805–844 | 1,082–1,124 / 791–822 |
| Декабрь, 1–10 (−0,6 °C, 88 %) | 1,214 / 887 | 1,176 / 859 | 1,131–1,193 / 827–872 | 1,108–1,156 / 810–845 |
Молдова (Бельцы, Кишинёв)
| Месяц (T, φ по ERA5) | Один проход, агент 120 °C | Один проход, 140 °C | Двухзонная, 120 °C | Двухзонная, 140 °C |
|---|---|---|---|---|
| Сентябрь (17,4 °C, 66 %) | 1,036 / 757 | 1,022 / 747 | 1,003–1,027 / 733–751 | 0,993–1,014 / 726–741 |
| Октябрь (11,1 °C, 75 %) | 1,098 / 802 | 1,075 / 786 | 1,047–1,084 / 765–792 | 1,033–1,063 / 755–777 |
| Ноябрь (5,9 °C, 83 %) | 1,149 / 840 | 1,120 / 819 | 1,084–1,132 / 792–827 | 1,066–1,104 / 779–807 |
| Декабрь, 1–10 (1,5 °C, 86 %) | 1,193 / 872 | 1,157 / 846 | 1,116–1,173 / 816–857 | 1,095–1,139 / 800–833 |
Казахстан, юг (Талдыкорган, Тараз, Шымкент)
| Месяц (T, φ по ERA5) | Один проход, агент 120 °C | Один проход, 140 °C | Двухзонная, 120 °C | Двухзонная, 140 °C |
|---|---|---|---|---|
| Сентябрь (18,5 °C, 44 %) | 1,013 / 740 | 1,004 / 734 | 0,989–1,007 / 723–736 | 0,981–0,998 / 717–729 |
| Октябрь (10,9 °C, 59 %) | 1,093 / 799 | 1,073 / 784 | 1,045–1,081 / 764–790 | 1,032–1,061 / 754–775 |
| Ноябрь (3,3 °C, 72 %) | 1,171 / 856 | 1,139 / 833 | 1,101–1,153 / 805–843 | 1,081–1,123 / 791–821 |
| Декабрь, 1–10 (−2,0 °C, 77 %) | 1,226 / 896 | 1,186 / 867 | 1,141–1,205 / 834–881 | 1,117–1,167 / 817–853 |
Первое число — м³ (0 °C) на т·%, второе — ккал на кг воды; 1 ккал/кг = 0,001368 м³/т·%. Для двухзонных схем дан диапазон: агент перед последним проходом уже содержит влагу из нижней зоны, поэтому температура мокрого термометра выше, а предел ниже на 1–3 %, чем у однопроходной схемы. Расход агента 140 °C даёт предел ниже, чем 120 °C, на 1,5–3 %: больше тепла на кг воздуха — меньше воздуха на кг воды.
Погода — средние за 2000–2025 годы по реанализу ERA5 для перечисленных городов. Расчёт ведётся при давлении на уровне моря. Для юга Казахстана (500–650 м над уровнем моря) предел из-за пониженного давления на 0,8–1,2 % ниже, чем в таблице.
Пороги для сравнения: 0,86 м³/т·% = 629 ккал/кг; 0,90 = 658 ккал/кг. Предел опускается до 0,86 при наружном воздухе +32…+44 °C, до 0,90 — при +28…+40 °C: чем суше воздух, тем ниже порог.
Подробнее: что измерила DLG
| Протокол DLG | Условия испытания | Фактически, кВт·ч/т воды | Приведено DLG к +5 °C, кВт·ч/т | На базе статьи, м³ (0 °C)/т·%: факт / приведённое |
|---|---|---|---|---|
| 6263F, серия 1 — Stela AgroDry 2/16 Biturbo, 2014 [S2] | +12,5 °C / 93 %; кукуруза 34,9 → 14,2 %; агент 131,6 / 116,5 °C; природный газ | 922 | 992,9 | 1,084 / 1,168 |
| 6263F, серия 2 — то же | +12,2 °C / 94 %; 32,0 → 13,8 %; 135,3 / 121,9 °C | 1 013 | 1 075,5 | 1,192 / 1,265 |
| 6511 — Stela AgroDry 2/17 Biturbo, 2016 [S1] | −1,4 °C / 90 %; 33,4 → 14,7 %; ≈151 / 131 °C; пропан | 813,5 | 750,8 | 0,957 / 0,883 |
| 6265F — Bühler Eco Dry, 2014 [S3] | +8,3 °C / 87 %; 35,2 → 12,9 %; 110,9 °C; природный газ | 920,5 | 962 | 1,083 / 1,132 |
Пересчёт на базу статьи (газ 8 500 ккал/м³, кукуруза 28 → 14 %) — арифметический: 1 кВт·ч/т = 0,8598 ккал/кг; принято, что на 1 кг воды нужно столько же тепла, сколько в испытании. Это допущение в пользу производителя: при более низкой начальной влажности на кг воды обычно нужно не меньше.
Строка «стандарт +5 °C» — пересчёт DLG к 5 °C, 80 %, 35 → 15 %. У 6511 он ниже факта (испытание в мороз), у остальных — выше.
Подробнее: как «1,0» протокола превращается в «0,86» брошюры
| Шаг | Что происходит | Газ 10,0 кВт·ч/м³ (≈ 8 600 ккал/м³, как в DLG) | Газ 9,885 кВт·ч/м³ (8 500 ккал/м³, база статьи) |
|---|---|---|---|
| 0 | Строка протокола «1.0 m³ of natural gas/t %»: тепло фактическое, тонны пересчитанные к стандарту, проценты фактические | 1,018 | 1,029 |
| 1 | Тот же фактический расход (811,7 кВт·ч/т) на единой фактической базе | 0,952 (−6,5 %) | 0,963 (−6,4 %) |
| 2 | Пересчёт DLG к +5 °C: поправка на воздух −240,1 кДж/кг, на зерно +14,5 → 750,8 кВт·ч/т = 0,751 кВт·ч/кг (цифра брошюры Stela) | 0,883 (−7,2 %) | 0,894 (−7,2 %) |
| 3 | Та же энергия ÷ 10,35 кВт·ч/м³ (≈ 8 900 ккал/м³) вместо 10,0 (по Кодексу ГТС [S6] 10,35 — высшая теплота сгорания) | 0,853 ≈ 0,86 (−3,4 %) | — |
Проверка по брошюре Stela [S4]: 0,7508 кВт·ч/кг × 235,3 кг воды на тонну (35 → 15 %) = 176,5 кВт·ч/т; ÷ 10,35 = 17,1 м³/т; ÷ 20 пунктов = 0,855.
Условия испытания 6511 относительно базы 28 → 14 % / 120 °C / +10 °C: высокая начальная влажность облегчает сушку на 1,6 %, горячий агент — на 2,3 %, мороз утяжеляет на 12,5 %. В сумме условия на 6–7 % тяжелее базы — низкая цифра 6511 получена не за счёт погоды, а за счёт пересчётов.
Подробнее: как запись единиц меняет число
Во всех строках энергия на кг воды одна и та же — меняется только запись.
| Что меняется | Было → стало | Записанное число «м³ на т·%» |
|---|---|---|
| Кубометр: 0 °C → 20 °C (стандартные условия по Кодексу ГТС) | м³ (0 °C) → м³ (20 °C) | +7,3 % (293,15 / 273,15) |
| Теплота сгорания: низшая → высшая | Hi → Hs | −9,8 % (Hs/Hi ≈ 1,108) |
| Число теплоты сгорания: газ статьи → брошюра | 9,885 кВт·ч/м³ (8 500 ккал/м³) → 10,35 кВт·ч/м³ (≈ 8 900 ккал/м³) | −4,5 % |
| Тонно-процент: т влажного × пункт → т × процент Дюваля (зачётный вес), 28 → 14 % | 11,628 → 10 кг воды | −14 % |
| Тонно-процент: т влажного → т сухого (на выходе) × пункт | 11,628 → 13,889 кг воды | +19,4 % |
| Учёт газа: стандартные м³ → счётчик без корректора (3 кПа, +5 °C) | — | ≈ −7 % |
Одна и та же запись «1,0 м³/т·%» в зависимости от базы означает от 2,2 до 4,0 МДж на кг воды.
Что нужно, чтобы посчитать расход для вашего хозяйства
Реальный расход зависит от потерь конкретной машины и от режима, поэтому мы считаем расчётный ориентир для ваших условий, а не обещаем цифру из брошюры. Для расчёта нужны:
- Регион и месяцы сушки.
- Культура и влажность на входе и на выходе.
- Производительность — тонн в час или тонн за сезон.
- Топливо: газ, печное, твёрдое.
- Поточная или порционная сушка — или мы предложим сами.
- Если сушилка уже есть — её модель и год.
Пришлите эти данные — посчитаем расчётный расход газа для вашего месяца сушки и подберём сушилку. Написать нам →
Вопросы и ответы
Сколько газа реально тратит зерносушилка на кукурузе?
Может ли зерносушилка расходовать 0,86 м³ газа на тонно-процент?
Почему в счёте за газ кубометров больше, чем насчитали по паспорту сушилки?
Что такое тонно-процент и сколько в нём воды?
Почему в ноябре та же сушилка тратит больше газа, чем в сентябре?
Какая зерносушилка самая экономичная по газу?
Можно ли экономичную двухзонную сушилку поставить на твёрдое топливо?
Что прислать, чтобы рассчитать расход газа для своего хозяйства?
Источники
Список использованной литературы
- [S1] DLG e.V., Testzentrum Technik und Betriebsmittel. DLG-Prüfbericht 6511: Stela AgroDry MDB-XN 2/17-SB Biturbo. Durchlauftrockner — Energieverbrauch. Groß-Umstadt, 2017.
- [S2] DLG e.V. DLG-Prüfbericht 6263F: Stela AgroDry MDB-XN 2/16-SB Biturbo. 2015.
- [S3] DLG e.V. DLG-Prüfbericht 6265F: Bühler Eco Dry. 2015.
- [S4] Stela Laxhuber GmbH. AgroDry — Produktbroschüre. 2026.
- [S5] Лубнымаш. Страница «Шахтная зерносушилка» (архивная копия от 27.11.2020, web.archive.org); страница «U13-SSH» (2021).
- [S6] Кодекс газотранспортної системи, затверджений постановою НКРЕКП від 30.09.2015 № 2493 (зі змінами): стандартні умови обліку газу (20 °C, 101,325 кПа), теплота згоряння.
- [S7] Hersbach H. et al. The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2020, 146 (730): 1999–2049. Данные Copernicus Climate Change Service, 2000–2025.
- [S8] Brooker D. B., Bakker-Arkema F. W., Hall C. W. Drying and Storage of Grains and Oilseeds. New York: Van Nostrand Reinhold, 1992.
- [S9] ASABE Standard D271.2: Psychrometric Data. American Society of Agricultural and Biological Engineers.
- [S10] Grube J. (KTBL), Böckelmann M. (LWK NRW). Die Ernte in trockenen Tüchern — Kennzahlen zur Getreidetrocknung // Landtechnik, 2011, 66 (4): 276–281. doi:10.15150/lt.2011.410.
- [S11] Buck A. L. New equations for computing vapor pressure and enhancement factor. Journal of Applied Meteorology, 1981, 20: 1527–1532.
- [S12] Mujumdar A. S. (ed.). Handbook of Industrial Drying. 4th ed. CRC Press, 2014.
- [S13] ASHRAE. ASHRAE Handbook — Fundamentals. Chapter 1: Psychrometrics. Atlanta, 2021.
- [S14] Hellevang K. Drying high-moisture corn can be tricky. — NDSU Extension, 26.10.2009 (оценка расширительной службы, не измерение).
- [S15] Русан В. И., Климкович П. Н. Анализ работы ЗСК и пути снижения энергоёмкости процесса сушки. — БГАТУ, с. 202.
- [S16] Костогрыз К. П. Определение минимального удельного расхода природного газа для сушки кукурузы // Агробизнес Украина. — 2020. — № 4. — С. 24–25. (Институт газа НАН Украины.) Печатное издание; сайт журнала — agrobusiness.com.ua.
Статьи по теме
Остались вопросы? Свяжитесь с нами!
Подберём зерносушилку под вашу культуру, объём и топливо — и посчитаем расчётный расход газа для вашего месяца сушки.
По телефону
WhatsApp: +380 (67) 111-6666
Телефоны:
В Казахстане: +7 (747) 095-1626
В Молдове: +373 (22) 011-214
В Румынии: +40 (31) 229-8484
В Турции: +90 (536) 452-1184
По e-mail
Наш адрес: [email protected]