Одной из конструктивных особенностей и неотъемлемой частью современного зерносушильного оборудования уже продолжительное время назад стало наличие системы рекуперации тепла.

Система рекуперации тепла в зерносушилке — это система, в которой воздух, подаваемый в оборудование, предварительно нагревается теплым зерном в процессе его охлаждения с целью снижения расхода топлива. Исходя из этого определения становится понятным, что системы рекуперации тепла применимы только в поточных зерносушилках, в которых во время процесса сушки всегда есть часть уже сухого зерна, охлаждаемого потоком холодного воздуха из окружающей среды. Холодный воздух, проходя через зерно, охлаждает его, но в процессе теплообмена сам нагревается и становится теплым. Поэтому было бы неразумно не использовать это тепло в процессе сушки.

В процессе сушки зерна можно использовать два типа теплого воздуха, которые помогают экономить топливо:

1. Воздух из зоны охлаждения (рекуперация)

2. 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 холодным. Однако у воздуха рекуперации есть важное преимущество: проходя через сухое зерно, он не вобрал в себя лишнюю влагу, но стал теплее, чем температура окружающей среды. Это решение уже давно внедрено в конструкцию зерносушилок Strahl, позволяя экономить до 30% затрат газа.

Воздух рециркуляции — это горячий воздух, который остыл и стал теплым в процессе теплообмена на завершающих этапах сушки зерна. Такой воздух участвовал в процессе сушки, но не вобрал в себя много влаги, так как проходил через почти сухое зерно (воздух для системы рециркуляции отбирается из тех зон, где зерно уже хорошо подсушено). Его преимущество перед воздухом рекуперации в том, что он горячее, а соответственно также может эффективно участвовать в экономии топлива.

Нужно отметить, что точного научного определения этих терминов нет. В маркетинговых материалах они часто путаются. Во избежание путаницы мы используем трактования этих терминов, как указано выше.

Системы рекуперации тепла бывают двух типов:

1. Пассивная система — воздух через зону охлаждения проходит без помощи вентилятора. Такие системы менее эффективны, так как они не так хорошо охлаждают зерно. Чтобы зерно лучше охлаждалось, производители таких сушилок делают зону охлаждения большего объема. Однако достижение желаемого эффекта сильно зависит от температуры окружающей среды.

2. Активная система — прямая противоположность пассивной. Система оснащена дополнительным вентилятором рекуперации тепла, который принудительно увеличивает объем воздуха, проходящего через зону охлаждения. Это более надежное и эффективное решение, которое не только повышает экономичность сушки, но и гарантирует эффективность системы охлаждения зерна.

Зерносушилка с активной системой рекуперации тепла использует дополнительный вентилятор, установленный снизу, который протягивает отработанный воздух из одной части сушилки в другую, где он подается снова на горелку. Обращайте внимание на наличие системы рекуперации в вашей зерносушилке и на принцип ее работы.

На каких элементах еще может сэкономить производитель оборудования? Например, на утеплении зерносушилки.

Современные зерносушилки обычно утепляются минеральной ватой. Свойства стандартной минеральной ваты позволяют ей выдерживать температуры до 1000°С, при этом она не плавится. Отличный опыт применения минеральной ваты демонстрируют стационарные зерносушилки Strahl, формируя из нее герметичные сэндвич-панели.

Однако некоторые производители устанавливают стекловату, температура плавления которой начинается на 250–450°С в зависимости от типа утеплителя. Это приводит к тому, что если на зерносушилке возникнет пожар, стекловата плавится и течет по всем щелям, и восстанавливать такое оборудование будет сложно.

Немного физики процесса. Теплопроводность минеральной ваты составляет 0,030–0,045 Вт/м·К, а воздуха — 0,026 Вт/м·К. Казалось бы, очевидно, что воздух имеет меньшую теплопроводность. Если бы воздушная прослойка действительно имела более высокое термическое сопротивление, чем прослойка из минеральной ваты, мировые производители минеральной ваты уже давно обанкротились бы. На самом деле термическое сопротивление воздуха в десятки раз ниже термического сопротивления минеральной ваты.

Действительно, теплопроводность воздуха меньше теплопроводности минеральной ваты. И некоторые недобросовестные производители пользуются этим маркетинговым аргументом, предлагая покупателям конструктивно более дешевые зерносушилки без утепления тепловыми матами. Однако это обман покупателя.

Дело в том, что передача тепла между двумя стенками происходит тремя путями, и теплопроводность — только один из них:

1. Теплопроводность — способность материальных тел проводить теплоту от более нагретых частей к менее нагретым путем хаотического движения частиц.

2. Конвекция — способность передавать тепло через газы и жидкости. Горячий воздух поднимается от нагретой поверхности вверх и замещается более холодным воздухом, который перемещается вниз.

3. Излучение — способность передавать тепловую энергию между двумя материальными телами через пространство посредством электромагнитных волн.

Воздух действительно является отличным теплоизолятором. Именно поэтому все теплоизоляторы такие легкие — они состоят из множества пор, содержимым которых и является воздух. Однако благодаря пористой структуре минеральная вата блокирует передачу тепла конвекцией и излучением и, таким образом, увеличивает термическое сопротивление в десятки раз.

Для достижения уровня теплоизоляции минеральной ватой толщиной 10 см потребуется 18 замкнутых воздушных прослоек толщиной 10 см. При увеличении толщины воздушной прослойки термическое сопротивление сильно не возрастает, поэтому основной способ его увеличения — увеличение количества воздушных прослоек. Но в таком случае мы получаем зерносушилку, которая займет по площади почти половину территории элеватора. Производство зерносушилки без утепления проще и дешевле для поставщика, а финансовые потери от эксплуатации становятся головной болью эксплуатанта. Поэтому внимательно обращайте внимание на наличие теплоизоляции и формат ее реализации.

Еще одна неочевидная особенность конструкции зерносушилки, имеющая большое значение для эффективной эксплуатации, — наличие регулируемой зоны отлежки. Для каких нужд она требуется?

1. Сушка зерна с низкой входящей влажностью. Если зерно на входе очень сухое, производительность резко возрастает, что приводит к уменьшению времени нахождения зерна в зоне охлаждения. В этом случае может потребоваться увеличить зону охлаждения, чтобы зерно успевало остыть.

2. Сушка низкотемпературных продуктов. При сушке подсолнечника, рапса и подобных культур зерно сушится на низких температурах, поэтому оно не нагревается сильно, и минимального размера зоны охлаждения будет достаточно в любую погоду.

3. При сушке кукурузы высокими температурами рабочего агента, скорее всего, потребуется максимально увеличить зону охлаждения, чтобы зерно успело остыть, особенно когда зерно на входе относительно сухое (быстро продвигается по шахте).

4. Порционный или циклический режим сушки. В порционном режиме охлаждать зерно не нужно. Если зерносушилка не оснащена заслонками перекрытия подачи холодного воздуха в зону охлаждения, мы не можем полностью заблокировать систему охлаждения, но можем хотя бы уменьшить ее. Уменьшая зону охлаждения, мы увеличиваем зону сушки и, как следствие, производительность.

Зона охлаждения и экономия газа. Чем больше мы снимаем тепла из зерна, тем больше его поступает обратно в зерносушилку за счет системы рекуперации тепла. В современных зерносушилках весь воздух, прошедший через зону охлаждения, возвращается обратно в шахту, снижая расход газа. Чем больше зона охлаждения, тем меньше зона сушки, а значит, производительность зерносушилки с большей зоной охлаждения будет несколько ниже. Таким образом, от размера зоны охлаждения зависит расход газа.

Если нужно увеличить производительность, можно увеличить зону сушки (уменьшив зону охлаждения). Если важнее экономичность работы, необходимо контролировать выходящую температуру зерна. Если она существенно выше температуры окружающей среды, это означает, что, увеличив зону охлаждения, можно забрать из зерна еще больше тепла, но при этом немного снизится производительность.

Как правильно поступать, каждый хозяин элеватора решает самостоятельно. Когда на элеваторе очередь зерновозов, можно увеличить производительность за счет уменьшения зоны охлаждения (конечно, если конечная температура зерна останется в допустимых пределах). Если очереди нет, можно увеличить зону охлаждения и немного сократить расход газа. Это лишь некоторые элементы из общего числа тех, на которые стоит обращать внимание при выборе зерносушильного оборудования. Прислушивайтесь к мнениям экспертов и делайте свой выбор правильно, а не руководствуясь только принципом дешевизны. Обращайте внимание на опыт ведущих заводов зерносушильного оборудования, таких как завод Strahl, воплощающий в себе все эффективные современные тенденции и старающийся отточить этот опыт до совершенства.