Конденсационная сушилка
CONDENSATION DRIER

Изобретение относится к сушильной технике, конкретно к конденсационным сушилкам и может быть использована для сушки пиломатериалов и растительного сырья.
Известна сушильная камера для сушки и другой тепловлажностной обработки самых различных материалов, содержащая утепленный корпус с закрываемыми торцовыми проемами для загрузки-выгрузки материала и продольную вертикальную диафрагму, конденсационное оборудование, а также вентиляторный агрегат со встроенным увлажнителем воздуха, см. RU Патент №2338136, МПК F26B 9/06 (2006.01), 2008.
Недостатками известной сушильной камеры являются содержание сложного конденсационного оборудования, совмещенного с вентиляторным агрегатом для нагрева сушильного воздуха, что приводит к значительному удорожанию сушильной установки и снижению энергетической эффективности.
Наиболее близким по технической сущности является конденсационная сушилка, включающая сушильную камеру в виде помещения, снабженную системой циркуляции и кондиционирования и тепловым насосом, который имеет теплообменники в виде калорифера и осушителя, под осушителем расположен конденсатосборник и конденсатоотводчик, система циркуляции и кондиционирования содержит вентиляторы и имеет перфорированный фальшпотолок, в которой в качестве теплового насоса сушилка содержит абсорбционный бромисто-литиевый тепловой насос-утилизатор, использующийся для получения холодной и горячей воды, подаваемой в рекуперативные теплообменники типа «вода-воздух», последние расположены внутри помещения, внутри помещения над фальшпотолком расположены реверсивные вентиляторы и рекуперативные теплообменники типа «вода-воздух», рекуперативные теплообменники типа «вода-воздух» расположены по обе стороны от вентиляторов на всасывающей и нагнетающей стороне, выполняющих функции, соответственно осушителей и калориферов, при этом меняющиеся своими функциями при реверсировании потока воздуха, сушилка имеет систему подвода теплоносителя (воды) от абсорбционного бромисто-литиевого теплового насоса-утилизатора к рекуперативным теплообменникам, выполненную таким образом, что горячая вода поступает в теплообменники, расположенные на нагнетательной стороне вентиляторов, а холодная вода поступает в теплообменники, расположенные на всасывающей стороне вентиляторов, и при реверсировании потока воздуха потоки холодной и горячей воды изменяют направление своего движения, при этом абсорбционный бромисто-литиевый тепловой насос-утилизатор с теплообменниками в виде калорифера и осушителя расположены снаружи сушильной камеры, см. RU Патент №2499211, МПК F26B 9/06 (2006.01), 2013.
Недостатками данной конденсационной сушилки являются ее стационарность, необходимость подключения к электроэнергии, наличие в сушилке сложного и дорогостоящего теплового насоса, необходимого для качественной работы сушилки.
Технической проблемой является создание автономной конденсационной сушилки за счет выработки собственной электроэнергии газификацией древесных и растительных отходов, а также удешевление конденсационной сушилки за счет использования в ней компрессионного теплового насоса.
Техническая проблема решается конденсационной сушилкой, включающей сушильную камеру в виде помещения, снабженную системой циркуляции и кондиционирования и тепловым насосом, который имеет теплообменники в виде калорифера и осушителя, под осушителем расположен конденсатосборник и конденсатоотводчик, система циркуляции и кондиционирования содержит вентилятор и имеет перфорированный фальшпотолок, согласно изобретению система циркуляции и кондиционирования дополнительно имеет фальшстенки, за фальшстенками с обеих сторон сушильной камеры расположены теплообменники в виде осушителя теплового насоса, и фальшпол, снабженный соплами для нагнетания воздуха, над фальшполом расположен основной калорифер, в котором циркулирует жидкостной теплоноситель, под фальшполом в боковых частях сушильной камеры расположены теплообменники в виде калорифера теплового насоса, в качестве теплового насоса содержит компрессионный тепловой насос, тепловой насос дополнительно содержит компрессор, компрессор совместно с вентилятором соединены с двигателем внутреннего сгорания снаружи сушильной камеры, конденсационная сушилка снабжена газификатором, двигатель внутреннего сгорания и газификатор снабжены теплообменником типа «вода-воздух» для нагрева жидкостного теплоносителя, а также циркуляционным насосом для подачи жидкостного теплоносителя в основной калорифер.
Решение технической задачи позволяет придать конденсационной сушилке автономность за счет выработки собственной электроэнергии газификацией древесных и растительных отходов, а также удешевить сушилку за счет использования в ней компрессионного теплового насоса.
Конденсационная сушилка, см. Фиг. 1, включает сушильную камеру 1 в виде помещения, снабженную системой циркуляции и кондиционирования и тепловым насосом, который имеет теплообменники в виде калорифера 2 и осушителя 3, под осушителем расположен конденсатосборник 4 и конденсатоотводчик 5, система циркуляции и кондиционирования содержит вентилятор 6 и имеет перфорированный фальшпотолок 7. Система циркуляции и кондиционирования дополнительно имеет фальшстенки 8, за которыми с обеих сторон сушильной камеры расположены теплообменники в виде осушителя 3, и фальшпол 9, снабженный соплами 10 для нагнетания воздуха, над фальшполом расположен основной калорифер 11, в котором циркулирует нагретый жидкостной теплоноситель. Над фальшполом 9, в боковых частях сушильной камеры 1, расположены теплообменники в виде калорифера 2. В качестве теплового насоса содержит компрессионный тепловой насос. Компрессионный тепловой насос содержит компрессор 12, который совместно с генератором 13 соединены с двигателем внутреннего сгорания 14 и расположены снаружи сушильной камеры. Генератор 13 соединен с вентилятором 6 системы циркуляции и конденционирования и с циркуляционным насосом 15 для подачи жидкостного теплоносителя посредством трубок из теплообменника типа «вода-воздух» 16 в основной калорифер 11. Конденсационная сушилка снабжена газификатором 17, который вырабатывает генераторный газ для работы двигателя внутреннего сгорания 14. Газификатор 17 содержит циклон 18 и фильтр 19. Двигатель внутреннего сгорания 14 и газификатор 17 снабжены теплообменником типа «вода-воздух» 16 для нагрева жидкостного теплоносителя. В качестве жидкостного теплоносителя содержит воду. Компрессионный тепловой насос в качестве хладагента содержит фреон.
На Фиг. 1 изображена схема устройства конденсационной сушилки и схема аэродинамического тракта движения теплоносителя (воздуха) в процессе сушки с принудительной циркуляцией в сушильной камере.
Сушку материала проводят следующим образом: высушиваемый материал 20 укладывают в сушильную камеру 1 конденсационной сушилки в виде штабеля для пиломатериала или перфорированных листов для растительного сырья. После загрузки материала и закрытия камеры ведут стадию нагрева материала путем нагрева воздушной среды сушильной камеры 1, для этого включают в работу вентилятор 6 системы циркуляции и конденционирования для принудительной циркуляции воздушной среды согласно схеме аэродинамического тракта и основной калорифер 11. После стадии нагрева материала ведут стадию сушки при выключенном вентиляторе 6, для этого включают в работу тепловой насос, который содержит компрессор 12, теплообменники в виде осушителя 3 и калорифера 2. На стадии сушки происходит естественная циркуляция воздушной среды за счет работы теплообменников в виде осушителя 3 компрессионного теплового насоса, расположенного за боковыми фальшстенками 8, и теплообменников в виде калорифера 2 компрессионного теплового насоса, расположенных в боковой части над фальшполом 9, вследствие разности температур. Стадию нагрева продолжают до достижения температуры материала 70°С, стадию сушки - до охлаждения материала до температуры 40°С. Сушка состоит из попеременных стадий нагрева и сушки (импульсная сушка), что позволяет отказаться от проведения промежуточной и конечной влаготеплообработки, и продолжают до тех пор, пока влагосодержание материала не достигнет 6-8%.
Конденсационная сушилка работает следующим образом: древесные и/или растительные отходы в измельченном виде подают в газификатор 17, в котором происходит термохимическая конверсия отходов древесного и/или растительного сырья с последующим получением генераторного газа. Полученный генераторный газ после очистки в циклоне 18 поступает в теплообменник типа «вода-воздух» 16, где происходит его охлаждение за счет передачи тепловой энергии жидкостному теплоносителю, который при помощи циркуляционного насоса 15 направляют в основной калорифер 11 для нагрева воздушной среды в сушильной камере 1. Генераторный газ, после охлаждения и дополнительной очистки в фильтре 19, поступает в двигатель внутреннего сгорания 14, при сжигании которого вырабатывается тепловая и механическая энергия. Тепловая энергия в виде отработанных дымовых газов поступает в теплообменник типа «вода-воздух» 16, после охлаждения дымовые газы выбрасывают в атмосферу. Механическую энергию используют для реализации импульсной сушки в виде попеременных стадий нагрева и стадии сушки в сушильной камере 1. Для осуществления стадии нагрева посредством ременной передачи от двигателя внутреннего сгорания 14 приводят в работу электрогенератор 13, который вырабатывает электроэнергию для вентилятора 6, обеспечивающего циркуляцию воздушной среды в сушильной камере 1 на стадии сушки, и для циркуляционного насоса 15, который обеспечивает подачу нагретого жидкостного теплоносителя в основной калорифер 11 на стадии нагрева. Для осуществления стадии сушки посредством ременной передачи от двигателя внутреннего сгорания 14 приводят в работу компрессор 12 теплового насоса для осушения воздушной среды в осушителе 3 и естественной циркуляции воздушной среды за счет работы теплообменников в виде осушителя 3 и калорифера 2. Сконденсированная влага в теплообменниках в виде осушителя 3 в процессе сушки скапливается в конденсатосборнике 4 и удаляется через конденсатоотводчик 5.
Таким образом, изобретение позволяет придать конденсационной сушилке автономность за счет выработки собственной электроэнергии из древесных и растительных отходов и сократить затраты за счет использования в ней компрессионного теплового насоса.