УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1996 года по МПК F26B9/06 F26B21/04 

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в деревообрабатывающей, строительной и других отраслях промышленности.

Известна установка для сушки древесины (заявка Франции N 2644855, кл. F 26 B 9/10, 21/04), содержащая сушильную камеру с размещенными в ней реверсивными вентиляторами для циркуляции внутри нее воздуха, холодильную машину, состоящую из последовательно соединенных между собой компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и испарителя, а также нагреватель и вентилятор для подачи воздуха в камеру, всасывающий и нагревательный каналы, при этом конденсатор смонтирован внутри камеры, а компрессор и испаритель вне ее, причем последний размещен во всасывающем канале, который сообщен с камерой посредством выполненной в ней жалюзийной решетки. Холодильная машина в данной установке используется либо как тепловой насос, либо как осушитель воздуха.

Однако данная установка для сушки обладает низким энергетическим КПД, что обусловлено размещением конденсатора в сушильной камере, которая приводит к повышению температуры конденсации в циклах холодильной машины, а следовательно перерасходу электроэнергии на привод компрессора.

Кроме этого в данной сушильной камере невозможно организовать высокотемпературные режимы сушки из-за значительного повышения давления в испарителе и конденсаторе.

Конструкция установки не предусматривает работу с отключенным компрессором в случае достаточно низкой температуры наружного воздуха, что также ведет к снижению энергетического КПД.

В качестве прототипа выбрана установка для сушки материалов (заявка ФРГ N 3509549, кл. F 26 B 3/02), содержащая сушильную камеру с вентиляторами для циркуляции в ней воздуха, снабженную окном с шибером для отвода воздуха, вентилятор для подачи воздуха в камеру, соединенный с последней посредством всасывающего и нагнетательного воздуховодов, холодильную машину, состоящую из последовательно соединенных между собой компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и испарителя, причем испаритель и конденсатор размещены во всасывающем воздуховоде последовательно по ходу воздуха, а также нагреватель и окно с шибером для подачи наружного воздуха, выполненное во всасывающем воздуховоде на участке между сушильной камерой и испарителем. Холодильная машина в данной установке работает как обезвоживающий тепловой насос. В зависимости от программы сушки к влажному воздушному потоку, осушаемому в обезвоживающем тепловом насосе, перед испарителем подводится поток наружного воздуха и из сушильной камеры наружу отводится соответствующий влажный поток отходящего воздуха. Нагреватель подводит энергию к осушенному воздушному потоку и/или непосредственно к сушильной камере. Однако данная установка также имеет низкий энергетический КПД, что обусловлено следующим: размещение окна с шибером для подачи наружного воздуха на участке воздуховода перед испарителем не позволяет использовать его низкотемпературный потенциал для снижения температуры конденсации, что приводит к повышению энергозатрат на работу холодильной машины. Кроме этого, поступая перед испарителем, наружный воздух смешивается с рециркуляционным, снижая при этом эффективность осушки последнего и в конечном итоге приводя к дополнительным энергозатратам на проведение процесса сушки. Снижение энергетического КПД связано также с тем, что конструкция данной установки не предусматривает возможность ее эксплуатации без затрат электроэнергии на привод компрессора в режиме естественной циркуляции холодильного агента в контуре холодильной машины.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, создать установку для сушки материалов, преимущественно древесины, обеспечивающую высокое качество сушки материалов при минимальных энергозатратах.

Технический результат данного изобретения заключается в повышении энергетического КПД установки.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для сушки материалов, преимущественно древесины, содержащей сушильную камеру, снабженную окном с шибером для отвода воздуха, вентилятор, соединенный с ней посредством всасывающего и нагнетательного воздуховодов, холодильную машину, состоящую из последовательно соединенных между собой компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и испарителя, а также нагреватель и окна с шибером для подачи наружного воздуха согласно изобретению, всасывающий воздуховод соединен дополнительно с камерой посредством воздуховода, испаритель и конденсатор размещены в последнем последовательно по ходу воздуха, а окно с шибером для подачи наружного воздуха выполнено в упомянутом воздуховоде на участке между испарителем и конденсатором.

Кроме того, для достижения указанного технического результата установка для сушки материалов снабжена теплообменником, установленным выше испарителя вне сушильной камеры и соединенным с ним с образованием замкнутого циркуляционного контура, при этом упомянутые испаритель и теплообменник выполнены с вертикальным расположением теплообменных элементов.

Дополнительное соединение всасывающего воздуховода с камерой посредством воздуховода и размещение в последнем последовательно по ходу воздуха испарителя и конденсатора создает возможность обработки не всего рециркуляционного потока воздуха, а его части, в результате чего снижается требуемая холодопроизводительность холодильной машины, а следовательно и потребляемая мощность, что приводит к повышению энергетического КПД установки. Выполнение окна с шибером для подачи наружного воздуха в дополнительном воздуховоде на участке между испарителем и конденсатором позволяет снизить температуру конденсации холодильного агента при высокотемпературных режимах сушки материалов за счет смешения обработанного в испарителе рециркуляционного потока и поступающего через упомянутое окно с шибером потока наружного воздуха, что также способствует повышению энергетического КПД установки. Снабжение установки теплообменником, установленным выше испарителя вне сушильной камеры и соединенным с ним с образованием замкнутого циркуляционного контура, а также выполнение упомянутого испарителя и теплообменника с вертикальным расположением теплообменных элементов обеспечивает возможность естественной циркуляции холодильного агента в упомянутом циркуляционном контуре и позволяет в холодные периоды времени производить осушку воздуха без затрат электроэнергии на привод компрессора, что также приводит к повышению энергетического КПД установки. Такой же результат будет получен и в том случае, если установка будет снабжена теплообменником, установленным выше конденсатора вне сушильной камеры и соединенным с ним с образованием замкнутого циркуляционного контура, а упомянутые теплообменник и конденсатор будут выполнены с вертикальным расположением теплообменных элементов.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для сушки материалов.

Установка для сушки материалов содержит сушильную камеру 1, вентилятор 2, соединенный с ней посредством всасывающего 3 и нагнетательного 4 воздуховодов. Всасывающий 3 воздуховод соединен дополнительно с камерой 1 в ее торцевой части посредством воздуховода 5. Установка снабжена холодильной камерой, состоящей из последовательно соединенных между собой компрессора 6, конденсатора 7, регулирующего вентиля 8 и испарителя 9, причем испаритель 9 и конденсатор 7 установлены в воздуховоде 5 последовательно по ходу воздуха. В воздуховоде 5 на участке между испарителем 9 и конденсатором 7 выполнено окно 10 с шибером 11 для подачи наружного воздуха. Установка снабжена также теплообменником 12, который выполнен в виде вертикального пучка труб, снабженного входным и выходным коллекторами, установлен вне камеры 1 выше испарителя 9 и соединен с последним с образованием замкнутого циркуляционного контура, при этом испаритель также выполнен в виде вертикального пучка труб, снабженного входным и выходным коллекторами.

В нагнетательном 4 воздуховоде установлен электрический нагреватель 13, а в сушильной камере 1 выполнено окно 14 с шибером 15 для отвода из нее воздуха.

Установка работает следующим образом.

Циркуляция воздуха в сушильной камере 1 осуществляется посредством вентилятора 2, забирающего воздух через всасывающий воздуховод 3 и подающего его по нагнетательному воздуховоду 4. Часть воздуха из сушильной камеры, проходя по воздуховоду 5, охлаждается и осушается в испарителе 9, а затем нагревается в конденсаторе 7 холодильной машины. Последовательная обработка части воздуха в воздуховоде 5 повышает энергетический КПД всей установки за счет осуществления этого процесса при более низком давлении конденсации. Обработанная часть воздуха из воздуховода 5 смешивается с основным потоком циркулирующего воздуха перед вентилятором 2. Использование одного вентилятора для циркуляции и обработки воздуха также способствует повышению энергетического КПД установки в целом. Цикл холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса, осуществляется последовательно соединенными между собой компрессором 6, конденсатором 7, терморегулирующим вентилем 8 и испарителем 9. В случае необходимости смесь циркулирующего и обработанного воздуха подогревается до требуемой температуры электрическим нагревателем 13. При осуществлении высокотемпературных режимов сушки в воздуховод 5 перед конденсатором по ходу воздуха через окно 10 с шибером 11 подсасывается наружный воздух для снижения температуры конденсации в цикле холодильной машины, что также повышает энергетический КПД всей установки и одновременно часть воздуха из камеры удаляется через окно 14 с шибером 15.

В холодный период времени компрессор 6 холодильной машины отключают, а процесс осушки воздуха осуществляется в испарителе 9 с помощью замкнутого циркуляционного контура, образованного испарителем 9 и теплообменником 12, расположенным выше испарителя вне камеры. Процесс передачи теплоты от испарителя 9 к теплообменнику 12 осуществляется за счет естественной конвекции двухфазного рабочего тела. В этом случае теплообменник 12 работает как конденсатор двухфазного термосифона. При данном режиме работы установки используется низкотемпературный потенциал наружного воздуха. Экономится электроэнергия на привод компрессора. В целом это определяет экономичность установки для сушки древесины и повышает ее энергетический КПД.

Использование: деревообрабатывающая, строительная и другие отрасли промышленности. Сущность изобретения: установка для сушки материалов содержит сушильную камеру, вентилятор, соединенный с ней посредством всасывающего и нагнетательного воздуховодов. Всасывающий воздуховод соединен дополнительно с камерой посредством дополнительного воздуховода. Установка снабжена холодильной машиной, состоящей из последовательно соединенных между собой компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и испарителя, причем испаритель и конденсатор установлены в воздуховоде последовательно по ходу воздуха. В воздуховоде на участке между испарителем и конденсатором выполнено окно с шибером для подачи наружного воздуха. Установка снабжена также теплообменником, который выполнен в виде вертикального пучка труб, снабженного входным и выходным коллекторами, установлен выше испарителя и соединен с последним с образованием замкнутого циркуляционного контура, при этом испаритель также выполнен в виде вертикального пучка труб, снабженного входным и выходным коллекторами. В нагревательном воздуховоде установлен электрический нагреватель, а в сушильной камере выполнено окно с шибером для отвода из нее воздуха. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для сушки материалов, преимущественно древесины, содержащая сушильную камеру, снабженную окном с шибером для отвода воздуха, вентилятор, подключенный к камере посредством нагнетательного и всасывающего воздуховодов, первый из которых снабжен нагревателем, а последний окном с шибером для подачи наружного воздуха, холодильную камеру, состоящую из последовательно соединенных между собой компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и испарителя, причем испаритель и конденсатор установлены во всасывающем воздуховоде последовательно по ходу движения воздуха, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным всасывающим воздуховодом, подключенным к вентилятору, а окно с шибером для подачи наружного воздуха установлено на участке всасывающего воздуховода между испарителем и конденсатором. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена теплообменником, установленным выше испарителя вне сушильной камеры и соединенным с ним с образованием замкнутого циркуляционного контура, при этом теплообменник и испаритель выполнены с вертикальным расположением теплообменных элементов. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена теплообменником, установленным выше конденсатора вне сушильной камеры и соединенным с ним с образованием замкнутого циркуляционного контура, при этом теплообменник и конденсатор выполнены с вертикальным расположением теплообменных элементов.