Установка для сушки и охлаждения зерна Советский патент 1992 года по МПК F25B29/00 A23B9/08 

последовательно установленных рекуператора, влагоотделителя, регулирующего клапана и вентилятора, образующих замкнутый контур. Выходной патрубок силоса соединен с испарителем теплового насоса через рекуператор посредством последовательно

установленных регулирующего клапана и вентилятора. Влагоотделитель размещен между испарителем теплового насоса и входным патрубком силоса, образуя замкнутый контур силоса. 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при хранении зерна. Цель изобретения - снижение энергозатрат. Установка включает зерносушилку и силос с входным и выходным патрубками, вентиляторы, тепловой насос, конденсатор которого соединен с входным патрубком зерносушилки, а испаритель - с входным патрубком силоса. Установка дополнительно оснащена теплообменником- рекуператором, влагоотделителями, регулирующими клапанами. Выходной патрубок зерносушилки соединен с конденсатором теплового насоса посредством

Изобретение относится к технике по консервации зерна в силосах и может быть использовано в сельском хозяйстве для сушки и охлаждения зерна, проводимых одновременно в зерносушилке и силосе или в различных силосах при применении теплового насоса.

Использование теплового насоса в зерносушилках позволяет снизить затраты энергии на сушку.

Известно сушильное устройство с применением теплового насоса.

Однако использование теплового насоса только для сушки зерна ограничивает его возможности. В частности, при консерва- ции зерна в силосах и поставках его в больших количествах, кроме задачи сушки зерна, возникает задача охлаждения зерна с целью предварительной консервации, и для этого требуется применение холодиль- ной установки, что приводит к дополнительным энергозатратам.

Данный недостаток устраняется в установке для сушки и охлаждения зерна, проводимых одновременно в зерносушилке и силосе или в различных силосах с помощью теплового насоса.

Известная установка состоит из вентиляторов для подачи воздуха из окружающей среды в зерносушилку и силос и теплового насоса, конденсатор которого установлен на входе в зерносушилку (или один из сило- сов), а испаритель которого расположен на входе в силос (или другой силос). Такая установка позволяет использовать энергию, отбираемую от охлаждаемого воздуха, подаваемого в силос для охлаждения зерна, испарителем теплового насоса, на нагрев воздуха, подаваемого в зерносушилку для сушки зерна, энергия к которому подводит- ся от конденсатора теплового насоса, что приводит к снижению затрат энергии на оба эти процесса.

К недостаткам данной установки относится то, что часть неиспользованной энер- гии при сушке и охлаждении выбрасывается на выходе из зерносушилки и силоса в виде нагретого и охлажденного воздуха в окружающую среду, кроме того, при значительной влажности воздуха окружающей среды

существенно возрастают энергетические затраты установки и ухудшается протекание процессов сушки и охлаждения. Все это приводит к увеличению энергозатрат на сушку и охлаждение зерна.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на сушку и охлаждение зерна, проводимых одновременно в зерносушилке и силосе или в различных силосах,

На чертеже представлена принципиальная схема установки для сушки и охлаждения зерна.

Установка включает в себя зерносушилку 1 и силос 2 с входными 3, 4 и выходными 5, 6 патрубками, вентиляторы 7, 8, тепловой насос 9, конденсатор 10 которого соединен с входным патрубком 3 зерносушилки 1, а испаритель 11 - с входным патрубком 4 силоса 2, теплообменник-рекуператор 12, влагоотделители 13, 14 и регулирующие клапаны 15, 16. При этом выходной патрубок 5 зерносушилки 1 соединен с конденсатором 10 теплового насоса 9 посредством последовательно установленных рекуператора 12, влагоотделителя 13, регулирующего клапана 15 и вентилятора 7, образующих замкнутый контур 17, а выходной патрубок 6 силоса 2 соединен с испарителем 11 теплового насоса 9 через рекуператор 12 посредством последовательно установленных регулирующего клапана 16 и вентилятора 8, влагоотделитель 14 установлен между испарителем 11 теплового насоса 9 и входным патрубком 4 силоса 2, образуя замкнутый контур 18 силоса 2. На фиг.1 приведены параметры воздуха (температура воздуха tB, его относительная fB и абсолютная WB влажности) в узловых точках (сечениях) установки для одного из возможных режимов реализации установки.

Установка работает следующим образом,

Каждый из вентиляторов 7, 8 обеспечивает раздельную циркуляцию воздуха соответственно в замкнутых контурах 17, 18 зерносушилки 1 и силоса 2, При этом в контуре 17 зерносушилки 1 на участке его магистрали с конденсатором 10 теплового насоса 9 происходит нагрев воздуха в результате обтекания последнего и теплообмена с.ним. Далее горячий воздух поступает через входной патрубок 3 зерносушилки 1 и обеспечивает сушку зерна в результате продувки зерносушилки 1. На выходе из зерносушилки 1 горячий воздух, отдавший часть энергии.на нагрев зерна, поступает в теплообменник-рекуператор 12, в котором вследствие теплообмена с контуром 18 силоса 2 частично охлаждается, что приводит к конденсации паров воздуха. Последние при дальнейшем движении воздуха в контуре 17 вместе с пылью отводятся с помощью вла- гоотделителя 13, при этом влажность воздуха понижается и он поступает через регулирующий клапан 15 в вентилятор 7. Далее циклы циркуляции воздуха в замкнутом контуре 17 зерносушилки 1 повторяются до тех пор, пока не будут обеспечены заданные параметры сушки зерна. В контуре 17 зерносушилки 1 втеплоприемнике-ре- куператоре 12 ПРОИСХОДИТ снижение температуры воздуха на 10°, что приводит к конденсации паров воздуха и снижению абсолютной влажности воздуха на 19%, т.е. около 19% массы влаги в воздухе возможно отвести с помощью влагоотделителя 13.

Во втором контуре 18 силоса 2 на участке его магистрали с испарителем 11 теплового насоса 9 происходит охлаждение воздуха и конденсация его паров, которые вместе с пылью отводятся влагоотделите- лем 14. Холодный воздух через входной патрубок 4 поступает в силос 2, охлаждая в нем зерно, На выходе из силоса 2 холодный воздух, нагревшийся зерном, проходит тепло- обменник-рекуператор 12, частично нагреваясь от контура 17 зерносушилки 1, и поступает через регулирующий клапан 16 в вентилятор 8. После чего циклы циркуляции воздуха в замкнутом контуре 18 силоса 2 повторяются до достижения заданных параметров охлаждения зерна. Нагрев воздуха в рекуператоре 12 контура 18 силоса 2, исходя из энеогетического баланса, составляет около 2 С, возможный отвод влаги вла- гоотделителем 14 в этом контура 18 достигает около 10% от массы влаги, имеющейся в воздухе. Регулирующие клапаны 15, 16 обеспечивают заданный режим работы установки, ее регулирование путем дросселирования воздушного потока, подвода и отвода воздуха из контуров 17, 18.

Создание замкнутых контуров 17, 18 зерносушилки 1 и силоса 2 в установке позволяет выбрасываемую в прототипе в окружающую среду нереализованную в процессе сушки и охлаждения зерна затра-, ченную энергию вновь использовать для этих процессов и, тем самым, снижать энергозатраты на их реализацию. Так, например, экономия энергии,, затрачиваемой на привод теплового насоса, в сравнении с прототипом составляет около 56%. Достижение положительного эффекта в установке

возможно лишь при указанном расположении ее элементов. В частности; в процессе сушки зерна существенно повышается относительная и абсолютная влажность воздуха, продувающего зерносушилку 1, поэтому сразу же на выходе из зерносушилки 1 установлен теплообменник-рекуператор 12, задачей которого в этом контуре 17 является конденсация паров влажного воздуха. Это позволяет уменьшить возмож0 ность конденсации влаги по длине воздушной магистрали и локализовать влагу в рекуператоре 12, а на выходе из него обеспечить ее отвод в окружающую среду. Исходя из этого, в непосредственной близости за

5 рекуператором 12 устанавливается влагоот- делитель 13, Возможная установка рекуператора 12 за вентилятором 7 не дает должного эффекта и приводит к образованию влаги по всей длине магистрали и за0 трудняет ее отвод из контура 17, а следовательно, увеличивает затраты энергии на процесс сушки. Кроме того, наличие влаги приводит к трудностям или невозможности эксплуатации вентилятора 7 при про5 дувке им двухфазной среды. В контуре 18 при прохождении воздуха через силос 2 его абсолютная влажность повышается (возможен вынос воздухом капель из силоса 2) и установка рекуператора 12 на выходе из си0 лоса 2 позволяет за счет подогрева воздуха несколько снизить относительную влажность воздуха и улучшить протекание последующих процессов в вентиляторе 8, и из-за снижения перепада температуры на стенке

5 магистрали уменьшить теплоприток из окружающей среды в охлажденный воздух. Для эффективного вывода влаги из контура 18 силоса 2 сразу же за испарителем 11, чтобы избежать или уменьшить ее испаре0 ние за счет теплопритока энергии от окружающей среды, устанавливается влагоотделитель 14. Регулирующие клапаны 15, 16 располагаются на входе в вентиляторы 7, 8 для обеспечения заданного

5 режима его работы и компенсации утечек воздуха из контуров 17, 18.

Формула изобретения Установка для сушки и охлаждения зерна, включающая зерносушилку и силос с

0 входными и выходными патрубками, вентиляторы, тепловой насос, конденсатор которого соединен с входным патрубком зерносушилки, а испаритель - с входным патрубком силоса, отличающаяся тем,

5 что, с целью снижения энергозатрат, установка оснащена теплообменником-рекуператором, влагоотделителями, регулирующими клапанами, при этом выходной патрубок зерносушилки соединен с конденсатором теплового насоса посредством последовательно установленных рекуператора, влаго- отделителя, регулирующего клапана и вентилятора, образующих замкнутый контур, а выходной патрубок силоса соединен с испарителем теплового насоса через рекуператор посредством последовательно установленных регулирующего клапана и вентилятора, влагоотделитель установлен между испарителем теплового насоса и входным патрубком силоса, образуя замкнутый контур силоса.