Установка для сушки и охлаждения зерна

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 5042 А 25 В 29/00, А 23 В 9/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Тауасаров м теплового ая промыш емлянскии а охлажде(54) УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ ЗЕРНА(57) 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 теплообменникомрекуператором, влагоотделителями, регулирующими клапанами. Выходной патрубок зерносушилки соединен с конденсатором теплового насоса посредством1725042 существенно возрастают энергетическиезатраты установки и ухудшается протеканиепроцессов сушки и охлаждения, Все этоприводит к увеличению энергозатрат на5 сушку и охлаждение зерна.Целью изобретения является снижениеэнергозатрат на сушку и охлаждение зерна,проводимых одновременно в зерносушилкеи силосе или в различных силосах.0 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 выходными5 5, 6 патрубками, вентиляторы 7, 8, тепловойнасос 9, конденсатор 10 которого соединенс входным патрубком 3 зерносушилки 1, аиспаритель 11 - с входным патрубком 4силоса 2, теплообменник-рекуператор 12.0 влагоотделители 13, 14 и регулирующие клапаны 15, 16. При этом выходной патрубок 5зерносушилки 1 соединен с конденсатором10 теплового насоса 9 посредством последовательно установленных рекуператора25 12, влагоотделителя 13, регулирующего клапана 15 и вентилятора 7, образующих замкнутый контур 17, а выходной патрубок 6силоса 2 соединен с испарителем 11 теплового насоса 9 через рекуператор 12 посред 30 ством последовательно установленныхрегулирующего клапана 16 и вентилятора 8,влагоотделитель 14 установлен между испарителем 11 теплового насоса 9 и входнымпатрубком 4 силоса 2, образуя замкнутый35 контур 18 силоса 2. На фиг.1 приведены параметры воздуха (температура воздуха т,его относительная 1 в и абсолютная ю влажности) в узловых точках (сечениях) установки для одного из возможных режимов40 реализации установки,Установка работает следующим образом,Каждый из вентиляторов 7, 8 обеспечивает раздельную циркуляцию воздуха соот 45 ветственно в замкнутых контурах 17, 18зеоносушилки 1 и силоса 2, При этом в контуре 17 зерносушилки 1 на участке его магистрали с конденсатором 10 тепловогонасоса 9 происходит нагрев воздуха в ре 50 зультате обтекания последнего и теплообИзобретение относится к технике поконсервации зерна в силосах и может быть. использовано в сельском хозяйстве длясушки и охлаждения зерна, проводимых одновременно в зерносушилке и силосе или вразличных силосах при применении теплового насоса.Использование теплового насоса в зерносушилках позволяет снизить затратыэнергии на сушку. 1Известно сушильное устройство с применением теплового насоса,Однако использование теплового насоса только для сушки зерна ограничивает еговозможности, В частности, при консервации зерна в силосах и поставках его в больших количествах, кроме задачи сушкизерна, возникает задача охлаждения зернас целью предварительной консервации, идля этого требуется применение холодильной установки, что приводит к дополнительным энергозатратам,Данный недостаток устраняется в установке для сушки и охлаждения зерна, проводимых одновременно в зерносушилке исилосе или в различных силосах с помощьютеплового насоса.Известная установка состоит из вентиляторов для подачи воздуха из окружающейсреды в зерносушилку и силос и тепловогонасоса, конденсатор которого установленна входе в зерносушилку (или один из силосов), а испаритель которого расположен навходе в силос (или другой силос). Такая установка позволяет использовать энергию,отбираемую от охлаждаемого воздуха, подаваемого в силос для охлаждения зерна,испарителем теплового насоса, на нагреввоздуха, подаваемого в зерносушилку длясушки зерна, энергия к которому подводится от конденсатора теплового насоса, чтоприводит к снижению затрат энергии на обаэти процесса.К недостаткам данной установки относится то, что часть неиспользованной энергии при сушке и охлаждении выбрасываетсяна выходе из зерносушилки и силоса в виденагретого и охлажденного воздуха в окружающую среду, кроме того, при значительной влажности воздуха окружающей среды 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,мена с ним, Далее горячий воздух поступаетчерез входной патрубок 3 зерносушилки 1 и обеспечивает сушку зерна в результате продувки зерносушилки 1. На выходе из зерно- сушилки 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 влагоотделителя 13, при этом влажность воздуха понижается и он поступает черезрегулирующий 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 в теплоприемнике-рекупеоатоое 12 пооисхоаит снижение температуры воздуха на 10, что приводит ко,конденсации паров воздуха и снижению абсолютной влажности воздуха на 19, т.е.около 19 О 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 влагоотделителем 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 теплообменник-рекуператор 12, частично нагреваясь от контура 17 зерносушилки 1, ипоступает 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 рекуператоое 12 контура 18 силоса 2, исходя из энеогетического баланса, составляет около 2 С, возможный отвод влаги влаогоотделителем 14 в этом контура 18 достигает около 104 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 впроцессе сушки и охлаждения зерна затра-, ченную энергию вновь использовать для 2025 3035 404550 этих процессов и, тем самым, снижать энергозатраты на их реализацию, Так, напри мер, зкономия энергии затрачиваемой на привод теплового насоса, в сравнении с прототипом составляет около 56 О. 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 возможность 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 рекуператором 12 устанавливается влагоотделитель 13, Возможная установка рекуператора 12 за вентилятором 7 не дает должного эффекта и приводит к образованию влаги по всей длине магистрали и затрудняет 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 продувке 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 силоса 2 позволяет за счетподогрева воздуха несколько снизить относительную влажность воздуха и улучшить протекание последующих процессов в вентиляторе 8, и из-за снижения перепада температуры на стенке 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 испарение за счет теплопритока энергии от окружающей среды, устанавливается влагоотделитель 14, Регулирующие клапаны 15, 16 располагаются на входе в вентиляторы 7, 8 для обеспечения заданного режима его работы и компенсации утечек воздуха из контуров 17, 18.Формула изобретения Установка для сушки и охлаждения зерна, включающая зерносушилку и силос с входными и выходными патрубками, вентилятооы, тепловой насос, конденсатор которого соединен с входным патрубком зерносушилки, а испаритель - с входным патрубком силоса, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, уста1725042 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Составитель А.СулиновТехред М. Морге нтал Корректор Н,Ревская Редактор О.Головач Заказ 1168 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 новка оснащена теплообменником-рекуператором, влагоотделителями, регулирующими клапанами, при этом выходной патрубок зерносушилки соединен с конденсатором теплового насоса посредством последовательно установленных рекуператора, влагоотделителя, регулирующего клапана и вентилятора, образующих замкнутый контур, а выходной патрубок силоса соединен с испарителем теплового насоса через рекуператор посредством последовательно установленных регулирующего клапана и 5 вентилятора, влагоотделитель установленмежду испарителем теплового насоса и входным патрубком силоса, образуя замкнутый контур силоса.