13.3. Структурные схемы преобразования тепла

Для высушивания пиломатериалов применяются газовые сушильные установки, использующие древесные отходы и природный газ. На рис. 15 даны структурные схемы сушильных установок с различными преобразованиями тепловой энергии. На рис. 15, а изображена схема газовой сушильной установки, состоящей из двух звеньев преобразования тепла: 1) выделения тепла из сгорающего в топке в виде горячих продуктов сгорания топлива; 2) испарения этим теплом влаги из материала.

На рис. 15, в приведена тепловая схема сушильной установки с паровым обогревом. Продукты сгорания из топки 1 поступают к котлу 4, где охлаждаются и затем через дымовую трубу выбрасываются наружу, а образовавшийся в котле пар передается по трубам в паровой калорифер 5, из которого подогретый воздух, направляется к высушиваемому материалу 2. Следует отметить, что в котле 4 и калорифере 5 происходят взаимно противоположные тепловые процессы. Физическое назначение пара — переносить тепло из котла в калорифер, после которого конденсат обычно возвращается обратно в котел для повторения цикла теплопреобразования.

Схема на рис. 15, г дополняется паровой турбиной 6 для выработки из пара энергии. Затем электрогенератор 7 преобразует механическую энергию в электрический ток. Последний направляется в электросеть и из нее отбирается в электрокалорифер 8 или ПАП сушильной камеры для нагревания воздуха, поступающего, как и в предыдущих схемах, к высушиваемому материалу 2 для испарения влаги.

Все эти схемы применяются в промышленности.

В каждом из «показанных на рис. 15 звеньев преобразования тепла неизбежно возникают тепловые потери. Общий тепловой КПД сушильной установки, включающей топку, тем ниже, чем больше промежуточных звеньев. Для сушильных установок по схемам на рис. 15, а, б, в, г тепловой КПД η по отношению к исходному топливу примерно равен 0,4—0,3—0,2—0,08, а для установки, обогреваемой токами высокой частоты, снижается до 0,04, т. е. в 10 раз. Следовательно, чем дороже вид применяемой энергии (последовательно: продукты сгорания—пар — электричество — ТВЧ), тем ниже КПД всей сушильной установки, т. е. хуже используется для сушки исходная теплота топлива и повышается стоимость сушки.

Для эффективного применения в производственных условиях относительно нового метода сушки пиломатериалов — с прямым использованием тепла (по схеме на рис. 15, а) необходимо ознакомиться со свойствами перспективного для массовой сушки древесины носителя тепловой энергии — продуктами сгорания, получаемыми преимущественно при сжигании древесных отходов, всегда имеющихся вблизи сушильного цеха.

К потоку продуктов сгорания, используемых для сушки древесины, предъявляются следующие основные требования. Газы должны быть бездымными, т. е. бесцветными, прозрачными — в них не должно быть продуктов неполного химического сгорания. Поток продуктов сгорания, подаваемый в сушильную камеру, должен быть стабильным во времени или регулируемым по заданной программе, так же как и его основные параметры в сушильных туннелях Доопределяющий параметр продуктов сгорания как сушильного агента — энтальпия. Чем она выше, тем шире возможности построения рациональных режимов сушки древесины различных сортиментов в газовых сушильных установках.