Вентиляторы в трубах

Вентилятор сушильной камеры, пожалуй, можно назвать сердцем всей системы, ведь именно он распределяет по сушильному пространству свежий воздух и удаляет отработанный. Несмотря на многообразие видов этих механизмов по принципу действия и форме выполнения выделяется всего две больших группы: центробежные и осевые. Много лет этот элемент конструкции обходился без революций: ну, казалось бы, какие радикальные изменения здесь возможны? Но оказывается, специфическая конструкция способна увеличить скорость воздушного потока практически на четверть. О том, как это происходит и за счёт чего становится возможным, рассказали разработчики необычного решения.

На самом деле, разработка вентиляционной системы сушильной камеры — это целая наука. Поэтому, как и положено, начнём с теоретических основ.

Азбука вентиляционных систем

Вспоминаем школьный курс физики, накладываем эти знания на информацию о работе сушильной камеры, и получаем следующую историю. В сушильной камере поток воздуха создаёт давление трёх типов: статическое, динамические и полное. Последнее — есть сумма статического и динамического давления, то есть потенциальной и кинетической энергии воздушного потока. Именно разница между полным давлением в двух местах (так называемые потери давления) и заставляет воздух перемещаться в камере. Потери могут быть, например, на трение: они обусловлены вязкостью воздуха (ведь частицы движутся с разными скоростями), а также шероховатостью поверхностей — стенки и особенно сами доски имеют такое свойство. Возможны также и динамические потери, которые возникают в результате изменения направления скорости потока воздуха — скажем, вокруг конструктивных элементов камеры, перегородок, штабелей древесины и т. д.
Для создания правильного давления в воздуховоде или камере и работают вентиляторы. Центробежный используется для генерации и скорости высокого давления, но с меньшим потоком воздуха. Поэтому-то он редко используется в сушильных камерах за некоторыми исключениями. Второй вариант конструкции вентилятора — осевой — является более популярным. Он применяется для генерации большого потока воздуха (по мере необходимости в камере), но с небольшим давлением. Большой поток воздуха — необходимое условия для эффективной сушки, и производители сегодня активно работают над изменением устройства лопастей — дабы увеличить производительность механизмов.

Новый взгляд

Специалисты компании Nardi решили подойти к делу с новой стороны. Они проанализировали особенности работы сушильной камеры — объёмы воздуха, направление потоков, потери давления и т. д. и предложили альтернативную конструкцию вентилятора. За основу была взята система, установленная в туннелях. Оказалось, что при соответствующей адаптации идея продуктивна в деле сушки древесины. Более того, эксперименты показали, что туннельные системы оказываются болееэффективными, чем их традиционные «собратья».
«Задача стояла — получить максимальную эффективность от работы вентиляторов. Специалисты Nardi вместе с представителями WINDSOR (крупной компании, специализирующийся на производстве вентиляционных систем) проработали вопрос использования туннельного вентилятора в сушильной камере. Проведённые тесты подтвердили эффективность решения», — говорит генеральный директор ООО «НАРДИ РУ» Александр Мещеряков.
Главная идея разработчиков состоит в том, чтобы поместить вентилятор в специальный корпус — длинную трубу. В результате воздушный поток стремится вдоль неё, что позволяет избежать возникновения чрезмерных вихрей. Как результат: 10-15% дополнительной производительности — с точки зрения мощности воздушного потока. Поток не прерывается на стропильные элементы, так что сокращение и потери давления не происходит — а это беда осевых вентиляторов. Заодно, между прочим, удалось избавиться от основного источника шума — турбулентности воздуха.
Главным эффектом работы туннельных вентиляторов становится увеличение скорости потока воздуха, проходящего через штабели. Сравнительные опыты показывают прирост более чем на 30%. Для того чтобы вычислить этот показатель сопоставили две сушильные камеры одинаковых параметров. Ширина «подопытных» систем составляла 10,8 м, глубина — 8,9 м, высота — 4, 1 м, двигатели обоих имели совокупную мощность 73 кВт. Загружались камеры 120 «кубами» пропаренного бука. Единственное отличие — в вентиляторах: туннельные установили во втором образце. В результате скорость воздушного потока по всем штабелям во второй камере оказалась заметно выше. Подробные результаты эксперимента представлены в Таблице 1.

От теории к рублям

Какое отношение все эти показатели имеют к эффективности сушки древесины? А самое прямое. Качество этого процесса зависит именно от распределения содержания влаги в пиломатериале. А скорость воздушного потока напрямую влияет на скорость сушки пиломатериала. Важно, чтобы распределение тепла в камере и поглощение испаряемой воды происходило равномерно. Этот эффект и обеспечивает направленный воздушный поток.
К тому же есть возможность использовать меньшее количество вентиляторов в сушильной камере — раз уж производительность механизма выше. А это реальная экономия в рублях — сокращение и первоначальных расходов, и дальнейших затрат на обслуживание. Для примера: сокращение общего числа вентиляторов мощностью 4 кВт на один оборачивается годовой экономией 35000 кВт.
«В сушильной камере обычно устанавливается от 3 до 10 вентиляторов. Если использовать туннельные конструкции, то можно уменьшить общее количество вентиляторов, а это очевидное сокращение энергозатрат. Кроме того, за счёт вентиляторов в трубе можно достичь ускорения цикла сушки», — объясняет Александр Мещеряков.
Туннельные вентиляторы могут быть установлены в камере любого производителя — правда, потребуется согласование с разработчиком. Александр Мещеряков уточняет, что лучше закладывать такие системы изначально, при создании камеры, хотя, в принципе, возможна их установка и в уже функционирующем агрегате.
Что же касается собственных камер Nardi, то примерно в 80 случаях из 100 в последние годы производитель устанавливает именно туннельные вентиляторы. Да, такое решение ведёт к удорожанию конструкции — примерно на 2-3 тыс. евро в камере из 5-6 вентиляторов. Это связано с увеличением материалоёмкости агрегата. Однако, по словам специалистов Nardi, уже за год стартовые затраты окупаются.

Подготовила Анна Кучумова по материалам Nardi.