5.4.3. Конденсационные камеры
В отличие от традиционных камер, в которых испарившаяся из древесины влага удаляется в виде пара посредством воздухообмена с атмосферой, конденсационные камеры работают по замкнутому циркуляционному циклу без вентиляции (без подсоса свежего и выхлопа отработавшего воздуха в атмосферу). В конденсационной камере испарившаяся влага конденсируется и удаляется в жидком виде, а часть выделившейся при конденсации теплоты испарения используется для подогрева воздуха. Для этой цели камеру снабжают тепловым насосом, который состоит из испарителя хладоагента (фреона) 2, компрессора 3, регулирующего крана 4, вентилятора 5 и конденсатора хладоагента 6 (рис. 5.14).
При работе компрессор создает внутри трубок испарителя пониженное давление (вакуум). Подсасываемый в эти трубки через кран жидкий фреон под воздействием вакуума испаряется и превращается в газ. На испарение фреона затрачивается теплота парообразования, которая отбирается от отработавшего воздуха, засасываемого в тепловой насос по каналу 10. Омывая трубки испарителя воздух охлаждается, при этом часть содержащегося в нем водяного пара конденсируется на внешней поверхности испарителя, а конденсат стекает в поддон 1 и удаляется из теплового насоса. Осушенный воздух поступает в конденсатор.
Рис. 5.14. Схема конденсационной камеры
Газообразный фреон нагнетается компрессором в трубки конденсатора, где создается повышенное давление. Под действием давления фреон превращается в жидкость (конденсируется) и выделяет поглощенную ранее в испарителе теплоту парообразования. Этой теплотой нагревается осушенный воздух, омывающий трубки конденсатора, и затем вентилятором 5 теплового насоса нагнетается в сушильную камеру по каналу 7, где смешивается с частью отработавшего воздуха и циркуляционными вентиляторами 8 через калорифер вторичного подогрева 9 подается к материалу.
Для начального подогрева воздуха, таким образом, используется теплота конденсации испарившейся из древесины влаги, которая поглощается хладоагентом в испарителе и выделяется в конденсаторе.
Калорифер вторичного подогрева служит для компенсации понижения энтальпии воздуха при его циркуляции по камере и тепловому насосу, т.е. для поддержания стабильного режима сушки. Понижение энтальпии воздуха происходит вследствие тепловых потерь через ограждения камеры и теплового насоса, а также их неизбежного воздухообмена и влагообмена с атмосферой.
Собственно сушильные камеры для конденсационных сушилок поставляются фирмами в сборно-металлическом исполнении или сооружаются самими предприятиями по чертежам фирм из кирпича, бетона и других материалов. Ограждения камер должны иметь максимальную герметичность и хорошую теплоизоляцию. При невыполнении этих требований существенно снижаются экономические показатели работы камер.
Конденсационные сушильные камеры и тепловые насосы серийно выпускают многие зарубежные фирмы. Размеры и мощности тепловых насосов колеблются в широких пределах, рассчитанных на обслуживание конденсационных сушильных камер вместимостью от 3 до 120 м3 древесины.
В первых конденсационных камерах, учитывая свойство хладоагента, процесс сушки выполнялся при низкой (25…40 ºС) температуре циркулирующего в камере воздуха. При этом продолжительность процесса была очень большая. Поэтому камеры применялись в основном для сушки древесины твердых лиственных пород. Сушить древесину хвойных пород в таких камерах было неэффективно.
В конденсационных камерах последних моделей используются режимы сушки с температурами воздуха до 75…80 ºС, которые по продолжительности процесса сушки древесины лиственных и хвойных пород стали сопоставимы с режимами сушки в традиционных конвективных камерах. Существенно усовершенствовано оборудование этих сушилок, что позволило повысить их надежность и эффективность.
Конденсационные камеры отличаются высоким качеством сушки пиломатериалов и существенным снижением суммарного расхода энергии на сушку. По данным фирм, выпускающих такие камеры, он составляет около 50…60 % расхода энергии в традиционных вентиляционных камерах. Широкое внедрение конденсационных камер сдерживает сложность оборудования.