RU2204097C1 - Drying-process automatic control method - Google Patents
Drying-process automatic control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204097C1 RU2204097C1 RU2001130844/06A RU2001130844A RU2204097C1 RU 2204097 C1 RU2204097 C1 RU 2204097C1 RU 2001130844/06 A RU2001130844/06 A RU 2001130844/06A RU 2001130844 A RU2001130844 A RU 2001130844A RU 2204097 C1 RU2204097 C1 RU 2204097C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying agent
- drying
- evaporator
- heat
- heat pump
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации сушки термолабильных продуктов, например солода. The invention relates to the automation of technological processes and can be used to automate the drying of heat-sensitive products, such as malt.
Известен способ автоматического управления процессом сушки (патент РФ 21172278, F 26 В 25/22, БИ 22, 1998), в котором отработанный сушильный агент после предварительного нагрева влажного продукта подают сначала на осушение в испаритель и затем в конденсатор теплонасосной установки, после чего направляют в сушилку, образуя замкнутый цикл, дополнительно измеряют температуру сушильного агента перед калорифером, его расход, температуру и влагосодержание перед испарителем, температуру сушильного агента после испарителя, температуру хладагента на входе в испаритель, по измеренным значениям расхода, температуры и влажности исходного продукта устанавливают расход и температуру сушильного агента на входе в сушилку, причем температуру сушильного агента на входе в сушилку корректируют по температуре сушильного агента перед калорифером воздействием на расход пара в калорифер, а расход сушильного агента на входе в сушилку корректируют путем воздействия на расход свежего сушильного агента, подаваемого на подпитку, по текущим значениям расхода и влагосодержания сушильного агента перед испарителем определяют поток влаги, подаваемый на испаритель, сравнивают его с максимально возможным значением потока влаги, и если поток влаги больше максимально возможного значения, то осуществляют выброс излишней влаги с частью отработанного сушильного агента. A known method of automatically controlling the drying process (RF patent 21172278, F 26 V 25/22, BI 22, 1998), in which the spent drying agent after preheating the wet product is first fed to the evaporator for drying and then to the condenser of the heat pump installation, and then sent into the dryer, forming a closed cycle, additionally measure the temperature of the drying agent in front of the heater, its flow rate, temperature and moisture content in front of the evaporator, the temperature of the drying agent after the evaporator, the temperature of the refrigerant inlet in the evaporator, according to the measured values of the flow rate, temperature and humidity of the initial product, the flow rate and temperature of the drying agent at the inlet to the dryer are set, and the temperature of the drying agent at the inlet of the dryer is adjusted according to the temperature of the drying agent in front of the heater by affecting the flow of steam into the heater, and the flow rate of the drying agent at the inlet of the dryer, it is corrected by affecting the flow rate of the fresh drying agent fed to the feed according to the current values of the flow rate and moisture content of the drying agent before use the moisture stream supplied to the evaporator is determined by the arrester, it is compared with the maximum possible value of the moisture stream, and if the moisture stream is greater than the maximum possible value, then excess moisture is released with part of the spent drying agent.
По текущим значениям расхода сушильного агента, его температуры до и после испарителя и температуры хладагента на входе в испаритель определяют текущее значение коэффициента теплопередачи от сушильного агента к хладагенту и корректируют соотношение расходов хладагента и сушильного агента на входе в испаритель по коэффициенту теплопередачи путем воздействия на расход хладагента, причем при достижении текущей величины коэффициента теплопередачи предельно минимального значения производят отключение рабочей секции испарителя теплонасосной установки на регенерацию с одновременным включением в работу резервной секции. From the current values of the flow rate of the drying agent, its temperature before and after the evaporator and the temperature of the refrigerant at the inlet to the evaporator, the current value of the heat transfer coefficient from the drying agent to the refrigerant is determined and the ratio of the costs of the refrigerant and the drying agent at the inlet of the evaporator is adjusted by the heat transfer coefficient by affecting the flow of the refrigerant and moreover, when the current value of the heat transfer coefficient is reached the maximum minimum value, the working section of the evaporator is switched off. pump installation for regeneration with the simultaneous inclusion in the work of the backup section.
Однако известный способ не предусматривает рационального использования тепла отработанного сушильного агента и его низкотемпературного потенциала на выходе из испарителя теплонасосной установки, что не может обеспечить существенного снижения энергозатрат. However, the known method does not provide for the rational use of the heat of the spent drying agent and its low-temperature potential at the outlet of the evaporator of the heat pump installation, which cannot provide a significant reduction in energy consumption.
Наиболее близким по технической сущности является способ автоматического управления процессом сушки сыпучего продукта (патент РФ 2150642, F 26 В 25/22), предусматривающий предварительный подогрев влажного продукта потоком отработанного сушильного агента, осушение отработанного сушильного агента в рабочей секции испарителя теплонасосной установки, его нагревание сначала в теплообменнике-рекуператоре, затем в конденсаторе теплонасосной установки и подачу в сушилку с образованием замкнутого цикла, сброс излишней части отработанного сушильного агента или его подпитку свежим сушильным агентом путем воздействия на мощность привода вентилятора, мощность привода компрессора теплонасосной установки с коррекцией ее хладопроизводительности, отключение на регенерацию рабочей секции испарителя и подключение резервной секции, стабилизацию конечной влажности продукта воздействием на расход влажного продукта, подаваемого на предварительный подогрев. The closest in technical essence is a method for automatically controlling the drying process of a bulk product (RF patent 2150642, F 26 V 25/22), which provides for preheating the wet product with the flow of spent drying agent, drying the spent drying agent in the working section of the evaporator of the heat pump installation, first heating it in the heat exchanger-recuperator, then in the condenser of the heat pump installation and feeding into the dryer with the formation of a closed cycle, dumping the excess part of the spent drying of the agent or its replenishment with a fresh drying agent by influencing the fan drive power, the compressor drive power of the heat pump installation with the correction of its refrigerating capacity, switching off the regeneration of the working section of the evaporator and connecting the backup section, stabilizing the final moisture of the product by affecting the consumption of the wet product fed to the preheating .
Однако известный способ не в полной мере обеспечивает рациональное использование вторичных энергоресурсов за счет рекуперации и утилизации тепла отработанного сушильного агента, что не создает перспектив в развитии технологии энергосбережения при сушке термолабильных продуктов с применением теплонасосной установки. However, the known method does not fully ensure the rational use of secondary energy resources due to the recovery and utilization of heat from the spent drying agent, which does not create prospects for the development of energy saving technology when drying heat-sensitive products using a heat pump unit.
В способе не реализован процесс теплообмена путем теплопередачи через рабочую поверхность теплообменника-рекуператора между потоками сушильного агента с высоко- и низкотемпературным потенциалом, поэтому отсутствует возможность использования тепла отработанного сушильного агента для его нагрева после рабочей секции испарителя перед подачей в конденсатор теплонасосной установки, а также использование низкотемпературного потенциала сушильного агента после рабочей секции испарителя для его предварительного охлаждения перед подачей на последующее охлаждение в испаритель. В этой связи не может быть снижена тепловая нагрузка на испаритель теплонасосной установки, так как не обеспечивается снижение температуры отработанного сушильного агента перед осушением за счет постепенного охлаждения, в том числе и при размораживании снеговой шубы на охлаждающей поверхности секции, работающей в режиме регенерации. The method does not implement the heat transfer process by heat transfer through the working surface of the heat exchanger-recuperator between the flows of the drying agent with high and low temperature potential, therefore, it is not possible to use the heat of the spent drying agent to heat it after the working section of the evaporator before being fed to the condenser of the heat pump installation, as well as using the low-temperature potential of the drying agent after the working section of the evaporator for its preliminary cooling before feeding th for subsequent cooling to the evaporator. In this regard, the thermal load on the evaporator of the heat pump installation cannot be reduced, since the temperature of the spent drying agent before drying is not ensured due to gradual cooling, including when the snow coat is thawed on the cooling surface of the section operating in the regeneration mode.
Таким образом, известный способ не позволяет снизить затраты энергии на привод компрессора за счет снижения тепловых нагрузок на конденсатор и испаритель теплонасосной установки, а следовательно, не обеспечивает снижения удельных энергозатрат на процесс сушки. Thus, the known method does not allow to reduce the energy consumption for the compressor drive by reducing heat loads on the condenser and evaporator of the heat pump installation, and therefore does not reduce the specific energy consumption for the drying process.
Технической задачей изобретения является снижение удельных энергозатрат на процесс сушки. An object of the invention is to reduce the specific energy consumption for the drying process.
Поставленная задача достигается тем, что в способе автоматического управления процессом сушки, предусматривающем предварительный подогрев влажного продукта потоком отработанного сушильного агента с последующим его осушением в рабочей секции испарителя теплонасосной установки, нагреванием сначала в теплообменнике-рекуператоре, а затем в конденсаторе теплонасосной установки и подачей в сушилку, измеряя температуру и влагосодержание сушильного агента на входе в сушилку, с образованием замкнутого цикла, осуществление сброса излишней части отработанного сушильного агента или его подпитки свежим сушильным агентом путем воздействия на мощность привода вентилятора, мощность привода компрессора теплонасосной установки с коррекцией ее хладопроизводительности, отключение на регенерацию рабочей секции испарителя и подключение резервной, стабилизацию конечной влажности продукта воздействием на расход влажного продукта, подаваемого на предварительный подогрев, новым является то, что отработанный сушильный агент после предварительного подогрева влажного продукта последовательно подают сначала в теплообменник-рекуператор на предварительное охлаждение за счет низкотемпературного потенциала осушенного сушильного агента, поступающего из рабочей секции испарителя теплонасосной установки, затем - на последующее охлаждение в секцию испарителя, работающую в режиме регенерации, за счет теплообмена между сушильным агентом и размораживающей снеговой шубой на охлаждающей поверхности этой секции, далее в рабочую секцию испарителя теплонасосной установки осуществляют коррекцию хладопроизводительности теплонасосной установки по температуре сушильного агента на входе в сушилку воздействием на мощность привода компрессора, а стабилизацию влагосодержания сушильного агента на входе в сушилку осуществляют воздействием на соотношение расходов отработанного и свежего сушильного агента путем изменения их расходов в линиях сброса и подпитки. The problem is achieved in that in a method for automatically controlling the drying process, which involves preheating the wet product with the flow of spent drying agent, followed by drying it in the working section of the evaporator of the heat pump installation, heating it first in the heat exchanger-recuperator, and then in the condenser of the heat pump installation and feeding it into the dryer , measuring the temperature and moisture content of the drying agent at the inlet of the dryer, with the formation of a closed cycle, the implementation of the discharge unnecessary parts of the spent drying agent or its replenishment with a fresh drying agent by affecting the drive power of the fan, the compressor drive power of the heat pump installation with the correction of its refrigerating capacity, shutting down the regeneration of the evaporator working section and connecting the reserve one, stabilizing the final moisture of the product by affecting the consumption of the wet product supplied to the preliminary preheating, new is that the spent drying agent after preheating the wet product after First, it is fed first to the heat exchanger-recuperator for pre-cooling due to the low-temperature potential of the dried drying agent coming from the working section of the evaporator of the heat pump installation, then to the subsequent cooling to the section of the evaporator operating in the regeneration mode due to heat exchange between the drying agent and the defrosting snow coat on the cooling surface of this section, then in the working section of the evaporator of the heat pump installation carry out correction of the refrigerating capacity t of an evacuation unit by the temperature of the drying agent at the inlet of the dryer by affecting the compressor drive power, and the moisture content of the drying agent at the inlet of the dryer is stabilized by affecting the ratio of the spent and fresh drying agent by changing their costs in the discharge and recharge lines.
На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ автоматического управления. The drawing shows a diagram that implements the proposed method of automatic control.
Схема содержит сушилку 1, вентилятор 2, теплообменник 3, теплообменник-рекуператор 4, компрессор теплонасосной установки 5, резервную, работающую в режиме регенерации секцию 7 и рабочую секцию 8 испарителя 6, конденсатор теплонасосной установки 9, линии подачи влажного продукта на сушку 10, отвода высушенного продукта 11, рециркуляции сушильного агента 12, сброса отработанного сушильного агента 13, подпитки отработанного сушильного агента свежим 14, рециркуляции хладагента теплонасосной установки 15, датчики расхода и температуры влажного продукта соответственно 16 и 19, влажности влажного и высушенного продукта 21 и 22, температуры сушильного агента на входе в сушилку 20, расхода и влагосодержания сушильного агента на входе в испаритель 17, 23, расхода и влагосодержания сушильного агента на входе в сушилку 18, 24, микропроцессор 25, исполнительные механизмы 26-37 (а, б, в, г, д, е, ж, з, и - входные каналы управления; А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И, К, Л, М - выходные каналы управления). The circuit includes a dryer 1, a fan 2, a heat exchanger 3, a heat exchanger-recuperator 4, a compressor of a heat pump unit 5, a backup section 7 operating in the regeneration mode, and a working section 8 of an evaporator 6, a condenser of the heat pump unit 9, a wet product supply line to the dryer 10, a discharge dried product 11, recirculation of the drying agent 12, dumping the spent drying agent 13, replenishing the spent drying agent with fresh 14, refrigerant recirculation of the heat pump unit 15, flow and temperature sensors of the wet product and, respectively, 16 and 19, humidity of the wet and dried product 21 and 22, temperature of the drying agent at the inlet to the dryer 20, consumption and moisture content of the drying agent at the inlet to the evaporator 17, 23, consumption and moisture content of the drying agent at the entrance to the dryer 18, 24, microprocessor 25, actuators 26-37 (a, b, c, d, d, e, w, h, and - input control channels; A, B, C, G, D, E, G, 3, I, K , L, M - output control channels).
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
По текущей информации о влажности, температуре и расходе влажного продукта в линии 10 после его предварительного подогрева в теплообменнике 3, получаемой соответственно с датчиков 21, 19, 16, микропроцессор 25 по заложенному в него алгоритму устанавливает заданный режим сушки, а именно массовый и тепловой расход сушильного агента на входе в сушилку 1 воздействием на мощность регулируемого привода вентилятора 2 посредством исполнительного механизма 27 и на мощность регулируемого привода компрессора 5 посредством исполнительного механизма 28, обеспечивающего необходимую хладопроизводительность теплонасосной установки, а следовательно, и температуру сушильного агента на входе в сушилку 1. According to current information about the humidity, temperature and flow rate of the wet product in line 10 after it is preheated in the heat exchanger 3, obtained respectively from sensors 21, 19, 16, the microprocessor 25 sets the set drying mode according to the algorithm laid down in it, namely mass and heat consumption a drying agent at the inlet of the dryer 1 by affecting the power of the adjustable drive of the fan 2 by means of an actuator 27 and the power of the adjustable drive of the compressor 5 by means of an actuator 28, providing the necessary refrigerating capacity of the heat pump installation, and consequently, the temperature of the drying agent at the inlet to the dryer 1.
Отработанный сушильный агент после предварительного подогрева влажного продукта в теплообменнике 3 подают в теплообменник-рекуператор 4, в котором осуществляют процесс теплообмена между отработанным сушильным агентом и осушенным сушильным агентом, подаваемым с рабочей секции 8 испарителя 6 теплонасосной установки, что обеспечивает охлаждение отработанного сушильного агента перед его подачей в испаритель 6 и нагревание сушильного агента, подаваемого после рабочей секции 8 испарителя 6 в конденсатор 9. Охлажденный отработанный сушильный агент затем подают в секцию 7 испарителя 6, работающую в режиме регенерации. При этом секцию 7 отключают из контура рециркуляции хладагента 15 теплонасосной установки посредством исполнительных механизмов 34 и 35 и осуществляют размораживание снеговой шубы на ее охлаждающей поверхности предварительно охлажденным сушильным агентом в теплообменнике-рекуператоре 4. В процессе размораживания снеговой шубы предварительно охлажденный сушильный агент подвергается дальнейшему охлаждению со значительным снижением температуры, после чего его подают в рабочую секцию 8 испарителя 6, которую подключают к контуру рециркуляции хладагента 15 теплонасосной установки посредством исполнительных механизмов 33, 36. Таким образом, с одной стороны, повышается температурный потенциал сушильного агента перед его нагреванием в конденсаторе 9, а с другой, снижается температура отработанного сушильного агента перед его подачей сначала в секцию 7, а затем в секцию 8, что позволяет снизить нагрузку на конденсатор 9 и испаритель 6, а следовательно, снизить затраты на мощность регулируемого привода компрессора 5 теплонасосной установки посредством исполнительного механизма 28. The spent drying agent after preheating the wet product in the heat exchanger 3 is fed to a heat exchanger-recuperator 4, in which the heat exchange process between the spent drying agent and the dried drying agent supplied from the working section 8 of the evaporator 6 of the heat pump installation is performed, which ensures cooling of the spent drying agent before it feeding to the evaporator 6 and heating the drying agent supplied after the working section 8 of the evaporator 6 to the condenser 9. The cooled spent drying agent is then fed to the evaporator 6 section 7 operating in regeneration mode. In this case, section 7 is disconnected from the recirculation loop of the refrigerant pump 15 by means of actuators 34 and 35 and the snow coat is thawed on its cooling surface with a pre-cooled drying agent in the heat exchanger-recuperator 4. During the defrost of the snow coat, the pre-cooled drying agent is further cooled with a significant decrease in temperature, after which it is fed into the working section 8 of the evaporator 6, which is connected to the recirculation loop refrigerant 15 of the heat pump installation by means of actuators 33, 36. Thus, on the one hand, the temperature potential of the drying agent increases before it is heated in the condenser 9, and on the other hand, the temperature of the spent drying agent decreases before it is fed first to section 7 and then in section 8, which allows to reduce the load on the condenser 9 and the evaporator 6, and therefore, reduce the cost of power of an adjustable drive of the compressor 5 of the heat pump installation by means of an actuator 28.
В соответствии с технологическими возможностями испарителя теплонасосной установки по текущим значениям расхода и влагосодержания отработанного сушильного агента, измеряемых соответственно датчиками 17 и 23, микропроцессор 25 устанавливает максимально возможный поток влаги с отработанным сушильным агентом, подаваемым в рабочую секцию 8 через резервную секцию 7 испарителя 6, а количество излишней влаги с отработанным сушильным агентом сбрасывает по линии 13 с помощью исполнительного механизма 29 с одновременной подпиткой отработанного сушильного агента свежим, подаваемым по линии 14, с помощью исполнительного механизма 30, сохраняя при этом необходимое количество сушильного агента в линии рециркуляции 12. In accordance with the technological capabilities of the evaporator of the heat pump installation, the microprocessor 25 sets the maximum possible flow of moisture with the spent drying agent supplied to the working section 8 through the backup section 7 of the evaporator 6 according to the current values of the flow rate and moisture content of the spent drying agent, the amount of excess moisture with the spent drying agent is discharged through line 13 using the actuator 29 while recharging the waste with shilnogo fresh agent fed through line 14, by an actuator 30, while maintaining the required amount of drying agent in the recirculation line 12.
В процессе сушки микропроцессор 25 обеспечивает стабилизацию температуры сушильного агента на входе в сушилку, текущее значение которой измеряют датчиком 20. При отклонении температуры сушильного агента на входе в сушилку от заданного значения в сторону уменьшения микропроцессор 25 увеличивает хладопроизводительность теплонасосной установки путем увеличения мощности привода компрессора 5 посредством исполнительного механизма 28, а при отклонении температуры сушильного агента на входе в сушилку от заданного значения в сторону увеличения - уменьшает хладопроизводительность теплонасосной установки путем уменьшения мощности привода компрессора 5. During the drying process, the microprocessor 25 stabilizes the temperature of the drying agent at the inlet of the dryer, the current value of which is measured by the sensor 20. When the temperature of the drying agent at the inlet of the dryer deviates from the set value in the direction of decreasing, the microprocessor 25 increases the cooling capacity of the heat pump unit by increasing the power of the compressor 5 drive by actuator 28, and when the temperature of the drying agent at the inlet of the dryer deviates from the set value to the side increased ia - reduces the cooling capacity of the heat pump installation by reducing the drive power of the compressor 5.
По информации датчика 24 о текущем влагосодержании сушильного агента на входе в сушилку 1 микропроцессор 25 корректирует соотношение расходов сушильного агента в линии сброса 13 и линии подпитки 14 посредством исполнительных механизмов 29, 30. При отклонении влагосодержания сушильного агента от заданного значения в сторону увеличения микропроцессор увеличивает расход отработанного сушильного агента в линии сброса 13 и расход свежего сушильного агента в линии подпитки 14, сохраняя при этом соотношение этих расходов в заданном интервале значений. Если изменение соотношения расходов в пределах заданных значений не обеспечивает стабилизацию влагосодержания сушильного агента на входе в сушилку, что свидетельствует о недостаточном осушении сушильного агента в рабочей секции 8 испарителя 6, обусловленным уменьшением коэффициента теплопередачи на его охлаждающей поверхности, микропроцессор отключает рабочую секцию 8 из контура рециркуляции хладагента 15 теплонасосной установки и подключает резервную секцию 7 посредством исполнительных механизмов 33, 34, 35, 36. According to the sensor 24 about the current moisture content of the drying agent at the inlet to the dryer 1, the microprocessor 25 adjusts the ratio of the costs of the drying agent in the discharge line 13 and the makeup line 14 by means of actuators 29, 30. When the moisture content of the drying agent deviates from the set value upwards, the microprocessor increases spent drying agent in the discharge line 13 and the consumption of fresh drying agent in the makeup line 14, while maintaining the ratio of these costs in a given interval s. If a change in the flow ratio within the specified values does not stabilize the moisture content of the drying agent at the inlet to the dryer, which indicates insufficient drying of the drying agent in the working section 8 of the evaporator 6, due to a decrease in the heat transfer coefficient on its cooling surface, the microprocessor disconnects the working section 8 from the recirculation loop refrigerant 15 of the heat pump installation and connects the backup section 7 by means of actuators 33, 34, 35, 36.
Отклонение влагосодержания сушильного агента на входе в сушилку от заданного значения в сторону уменьшения маловероятно в связи с постепенным снижением коэффициента теплопередачи на охлаждающей поверхности за счет нарастания во времени снеговой шубы в процессе осушения сушильного агента. Deviation of the moisture content of the drying agent at the inlet of the dryer from the set value to the downward direction is unlikely due to the gradual decrease in the heat transfer coefficient on the cooling surface due to the increase in time of the snow coat during the drying of the drying agent.
При переключении секций 7 и 8 испарителя 6 с режима регенерации на рабочий режим и наоборот микропроцессор 25 осуществляет переключение потока сушильного агента, подаваемого на осушение, посредством исполнительного механизма 37 таким образом, чтобы его подача осуществлялась сначала в секцию, работающую в режиме регенерации, а потом в рабочую секцию испарителя 6 теплонасосной установки. Исполнительные механизмы 33, 34, 35, 36, 37 работают синхронизировано. When switching sections 7 and 8 of the evaporator 6 from the regeneration mode to the operating mode and vice versa, the microprocessor 25 switches the flow of the drying agent supplied for drying by means of an actuator 37 so that it is supplied first to the section operating in the regeneration mode, and then in the working section of the evaporator 6 of the heat pump installation. Actuators 33, 34, 35, 36, 37 operate in synchronization.
В процессе сушки микропроцессор 25 непрерывно осуществляет слежение за влажностью высушенного продукта с помощью датчика 22. При отклонении текущего значения влажности высушенного продукта от заданного в сторону увеличения микропроцессор 25 уменьшает расход влажного продукта в линии 10 с помощью исполнительного механизма 26, а при отклонении текущего значения влажности высушенного продукта от заданного в сторону уменьшения - увеличивает расход влажного продукта в линии 10. In the drying process, the microprocessor 25 continuously monitors the humidity of the dried product using the sensor 22. When the current moisture value of the dried product deviates from the set upward direction, the microprocessor 25 reduces the consumption of the wet product in line 10 using the actuator 26, and when the current humidity value deviates dried product from the set in the direction of reduction - increases the flow of wet product in line 10.
В качестве конкретного примера по реализации способа приводится процесс сушки солода в вертикальной непрерывно действующей солодосушилке, установленной на пивзаводе "Воронежский". As a specific example of the implementation of the method, the process of drying malt in a continuously operating vertical malt dryer installed at the Voronezh brewery is given.
Мягкие низкотемпературные режимы сушки с пониженным влагосодержанием сушильного агента (воздуха) позволяют снизить влажность солода с 44-45% до 3-3,5% за 24 ч и обеспечить его высокую ферментативную активность. Soft low-temperature drying regimes with reduced moisture content of the drying agent (air) can reduce the malt moisture from 44-45% to 3-3.5% in 24 hours and ensure its high enzymatic activity.
Пределы регулирования температуры, расхода и влагосодержания воздуха на входе в сушилку обоснованы в литературе (Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности. Попов В.И., Кретов И.Т., Стабников В.Н., Предтеченский В. К. 6-е изд. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983) и соответственно составляют: 293-353 К; 24000 м3/ч; 0,001-0,005 кг/кг.The limits of regulation of temperature, flow rate and moisture content of air at the inlet to the dryer are justified in the literature (Technological equipment of fermentation industry enterprises. Popov V.I., Kretov I.T., Stabnikov V.N., Predtechensky V.K. 6th ed. - M .: Light and food industry, 1983) and accordingly comprise: 293-353 K; 24000 m 3 / h; 0.001-0.005 kg / kg.
Для подготовки отработанного воздуха к последующей сушке в линии рециркуляции сушильного агента 12 установлена теплонасосная установка со следующими техническими данными:
Хладопроизводительность - 30-40 кВт
Хладагент(фреон-12) - R12
Тип компрессора - поршневой одноступенчатый
Площадь охлаждающей поверхности испарителя - 68,9 м2
С помощью датчиков 16, 19, 21 информация о текущей производительности сушилки по влажному продукту, например 368 кг/ч, и его температуре после предварительного нагрева в камере 3, например 301 К, передается в микропроцессор 25, который по заложенному в него алгоритму устанавливает расход воздуха, например 24000 м3/ч, воздействием на мощность регулируемого привода вентилятора 2 с помощью исполнительного механизма 27 и температуры воздуха на входе в сушилку, например 333 К, воздействием на мощность привода компрессора 5 теплонасосной установки.To prepare the exhaust air for subsequent drying, a heat pump installation with the following technical data is installed in the recirculation line of the drying agent 12:
Cooling capacity - 30-40 kW
Refrigerant (Freon-12) - R12
Compressor Type - Single Stage Piston
The area of the cooling surface of the evaporator is 68.9 m 2
Using sensors 16, 19, 21, information about the current dryer performance for a wet product, for example 368 kg / h, and its temperature after pre-heating in a chamber 3, for example 301 K, is transmitted to the microprocessor 25, which sets the flow rate according to the algorithm laid down in it air, for example 24000 m 3 / h, by affecting the power of the variable-speed drive of the fan 2 using the actuator 27 and the air temperature at the inlet to the dryer, for example 333 K, by affecting the drive power of the compressor 5 of the heat pump installation.
Отработанный воздух, отдав часть своего тепла на подогрев влажного солода в теплообменнике 3 с температурой, например 304 К, направляют по линии рециркуляции 12 в теплообменник-рекуператор 4, в котором за счет теплообмена путем теплопередачи через его рабочую поверхность между отработанным сушильным агентом, обладающим высоким температурным потенциалом, и сушильным агентом с низким температурным потенциалом, поступающим из рабочей секции испарителя 8 с температурой, например 278 К, достигается снижение температуры отработанного сушильного агента до температуры, например 296 К, который затем подают в резервную секцию испарителя 7, работающую в режиме регенерации. При размораживании снеговой шубы на охлаждающей поверхности этой секции обеспечивается снижение температуры воздуха, например до 288 К, с которой он подается на кондиционирование (осушение и охлаждение) в рабочую секцию 8 испарителя 6, что позволяет снизить нагрузку на испаритель. Осушение воздуха в рабочей секции 8 испарителя 6 сопровождается образованием снеговой шубы на охлаждающей поверхности за счет конденсации влаги из отработанного воздуха и снижением его температуры, например до 278 К. The exhaust air, having given part of its heat to the heating of moist malt in a heat exchanger 3 with a temperature of, for example, 304 K, is sent via a recirculation line 12 to a heat exchanger-recuperator 4, in which due to heat transfer through its working surface between the spent drying agent having a high temperature potential, and a drying agent with a low temperature potential coming from the working section of the evaporator 8 with a temperature of, for example, 278 K, a decrease in the temperature of the spent drying agent to a temperature of, for example, 296 K, which is then fed to the backup section of the evaporator 7, operating in the regeneration mode. When the snow coat is thawed on the cooling surface of this section, the air temperature is reduced, for example, to 288 K, from which it is supplied for conditioning (dehumidification and cooling) to the working section 8 of the evaporator 6, which reduces the load on the evaporator. The dehumidification of air in the working section 8 of the evaporator 6 is accompanied by the formation of a snow coat on the cooling surface due to condensation of moisture from the exhaust air and a decrease in its temperature, for example, to 278 K.
Осушенный в рабочей секции 8 воздух до влагосодержания, например 0,005 кг/кг, подается в теплообменник-рекуператор 4, нагревается до температуры, например 286 К, и подается в конденсатор 9 теплонасосной установки. Повышение температуры воздуха перед конденсатором позволяет снизить тепловую нагрузку на конденсатор 9. The air dried in the working section 8 until moisture content, for example, 0.005 kg / kg, is supplied to the heat exchanger-recuperator 4, heated to a temperature, for example 286 K, and fed to the condenser 9 of the heat pump installation. The increase in air temperature in front of the condenser can reduce the heat load on the condenser 9.
В процессе сушки непрерывно обеспечивается стабилизация температуры воздуха на входе в сушилку, например 333 К, текущее значение которой измеряют датчиком 20. По результатам рассогласования текущего и заданного значения температуры микропроцессор корректирует хладопроизводительность теплонасосной установки воздействием на мощность регулируемого привода компрессора 5 посредством исполнительного механизма 28. During the drying process, the air temperature at the inlet to the dryer is continuously stabilized, for example, 333 K, the current value of which is measured by the sensor 20. According to the results of the mismatch of the current and the set temperature values, the microprocessor corrects the cooling capacity of the heat pump unit by affecting the power of the adjustable drive of the compressor 5 by means of an actuator 28.
По информации датчика 24 о текущем влагосодержании воздуха на входе в сушилку 1 микропроцессор 25 корректирует соотношение расходов отработанного и свежего воздуха в линии 12 путем их изменения в линиях сброса 13 и подпитки 14 посредством исполнительных механизмов 29, 30. При отклонении влагосодержания сушильного агента от заданного значения, например 0,003-0,005 кг/кг, микропроцессор воздействует на соотношение расходов отработанного воздуха агента в линии сброса 13 и свежего воздуха, забираемого из атмосферы, в линии подпитки 14, сохраняя при этом соотношение этих расходов в заданном интервале значений, например 10:1. Если изменение соотношения расходов в пределах заданных значений не обеспечивает стабилизацию влагосодержания воздуха на входе в сушилку, что свидетельствует о недостаточном его осушении в рабочей секции 8 испарителя 6, то микропроцессор отключает рабочую секцию 8 из линии рециркуляции хладагента 15 теплонасосной установки и подключает резервную секцию 7 посредством исполнительных механизмов 33, 34, 35, 36. According to the information of the sensor 24 about the current moisture content of the air at the inlet to the dryer 1, the microprocessor 25 corrects the ratio of the flow rates of exhausted and fresh air in line 12 by changing them in the discharge lines 13 and make-up 14 by means of actuators 29, 30. When the moisture content of the drying agent deviates from the set value , for example, 0.003-0.005 kg / kg, the microprocessor affects the ratio of the agent’s exhaust air flow rate in the discharge line 13 and the fresh air taken from the atmosphere in the make-up line 14, while maintaining the ratio of these costs in a given range of values, for example 10: 1. If the change in the flow ratio within the specified values does not stabilize the moisture content of the air at the inlet to the dryer, which indicates that it is not sufficiently dried in the working section 8 of the evaporator 6, then the microprocessor disconnects the working section 8 from the recirculation line of the refrigerant 15 of the heat pump unit and connects the backup section 7 by actuators 33, 34, 35, 36.
Одновременно микропроцессор 25 осуществляет переключение направления движения потока воздуха в испаритель и обеспечивает выполнение необходимого условия его подачи сначала в секцию, работающую в режиме регенерации, а потом в рабочую секцию испарителя 6 теплонасосной установки. At the same time, the microprocessor 25 switches the direction of the air flow to the evaporator and ensures that the necessary conditions for its supply are met first in the section operating in the regeneration mode, and then in the working section of the evaporator 6 of the heat pump installation.
При отсутствии случайных возмущений, обусловленных возможными колебаниями начальной влажности исходного продукта, резким изменением темпа подачи его на сушку, технологическими сбоями в работе оборудования, подсосами в линии рециркуляции воздуха и др., процесс сушки осуществляется в режиме полного замкнутого цикла без выброса части отработанного воздуха. При этом исключается необходимость в подпитке осушенного воздуха свежим. Наличие же случайных возмущений немедленно отразится прежде всего на текущей величине влажности высушенного солода. In the absence of random disturbances caused by possible fluctuations in the initial moisture content of the initial product, a sharp change in the rate of its supply to drying, technological malfunctions in the equipment, suction in the air recirculation line, etc., the drying process is carried out in a complete closed cycle without ejecting part of the exhaust air. This eliminates the need for replenishment of dried air with fresh. The presence of random disturbances will immediately affect first of all the current moisture content of dried malt.
При отклонении текущей влажности высушенного солода от заданного значения, например 3,5% в сторону увеличения, микропроцессор уменьшает расход влажного солода в линии его подачи на сушку 10 до тех пор, пока текущее значение влажности высушенного солода не достигнет заданного, а при отклонении текущей влажности высушенного солода от заданного значения в сторону уменьшения микропроцессор увеличивает расход влажного солода в линии 10. If the current humidity of the dried malt deviates from the set value, for example, 3.5% upward, the microprocessor reduces the consumption of wet malt in its supply line to the dryer 10 until the current humidity value of the dried malt reaches the set value, and when the current humidity deviates dried malt from a given value in the direction of decreasing the microprocessor increases the consumption of wet malt in line 10.
Таким образом, предлагаемый способ автоматического управления по сравнению с базовым имеет следующие преимущества:
- обеспечивает реализацию неиспользованных резервов рекуперации тепла отработанного сушильного агента;
- позволяет эффективно использовать низко- и высокотемпературный потенциал сушильного агента в теплонасосных сушильных установках с целью максимального использования;
- стабилизирует температуру сушильного агента на входе в сушилку путем коррекции хладопроизводительности теплонасосной установки воздействием на мощность привода компрессора, что позволяет исключить из схемы калорифер;
- обеспечивает снижение тепловых нагрузок на конденсатор и испаритель теплонасосной установки, что позволяет снизить энергозатраты на единицу массы высушенного продукта на 10...15%.Thus, the proposed method of automatic control in comparison with the base has the following advantages:
- ensures the implementation of unused reserves of heat recovery of the spent drying agent;
- allows you to effectively use the low and high temperature potential of the drying agent in heat pump drying plants in order to maximize utilization;
- stabilizes the temperature of the drying agent at the inlet to the dryer by adjusting the refrigerating capacity of the heat pump unit by affecting the compressor drive power, which eliminates the heater from the circuit;
- provides a reduction in thermal loads on the condenser and evaporator of the heat pump installation, which allows to reduce energy consumption per unit mass of the dried product by 10 ... 15%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001130844/06A RU2204097C1 (en) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | Drying-process automatic control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001130844/06A RU2204097C1 (en) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | Drying-process automatic control method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2204097C1 true RU2204097C1 (en) | 2003-05-10 |
Family
ID=20254283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001130844/06A RU2204097C1 (en) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | Drying-process automatic control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2204097C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698143C1 (en) * | 2018-10-31 | 2019-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Титан" | Method for drying products and device for its implementation |
-
2001
- 2001-11-13 RU RU2001130844/06A patent/RU2204097C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698143C1 (en) * | 2018-10-31 | 2019-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Титан" | Method for drying products and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107166902B (en) | Multifunctional heat pump drying device | |
| CN109237925B (en) | Heat pump control system for dehumidification and drying | |
| CN203823945U (en) | Air conditioning system | |
| WO2020114148A1 (en) | Precise temperature-control-type heat pump hot blast stove control system and control method | |
| KR101409855B1 (en) | Heat pump type hot-air drying machine | |
| CN111365977B (en) | Control method of closed type variable frequency heat pump drying equipment | |
| CN107062541A (en) | Air-conditioning system and its control method of outdoor fan, device | |
| CN109405525B (en) | Self-adjusting dehumidifying and drying heat pump system | |
| RU2303213C1 (en) | Method of stabilizing characteristics of grain during drying | |
| CN114208505B (en) | Multipurpose grain storage machine capable of adjusting grain storage environment | |
| RU2204097C1 (en) | Drying-process automatic control method | |
| CN110388815A (en) | The multi-air condition system and its working method dry for grain depot | |
| RU2510479C1 (en) | Control method of grain drying and storage processes | |
| CN109405283A (en) | A kind of accurate temperature controlling type heat pump hot blast stove system | |
| CN110455067A (en) | Double stage heat pump runner combined type silo drying system | |
| CN110645646A (en) | Heat recovery type double-cold-source fresh air dehumidifier and control method thereof | |
| RU2276763C1 (en) | Mode of automatic control of a drying process | |
| CN106288090B (en) | Integral energy-saving type hot flash drying system | |
| RU2117228C1 (en) | Method of automatic control of drying process | |
| CN103712298A (en) | Air conditioning device for precisely controlling high-efficiency thermo-hygrostat of a clean room by using waste heat | |
| CN111288786A (en) | Closed type variable frequency heat pump drying equipment with heat regenerator and control method thereof | |
| JP2023523885A (en) | Method and system for supplying dry air | |
| RU2150642C1 (en) | Method of automatic control of drying process | |
| CN117647072B (en) | Heat pump drying system with double evaporators and double condensers and operation control method | |
| RU2200288C1 (en) | Method for automatic control of drying process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031114 |