АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ХМЕЛЕСУШИЛКИ С ЧАСТИЧНОЙ РЕКУПЕРАЦИЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
DOI 10.12737/2073-0462-2024-59-66 УДК 664.8/.9
Ключевые слова:
хмель, сушка, моделирование, тепломассоперенос.Аннотация
Сушка является неотъемлемой частью технологического процесса производства товарного хмеля. В зависимости от объемов производства и уровня автоматизации процесса существует несколько способов высушивания шишек хмеля, среди которых можно отметить конвективный, микроволновой и сублимационный. При этом сушилки обладают разными соотношениями качества и производительности. Снижение энергозатрат на сушку хмеля представляет собой важное направление в развитии хмелеводства. В связи с этим модернизация и анализ производительности хмелесушилок является актуальной задачей в текущих условиях удорожания производства. Цель исследования – анализ производительности хмелесушилки МХС-25, модернизированной путем установки теплового насоса в контур циркуляции воздуха и обладающей настраиваемой рекуперацией тепловой энергии. Температура воздуха в сушильной камере контролировалась в диапазоне 60 ± 2 °С. Время предварительного нагрева, необходимое для достижения температуры воздуха, составило примерно 0,5 часа, что соответствует приблизительно 5% от общего времени сушки хмеля. Сравнение измеренных значений энергопотребления с расчетными показало, что экспериментальные значения находились в диапазоне от 10,2 кВт-ч до 11,5 кВт-ч, что в среднем за время эксперимента составило приблизительно 10,85 кВт-ч. Соответственно, расчетные значения находились в пределах 8,9 кВт-ч и 10,2 кВт-ч при среднем значении 9,55 кВт-ч. Ряд экспериментов по сравнению производительности сушки с использованием частично разомкнутого цикла показал, что достижении температуры окружающей среды 24 °C и влажности 53% максимальное значение относительной скорости влагоотделения достигало 6,23 кг/(кВт·ч) с коэффициентом обхода 0,86, что было выше, чем для сушки с полностью замкнутым циклом 5,54 кг/(кВт·ч). Система с частичной рекуперацией тепла превосходит систему с полной рекуперацией с точки зрения энергоэффективности и повышения производительности сушки хмеля.
Литература
1. Исследование технологического процесса сушки хмеля в сушилке ПХБ-750 / А. О. Васильев, Р. В. Андреев, Е. П. Алексеев [и др.] // Вестник Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 1(8). С. 96-102.
2. Оськин С. В., Цокур Д. С., Лоза А. А. Параметры сушилки сельскохозяйственной продукции // Техника и оборудование для села. 2022. № 11(305). С. 40-43.
3. Лакомов И. В., Помогаев Ю. М. Энергетическая эффективность применения тепловых насосов при сушке сельскохозяйственного сырья // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2017. № 1(52). С. 109-113.
4. Учетное обеспечение обоснования затрат хмелеводства при его государственном субсидировании (на примере Чувашской Республики) / Е. А. Иванов, Л. Ю. Малинина, Н. Н. Пушкаренко [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2021. Т. 16. № 4(64). С. 96-104. – doi: 10.12737/2073-0462-2022-96-104.
5. Лакомов, И. В., Помогаев Ю. М. Принципы энергосберегающей технологии сушки // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2016. № 1(48). С. 70-74.
6. Испытание мобильной хмелесушилки с оптимизированным тепловым балансом / А. О. Васильев, Р. В. Андреев, Е. П. Алексеев и др. // Вестник Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 3(14). С. 74-80.
7. Design and experimental study of an air source heat pump for drying with dual modes of single stage and cascade cycle /S. Jiubing, G. Ting, T. Yafen, et al. //Applied Thermal Engineering. 2017. vol.129. P. 280-289.
8. Plando, Jr. Performance Evaluation of Heat Pump Systems for Cold Climate Regions. International //Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology. 2023. Vol.07. P.872-876.
9. Performance Analysis of Heat Pump Dryer with Unit-Room in Cold Climate Regions / Y. Qingyun, C. Lin, L. Mao, et al. //Energies. 2019. 12(16):3125.
10. Thermal characteristics of a novel enclosed cascade-like heat pump dryer used in a tunnel type drying system /D. Quancheng, W. Dechang, Li Xuerui, et al. //Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 155. P.206-216.
11. Исследование параметров работы дегидратора для реализации конвективной сушки влагосодержащих пищевых продуктов / Е. Н. Неверов, И. А. Короткий, А. К. Горелкина, А. Е. Задесенец и др.// Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 2(70). С. 466-479.
1. Vasilev AO, Andreev RV, Alekseev EP. [Study of the technological process of drying hops in the PKhB-750 dryer]. Vestnik Chuvashskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2019; 1(8). 96-102 p.
2. Oskin SV, Tsokur DS, Loza AA. [Parameters of the agricultural product dryer]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2022; 11(305). 40-43 p.
3. Lakomov IV, Pomogaev YuM. [Energy efficiency of using heat pumps in drying agricultural raw materials]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017; 1(52). 109-113 p.
4. Ivanov EA, Malinina LY, Pushkarenko NN. [Accounting support for the justification of the costs of hop farming with its state subsidies (on the example of the Chuvash Republic)]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021; Vol. 16. 4(64). 96-104 p. – doi: 10.12737/2073-0462-2022-96-104.
5. Lakomov IV, Pomogaev YuM. [Principles of energy-saving drying technology]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016; 1(48). 70-74 p.
6. Vasilev AO, Andreev RV, Alekseev EP. [Testing of a mobile hop dryer with optimized heat balance]. Vestnik Chuvashskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2020; 3(14). 74-80 p.
7. Jiubing S, Ting G, Yafen T. Design and experimental study of an air source heat pump for drying with dual modes of single stage and cascade cycle. Applied thermal engineering. 2017; Vol.129. 280-289 p.
8. Plando Jr. Performance evaluation of heat pump systems for cold climate regions. International Journal of advanced research in science, communication and technology. 2023; Vol.07. 872-876 p.
9. Qingyun Y, Lin C, Mao L. Performance analysis of heat pump dryer with unit-room in cold climate regions. Energies. 2019; 12(16): 3125.
10. Quancheng D, Dechang W, Xuerui Li. Thermal characteristics of a novel enclosed cascade-like heat pump dryer used in a tunnel type drying system. Applied thermal engineering. 2019; Vol.155. 206-216 p.
11. Neverov EN, Korotkiy IA, Gorelkina AK, Zadesenets AE. [Study of the operating parameters of a dehydrator for the implementation of convective drying of moisture-containing food products]. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professionalnoe obrazovanie. 2023; 2(70). 466-479 p
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2026 ВЕСТНИК Казанского государственного аграрного университета
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
