В. Якушенко
стр. 1
19.06.2008
ОСУШЕНИЕ ВОЗДУХА ХОЛОДНОЙ ВОДОЙ – ПУГАЛО ГРИБОВОДОВ
ВВЕДЕНИЕ Недавно Алексей Присяжнюк (организатор этого сайта) вернулся из Киева. С выставки «Грибная индустрия». И попросил меня изложить мое мнение о возможности осушения воздуха при его контакте с холодной водой. Обычно я работаю над статьей только в том случае, если считаю, что публикация материала может помочь грибоводам. Каждая статья занимает много времени. Очень много. Публикация статьи, надеюсь, влияет на рейтинг. Но не приносит немедленной денежной отдачи. А тут постоянные разъезды. Работа с клиентами. Если накопился материал, если есть возможность урывками в течение 2 – 3 месяцев сделать небольшую, но, на мой взгляд, полезную работу – делаю. К таким работам отношу недавно размещенный на этом сайте рассказ – рекомендацию по способу врезки сопел в п/э воздуховод. Алексей настаивал. Я предложил ему обсудить эту тему на форуме. Получилось грамотное спокойное обсуждение. Приятно читать. Не то, что некоторые темы. Тем не менее, Алексей продолжал настаивать. И, наконец, привел доводы, которые вынудили меня сесть за эту работу. Впрочем, о решающих доводах Алексея - в заключении. Итак, моя личная история распыляемой воды.
с проблемой воздухоподготовки с помощью
2001 год. «САТУРН». Новочеркасск. ИНКУБАЦИЯ. ПРОБЛЕМА ПЕРВАЯ. Приближается весна. Температура на улице медленно поднимается и приближается к 0 0С. Объем производства качественного субстрата возрос до 120 140 тонн в месяц. Мы уверенно приближались к перегреву субстрата на инкубации. Но в «САТУРНЕ» было две скважины с дебетом по 14 тонн воды в час. Когда мы начали постоянную эксплуатацию этих скважин, температура получаемой воды установилась на уровне 9 0С. И здесь же за забором был не достроенный тепличный комплекс. А на этом комплексе были смонтированные, но не работавшие двухтрубные водовоздушные калориферы нагрева. И эти калориферы удалось купить по цене металлолома! В огромной камере инкубации мы смонтировали три установки рециркуляции – охлаждения воздуха.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко Примерно
стр. 2
19.06.2008 вот
так:
Где: 1 – фильтр; 2 – вентилятор; 3 – установленные последовательно три двухтрубных калорифера. Т.е. получили самодельный шеститрубный калорифер. 4 – п/э воздуховод с соплами; 5 – стрелки – движение воздуха. Отработанная теплая вода накапливалась в емкости – заглубленная в землю ж/д цистерна. Далее поступала на приготовление субстрата, на форсунки увлажнения воздуха в камеры выращивания грибов… Система работала хорошо. Было непривычно легко без всяческих приключений регулировать температуру в инкубации. Просто повернуть вентиль – изменить расход холодной воды… Прошло некоторое время. Генеральный директор внес некоторое дополнение в работающую систему. Вот такое:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко стр. 3 19.06.2008 Между стеллажами с субстратными блоками протянули пластиковые трубопроводы, в которые врезали форсунки от садовых опрыскивателей. Давление в системе, создаваемое непосредственно погружными скважными насосами (ЭЦВ) оказалось достаточным для получения достаточного распылы. Вернее того распыла, который в то время казался достаточным. Эффект, вернее его незначительность, меня несколько удивил. Дополнительно к существующей системе охлаждения мы стали распылять в воздухе замкнутого помещения тонну воды в час. Температура воды – 9 0С. Пол мокрый. Текут ручейки. А температура воздуха в помещении инкубации снизилась примерно на 0,2 - 0,5 градуса. Влажность воздуха возросла с 90 – 92 % до 95 %. И все. А я то боялся влажности 100 %. Незадолго то того я купил за бешеные деньги (600 долларов – жена до сих пор не знает!) два потрепанных тома P. Stamets. И зачитывался им. Нет, никакой 100 % влажности. И великолепное дружное образование примордиев. Все по Stamets-у. Примерно в это же время мне повезло познакомиться с двумя пенсионерами, бывшими сотрудниками Новочеркасского Политеха. Оба всю жизнь работали с системами подготовки и очистки воздуха в шахтах и карьерах. Вот их версия происходившего в камере инкубации: Да, мы распыляем в воздухе воду с температурой 9 0С. Температура этого воздуха около 18 0с при относительной влажности 90 – 92 %. Точка росы этого воздуха около 17,5 0С. Капли относительно небольшие, отношение площади поверхности к объему большое. Относительная скорость испарения такой капли велика. Вокруг капли очень быстро формируется тонкий пограничный слой НАСЫЩЕННОГО водой воздуха. Теплота конденсации воды при этих температурах порядка 2 470 кДж/кг. Теплоемкость воды = 4,2 кДж/кг*град. Масса капли невелика, и капля еще больше остывает! И все. Не смотря на увеличение перепада температур, процесс дальше практически не идет. Интенсивность теплообмена невелика. Процесс дальнейшего испарения блокирован. Капля небольшая, скорость ее движения относительно воздуха невелика. С одной стороны нет условий для срыва пограничного слоя воздуха. С другой – время контакта капли с воздухом слишком мало, что бы стал значимым теплообмен… Периодическое открывание дверей инкубационного помещения, щели в дверных проемах, в стенах и потолке (пленочный самодельный сэндвич) дают минимальную вентиляцию. Несмотря на опасения, мы не получили 100 % влажность воздуха. ИТАК: ожидаемый эффект осушения воздуха за счет его контакта с распыленной холодной водой нам не помешал вследствие его малозначительности!
2001 год. «САТУРН». Новочеркасск. ВЫГОНКА. УВЛАЖНЕНИЕ ПАРОМ. Вернемся немного назад. Осень. Огромная камера выгонки. Отгорожена от улицы пленочной стенкой. Выполнили межкамерные перегородки из самодельного сэндвича: Деревянный брус. Плоский шифер. Минвата 50 мм. И внешнюю (уличную) стенку из того же сэндвича, но с минватой толщиной 100 мм. Для четырех камер рассчитали климатические блоки на основе все тех же тепличных теплообменников. И заказали эти климат блоки. Два из них оплатили,
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко стр. 4 19.06.2008 получили и смонтировали в двух камерах. В том же «САТУРНЕ» в мицельном и субстратном производстве использовались самодельные электрические парогенераторы производительностью 200 кг пара в час. На складе оказались запасные – их мы и смонтировали в 2-х новых камерах выращивания. Сколько «экспертов» приезжало в гости и предрекало неудачу увлажнения паром – это совсем другая история. Напомню, что в то время Интернет был большой экзотикой, доступной избранным в областных центрах. И столь очевидное сейчас увлажнение воздуха паром некоторые воспринимали как, в лучшем случае, весьма сомнительную затею.
УВЛАЖНЕНИЕ РАСПЫЛЕНИЕМ ТЕПЛОЙ ВОДЫ Еще две камеры остались без климатических установок. Но приближается весна, тепло. И придумали временное решение. Вот такую самодельную водяную стенку:
Во внешней торцевой стене 2-х камер выращивания пробили отверстия, установили вытяжные осевые вентиляторы. Придумали, как распределить движение воздуха по ВСЕМ междурядьям. (Стеллажи ориентированы вдоль камеры.) А с противоположной стороны камеры утроили водяную форсуночную стенку. Те же самые форсунки. Направление факелов распыла против движения воздуха. «Лабиринт» для увеличения времени контакта капель воды с воздухом. Запустили. Эффективность небольшая. Подняли метеоархивы на районной метеостанции. Пришлось учиться работать с ID – диаграммой. (В грибоводстве – диаграмма Мольера.) Явно летом не сможем выращивать грибы. Пришлось опять обратиться к тем же специалистам. Вернее, я и не прекращал с ними общаться. Они и объяснили причину – слишком крупная капля. Об аэрозольных генераторах в то время еще не мечтали. О форсунках высокого, более 70 атм., давления только читали. Да слушали рассказы везунчиков, побывавших на фермах «Евро Субстрата». Пневмофорсунки – просто недоступны из за дороговизны компрессорной станции.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко Вот решение:
стр. 5
19.06.2008
Прежние форсунки тангенциального типа, которые давали размер капли в районе 100 мкм выкинули. Вместо них установили стандартные, используемые в сельхоз химии, дешевые щелевые форсунки с размером капли порядка 200 мкм. Рассчитали необходимые параметры насоса, что бы обеспечить требуемую скорость вылета капель из форсунки. Рассчитали расстояние от форсунки до стенки, в которую должен бить поток капель. Цель – доступным дешевым способом получить капли размером до 60 мкм. Т.е. получили требуемые капли за счет РАЗБИВАНИЯ о стенку высокоскоростного потока крупных капель!!! На форсунки направили уже отработанную теплую воду после теплообменников инкубационной и двух других камер выгонки. При наружном воздухе температурой около 32 градусов при влажности 40 % получали воздух на входе в камеру влажностью 95 % при температуре порядка 22 градусов. Рекорд эффективности такой водяной стенки был поставлен во время суховея – она сбивала температуру подаваемого воздуха на 14 – 16 градусов!!! Грибы нормально росли. Правда, белесые. Еще один недостаток той водяной стенки – вода попадала на пол. В конечном итоге в канализацию. Хотя, мы ее так и так выливали… Но потом начались летние теплые дожди. Эффективность водяной стенки снизилась до 1 градуса. В отдельные моменты до 0,5 градуса… Механизм понятен. Смысла его обсуждать нет. Уже готовые климатические блоки с калориферами все не выкупаем. Возникла идея попробовать охладить воздух прямым контактом с холодной водой НИЖЕ точки росы. Опять работа с профессионалами. И специалисты предложили совершенно неожиданное для меня решение: оросительная камера вертикальной компоновки. Многоярусное расположение ДУШЕВЫХ головок. Противоток теплого влажного наружного воздуха и капель холодной воды.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко
стр. 6
19.06.2008
Что-то вроде этого:
Два недостатка: 1 - Высота только промывочной камеры превышала 6 метров. Установка просто не вписывалась в цех. 2 – Расчетный расход холодной воды был таков, что если бы мы запустили такую установку на ОДНУ камеру выгонки, то оставили бы без охлаждения ЧЕТЫРЕ других! ИТОГ: использовать обсуждаемый эффект охлаждения – осушения воздуха за счет его прямого контакта с холодной водой оказалось нереальным. А вот использование эффекта вторичного распыла высокоскоростного потока крупных капель в своей работе использовал неоднократно.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко
стр. 7
19.06.2008
2002 – 2004 год. КОМПАНИЯ «ВЕК». РОСТОВ. ФЕРМА «ГРИБОВ ДОЛ» Увлажнение воздуха форсунками в воздуховоде.
Где: 1 – воздуховод; 2 – вентилятор; 3 – емкость оборотной воды с поплавковым клапаном уровня; 4 – насос; 5 – фильтр; 6 – подача воды, возмещение расхода; 7 – трубопровод воды; 8 – трубопровод с форсунками внутри воздуховода; 9 – возврат воды в емкость накопитель. Прошу обратить внимание на тонкость: скоростные струи крупных капель НЕ ДОЛЖНЫ быть направлены ВНИЗ. Иначе они попадают в стекающую по нижней части воздуховода воду. Вторичный распыл не происходит! Идея форсуночного распыления воды с возвратом ее в бак оборотной воды оказалась очень удачной. Стали возникать различные модификации подобных систем…
2004 - 2005 год. Харьков. ОХЛАЖДЕНИЕ – ОСУШЕНИЕ ХОЛОДНОЙ ВОДОЙ. 2004 год. Харьков. «Дары Земли». Проект вешенного комплекса в п. Мартовая. Здание бывшего промышленного холодильника. Отличная теплоизоляция. ППУ сэндвич толщиной 180 мм! Планируется 14 камер выращивания. Каждая на 30 - 35 тонн субстрата. Проектировщики, название организации и имя ГИПа не называю, для охлаждения – осушения воздуха в летний период заложили именно камеры орошения. Горизонтальная компоновка. Многосекционный ввод воды. Распылительные головки вроде душевых. Длина каждой камеры орошения, только самой камеры, кажется, более 10 метров! Это при длине камеры выращивания = 18 метров. Блок камер
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко стр. 8 19.06.2008 орошения должен был занять ¼ всего корпуса!!! Расход воды с температурой 7 градусов – 7 м3/час на камеру. Обратился к специалистам фирмы «ЮТАМ» и НИИ Проблем Машиностроения в Харькове. Они не увидели ничего нереального в таком решении. Вот только, по их мнению, требуемый расход холодной воды был значительно занижен! Кажется, по их расчетам необходимо было подавать то ли 10, то ли 12 кубов холодной воды в час на камеру!!! Рабочим решением оказался значительно более компактный климатический блок. Калориферы которого требовали всего 2 м3/час холодной воды при том же входящем воздухе. ИТОГ: опять не удалось поставить на службу грибоводству эффект охлаждения – осушения воздуха вследствие его прямого контакта с холодной водой…
2005 год. Харьков. АЭРОЗОЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ. Недостатки форсуночных систем увлажнения воздуха: - необходимость фильтрации воды - форсунки засаливаются, необходимо их часто менять, обрабатывать кислотой. - большие объемы форсуночных камер увлажнения. - сложность регулировки производительности такой камеры. Давление подаваемой воды снизить не можем – иначе падает качество «распыла» воды. Приходится включать/отключать группы форсунок. Основное преимущество – ДЕШИВИЗНА!!! Это преимущество ставит форсуночные камеры увлажнения вне конкуренции для небольших грибных ферм. Если считаете необходимым, напишите администратору сайта Алексею Присяжнюку – он выложит фотографию дешевой форсуночной камеры увлажнения. Такая камера проработала на его предприятии более 2-х лет. В 2005 году в Харькове я, наконец, познакомился с итальянским аэрозольным генератором АС-160:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко стр. 9 19.06.2008 Замечательная вещь. Его характеристики описаны в статье – «Методы увлажнения…» - на этом же сайте. Производительность по воде – порядка 120 литров в час. Очень дорогие. Последняя цена в этом году в Киеве была = 2 075 Евро… Тем не менее, прекрасный генератор. На сегодняшний день России и Украине я знаю 9 крупных камер выращивания вешенки, в которых этот канальный «аэрозольник» успешно используется при подготовке воздуха. В этом году Александр Филатов из Киева поставил в Украину еще один аэрозольный генератор – UCP:
Так же великолепное качество распыла. Размер капель воды порядка 5 – 8 мкм!!! Только меньшая производительность по воде. По паспорту – 30 литров в час. Два года назад произошел прорыв - в Херсон из Молдавии привезли образец самодельного аэрозольного генератора. Испытания проводились на ферме хозяина этого сайта:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко стр. 10 19.06.2008 Фотоотчет этих испытаний с результатами замеров я отдал Алексею. Он все еще его не выложил? Забыл, может быть. Люди у нас изобретательные. И довольно скоро в Херсоне появилась реплика этого аппарата:
Максимальная производительность по распыляемой воде до 60 литров час. Правда, пролив воды при этой производительности более 40 литров в час. Но мы ведь давно уже научились возвращать воду емкость оборотной воды. Два таких генератора заменяют один АС-160. А стоят всего 500 долларов за штуку. Идею быстро подхватили. Сейчас самодельные «аэрозольники» такого типа делают для себя в Ростовской области (уже более десятка); в Смоленске – 4 штуки; в …
АЭРОЗОЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ, ФОРСУНОЧНЫЕ КАМЕРЫ УВЛАЖНЕНИЯ, УВЛАЖНЕНИЕ ПАРОМ… Судя по спокойному, профессиональному обсуждению темы на сайте, нет необходимости возвращаться к ID - диаграмме…
ЗИМА: Зимой, при подготовке воздуха, для его увлажнения после нагрева можно использовать: - впрыск пара - форсуночные камеры увлажнения - аэрозольные генераторы - комбинацию аэрозольного генератора и форсуночной камеры увлажнения - комбинацию впрыска пара и аэрозольного генератора Все эти способы успешно используются в различных хозяйствах. Какой способ предпочесть? Каждый решает сам. Как мне кажется, в данном случае определяющим
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко стр. 11 19.06.2008 является не физика протекающих процессов, а техническое оснащение предприятия, объем подготавливаемого воздуха и, безусловно, экономика конкретного предприятия.
ЛЕТО: Летом, конечно же, увлажнение паром не может быть использовано! На практике возможны следующие варианты: 1) Использование чилера. В этом случае система увлажнения при подготовке воздуха, как правило, простаивает. Пример – Ольговка Херсонской области. Лето 2005 года. Камеры выращивания на 50 – 55 тонн субстрата. Сейчас это предприятие уже утратило былую славу. Причины не технологического характера. 2) Маломощная холодильная машина. Включается только в пиках жары. Основное снижение температуры идет за счет испарения распыленной воды. Пример: прошлое лето. Горловка Донецкой области. Камера на 80 тонн субстрата. Холодильная машина 10 кВт по холоду + АС-160. 3) Самый замечательный для вешенщиков вариант – использование только мелкодисперсного распыления воды. Возможен лишь в областях с сухим воздухом во время летней жары. Используется в Новочеркасске с 2001 года, в Ростовской области с 2002 года, в Херсоне – уже третий сезон. Может быть, Вы читали в «ШГ» о «БиАгро» - тоже летняя работа с форсуночным увлажнением – охлаждением воздуха без его осушения… А вот в хозяйстве «АЙЛАНТ» под Краснодаром - только чилера! Летом жара достигает 40 0С при влажности воздуха свыше 65 %!
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Наверное, я все же благодарен Алексею Присяжнюку. Он настоял на написании этой заметки. А так как Алексей на форуме написал: «некоторые очень уважаемые грибоводы, консультанты и инженеры (Резник, Кравчук, Любовь Николаевна из Горловки, Анна и Марина из Смелы и др.) всегда подчеркивают этот момент: "Если вода холоднее воздуха, то происходит
то, благодаря этому я, после огромного перерыва, вновь позвонил Анне Евгеньевне (Технолог). Очень рад. И вспомнил прошлогодний визит в г. Смелы – предприятие «Фаворит». Я тогда получил огромное удовольствие от знакомства с предприятием. Грамотно, остроумно спроектирована система распределения воздуха в камерах выращивания. И, что чрезвычайно важно, дешевая в исполнении. Грамотные блоки подготовки воздуха. Осталось чувство досады от плохой работы форсуночных камер увлажнения воздуха. Причина банальная и частая: деньги выделили не на рассчитанные насосы и форсунки, а на дешевые! А крайний – технолог… Там же Марина Михайловна. Специалист и вместе с этим жесткий организатор производства. Качества, редко встречающиеся у одного человека. Тем более у нашей прекрасной половины. Вспомнил и историю знакомства с великолепным инженером – Резником Виталием Александровичем. Мы более года общались по телефону, в Интернете. осушение"»,
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В. Якушенко стр. 12 19.06.2008 Потом знакомство в 2007 году в Святогорске. Прекрасный доклад. Четкие, технически грамотные формулировки. В нашей отрасли я от них, наверное, отвык. Теперь часто привожу в качестве примера. Цитирую. Но вернусь к основной теме: осушение воздуха при прямом контакте с холодной водой.
Да, этот эффект существует. Навредить грибам в наших условиях не может. Использовать его во благо? Не получается. Вывод: Тема надуманная. Тренировка нашего ума. И не стал бы отнимать два дня от работы над реальным проектом. Но, хозяин нашего сайта, Алексей Присяжнюк весьма образно рассказал мне как г-н С. Б. Кравчук («Биотехнология», Донецк) объявил войну аэрозольным генераторам. Весьма эмоционально требует демонтировать и выбросить! Ссылается именно на обсуждаемый сейчас эффект. Это же рассказывают и другие знакомые: «Зимой только пар! Летом? Ну, летом, можно допустить и форсунки. Может быть. А вот «аэрозольники» – от лукавого. В Ы Б Р О С И Т Ь!!!» С г-м Кравчуком знаком с апреля 2005 года. ОЧЕНЬ умный человек. Специальное образование – для нашей отрасли это, к сожалению, не часто. Эрудиция. Знание очень многих предприятий по выращиванию вешенки. Политик. Хозяин крупнейшей в Украине мицельной фирмы. И просто ОЧЕНЬ обаятельный человек. Вот только его мицелий последние 2 – 3 года нестабильного качества… И вдруг такой человек ведет столь ожесточенную некорректную компанию. Причины этой войны, уверен, не технологического характера. Но это уже не ко мне… А «аэрозольники» выбрасывать не стоит – замечательная вещь! Для тех, кто понимает.
Рад был снова встретиться с Вами на форуме – уважаемые коллеги! В. Якушенко 19.06.2008
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com