Nykyisten viilunkuivausmenetelmien kehittäminen

Tutkimuksessa tarkastellaan menetelmiä, joilla nykyisten viilunkuivureiden energiataloutta voitaisiin parantaa. Esitetään menetelmien teoriat ja tutkitaan niiden vaikutusta energiakustannuksiin ja kuivauskapasiteettiin pääasiassa erilaisia kuivauskaasun ohjaustapoja simuloimalla. Tarkastelun kohteena ovat kuivauskaasun nopeuden vaikutus, kuivurin segmentointi erilaisien osastoihin, vasta- ja myötävirtaperiaatteen käyttö kuivauskaasun ohjauksessa ja viilun esilämmitys kuivurin poistokaasuilla. Lisäksi tarkastellaan lämpöpumppujen käyttömahdollisuuksia viilunkuivureissa sekä määritetään kuivureiden vaippojen kautta tapahtuvien lämpöhäviöiden kustannukset. Kuivauskaasun optimaalinen suutinnopeus on noin 20 m/s. Nopeuden vähetessä kuivauskapasiteetti pienenee nopeammin kuin energiakustannukset ja nopeuden kasvaessa energiakustannukset kasvavat nopeammin kuin kuivauskapasiteetti lisääntyy. Laboratoriokuivauksissa saatiin samanlainen tulos. Kuivurin segmentoinnilla voidaan energiankulutusta vähentää siten, että kuivurin loppupäähän järjestetään lievemmät kuivausolosuhteet kuin kuivurin alku- ja keskiosassa. Tällöin myös kuivauskapasiteetti pienenee. Saavutettava hyöty on kuitenkin marginaalisen pieni. Korvausilman sisäänotto- ja kuivauskaasujen poistojärjestelyiden vuoksi nykyisten telakuivurien alkupää toimii myötävirtausperiaatteella ja loppupää vastavirtausperiaatteella. Puhdasta vastavirtausta käyttämällä voidaan energiankulutusta pienentää noin yhden prosentin verran puhtaaseen myötävirtaustapaukseen verrattuna. Kapasiteetti on lähes riippumaton virtaussuunnasta. Kuivurin poistoilmaa voidaan erilaisin järjestelyin käyttää viilun esilämmitykseen. Edullisimmassa tapauksessa energiankulutus vähenee noin 8 % ja kapasiteetti kasvaa lähes 10 %. Koska lämmöntalteenottolaitoksen tuotto pienenee vähintään säästetyn energiamäärän verran, on esikuivuri-investointia syytä verrata samanpituiseen kuivurin normaaliin jatko-osaan, jolla saavutetaan 20 %:n kapasiteetin lisäys ilman energian säästöä. Nykyisien tunnettujen lämpöpumppusysteemien käytön viilunkuivureissa estää kuivauslämpötila. Kylmäaineet ja konetekniikka eivät toimi kuivureiden 160 - 200 °C:n lämpötiloissa. Myös teoreettisesti hyöty jäisi korkean lämpötilan johdosta pieneksi. Käytännön lämpökertoimeksi saataisiin noin 1,8, kun kerroin sahatavaran kuivauksessa voi olla yli 3. Viilunkuivureiden vaippojen kautta tapahtuvat lämpöhäviöt määritettiin infrapunakuvauksen avulla neljästä kuivurista. Lämpöhäviöiden kustannukset ovat vuodessa alle 20 000 mk/kuivuri