МЕТОДЫ УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА

МЕТОДЫ УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА
Часть первая
Лирическое отступление № 1
Наверное, я завистливый человек. Я очень завидую людям, владеющим даром слова.
Году в 1969 я учил аналитическую геометрию по учебнику И. Привалова. Учебник был
1963 года, издание 13-е! До сих пор помню удовольствие от этого учебника. Вы можете себе
представить, что бы нормальный ученик получал удовольствие от учебника? А этой весной на
книжном рынке в Киеве встретил тот же учебник, но уже 2004 года издания…
В молодости я довольно серьезно увлекался аквариумистикой. В книгах почти всех
авторитетов обязательно встречал ссылки на книгу Николая Федоровича Золотницкого
«Аквариум любителя» изданную еще в начале 20-го века. Книгу эту мне удалось прочитать в
1994 году. Для меня она была откровением! Именно так надо писать практические пособия.
Особенно наслаждался фразами вроде: «…но лучше пройти в следующий ряд. Там
мастеровой возьмет с Вас не рубль, а копеек 60. Да большего эта работа и не стоит.»
Первую попытку написать практическую статью в стиле Золотницкого я предпринял в
прошлом году. (ВЕШЕНКА. Скрытые потери и упаковочные пленки.) Потратил время и деньги.
Обзвонил торговых фирмы различных регионов. Привел в статье адреса, телефоны фирм,
которые торгуют настоящими дышащими пленка для упаковки грибов в Краснодаре, Ростове,
Москве, Саратове… Цены на эти пленки в каждом регионе. И именно эта информация не была
опубликована. Наверное, редакция решила, что она является рекламной.
Настоящая статья является второй попыткой не ограничиться только информацией об
оборудовании, но дать представление и о ЦЕНАХ, их производителях и поставщиках.
А вдруг получиться…
ВВЕДЕНИЕ
Тема увлажнения воздуха в камерах выращивания грибов поистине необъемна.
Попробуем, учитывая личный опыт, ввести некоторые ограничения.
Итак:
Буду писать только об оборудовании, с которым работал сам или видел в работе.
Буду примерять его к некоей типичной камере выращивания вешенки площадью около 200
2
м , объемом около 800 м3, вмещающей около 30 тон субстрата. Условия выращивания:
температура до 18 0С, Rh воздуха до 94 %, требуемое количество воздуха до 9 000 м3/час.
Минимальная температура зимой до – 30 0С. Для этих исходных данных легко (См. статьи Ф.
Ф. Карпова по работе с ID диаграммой - диаграммой Мольера.) определить максимальное
количество влаги, которое мы должны подать в воздух камеры выращивания зимой – порядка
120 – 130 кг/час. Безусловно, можно работать и при влажности воздуха порядка 80 %. При
этом получим несколько меньшую урожайность гриба. Но, с другой стороны, и риск погубить
урожай за счет того, что гриб просто «захлебнется» - значительно ниже. Как мне ни жаль, но в
грибоводстве постоянно приходится убеждаться в том, что никакая прибавка урожайности или
качества гриба бесплатно не дается.
Наверное, можно вводить влагу непосредственно в воздух камеры выращивания грибов.
Но мне не довелось видеть ни одной удачной системы. Правда, после того как зимой этого
года мне повезло побывать в помещениях птицефабрики «Курганский бройлер», понял, можно
применять такие системы и для грибов, но при условии высоты потолков не менее 8 метров.
Экзотика. Остановлюсь на увлажнении воздуха либо в камере подготовки воздуха, либо
непосредственно в воздуховодах – канальные увлажнители.
Постараюсь приводить цены на описываемые системы, в надежде, что редакция не сочтет
эту информацию рекламной.
Не буду пытаться скрывать личного отношения к описываемым системам и оборудованию
увлажнения воздуха.
Описывая конкретные примеры, буду указывать конкретные предприятия.
1
СПОСОБЫ ВВЕДЕНИЯ ВЛАГИ В ВОЗДУХ
Все многообразие способов введения влаги в воздух можно свести к трем основным:
 прямое испарение воды с инертного носителя с развитой поверхностью.
 прямое испарение мелкодисперсной воды.
o А) Аэрозольные генераторы мелкодисперсного распыления воды
центробежного типа.
o Б) Аэрозольные генераторы с форсунками мелкодисперсного распыления
воды.
 введение в воздух низкотемпературного насыщенного пара.
1. ИСПАРЕНИЕ С ИНЕРТНОГО НОСИТЕЛЯ
1.1. Сетчатые испарители
Году в 1996 в Краснодарском крае грибоводы активно обсуждали конструкцию сетчатой
водяной стенки. Представьте себе изготовленный из прутков полый горизонтальный цилиндр
длиной метра 3 – 4 и диаметром не менее метра, обмотанный несколькими слоями
мелкоячеистой пластиковой сетки. Нижняя часть цилиндра погружена в ванну с водой.
Цилиндр медленно вращается, постоянно смачивая сетку. Поток воздуха направлен
горизонтально перпендикулярно оси цилиндра таким образом, что воздух проходит через все
слои сеток и увлажняется.
Очень интересная идея. По слухам, такие установки увлажнения воздуха успешно
работали на нескольких предприятиях. Потратил почти 3 месяца и деньги на поездки, пытаясь
посмотреть их в действии. Не нашел. С каждым разом легендарный пользователь таких
водяных стенок оказывался все дальше. Когда мне предложили поехать и посмотреть такую
установку в Красноярске – понял, что поиск такой установки мне просто не по карману.
Прошло более 10 лет. Реальных, работающих по этому принципу увлажнителей так и не
видел.
1.2. Пористые сотовые испарители.
Впервые увидел такие увлажнители в каталоге кондиционеров КЦКП фирмы «ВЕЗА»
Москва в 2002 году. См. Фото № 1.
Очень остроумная конструкция. По вертикальным каналам сот стекает вода и через поры
смачивает стенки горизонтальных каналов. Воздух проходит по горизонтальным каналам и
увлажняется за счет испарения. Поверхность испарения велика. «ВЕЗА» гарантировала
доведение влажности воздуха до 85 %!
Стало настолько интересно, что я даже ездил в Подмосковье за образцом сот. Каковой
мне любезно и презентовали. По внешнему виду материал сот – очень тонкий картон.
Затем отвез эти соты в лабораторию Тимашевского картонного завода.
Заключение: тонкий картон из высококачественной импортной целлюлозы, склеенный
крахмалом! Т.е. такой сотовый увлажнитель можно установить. Но после некоторой
эксплуатации крахмальный клей вымывается. Соты, даже после просушки, невозможно
извлечь для регенерации. Но любой пористый материал, испаряющий водопроводную воду, со
временем засаливается и перестает работать. По приблизительным расчетам время работы
сотового увлажнителя на воде грибной фермы компании «ВЕК», Ростов до его замены не
превышало 3 месяцев. Стоимость замены – более 1 200 $! Отечественного, более дешевого
аналога импортных картонных сот найти не удалось.
Возможен вариант весьма значительного продления (до 2 - 3-х лет) срока службы такого
сотового испарителя воды при использовании деминерализованной воды. Вы догадываетесь,
сколько стоит 1 литр такой воды?
К идее сотовых увлажнителей я вернулся зимой 2004 года, когда в Киеве познакомился со
специалистами по увлажнению и осушению воздуха фирмы «ЕВРОКЛИМА». (К этой фирме я
еще буду неоднократно возвращаться.) Они провели поиск и быстро нашли мне аналогичные
соты, как из целлюлозы, так и из регенерируемой кислотой нетканой стеклоткани. И опять
некоторое разочарование. Такие увлажнители имеют относительно приемлемую цену при
конечной влажности воздуха не более 75 – 80 % независимо от их конструкции или
производителя. Далее эффективность испарения воды в уже увлажненный воздух падает.
2
Приходится увеличивать площадь испарения, а значит, и объем, т.е. толщину сотового
испарителя. Возрастает и его аэродинамическое сопротивление, а значит и мощность
вентилятора…
Но все же доведем до конца рассмотрение варианта увлажнения воздуха в камере
выращивания с помощью сотового испарителя.
По расчетам, требуемая производительность системы увлажнения для обеспечения
указанных параметров (расход воздуха 9 000 м3/час, температура воздуха до 18 0С , Rh до
94%, для зимнего периода) в нашей камере выращивания вешенки составляет порядка 120 130 кг/час.
Вспомним, что мы можем работать и при влажности воздуха порядка 80 %.
Итак, для получения 9 000 м3/час воздуха со следующими параметрами: температура 18
0С; Rh = 80%, при начальном влагосодержании 0,5 г/кг - зимний период, стоимость хорошо
зарекомендовавшей себя испарительной системы увлажнения Fisair HEF 3 составляет:
С пластинами из целлюлозы - 2 199 Евро;
Параметры:
 тип испарительной пластины H-Kool (целлюлоза);
 размер испарительной платины (ШхВхТ) 900х1500х200 мм.;
 Макс. скорость воздуха во фронтальном сечении 2,0 м/с;
 Падение давления 70.0 Па.
С пластинами из стекловолокна со специальными химическими добавками - 4 123 Евро;
Параметры:
 тип испарительной пластины H-Сell *(стекловолокно);
 размер испарительной платины (ШхВхТ) 900х1200х150 мм.;
 Макс. скорость воздуха во фронтальном сечении 2,5 м/с;
 Падение давления всего (!) 46,0 Па. (Сравните с целлюлозными увлажнителями.)
* H-Cell пластины, состоящие из листов стекловолокна со специальным агентом и
абсорбирующими воду компонентами. Хочу еще раз подчеркнуть – такие пластины можно
регенерировать слабым раствором соляной кислоты.
Прошу Вас не пугаться полученной стоимости системы увлажнения воздуха. Впереди еще
и другие системы.
Увидеть конструкцию испарителя на таких пластинах можно на Фото № 2.
Фото № 2 Испаритель Fisiar с пластинами HU-CELL
Сравните с «Везовским» блоком с близкой производительностью и эффективностью.
2. АЭРОЗОЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ. ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ И ФОРСУНОЧНЫЕ
2.1. Принцип работы (или бесплатный сыр бывает только в мышеловке)
Любой процесс увлажнения воздуха, основанный на испарении воды является
адиабатическим. Т.е. для того, что бы получить зимой воздух с влажностью 90 – 95 %, нам
надо сначала перегреть его до температуры большей, чем в камере выращивания, затратив
около 30 кДж на каждый килограмм. (Вспомним уже упомянутые статьи Ф. Ф. Карпова.) И лишь
3
затем испарить в каждый килограмм воздуха около 12 граммов воды, понизив его температуру
до нужных 18 0С.
Температура перегрева воздуха перед секцией увлажнения составляет 42 – 46 0С (в
зимний период). Естественно, что температура перегрева зависит от температуры наружного
воздуха, и уже при 0 0С температура перегрева составляет 38 0С, а при 8 0С получим
температуру перегрева 34 0С. Для остальных периодов года температура перегрева
значительно меньше.
Итак, мы сначала перегрели наружный воздух. Теперь надо его увлажнить испарением
воды. Либо непосредственно в воздуховодах, либо в камере подготовки воздуха.
2.2. Традиционные камеры увлажнения – промывочные камеры.
Еще в 1995 году я сделал неприятное открытие. Оказывается, специалисты гражданских
институтов по проектированию систем вентиляции и кондиционирования просто не способны
поломать стереотипы мышления и разработать нестандартные (для них, специалистов)
системы кондиционирования и увлажнения воздуха, которые нужны грибам! Последний раз
пришлось столкнуться с такой косностью мышления уже осенью 2004 года. Специалисты по
кондиционированию воздуха фирмы «Термосистемы» Харьков заложили в проекте
современного комплекса по выращиванию вешенки для предприятия «Дары Земли» камеры
увлажнения воздуха, в которых на нашу 30 тонную (по субстрату) камеру выращивания
требовалось порядка 7 (!!!) тонн воды в час. И, само – собой, соответствующее количество
форсунок и соответствующее насосное оборудование с соответствующим
энергопотреблением. По своей сути такие камеры увлажнения являются типовыми
промывочными камерами.
Для примера могу сказать, что удельное водопотребление моих самостоятельно
рассчитанных канальных систем увлажнения воздуха на основе щелевых форсунок от
промышленных Российских сельскохозяйственных опрыскивателей примерно в 10 (!) раз
меньше. Такие самодельные системы увлажнения успешно работали с лета 2001 года в
«Сатурне» Новочеркасск, с осени 2002 года в «ВЕКе» Ростов, и сейчас работают на грибном
комплексе Н. П. Семенькова Ростовской области (ООО «Каскад»).
Для справки – площадь одной камеры выращивания вешенки в хозяйстве Николая
Петровича около 1 000 м2. Всего этих камер – 6.
«Сатурн», «ВЕК», ЧП Семенькова. Прошло время. “Война” с «Термосистемами», близкое
сотрудничество со специалистами «Евроклимы». И неизбежный вывод: «Проектировать
современные климатические системы должны новые специалисты, понимающие физику
процессов и отлично знающие современное оборудование».
В прошлом году мне повезло познакомиться с замечательным специалистом – главным
инженером «Курганского бройлера» Рыженковым П. П. Много общались. И, что не
удивительно, он давно пришел к такому же выводу: не могут проектировать специальные
системы воздухоподготовки люди, не владеющие современным мировым опытом!
2.3. Где устанавливать аэрозольные генераторы?
В конце 90-х годов прошлого века была модной так называемая поливная технология
выращивания вешенки. Как только не поливали. И аэрозольные генераторы в камерах
выращивания, и тепличные системы полива с различными форсунками… Было две общих
беды:
1. Производительность доступных аэрозольных генераторов очень мала. Грибовод
видел по грибам, что им не хватает влаги, и уменьшал приток свежего воздуха.
Результат очевиден.
2. Грибовод видел по грибам, что им не хватает влаги, и вешал дополнительные
аэрозольные генераторы. Или ставил более производительные тепличные
форсунки. В результате капельная влага попадала на грибы, и развивались болезни
плодовых тел, которые до сих пор часто называют бактериозами. (Хотя, как
правило, это плесневые поражения. Но это тема совсем другой статьи.)
В качестве печальных примеров приведу только 2 предприятия.
«Сатурн» Новочеркасск Ростовской области. По итогам работы за сезон 2000 – 2001 года
средняя урожайность менее 9 % при работе в 2 волны. Пришлось переводить камеры
4
выращивания на канальное форсуночное увлажнение. За три месяца удалось поднять
урожайность до 15 – 17 %. Избавились от «бактериозов» плодовых тел.
Кисловодск. Весна 2002 года. (Предприятие не называю. Хозяева не виноваты – такие
«технологи» и «консультанты» попались!) В помещении выращивания под потолком в 1,5
метрах над субстратными блоками установили самодельные, казавшиеся им весьма
эффективными, форсунки распыления воды. «Бактериозы» плодовых тел. Не поверили, что
порочна сама идея распыления влаги над грибами. Все усилия направили на разработку
более мелкодисперсных форсунок. По совету «авторитета» стали добавлять растворы
гипохлоритов непосредственно в поливную воду для ее дезинфекции, далее увеличили
концентрацию активного хлора для дезинфекции мокрых шляпок грибов и субстратных
блоков…
С 2003 года хозяева вернулись к более привычному и прибыльному для них производству
запчастей для автомобилей. Надо ж было попытаться компенсировать убытки.
ИТАК – аэрозольные генераторы (тарелки) категорически не могу рекомендовать для
установки в камеры выращивания грибов. Отечественные аппараты малопроизводительны и
по своим габаритам неудобны для установки непосредственно в воздуховоды или модули
кондиционеров в необходимом количестве. Но могут эффективно использоваться при
установке в камерах воздухоподготовки ПОСЛЕ перегрева воздуха.
2.4. Аэрозольные центробежные генераторы – “тарелки”.
Мне известны два производителя практичных аэрозольных генераторов с горизонтальным
расположением дисков (тарелок):
1 – ЗАО «ВентТехком» Москва тел (095) 125-56-63 см. Фото № 4
Фото № 4 Аэрозольный генератор Венттехком
2 – СПДФЛ Куликов С. Г. «КлимаТех» Харьков тел (057) 737-14-20 см. Фото № 3
Фото № 3 Аэрозольный генератор Климатех
Сравнение конструкций этих аэрозольных генераторов и их внешнего вида невольно
наводит на мысль о едином прототипе или разработчике.
Производительность обоих моделей по паспорту порядка 10 – 12 литров распыленной
влаги в час. Реальная производительность при высоком качестве распыления воды - не более
5
8 литров в час. Цены на обе модели близки – порядка 250 $. (Харьковской – по состоянию на
05 - 06.2005 года, Московской по состоянию на 2002 год – цена в Краснодаре.)
Бесспорным достоинством обоих моделей является их нетребовательность к качеству
воды. Могут работать на обычной водопроводной. Требуют профилактики не реже 2 раз в год.
С «ВентТехкомовским» генератором имел опыт работы и у себя на ферме и у коллег в
1996 – 2001 году. Довольно часты были случаи заводской комплектации генераторов
двигателями не во влагозищищеном исполнении! Надеюсь, что сейчас такого не происходит.
С харьковской моделью последний раз имел дело всего пару месяцев назад. После
шестимесячной эксплуатации. Двигатели в нормальном состоянии. Но из 14-и штук у 3-х
требовалась замена клапана регулировки уровня воды в тарелке.
В пересчете на нашу 30 тонную камеру выращивания требуется потратить примерно
3
500 – 4 000 $ на систему распыления воды.
2.5. Аэрозольные центробежные генераторы с вертикальным расположением
дисков.
Во время проектирования современного цеха выращивания вешенки в с. Мартовая под
Харьковом мы однозначно остановились на канальных системах увлажнения воздуха. Я
испытывал большой соблазн подробно расписать процесс поиска и перебора различных
технических вариантов увлажнения воздуха для наших конкретных камер выращивания
вешенки. Например, эпопея с аэрозольными генераторами серий UCV – 52; UCV – 63/6; UCV –
63/4. Серьезные, хорошо зарекомендовавшие себя аппараты. Стоимость канальной системы
увлажнения для нашей камеры выращивание при доведении влажности воздуха до 94 %
составляла чуть меньше 6 000 Евро.
Но все же решил сразу дать конечный вариант – подозрительно дешевые, подозрительно
маленькие, подозрительно легкие двухдисковые аэрозольные генераторы АС 2 – 160. Каждый
всего 1 575 Евро. Да еще сотрудники «Евроклимы» г. Киев согласились рассматривать нас как
оптового покупателя. Ну как же – ведь мы заказали целых 8 (!) генераторов, и предоставили
нам скидку 10 %. Кстати, есть и увлажнители АС – 80 с вдвое меньшей производительностью и
чуточку меньшей ценой.
Когда мы заказывали эти генераторы, я был полон сомнений – ну не должна такая
маленькая и легкая машинка обеспечить указанную в паспорте производительность! См.
фото 5.
Фото № 5 Монтаж АС 2 – 160
6
Обратился в фирму «ЮТАМ» г. Харьков, и те разрешили воспользоваться своим
испытательным стендом. Ниже привожу результаты испытаний:
Подача воды на
аэрозоль-ный генератор
л/час
160
140
120
100
80
60
40
Пролив воды вниз +
возврат с
каплеуловителя л/час
32
30
30
28
28
26
20
Фантастически хороший результат. Более того: производитель генератора рекомендовал
для регулировки расхода воды, т.е. для регулировки конечной влажности воздуха
использование генератора в режиме ВКЛ – ВЫКЛ. Но оказалось, что генератор прекрасно
работает и в режиме плавной регулировки расхода воды.
Да еще изготовители генератора сумели так виртуозно рассчитать и изготовить
гидравлику аппарата, что без каких либо механических переключений при подаче воды менее
60 литров в час распыляет воду только один диск, а при больших расходах – оба!
Стенд стендом, но хотелось и своими глазами увидеть распыление воды. Сняли панели со
стенда. Включили. Тумана не видим. Погода жаркая, сухая. Все испаряется прямо в камере
стенда.
А посмотреть - то хочется! Дождались сырой погоды, смонтировали генератор на столе на
улице, включили. Но пришлось приспособить еще и вентилятор что бы сдувать в сторону
сплошной холмик образовавшегося тумана – иначе просто нечего было фотографировать
кроме серой «шапки»! См. фото 6 и 7.
Фото № 6 АС 2 - 160 Расход воды 60 литров в час
7
Фото № 7 АС 2- 160 Расход воды 120 литров в час.
Хочу подчеркнуть – аэрозольный генератор на одну нашу камеру выращивания
вместимостью 30 – 35 тонн субстрата обошелся предприятию в 1 418 Евро.
Результаты испытаний генератора АС 2 – 160 и их подробный фотопротокол я отправил
хорошо известному читателям журнала «ШГ» американскому специалисту Mickey Foley.
Привожу его ответ:
«Victor, I want to compliment you on the very nice aerosol generator AC 2 - 160, it is the
best one I have ever seen.»
Конец первой части.
12.2004 – 07.2005 года.
Харьков – Херсон.
ООО «Таврия – Агро – Капитал»
Главный технолог
Якушенко В. В.
8