Il riscaldamento elettrico è più dispendioso dal punto di vista energetico per l'essiccazione di pannelli di legno monostrato? Suggerimenti per migliorare quattro parametri di progettazione

Negli ultimi anni sono state condotte ricerche approfondite a livello mondiale sulle caratteristiche di essiccazione degli sfogliati di compensato, concentrandosi principalmente sull'essiccazione ad aria calda. Sono stati compiuti progressi nell'accelerare il processo di essiccazione aumentando la temperatura e la velocità del flusso d'aria. Tra i sistemi più avanzati, la Germania ha sviluppato velocità del getto fino a 60 m/s, con un controllo della temperatura che va da 210°C a 290°C, raggiungendo un'efficienza termica fino a 38%. I consumi energetici equivalenti indicano 1,9 kWh per kg di acqua evaporata. Storicamente, i bassi tassi di utilizzo dell'energia degli elementi riscaldanti elettrici a filo di lega nelle apparecchiature di essiccazione hanno comportato alti tassi di consumo energetico complessivo, equivalenti a 5 kWh per kg di acqua evaporata. Pertanto, l'essiccazione con riscaldamento elettrico non è stata ampiamente promossa.

La ragione principale della limitata promozione dell'essiccazione con riscaldamento elettrico per i pannelli monostrato è l'elevato consumo energetico. Le moderne macchine per l'essiccazione monostrato a getto hanno soppresso lo sviluppo delle macchine per l'essiccazione a infrarossi nel breve periodo. Tuttavia, la teoria dell'essiccazione a infrarossi è più avanzata di quella dell'essiccazione ad aria calda. Qualsiasi teoria accettata dal mercato richiede tempo, da pochi anni a diversi decenni. I vantaggi dell'essiccazione a infrarossi possono essere analizzati teoricamente. Rispetto al sistema di circolazione termica, la temperatura dell'aria è di 100°C, l'umidità relativa è di circa 5% e la velocità del flusso d'aria è di 2 m/s. Se la temperatura superficiale della sorgente di radiazione infrarossa raggiunge i 600°C, il suo flusso di calore è 30 volte superiore a quello dell'essiccazione convettiva, rendendo promettenti i metodi di essiccazione a infrarossi.

La prima sfida da affrontare è il miglioramento dell'efficienza di utilizzo dell'energia. Si tratta principalmente di due aspetti: migliorare la conversione elettrica-termica degli elementi riscaldanti elettrici e aumentare il tasso di assorbimento del calore da parte dei pannelli monostrato. Allo stesso modo, la riduzione del consumo energetico richiede sforzi in due aree: ridurre i tassi di perdita di calore delle apparecchiature e migliorare i tassi di recupero del calore. Il raggiungimento di questi obiettivi potrebbe aprire la strada ai sistemi di essiccazione con riscaldamento elettrico per sostituire i sistemi di essiccazione ad aria calda nel campo dell'essiccazione dei pannelli monostrato.

1. Miglioramento del tasso di conversione elettrica-termica degli elementi riscaldanti

Per migliorare l'efficienza energetica, considerare l'utilizzo di elementi riscaldanti in fibra di carbonioche vantano un tasso di conversione da 95% a 98%. Durante il riscaldamento, emettono radiazioni infrarosse o all'infrarosso lontano di diverse lunghezze d'onda. Ciò rende gli elementi riscaldanti in fibra di carbonio una scelta favorevole per l'essiccazione di pannelli monostrato. Per contro, gli elementi riscaldanti a infrarossi a filo di tungsteno raggiungono una conversione di circa 90%, mentre il filo di resistenza in lega si attesta intorno a 65%. Entrambi hanno degli svantaggi: perdita graduale di potenza nel tempo e necessità di dispositivi di avvio graduale a causa dell'elevato impatto iniziale della corrente.

2. Miglioramento del tasso di assorbimento del calore dei pannelli di legno

Esistono due meccanismi di asciugatura: il riscaldamento passivo e quello attivo. Il riscaldamento passivo consiste nell'assorbire calore in un ambiente ad alta temperatura, riscaldando dall'esterno verso l'interno, come nel caso dei meccanismi di asciugatura a circolazione termica. Il riscaldamento attivo prevede l'assorbimento di energia per riscaldare dall'interno verso l'esterno, come nel caso del riscaldamento a microonde e a raggi infrarossi. Quest'ultimo metodo offre una maggiore efficienza termica. I costi di investimento iniziali elevati del riscaldamento a microonde lo rendono meno conveniente, mentre il riscaldamento a radiazione infrarossa offre un miglior rapporto costo-efficacia riscaldando attivamente i pannelli di legno con i raggi infrarossi.

3. Riduzione del tasso di perdita di calore dell'apparecchiatura

Misure di isolamento efficaci sono fondamentali per ridurre le perdite di calore. Un isolamento adeguato impedisce che le temperature superficiali esterne delle apparecchiature ben isolate superino i 50°C. Scegliere i materiali isolanti in base ai requisiti regionali e specifici del sito, optando per la qualità senza necessariamente il costo più alto o il prezzo più basso. Inoltre, riducete al minimo le perdite di calore riducendo i fori di dissipazione del calore e implementando misure di isolamento nei punti di ingresso e uscita dei prodotti per minimizzare il flusso di calore.

4. Miglioramento del tasso di utilizzo del calore dell'apparecchiatura

Il recupero efficiente del calore è fondamentale nelle apparecchiature di essiccazione ad aria calda, dove la massimizzazione del riutilizzo del calore migliora significativamente i tassi di utilizzo complessivi. Analogamente, anche l'utilizzo di elementi riscaldanti in fibra di carbonio per l'essiccazione a raggi infrarossi richiede un recupero di calore. Implementare i dispositivi di recupero del calore nei punti di emissione dei gas di scarico dopo un'ispezione in loco e la progettazione da parte dei produttori di apparecchiature appropriate.

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