Якщо екологічні вимоги передбачають виключення контакту зерна з продуктами згоряння, в якості джерела теплової енергії може бути використаний теплогенератор з високотемпературним рекуперативним теплообмінником (надалі будемо називати його просто «теплообмінник»). Передача тепла від продуктів згоряння повітрю відбувається через непроникну стінку, що їх розділяє.
Теплогенератор складається з топки, теплообмінника, золоуловлювача і димососа.
Топка – пристрій для спалювання твердого органічного палива. В якості палива можуть використовуватись: дрова, деревна тріска, торф, пелети, лушпиння, солома, стрижні кукурудзи, відходи переробки сільськогосподарської та деревопереробної промисловості.
З огляду на те, що універсальної топки на всі випадки життя на існує (неможливо в одному пристрої однаково ефективно спалювати, наприклад, дрова і лушпиння соняшника), обрані до використання типи палива мають приблизно відповідати одне одному за фракційним складом і якістю.
Проектування теплообмінника зводиться до визначення площі теплообмінної поверхні, визначення аеродинамічного спротиву (втрат тиску) по обох теплоносіях і конструктивних розрахунків.
Площа теплообмінної поверхні розраховується як відношення теплової потужності теплообмінника до добутку коефіцієнта теплопередачі і середньої різниці температур теплоносіїв.
Теплова потужність визначається технічним завданням або розраховується по витраті повітря через сушарку і температурі на виході з теплообмінника.
Коефіцієнт теплопередачі залежить від конструкції і стану теплообмінної поверхні, теплопровідності матеріалів з яких вона виготовлена, швидкості теплоносіїв в порожнині теплообмінника (із зростанням збільшується) і фізичних параметрів теплоносіїв. Власне, визначення коефіцієнту теплопередачі є основним завданням при тепловому розрахунку теплообмінника.
Середня різниця температур теплоносіїв визначається схемою виконання теплообмінника і температурами теплоносіїв на вході і на виході. Температура продуктів згоряння на вході в теплообмінник залежить від якості палива і конструкції топки. Зазвичай становить +900…+1200°С. Хвостові (низькотемпературні) поверхні теплообмінника є малоефективними з точки зору передачі тепла: їх збільшення не призводить до суттєвого зростання ефективності теплообмінника в цілому, зате збільшує його габарити, металоємність і вартість. З огляду на співвідношення цін на метал і паливо, температура продуктів згоряння на виході з теплообмінника обмежується +200°С. Температура повітря на вході в теплообмінник є температурою навколишнього середовища, а температура повітря на виході визначається технічним завданням.
Аеродинамічний спротив, загалом, залежить від фізичних параметрів і швидкості теплоносія (із зростанням збільшується), стану теплообмінної поверхні і конструкції теплообмінника (кількості поворотів).
Надмірний аеродинамічний спротив по повітрю призводить до зниження витрати повітря через сушарку і зниження її продуктивності. Для більшості сушарок прийнятний рівень аеродинамічного спротиву по повітрю знаходиться в межах 200…250 Па.
Аеродинамічний спротив по продуктах згоряння обмежується можливостями димососа.
Зважаючи на високі температури по тракту продуктів згоряння, передні (високотемпературні) поверхні теплообмінника мають бути виготовлені з легованих сталей, а конструкція має витримувати навантаження від теплового розширення матеріалів, або компенсувати їх. Крім того, має бути забезпечена можливість доступу до порожнин теплообмінника з боку продуктів згоряння для очищення теплообмінної поверхні від забруднень.
Для очищення димових газів від золи використовуються інерційні та відцентрові золоуловлювачі.
В інерційних золоуловлювачах зола відокремлюється від димових газів під дією сил інерції при різкій зміні траєкторії руху потоку (жалюзійна решітка, рух потоку по криволінійній траєкторії з відбором золи на зовнішньому радіусі, тощо). Мають прийнятну ефективність лише на крупних фракціях, на середніх вона різко знижується, а дрібні проходять майже без перешкод.
У відцентрових золоуловлювачах зола відокремлюється від димових газів під дією відцентрової сили при інтенсивному русі потоку по спіральній траєкторії (циклони).
Фракційний склад золи в потоці димових газів залежить від типу топки. Із шарових топок зола виходить переважно крупних та середніх фракцій, із факельних та вихрових – переважно дрібних та середніх, із циклонних – переважно дрібних.
Таким чином, конструкція золоуловлювача має відповідати типу топки: використання інерційних золоуловлювачів може бути виправдане тільки за шаровими топками, натомість топки інших типів потребують встановлення більш ефективних відцентрових золоуловлювачів.
Крім того, конструкція золоуловлювача має забезпечувати можливість видалення золи із зольників без порушення режиму роботи теплогенератора з теплообмінником.
Конструктивно димосос є вентилятором середнього або високого тиску оптимізованим для роботи з димовими газами. Компенсує втрати тиску (аеродинамічний спротив) топки, теплообмінника і золоуловлювача і забезпечує рух продуктів згоряння по тракту теплогенератора з теплообмінником.