СИСТЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛА ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Холманских В.И.¹, Моногаров С.И.²

¹Студент; ²кандидат технических наук, доцент, Армавирский механико-технологический институт

СИСТЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛА ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Аннотация

В статье рассмотрена система использования тепла холодильных установок, предназначенная для увеличения КПД и рабочего объема холодильной установки, а так же для экономии тепловой энергии, за счет холодопроизводительности холодильных установок.

Ключевые слова: рекуперация тепла, промышленность, холодильные установки.

Kholmanskikh V.I.¹, Monogarov S.I.²

¹Student; ²candidate of technical science, docent, Armavir Institute of Mechanics and Technology

THE SYSTEM OF USE OF HEATS OF REFRIGERATION PLANTS

Abstract

The article considered the system of use of heat of refrigeration plants, intended for an increase coefficient of efficiency and the swept volume of refrigeration plant, and similarly for the economy of thermal energy, due to cooling capacity of refrigeration units.

Keywords: heat recovery, industry, refrigeration units, economy.

В связи с Федеральным законом Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ, целью которого является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности, в данной работе предлагается снизить потери электроэнергии на обогрев помещений заводов, учреждений и предприятий в холодное время года за счет использования теплого воздуха, полученного компрессорами и радиаторами холодильных установок в процессе работы, для этого предлагается заключить компрессоры и радиаторы холодильных установок в коробы и подводить к ним холодный воздух с улицы (помещения), после чего отработанный воздух проходит дополнительный подогрев в калорифере и поступает в помещение, это позволяет не только экономить на обогреве помещения, но и повысить КПД холодильных установок.

Далее рассмотрим принцип действия установки (рис. 1)

Рис. 1 – функциональная схема работы установки

Где 1.1 и 1.2 – осевые вентиляторы на входе установки; 2.1, 2.2 и 2.3 – компрессоры и радиаторы холодильных установок, заключенные в коробы; 3.1 и 3.2 – осевые вентиляторы на выходе установки; 4 – калорифер; 5 – заслонка «зима-лето»

Принцип работы установки: холодный воздух с улицы нагнетается осевым вентиляторам 1.1 на компрессоры и радиаторы, тем самым охлаждая их и увеличивая КПД холодильной установки, далее подогретый воздух проходит через заслонку 5 и пройдя дополнительный подогрев в калорифере 4 поступает в помещение или же если обогрев не требуется, то отработанный воздух выходит на улицу, также для ускорения обогрева помещения есть осевой вентилятор 1.2, который вместо воздуха с улицы нагнетает воздух с помещения, тем самым ускоряя прогрев помещения в начале рабочего дня.

Представленная система использования тепла холодильных установок (далее СИТХУ) значительно сокращает затраты на отопление, подогрев воды и другие тепловые потребности предприятия или заводов. К тому же за счет того, что хладогент, проходящий в компрессорах и радиаторных трубках, проходит дополнительное охлаждение в коробе, уменьшаются затраты на электрическую энергию, необходимую для сжатия хладогента в компрессоре. Таким образом при меньших затратах на электричество можно увеличить рабочий объем холодильной установки и уменьшить время охлаждения.

Для того, чтобы показать рентабельность установки, можно посчитать приблизительную экономию, для этого было взято предприятие N, (чтобы не было рекламой этого предприятия название указываться не будет) на территории которого работают 9 холодильных машин 30АВ6-2-2, мощностью 3 кВт и холодопроизводительностью 6 кВт и 2 аммиачные холодильные машины МKТ25-2-0 с холодопроизводительностью 34 кВт. [3] Общая сумма холодопроизводительности (тепла выделяемого в процессе работы холодильной установки) всех холодильных машин составляет 122 кВт, в теории считается, что через воздух можно утилизировать это тепло практически полностью, но даже если утилизированное тепло составит 60%, т.е. 73,2 кВт/ч для данного предприятия – его все равно хватит. Предприятие N тратит 50-70 кВт энергии на работу обогревающих устройств, «тепловой завесы» и подогрев горячей воды, а с помощью СИТХУ оно может практически отказаться от этих расходов, далее посчитаем примерную прибыль: возьмем среднее количество энергии потребляемое предприятием – 60 кВт/ч, при цене 1,5 руб. за 1 кВт энергии экономия составит 90 руб/час, 1080 руб. в день, 32400 руб. в месяц и 340200 руб. за холодные времена года. Исходя из полученных чисел можно сказать, что окупаемость данной установки составит 1,5-2 года, для данного предприятия.

Но это для небольшого предприятия, к примеру, высокорентабельным будет применение этой технологии на ледовых катках, на которых мощность холодильной установки не менее 250 кВт, где теплая вода требуется для прогрева грунта, чтобы предотвратить его разрушение. На втором месте будет молочные комбинаты, где требуется много тепла для пастеризации сырья и используются сильные холодильные установки. Третье место за предприятиями пищевой промышленности, где требуется теплая вода для мытья помещений, продуктов и отопления. Это далеко не весь список возможного применения СИТХУ. Были указаны предприятия, на которых целесообразно установить подобного рода установку, к тому же за счет мощности холодильных установок на этих предприятиях окупаемость установки составит полгода – год.

Конечно, у СИТХУ есть и аналоги, у которых охлаждение производится за счет холодной воды, что значительно понижает эффективность обогрева помещения, по сравнению с представленной в этой работе (т.к. рабочим веществом является воздух внутри предприятия), к тому же в теплое время года они не работают, в то время как здесь предлагается второй цикл системы, при котором берется холодный воздух с улицы, для понижения затрат электроэнергии на работу холодильной установки. [1], [2] Так же для крупных предприятий можно будет продумать полную автоматизацию процесса работы системы при помощи программируемого реле и датчиков тепла.

Данную разработка не требует больших затрат на свою реализацию и достаточно быстро сможет себя окупить, а так же её можно внедрить практически в любые предприятия, заводы или учреждения, где используются достаточно мощные холодильные установки или много холодильных установок.

Литература

1. Бучин С., Смагин С. Системы утилизации тепла в холодильных установках // Мир климата – №62.
2. Высоцкий М. Утилизация теплоты конденсации (часть 2). Схемные решения на базе компонентов Danfoss //Холодильная техника – 2006. – № 9.
3. Холодильное оборудование [Электронный ресурс] URL: http://www.8e.ru/firms/a2673.php (дата обращения 24.03.2014)