AGRIS - 

2023

Korotkij, I.A. | Rasshchepkin, A.N. | Korotkaya, E.V.

The necessity of increasing the energy efficiency of low-temperature systems defined by both the rise in the cost of energy resources and the deficit that occurs in some cases is justified. The optimization of the low-temperature systems involved in the production, storage and transportation of food products in order to increase their energy efficiency can be carried out through a number of technological and technical solutions. The most effective of them seems to be the replacement of refrigerating units (RU) powered by ammonia and freon (ARU and FRU) with RU powered by carbon dioxide (CDRU). The purchase of CDRU will be by 15-20% more expensive compared to ARU and FRU, but replacing freon in the cooling system with carbon dioxide when implementing the cascade cycle of CDRU according to the freon/CO2 scheme will reduce energy consumption by 15-20%, and when implementing transcritical carbon dioxide cooling systems - by 30%. The payback period of the CDRU will be 6-8 years. The use of CDRU increases the efficiency of the technology of useful utilization of thermal condensation, which when used ARU and FRU is not profitable. The carbon dioxide cycle has a much greater potential for utilization of the heat released by RU, due to which CDRU with a cooling capacity of 200 kW, is capable of producing 88 Gcal of heat per month with a temperature level of 60 deg. C or 132 Gcal of heat with a temperature level of 50 deg. C; FRU for the same period will release only 5.4 Gcal of heat with a temperature level of 50 deg C. It is concluded that it is necessary to revive domestic refrigeration engineering on the basis of new technical and technological solutions, in particular, replacing FRU and ARU with CDRU. | Обоснована необходимость повышения энергетической эффективности низкотемпературных систем, обусловленная как ростом стоимости энергетических ресурсов, так и возникающего в ряде случаев их дефицита. Оптимизация низкотемпературных систем, задействованных в сфере производства, хранения и транспортировки продуктов питания, с целью повышения их энергоэффективности может осуществляться за счет ряда технологических и технических решений. Наиболее эффективным из них представляется замена холодильных машин (ХМ), работающих на аммиаке и фреоне (ХМА и ХМФ), на ХМ, работающие на углекислом газе (ХМУ). Покупка ХМУ обойдется на 15-20% дороже по сравнению с ХМА и ХМФ, но замена системы холодоснабжения с фреоновой на углекислотную при реализации каскадного цикла ХМ по схеме фреон/CO2 снизит энергопотребление на 15-20%, а при реализации транскритических углекислотных систем холодоснабжения - на 30%. Срок окупаемости ХМУ составит 6-8 лет. Использование ХМУ повышает эффективность технологии полезной утилизации тепловой конденсации, которая при использовании ХМА и ХМФ не рентабельна. Углекислотный цикл имеет значительно больший потенциал утилизации теплоты, выделяемой ХМ, за счет чего ХМУ холодопроизводительностью 200 кВт способна произвести за месяц 88 Гкал теплоты с температурным уровнем 60 град. C либо 132 Гкал теплоты с температурным уровнем 50 град. C; ХМФ за этот же срок выдаст только 5,4 Гкал теплоты с температурным уровнем 50 град. C. Сделан вывод о необходимости возрождения отечественного холодильного машиностроения на основе новых технических и технологических решений, в частности замены ХМФ и ХМА на ХМУ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Shevkun, N.A. | Ignatkin, I.Yu. | Kozhevnikova, N.G. | Shevkun, V.A. | Dranyj, A.V.

A regenerative heat recovery unit provides reducing the cost of heating production livestock houses. However, the existing designs have a number of design flaws affecting the uneven distribution of the air flow over the surface of a heat exchanger and do guarantee complete utilization of exhaust air heat. Using the example of a regenerative heat recovery unit UT-3000, a possibility of retrofitting it with an aerodynamic grid to solve this problem was considered. The applicability of the aerodynamic grid was analyzed. The size of a blade chord was considered as an optimization parameter. The pressure losses calculated on the "fan – pallet – heat exchanger" section showed that the use of an aerodynamic grid with a "normal" number of blades would provide a minimum airflow pressure loss of 0.73, which is by 58% less than in the version without an aerodynamic grid. Further experimental study of the uniform airflow distribution over the heat exchanger surface aimed at improving the energy efficiency of the heat recovery unit requires making a heat recovery unit with an aerodynamic grid, in view of the recommended range of "normal" number of blades of 16 to 21, the blade circumference arc of 95 deg. and the diagonal angle of the blade ranging between 68 and 82 deg. | Рекуперативная теплоутилизационная установка обеспечивает снижение затрат на отопление производственных животноводческих помещений. Однако существующие конструкции отличаются неравномерностью распределения воздушного потока по поверхности теплообменника и не гарантируют полную утилизацию теплоты вытяжного воздуха. С целью решения данной проблемы на примере рекуперативной теплоутилизационной установки УТ-3000 рассмотрена возможность ее дооснащения аэродинамической решеткой. Проведен анализ применимости аэродинамической решетки. В качестве оптимизационного параметра учитывалась величина хорды лопатки. Вычисленные потери давления на участке "Вентилятор – поддон – теплообменник" показали, что аэродинамическая решетка с "нормальным" числом лопаток обеспечивает минимальные потери давления воздушного потока 0,73 Па, что на 58% меньше, чем в исполнении без аэродинамической решетки. Для последующего экспериментального исследования равномерного распределения воздушного потока по поверхности теплообменника и повышения энергоэффективности функционирования теплоутилизационной установки необходимо изготовить теплоутилизатор с аэродинамической решеткой, учитывая рекомендуемый диапазон "нормальных" чисел лопаток от 16 до 21, дугу окружности лопатки 95 градусов и угол установки лопаток к диагонали в пределах 68…82 градусов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation