Введение к работе
Актуальность темы. В последнее время в зарубежных странах и в России Іольиое внимание уделяется вопросам энергосбережения на основе использования шэкопотенциалышх источников теплоты различных объектов. В этом отнесении іольшой интерес представляют собой молочные фермы, комбинаты и спецаалиэиро-шанные хозяйства по вырзщггазшпо и переработки молодняка крупного рогатого поэта, птицефаСрпКИ и другие хозяйства агропромышленного комплекса, которые і разрезе года одновременно потребляют холод и теплоту различных температур-lux потенциалов. Указанные предприятия являются сравнительно энергоемкими и ) цельо экономии энергоресурсов за рубежом предлагается использовать в них 1С-РСПЄКТІІВІШ9 реэорСцнонно-компрессионные теплонасоспыэ и холодильные мазшш [РКТХ1Л) для одновренешгай выработки холода и теплоты. Отмечается, что о по-гопью указанных мзаіга можно доспгчь экономии первичного топлива па 30-40 7, в іроцессах получения отрицательных.температур теплоносителя и достаточно еы-зокой температуры нагреваемого нсточшпи.
Однако до настоящего времени оценка эффективности РКТХМ в игроком диз-іазоне изменения режимов их работы и других факторов не проводилась. Позто-(у тема диосертаціпі по анализу эффективности РКТХМ является актуальной.
Цель и задачи исследования. Цельи является разработка комплексной методики расчета термодинамических и технико-экономических показателей РКТХМ о альтернативными рабочим! веществами в широком диапазоне изменения режимных параметров, о учетом: особеїшоотей действительных процессов, стоимостных ПО" етэателей основного оборудования, различных цен на электроэнергия, затрат на зооруженио малинного отделения и других расходов в современных условиях Рос-зіпі, а также реализация расчетов на ПЭВМ. .'
Основные задачи исследования:
выбор, на основании обзора литературных источников, термодинамического цикла и альтернативных рабочих веществ РКТХМ;
разработка, на базе обобщения известных термодинамических и тепдофа-эических свойств альтернативных однокомпонентних рабочих веществ и их смесей (растворов), уравнений тешгамзссопереноса в аппаратах, действительных процесов в компрессорах и других элементах РКТХМ, с учетом стоимостных по-каэателей машшы и цен на электроэнергии, - математической модели FKTXM и программного ее обеспечения для оценки эффективности малины в широком диапазоне изменения режимных параметров;
расчет режимов работы л анализ эффективности использования РКТХМ при одновременной выработке холода и теплоты, расчет техніко-экономических показателей базового варианта хладо- и теплоснабжения и сопоставление их о показателями РКТХМ.
Научная новизна. Впервые разработаны математическая модель, алгоритмы и программы расчетов нз ГГЗЕМ термодинамических и основных технико-экономичес-
ких показателей РКТХМ о альтернативными раотворами NH3/H2O и R22/flM3T3T -СНз(0СНгСНз)40СНз (диметиловый эфир тетраатиленгликоля) получены термодинг мические и технико-экоцомичеокие показатели машины и выполнен анализ влилні параметров внешних источников теплоты и других показателей на эффективное] РКТХМ.
Практическая ценность. Круглогодичное использование РКТХМ о раствораш ННз^НгО или Ег2/ДМЭТЭГ для комплексной выработки холода и теплоты позволі. снизить себестоимость единицы суммарного потока эксергии холода и теплоть при тарифе на электроанергии 0,40 ру07(кВт.ч) в среднем на 60 I, по сравне ни» о базовым вариантой, включающим автономную холодильную машину о вентиля торной градирней и электроОойлером.
Разработанная математическая модель РКТХМ позволяет осуществить анализ расчетных и эксплуатационных показателей РКТХМ и выявить причины, вызывающи отклонение последних от расчетных.
Достоверность полученных результатов достигается использованием в мате матичеоких моделях ВРКТХМ и ХРКТХЫ обобщенных с высокой точноотыа, широк известных и апробированных результатов экспериментальных исследований терме динамических и теплофизичеоких овойотв альтернативных рабочих веществ, прс цессов в компрессорах, методик расчетов термодішашмеских циклов, процессе переноса в аппаратах и современных методов численного эксперимента на ПЗВ1.І.
Работоспособность РКТХМ с различными рабочими веществами подтвержден исследованиями опытного образца машпш, проведенными сотрудниками Мюнхенского технического университета.
Апробация работы. Основные поломения и результаты диссертационной работ докладывались и обоуждалнсь на Всероссийском совещании "Холодильна! тохшїк России. Состояние и перспективы" (Санкт-Петербург, 1995 г.) и на меядународ них научно-технических конференциях "Холод и пищевые производства (Санкт-ПэтерОург, 1SSQ г.) и "Холодильная техника России. Соототше и перо пектнвы накануне XXI века" (Санкт-Петербург,1398 г.)
Объем и структура диооертации. Диосертацш состоит из введеній, 4 глав основных выводов и оодержит 85 страниц основного машшюписного текста, 13 таблиц, 65 рисунков.' Список использованной литературы включает 88 лоточки ков, из них 41 на русском и 47 на иностранных языках.