Введение к работе
Актуальность проблемы. В числе многих проблем мясной промышленности одно из ведущих мест принадлежит проблеме обеспечения необходимых условий работы в основных производственных помещениях мясоперерабатывающих предприятий. Эта проблема в первую очередь относится к системам кондиционирования, обслуживающим помещения со значительными тепло- и влаговыделениями. Действующие системы характеризуются повышенными энергозатратами на подготовку воздуха. В связи с этим системы кондиционирования на большинстве предприятий заменяют системами вентиляции, которые не способны выполнить необходимую ассимиляцию тепло- и влаго-выделений в теплый период года. В результате температура в отдельных помещениях достигает 30»С и выше при повышенной влажности воздуха 80 - 85 %. Такие параметры являются не приемлемыми для работающих, находящихся на постоянных рабочих местах и выполняющих работу средней тяжести.
Необходимость поддержания заданных параметров микроклимата в теплонапряженных производственных помещениях мясоперерабатывающих предприятий и уменьшения энергозатрат на обработку воздуха указывают на актуальность проблемы совершенствования способов комфортного кондиционирования и регулирования процессов тепловлажностной обработки воздуха. Управление процессами изменения тепловлажностного состояния воздуха в помещениях для создания требуемых метеорологических условий является важной народнохозяйственной задачей, решение которой позволит повысить качество продуктов, улучшить условия труда работающих.
Анализ работы систем кондиционирования и определение годовых расходов теплоты и холода в настоящее время выполняют по среднемесячным параметрам наружного воздуха, что не обеспечивает достаточной точности выбора тепловой и холодильной мощности систем. В связи с повышенными требованиями по энергосбережению необходима разработка более обоснованного для инженерных расчетов метода оценки годовых расходов энергии, который позволит надежно выполнить выбор схемы обработки воздуха, режимов регулирования и мощность источников теплоты и холода, а также определить эксплуатационные расходы в системах кондиционирования в отдельные периоды года.
Цель работы. Целью работы является уменьшение энергозатрат системами комфортного кондиционирования мясоперерабатывающих предприятий, а также разработка метода оценки годовых расходов энергии системами кондиционирования с учетом заданного коэффициента обеспеченности параметров воздуха в помещениях.
Основные задачи работы.
-
Определить тепловлажностные характеристики основных производственных помещений мясоперерабатывающих предприятий, в которых по санитарно - гигиеническим условиям необходимо предусматривать комфортное кондиционирование.
-
Разработать способ комфортного кондиционирования более эффективный по энергозатратам по сравнению с действующими способами.
-
Разработать метод оценки годовых расходов энергии системами кондиционирования с учетом заданного коэффициента обеспеченности параметров воздуха в помещениях.
Научная новизна. Получены математические зависимости для коэффициента теплоотдачи и теплового потока от поверхности технологического оборудования для тепловой обработки мясных продуктов, позволяющие определить теплопритоки от основных видов оборудования, а также диаграмма I - d - т влажного воздуха, для определения годового расхода энергии системами кондиционирования с учетом заданного коэффициента обеспеченности параметров воздуха в помещениях.
На защиту выносятся следующие результаты диссертационной работы:
тепловлажностные характеристики основных производственных помещений мясоперерабатывающих предприятий, в которых для поддержания заданных параметров микроклимата необходимо предусматривать комфортное кондиционирование;
способ и система комфортного кондиционирования теллона-пряженных помещений без использования теплоносителя и регулированием заданных параметров по температуре приточного воздуха;
диаграмма влажного воздуха I - d -1 с изображением областей изменения параметров наружного воздуха и временных интервалов их стояния и метод оценки годовых расходов энергии системами кондиционирования с учетом заданного коэффициента обеспеченности параметров воздуха в помещениях, основанный на использовании диаграммы I - d - т.
Достоверность результатов. Анализ тепловлажностных характеристик кондиционируемых помещений и систем кондиционирования выполнен на основании строительных норм и правил (СН и П), пособий к СН и П, отраслевых стандартов и нормативных документов по санитарно - гигиеническим требованиям к воздуху производственных помещений, а также с учетом санитарных и технологических требований к проектированию предприятий мясной промышленности.
Практическое значение работы заключается в следующем:
А-
-
определены тепловлажностные характеристики производственных помещений мясоперерабатывающих предприятий : тепло - и вла-говыделения от технологического оборудования, удельные тепло - и влагопритоки на 1 м 3 объема помещении, область изменения тепло-влажностных коэффициентов;
-
разработан и запатентован способ комфортного кондиционирования теплонапряженных помещений ( способ запатентован в июле 1998 г., авторы Малова Н.Д., Хитров С.А., № 2129242), позволяющий исключить расход теплоты и уменьшить расход холода на обработку воздуха по сравнению с наиболее эффективным действующим способом в течение всего года;
-
разработаны технические решения системы кондиционирования, работающей по предложенному способу обработки воздуха на базе серийно выпускаемого отечественного оборудования;
-
разработаны диаграмма I - d - т влажного воздуха и метод оценки годовых расходов энергии системами кондиционирования с учетом заданного коэффициента обеспеченности параметров воздуха в помещениях;
-
выполнен сравнительны!! анализ годовых расходов энергии системами кондиционирования по методу СН и П и предлагаемому методу с помощью диаграммы I - d - т .
Реализация результатов работы.
-
Выполнено внедрение в учебный процесс предлагаемого метода оценки годовых расходов энергии системами кондиционирования в расчетах и анализе технике - энергетических показателей современных установок кондиционирования при изучении учебных дисциплин : « Теоретические основы кондиционирования воздуха», « Проектирование н расчет оборудования систем кондиционирования» на факультете « Холодильная техника и технология» в МГУПБ;
-
разработана проектная документация на систему комфортного кондиционирования термического отделения колбасного завода ОАО «Царицыно», работающую по предлагаемому способу обработки воздуха; разработанная система принята к внедрению в марте 1999г;
3. результаты диссертационной работы внедрены при выполне
нии научных исследований по госбюджетной теме г/б 5 - 2 - 96 В « Ис
следование и разработка аппаратов для кондиционирования воздуха
на мясоперерабатывающих предприятиях» МГУПБ; сроки выполнения
работы 1996- 1999 гг.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на научных чтениях «Теоретические и практические основы расчета термической обработки пищевых продуктов», посвященных памяти проф., д. т.н. Бражникова A.M. ( МГУПБ, 1997 г.); на научно-методических чтениях «Техника и процессы в подготовке инженера
биотехнологических производств», посвященных 85- летию д. т. н., проф., заслуженному деятелю науки и техники РСФСР Соколову В.И. (МГУПБ, 1998 г.); на международной конференции « Пища. Экология. Человек» (МГУПБ, 1999г); на международной конференции « Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания в XXI веке» (ВНИИМП, 1999 г).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах, в том числе в патенте на способ кондиционирования воздуха теплонапряженных помещений.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и приложений. Работа изложена на 179 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков, 32 таблицы, список литературы из 74 наименований.