кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
С целью выявления возможности снижения затрат энергии при производстве холода проведен анализ процесса аккумуляции холода в холодильных агрегатах с переменной холодильной нагрузкой. Представлены схемы установок для производства ледяной воды и кондиционирования помещений, в которых используется льдоаккумуляторы. Рассмотрены варианты рабочего цикла льдоаккумулятора и даны результаты расчетов. Показано увеличение необратимых потерь энергии при двухступенчатом охлаждении по сравнению с одноступенчатым вариантом. Рассмотрена возможность заменить льдоаккумулятор сезонным аккумулятором холода. При этом мощность постоянно работающей холодильной машины может быть уменьшена на ~40%. Предложена одномерная математическая модель накопления льда в льдоаккумуляторе. Результаты расчетов сопоставлены с характеристиками реальных изделий. Экономия электроэнергии в случае замены льдоаккумуляторов сезонными аккумуляторами холода подтверждена расчетами.
The aim of this article is to identify opportunities of energy saving during the production of cold. Analysis of the cold accumulation in refrigeration units with variable refrigeration load was carried out in order to reduce energy consumption. Schemes of ice-water and air conditioning installations, which use ice accumulators, are presented. Varieties of ice accumulator cycles and calculation results are provided. Reduced cooling efficiency of the two-stage versus single-stage cooling is confirmed. The possibility of replacing ice accumulator with seasonal cold accumulator is considered. A onedimensional mathematical model of ice buildup in ice accumulator is offered. The calculation results are compared with the characteristics of actual products. Energy saving by replacing ice accumulators with seasonal cold accumulators is confirmed by the results of calculations.
1. ВведениеАккумуляция холода применяется в основном для выравнивания холодильной нагрузки в течение суток. Этот процесс реализуется в льдоаккумуляторах, которыми комплектуются холодильные машины (ХМ) [1]. Запасенная в аккумуляторе способность потреблять тепловую энергию (холодильная емкость) компенсирует возрастающий уровень потребления холода. Это позволяет уменьшить мощность установленных ХМ, что приводит к снижению капиталовложений и эксплуатационных расходов. Простои в работе ХМ сводятся к минимуму.Необходимость запасать холод имеет место в технологических процессах, где используется охлаждение. Подобные схемы применяются в сельском хозяйстве и пищевой промышленности, в частности при переработке молока. Ледяная вода потребляется в значительных объемах и в других отраслях промышленности. Зависимость стоимости электроэнергии от времени суток позволяет расширить сферу использования таких аккумуляторов. Они могут быть полезны в случае возможности снижения суммарных затрат на энергопотребление. Например, ночью, в часы низкой нагрузки на систему кондиционирования, тариф на электроэнергию минимальный и наоборот — днем при максимальной потребности в охлаждении электроэнергия самая дорогая. Ночью льдоаккумулятор заряжается, а днем выполняет функцию холодильной машины, которая не нуждается в энергии. С другой стороны, наличие льдоаккумулятора увеличивает суммарное потребление электроэнергии по сравнению с традиционными холодильными установками, и вопрос эффективности их применения требует комплексного анализа.