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.
льдоаккумулятор, переменная холодильная нагрузка, ресурсосбережение, сезонный аккумулятор холода, холодильная установка.
1. Введение
Аккумуляция 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.
1. http:www.phs-holod.ru/files/vactekh5.pdf
2. Крылов В.И., Полянский А.Р., Синцов А.Л. Сезонный аккумулятор холода - энергосберегающая технология для России // Безопасность в техносфере. 2010. - №1(22). - С. 16-20.
3. Синцов А.Л. Энергосбережение и повышение безопасности при кондиционировании // Безопасность в техно-сфере. 2012. №3(36). - С. 66-72.
4. Синцов А.Л. Аккумулятор холода // Патент РФ № 2352875. - 2009.
5. Синцов А.Л. Повышение эффективности производства холода // Безопасность в техносфере. 2014. Т. 3. № 4. C. 45-50. DOI:https://doi.org/10.12737/5303.
