Энергоэффективное плодоовощехранилище с использованием нетрадиционных источников энергии | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Узаков Г. Н., Вардияшвили А. Б., Раббимов Р. Т., Хужакулов С. М., Раббимов Л. Энергоэффективное плодоовощехранилище с использованием нетрадиционных источников энергии [Текст] // Технические науки в России и за рубежом: материалы Междунар. науч. конф. (г. Москва, май 2011 г.). — М.: Ваш полиграфический партнер, 2011. — С. 65-68. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/3/734/ (дата обращения: 17.08.2018).

Создания и регулирования оптимального тепловлажностного режима в плодоовощехранилищах для хранения плодов и овощей требует значительный расход энергетических и водных ресурсов.

Регулирование температурного режима в плодоовощехранилищах достигается несколькими способами (охлаждение, отопление, кондиционирование воздуха и др.).

Наиболее сложно в хранилищах регулировать относительную влажность воздуха, которая оказывает значительное влияние на величину количественных и качественных потерь продуктов. Известно, при низкой влажности воздуха возрастает естественная убыль массы и повышается, потер продуктов. Поэтому в плодоовощехранилищах необходимо производить увлажнение воздуха водой или паром [1].

Искусственное увлажнение воздуха в период охлаждения целесообразно только в южных регионах, где необходимо подавать на 1т картофеля более 80 – 100 м3 наружного воздуха в час, на каждый килоджоуль удаляемого тепла из камеры хранения необходимо подавать к приточному воздуху примерно 1,1 л воды [1].

Проведенные исследования показывают, что в эксплуатируемых холодильниках с регулируемой газовой средой (РГС) вместимостью 1000 т расходуются 0,74 л/с воды, 28,9 кВт тепловой энергии, 13 – 27 м3/час природный газ и 230 кВт электрической энергии. При этом удельный расход электрической энергии на хранении 1 т продукции в период хранения, в зависимости от природно-климатических условиях, составляет около 1100 – 2000 кВт∙часов/т.

Традиционные системы охлаждения, отопления, воздухообмена и увлажнения воздуха в хранилищах не отвечают современным требованиям, приводят к сверхнормативным потерям продуктов при хранении и значительным энергетическим затратам [2].

По этому в последние годы значительно возрос интерес к проблеме использование нетрадиционных источников энергии в связи с ограниченностью запасов органического топлива и задачами по защите окружающей среды от загрязнений.

Перспективным направлением является создание альтернативных систем теплохладоснабжения овощехранилищ в условиях жаркого – сухого климата с использованием теплонасосных установок (ТНУ).

Нами разработаны принципиальные схемы систем теплохладоснабжения плодоовощехранилищ с теплонасосной установкой и способы утилизации теплоты вентиляционных выбросов и «дыхания» продуктов для получения горячей воды в аккумуляторном баке, со встроенным конденсатором холодильной машины. При температуре охлаждаемый среды 10 – 20 &#;С можно получить горячую воду с температурой 50 &#;С. Емкость бак – аккумулятора такого водоподогревателя составляет до 300 л (рис.1).

Рис. 1. Принципиальная схема систем теплохладоснабжения экспериментального овощехранилища с ТНУ.

1 – блок увлажнения воздуха; 2 – перелив; 3 – вентилятор; 4 – задвижка; 5 – форсунки; 6 – горячая вода; 7 – бак аккумулятор; 8 – подпитка; 9 – конденсатор ТНУ; 10 – компрессор ТНУ; 11 – испаритель ТНУ; 12 – регулирующий вентиль ТНУ; 13 – плоский солнечный коллектор; 14 – расходной бак холодной воды; 15 – поплавковый регулятор уровня воды; 16 – вытяжной канал; 17 – шибер; 18 – холодильная камера; 19 – экран ПВД; 20 – кровли камеры; 21 – воздушная прослойка; 22 – кровли камеры; 23 – ДЭС; 24 – пиролизная установка; 25 – штабель продуктов.


Создана экспериментальная углубленная овощехранилища со строительным объемом Vстp=180 м3 (ХК–180). Конструктивные характеристики опытной холодильной камеры ХК–180 для хранения яблок зимних сортов приведены в табл. 1.



Таблица 1

Основные конструктивные характеристики холодильной камеры ХК – 180

Ширина, B, м

Длина, L, м

Высота, H, м

Строительная площадь, Fстр, м2

Строительный объем, Vстр

Вместимость, Gгр, т

6,0

10

3,0

60

180

24


Система теплохладоснабжения холодильной камеры ХК – 180 состоит из ТНУ, систем увлажнения воздуха и вентиляции. Предложенная система работает на двух режимах, т.е. в режиме охлаждения и отопления в зависимости от природно–климатических условий местности. В режиме охлаждения испаритель ТНУ 11 отбирает теплоту из камеры и охлаждается внутренний воздух камеры. Затем хладагент сжимается в компрессоре 10 и перегретый пар поступает в конденсатор 9. Теплота конденсации хладагента в конденсаторе нагревает воду в бак – аккумуляторе 7. Полученная подогретая вода в конденсаторном узле теплового насоса с форсунками разбрызгивается приточному воздуху для увлажнения приточного воздуха. После конденсации жидкий хладагент поступает регулирующий вентиль 12 и затем в испаритель ТНУ 11. Использование низкопотенциальной теплоты вентиляционных выбросов и теплоты дыхания продуктов позволяют сэкономить первичную энергию по сравнению с паровым увлажнением приточного воздуха. Холодильная камера ХК – 180 имеет автономную систему энергоснабжению через дизельной электростанций (ДЭС) 23 работающей на собственном альтернативном биотопливе из отходов плодоовощехранилище. На крыше камеры установлены плоские солнечные коллекторы 13, которые позволяют дополнительно получить горячую воду для технологических и бытовых нужд хранилище. В режиме охлаждения задвижка 4 будет закрытым положение. При необходимости вентилирование камеры естественным холодом ночного воздуха включает систему активной вентиляции. В режиме отопления камеры хладагент циркулируются противоположном направление. При этом испаритель ТНУ в камере выполняет функции конденсатора, а конденсатор в баке – аккумуляторе испарителя. В этом режиме задвижка 4 имеет открытое положение, и горячая вода от солнечных коллекторов поступает в бак – аккумулятор, тем самым поддерживает повышение температурного уровня низкопотенциальной среды. Комбинированное использование солнечных коллекторов и тепловых насосов в режиме отопления камеры позволяет повысить энергетической эффективности системы.

Таким образом, предложенная теплонасосная система теплохладоснабжения плодоовощехранилищ с использованием нетрадиционных источников энергии, утилизацией теплоты дыхания продуктов и вентиляционных выбросов позволяет сэкономить энергетических и водных ресурсов для поддержания тепло – и влажностного режима.

Разработан второй вариант систем теплохладоснабжения надземного хранилища с ТНУ типа «вода – вода» (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема систем теплохладоснабжения холодильной камеры с ТНУ: ТНУ – теплонасосная установка; И – исправитель ТНУ; КМ – компрессор ТНУ; К – конденсатор ТНУ; РВ – регулирующий вентиль; ОБ – охлаждающая батарея; ХК – холодильная камера; Н – насос; 1,2,3,4 – характерные точки цикла ТНУ.


Надземная холодильная камера со строительным объемом 180 м3 состоит из холодильной камеры, теплонасосной установки типа «вода – вода» и систем водоснабжения. Испаритель ТНУ в холодильной камере установлен в открытом водяном емкости и охлаждает воды. Охлажденная вода по трубопроводам и охлаждающим батареям движется по периметру холодильной камеры. В качестве источника тепла низкого потенциала используется холодная вода из систем охлаждения камеры. Артезианская вода в конденсаторном узле нагревается до температуры 50 – 55 оС и применяется для технологических нужд хранилища. Проведенные исследования показывают, что утилизация низкопотенциального тепла с одновременным охлаждением камеры хранения продуктов и получения горячей воды повышает энергетической эффективности применения ТНУ.

Разработан третий вариант принципиальная схема холодильной камеры с собственным энергоснабжением и регулируемой газовой средой [3].

В предложенной системе требуемый газовый состав обеспечивается комбинированной установкой, где приготавливается биодизельные топлива и пиролизные газы из растительных отходов хранилище. Таким образом, полученное топливо сжигается на ДЭС для производства электрической энергии. Выработанная электрическая энергия применяются для электропотребления привода компрессоров, вентиляторов и насосов в системе теплохолодоснабжения, а выхлопные газы используются для регулирования газовой среды холодильной камеры.

Результаты исследований показывают, что при хранении плодов и овощей в камере с собственным энерго- и газоснабжением с регулируемой газовой средой позволяет 1,5 – 2,0 раза сократить потери и продлить сроки хранения примерно на 20 – 30 суток [3].


Литература:
  1. Волкинд И.Л. Комплексы для хранения картофеля, овощей и фруктов. – М.: Колос, 1981. – 223 с.

  2. Узаков Г.Н. Исследование тепломассообменных процессов и теплохладоснабжения в плодоовощехранилищах. (Монография). Россия, г. Краснодар.: КубГАУ, 2006. 152 с.

  3. Узаков Г.Н., Хужакулов С.М., Вардияшвили А.Б., Алиярова Л. Исследование углубленной холодильной камеры в регулируемой газовой среде с использованием нетрадиционных источников энергии. // Молодой ученый. – Чита, Россия, 2010. – № 5. – с. 81 83.

Основные термины (генерируются автоматически): холодильная камера, горячая вода, приточный воздух, вод, режим охлаждения, регулируемая газовая среда, электрическая энергия, предложенная система, строительный объем, конденсаторный узел.

Похожие статьи

Исследование углубленной холодильной камеры...

холодильная камера, горячая вода, приточный воздух, вод, режим охлаждения, регулируемая газовая среда, электрическая энергия, предложенная система, строительный объем, конденсаторный узел.

холодильная камера, горячая вода, приточный воздух, вод...

Энергоэффективное плодоовощехранилище с использованием... холодильная камера, горячая вода, приточный воздух, вод, режим охлаждения, регулируемая газовая среда, электрическая энергия, предложенная система, строительный объем...

Проблемы энергосбережения при утилизации теплоты...

Для холодильной камеры строительным объемом 180 м3 при хранении яблок зимних сортов тепловой потенциал вентиляционных выбросов оценивается значением 1,7·104 МВт·ч/год. Эта энергия безвозвратно теряется при выбросы вентиляционного воздуха в...

Снижение затрат энергии в теплохладоснабжении...

Нами исследован тепловой баланс холодильной камеры ХК – 180 размером 6000´10000 мм при охлаждение яблок [6]. Средняя температура воздуха в камере за цикл охлаждения tс = +0 °С

Теплотехнический расчет углубленного плодоовощехранилища с регулируемой газовой...

Эффективное осушение воздуха помещений бассейнов

Уменьшение объема вентиляционного воздуха уменьшит энергозатраты, возникающие при

Влаговыделения в помещение кроме открытой поверхности воды будут происходить также с

Приточная система вентиляции подает в помещение свежий наружный воздух и создает в...

Пути повышения энергоэффективности систем вентиляции

– подогрев или охлаждение воздуха в зимнее (летнее) время.

Многие промышленные предприятия для экономии электрической энергии стараются ограничивать время работы вентиляционных систем в нерабочее время.

Анализ систем жидкостного охлаждения электронной аппаратуры

Рассмотрены тепловые режимы работы блока охлаждения РЭС при различных системах

В качестве рабочей жидкости чаще всего используется дистиллированная вода

Рассмотрим схему охлаждения конденсатора малой холодильной машины вентилятором, который будет.

Методика исследования тепловлажностных процессов...

Основные термины (генерируются автоматически): холодильная камера, горячая вода, расход воды, выброс...

из компрессора; 28 – трубопровод воды для увлажнения воздуха; 29 – вытяжной вентиляционный канал; 30.

Оптимальные параметры регулирования режимов работы...

Впрыск воды (пара) в камеру сгорания несколько повышает электрическую мощность ГТУ

Увеличение расхода газов через турбину в результате впрыска воды на входе компрессора и

Возможно также испарительное охлаждение потока воздуха разбрызгиванием воды в потоке...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Исследование углубленной холодильной камеры...

холодильная камера, горячая вода, приточный воздух, вод, режим охлаждения, регулируемая газовая среда, электрическая энергия, предложенная система, строительный объем, конденсаторный узел.

холодильная камера, горячая вода, приточный воздух, вод...

Энергоэффективное плодоовощехранилище с использованием... холодильная камера, горячая вода, приточный воздух, вод, режим охлаждения, регулируемая газовая среда, электрическая энергия, предложенная система, строительный объем...

Проблемы энергосбережения при утилизации теплоты...

Для холодильной камеры строительным объемом 180 м3 при хранении яблок зимних сортов тепловой потенциал вентиляционных выбросов оценивается значением 1,7·104 МВт·ч/год. Эта энергия безвозвратно теряется при выбросы вентиляционного воздуха в...

Снижение затрат энергии в теплохладоснабжении...

Нами исследован тепловой баланс холодильной камеры ХК – 180 размером 6000´10000 мм при охлаждение яблок [6]. Средняя температура воздуха в камере за цикл охлаждения tс = +0 °С

Теплотехнический расчет углубленного плодоовощехранилища с регулируемой газовой...

Эффективное осушение воздуха помещений бассейнов

Уменьшение объема вентиляционного воздуха уменьшит энергозатраты, возникающие при

Влаговыделения в помещение кроме открытой поверхности воды будут происходить также с

Приточная система вентиляции подает в помещение свежий наружный воздух и создает в...

Пути повышения энергоэффективности систем вентиляции

– подогрев или охлаждение воздуха в зимнее (летнее) время.

Многие промышленные предприятия для экономии электрической энергии стараются ограничивать время работы вентиляционных систем в нерабочее время.

Анализ систем жидкостного охлаждения электронной аппаратуры

Рассмотрены тепловые режимы работы блока охлаждения РЭС при различных системах

В качестве рабочей жидкости чаще всего используется дистиллированная вода

Рассмотрим схему охлаждения конденсатора малой холодильной машины вентилятором, который будет.

Методика исследования тепловлажностных процессов...

Основные термины (генерируются автоматически): холодильная камера, горячая вода, расход воды, выброс...

из компрессора; 28 – трубопровод воды для увлажнения воздуха; 29 – вытяжной вентиляционный канал; 30.

Оптимальные параметры регулирования режимов работы...

Впрыск воды (пара) в камеру сгорания несколько повышает электрическую мощность ГТУ

Увеличение расхода газов через турбину в результате впрыска воды на входе компрессора и

Возможно также испарительное охлаждение потока воздуха разбрызгиванием воды в потоке...

Задать вопрос