Переработка шин

Технологии

На странице "Технологии" мы размещаем практически готовые наукоёмкие проекты, создавая мостик между разработчиками технологий и их потребителями. Авторы проектов получают почти бесплатную рекламу. Инвесторы - предложения от которых сложно отказаться. В выигрыше, по идее, должны быть все. Посмотрим, как получится на самом деле.

(с) Scientific-Engineering Center, 3R-Технологии. naumir@yandex.ru, miily@yandex.ru

Технико-экономическое предложение

Каскадная холодильная машина комбинированного типа

Введение

На предприятиях мясной, молочной и пищевой промышленности широко используют скороморозильные аппараты для шоковой заморозки продуктов большого числа наименований. Для шоковой заморозки в морозильном аппарате необходимо поддерживать температуру минус 35-40°С. На заводах биопрепаратов и некоторых производствах химической и нефтехимической промышленности также имеется потребность в низкотемпературном холоде. Для получения в морозильных аппаратах указанной температуры применяют холодильные агенты NH₃, R22, R502, R131b с использованием, как правило, двухступенчатых холодильных машин. В настоящее время, для получения указанных температур, используют двухступенчатые аммиачные компрессорные машины. Для получения в морозильном аппарате температуры ниже минус 45°С применяют каскадные холодильные машины, в которых используют два или несколько холодильных агентов, отличающихся теплофизическими свойствами. Каскадная холодильная машина состоит из двух одноступенчатых холодильных машин, называемых верхней и нижней ветвью каскада.

Компания “N.A.M. Technology” Ltd. разработала и изготовила рабочую модель каскадной холодильной машины комбинированного типа. Отличительной особенностью такой машины заключается в том, что машина состоит из двух одноступенчатых холодильных машин, в которой верхняя ветвь каскада представляет абсорбционную холодильную машину, а нижняя ветвь каскада – компрессионная холодильная машина.

Такая холодильная машина потребляет на 55-60% электрической энергии меньше, чем любая холодильная машина с двумя компрессорами или двухступенчатая холодильная машина, которая работает на аммиаке или фреоне.

На разработанную каскадную холодильную машину комбинированного типа подана патентная заявка [Application number US 14/706,246 of filling receipt 05/07/2015].

1. Основные отличия каскадной холодильной машины комбинированного типа

1.1. Каскадная холодильная машина состоит из двух одноступенчатых холодильных машин: верхняя ветвь каскада - абсорбционная холодильная машина, нижняя ветвь каскада – компрессионная холодильная машина;

1.2. Верхняя ветвь каскада может быть выполнена как двухступенчатая абсорбционная холодильная машина, что позволяет получить в нижней ветви каскада температуру кипения минус 70-75°С;

1.3. Верхняя ветвь каскада может работать как от вторичных источников тепловой энергии, так и от первичных источников тепла (газ, мазут, древесные отходы);

1.4. Верхняя ветвь каскада – абсорбционная холодильная машина содержит основные аппараты, которые позволяют работать с использованием рабочих растворов веществ: фреон – DME-TEG (хладоновые системы) или спирт – LiCl, LiBr, ZnBr₂ (спиртовые системы);

1.5. Связующий аппарат каскадов испаритель – конденсатор выполнен из тепловых труб или двухфазных термосифонов, что позволяет повысить эффективность теплообмена на 30-35%, а надежность работы, как минимум в два раза;

1.6. Для скороморозильных аппаратов шоковой заморозки, низкотемпературных камер замораживания с температурами до минус 45°С в нижней ступени каскада используется довольно эффективный фреон-410А;

2. Основные преимущества

2.1. В таблице 1 приведены сравнительные показатели каскадной холодильной машины комбинированного типа со стандартной холодильной машиной, которая состоит из двух одноступенчатых компрессионных машин.

Table 1

		Q₀	t₀	N_c	N_s	N	Refrigerant	ε	Saving
		kW	^oC	kW	kW	kW			%
Cascade RM VCM / VCM	U-B	11.63		7.22	7.5	14.5	R22	1.4
Cascade RM VCM / VCM	L-B	11.63	–70	6.53	7.0	14.5	R13	1.4
Cascade RM Combined type	U-B	11.63		0.7	1.5	8.5	R22	5.76	41.4
Cascade RM Combined type	L-B	11.63	–70	6.53	7.0	8.5	R410A	5.76	41.4

Верхняя ветвь каскада снабжена циркуляционным насосом с двигателем 0.7 кВт. Если учесть мощность насоса для горячей воды (подача в генератор) и холодной воды (подача в конденсатор и абсорбер), то общая установленная мощность насосов составит 1.5 кВт.

В таблице 2 приведены сравнительные показатели каскадной холодильной машины

комбинированного типа с двухступенчатой холодильной машиной.

Table 2

		Q₀	t₀	N_ec	N_ic	N_tp	Refrigerant	ε	Saving
		kW	^oC	kW	kW	kW			%
Two-stage RM	Hp-S	93.0	–40.83	22.3	23.5	52.0	NH₃	3.01
Two-stage RM	Lp-S	93.0	–40.83	26.3	28.5.0	52.0	NH₃	3.01
Cascade RM Сombined type	U-B	93.0	–49.68	4.0	4.5	30.0	R22	5.76	42.3
Cascade RM Сombined type	L-B	93.0	–49.68	23.33	25.5	30.0	R410A	5.76	42.3

Условные обозначения, приведенные в таблицах: Cascade RM - каскадная холодильная машина; Combined type – комбинированного типа; VCM – компрессионная холодильная машина; Two-stage RM – двухступенчатая холодильная машина; U-B – верхняя ветвь каскада; L-B нижняя ветвь каскада; Hp-S – верхняя ступень сжатия; Lp-S – нижняя ступень сжатия; Q₀ – холодопроизводительность; t₀ – температура кипения в испарителе;

N_ec – эффективная мощность; N_ic – установленная мощность; N_tp – суммарная мощность;

ε – холодильный коэффициент;

2.2. Замена двухступенчатых аммиачных холодильных машин на каскадные машины комбинированного типа, в которых используют безопасные во всех отношения холодильные агента, например, фреон-410А, повышает техническую безопасность холодильных установок.

2.3. В каскадной холодильной машине комбинированного типа с учетом конечной разности температур кипения и конденсации в испаритель – конденсаторе 5°С холодильный коэффициент каскадной машины составит ε_с = 5.76.

2.4. При температуре кипения в контуре испарения испаритель - конденсатора от минус 6°С до минус 19°С (в зависимости от применяемого холодильного агента в верхней ветви каскада) температура в морозильной камере достигает минус 46.5°С. При этом давление нагнетания компрессора нижней ветви каскада не превышает 5.8 бар, а температура перегрева на выходе из компрессора не более 60-64°С.

2.5. Коэффициент преобразования тепла (СОР) в абсорбционной холодильной машине верхней ветви каскада для рабочего раствора R22 / ДМЭ-ТЭГ величина СОР составляет 0.69-0.71. Для рабочего раствора на основе спирт / LiBr величина СОР составляет порядка 0.8-0.82. Величина коэффициента преобразования зависит от начальной температуры греющего источника и тепловой нагрузки испаритель – конденсатора.

3. Области использования каскадной холодильной машины

3.1. Основными потребителями каскадных холодильных машин являются предприятия мясной и рыбной промышленности, заводы химической и нефтехимической промышленности, в производстве мороженного и быстром замораживании овощей и фруктов;

3.2. На заводах биопрепаратов, в научных учреждениях, требующих низкотемпературный холод (порядка минус 70 - 80°С)

4. Экономическая целесообразность использования и изготовления каскадных холодильных машин

4.1. Для предприятия разработчика и изготовителя

4.1.1. Востребование на рынках холодильных машин зависит от возможности получения низкой температуры в морозильной или холодильной камере при меньших затратах электрической энергии. В зависимости от объемов производства и технологической оснащенности завода изготовителя можно рекомендовать следующий ряд каскадных машин:

- температура в холодильном объеме минус 70° - 80°С, производительность 10-30 кВт;

- температура в морозильной камере минус 30 - 44°С, производительность 80-350 кВт

Если будут востребованы каскадные машины производительность 1000 кВт и выше, то они комплектуются из набора одинаковых машин с требуемой суммарной производительностью.

4.1.2. Предприятие изготовитель должна организовать шефский монтаж и пуско-наладочные работы, оказывать помощь в техническом обслуживании. Это позволит увеличить доходы предприятия на 45-50%.

4.2. Для фирмы или предприятия, которая приобретает каскадную холодильную машину комбинированного типа, экономическая эффективность складывается из следующих показателей:

4.2.1. Приобретение и эксплуатация каскадной холодильной машины вместо одной двухступенчатой аммиачной холодильной машины (смотри параметры в таблице 2) годовая экономия электрической энергии составит порядка 153,144 кВт*час.

4.2.2. Эксплуатация одной каскадной машины комбинированного типа (параметры смотри в таблице 1) в течение года даст экономию 36,144 кВт*час.

4.2.3. Использование каскадных машин комбинированного типа с безвредными фреонами взамен аммиачных холодильных машин снижает расходы на технику безопасности и пожарную безопасность на 55-60%.

4.2.4. Использование каскадных машин комбинированного типа с безвредными фреонами взамен аммиачных холодильных машин снижает расходы на социальное страхование и выплаты обслуживающему персоналу за вредность при эксплуатации аммиачных установок.

Phones: 972-50-8509416 (Израиль); +7-910-404-6904 (Москва);