Визначення енергоефективності термодинамічних циклів когенераційних машин комерційного призначення

Abstract

У багатьох комерційних підприємствах на реалізацію процесів охолодження припадає значна час­тина загального енергоспоживання підприємства. Для моніторингу справжнього споживання електроенергії під час безперервної роботи холодильних систем сформовано і методично обґрунтовано способи розрахунку енергоефективності. Основною вимогою до методики енергетичного аналізу таких систем є її базування на принципах і законах термодинаміки. Системним кордоном для порівняння ефективності холодильних та теплонасосних установок є теплова або холодильна потужність та температурний режим роботи. Машину, яка досліджується, призначено для під­приємства торгівлі з широким асортиментом продуктів з двома постійними температурними рівнями короткострокового зберігання. Відповідні холодопродуктивності різні за кількісними показниками, але постійні за часом. Визначення показників ефективності здійснено в системних кор­донах термодинамічного циклу та конструкційних особливостей елементів машини. Вид аналізу – порівняння енергетичної ефективності та габаритів циклів двох або більшої кількості машин з різними робочими речовинами. З використанням еталонних циклів здійснено числове моделювання процесів в теплофікаційній холодильній машині з робочими речовинами R404А та СО2 у єдиному робочому режимі. Розрахунки проведені для шести схемно-циклових рішень. Результатами розв’язання «енергетичної» задачі є дійсний коефіцієнт перетворення СОР. Аналіз показав низьку енергетичну ефективність одноступеневих циклів в режимі теплофікаційної машини з двома тем­пературами кипіння, одна з яких є низькотемпературною. Найвища ефективність у машин, які працюють за циклом двоступеневого стиснення з двома випарниками та детандером перед високотемпературним випарником. Результатами розвязання «транспортної» задачі є визначення теоретичної об’ємної холодопродуктивності компресорів (габариту циклу). Порівняльний аналіз результатів констатує, що габарит циклу з СО2 втричі менший за R404A. Рекомендація на перспективу – двоступенева машина з двома випарниками та проміжною посудиною з СО2. За розв’язанням усіх задач вказаний цикл має найкращі характеристики.