автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Повышение энергетической эффективности комбинированных циклов совместной выработки теплоты и холода

На правах рукописи

Лунин Алексей Анатольевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМБИНИРОВАННЫХ ЦИКЛОВ СОВМЕСТНОЙ ВЫРАБОТКИ ТЕПЛОТЫ И ХОЛОДА

05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

// ^ Мг /

ч/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004 г

Работа выполнена на кафедре Промышленных теплоэнергетических систем (ПТС) Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор Калинин Николай Васильевич доктор технических наук, профессор Горбачев Станислав Прокопьевич

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Ефимов Андрей Львович ЗАО «ОСТРОВ» (г. Мытищи)

Защита состоится «28» мая 2004 года в 15 часов в аудитории Г - 406 на заседании Диссертационного совета Д 212.157.10 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 17.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (Технического университета).

Автореферат разослан «_» апреля 2004 года.

Ученый секретарь

Диссертационного совета к.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Многие отрасли промышленности и сельского хозяйства являются совместными потребителями теплоты и холода. Поэтому в последнее время наблюдается повышенный интерес к установкам, которые могут служить одновременно двум целям: выработке холода и получению теплоты различных температурных уровней. Наиболее перспективными областями для применения комбинированных установок (КУ) являются пищеперерабатывающая промышленность и сельское хозяйство. Также может оказаться эффективным применение КУ в системах совместного отопления и кондиционирования зданий и промышленных объектов.

Идея совмещения термодинамических циклов холодильных установок и тепловых насосов была рассмотрена в работах B.C. Мартыновского, Л.З. Мельцера, О.Ш. Везиришвили, В.Н. Прохорова, В.М. Бродянского, И.М. Калниня. Однако конкретные вопросы реализации комбинированных установок, анализ основных показателей работы КУ, диапазонов температур испарения и конденсации, давлений прямого и обратного потоков, специфики требований к рабочим телам в литературе отсутствовали.

В целом на сегодняшний день КУ начинают получать распространение за рубежом. В России и странах СНГ КУ являются единичными, в большей степени экспериментальными установками. Поэтому исследования, связанные с комбинированным производством теплоты и холода, а также поиск потенциальных объектов для внедрения КУ, являются важной задачей. Эта задача напрямую связана и с проблемой подбора новых высокоэффективных озонобезопасных рабочих тел. Специфика выбора высокоэффективных рабочих тел для комбинированных установок связана в первую очередь со значительно большими степенями повышения давления в компрессоре КУ по сравнению с тепловыми насосами и холодильными машинами.

Цель работы Расчетные и экспериментальные исследования основных термодинамических и технико-экономических показателей КУ с целью повышения энергетической эффективности комбинированных циклов совместной выработки теплоты и холода.

Основные задачи работы

- Исследование термодинамических показателей КУ при работе на различных рабочих телах в диапазоне изменения температур испарения -30 ... 0 °С и конденсации 40 ... 80 °С. Разработка рекомендаций для выбора наиболее эффективных рабочих тел для использования в КУ.

- Термодинамическое и технико-экономическое сравнение комбинированного производства тепла и холода с альтернативными вариантами.

- Эксергетический анализ комбинированных '^^^^дццондльиай]

3

- Экспериментальные исследования комбинированных циклов совместного производства теплоты и холода.

Научная новизна На базе термодинамического анализа парокомпрессионных циклов совместной выработки теплоты и холода с учетом специфики основных параметров (степени повышения давления в компрессоре КУ, температурных уровней получения теплоты и холода, температуры перегретых паров рабочего тела за компрессором) получены термодинамические соотношения т]е = ^Тв.Ткд); 7ТК = А(Т„,Ткд); Т « = А(ТиЛы); Ни* = А^ТиДад)» позволяющие сформировать требования к рабочим телам КУ и сделать рекомендации по конкретным установкам совместного производства теплоты и холода.

Определены зоны максимума эксергетической эффективности парокомпрессионного цикла совместной выработки теплоты и холода. ЭксергетическийКПД Т1е достигает своего наибольшего значения (40... 43 %) при /•„,> = 80 0С И = - 18 °С. Минимальное значение максимума (35 ... 36 %) соответствует ^ = 60 0С И = - 15 0С.

Для прогнозирования характеристик герметичных холодильных компрессоров при работе на различных рабочих телах в широком диапазоне температур кипения и конденсации предложены коэффициенты апроксимационных функций, полученные в результате анализа экспериментальных исследований комбинированной установки при работе на 8 рабочих телах.

' Практическая значимость работы Рекомендовано в качестве рабочего тела комбинированных установок применять фреон R134a и смесь R401c, обеспечивающие высокую энергетическую эффективность и полностью отвечающие требованиям экологической безопасности.

Разработана методика экспериментального исследования комбинированных циклов совместной выработки теплоты и холода. Создан экспериментальный стенд для получения теплотехнических характеристик комбинированных установок.

Полученные в ходе проведения экспериментальных исследований герметичного холодильного поршневого компрессора результаты могут быть использованы для прогнозирования коэффициента подачи X и адиабатного КПД герметичного холодильного компрессора при работе на различных рабочих телах.

Результаты технико-экономического сравнения комбинированного производства с альтернативными вариантами раздельного производства теплоты и холода для различных регионов России, с учетом реальных тарифов на тепловую и электрическую энергии, использованы при разработке программы энергосбережения Магаданской области.

Апробация работы Основные научные результаты работы доложены и обсуждены на VI - X Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ (ТУ), 2000 - 2004гг.), II и III Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосбережение и экологическая безопасность» (Смоленск, 2000, 2001гг.), первой всероссийской Школе-семинаре молодых ученых и специалистов (Москва, МЭИ (ТУ), 2002), опубликованы и представлены на I Международной конференции по энергосбережению (Алжир, 2003г.).

Публикации По теме диссертационной работы имеется четырнадцать опубликованных работ.

Структура и объем работы Объем диссертации составляет 147 страниц, включающих 40 рисунка и 56 таблиц. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, приложения и списка использованной литературы, включающего ссылки на 109 работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность применения комбинированных установок совместного производства теплоты и холода, сформулированы цель и задачи исследования, дана общая характеристика работы. Раскрыта научная новизна результатов и практическая ценность работы.

В первой главе проведен обзор работ по данной тематике. По принципу действия. КУ подразделяются на парокомпрессионные, газовые, абсорбционные, пароэжекторные и термоэлектрические.

Парокомпрессионные КУ наиболее широко распространены в мировой практике. Это связано с высокими значениями энергетической эффективности парокомпрессионных циклов по сравнению с газовыми и абсорбционными установками. Эффективное применение пароэжекторных КУ лежит в области высоких значений производительности, что связано в первую очередь с размерами критических сечений эжекторов. Термоэлектрические устройства характеризуются существенно большим удельным расходом энергии, чем соответствующие устройства с парожидкостными компрессионными установками.

КУ могут использовать одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые компрессоры. Переход от одноступенчатого сжатия в компрессоре к двух- и многоступенчатому связан с тем, что при большой разности температур между теплоприемником и теплоотдатчиком требуется высокое отношение давлений конденсации и испарения Для избежания вакуума на входе в компрессор и больших возможно применение в качестве рабочего тела КУ зеотропных смесей, имеющих неизотермичность фазовых переходов (конденсации и испарения). Это позволяет значительно

снизить Пх, что в свою очередь приводит к увеличению адиабатного КПД компрессора Т|5.

Самое широкое применение комбинированные установки нашли в пищевой промышленности. Это связано с тем, что на пишеперерабатывающих комбинатах требуется как большое количество холода относительно высокого температурного уровня от - 18 °С до - 6 °С (охлаждение и хранение продуктов), так и большое количество тепла от 40 °С до 90 °С (процессы нагрева и обработки продуктов). Лидирующее положение среди предприятий пищевой промышленности занимают молоко-и мясокомбинаты. Возможно эффективное использование КУ и в системах кондиционирования воздуха.

Проведенный анализ рабочих тел для применения в КУ выявил проблему выбора высокоэффективных рабочих тел из широкого ряда новых, малоисследованных (а в КУ вообще не исследованных) озонобезопасных рабочих тел. Этот выбор должен учитывать ряд условий, например недопустимость работы на вакууме в испарителе; возможность обеспечения компрессором требуемых в широком диапазоне температур конденсации и испарения; пожаробезопасность; распространенность и доступные цены.

Учитывая недостаточную изученность проблем, связанных с созданием и применением комбинированных установок совместной выработки теплоты и холода, сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе проведены исследования энергетических характеристик 22 рабочих тел из широкого ряда рабочих тел, имеющих критическую температуру около tc и 100 °С и нормальную температуру испарения tu не ниже - 35 °С. Для дальнейшего анализа влияния температур испарения и конденсации на термодинамические показатели КУ отобраны 9 хладагентов: 4 моновещества - R12, R22, R134a, R290 (R12 как аналог) и 5 многокомпонентных -R40 la, R401c, R41 la, R414a, R22-R142b.

При рассмотрении результатов термодинамического анализа отобранных рабочих тел можно сделать ряд рекомендаций по выбору наиболее эффективного рабочего тела для КУ:

рабочее тело должно обеспечивать эксергетический КПД комбинированной установки максимально возможным; во избежание применения двух- и многоступенчатых компрессоров и в целях экономии электроэнергии на привод, степень сжатия для данного рабочего тела не должна превышать значения 8... 12; температура перегретых паров за компрессором не должна превышать допустимых величин (140... 150 °С) по условию термического разложения компрессорного масла;

при соблюдении вышеперечисленных требований мощность, затраченная на привод компрессора, должна быть по возможности минимальной.

С учетом данных рекомендаций из рассмотренных ранее рабочих тел наилучшими характеристиками обладает R12, но так как после подписания

Монреальского протокола в рамках Венской Конвенции об охране окружающей среды 1 января 1996 г. на использование этого вещества наложен запрет, то его показатели можно использовать как эталон для сравнения с другими рабочими телами. Наиболее близкими характеристиками к R12 обладает фреон R134a и смесь R401c. Эти рабочие тела являются наилучшими для применения в КУ.

Рассмотрено влияние степени регенерации теплоты между прямым и обратным потоками рабочего тела в регенеративном теплообменнике на термодинамические показатели комбинированной установки для варианта с температурой конденсации ^ = 60 °С и температурой испарения ¡и = -20 °С для рабочих тел R143a и R401. Увеличение степени регенерации до максимально возможного значения может привести к существенному увеличению эксергетического КПД КУ при работе на R134a в 1,20, а.на R401c в 1,13paзa.

В качестве примера приведено термодинамическое сравнение комбинированного производства теплоты и холода с наиболее близкими по принципу работы вариантами получения холода от холодильной машины (ХМ) и теплоты от теплового насоса (ТН). Результаты расчетов

эксергетических КПД КУ и совместной работы ХМ и ТН

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0

Ти, *С

Рис. 1. Зависимость отношения эксергетических КПД КУ и ХМ + ТН от температуры испарения Из представленных на.рис. 1 результатов видно, что производство теплоты и холода посредством КУ может привести к повышению эксергетического КПД в 1,16 ... 1,6 раза по сравнению с раздельным производством теплоты и холода холодильными машинами и тепловыми насосами.

Проведено термодинамическое сравнение различных вариантов тепло-хладоснабжения по экономии первичной энергии. Термодинамическая

эффективность системы тепло-хладоснабжения, с точки зрения экономии первичной энергии, определяется количественным сравнением затрат топлива (первичной энергии) на выработку электрической энергии для привода компрессора комбинированной установки КУ с затратами топлива при раздельном производстве. Тепло- и холодопроизводительности приняты равными для всех схем производства теплоты и холода. Рассмотрены следующие варианты тепло- хладоснабжения: КУ; совместная работа холодильной машины- с котельной, ТЭЦ, газовым агрегатом тепловым насосом и электронагревательным аппаратом. В результате расчета термодинамического сравнения различных вариантов тепло- хладоснабжения по экономии первичной энергии впервые показано, что комбинированная установка обеспечивает термодинамически более выгодное производство теплоты и холода по сравнению с альтернативными схемами производства; как совместная работа холодильной машины с тепловым насосом в 1,1 раза; котельной - 1,5; ТЭЦ - 1,5; газовым отопительным аппаратом - 1,6 и электронагревательным аппаратом в 2,1 раза.

В третьей главе проведен эксергетический анализ комбинированного производства теплоты и холода. В комбинированной установке подводимая эксергия в виде электрической энергии к приводу компрессора показана как Еп (рис.2). Эта эксергия полностью затрачивается на работу компрессора за вычетом электромеханических потерь £>„,. Часть этой эксергии, за исключением внешних потерь в испарителе связанных с теплоотдачей при конечной разности температур охлаждаемого объекта (нагрузки) Т„ и хладагента КУ Т„ при температуре Тн < Тж, преобразуется в холод Ё"°" и передается охлаждаемому объекту. Другая часть эксергии Е""" полезно используется в виде теплоты, передаваемой нагреваемому объекту при температуре Т, > Тк_ Три другие составляющие потерь связаны с необратимостью процессов сжатия в компрессоре До,, дросселирования Д)р и с потерями, возникающими от конечной разности температур в регенеративном теплообменнике Орто. Эксергетический КПД КУ с учетом

потерь по элементам установки можно записать как

я.

Рис.2. Эксергетический баланс КУ

Для анализа влияния необратимости отдельных процессов на совершенство цикла в целом в каждом процессе определены удельные эксергетические потери ¿1 %, которые представляют собой отношение потери ¿, в элементе схемы КУ к входной эксергии.

В качестве примера на рис. 3 представлена диаграмма эксергетических потерь по элементам установки для рабочего тела Я401с в режиме = -5 °С и ¡¡¡л = 50 °С. По представленным данным видно, что треть потерь приходится на компрессор, что является следствием более высоких значений степени повышения давления тгк, чем в ХМ и ТН. Из этого следует, что при усовершенствовании комбинированных циклов в первую очередь необходимо решать вопрос об улучшении условий работы одноступенчатого компрессора путем снижения степени повышения давления при условии сохранения требуемых температур конденсации.

Рис. 3. Диаграмма распределения эксергетических потерь по элементам КУ при работе на Я401с.

Для анализа совершенства КУ, в реальных условиях были проведены расчеты с предварительно отобранными ранее рабочими телами: трехкомпонентной смесью Я401с и моновеществе Я134а, с учетом реальных характеристик компрессора. Изменение эксергетического КПД Г), КУ при различных температурах испарения и конденсации рабочего тела показано на рис. 4.

В результате расчетов найдены зоны максимума эксергетической эффективности рассматриваемого парокомпрессионного цикла при одновременной выработке теплоты и холода. Эксергетический КПД Т]е достигает своего наибольшего значения 40 ... 43 % при = 80 °С и /и = - 18 °С. Наименьшее значение максимума 35...36 % получено при ^ = 60 °С и ¡и = -15 °С» В целом, наиболее эффективная рабочая зона работы такой КУ для Ъд < 80 °С находится в пределах изменения температур = - 10...- 25 °С. Для tкг^ = 80 °С эта зона имеет ограничения по = -18 °С. Это объясняется высокой степенью повышения давления на данных режимах, что

ведет к практической невозможности работы одноступенчатого компрессора КУ прежде всего из-за недопустимых Г««", а также низких значений коэффициента подачи Л и адиабатного КПД компрессора г/,.

Пв,%

40(-

Тга-323К

Т„-ЗЗЗК

36

32

ЛиК 32

^-'-¡ТИ.К

260

260 240

260 280

т^Н ТКД-343К

Твд-ЗЯК

Рис. 4. Зависимости эксергетического КПД КУ от температуры испарения при различных температурах конденсации (сплошная линия - R401c, пунктирная линия - R134a).

В четвертой главе представлен метод прогнозирования объемных и энергетических характеристик герметичного холодильного компрессора комбинированной установки совместного производства теплоты и холода. Объемные и энергетические характеристики (коэффициент подачи А и адиабатный КПД поршневого компрессора зависят от большого количества факторов. В первую очередь - от термодинамических и теплофизических свойств рабочего тела при условии всасывания: удельного объема - V«» температуры Т,а показателя адиабаты к. Кроме этого, большое значение имеют конструктивные особенности компрессора.

Натурные испытания поршневых компрессоров при переходе на новые рабочие вещества затруднительны из-за большого количества исследуемых рабочих тел и режимов. В связи с этим возникает задача разработки методики прогнозирования объемных и энергетических характеристик компрессора при работе на различных рабочих телах, опираясь на ограниченные экспериментальные данные.

Поставленная" задача решается путем проведения ограниченных экспериментальных исследований на примере малого герметичного холодильного компрессора и выявления корреляционных функций для прогнозирования- коэффициента подачи и адиабатного КПД в зависимости от степени сжатия при работе на различных рабочих телах.

Основой для проведения эксперимента послужила работа В.М. Боярского и др., в которой исследовались рабочие тела: азот, фреон R22, смесь Mixl (Ar+R14+R125 с мольными долями соответственно 0,098+0,590+0,312) и

смесь Мк2 (Ыг+СН^+СзЦ с концентрациями 0,216+0,600+0,184). Для более точного анализа проведены экспериментальные исследования фреона R134a, СО2, смеси Мк3 (Иг+СНф+СзНя+пС^ю с концентрациями 0,452+0,219+0,18+0,148) и Мк4 (С02+Ю2 с концентрациями (0,65+0,35).

Схему экспериментальной модели установки комбинированной выработки теплоты и холода (рис. 5) можно условно разделить на несколько блоков:

- блок повышения давления;

- блок предварительного охлаждения рабочего тела;

- низкотемпературный блок.

Блок повышения давления необходим для решения следующих задач:

- поддержание заданного давления нагнетания рабочего тела;

- обеспечение циркуляции рабочего тела;

- вакуумирование стенда;

- дозаправка системы рабочим телом.

Для обеспечения циркуляции рабочего тела используется малый герметичный холодильный компрессор 1 фирмы Ь'ипйе Оегшейдие марки СЛ1 2432 с описываемой объемной производительностью 3,0 м3/ч.

Рабочее тело, сжатое в компрессоре, поступает в конденсатор 3, который представляет собой змеевик, изготовленный из медной трубки с наружным диаметром 8 мм и толщиной стенки 1 мм. Наружная поверхность трубки оребрена проволокой с диаметром 1 мм и шагом навивки 2 мм. Змеевик помещен в кожух, изготовленный из нержавеющей стали, внутри которого протекает вода. Рабочее тело, проходя внутри змеевика, охлаждается и конденсируется, а выделяющаяся теплота отводится к нагреваемой воде. Конденсатор теплоизолирован при помощи листового теплоизоляционного материала Rubboflex. Толщина изоляции составляет 50 мм. Это обеспечивает практически адиабатные условия работы конденсатора.

На всасывающем трубопроводе компрессора установлен запорный вентиль 10 с быстроразъемной муфтой Ганзена. К ней подсоединяется вакуумный насос типа РВН 5 для первоначального вакуумирования системы или для удаления рабочего тела, эксперименты на котором закончены. К этой же муфте подсоединяется баллон с заправляемым рабочим телом.

Задачей блока предварительного охлаждения рабочего тела является обеспечение конденсатора нагреваемой водой при различной температуре ее входа. Этим имитируется различная температура окружающей среды. Вода из водопровода поступает в водонагреватель 11, который представляет собой металлическую трубу диаметром 50 мм и длиной 500 мм, вовнутрь которой помещен электронагреватель. Питание электронагревателя осуществляется от блока питания. Изменяя мощность электронагревателя, можно нагреть воду до различных температур. Для перемешивания нагреваемой воды в нагревателе используется шнековидная вставка, выполненная из тонкостенной нержавеющей стали. Расход воды, проходящей через

конденсатор, определяется посредством ротаметра 12 типа РС-3. Вода после конденсатора поступает в сливную магистраль водопровода.

Рис. 5. Схема экспериментального стенда КУ.

Низкотемпературный блок служит основной частью экспериментального стенда для выработки холода. Уменьшение теплопритоков достигается тем, что весь низкотемпературный блок помещается в цилиндрический сосуд из пенопласта, который после монтажа засыпается мелким перлитным песком. В верхней части сосуда располагается регенеративный теплообменник 5. Теплообменник витой, типа ."труба в трубе", изготовлен из медных трубок. Внешняя трубка имеет наружный диаметр 10 мм и толщину стенки 1 мм. Внутри располагаются 4 оребренные проволокой трубки с наружным диаметром 3 мм и толщиной стенки 0.25 мм, по которым проходит прямой поток рабочего тела. Обратный поток проходит в межтрубном пространстве. В схеме предусматривается вариант, при котором прямой поток подходит к дроссельному вентилю 6 минуя теплообменник. Для этого в схеме установлены запорные вентили 4.

Дроссельный вентиль располагается в нижней части пенопластового сосуда и представляет собой игольчатый вентиль тонкой регулировки. Дроссельный вентиль имеет удлиненный шток, который в нижней части выполнен с сальниковым уплотнением из фторопластовых колец. В верхней части штока имеются шлицы, которые находятся в зацеплении с зубчатым колесом (лимбом), указывающем положение иглы вентиля, что значительно облегчает регулировку.

Коаксиально дроссельному вентилю расположен испаритель 7, выполненный из медной трубки с наружным диаметром 10 мм и толщиной стенки 1 мм. Испаритель изготовлен в виде змеевика, внутри которого расположен электронагреватель 8, имитирующий тепловую нагрузку. Нагреватель представляет собой нихромовую проволоку диаметром 0.35 мм,

покрытую керамической изоляцией и помещенную в металлическую оболочку, наружный диаметр которой составляет 1,8 мм. С помощью лабораторного автотрансформатора можно плавно менять мощность нагревателя. Для измерения мощности нагревателя установлен электронный ваттметр 9 типа DIGITAL WATT METER.

Так как снятие параметров на стенде может проводиться как в ручном, так и в автоматическом режимах, то для измерения давлений параллельно с манометрами установлены датчики серии ALPHA-N фирмы CERTE с электрическим сигналом на выходе.

Температуры рабочего тела и воды измеряются медь-константановыми термопарами, один из спаев которых приклеен к наружной поверхности трубок, а другой находится в термостате на одном медном массивном образце вместе с платиновым термометром сопротивления марки ИС-533.

Объемные X энергетическиехарактеристики испытанного

компрессора получены для четырех рабочих тел. Выбор хладагентов проводился таким образом, чтобы значения показателя адиабаты имели широкий диапазон. Показатель адиабаты, строго говоря, изменяется в зависимости от температуры и давления. Он рассчитывался при условии всасывания Рк—\ атм, Г„-=293 К по формуле:

Результаты исследования зависимостей и t¡i~f(n¡<)

аппроксимированы в виде линейной функции X=a+b J^ и полинома jj,= a+b ть+сп*2.

На рис. 6 и 7 представлены результаты обработки экспериментальных данных.

1 2 3 4 S • 7 • 0 10 11 12 13 14 15 16 17 Степы* сжатия

Рис. 6. Зависимость коэффициента подачи холодильного компрессора CAJ 2432 от степени сжатия.

Рис. 7. Зависимость адиабатного КПД холодильного компрессора CAJ 2432 от степени сжатия.

В работе реализована одна из возможностей нахождения корреляционных зависимостей по показателю адиабаты к для прогнозирования значений коэффициента подачи X И >/,.

Обработка экспериментальных данных по объемным и энергетическим характеристикам малого герметичного холодильного компрессора позволила найти корреляции этих характеристик с показателем адиабаты хладагентов (рис.8).

Х=а+Ь 7Гк

о а

<ш

о.»

079 > 0.7 069

• ил «а

ЩМа

Мх2 _№

* ^02 *

• ■0123к*0 9912

1» 11 115 \3 125 и 135 1« 145 к

о» 07 09

о: ' о« оз 0-2 01 г о -1

1-013!а»»01893

Мх1 №3 1« ^С05

105 11 115 и 125 1.3 135 1 4 1 45 1 5 к

оое

007 006 005 > 004 003 0 02 001 0

Ь'0Л>73к-00747 N2

ММ

им --- С02

1122

»

№34*

1' 105 11 115 1.2 1-25 1 3 1 35 1* 145 1 9 к

01 0 09 008 007 0 06 0 05 004 0 03 002 0 01 0

Ь--0 0062». 0 0547

Я22

, Я134Й * С02 N2

(1М

105 11 1 15 1 2 1.26 1 3 1 35 1 4 1 45 1 5 к

Рис. 8 Корреляция объемных Л и энергетических у, характеристик компрессора CAJ 2432 с показателем адиабаты к.

Полученные коэффициенты апроксимационных функций могут быть использованы для прогнозирования характеристик малых герметичных компрессоров при работе на различных хладагентах в широком диапазоне температур кипения и конденсации.

Были расчитаны величины суммарных погрешностей, включающих систематические и случайные, для основных параметров эксперимента.

В пятой главе проведена оценка финансово-экономической эффективности инвестиций по вариантам системы тепло-, хладоснабжения объекта. При оценке эффективности инвестиций рассмотрены варианты комбинированного и раздельного тепло-, хладоснабжения объекта.

Таблица 1.

Технические показатели оборудования тепло-, хладоснабжения.

Показатель Обозначение Вид оборудования

КУ ХМ гк ЭН

Теплопроизводительность, кВт: конденсатора в»/ 8,88 _ _ _

охладителя пара вт2 5,5 - - -

нагревателя 0, - - 15 15

Холодопроизводительность, кВт: 0, 12 13 - -

Температурный уровень, "С

конденсатора и 47 - - -

охладителя пара 70 - - -

нагревателя холода 'о -18 -18 70 70

Эксергетическая а 3.34 1,94 2,19 2,19

производительность, кВт

Потребляемая мощность, кВт:

компрессора насосов к к 7.9 0,5 8 0,5 „ •

электронагревателя - - - 18

Расход природного газа = 34358 кДж/м3), м3/ч В - - 2,5 -

Первый вариант - комбинированная установка, обеспечивающая теплоснабжение на двух температурных уровнях и хладоснабжение потребителя. Второй вариант - серийная холодильная машина (ХМ), обеспечивающая потребителя равным или близким по значению количеством холода при той же температуре. Теплоснабжение потребителя обеспечивается: от районной котельной (К), от газовой колонны (ПС), от бойлера с электронагревом (ЭН). Количество потребляемой теплоты и другие параметры равны по вариантам. Технические показатели оборудования, необходимые для технико-экономических расчетов, приведены в Таб. 1.

Расчет капитальных и эксплуатационных затрат по вариантам тепло-, хладоснабжения приведен в Таб. 2. Удельные капиталовложения, как видно из таб. 2, больше в варианте с комбинированной установкой (например, при сравнении с холодильной установкой и котельной эта разница составляет 15,66 тыс.руб/кВт). В то же время, использование комбинированной установки для тепло-, хладоснабжения приводит к экономии эксплуатационных, затрат от 11 до 48 % по сравнению с раздельным тепло -хладоснабжением.

Таблица 2.

Расчет капитальных и эксплуатационных затрат по вариантам тепло-, хладоснабжения.

Показатель Вид оборудования

КУ К ГК ЭН

Капитальные вложения, тыс.руб.:

оборудование С& 333,90 323,40 329,56 333,55

монтаж Кн - 0,1 Сов 3339 32,34 32,96 33,36

строительство Кс„п = 0,25 (Сов + К J 91,82 88,94 90,63 91,73

Итого 459,11 444,68 453,15 458,63

в том числе Сое + К¥ 367,29 355,74 362.52 366,91

Энергетические затраты Иж тыс.руб./год:

электроэнергия Ии = NhyLf,, = (N, + N„ + 40,32 39,12 39,12 125,52

AUVi"

■ теплота от котельной Ит = (Q„i + 20,71

природный газ из сети И, = BJtJJ, 17,10

Итого 40,32 59,83 56,22 125,52

Условно-постоянные эксплуатационные

затраты, тыс.руб ./год:

на реновацию и ремонты Ищ» + Иры, - 0,13(Сое 47,75 46,25 47,13 47,70

на заработную плату И„ = 0,03 (Иш, + Иж + 4,40 5,30 5,17 8,66

накладные Ин - 0,2(И,ы + И„ + HkJ 10,43 10,31 10,46 11,27

Итого 62,58 61,86 62,75 67,63

Эксплуатационные затраты, тыс.рубУгод:

№ 102,90 121,69 118,97 193,15

ИЧ (без реноваияи) 88,58 107,81 104,84 178,84

Определены показатели финансово-экономической эффективности инвестиций для варианта раздельного тепло-, хладоснабжения от котельной и холодильной машины и изменения этих показателей при использовании комбинированной установки. Использование комбинированной установки в системе тепло- хладоснабжения приводит к положительным изменениям показателей финансово-экономической эффективности. Таким образом показано, что вложение инвестиций в систему тепло-, хладоснабжения потребителя с комбинированной установкой экономически целесообразно.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. По итогам термодинамического анализа парокомпрессионных циклов совместной выработки теплоты и холода при работе на различных рабочих, телах в диапазоне изменения температур испарения -30 ... 0 °С и конденсации 40 ... 80 °С рекомендовано в качестве рабочего тела комбинированных установок применять фреон Я134я и смесь Я401е, обеспечивающие высокую энергетическую эффективность и полностью отвечающие требованиям озонобезопасности.

2. Комбинированная установка при работе на фреоне Я134я при температурах испарения = -18 °С и конденсации ^ = 60 °С может обеспечить термодинамически более выгодное производство теплоты и холода, чем совместная работа холодильной машины с тепловым насосом, котельной, ТЭЦ, газовым отопительным аппаратом и электронагревательным аппаратом.

3. В результате проведения эксергетического анализа парокомпрессионных циклов совместной выработки теплоты и холода при работе на фреоне Я134я и смеси Я401е доказано, что эффективная рабочая зона работы КУ для < 80 °С находится в пределах изменения температур = -10 ... - 25 °С.

4. Проведенные на специально созданном стенде экспериментальные исследования основных термодинамических и эксплуатационных показателей комбинированных установок при работе на различных рабочих телах, достаточные для анализа КУ в широких интервалах температурных уровней выработки теплоты и холода, позволили подтвердить расчетные данные, определить основные характеристики компрессора - коэффициент подачи X и адиабатный КПД г}„ используемые при расчетах реальных схем и на базе этих экспериментальных данных найти аппроксимационные зависимости от показателя адиабаты к. Это, в свою очередь, позволяет прогнозировать изменения в широких диапазонах для широкого круга новых рабочих тел.

5. Экономия затрат при использовании КУ для тепло-хладоснабжения рыбоперерабатывающего комплекса производительностью 50 т/сут. может составлять от 11 до 48 % по сравнению с различными

вариантами раздельного тепло-хладоснабжения. Из результатов расчетов показателей финансово-экономической эффективности инвестиций в систему раздельного тепло-хладоснабжения и изменения показателей при использовании комбинированной установки на примере г. Москва следует, что вложение инвестиций в систему тепло-хладоснабжения потребителя с комбинированной установкой экономически целесообразно.

Основные условные обозначения Лк - степень повышения давления в компрессоре комбинированной установки; tc - критическая температура рабочего тела; 4<> - температура конденсации рабочего тела в конденсаторе КУ; t„ - температура испарения рабочего тела в испарителе КУ; Т т - температура паров хладагента за компрессором; Г{е - эксергетический КПД; Qxa, - холодопроизводительность КУ; Qme>* - теплопроизводительность КУ; Е1СЯ - эксергетическая производительность холода; - эксергетическая производительность

теплоты; - электрическая мощность, затраченная на привод компрессора КУ; D - эксергетические потери по элементам КУ; d, - удельные эксергетические потери по элементам КУ; - коэффициент подачи компрессора; уж - удельный объем на входе в компрессор КУ; Т„. температура на входе компрессора; к - показатель адиабаты; РК - давление всасывания; ТК - температура окружающей среды.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях

1. Калинин КВ., Силейкин М.В., Силейкин В.М., Лунин А.А. Исследование установок совместного производства тепла и холода // И-ая Всероссийская научно-практическая конференция "Ресурсосбережение и экологическая ' безопасность": Тез. докл. - Смоленск, 1999. - С. 37-38.

2. Силейкин М.В., Лунин А.А., Ратников А.Н., Калинин Н.В. Комбинированная установка выработки тепла и холода промышленного предприятия // Шестая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика": Тез. докл. В 3-х т. - М.: Издательство МЭИ, 2000. - Т. 3. - С. 46-47.

3. Лунин А.А., Силейкин М.В., Калинин Н.В. Термодинамический анализ и выбор рабочих тел в комбинированных циклах // Шестая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика": Тез. докл. В 3-х т. -М.: Издательство МЭИ, 2000. - Т. 3. - С. 115-116.

4. Мартынов А.В., Калинин Н.В., Лунин А.А. Тепловые насосы и их роль в энергосбережении // Энергетическая эффективность. Ежеквартальный бюллетень Центра по эффективному использованию энергии. - 2000. -№29. -С. 11-12.

5. Лунин А.А., Калинин Н.В. Эксергетический анализ и выбор рабочих тел в комбинированных циклах // Седьмая международная научно-техническая

конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика": Тез. докл. В 3-х т. - М.: Издательство МЭИ, 2001. - Т. 3. -С. 54-55.

6. Лунин А.А. О работе консультативного совета потребителей топливно-энергетических ресурсов // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень Ассоциации энергоменеджеров России. — 2001. — №23. - С. 10-11.

7. Калинин Н.В., Лунин А.А. Комбинированная установка совместного производства теплоты и холода в системе тепло- хладоснабжения производственного комплекса // Ш-я Всеросийская научно-практическая конференция "Ресурсосбережение и экологическая безопасность". -Смоленск, 2001. - С. 3-5.

8. Лунин А.А., Гладышев А.А., Калинин Н.В. Распределение затрат между продуктами в комбинированном производстве теплоты и холода // Восьмая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика": Тез. докл. В 3-х т. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - Т. 3. - С. 57.

9. Лунин А.А., Калинин Н.В. Распределение энергетических затрат в комбинированном производстве теплоты и холода // Энергосбережение -теория и практика: Труды первой всероссийской Школы-семинара молодых ученых и специалистов. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - С. 251-252.

Ю.Лунин А.А., Калинин Н.В. Комбинированное производство теплоты и холода // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень Ассоциации энергоменеджеров России. - 2002. - №25. - С. 19-20.

П.Лунин А.А., Калинин Н.В. Рабочие тела комбинированных циклов совместной выработки теплоты и холода // Девятая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика": Тез. докл. В 3-х т. -М.: Издательство МЭИ, 2003. - Т. 3. - С. 290-291.

12.Lunin A., Kalinin N. The refrigerants thermodynamic analysis for the vapor-compression cycle to produce refrigeration and heating simultaneously // Revue des Energies Renouvelables. Proceedings 1ens Conference Internationale sur l'efficacite energetique. - Alger-Algerie, 25-26 mai 2003. - Tome 2, pp. 73-77.

13.Финогеева М.Н., Лунин A.A., Калинин Н.В. Экспериментальные исследования показателей комбинированной установки по производству тепла и холода // Десятая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика": Тез. докл. В 3-х т. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - Т. 2. -С. 490-401.

14.Лунин А.А., Финогеева М.Н., Калинин Н.В. Прогнозирование объемных и энергетических характеристик холодильного компрессора // Десятая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика": Тез. докл. В 3-х т. -М.: Издательство МЭИ, 2004. - Т. 2. - С. 409-410.

18-70 0 0

Подписано в печать Зак. № Тир. № Пл.

Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОВМЕСТНОГО ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОТЫ И ХОЛОДА.

1.1. Принцип совместного производства теплоты и холода.

1.1.1. Классификация комбинированных установок совместного производства теплоты и холода.

1.1.2. Области применения комбинированных установок совместного производства теплоты и холода.

1.2. Рабочие тела комбинированных установок совместного производства теплоты и холода.

1.3. Задачи исследования.

2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОМБИНИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОТЫ И ХОЛОДА И СРАВНЕНИЕ С ДРУГИМИ ВАРИАНТАМИ ПРОИЗВОДСТВА ПРИ РАБОТЕ НА РАЗЛИЧНЫХ РАБОЧИХ ТЕЛАХ.

2.1. Определение термодинамических показателей комбинированной установки при работе на различных рабочих телах.

2.1.1. Влияние степени регенерации на термодинамические показатели комбинированной установки.

2.2. Термодинамическое сравнение комбинированного производства теплоты и холода с альтернативными вариантами тепло-хладоснабжения.

2.3. Термодинамическое сравнение различных вариантов тепло-хладоснабжения по экономии первичной энергии.

3. ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОМБИНИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОТЫ И ХОЛОДА.

3.1. Эксергетический баланс комбинированного производства теплоты и холода.

3.2. Распределение энергетических затрат в комбинированном производстве теплоты и холода пропорционально эксергии выходящих продуктов.

4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕРМЕТИЧНОГО ХОЛОДИЛЬНОГО КОМПРЕССОРА КОМБИНИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ СОВМЕСТНОЙ ВЫРАБОТКИ ТЕПЛОТЫ И ХОЛОДА.

4.1. Метод прогнозирования объемных и энергетических характеристик герметичного компрессора.

4.2. Экспериментальная модель установки комбинированной выработки теплоты и холода.

4.2.1. Описание стенда.

4.2.2. Методика проведения испытаний.

4.2.2.1. Параметры, измеряемые в эксперименте.

4.2.2.2. Последовательность проведения измерений.

4.2.2.3. Автоматизированная система сбора и обработки информации.

4.3. Результаты экспериментальных исследований объемных и энергетических характеристик холодильного компрессора.

4.4. Определение погрешности экспериментальных исследований объемных и энергетических характеристик холодильного компрессора.

5. ОЦЕНКА ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИЙ ПО ВАРИАНТАМ ТЕПЛО- ХЛАДОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТА.

5.1. Расчет комбинированной установки для тепло- хладоснабжения производственного комплекса.

5.1.1. Определение расчетной тепловой нагрузки охлаждаемого помещения.

5.2. Оценка эффективности инвестиций при комбинированном и раздельном тепло- хладоснабжении объекта.

5.3. Расчет показателей финансово-экономической эффективности инвестиций в комбинированную установку совместного производства теплоты и холода по регионам России.

ВЫВОДЫ.:.

Ограниченность топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и техногенное тепловое загрязнение окружающей среды все больше привлекают внимание к низкотемпературной энергетике и энергосберегающим системам. Показательными примерами, эффективного использования энергии являются методы, позволяющие использовать низкопотенциальные источники энергии, в том числе тепло грунта, водоемов, утилизацию тепла сбросных вод[51].

Один из наиболее перспективных методов использования низкопотенциального и утилизационного тепла связан с применением тепловых насосов[74]. Известно, что применение теплонасосной установки во многих случаях способствует получению более выгодного в энергетическом и экономическом отношении результата по сравнению с традиционными системами теплоснабжения.

Вместе с этим, многие отрасли промышленности и сельского хозяйства являются совместными потребителями тепла и холода. Поэтому в последнее время наблюдается повышенный интерес к установкам, которые могут служить одновременно двум целям: выработке холода и получению тепла различных температурных уровней.

Наиболее перспективными областями для применения комбинированных установок (КУ) являются пищеперерабатывающая промышленность и сельское хозяйство. Также эффективным оказалось применение КУ в системах совместного отопления и кондиционирования зданий и промышленных объектов.

Идея совмещения термодинамических циклов холодильных установок и тепловых насосов была рассмотрена в работах B.C. Мартыновского, JI.3. Мельцера, О.Ш. Везиришвили, В.Н. Прохорова, В.М. Бродянского, И.М. Калниня. Однако конкретные вопросы реализации комбинированных установок (КУ), анализ основных показателей работы КУ, диапазонов температур испарения и конденсации, давлений прямого и обратного потоков, специфики требований к рабочим телам в литературе отсутствовали.

На основании вышеизложенного, можно сделать вывод о безусловной целесообразности применения КУ, но это не всегда так. Применение таких установок экономически оправдано при наличии одного или нескольких факторов: обеспечения одновременно функций тепло- и хладоснабжения; наличия попутного энергосберегающего эффекта (экономия воды в оборотных системах охлаждения); вытеснения варианта электроснабжения; возможности создания крупных установок. Может оказаться, что в схемах тепло- и хладоснабжения для производства энергии, потребляемой КУ, расходуется (с учетом потерь) больше топлива, чем его требуется при альтернативном способе тепло- и хладоснабжения. И даже, если имеет место экономия топлива, суммарные экономические затраты на производство тепла и холода могут оказаться более высокими. Вследствие этого, для решения вопроса о выгодности использования КУ необходимо проводить подробный технико-экономический анализ.

Важным условием при использовании КУ является возможность добиться совпадения между располагаемым и потребным количествами теплоты и холода для каждого момента времени. Это требование обуславливает необходимость учитывать временной график (суточный и, в сложных случаях, даже часовой) потребности в тепле и холоде. Неблагоприятная сочетаемость количеств располагаемой и потребной теплоты может существенно усложнить схему установки и даже явиться причиной отказа от КУ.

В целом, на сегодняшний день КУ начинают получать достаточно широкое распространение за рубежом. В России и странах СНГ КУ являются единичными, в большей степени экспериментальными установками. Поэтому исследования, связанные с комбинированным производством тепла и холода, а также поиск потенциальных объектов для внедрения КУ, являются важной задачей для России. Эта задача напрямую связана и с проблемой подбора новых высокоэффективных озонобезопасных рабочих тел. Специфика выбора высокоэффективных рабочих тел для комбинированных установок связана в первую очередь со значительно большими степенями повышения давления по сравнению с тепловыми насосами и холодильными машинами.

Целью настоящей работы являются расчетные и экспериментальные исследования основных термодинамических и технико-экономических показателей КУ с целью повышения энергетической эффективности комбинированных циклов совместной выработки теплоты и холода.

Научная новизна результатов На базе термодинамического анализа парокомпрессионных циклов совместной выработки теплоты и холода, с учетом специфики основных параметров (степени повышения давления я^ в компрессоре КУ, температурных уровней получения теплоты и холода, температуры перегретых паров рабочего тела за компрессором) получены термодинамические соотношения г|е = ^Ти,Тад); tz* = fCT^T^); Т км = f(T„,T^); И»,= ДТ^Ткд), позволяющие сформировать требования к рабочим телам КУ и сделать рекомендации по конкретной реализации схем и установок совместного производства теплоты и холода.

Определены зоны максимума эксергетической эффективности парокомпрессионного цикла совместной выработки теплоты и холода. Эксергетический КПД г|е достигает своего наибольшего значения (40 . 43%) при tKd = 80 °С и tu = - 18 °С. Минимальное значение максимума (35 . 36%) соответствует tKd = 60 °С и tu = - 15 °С.

Для прогнозирования характеристик герметичных холодильных компрессоров при работе на различных рабочих телах в широком диапазоне температур кипения и конденсации предложены коэффициенты апроксимационных функций, полученные в результате анализа экспериментальных исследований комбинированной установки при работе на 8 рабочих телах.

Практическая ценность и реализация результатов

Рекомендовано в качестве рабочего тела комбинированных установок применять фреон R134a и смесь R401c, обеспечивающие высокую энергетическую эффективность и полностью отвечающие требованиям экологической безопасности.

Разработана методика исследования комбинированных циклов совместной выработки теплоты и холода. Создан экспериментальный стенд для получения теплотехнических характеристик комбинированных установок.

Полученные в ходе проведения экспериментальных исследований герметичного холодильного поршневого компрессора результаты могут быть использованы для прогнозирования коэффициента подачи Л и адиабатного КПД rjs герметичного холодильного компрессора при работе на различных рабочих телах.

Результаты технико-экономического сравнения комбинированного производства с альтернативными вариантами раздельного производства теплоты и холода для различных регионов России, с учетом реальных тарифов на тепловую и электрическую энергии, использованы при разработке программы энергосбережения Магаданской области.

Апробация работы

Основные научные результаты работы доложены и обсуждены на VI — X Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ (ТУ), 2000 — 2004гг.), II и III Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосбережение и экологическая безопасность» (Смоленск, 2000, 2001гг.), первой всероссийской Школе-семинаре молодых ученых и специалистов (Москва, МЭИ (ТУ), 2002), опубликованы и представлены на I Международной конференции по энергосбережению (Алжир, 2003г.).

ВЫВОДЫ

1. По итогам термодинамического анализа парокомпрессионных циклов совместной выработки теплоты и холода при работе на различных рабочих телах в диапазоне изменения температур испарения -30 . 0 °С и конденсации 40 . 80 °С рекомендовано в качестве рабочего тела комбинированных установок применять фреон R134a и смесь R401c, обеспечивающие высокую энергетическую эффективность и полностью отвечающие требованиям экологической безопасности.

2. Комбинированная установка при работе на фреоне R134a при температурах испарения tH = -18 °С и конденсации Тщ, = 60 °С может обеспечить термодинамически более выгодное производство теплоты и холода, чем совместная работа холодильной машины с тепловым насосом, котельной, ТЭЦ, газовым отопительным аппаратом и электронагревательным аппаратом.

3. В результате проведения эксергетического анализа парокомпрессионных циклов совместной выработки теплоты и холода при работе на фреоне R134a и смеси R401c доказано, что эффективная рабочая зона работы КУ для t,^ < 80 °С находится в пределах изменения температур t„ = - 10 . - 25 °С.

4. Проведенные на специально созданном стенде экспериментальные исследования основных термодинамических и эксплуатационных показателей комбинированных установок при работе на различных рабочих телах, достаточные для анализа КУ в широких интервалах температурных уровней выработки теплоты и холода, позволили подтвердить расчетные данные, определить основные характеристики компрессора — коэффициент подачи Я и адиабатный КПД rjSJ используемые при расчетах реальных схем и на базе этих экспериментальных данных найти аппроксимационные зависимости от показателя адиабаты к. Это, в свою очередь, позволяет прогнозировать изменения Л и r]s в широких диапазонах пк для широкого круга новых рабочих тел.

5. Экономия затрат при использовании КУ для тепло-хладоснабжения рыбоперерабатывающего комплекса производительностью 50 т/сут. может составлять от 11 до 48 % по сравнению с различными вариантами раздельного тепло-хладоснабжения. Из результатов расчетов показателей финансово-экономической эффективности инвестиций в систему раздельного тепло-хладоснабжения и изменения показателей при использовании комбинированной установки на примере г. Москва следует, что вложение инвестиций в систему тепло-хладоснабжения потребителя с комбинированной установкой экономически целесообразно.

1. Айвазов Б.В. Основы газовой хроматографии. -М.: Высш. школа, 1977.183 с.

2. Архаров А.М., Марфенина И.В., Микулин Е.И. Теория и расчет криогенных систем. — М.: Машиностроение, 1978. — 415 с.

3. Афанасьева А.И., Лунин А. И. Применение озонобезопасных смесевых хладагентов в бытовых холодильных приборах // Холодильная техника. -1997.-№3.-С. 5-7.

4. Багиев Г.Л., Златопольский А.Н. Организация, планирование и управление промышленной энергетикой. М.: Энергоатомиздат, 1993. — 310 с.

5. Балдин А.А. и др. Ротаметры. Л.: Машиностроение, 1983. - 198 с.

6. Большаков О.В. Перспективы использования искусственного холода в отраслях агропромышленного комплекса // Холодильная техника. — 1986. — №5.-С. 2-3.

7. Борисов Б.Г., Борисов К.Б. Отопление промышленных предприятий. — М.: МЭИ, 1997.-64 с.

8. В.М. Бродянский. Эксергетический метод термодинамического анализа. -М.: Энергия, 1973. 398 с.

9. Бродянский В.М. Энергетика и экономика комплексного разделения воздуха. М.: Металлургия, 1966. 168 с.

10. Бродянский В.М., Верхивкер Г.П., Карчев Я.Я. и др. Эксергетические расчеты технических систем. Под ред. Долинского А.А., Бродянского В.М. АН УССР. Ин—т технической теплофизики. — Киев: Наук. Думка, 1991. — 268 с.

11. Бродянский В.М., Семенов A.M. Термодинамические основы криогенной техники. М.: Энергия, 1980. - 448 с.

12. Бродянский В.М., Грезин А.К. Повышение эффективности низкотемпературных холодильных машин // Холодильная техника. — 1973. — №3. — С. 1-6.

13. Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. Под ред. В.М. Бродянского. М.: Энергоатомиздат, 1988. — с. 288.

14. Веселовский А. Применение тепловых насосов в оборудовании для охлаждения молока. — М.: Хлодниктво, 1982. 245 с.

15. Везиришвили О.Ш., Меладзе В.Н. Энергосберегающие теплонасосные системы тепло- и хладоснабжения. М.: МЭИ, 1994. — 190 с.

16. Вощин А.П., Иванов А.З. Методы обработки экспериментальных данных. Учебное пособие по курсам введение в специальность и методы самостоятельных занятий. М.: МЭИ, 1977. -35 с.

17. Грезин А.К., Зиновьев B.C. Микрокриогенная техника. — М.: Машиностроение, 1977. — 232 с.

18. Гриценко В.И., Энергетические установки совместного производства теплоты и холода. -Омск: ОмПИ, 1980. 150 с.

19. Дубовский С.В. Термодинамический метод разделения затрат в комбинированных энергетических процессах // Промышленная энергетика. — 1995.-№1-3.-С. 11-19.

20. Зеликовский И.Х. Малые холодильные машины и установки. Справочник. М.: Пищ. пром-ть, 1979. - 447 с.

21. Зеликовский И.Х., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки: Справочник. — М.: Агропромиздат, 1989. 315 с.

22. Информационный бюллетень Федеральной энергетической комиссии Российской Федерации №26 (45), 16 ноября 2001. — с. 25.

23. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1969.-440 с.

24. Калев С., Абаджиев Б., Младенов А. Применение термонасоса в мясной промышленности. -М.: Мясопромышленность, 1985. — 94 с.

25. Калнинь И.М. Расширение области применения аммиачных холодильных машин // Холодильная техника. №5. -1996. - С. 16-20.

26. Калнинь И.М., Смыслов В.И. Пути решения перевода бытовой холодильной техники на озонобезопасные хладагенты // Холодильная техника. №15. - 1996. - С. 12-16.

27. Калнинь И.М., Катерухин В.В., Савицкий И.К., Смыслов В.И., Шаталов В.В. Переход на озонобезопасные хладагенты в условиях России // Холодильная техника. -№11.- 1997. С. 23-28.

28. Калинина Е.И., Бродянский В.М. Тэхнико-экономический анализ систем разделения газовых смесей. М.: Изд-во МЭИ, 1979. — 55 с.

29. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. -М.: Энергия, 1979. 165 с.

30. Кириллин В.А., Шейндлин А.Е. Исследование термодинамических свойств веществ. -М.: Госэнергоиздат, 1963. 314 с.

31. Кладий А.Г. Из опыта работы заводов сухого льда Росмясоторга // Холодильная техника. №5. - 1986. - С. 17-18.

32. Клименко В.В., Терешин А.Г. Монреальский протокол и проблемы глобального потепления климата планеты. Холодильная техника. — №5. — 1996.-С. 21-25.

33. Кобулашвили Ш.Н. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. Т2. Применение холода в промышленности и на транспорте. -М.: Госторгиздат, 1962. 447 с.

34. Комаров Н.С. Справочник холодильщика. М.: МАШГИЗ, 1962. - 234 с.

35. Лунин А.А., Калинин Н.В. Комбинированное производство теплоты и холода // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень Ассоциации энергоменеджеров России. 2002. - №25. - С. 19-20.

36. Малков М.П., Данилов И.Б., Зельдович А.Г., Фрадков А.Б. Под ред. Малкова М.П. Термодинамика — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985. 432 с.

37. Мартыновский B.C. Тепловые насосы. — М.: Госэнергоиздат, 1965. 278 с.

38. Мартыновский B.C. Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов. М.: Энергия, 1979. - 289 с.

39. Мартыновский B.C. Холодильные машины. — М.: Пищепромиздат, 1950. — 314 с.

40. Мартыновский B.C. Анализ действительных термодинамических циклов. -М.: Энергия, 1972. -264 с.

41. Мартынов А.В., Калинин Н.В., Лунин А.А. Тепловые насосы и их роль в энергосбережении // Энергетическая эффективность. Бюллетень Центра по эффективному использованию энергии. -М. 2001. - С. 12-14.

42. Мойсюк Б.Н. Элементы теории оптимального эксперимента. Часть И, — М.: МЭИ, 1976.-86 с.

43. Перелыптейн И.И., Парушин Е.Б. Термодинамические и теплофизические свойства рабочих веществ холодильных машин и тепловых насосов. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 232 с.

44. Промышленная энергетика и теплотехника. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 465 с.

45. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. -Л.: Энергия. 1978, -262 с.

46. Различные способы применения холода. Под ред. Быкова А.В. -М.: Агропромиздат, 1985. -212 с.

47. Ривкин СЛ. Термодинамические свойства газов: Справочник. — 4-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1987, - 288 с.

48. Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. Л.: Машиностроение, 1981.-380 с.

49. Роуз-Инс А. Техника низкотемпературного эксперимента. М.: Мир, 1966.-272 с.

50. Скотт Р. Техника низких температур. М.: ИЛ, 1962. — 388 с.

51. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергия, 1967. — 336 с.

52. Солодов Ю.С. Обработка результатов наблюдений. М.: МЭИ, 1980. — 32 с.

53. Теория и техника теплофизического эксперимента./ Ю.Ф. Гортышов, Ф.Н. Дресвянников, Н.С. Идиатуллин и др.; Под ред. В.К. Щукина, М.: Энергоатомиздат, 1985. 360 с.

54. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1969. - 745 с.

55. Хайнрих Г., Найорк X., Нестлер В. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения. VEB Verlag Technik, Berlin, 1982. — 95 с.

56. Ханов А., Сейиткурбанов, Сергеев В.А., Мочалов В.Н., Балкулиев А. Комбинированные теплонасосные системы: технические рекомендации для проектирования. -Ашхабат, 1991. 123 с.

57. Холодильные установки. Под ред. И.Г. Чумакова. М.: ВО «Агропромиздат», 1991. - 328 с.

58. Цветков О.Б., Хладагенты и экологическая безопасность // Холодильная техника. 1997. - №11. - С. 14-18.

59. Цейндлин В.Г. Техника измерения расхода и количества жидкостей, газов и паров. М.: Изд-во Стандартов, 1981. - 192 с.

60. Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. М.: Агропромиздат, 1989. -316 с.

61. Литовский Е.И., Пустовалов Ю.В. Парокомпрессионные теплонасосные установки. -М.: Энергоатомиздат, 1982. 246 с.

62. Aisbett, Е.К., Pham, T.Q. Natural replacement for ozone-depleting refrigerants in eastern and southern Asia. Int. J. Refrig. — vol. 21. - №1. — 1988. - pp. 18—28.

63. Atwood, I., Hudhes, H. Refrigerants and energy efficiency. Int. J. Refrig. -pp. 16-25.

64. Calm J.M. Property, safety and environmental data for alternative refrigerants. Proceedings of the Earth Technologies Forum, Washington DC, 26-28 October, 1998.-pp. 117-124.

65. Cavallini, A. Working fluids for mechanical refrigeration // Proc. 19th Int. congress of refrigeration, The Hague. — The Netherlands. — August 20-25. -1995. - pp.25—42.

66. Dohlinger M. Warmeruckgewinnung anstelle von Luftung fur Kuhlmashinenraume. Die Kalt und Klimatechnik, №8,1984. pp. 34-41.

67. Dorgan C.E. Ice-maker Heat Pump Perfomance. Ashrae Gournal, 1982. — pp. 23-34.

68. Didion, D.A., Eng, D., P.E. The application of HFCs as refrigerants // 20Ih International Congress of Refrigeration, IIR/IIF. Sidney. 1999.

69. Haselden, G., Klimek, L. An experimental study of the use of mixed refrigerants for non-isothermal refrigeration. Bulletin IIP 38 (1958) Annex pp. 129-154.

70. Herman Halozan Refrigerants from CFCs to natural fluids? // 4th Int. Conference of Compressors and Coolants — Compressors 2001 // IIR Commissions B2, B1 and E2. - Smolenice, Slovakia. - 26-28 September 2001. -pp.16-23.

71. Jung, D.S., Radermacher, R. Performance simulation of a two-evaporator refrigerator freezer charged with pure and mixed refrigerants. — Int. J. Refrig. — 1991b. - vol. 14. - September, -pp.254-263.

72. Kenneth, E., Hickman Ph. D. Redesignining equipment for R22 and R502 alternatives // ASHRAE Journal January. 1994. -pp. 42-47.

73. Kern, J.,.Wallner, R. Impact of Montreal Protocol on automotive air conditioning. Int. J. Refrig. -1988. - vol. 11. — pp.203-210.

74. Kuijpers, L.J., Wit, J.A., Janssen, M.J.P. Possibilities for the replacement of CFC 12 in domestic equipment. Int. J. Refrig. - vol. 11. - July. - 1988. -pp.284-291.

75. Lorentzen, G. Applications of "Natural" refrigerants // Proc. of Int. Cong. "Energy efficiency in refrigeration and global warming impact". -Belgum. 1993. -pp.55-64.

76. Lorentzen, G. The use of natural refrigerants; a complete solution to the CFC/HCFC predicament. Int. J. Refrig. - vol. 18. - №3. - 1995. -pp. 190197.

77. McLinden, M. Thermodynamic evaluation of refrigerants in the vapor compression cycle using reduced properties. Int. J. Refrig. - vol. 1 1. -1988. -pp. 134-143.

78. Nowotny, S., Gessese, N. Environmental impact assessment of CFCs recycling technology and retrofitting of refrigeration machinery // 20th International Congress of Refrigeration. IIR/IIF. — Sidney. 1999.

79. Podcherniaev O., Boiarski M., Lunin A. Comparative Performance of Two-Stage Cascade and Mixed Refrigerant Systems in Temperature Range from -100 С to -70 С // 9th Int/ Refrigeration and Conf., Purdue, 2002, Paper R18-3 on CD.

80. Petersson, В., Thorsell, H. Comparison of the refrigerants HFC 134a and CFC 12. -Int. J. Refrig. 1988. -vol.13, -pp.176-180.

81. Saluja, S.N. Operation characteristics mixed refrigerants in vapor compression system. Refrigerating and conditioning. - 1978. - № 3. -pp.80— 86.

82. Steimle, F. Alternative refrigerants for refrigerants for refrigeration and air conditioning.// 20Ih International Congress of Refrigeration, IIR/IIF. — Sidney. 1999.

83. Stephan, К., Krauss, R. Regulated CFCs and their alternatives. Solid sorption refrigeration. I I Proceeding of the symposium. — Paris. — 1992. — pp.32-42.

84. Sumida, Y., Tanaka, N., Okazaki, T. Prediction of the circulating composition of a zeotropic mixture in a refrigerant cycle. // Proceeding of the 19th International congress of refrigeration. IIR Commission B2. 1995. -pp.1013-1020.

85. Tan, L.C., Liu, X.D., Nan, X.S. Investigation in the cold water production system using R22/R142 for power saving. // Proc XVII Int. Congr. Rejrig. Vienna. - 1987. - vol. 6. - pp.676-687.

86. Thermodynamic properties of HFC-134a. Technical Information. Du Pont Chemicals. - Wilmington, DE 1993

87. Trepp, Ch., Savoie, Kraus, W.E. Investigation of the performance behaviour of a compression refrigerating unit with halogen refrigerant mixtures R22 / R142b, R22 / RI14 and R22 / R12. Rev. Int. Froid. —1992. -vol. 15. - tfs2.

88. Tritz R., Bartholus Ch., Bouchet Ch. Производство горячей воды с помощью теплового насоса и гидроаккумуляции на новой бойне в Метце. Revue generale du froid. №12, 1983. — pp.11—13.

89. UNEP. Montreal protocol on substances that delete the ozone layer. Final act: date 16 September 1987. 6 p.

90. UNEP. Montreal protocol on substances that delete the ozone layer. As adjusted and amended by the second meeting of the parties: London. 1990.

91. Valtz, A., Laugier, S., Richon, D, Difluormonochloromethanefluorochloroethane binary mixtures. Int J. Re frig. 1986. - vol. 9. - pp.283-289.

92. Vollmer, D. Ermittlung thermodynamischer Stoffdaten von Halogenkaltemittelgemischen unter dem Hauptaspekt der Einsatzvorbereitting neuartiger Mehrstoffkalteanlagen in der Kalte- und Warmepumpentechnik. Dissertation, TU Dresden. 1987.

93. Xiao Feng, Yong-Zhang Yu, Li-Li Zhou A study on the alternative refrigerants for HCFC22 // Proc. of Int. 1 Congress "CFCs, the day after", -Padova. — 21-23 September 1994. pp.259-266.

94. Zhou, Q., Pannock, J., Radermacher, R. 1994. Development and testing of a high efficiency refrigerator. ASHRAE transactions, vol. 100. —pt. 1. -pp.1351-1358.