Определение необходимого годового количества холода и типа фреонового холодильного агрегата

21.1. Годовой расход холода определяется как сумма годовых расходов холода для компенсации теплопритоков через ограждающие конструкции холодильника, от продуктов при их термической обработке и эксплуатационных.

Суммарный теплоприток в камеры определяется по формуле

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃, ккал/ч

где Q₁ – теплоприток через ограждающие конструкции, ккал/ч

Q₂ – теплоприток от продуктов при термической обработке, ккал/ч

 Q₃ – эксплуатационный теплоприток, ккал/ч

Теплоприток через ограждающие конструкции определяется по формуле

Q₁ = k₀ * F * (t_н - t_в), ккал/ч

где k₀ – коэффициент теплопроводности ограждения, ккал/(м^{2 0}С) ч

F – площадь поверхности ограждения, м²

t_н – температура снаружи ограждения, ⁰С

t_в – температура охлаждаемого помещения, ⁰С

 

21.1.1. Годовой расход холода для компенсации теплопритоков через ограждающие конструкции холодильника определяется в соответствии с ВНТП 03-86 (Ведомственные нормы технологического проектирования распределительных холодильников) по формуле

Q₁^г = Q₁ * Т * Δt /Δt_max * k, ккал/год

где - Q₁ - теплоприток через ограждающие конструкции, ккал/ч,

Т – длительность охлаждения при определенной температуре кипения (число часов работы компрессоров в году), час/год (приложение 2),

Δt – разность между средней расчетной температурой наружного воздуха и температурой воздуха внутри охлаждаемого помещения, ⁰С (приложение 3),

Δt_max – разность между максимальной расчетной температурой наружного воздуха и температурой воздуха внутри охлаждаемого помещения, ⁰С (приложение 3),

k – коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах при различных температурах кипения,

 

t, 0С	- 40	- 30	- 10
k	1,1	1,07	1,05

 

21.1.2. Годовой расход холода для компенсации притоков тепла от продуктов при их термической обработке Q₂^г определяется по данным учета или расчетному годовому поступлению продуктов, требующих замораживания, домораживания и хранения на холодильник в соответствии с ВНТП 03-86.

21.1.3. Годовой расход холода для компенсации эксплуатационных теплопритоков определяется по формуле

Q₃^г = Q₃ * Т * k * k₁ , ккал/год

где Q₃ – эксплуатационный теплоприток, ккал/ч

Т – длительность охлаждения при определенной температуре кипения (число часов работы компрессоров в году), час/год (приложение 3),

k – коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах при различных температурах кипения,

k₁ – коэффициент, учитывающий неодновременность эксплуатационных теплопритоков (принимается равным 0,65).

Эксплуатационный теплоприток Q₃ определяется по формуле

Q₃ = q₁ + q₂ + q₃, ккал/ч

где q₁ – теплоприток от осветительных приборов, принимается для камер хранения – 2 ккал/м² ч, для камер термической обработки и загрузочно-разгрузочных – 4 ккал/м² ч (ВНТП 03-86),

q₂ – теплоприток от пребывания людей. Количество тепла, выделяемое человеком – 300 ккал/ч. Пребывание людей в камерах площадью до 200 м² принимается – 2-3 чел., площадью свыше 200 м²  –  3-4 чел. (ВНТП 03-86)

q₃ – теплоприток от открывания дверей определяется в зависимости от назначения помещения и его площади (приложение 3).

 

21.2. Для обеспечения расчетного годового расхода холода по техническим характеристикам представленного на рынке фреонового холодильного оборудования выбирается тип холодильной установки.

Расчет экономии электроэнергии от замены аммиачных холодильных агрегатов на автономные фреоновые агрегаты

21.3. Для проведения сравнительного анализа определяем годовой расход электроэнергии каждой холодильной установкой (аммиачной и фреоновой) отдельно по группам электропотребляющего оборудования (агрегат, воздухоохладители, конденсаторы, насосы и др.) по формуле

 

Э = N_y * K_и * Т_с, кВт ч/год

 

где N_y – суммарная установленная мощность группы электропотребляющего оборудования,

K_и – коэффициент использования электрической мощности для соответствующей группы электропотребляющего оборудования (приложение 2),

Т_с – годовое число часов использования средней нагрузки для соответствующей группы электропотребляющего оборудования (приложение 2).

 

21.3.1. Определяем годовую экономию потребления электроэнергии за счет оптимальности подбора фреонового холодильного агрегата

 

ΔЭ_потр = Э_ам – Э_фр , кВт ч/год

 

21.3.2. Для существующей системы холодоснабжения определяем потери холода при его транспортировке (методика серии 7.906.9-2 «Тепловая изоляция трубопроводов с отрицательными температурами») по формуле

Q_тр = k_из * π * Δt * l, ккал/ч

 

где k_из – удельный коэффициент теплопередачи изолированного трубопровода, ккал/м ч ⁰С

Δt – разность температур снаружи и внутри трубопровода, ⁰С

l – длина трубопровода, м.

Магистральные трубопроводы холодоснабжения проложены, как правило, по кровлям открытым способом и изоляция их подвергается воздействию влаги. Следует учитывать, что теплоизоляционные свойства увлажненного изолирующего материала значительно ухудшаются, так как удельный коэффициент теплопередачи изоляции k_из увеличивается, что приводит к росту потерь холода (Е.С.Курылев, Н.А.Герасимов «Холодильные установки»). 

Годовые потери холода составляют

Q_тр^г  = Q_тр * Т, ккал/год

где Т – длительность охлаждения при определенной температуре кипения (число часов работы компрессоров в году), час/год (приложение 2).

 

21.3.3. Определяем годовое количество холода, вырабатываемое аммиачной и фреоновой холодильными установками.

 

Для аммиачной установки по формуле

Q_ам^г = Q₁^г + Q₂^г + Q₃^г + Q_тр^г  , ккал/год

 

Для фреоновой установки по формуле

 

Q_фр^г = Q₁^г + Q₂^г + Q₃^г , ккал/год

 

21.3.4. Определяем годовую экономию электроэнергии, затрачиваемой на выработку холода

ΔЭ_х = (Q_ам^г - Q_фр^г)* 1,16 *10^-3 * n, кВт ч/год

где n – норма расхода электроэнергии на выработку холода, определяется по техническим характеристикам холодильного оборудования с учетом условий его работы, кВт ч/кВт холода,

1,16 – коэффициент перевода тепловой энергии в электрическую.

21.3.5. Экономия электроэнергии за счет вывода из работы аммиачного насоса, необходимого для преодоления гидравлического сопротивления при транспортировке холодильного агента, ΔЭ_н принимается равной потребляемой мощности насоса.

21.3.6. Определяем экономию электроэнергии от внедрения мероприятия

ΔЭ = ΔЭ_потр + ΔЭ_х + ΔЭ_н , кВт ч/год

21.3.7. Определение экономии топлива от применения выбранной холодильной установки:

DВ = DЭ * (1+ DЭ_пот /100) * b_ээ^ср * 10^-6, т у.т.

b_ээ^ср – удельный расход топлива на отпуск электроэнергии принимается равным фактическому расходу топлива на замыкающей станции в энергосистеме (Лукомльской ГРЭС) за год, предшествующий составлению расчета г у.т./кВт ч;

DЭ_пот – коэффициент учитывающий потери в электрических сетях, %.

 

Расчет срока окупаемости замены аммиачных холодильных агрегатов на автономные фреоновые

21.4. Определение укрупненных капиталовложений

Стоимость выбранной холодильной установки определяется по данным предприятия изготовителя аналога, принятого для расчета. В последующем уточняется по результатам тендерных торгов на поставку оборудования.

Стоимость демонтажных работ определяется по сметам организаций выполняющих работы.

Стоимость проектно-изыскательных работ – 5-10% от стоимости оборудования.

В объем капиталовложений может входить стоимость работ по теплоизоляции ограждающих конструкций холодильника, которые значительно снижают теплоприток.

К = С_об + (0,05 ÷ 0,1) С_об + С_дем + С_из, руб.

21.5. Определение срока окупаемости мероприятия:

Ср_ок = К/(DВ х С_топл), лет,

где К – капиталовложения в мероприятие, руб.;

DВ – экономия топлива от внедрения мероприятия, т у.т.;

С_топл – стоимость 1 т у.т. (руб.), уточняется на момент составления расчета.