Адрес для переписки: Троценко Александр Владимирович – Одесская национальная академия пищевых технологий, ул. Дворянская, 1/3, 65082, г. Одесса, Украина. Тел.: +38 048 720-91-16 trotalex@rambler.ru
Address for correspondence: Trotsenko Aleksandr V. – Odessa National Academy of Food Technologies 1/3, Dvoryanskaya str., 65082, Odessa, Ukraine. Tel.: +38 048 720-91-16 trotalex@rambler.ru
Определение экономии затрат энергии вследствие реализации принципа регенерации холода относится к числу трудноразрешимых задач эксергетического анализа криогенных систем. В статье рассмотрен способ оценки экономии затрат энергии, обусловленной наличием в схеме криогенной установки теплообменных аппаратов. Проведены расчеты этой экономии для рефрижераторного и ожижительного режимов работы криогенной азотной установки, работающей по простому дроссельному циклу. Способ нахождения экономии является приближенным. Он показал, что для простого дроссельного цикла использование теплообменного аппарата позволяет уменьшить затраты энергии примерно на 30 % независимо от режима работы установки. При этом применение теплообменника дает возможность избежать проблем, связанных с использованием работы, полученной в детандере. Анализ результатов проведенных вычислений показал, что рассматриваемая экономия практически не зависит от режима работы. Для рассчитанных систем определены минимальные давления рабочего тела после компрессора, необходимые для получения заданного количества продукта требуемого качества. Выполненные для цикла Линде расчеты показали, что эта величина зависит от режима работы установки, но существенно меньше давления в цикле. Представленный подход к определению экономии затрат энергии в низкотемпературных системах, обусловленной наличием в их схемах теплообменных аппаратов, может быть применен и для энергетической установки. Для этого нужно переопределить назначение этих аппаратов и изменить в соответствии с ним уравнения эксергетических балансов.
Evaluation of energy consumption economy due to implementation of the principle of cold regeneration is a formidable problem of exergy analysis of cryogenic systems. A method or evaluation of power consumption economy due to the presence of heat exchangers in the scheme of cryogenic plant is suggested in the present article. The calculations of the economy for the refrigeration and liquefaction regimes of cryogenic nitrogen plant operating in accordance with a simple throttle cycle have been carried out. The approximate method for evaluation of power consumption economy demonstrated that for a simple throttle cycle the use of the heat exchanger enables to reduce power costs by about 30 % regardless of the mode of operation. The use of a heat exchanger makes it possible to avoid the problems associated with the use of work produced in the expander. The analysis of the results of the performed calculations demonstrated that the economy is practically independent on the operating regime. For the analyzed systems the minimal pressures of the working fluid after compressor that are needed to obtain a specified quantity of a product of required quality have been determined. The calculations made for Linde cycle demonstrated that this value depends on the mode of operation, but it is significantly less than the pressure in the cycle. The presented approach to determining the economy of energy consumption in low-temperature systems is applicable to power plants due to the presence of heat exchangers in its design. For such an application one need to override the purpose of these devices and to alter the equations exergy balances in accordance with it.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.