НТП:

НТП: механизация
5,3…10 %, что находится вне
зоны допустимых значений.
При этом фиксация биостимулятора увеличивается
незначительно и составляет
69…71 г/кг.
Выводы. Таким образом,
при избыточном давлении
воздуха 15…20 кПа отмечается наибольшая фиксация
биостимулятора в количестве
Рис. 2. Зависимость от избыточного давления в перфорирующих барабанах: а) поврежда- 67…69 г/кг. Это самое выемости клубней картофеля; б) фиксации биостимулятора на поверхности клубней картофеля.
сокое в опыте значение при
значений и составляет 2…5,3 %. При этом увеличение
максимально допустимой повреждаемости клубней
давления в этих пределах приводит к значительному
(4…5 %). Такую величину избыточного давления возповышению фиксации биостимулятора с 59 до 69 г/
духа внутри перфорирующих барабанов устройства для
кг. Дальнейшее повышение избыточного давления
предпосадочной обработки картофеля можно считать
воздуха вызывает рост повреждаемости клубней до
наиболее рациональной.
Литература.
1. Лейкина Г.К. Рекомендации по использованию электрогидравлически обработанного торфа в сельском хозяйстве. – Л:
ВНИИТП, 1988. – 41 с.
2. Патент № 2421964 РФ, МПК6 А01С1/00. Устройство для предпосадочной обработки клубней семенного картофеля. /
А.Ф. Триандафилов, В.В. Федюк (РФ). – № 2009145262/21; Заявлено 07.12.2009 // Бюл.
Determination of rational redundant air pressure in perforating drums
during presowing processing of potato
A.F. Trianfiladov, V.V. Fedyuk
Summary. The results of the researches on determination of the air rational surplus pressure in perforation drums of device before potato
planting by electrohydrolic processed turf are adduced. It is installed, that maximum quality are provided under air surplus pressure
inside perforation drums in 15 – 20 kPa under possible damage of potatoes.
Key words: potato, before planting process, device, perforation drums, surplus pressure.
УДК 621.577:664
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОЙ
ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПОЛУЧАЕМОЙ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ
О.С. ПТАШКИНА-ГИРИНА, кандидат технических
наук, доцент
Р.Ж. НИЗАМУТДИНОВ
Челябинская ГАА
E-mail: [email protected]
Резюме. В статье рассмотрено одно из направлений энергосбережения – использование работы теплового насоса в
рекуперации тепла при переработке сельскохозяйственной
продукции. Предложены его схемы для сельскохозяйственных
предприятий, производящих молоко, рассчитан экономический эффект от их применения.
Ключевые слова: энергосбережение, тепловой насос, источник низкопотенциального тепла, компрессорно-конденсаторный агрегат, рекуперация тепла, теплообменник.
Освоение энергосберегающих технологий сопряжено
с дополнительными капитальными вложениями. Поэтому
в первую очередь следует применять способы и средства,
при помощи которых достигается экономический эффект.
Возможны два направления развития энергосбережения – рациональное использование существующих
энергоресурсов и освоение новых технологий.
Цель наших исследований – оценить возможность
использования энергии цикла охлаждения молока для
отопления.
Достижения науки и техники АПК, №09-2011
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в СПК «Коелгинское» Еткульского района Челябинской
области. Как источник низкопотенциального тепла, молоко
характеризуется следующими свойствами: первичный
источник; сток тепла регулярный; размещение доступное;
доступность по времени составляет 10 часов в сутки; начальная t = 35°С; изменений температуры нет; технология
достаточно освоена; теплоемкость 3,9 Дж/(кг•°С).
Молоко в СПК «Коелгинское» охлаждают с помощью
двух компрессорно-конденсаторных агрегатов, работающих на газе R 404 A, потребляемая мощность – Р
= 9,15 кВт; холодопроизводительность – Q = 22,2 кВт.
Экономические расчеты работы двух схем рекуперации тепла молока проводили в соответствии
с методикой [2], согласно которой сравнительная
экономическая эффективность от снижения расхода
электроэнергии рассчитывается как разница в эксплуатационных затратах по новой и базовой технологии.
Результаты и обсуждение. При расчете [1] оказалось, что для обогрева одного зала машинного доения
достаточно тепла, выделяемого только одним компрессорно-конденсаторным агрегатом.
Холодильная установка охлаждает 20 т молока в
сутки, которые обеспечивают получение 65 кВт тепло-
83
НТП: механизация
вой энергии в час, или за 10 рабочих часов 650 кВт, а за
год – 237250 кВт тепла. Без рекуперации она остается
неиспользованной, что c учетом тарифа на электроэнергию приводит к потере 759 тыс. руб.
Мы рассмотрели два варианта рекуперации тепла
между помещением для охлаждения молока, где находятся компрессорно-конденсаторные установки, и
залом машинного доения.
Первая схема предусматривает перенос конденсаторов холодильной установки в зал машинного доения.
Работа установки осуществляется по принципу теплового
насоса, источником низкопотенциальной теплоты для
которого служит молоко (рис. 1).
Рис. 1. Первая схема рекуперации: 1 – помещения охлаждения молока; 2 – зал машинного доения; 3 – холодильная
установка (ТНУ тип молоко-воздух) 4 – компрессор; 5 – дроссель-клапан; 6 – танк-охладитель; 7 – танк-хранитель; 8 – насос; 9 – конденсатор воздушный.
Преимущество этой схемы – минимальная переделка
оборудования, простота конструкции и минимальные капитальные затраты, так как она предусматривает только
монтаж. Недостатки заключаются в том, что скорость
воздуха, подаваемая вентиляторами, выше нормы, допустимой для человека, высокий уровень шума значительно
снижает комфорт персонала и животных; необходимо
привыкание животных (рекомендации зоотехников).
Учитывая, что в регионе при отоплении животноводческих и промышленных зданий широко распространены
водяные системы, имеет смысл рассмотреть второй вариант, когда холодильная установка работает по принципу
теплового насоса типа «молоко – вода» (рис. 2).
В этом случае все агрегаты остаются в помещении
охлаждения молока, а отопление зала доения осуществляется с помощью батарей (регистров), которые будут
установлены по всему периметру доильного зала.
Преимущества второй схемы – отсутствие шума,
возможность аккумулирования тепла в период, когда
не происходит процесс доения; возможность горячего водоснабжения. Ее недостатки – значительные
капитальные вложения и громоздкость системы.
Экономические расчеты показали, что рекуперация
тепла молока дает значительный эффект (см. табл.).
Применение первой схемы использования теплонасосной установки обеспечивает наибольшую экономию
эксплуатационных затрат благодаря снижению потребления электроэнергии за отопительный сезон и
незначительной стоимости сервисного обслуживания.
Однако и второй вариант схемы использования ТНУ позволяет экономить до 309,6 тыс. руб. Наиболее низкий
срок окупаемости капитальных затрат также отмечается
при первой схеме (менее одного месяца), но и во втором
варианте он также незначителен (около 3 месяцев).
Таблица. Экономический эффект от рекуперации тепла молока в СПК «Коелгинское»
Существу- Схема
Схема
Показатели
ющее ото1
2
пление
Эксплуатационные затраты
Количество
рабочих часов за
отопительный сезон, ч
5760
5760
5760
Потребление
электроэнергии за
отопительный сезон,
кВт•ч
26,0
9,15
9,15
Стоимость
электроэнергии
единицы, руб/ кВт•час
3,2
3,2
3,2
Годовые затраты на
отопление, руб.
479 232
168652,8 168652,8
Стоимость сервисного
обслуживания, руб.
4000
4000
5000
Итого эксплуатационных затрат, руб.
483232
172652,8 173652,8
Экономия
эксплуатационных
затрат, руб.
310579,2 309579,2
Капитальные затраты
Стоимость
оборудования, руб.
48 750
59 076
Установка и монтаж
системы отопления, руб.
22000
22000
16948
Капитальные затраты, руб.
70 750
22 000
76 024
Срок окупаемости
новой технологии, лет
0,07
0,24
Очевидно, что рекуперация тепла молока с применением как первой, так и второй схемы использования
ТНУ дает значительный экономический эффект.
Выводы. Таким образом, изложенное доказывает целесообразность рекуперации низкопотенциальной тепловой
энергии получаемой в процессе охлаждения молока.
Экономия эксплуатационных затрат при рекуперации тепла молока по первой и второй схемам составляет около 310 тыс. рублей за отопительный сезон при
сравнительно небольших сроках окупаемости капитальных затрат (от одного до трех месяцев).
Рис. 2. Вторая схема рекуперации молока: 1 – радиаторная
система обогрева помещения; 2 – расширительный резервуар; 3 – теплообменник фреоно-водяной; 4 – компрессор; 5 – дроссель-клапан;
6 – танк-охладитель; 7 – танк-хранитель; 8 – насос; 9 – холодильная
установка (ТНУ тип молоко-вода); 10 – регулятор уровня воды; 11 –зал
машинного доения; 12 – помещение охлаждения молока.
Литература.
1. Ведищев С.М., Милованов А.В. Технологии и механизация первичной обработки и переработки молока. – Тамбов: ТГТУ, 2005. – 101 с.
2. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. – М.: Министерство
сельского хозяйства и продовольствия РФ, 1998. – 220 с.
THE USE OF LOW-GRADE HEAT PROCESSING OF AGRICULTURAL PRODUCTS
O.S. Ptashkina-Girina, R.Gh. Nizamutdinov
Summary. The article deals with one of the directions for energy-saving i.e. the use of heat pump and heat recovery in the processing
of agricultural products. The schemes of heat recovery for agricultural enterprise that produces milk and meat processing enterprises
are described, the economic effect of their application is calculated.
Key words: Energy-saving, heat pump, source of low-grade warmth, compression-condensing unit, heat recovery, heat exchanger.
84
Достижения науки и техники АПК, №09-2011