|
54 отражающие специфику многих перспективных приложений при совместной выработке тепло и холода в пищевой технологии. Это делает необходимым разработку и использование универсальных подходов для анализа и поиска решений по повышению эффективности ТН различного типа и теплоснабжающих систем на их основе [29-31, 45-50, 66-68, 79, 84, 89, 90, 104, 124, 134136, 246]. В целом термодинамическое совершенство обратных циклов ТН в значительной степени определяет технико-экономическую и экологическую эффективность теплонасосных технологий. Это особенно актуально для разработки децентрализованных систем теплоснабжения в зонах, где имеются экологические ограничения на применение традиционных технологий получения тепловой энергии. Существует несколько способов повышения энергетической эффективности сушильных установок с использованием теплонасосной установки: утилизация вторичных энергоресурсов сушильной установки, получение в одной системе сушильного агента нескольких температурных потенциалов, применение тепловых труб, использование каскадных и двухконтурных теплонасосных установок [134]. Эксплуатируемые в настоящее время сушильные установки зачастую не используют теплоту отработанных потоков сушильного агента и образовавшегося при сушке водяного пара. Между тем рекуперация этой теплоты позволяет существенно повысить экономичность сушилок [9, 23, 40, 240, 245]. Схема комплексной ТНСУ приведена на рис 1.18. Нагретый в конденсаторе воздух вентилятором направляется в сушилку, где увлажняется. Отработанный теплоноситель выводится из сушилки, частично смешивается с атмосферным воздухом и возвращается в конденсатор. Охлажденный за счет кипения хладагента в испарителе воздух направляется вентилятором в охладитель, где нагревается, охлаждая продукт, после чего направляется в испаритель. |
36 Нагретый в конденсаторе воздух вентилятором направляется в сушилку, где увлажняется. Отработанный сушильный агент выводится из сушилки, частично смешивается с атмосферным воздухом и возвращается в конденсатор. Охлажденный за счет кипения хладагента в испарителе воздух направляется вентилятором в охладитель, где нагревается, охлаждая продукт, после чего направляется в испаритель. В атмосферу 6 Продукт Из атмосфер; Продукт W Ls=^ 1.9 ТНСУ для сушки, охлаждения продукта и I -d диаграмма этого процесса: 1 компрессор; 2 конденсатор; 3 регулирующий вентиль; 4 испаритель; 5 узел смешивания; 6 патрубок ввода атмосферного воздуха; 1,9вентиляторы; 8 сушилка; 10 охладитель высушенного продукта; сушильный агент; —о—о—о— промежуточный хладоноситель; —х—х—х рабочее вещество; О 7, 7 5 нагревание сушильного агента до требуемой температуры соответственно в узле смешивания 5 и конденсаторе 2; 5 6 охлаждение и увлажнение сушильного агента в сушилке 8. Таким образом, использование ТНСУ открывает перспективы в реализации сушки термолабильных продуктов. 1.4.1. Способы повышения энергетической эффективности сушильных установок с использованием теплонасосной установки Существует несколько способов повышения энергетической эффективности сушильных установок с использованием теплонасосной установки: утилизация вторичных энергоресурсов сушильной установки, получение в одной системе сушильного агента нескольких температурных потенциалов, 37 применение тепловых труб, использование каскадных и двухконтурных теплонасосных установок [16, 17,94, 113, 114, 123, 127, 130, 132]. Эксплуатируемые в настоящее время сушильные установки зачастую не используют теплоту сбрасываемых (отработанных) потоков сушильного агента и образовавшегося при сушке водяного пара. Между тем рекуперация этой теплоты позволяет существенно повысить экономичность сушильных установок [54-58,127]. Одна из возможных схем, предусматривающих утилизацию теплоты парообразования, приведена на рис. 1,10. В этой установке теплота парообразования испаренной из продукта влаги утилизируется в испарителе теплонасосной установки при проведении процесса кипения рабочего вещества, что позволяет существенно повысить его температуру кипения to, и тем самым значительно уменьшить потребляемую компрессором мощность [127]. Повысить эффективность приведенной на рис. 1.10 теплонасосной установки с замкнутым контуром циркуляции сушильного агента можно введением теплообменника-рекуператора 5 на потоке сушильного агента между конденсатором и испарителем (рис. 1.11), что позволяет использовать теплоту сбрасываемого из сушилки потока [127]. Отработанный в сушилке 3 воздух направляется в теплообменникрекуператор 5, где охлаждается за счет нагревания обратного потока, поступает в испаритель теплового насоса, охлаждается до температуры точки росы. Сконденсированная из воздуха влага отделяется в сепараторе, осушенный таким образом воздух нагревается в теплообменнике-рекуператоре и поступает в конденсатор теплонасосной установки, где нагревается до требуемой температуры за счет отвода теплоты при конденсации рабочего вещества теплового насоса. Рекуперация теплоты сбрасываемого из сушилки воздуха в теплообменнике-рекуператоре позволяет уменьшить тепловую нагрузку на конденсатор теплового насоса, что снижает потребляемую компрессором теплонасосной установки мощность. |