vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2020-47-1-19-29vdgtu-765Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER, METALLURGICAL AND CHEMICAL MECHANICAL ENGINEERINGАНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ СПЕЦИАЛЬНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИANALYSIS OF THE POSSIBILITY OF USING SECONDARY ENERGY RESOURCES IN FOOD INDUSTRY ENTERPRISES USING SPECIAL REFRIGERATION EQUIPMENTГалимоваЛ. В.GalimovaL. V.

доктор технических наук, профессор

414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16, Россия

Dr. Sci. (Technical), Prof.

16 Tatishchev St., Astrakhan 414056

galimova_lv@mail.ruБайрамовД. З.BayramovD. Z.

аспирант

414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16, Россия

Postgraduate

16 Tatishchev St., Astrakhan 414056

bairamov.shamil@mail.ruДюсенгалиевА. А.DyusengalievA. A.

магистр

414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16, Россия

master

16 Tatishchev St., Astrakhan 414056

kz.amir.adai@mail.ruБайрамовШ. З.BayramovSh. Z.

бакалавр

414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16, Россия

bachelor's degree

16 Tatishchev St., Astrakhan 414056

bairamov.shamil@mail.ruАстраханский государственный технический университетРоссияAstrakhan State Technical UniversityRussian Federation2020200420204711929Copyright © Галимова Л.В., Байрамов Д.З., Дюсенгалиев А.А., Байрамов Ш.З., 20202020Галимова Л.В., Байрамов Д.З., Дюсенгалиев А.А., Байрамов Ш.З.Galimova L.V., Bayramov D.Z., Dyusengaliev A.A., Bayramov S.Z.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/765Резюме

Резюме. Проблемы энергосбережения в настоящее время имеют важное значение. В области холодильной техники к энергосберегающим системам относятся теплоиспользующие абсорбционные холодильные машины (АХМ).

Целью работы является изучение возможности использования водоаммиачной абсорбционной холодильной машины для повышения эффективности работы пищевого предприятия.

Метод

Метод. На основании анализа исходных данных предприятия определены возможные режимы работы холодильной машины с учётом различных видов греющих и охлаждающих источников, предложенных в задании. По результатам расчётов определены характеристики одноступенчатой схемы и схемы с двухступенчатой абсорбцией, подтверждающие возможность повышения эффективности предприятия за счёт использования вторичных энергоресурсов.

Результат

Результат. Предварительный анализ был проведён по расчету величины интервала дегазации, на основании чего обоснован выбор исходных данных для проектирования одноступенчатой абсорбционной водоаммиачной холодильной машины (АВХМ). Расчёт вели с использованием диаграммы ξ – i для водоаммиачного раствора.

Вывод

Вывод. Проведенный анализ 4-х заданных заказчиком условий дал возможность определить два расчетных режима для проектирования абсорбционной водоаммиачной холодильной машины с хорошими показателями работы. Для условий работы с низким значением интервала дегазации предложена схема абсорбционной водоаммиачной холодильной машины с двухступенчатой абсорбцией. 

Abstract

Abstract. Aim. Due to the current priority given to energy conservation issues, a promising research avenue in the field of refrigeration consists in the developing of energy-saving systems based on heat-recovery absorption refrigerators. The aim of the work is to study the possibility of using a water-ammonia absorption refrigeration machine to increase the efficiency of food production facilities.

Method

Method. Based on an analysis of the initial enterprise data, the possible operating modes of the refrigeration machine were determined considering the various types of heating and cooling sources proposed in the task specification. The identification of the characteristics of single-stage and twostage absorption schemes confirmed the possibility of increasing the enterprise's efficiency through the use of secondary energy resources.

Results

Results. The choice of initial data for the design of a singlestage absorption water-ammonia refrigeration machine (AVXM) was justified on the basis of a preliminary analysis carried out to calculate the size of the degassing interval. The calculation was carried out using a ξ – i diagram for the ammonia water solution.

Conclusion

Conclusion. Two prior conditions for the design of a high-performance absorption water-ammonia refrigeration machine were determined on the basis of an analysis of four conditions set by the customer. For operating conditions with a low degassing interval value, a scheme for an absorption water-ammonia refrigeration machine employing two-stage absorption is proposed.

энергосбережениетеплоиспользующая холодильная машинарежимы работытепловой расчётпищевая промышленностьenergy savingheat-consuming refrigerating machineoperating modesheat calculationfood industryReferencesАбсорбционная водоаммиачная холодильная машина с двухступенчатой абсорбцией для ОАО «АЗОТ» г. Невинномыск. // Сб. материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Одесской государственной академии холода Одесса, 2012.Absorbtsionnaya vodoammiachnaya kholodil'naya mashina s dvukhstupenchatoy absorbtsiyey dlya OAO "AZOT" g. Nevinnomysk. // Sb. materialov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 90-letiyu Odesskoy gosudarstvennoy akademii kholoda Odessa, 2012. [Absorption water-ammonia refrigerating machine with two-stage absorption for "AZOT" plant in Nevinnomyssk. // Collection of materials of the International scientific and practical conference dedicated to the 90th anniversary of the Odessa state Academy of cold Odessa, 2012.Автономова И.В., Мазурин Э.Б., Братусь А.В. Разработка технологической схемы установки с рекуперацией теплоты. Анализ и подбор конструкции промежуточного охладителя // Вестник МГТУ им. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2011. С. 78-97.Avtonomova I.V., Mazurin E.B., Bratus' A.V. Razrabotka tekhnologicheskoy skhemy ustanovki s rekupera-tsiyey teploty. Analiz i podbor konstruktsii promezhutochnogo okhladitelya // Vestnik MGTU im. Baumana. Ser. "Mashinostroyeniye". 2011. S. 78-97. [Avtonomova I. V., Mazurin E. B., Bratus A.V. Development of the technological scheme of the installation with heat recovery. Analysis and selection of the intermediate cooler design / / Vestnik MGTU im. Bauman's. Ser. "Engineering". 2011. pp. 78-97. (In Russ.)]Аракелов В.Е. О потребности отраслей экономики России в энергосберегающем оборудовании многоотраслевого применения / Варварский В.С., Перепелкин Ю.М. // Промышленная энергетика. 1992. № 10. С. 5-7.Arakelov V.Ye. O potrebnosti otrasley ekonomiki Rossii v energosberegayushchem oborudovanii mnogoot-raslevogo primeneniya / Varvarskiy V.S., Perepelkin YU.M. // Promyshlennaya energetika. 1992. № 10. S. 5-7. [Arakelov V. E. On the needs of Russian economic sectors in energy-saving equipment for multi-industry applications / Varvarsky V. S., Perepelkin Yu. M. / / Industrial energy. 1992. No. 10. pp. 5-7. (In Russ.)]Бамбушек Е.М., Бухарин Н.Н., Герасимов Е.Д. и др. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин / под общ. ред. Сакуна И.А. – Л.: Машиностроение, 1987. 423 с.Bambushek Ye.M., Bukharin N.N., Gerasimov Ye.D. i dr. Teplovyye i konstruktivnyye raschety kholodil'nykh mashin / pod obshch. red. Sakuna I.A. – L.: Mashinostroyeniye, 1987. – 423 s. [Bambushek E. M., Bukharin N. N., Gerasimov E. D., and others. Thermal and structural calculations of refrigerating machines / ed. Sakun I. A.-L.: mechanical engineering, 1987. 423 p. (In Russ.)]Бараненко А.В., Бухарин Н.Н., Пекарев В.И., Тимофеевский Л.С. Холодильные машины. – М.: Политехника, 2006. 944 с.Baranenko A.V., Bukharin N.N., Pekarev V.I., Timofeyevskiy L.S. Kholodil'nyye mashiny. – M.: Politekh-nika, 2006. – 944 s. [Baranenko A.V., Bukharin N. N., Pekarev V. I., Timofeevsky L. S. Refrigerating machines. – M.: University Of Technology, 2006. 944 p. (In Russ.)]Бараненко А.В., Тимофеевский Л.С., Долотов А.Г., Попов А.В. Абсорбционные преобразователи теплоты. Монография. – СПб.: СПбГУНиПТ. 2005. 338 с.Baranenko A.V., Timofeyevskiy L.S., Dolotov A.G., Popov A.V. Absorbtsionnyye preobrazovateli teplo-ty. Monografiya. – SPb.: SPbGUNiPT. 2005. – 338 s. [Baranenko A.V., Timofeevsky L. S., Dolotov A. G., Popov A.V. Absorption heat converters. Monograph. – SPb.: Institute of refrigeration and biotechnology. 2005. 338 p. (In Russ.)]Веденеева А.И., Галимова Л.В. Научно-практические основы процесса абсорбции с применением к действующей абсорбционной водоаммиачной холодильной машины // III Международная конференция «Инновационные технологии в области техники и физики низких температур» (М. Университет машиностроения 2014): Сборник научных трудов. 2014. С. 191.Vedeneyeva A.I., Galimova L.V. Nauchno-prakticheskiye osnovy protsessa absorbtsii s primeneniyem k deystvuyushchey absorbtsionnoy vodoammiachnoy kholodil'noy mashiny // III Mezhdunarodnaya konferentsiya "Innovatsionnyye tekhnologii v oblasti tekhniki i fiziki nizkikh temperatur" (M. Universitet mashino-stroyeniya 2014): Sbornik nauchnykh trudov. 2014. S. 191. [Vedeneeva A. I., Galimova L. V. Scientific and practical bases of the absorption process with application to the current absorption water-ammonia refrigerating machine / / III international conference "Innovative technologies in the field of low temperature engineering and physics" (Moscow University of mechanical engineering 2014): Collection of scientific papers. 2014. pp. 191. (In Russ.)]Галимова Л.В., Веденеева А.И. Совершенствование процесса абсорбции водоаммиачной холодильной машины в системе синтеза аммиака // Холодильная техника. 2013. № 12. С.18-25.Galimova L.V., Vedeneyeva A.I. Sovershenstvovaniye protsessa absorbtsii vodoammiachnoy kholodil'noy mashiny v sisteme sinteza ammiaka // Kholodil'naya tekhnika. 2013. № 12. S.18-25. [Galimova L. V., Vedeneeva A. I. Improving the process of absorption of a water-ammonia refrigerating machine in the system of ammonia synthesis. // Technical refrigeration. 2013. No. 12. pp. 18-25. (In Russ.)]Галимова Л.В. Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы. – Издательство АГТУ, 1997. 226 с.Galimova L.V. Absorbtsionnyye kholodil'nyye mashiny i teplovyye nasosy. – Izdatel'stvo AGTU, 1997. – 226 s. [Galimova L. V. Absorption refrigerating machines and heat pumps. AGTU publishing house, 1997. 226 p.Денисов-Винский Н.Д. Использование тепла компрессорных установок // Энергосбережение. 2010. № 7. С 5460.Denisov-Vinskiy N.D. Ispol'zovaniye tepla kompressornykh ustanovok // Energosberezheniye. 2010. № 7. S 54-60. [Denisov-Vinsky N. D. Using the heat of compressor units / / energy Saving. 2010. No. 7. pp. 54-60. (In Russ.)]Жигулев Г.В. Проблемы энергосбережения в Ульяновской области / Иванов Л.Л., Сторожков А.П. // Материалы третьей Российский научно-технической конференции «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности», Ульяновск. 2001. С. 18-21.Zhigulev G.V. Problemy energosberezheniya v Ul'yanovskoy oblasti / Ivanov L.L., Storozhkov A.P. // Materialy tret'yey Rossiyskiy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii "Energosberezheniye v gorodskom khozyay-stve, energetike, promyshlennosti" Ul'yanovsk. 2001. S. 18-21. [Zhigulev G. V. Problems of energy saving in the Ulyanovsk region / Ivanov L. L., Storozhkov A. P. / / Materials of the third Russian scientific and technical conference "energy Saving in urban economy, energy, industry" Ulyanovsk. 2001. pp. 18-21. (In Russ.)]Колесников А.И., Михайлов С.А. Энергоресурсосбережение. М.: МРАИ ЭЕМ, 2006 – 231 с.Kolesnikov A.I., Mikhaylov S.A. Energoresursosberezheniye. M.: MRAI EYEM, 2006 – 231 s. [Kolesnikov A. I., Mikhailov S. A. Energy Saving. Moscow: MRAI EEM, 2006.231 p. (In Russ.)]Материалы 1-й Международной научно-практической конференции "Функциональные продукты питания: научные основы разработки производства и потребления" (ФПП). – М.: ФНЦ пищевых систем им. В.А. Горбатова. РАН. 2017.Materialy 1-y Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii "Funktsional'nyye produkty pitaniya: nauchnyye osnovy razrabotki proizvodstva i potrebleniya" (FPP). – M.: FNTS pishchevykh sistem im. V.A. Gorbatova. RAN. 2017. [Materials of the 1st International scientific and practical conference "Functional food products: scientific bases of production and consumption development" (FPP). – M.: Federal scientific center for food systems. V. A. Gorbatova. RAS. 2017. (In Russ.)]Табунщиков Ю.А., Шилкин Н.В., Миллер Ю.В. «Методы и результаты оценки эффективности энергосберегающих решений»// Журнал «АВОК». 2013. № 7. С. 38.Tabunshchikov YU.A., Shilkin N.V., Miller YU.V. "Metody i rezul'taty otsenki effektivnosti energo-sberegayushchikh resheniy" // Zhurnal "AVOK". 2013. № 7. S. 38. [Tabunschikov Yu. a., Shilkin N. V., Miller Yu. V. "Methods and results of evaluating the effectiveness of energy-saving solutions" // AVOK Magazine. 2013. No. 7. pp. 38. (In Russ.)]Шишов В.В., Талызин М.С. Эффективность работы холодильного оборудования с учётом годового изменения температур окружающей среды // Холодильная техника. 2019. № 6. С. 28-33.[Shishov V. V., Talyzin M. S. The efficiency of refrigeration equipment taking into account the annual change in ambient temperatures. // Technical refrigeration. 2019. No. 6. pp. 28-33. (In Russ.)]Шишов В.В., Талызин М.С. Повышение энергоэффективности холодильных установок при уменьшении температурного напора в конденсаторах с воздушным охлаждением // Теплоэнергетика. 2015. № 9. С. 41-44.Shishov V.V., Talyzin M.S. Effektivnost' raboty kholodil'nogo oborudovaniya s uchotom godovogo izme-neniya temperatur okruzhayushchey sredy // Kholodil'naya tekhnika. 2019. № 6. S. 28-33. [Shishov V. V., Talyzin M. S. Improving the energy efficiency of refrigeration units when reducing the temperature head in air-cooled condensers / / Heat power engineering. 2015. No. 9. pp. 41-44. (In Russ.)]Kang Y.T., Kashiwagi T. Heat transfer enhancement by Marangoni convection in the NH3 – H2O absorption process. Int. J. Refrigeration. 2002 Sep 1; 25 (6). pp. 780-788. DOI: 10.1016/s0140-7007(01)00074-3Kang Y.T., Kashiwagi T. Heat transfer enhancement by Marangoni convection in the NH3 – H2O absorption process. Int. J. Refrigeration. 2002 Sep 1; 25 (6). pp. 780-788. DOI: 10.1016/s0140-7007(01)00074-3.Morosuk T., Tsatsaronis G. A new approach to the exergy analysis of absorption refrigeration machines. Int. J. Energy. 2008 Sep 1; 33 (6). pp. 890-907. DOI: 10.1016/j.energy.2007.09.012Morosuk T., Tsatsaronis G. A new approach to the exergy analysis of absorption refrigeration machines. Int. J. Energy. 2008 Sep 1; 33 (6). pp. 890-907. DOI: 10.1016/j.energy.2007.09.012Mejbri Kh., Bellagi A. Modelling of the thermodynamic properties of the water–ammonia mixture by three different approaches. Int. J. Refrigeration. 2006 Sep (1); 29 (2). pp. 211-218. DOI: 10.15406/ipcse.2018.03.00090Mejbri Kh., Bellagi A. Modelling of the thermodynamic properties of the water–ammonia mixture by three different approaches. Int. J. Refrigeration. 2006 Sep (1); 29 (2). pp. 211-218. DOI: 10.15406/ipcse.2018.03.00090Titliv A., Osadchuk E., Tsoy A., Alimkeshova A., Jamasheva R. Development of cooling system on the basis of absorption water-ammonia refrigerating machines of low refrigeration capacity. Eastern-European J. of Enterprise Technologies. 2019 Vol. 2 No 8(98). pp. 57-67. DOI: 10.15587/1729-4016.2019.164301Titliv A., Osadchuk E., Tsoy A., Alimkeshova A., Jamasheva R. Development of cooling system on the basis of absorption water-ammonia refrigerating machines of low refrigeration capacity. Eastern-European J. of Enterprise Technologies. 2019 Vol. 2 No 8(98). pp. 57-67. DOI: 10.15587/1729-4016.2019.164301

The authors declare that there are no conflicts of interest present.