СХЕМНОЕ РЕШЕНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ УСТАНОВКИ  С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ  ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ: ZHFZWY

Евгений Николаевич   Неверов; Игорь Алексеевич   Короткий; Саиль Алексеевич  Самар; Павел Сергеевич   Коротких

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2023.02.022

Авторы

Евгений Николаевич Неверов Кемеровский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-3542-786X
Игорь Алексеевич Короткий Кемеровский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-7623-0940
Саиль Алексеевич Самар Кемеровский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-6441-9527
Павел Сергеевич Коротких Кемеровский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-4546-0276

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.02.022

Ключевые слова:

холодильная машина; рекуперация тепла; диоксид углерода; теплопередача; охлаждающая жидкость

Аннотация

Холодильные машины применяются во многих областях промышленности для получения искусственного холода. Для работы холодильных установок необходимы холодильные агенты, осуществляющие перенос теплоты. Как и у любого вещества, у холодильных агентов есть свой срок эксплуатации, по окончании которого данное вещество необходимо утилизировать. К сожалению, большинство современных холодильных агентов, являются веществами на основе фторхлоруглеродных соединений, появляется экологическая опасность в утилизации этих веществ. Для уменьшения уровня загрязнения окружающей среды по средствам выброса фтора в атмосферу в настоящее время рассматривается ряд технических решений, одно из которых – применение в качестве холодильных агентов природных веществ, одним из которых является диоксид углерода (R744). В данной статье предложено проектное решение установки, работающей на двуокиси углерода в качестве холодильного агента, особенностью данной установки является принцип ее работы. Холодильная обработка в камере происходит в непосредственном контакте с диоксидом углерода. Предложена методика, позволяющая производить расчет и подбор узлов холодильной установки, работающей на СО₂. Разработана 3D-модель холодильной установки по размерам оборудования выпускаемого в настоящее время промышленностью с компоновкой узлов, позволяющих сделать данную установку мобильной. Реализуемый в установке принцип рекуперации позволяет сократить расход холодильного агента, а метод прямого контакта диоксида углерода с продуктом значительно увеличивает скорость замораживания. Использование R744 в качестве хладагента позволит сократить концентрацию выбросов озоноразрушающих хладагентов, что, в свою очередь, выгодно отразится на современной экологической ситуации.

Библиографические ссылки

Баранник В.П. Хладоносители нового поколения / В.П. Баранник // Холодильная техника. 2003. № 1. С. 14–15.

Современные технологии и оборудование для холодильной обработки и хранения пищевых продуктов / Г.А. Белозеров, М.А. Дибирасулаев, В.Н. Корешков // Холодильная техника. 2009. № 4. С. 18–22.

Технико-экономический анализ промышленных установок для производства сухого льда / В.А. Иодис, И.П. Сарайкина, Д.А. Шмелёв // Техни-ческая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития. 2022. .№ 3. С. 97–100.

Теплотехника в вопросах и ответах / А.И. Купреенко, В.И. Чащинов // Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Агроинженерия». 2010. № 29. С. 172.

Турбодетандерная установка на диоксиде углерода с производством жидкой и газообразной углекислоты / А.В. Овсянник // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2019. С. 77–87.

Авторефрижераторные установки на ди-оксиде углерода / Д.Г. Локтионов // Научное и техническое обеспечение холодильной промышленности. 2021. С. 92–95.

Исследование параметров процесса теплообмена при сублимации диоксида углерода / Е.Н. Неверов, И.А. Короткий, И.Б. Плотников, П.С. Коротких, А.А. Кожаев // Вестник КрасГАУ. 2020. № 6 (159). С. 215–222.

Применение снегообразного диоксида углерода для охлаждения мяса птицы / О.Н. Буянов, Е.Н. Неверов // Вестник Международной академии холода. 2006. № 4. С. 36–39.

Перспективы использования CO2 в холодильной технике пищевых предприятий / А.В. Антипов // Мясные технологии. 2012. С. 50–53.

Перспективы использования озонобезопасного хладагента CO2 в промышленной холодильной технике / С.В. Старовойтов, А.Н. Сысоев // Энергетика транспорта. Актуальные проблемы и задачи. 2021. № 4. С. 73–79.

Greencorn M.J., David Jackson S., Har-greaves J.S.J., Datta S. & Paul M.C. (2022). Thermo-dynamic limitations to direct CO2 utilisation within a small-scale integrated biomass power cycle. Energy Conversion and Management, 269 doi:10.1016/j.enconman. 2022.116144.

Tokpayev R., Khavaza T., Ibraimov Z., Ki-shibayev K., Atchabarova A., Abdimomyn S., Nau-ryzbayev M. (2022). Phosphogypsum conversion under conditions of SC-CO2. Journal of CO2 Utiliza-tion, 63 doi:10.1016/j.jcou.2022.102120.

Maksimov P., Nieminen H., Laar A. & Koiranen T. (2022). Sorption enhanced carbon diox-ide hydrogenation to methanol: Process design and optimization. Chemical Engineering Science, 252 doi:10.1016/j.ces. 2022.117498.

Rogalev A., Rogalev N., Kindra V., Koma-rov I. & Zlyvko O. (2021). Research and development of the oxy-fuel combustion power cycles with СО2 recirculation. Energies, 14(10) doi:10.3390/ en14102927.

Panão M.R.O., Franco P.A.G. & Costa J.J. (2020). Effect of atomizer geometry on particle for-mation in dryice sprays. International Journal of Mul-tiphase Flow, 130 doi:10.1016/j.ijmultiphaseflow. 2020.103358.

Tosato G., Minetto S., Rossetti A., Hafner A., Schlemminger C. & Girotto S. (2020). Field data of CO2 integrated refrigeration, heating and cooling systems for supermarkets. Paper presented at the Refrigeration Science and Technology, 2020-December 393-398. doi:10.18462/iir.gl.2020.

(2017). Report no.HPT-AN44-1 Performance Indicators for Energy Efficient Supermarket Buildings, Retrieved from www.scopus.com.

Gullo P., Hafner A., Banasiak K., Minetto, S. & Kriezi E.E. (2019). Multi-ejector concept: A com-prehensive review on its latest technological devel-opments. Energies, 12(3) doi:10.3390/en12030406.

Minetto S., Marinetti S., Saglia P., Mas-son N. & Rossetti A. (2018). Non-technological barriers to the diffusion of energy-efficient HVAC&R solu-tions in the food retail sector. International Journal of Refrigeration, 86, 422-434. doi:10.1016/j.ijrefrig.2017.11.022.

Minetto S., Tosato G., Rossetti A., Marinet-ti S., Girotto S. & Banasiak, K. (2019). Not-in-kind approach to remote monitoring in CO2 refrigeration systems. Paper presented at the Refrigeration Sci-ence and Technology, 2019-August 3517-3524. doi:10.18462/iir.icr.2019.1266 Retrieved from www.scopus.com.

Tosato G., Minetto S., Hafner A., Rossetti A., Marinetti S. & Girotto S. (2020). Field assessment of the performance of a state-of-the-art CO2 integrated system for supermarket with distributed HVAC termi-nals in the shopping area. 6th IIR ICCC Confer-ence, 26-28. Retrieved from www.scopus.com.