
- •Циклова комісія монтажних дисциплін Курс лекцій по теоретичним основам холодильної техніки
- •Лекція 1 вступ
- •1.1 Значення курсу “теоретичні основи холодильної техніки”
- •1.2 Короткий історичний огляд
- •1.3 Призначення холодильних установок
- •1.4 Промислові технології із застосуванням холоду
- •1.5 Класифікація холодильних установок
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 2 термодинаміка, як загальне вчення про енергетику
- •2.1 Фізичні основи одержання холоду
- •2.2 Термодинаміка, як загальне вчення про енергетику
- •2.3 Енергія, теплота, робота
- •2.4 Закон збереження енергії
- •2.5 Параметри стану
- •2.5 Рівняння стану
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 3 калоричні параметри стану
- •3.1 Рівноважний термодинамічний стан і рівноважні процеси
- •3.2 Зворотні і незворотні процеси
- •3.3 Кругові процеси Калоричні параметри стану: внутрішня енергія, ентальпія, ентропія
- •3.5 Робота й теплота процесу
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 4. Другий закон термодинаміки. Цикл карно
- •4.1 Другий початок термодинаміки
- •4.2 Цикл Карно
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 5 способи одержання низьких температур
- •5.1 Охолодження при фазових перетвореннях речовин
- •5.2 Охолодження шляхом розширення газів.
- •5.3 Термоелектричний метод
- •5.4 Холодильні установки з вихровою трубкою.
- •5.5 Способи охолодження камер
- •Питання для самоконтролю
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 7 холодоагенти
- •7.1 Основні визначення, короткий історичний огляд, позначення й торговельні марки
- •7.2 Критерії вибору і вимоги до холодоагенту
- •7.3 Холодильні агенти і охорона навколишнього середовища
- •7.4 Альтернативні однокомпонентні холодоагенти
- •7.5 Альтернативні багатокомпонентні холодоагенти групи гфв
- •7.6 Альтернативні багатокомпонентні холодоагенти групи гхфв
- •7.7 Який же холодоагент значніший ?
- •7.8 Особливості термодинаміки сумішей холодоагентів.
- •Лекція 8. Холодоносії
- •8.1 Призначення холодоносіїв та вимоги до них
- •8.2 Характеристика холодоносіїв
- •9.1 Вимоги до мастил
- •9.2 Типи мастил та їх характеристики
- •9.3 Циркуляція мастила у холодильній установці
- •Лекція 10 розширювальні та нагнітальні машини холодильних установок
- •10.1 Призначення та класифікація розширювальних та нагнітальних машин
- •10.2 Термодинамічні основи процесів стиску та розширювання.
- •10.3 Поршневі детандери
- •10.4 Процеси стиску у компресорі
- •10.5 Холодопродуктивність компресора
- •10.6 Потужність компресора й енергетичні втрати
- •11.7 Область застосування компресорів
- •Лекція 11 основи теорії компресійних холодильних машин.
- •11.1 Ідеальна парова компресійна холодильна машина
- •11.2 Дійсний цикл парової холодильної машини.
- •11.3 Побудова холодильного циклу
- •Питання для самоконтрою
- •Лекція 12 ексергетичний метод аналізу ефективності холодильних систем
- •12.1 Властивості оборотних і необоротних циклів. Математичне вираження другого закону термодинаміки
- •7.2 Максимальна робота. Ексергія.
- •7.3 Ексергетичний баланс парокомпресорної холодильної установки
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 13 основи теорії газових холодильних машин.
- •13.1 Повітряна холодильна машина
- •13.2 Холодильна машина Стірлінга
- •Питання для самоконтрою
- •Лекція 14 Цикли багатоступінчатих холодильних машин
- •14.1 Причини переходу до багатоступінчастого стиску.
- •14.2 Вибір проміжного тиску.
- •14.3 Двоступінчаста холодильна машина зі змійовиковою проміжною посудиною й неповним проміжним охолодженням.
- •14.4 Двоступінчаста холодильна машина зі змієвиковою проміжною посудиною й повним проміжним охолодженням.
- •14.5 Двоступінчаста холодильна машина з теплообмінниками.
- •Питання для самоконтрою
- •Лекція 15 цикли каскадних холодильних машин
- •15.1 Найпростіша каскадна холодильна машина.
- •15.2 Реальна каскадна холодильна машина.
- •Питання для самоконтролю
- •Лекция 16 абсорбційні та пароежекторні холодильні установки
- •16.1 Принцип дії абсорбційної холодильної установки.
- •16.2 Цикл пароежекторної холодильної установки
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 17 теплові насоси
- •17.1 Компресія низкопотенційного природного тепла
- •17.2 Схема і принцип дії теплового насосу
- •17.3 Розрахунок тепонасосної установки
- •17.4 Двоступінчасті тепло насосні установки
- •17.5 Геотермальні теплові насоси
- •17.6 Екологічні аспекти впровадження теплових насосів
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 18 Енергозбереження при виробництві холоду
- •18.1 Стратегія енергозбереження
- •18.2 Законодавство України про енергозбереження.
- •18.3 Основні принципи енергозбереження
- •18.4 Вплив компонентів системи на ефективність
- •18.5 Сучасні енергозберігаючі технології компанії Данфосс
- •18.6 Застосування теплових насосів в Украъні
- •Використана література
Лекція 18 Енергозбереження при виробництві холоду
18.1 Стратегія енергозбереження
Штучний холод – це технології, що приносять величезну користь людству в багатьох гаузях, у тому числі, у зберіганні харчових продуктів, контролі якості повітря в приміщенні, скрапленні газу, керуванні виробничим процесом, виробництві харчових продуктів і напоїв і охолодженні комп’ютерів. Без штучного холоду було б неможливе сучасне життя. Тільки на включення в роботу холодильних установок і систем кондиціювання повітря затрачається 15% світових запасів електроенергії. Неефективне використання енергії завдає шкоди коштовним ресурсам, сприяє глобальному потеплінню.
Реальні енергетичні витрати на виробництво 1000 кДж холоду і пи- томі витрати холоду на одиницю продукції залежить від рівня проектно- го рішення у виборі охолоджувальної системи; якості та морального зносу обладнання; підтримки нормативних режимів експлуатації та тех- нічного обслуговування об’єктів холодильного господарства. Нині, у зв’язку з високим рівнем морального і физічного зносу обладнання і бра- ком інвестицій для його модернізації і відновлення, а також у зв’язку з погіршенням професіональної підготовки обслуговуючого персоналу, енергоспоживання охолоджувальних систем в середньому на 20% пере- вищує показники, які передбачено існуючими нормативами []. Такі нера- ціональні витрати енергії призводять до кризової ситуації в економіці через те, що перевитрата енергії робить вітчизняну продукцію неконку- рентоспроможною. Тому стимулювання ефективності використання енергії є важним чинником, який сприятиме зменшенню платіжного балансу і підвищенню конкурентоспроможності вітчизняної промисло- вості на міжнародному ринку. Стратегія вирішення енергетичних проблем в Україні містить ряд важливих напрямків:
забезпечення надійності енергопостачання;
формування політики цін;
забезпечення вимог до захисту навколишнього середовища;
забезпечення ефективності використання енергії.
На хвилі російсько-української газової кризи експерти, як у самій Україні, так і за її межами, усе більше стали говорити про значення енергозбереження, якого в нашій країні фактично немає. Але ж воно нам потрібно, по-перше, по насущних причинах, ілюстрованим недавньою кризою. Так на початку 2006 року через холоди спалили на 600 млн. кубометрів газу більше, ніж передбачалося за планом - про що заявив міністр палива й енергетики. По-друге, введення методів сучасного енергозбереження потрібно причинами “іміджевого” роду. Наприклад, британський посол в Україні сказав: “Економія такого зайвого використання енергії буде вигідно й для економіки, і для навколишнього середовища, що наблизить Україну до європейських стандартів”. А ми, як відомо, прагнемо до євроатлантичної інтеграції.
Мінімум на 10% хоче президент Віктор Ющенко зменшити споживання енергії в нинішньому році. Однак, як уважають аналітики, ясної політики в цьому питанні немає. Уважається, що в Україні на одиницю внутрішнього валового продукту витрачається значно більше енергії, чим потрібно. Експерт із проблем нафтогазового будівництва Євгеній Храбров уважає, що в країні дотепер немає явної програми енергозбереження: “Звичайно, можна вирішувати вольовим способом – на 10% менше споживати. І на стільки ж менше почати поставляти. У нас не існує механізму настроювання економіки на енергозберігаючі технології, хоча самі ж технології є”. І таких висловлень безліч.
Аналітики вважають, що впровадити енергозберігаючі технології можна й без іноземних інвестицій – українські гроші з’являться, як тільки стане ясною вигода від їхнього вкладення в такі технології. Однак, навіщо це робити нашим бізнесменам, коли можна одержувати скажені дивіденди на поставках газу, оплачуючи їх працею простих громадян, яких вони так люблять. Напевно, тому й люблять.
На думку експертів, необхідно більше чотирьох років на те, щоб енергозберігаюча програма почала приносити реально відчутні результати. Поки ж заводи й квартири опалюються, як у радянські роки - так, начебто енергія не коштує нічого, а парниковий ефект існує тільки в головах вчених.
Інший аспект – морально-етичний. Наше марно втратне ставлення до енергетичних і матеріальних ресурсів багато в чому викликане ставленням до природи та її багатства як до чогось такого, що призначене задовольняти наші потреби і примхи. Ніяка економія ресурсів і енергії не допоможе якщо людина не усвідомить необхідність самообмеження матеріальних потреб і натомість задоволення потреб духовних, запитів, гідних імені гомо сапієнс. Коли видатного астронома, вченого і мудреця В.А. Амбарцумяна якийсь недоброзичливець запитав на лекції: “А для чого взагалі потрібна ваша астрономія?” той відповів спокійно: “Людина відрізняється від свині тим, що інколи піднімає голову вгору й дивиться на зорі”.