Термоэкономический анализ
Выполним сравнительный эксергетический и на его основе термоэкономический анализ абсорбционной холодильной машины на смеси NH3-H2O с целью определения эффективности присутствия в схеме машины различных вспомогательных элементов.
Холодопроизводительность машины остается постоянной для всех этапов анализа Qo~200 кВт.
Конструкция всех тепло - и тепломассообменных аппаратов - пластинчатые теплообменники, коэффициенты теплопередачи, учитывающие влияние происходящих процессов приняты следующие: абсорбер - к=2100 Вт/м2К; генератор - £=2300 Вт/м2К; конденсатор и испаритель - £=1000 Вт/м2К; РТО - £=1300 Вт/м2К. Усредненная стоимость 1 м2 выбранного типа теплообменной поверхности - 250 Евро.
Греющий теплоноситель - дымовые газы (вторичные энергоресурсы) Т™р =190°С, 7^=160°С, Г2=140°С цена на теплоноситель
29,31 Евро/ГДж.
Охлаждающая среда - вода. Абсорбер и конденсатор охлаждаются параллельно, 7^=45°С, Т™х = 50°С; цена на воду - 0,05
Евро/м3. Промежуточный хладоноситель - вода, Т™л =5°С, =3°С.
Эксплуатационные затраты абсорбционной холодильной машины можно оценить по затрате и соответствующей стоимости греющего теплоносителя (коэффициент дисконтирования - 1% в год), так как циркуляция воды (как охлаждающей среды и хладоносителя) принята закрытой с незначительным пополнением свежей водой.
Время работы абсорбционной машины - 5000 часов в год (10 лет эксплуатации).
Исходные данные и результаты расчетов в представлены на рис.22.27-22.32, а также в таблицах 22.3-22.5.
Результаты термоэкономического анализа показывают, что усложнение схемы абсорбционной холодильной машины способствует одновременно повьплению обратимости каждого процесса (уменьшению деструкции), сокращению общей металлоемкости машины и, как следствие этого, понижению стоимости производимого холода.
'ct-tqe^-^'ip
Абсорбер 21% |
Генератор 59% |
Деструкция эксергии Генератор Конденсатор 18% |
19'Л;
|
Конденсатор |
Qk=697 qo=200 |
Капитальные затраты
Рис.22.27. Анализ простейшей абсорбционной холодильной машины (рис.22.1): а) процессы в координатах T-Q\ б) распределение деструкции эксергии по компонентам; в) распределение капитальных затрат по компонентам
|
Генератор |
Сонденсатор |
Испаритель |
Qafto-67 qo-200 |
Испаритель |
Конденсатор 18% |
Деструкция эксергии |
Конденсатор |
Капитальные затраты |
Рис.22.28. Анализ абсорбционной холодильной машины с РТО-А (рис.22.5): а) процессы в координатах T-Q; б) распределение деструкции эксергии по компонентам; в) распределение капитальных затрат по компонентам
Q(,=200 |
Рис.22.29. Анализ абсорбционной холодильной машины с РТО-Р (рис.22.6): а) процессы в координатах T-Q; б) распределение деструкции эксергии по компонентам; в) распределение капитальных затрат по компонентам |
Конденсз і <j(j 32% |
Деструкция эксергии Капитальные затраты |
160 140
Qn н ~857 |
|
Конденсатор 6% |
Испаритель 2% |
Абсорбер 33% |
Генератор* ректификатор 59% |
I |
140 |
Ректификатор
N |
Деструкция эксергии |
Абсорбер J 75 < |
Конденсатор 75 |
|
Испаритель 50% |
.і |
L1! jo |
5 2 Испаритель ■i qo-200 |
Qr r-978 |
Qa~829 |
Капитальные затраты |
Qk=215 |
Рис.22.30. Анализ абсорбционной холодильной машины с ректификатором (рис.22.9): а) процессы в координатах T-Q\ б) распределение деструкции эксергии по компонентам; в) распределение капитальных затрат по компонентам
|
Генератор |
Деструкция эксергии |
|
Дефлегматор Генератор 2% Д 7% |
Испаритель 48% |
Абсорбер 24% |
Конденсатор 19% |
Q д= 110 Qo=200 Qk=238 |
Капитальные затраты
Рис.22.31. Анализ абсорбционной холодильной машины с дефлегматором (рис.22.8): а) процессы в координатах T-Q\ б) распределение деструкции эксергии по компонентам; в) распределение капитальных затрат по компонентам
Дефлегматор |
Испаритель 3% |
Конденсатор 6% |
Qp-pto~372 |
Qo=200 |
Рис.22.32. Анализ действительной абсорбционной холодильной машины (рис.22.23): а) процессы в координатах T-Q\ б) распределение деструкции эксергии по компонентам; в) распределение капитальных затрат по компонентам |
Деструкция эксергии А-РТО Р'РТО 0,3% 11% Генератор+ ректификатор дефлегматор 5% абсорбер |
Капитальные затраты |
Энергетический анализ Характеристики цикла
|
Эксергетический анализ |
Деструкция эксергии (кВт)
|
Таблица 22.4
|
Таблица 22.5
|