Собівартість штучного холоду, одержаного від одноступеневої парокомп­ресорної холодильної установки (ОХУ). Методологія.

Повна собівартість штучного холоду, у разі одержання його від парокомпре­сорної установки з використанням електроприводу компресора – (С_шт.х^t)^Σ, грн/ Гкал(х),визначається за фор­му­лою:

(С_шт.х^t )^Σ= (С_шт.х^t )^е/е, + (С_шт.х^t )^експл+ (С_шт.х^t )^рент(4.1)

де:

(С_шт.х^t)^е/е– енергетична складова собівартості штучного холоду, грн/Гкал(х);

(С_шт.х^t)^експл– експлуатаційна складова штучного холоду, грн/Гкал(х);

(С_шт.х^t)^рент–складова рентабельності виробництва штучного холоду, грн/Гкал(х).

Енергетична складова собівартості штучного холоду– (С_шт.х^t)^е/е, грн/Гкал(х),визначається за формулою:

(С_шт.х^t)^е/е= S _е/е ^шт.х / Q_шт.х^t(4.2)

де:

S_е/е ^шт.х– вартість спожитої протягом визначеного часу, наприклад, однієї годи­ни, електроенергії, витраченої в холодильній установці на ви­роблення хо­лоду конкретної темпера­тури, грн/год;

Q_шт.х^t– кількість одержаного протягом визначеного часу, наприклад, однієї го­ди­ни, в холодильній установці штучного холоду конкрет­ної темпера­ту­ри, т.зв. холодопродуктивність, Гкал/год або кВт.год(х).

Визначення складових формули (4.2) є достатньо складною процедурою і тому потребують детального визначення.

Вартість електричної енергії, спожитої компресором холодильної установки – S _е/е ^шт.х,грн/год, визначається за формулою:

S _е/е ^шт.х= С_е/е · W_компр(4.3)

де:

С_е/е– закупівельна вартість електричної енергії, грн/кВт.год. Виз­начається умо­вами електропостачання та кон’юнктурою енерго­ринку.

W_компр– кількість електричної енергії, спожитої компресором протягом визна­ченого часу, наприклад, однієї години, кВт.год(е)/год. Виз­начається за формулою:

W_компр = L_компр^t · τ_визн/ η_е.прив (4.4)

де:

η_е.прив – експлуатаційний ККД електроприводу компресора, од. Визначається йо­го паспортом та терміном експлуатації.

τ_визн – визначений термін часу експлуатації холодильної установки для роз­ра­хунку собівартості штучного холоду. Як правило, τ_визн = 1,0 год.

L_компр^t – механічна потужність компресора, спожита компресором протягом визна­ченого часу, наприклад, однієї години, кВт.год/год. Виз­начається нижче, за формулою:

L_компр^t = l_компр^t· G_Х.А (4.5)

де:

l_компр^t– фактична питома робота, виконана компресором, в процесі одержання штуч­ного холоду, кДж/кг. Визначається параметрами термо­динамічного циклу хо­ло­диль­ної установки.

G_Х.А – масова витрата холодильного агента, що циркулює в системі “компре­сор – конденсатор - випарник” холодильної установки, кг/год або кг/с. Визна­ча­ється за паспортною характеристикою компресора або метода­ми енер­гетичних балансів компресора, випарника, конденсатора, або шляхом безпосереднього виміру. У разі наявності достовірних даних що­до холо­допродуктивності холодильної установки – Q_шт.х^t , величина G_Х.А мо­же бути визначена за формулою:

G_Х.А = Q_шт.х^t / q _шт.х^t (4.6)

де q _шт.х^t – питома холодопродуктивність холодильної установки, кДж/кг. Визна­чається термодинамікою циклу холодильної установки.

Питомі показники термодинамічного циклу, визначальні в методології визна­чення собівартості холоду від холодильної установки, визначаються з побудо­ва­но­го в системі термодинамічних координат циклу холодильної установки, див. рис. 1.4, і мають наступний вигляд:

q_шт.х ^t = i₂– i₁ – питома кількість штучного холоду, одержаного в холодильній установці внаслідок випаровування холодоагенту, кДж/кг;

l_a ^t = i_3а– i₂ – питома робота ізоентропного (адіабатичного) стискання холодо­аген­ту в компресорі, кДж/кг;

l _компр^t = i₃– i₂ – питома робота реального стискання робочого тіла в компре­сорі, кДж/кг. Визначається за формулою: l_компр^t = l_a ^t/ η_компр із враху­вання експлуатаційного ККД компресора.

Цикл одноступеневої парокомпресорної установки на одну тем­­­пературу холо­ду – 8 ^оС в системі координат “lg(p)-і” пред­с­тавлено нижче, на рис. 4.1.

i₂ – ентальпія холодоагенту (у стані насиченої або перегрітої пари) на виході із випарника, кДж/кг. Визначається у відповідності до експлуатаційного тиску у випарнику.

i₁ – ентальпия холодоагенту (у стані насиченої або переохолодженої рідини) на виході із конденсатора (після дроселювання), кДж/кг. Визначається у відпо­від­­ності до експлуата­цій­но­го тиску в конденсаторі.

- L_компр^t , кВт (або кДж/с) – механічна потужність (робота, виконана компре­сором, в оди­ни­цю часу) в процесі одер­жан­ня штуч­ного холо­ду конкретної температури. Визначається за форму­лою:

L_компр^t = G_X.A · l_шт.х^t= G_X.A · ( I₃ – I₂ ) (4.8)

де:

I₃– ентальпия холодильного агенту (у стані перегрітої пари) на виході з компре­сора (на вході в конденсатор), кДж/кг. Визначається відповідності до екс­плу­а­таційного тиску в конденсаторі.

- W_компр^t, кВт(е) – електрична потужність, яку споживає компресор. Виз­на­ча­єть­ся за форму­лою:

W_компр^t = L _компр^t / η_е.прив(4.9)

де:

η_е.прив– ККД електроприводу компресора. Визначається за паспортом електро­приводу в межах від 0,90 до 0,95.

Нижче, наведено приклад визначення енергетичної складової та повної собі­вар­­тості штучного холоду, температурою – 8 ^оС, одержаного від односту­пене­вої холодильної установки, що має визначену хододопродуктівнісь у 525 кВт(х) , або у 0,45 Гкал(х)/год, з холодоагентом – аміаком (R-717).