Сравнение эффективности энерготехнологий при использовании разных источников энергии

Abstract

Интенсивное развитие инновационных образцов техники опережает уровень развития методологических основ энергетического менеджмента. Проблемы возникают при сравнении энергоэффективности электротехнологий и теплотехнологий, поскольку используются различные виды энергии; отсутствуют объективные показатели эффективности использования энергии в различных технологиях обезвоживании сырья. Предложена методология, в основе которой положена гипотеза, что объективные результаты при сравнении эффективности использования энергии при переработке сырья можно получить на основе системного анализа всей цепи конверсии энергии от топлива до готового продукта. Предлагается использовать показатель доли энергии топлива в готовом продукте и количество удаленной влаги при сжигании 1 кг топлива. Такой показатель не зависит от колебания цен на энергоносители, что характерно для Украины. Выполнен анализ тепловых балансов сушильной и выпарной установок. Показано, что при одинаковых технических задачах самая плохая выпарка в разы эффективней самой хорошей сушки. Приведены структурные модели конверсии энергии при комбинированных процессах получения концентрированных пищевых продуктов. Рассчитаны по предложенной методике эффективность использования в готовом продукте энергии топлива в традиционных схемах сушки, выпарки, криоконцентрирования. Проведено сравнение этих параметров с данными для инновационных образцов техники, разработанных в ОНАПТ. В основе этих установок технологии адресной доставки энергии непосредственно к влаге в продукте. Показано, что инновационные выпарные установки не уступают по эффективности традиционные, но позволяют получать концентраты до 90 °brix. Микроволновые сушилки и установки блочного вымораживание существенно превышают традиционные аналоги. Так, для топлива с нефтяным эквивалентом 40 МДж на 1 кг традиционные сушилки могут удалить не более 3 кг влаги, криоконцентраторы – 20 кг. Инновационные, соответственно, до 6 и до 100 кг влаги.

The intensive development of innovative models of technology is ahead of the level of development of the methodological foundations of energy management. Problems arise when comparing the energy efficiency of electrical technologies and heat technologies, since different types of energy are used; there are no objective indicators of energy efficiency in various technologies of dehydration of raw materials. A methodology is proposed based on the hypothesis that objective results when comparing energy efficiency in the processing of raw materials can be obtained on the basis of a system analysis of the entire energy conversion chain from to finished product. It is proposed to use the indicator of the proportion of fuel energy in the finished product and the amount of moisture removed when burning 1 kg of fuel. This figure does not depend on fluctuations in energy prices, which is typical for Ukraine. The analysis of heat balances of the drying and evaporation plants. It is shown that with the same technical tasks the worst residue is many times more effective than the best drying. The structural models of in combined processes for the production of concentrated foods are presented. Calculated by the proposed method, the efficiency of use in the finished product energy of fuel in traditional schemes of drying, evaporation, cryoconcentration. A comparison of these parameters with the data for innovative models of technology developed in ONAT. The basis of these installations is the technology of targeted delivery of energy directly to moisture in the product. It is shown that innovative evaporators are not inferior in efficiency to traditional ones, but they allow to obtain concentrates up to 90 оbrix. Microwave dryers and block freeze installations significantly exceed traditional counterparts. So, for fuel with an oil equivalent of 40 MJ per 1 kg, traditional dryers can remove no more than 3 kg of moisture, and cryoconcentrators – 20 kg. Innovative, respectively, up to 6 and up to 100 kg of moisture.