Енергоефективність від впровадження конвективно-терморадіаційної сушильної установки з тепловим насосом

Abstract

У статті висвітлено необхідність впровадження енергоефективного промислового обладнання, зокрема конвективно-терморадіаційної сушарки з тепловим насосом, і наведено переваги її застосування порівняно з класичною терморадіаційною сушаркою. У результаті аналізу встановлено ряд недоліків існуючого обладнання, взято їх до уваги та спроектовано сушарку з тепловим насосом. Обробка даних викладеного матеріалу здійснювалась на базі таких програм: KOMI1AC-3D VI б, Corel DRAWХ7. Розроблену двокамерну конвективно-терморадіаційна сушильну установку з тепловим насосом спроектовано таким чином, що терморадіаціні випромінювачі розміщені між полицями з напівфабрикатом з метою максимального опромінення та відбиття променів. Подача нагрітого до 50... 60°С повітря здійснюється знизу сушильної камери, а також по всій висоті камери через спеціальні отвори технологічних каналів. Така конструктивна особливість пов’язана з практичною проблемою, яка часто трапляється на виробництві, адже через втрату напору повітря крізь решітку лотків і в процесі виробничого циклу доводиться змінювати положення лотків з продуктом знизу вверх і навпаки для рівномірного висушування. Застосування теплового насоса в установці дає змогу економити електроенергію на виробничий процес до 80% завдяки використанню альтернативного джерела теплоти — теплоти повітря. Так, на 1 т виробництва сушених яблук можна знизити затрати на 2 046,28 грн порівняно з класичним терморадіаційним сушінням, з них на електроенергію припадає 1 670,37 грн/т. Додатковий прибуток з 1 т виробництва сушених яблук на конвективно-терморадіаційній сушильній установці з тепловим насосом складає 32 628,8 грн. Оскільки життєвий цикл проекту 5 років, а термін окупності 0,61 року, то проект є прибутковим. Початкові інвестиції на проект установки з тепловим насосом потребують вкладень на суму 204 005,28 грн (сума вказана з ПДВ). This scientific work highlights the need for the introduction of energy-efficient industrial equipment, including a convective- thermoradition diyer with a heat pump, and presents the advantages of its use compared to a classical thermoradiation dryer. A comparative analysis of the current state of industrial dryers was carried out, the trends of patented inventions were investigated. Based on existing developments, a number of equipment deficiencies were identified, they were taken into account, and the diyer with a heat pump was designed. Data processing of the stated material was carried out on the basis of such programs — KOMPAS-3D V16, Corel DRAW X7. The developed two-chamber convective-thermoradition drying unit with a heat pump is designed in such a way that thermoradiation emitters are located between the shelves with a semi-finished product, with the aim of maximum exposure and reflection of rays. The air heated up to 50. . .60°C is supplied from the bottom of the diying chamber, as well as along the entire height of the chamber through special openings of technological channels. This design feature is associated with a practical problem that often happens in production, namely the loss of air pressure through the grate of the trays and during the production cycle it is necessary to change the position of the trays with the product from the bottom up and vice versa for uniform drying. The use of the heat pump in the installation allows to save up to 80% of electric energy during the production process due to the use of an alternative heat source — air heat. So, for 1 ton of dried apples’ production, costs can be reduced by 2046.28 UAH compared to the classical thermoradiation drying, of which electricity accounts for 1670.37 UAH/t The additional profit from 1 ton of dried apples’ production on convective-thermoradiation drying equipment with a heat pump is 32 628.8 UAH. Since the life cycle of the project is 5 years, and the payback period is 0.62 years, this project is profitable. Initial investments in the installation project with the heat pump will require investments in the amount of 204005.28 UAH (the amount is indicated with VAT).