Kon kompressor qurilmalarining issiqlik energiyasidan foydalanish

Key words: compressor, piston compressor, compressed air, energy, energy balance, cooling system, heat energy, heat carrier, temperature.

Ma'lumki, havo kompressorlari siqilgan havo ishlab chiqarish bilan bir qatorda issiqlik energiyasining generatorlari ham hisoblanadi [102, 103].

Ko'p bosqichli porshenli kompressorning energiya balansi uchun havoni siqish paytida chiqariladigan issiqlikka ekvivalent energiyani hisobga olgan holda tenglamani quyidagicha yozish mumkin:
(1)
bu yerda E - kompressor motoriga berilgan energiyaning umumiy miqdori; E_п - elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish va uzatishda dvigatelda yo'qotilgan energiya; E_и – energiya, kompressor chiqadigan issiqlikka ekvivalent; E_ц – energiya, kompressor tsilindrlaridan chiqadigan issiqlikka ekvivalent; E_пх – energiya, oraliq sovutgichdan chiqadigan issiqlikka ekvivalent; E_кх – energiya, keyingi sovutgichdan chiqadigan issiqlikka ekvivalent.
Energiya balansi tenglamasidan kompressor mashinasining samaradorlik koeffitsienti quyidagicha yoziladi
(2)
Tenglamaning boshqa barcha komponentlari: E_и, E_ц, E_пх, E_кх - havoni siqish vaqtida chiqarilgan issiqlikni ifodalaydi, odatda kompressor mashinasining foydali ish samaradorligini aniqlashda hisobga olinmaydi. Bu issiqlik bir bosqichli siqish uchun quyidagiga teng bo’ladi, J / s
(3)
Ikki bosqichli siqish uchun
(4)
Ko'p bosqichli siqish uchun
(5)
Bu yerda c_p - havoning issiqlik sig'imidagi doimiy bosim J / (kg K); M - kompressor unumdorligi, kg/s; T₁, T₁', T_1i – kompressorning birinchi, ikkinchi, i – bosqichlarida siqilishni boshlanishidagi mutlaq havo harorati, K; T₂, T₂', T_2i - kompressorning birinchi, ikkinchi, i – bosqichlarida siqilishni oxiridagi mutlaq havo harorati, K.
Kompressorda siqilgan havodan ajralib chiqqan issiqlikdan qayta foydalanganda, pnevmatik qurilmalarida umumiy FIK oshadi hamda elektrlashtirilgan yuritmaning FIK ga yaqinlashishi mumkin. Bunday holda, pnevmatik mashinalar boshqa barcha afzalliklarini saqlab qolgan holda elektr qurilmalaridan ko’ra kam tejamkor bo'lib chiqadi.
Kompressorlarning energiya balansi haqidagi ko'plab ma'lumotlardan foydalangan holda, masalan [7], biz kompressor qurilmalarini ishlatishda qancha issiqlik energiyasi sarf bo’lishi mumkinligini tahlil qilamiz. Shunday qilib, 2 bosqichli porshenli kompressor uchun issiqlik energiyasining balansi quyidagicha bo’ladi: tarmoqdan elektr energiyasini iste'mol qilganli uchun 100 Joul, elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirib beruvchi elektr dvigateli hamda transmissiyasi uchun 9 Joul, silindrning sovutish suvi uchun 6 Joul, oraliq sovutgichning sovutish suvi uchun 33 Joul va 32 Joul esa oxirgi sovutgichning sovutish suvi uchun energiyani tashkil qiladi. Bundan ko'rinib turibdiki, sarflangan elektr energiyasining 71% issiqlik shaklida, amalda turli maqsadlarda ishlatilishi mumkin bo'lgan issiq suv shaklida ishlatilishi mumkin, bu esa kompressorlarning samaradorligini oshirishga olib keladi. Bu yanada muhimroq hisoblanadi, chunki umumiy maqsadli kompressorlar tomonidan ishlab chiqarilgan pnevmatik energiya zamonaviy konchilik ishlab chiqarish sanoatlarida ishlatiladigan eng qimmat energiya turlaridan biridir. Shunday qilib, siqilgan havodan foydalanadigan kon mashinalari va mexanizmlarining pnevmatik yuritmalaridan olingan bir kilojoulli energiya elektr yuritmasining ishlashi natijasida olingan kilojouldan yetti – o'n barobar qimmatga tushadi, shuning uchun siqilgan havodan chiqarilgan issiqlik energiyasini qayta foydalanish orqali pnevmatik qurilmalar samaradorligini oshirishning muhim zaxiralaridan biri hisoblanadi.
Siqilgan havo issiqlik energiyasidan foydalanish muammosining dolzarbligi sababli, 4ВМ10 – 100/8 porshenli havo kompressori uchun sovutish va qayta ishlash moslamasi ishlab chiqilgan, o'rnatilgan va sinovdan o'tgan bo'lib, u bir vaqtning o'zida kompressorning asosiy sovutish tizimidan chiqadigan issiq suv birlamchi issiqlik tashuvchi vazifasini bajaradi hamda sovuq suvni isitish orqali ushbu suvning issiq energiyasidan foydalanish ikkinchi darajali issiqlik tashuvchisi hisoblanadi [104].
Ushbu qurilma quyidagicha ishlaydi (1-rasm). Kompressor 1 da isitilgan suv uning sovutish tizimidan quyilish bakiga 2 quyiladi, u yerdan markazdan qochma nasos 3 bilan rekuperativ tipdagi 4 issiqlik almashinuvchisiga beriladi, bunda issiqlik tashuvchining ikkilamchi sovutilishi (issiqlikni qayta ishlovchi suv) quvurlar ichida aylanadi va issiqlik tashuvchining birlamchi sovutilishi (kompressorning sovutish tizimida isitiladigan suv) bu quvurlarni tashqi tomondan oqadi, shundan so'ng, ma'lum bir haroratgacha sovutilgan holda, u yana kompressorning sovutish tizimiga kiradi.