Азот или… HUBER?

Вопросы энергосбережения с каждым годом всё острее стоят перед отечественными предприятиями. Значительный ежегодный рост тарифов, главным образом, на электроэнергию (по данным Росстата среднегодовой темп роста с 2000 по 2009 гг. составил около 118,8%) негативно сказывается на себестоимости конечной продукции, а также на конкурентоспособности как товара, так и самого предприятия. Только компания, оснащенная современным, высокоэффективным и энергосберегающим оборудованием сможет выйти из этой борьбы победителем.

Изношенность трансформаторных и генерирующих энергетических мощностей уже не позволяет их использовать на 100%. Участившиеся в последнее время аварии в электроэнергетике являются одним из основных рисков для предприятий - крупных потребителей электричества.

Нагрев с помощью ТЭН, охлаждение с помощью льда, проточной воды или азота уходят в прошлое.Системы Huber Unistat Hybrid помогут снизить затраты предприятия на нагрев или охлаждение, а также расширить возможности при использовании традиционных источников тепла или холода.

Цель данного расчета - показать экономию затрат на электроэнергию при переходе от охлаждения жидким азотом к использованию системы Huber Unistat®. Ниже приводится сравнение эффективности использования в качестве охлаждения жидкого азота (покупного и выработанного на предприятии) и системы Huber Unistat®. В качестве критерия эффективности приняты затраты на электроэнергию (количество отведенной теплоты, приходящейся на 1 рубль). Для примера рабочая температура процесса составляла -80°С.

Использование азота для охлаждения

Теплота испарения жидкого азота составляет 199,3 кДж/кг.

При нагреве азота с -196°С до -80°С будет потреблено 86,42 кДж теплоты с каждого килограмма азота:

745 кДж/(кг·К) · 116 К = 86,42 кДж/кг

Таким образом, при испарении азота с последующим нагреванием до -80°С тратится 285,72 кДж теплоты.

Стоимость азота

Основные характеристики модели термостата Huber Unistat®

** Максимальная потребляемая мощность, реальное потребление ниже

При -80°С потребляется 11 кВА электроэнергии, принимая допущение, что 1 ВА = 1 Вт, получаем потребление электроэнергии 11 кВт·ч, а затраты составляют 33 руб./час.

Мощность охлаждения составляет 0,9 кВт, т.е. 900 Дж/сек или 3240 кДж/час.

Таким образом, на 1 руб. затрат приходится 98 кДж (3240/33) отведенной теплоты.

При -90°С эффективность системы ниже, и удельная холодоотдача составляет 11 кДж/руб.

Более производительная модель Huber Unistat® 1015w при -100°С отводит 2 кВт теплоты и потребляет при этом 20 кВт электроэнергии.

В данном случае удельная холодоотдача составит 120 кДж/руб, что, даже при столь низкой температуре, значительно превышает значение для привозного азота, купленного по минимальной цене 9 руб./кг.

Следует отметить, что наиболее рациональным является использование систем Huber Unistat® 950w. Максимальная потребляемая мощность составляет около 76 кВт (при максимальном токе 115 А).

При использовании данной модели на 1 руб. затрат на электроэнергию приходится при -60°С 395 кДж отобранной теплоты, а при -80°С - 158 кДж (в данном расчете была взята максимальная потребляемая мощность, в работающей системе удельная холодоотдача выше).

Сравнение удельной холодоотдачи при использовании жидкого азота (LN) и систем Huber Unistat®

Как уже говорилось выше, производительность установки составляет 5 000 кг жидкого азота в сутки или 1 825 000 кг в год. Затраты на электроэнергию для обеспечения работы установки составляют 36 000 руб./сут. или 13,14 млн руб. в год.

Huber Unistat® 950w

При -80°С система Huber Unistat® 950w поглощает 10 кВт или 36 000 кДж теплоты в час, что по холодоотдаче эквивалентно 126 кг жидкого азота (при его испарении и последующем нагревании с -196°С до -80°С). В течение суток система Huber Unistat® 950w "производит" 3 024 кг эквивалента жидкого азота (по холодоотдаче).

Количество жидкого азота, произведенного на установке, по количеству потенциально отведенной теплоты всего лишь в 1,65 раза превышает количество потенциально отведенной теплоты для системы Huber Unistat® 950w (5 000 / 3 024).

Таким образом, холодоотдача от двух установок термостатирования Huber Unistat® 950w превышает по потенциально отведенной теплоте установку по производству жидкого азота с суточной производительностью 5 тонн.

Стоимость двух термостатов Huber Unistat® 950w составляет около 16,6 млн руб. Количество потребленной энергии при их непрерывной работе в течение 1 года составит 1 331 520 кВт·ч (2 термостата · 76 кВт · 24 часа · 365 дней) или около 4 млн руб. (при цене 1 кВт·ч 3 руб.).

Таким образом:

Сравнение затрат на электроэнергию при производстве жидкого азота (LN) на собственной установке

и общих затрат при использовании эквивалентных по холодоотдаче

систем Huber Unistat® 950w и Huber Unistat® 912w (при -80°С), без учета роста тарифов

Все расчеты выполнены с максимальной жесткостью к системам Huber Unistat® (потребляемая мощность считалась по максимальной силе тока, для системы производства жидкого азота не учитывалась первоначальная стоимость оборудования, затраты на обслуживание и пр.).

В реальных условиях при использовании систем Huber Unistat® экономия на затратах значительно выше, а срок окупаемости меньше. темы предприятия.