Для агропромышленного комплекса это могут быть разные задачи: на фермах нужно обеспечивать стабильный микроклимат, в теплицах – поддерживать температуру воздуха и поливной воды, в хранилищах – снижать тепловую нагрузку на вентиляционное оборудование. Если тепло уходит в атмосферу без утилизации, хозяйство получает лишние затраты на топливо и электроэнергию. Именно поэтому теплообменное оборудование всё чаще рассматривают не как вспомогательный узел, а как часть системы энергосбережения.
ГДЕ ПРИМЕНЯЮТСЯ ТЕПЛООБМЕННИКИ В АПК
Теплообменники в сельском хозяйстве применяются в составе вентиляции, систем отопления, охлаждения и подготовки воды. Конкретная схема зависит от типа объекта, но принцип одинаков: полезное тепло от одного процесса передают другому, чтобы уменьшить нагрузку на основное оборудование. Чаще всего такое оборудование используется в животноводстве, тепличных комплексах, зернохранилищах и на перерабатывающих площадках.
СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ С РЕКУПЕРАЦИЕЙ ДЛЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
На фермах система вентиляции должна способствовать удалению влаги, аммиака и углекислого газа, но вместе с вытяжным воздухом из помещения уходит и тепло. Если его не возвращать, в холодный период резко увеличатся затраты на обогрев. Поэтому теплообменник в сельском хозяйстве часто используют в системах вентиляции с рекуперацией.
Такое решение даёт несколько положительных моментов:
● снижает расход тепла на подогрев приточного воздуха;
● уменьшает перепады температуры в помещении;
● снижает риск конденсата на ограждающих конструкциях;
● помогает стабилизировать микроклимат в зоне содержания животных.
Для птицефабрик и свиноводческих хозяйств это особенно важно, поскольку там высокая влажность и агрессивная газовая среда. При неправильном подборе теплообменник быстро теряет эффективность из-за загрязнения или коррозии.
ОБОГРЕВ ТЕПЛИЦ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СБРОСНОГО ТЕПЛА
В тепличных хозяйствах теплообменники используют для отбора тепла от котельных, генераторных установок, компрессоров и других источников сбросной энергии. Это позволяет не выпускать тепло в атмосферу, а направлять его на подогрев воды в отопительном контуре.
Практический смысл здесь очевиден:
● уменьшается расход газа или другого топлива;
● выравнивается температурный режим в теплице;
● снижается нагрузка на основной источник тепла;
● повышается общая энергоэффективность комплекса.
ТИПЫ ТЕПЛООБМЕННИКОВ ДЛЯ АГРОСЕКТОРА
Выбор конструкции теплообменников должен основываться на физико-химических свойствах теплоносителей и требуемом коэффициенте теплопередачи. Ошибки в гидравлическом расчёте неизбежно ведут к росту гидродинамического сопротивления сети и кавитации циркуляционных насосов.
ПЛАСТИНЧАТЫЕ, КОЖУХОТРУБНЫЕ, ОРЕБРЕННЫЕ
Пластинчатые теплообменники ценят за компактность и высокий коэффициент теплопередачи. Они удобны там, где рабочая среда сравнительно чистая и важно, чтобы они занимали небольшую площадь.
Кожухотрубные теплообменники чаще выбирают для более грязных сред и тяжёлых режимов эксплуатации. Они менее чувствительны к загрязнению каналов и лучше подходят для систем, где качество воды нестабильно.Оребрённые аппараты применяют там, где одна из сред – воздух. Это актуально для приточных установок, сушильных комплексов и воздушного отопления.
КРИТЕРИИ ВЫБОРА ДЛЯ АГРЕССИВНОЙ СРЕДЫ (АММИАК, ПЫЛЬ)
На фермах и в теплицах оборудование работает не в лабораторных условиях, а в суровых реалиях, когда в воздухе могут присутствовать аммиак, пыль, влажность, органические отложения и аэрозоли удобрений. Поэтому при подборе учитывают не только мощность, но и стойкость материалов к внешней среде.
Ключевые критерии выбора техники следующие:
● материал пластин, труб или корпуса;
● устойчивость к коррозии и агрессивным соединениям;
● доступность механической или химической очистки;
● допустимый перепад давления;
● возможность работы при загрязнённом воздушном потоке.
Если аппарат сложно чистить или он чувствителен к отложениям, эффективность теплообмена быстро падает. Для аграрных объектов это критично, потому что в период пиковых нагрузок остановка климатической системы ведёт к прямым потерям.
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ: РАСЧЕТ ОКУПАЕМОСТИ
Экономическую составляющую проекта рассчитывают не по цене самого аппарата, а по снижению эксплуатационных затрат. Обычно теплообменник в сельском хозяйстве окупается за счёт уменьшения расходов на закупку топлива, сокращения нагрузки на котлы или холодильные машины и более стабильной работы тепловых инженерных систем.
Для предварительной оценки учитывают следующие три показателя:
● объём утилизируемого тепла;
● продолжительность работы системы в сезоне;
● стоимость замещаемого энергоресурса.
Если, например, за счёт рекуперации или отбора сбросного тепла удаётся снять даже часть тепловой нагрузки в течение всего отопительного периода, срок окупаемости часто оказывается заметно короче, чем при модернизации основного источника тепла. Поэтому теплообменное оборудование в АПК всё чаще рассматривают как инструмент не только температурного контроля, но и прямого снижения себестоимости производства.
