Department of Energy and Process Engineering
Department of Energy and Process Engineering
Department of Energy and Process Engineering
Department of Energy and Process Engineering
Industrial food processing plants often have significant thermal requirements at both low and high temperatures. These plants can produce a variety of products including frozen, chilled and grilled/steamed foodstuff, creating thermal demands at several temperature levels. Rapid freezing of the foodstuff at temperatures below -40 °C is required to preserve a high-quality product while steaming/grilling of foodstuff require heat above 100 °C. Heat recovery from the low-temperature refrigeration system provides an interesting opportunity to reduce the overall energy consumption of the plant. This paper presents different strategies to achieve heat recovery from a CO2/NH3 cascade refrigeration system. The low stage of the cascade features pumpcirculated CO2 circuits at -40 °C and -5 °C evaporation levels, while the high temperature stage consists of an ammonia circuit. For this investigation, a case is defined based on requirements for temperature level and heat quantity from the industry. Subsequently, different strategies for the integration and control of the energy systems are examined. Finally, the strategies are compared with selected key parameters and the results are presented.
This article is a translation of the article by Ahrens MU, Selvnes H, Henke L, Bantle M, Hafner A. Investigation on heat recovery strategies from low temperature food processing plants: Energy analysis and system comparison. In: Proceedings of the 9th IIR Conference on the Ammonia and CO2 Refrigeration Technologies. Ohrid: IIF/IIR, 2021. DOI:
Промышленные предприятия по переработке пищевых продуктов часто испытывают значительные тепловые нагрузки как при низких, так и при высоких температурах. На таких предприятиях могут производиться различные продукты, включая замороженные, охлажденные и приготовленные на гриле или на пару, что создает тепловые потребности на нескольких уровнях температуры. Для сохранения высокого качества продукта требуется быстрое замораживание продуктов при температуре ниже -40 °C, в то время как для приготовления на пару/гриле требуется нагрев выше 100 °C. Рекуперация теплоты из низкотемпературной холодильной системы дает интересную возможность снизить общее энергопотребление предприятия. В данной статье представлены различные стратегии рекуперации теплоты из каскадной холодильной системы CO2/NH3. Низкотемпературная ступень каскада состоит из контуров CO2 с насосной циркуляцией при уровнях температур кипения -40 °C и -5 °C, а высокотемпературная ступень — из аммиачного контура. Для данного исследования был определен пример, основанный на требованиях к температурному режиму и количеству теплоты, предъявляемых промышленностью. Затем рассматриваются различные стратегии интеграции энергетических систем и управления ими. Наконец, стратегии сравниваются с выбранными ключевыми параметрами и обсуждаются результаты.
Настоящая статья представляет собой перевод статьи Ahrens MU, Selvnes H, Henke L, Bantle M, Hafner A. Investigation on heat recovery strategies from low temperature food processing plants: Energy analysis and system comparison. In: Proceedings of the 9th IIR Conference on the Ammonia and CO2 Refrigeration Technologies. Ohrid: IIF/IIR, 2021. DOI: