Новые рабочие вещества низкотемпературных
поршневых холодильных машинс
А. В. БЫКОВ
ВНИИхолодмаш
621.564:621.572
В настоящее время наиболее перспективным
направлением в развитии конструкций
поршневых холодильных компрессоров
общепромышленного назначения является создание
универсальных компрессоров, способных при
минимальных конструктивных изменениях
(или без таковых) работать на различных
рабочих веществах с целью получения
требуемых температурных диапазонов работы
холодильных машин.
Отраслью холодильного машиностроения
проводится большой объем
научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по
созданию универсальных компрессоров
перспективного ряда для работы при разности
давлений на поршень до 17 кгс/см2 и давлении
конденсации до 20 кгс/см2 [1].
Универсальные компрессоры при
температуре конденсации до 50°С позволят охватить
весь диапазон умеренных температур кипения
(/о = —25-г-+10°С) при работе на фреоне-22,
имеющем достаточно высокую объемную хо-
лодопроизводительность. Такой же диапазон
температур кипения для тропических условий
(/к до 65°С) эти компрессоры обеспечат при
работе на фреоне-12. Однако в настоящее
время однозначное решение не может быть
предложено лишь по рабочему веществу для
низкотемпературных режимов одноступенчатого
сжатия (*0 = —50-=—30°С при tK до 50°С).
Выпускаемые заводами холодильного
машиностроения низкотемпературные компрессоры
работают в таких режимах на фреоне-22.
Но этот агент по ряду свойств нельзя считать
достаточно эффективным для низких
температур кипения, поэтому необходим выбор
нового рабочего вещества. Эту задачу важно
решить в кратчайший срок, так как свойства
нового холодильного агента могут оказать
существенное влияние на конструкцию
компрессоров.
В последние годы большое внимание
уделяется новому рабочему веществу — фрео-
ну-502, являющемуся азеотропной смесью
фреонов-22 и 115 (C2F5C1) с весовым
соотношением 48,8 и 51,2%.
Данные о действительных рабочих
характеристиках холодильных машин, работающих на
фреоне-502, и их эффективности
малочисленны и неполны. В нашей стране исследования
конструктивно-эксплуатационных свойств
фреона-502 до сих пор не проводились.
Для решения вопроса о предпочтительном
применении фреона-502 необходимо
сопоставить его термодинамические и конструктивно-
эксплуатационные показатели с подобными
показателями других рабочих веществ, имеющих
относительно низкую нормальную
температуру кипения. К таким рабочим веществам,
кроме фреона-22, следует отнести фреоны-143 и
13В1. Термодинамические свойства их
известны.
В данной работе для фреона-502
использованы термодинамические таблицы и/, lgp-диа-
граммы [2, 3]; для фреона-143 —
диаграммы состояния [4], построенные по
методике, приведенной в работе [5]; для фреона-
13В1 — /lg/7-диаграмма по данным
Холодильного института в г. Карлсруе (ФРГ).
На основе теории термодинамического
подобия [6] для рассматриваемых рабочих
веществ, имеющих близкие критерии Тг = -^ ,
Т
qu == _-_ji ^ можно ожидать, что величины
кр а •
Рк д 'ад
Рк, V (Рк—Ро), Ят ? и —— являются в
Ро rs
первом приближении только функцией
нормальной температуры кипения t8.
Согласно рис. 1 эта зависимость в основном
подтверждается. Здесь, как и во всех
последующих сопоставлениях параметров
теоретических циклов, принят температурный режим*.
t0 = —40°C и /К = 40°С.
Некоторые отклонения у фреона-502 от
усредненных кривых по давлению конденсации,
разности давлений (рк—р0) и отношению дав-
„ Рк
лении — направлены в сторону
улучшено
ния его показателей. Исключение составляет
величина объемной холодопроизводительности
qv, которая в теоретическом цикле без регене-
6

Рис. 1. Зависимость основных характеристик
теоретического цикла от нормальной температуры
кипения рабочих веществ при t0'-=— 40°C и
*к = 40°С.
рации для фреона-502 лишь на 6% выше, чем
для фреона-22.
Отклонения отношения давлений — и хо-
Ро
лодильного коэффициента е для фреона-143,
а также закономерные для него повышенные
давления рк и разности давлений рк—р0
ухудшают конструктивно-эксплуатационные
показатели этого рабочего вещества. При tK = 50°C
давление паров фреона-143 составляет 25 ата,
вследствие чего он не может быть
использован в качестве основного
низкотемпературного вещества для универсальных
компрессоров. Еще более высокие давления
конденсации и разности давлений у фреона-13В1.
Важным конструктивно-эксплуатационным
показателем является температура конца
сжатия, так как при низкОхМ значении ее можно
отказаться от водяного охлаждения
цилиндров компрессора.
Рост температуры в процессе сжатия
связан главным образом с величиной Д/ад. Срав-
. А I ад
нительно малое различие отношении
rs
(согласно рис. 1) для рассматриваемых
рабочих веществ обусловливает меньшие значения
Д/ад для тех веществ, у которых более
низкие значения rs. В соответствии с этим рост
температуры в адиабатическом процессе
сжатия составляет:
Гу , ккал\кг М, °С
Ф-13В1 28,4 100,0
ф-502 41,4 102,5
ф-143 • 54,8 110,0
ф-22 55,9 132,0
Кроме того, на рост температуры конца
сжатия оказывает влияние величина
теплоемкости ср, различная для данных рабочих
веществ. Так, наименьшая теплоемкость
перегретого пара у фреона-13В1, а наибольшая
(примерно вдвое по сравнению с фрео-
ном-13В1) у фреона-143. На основании
изложенного следует ожидать достаточно низких
температур в действительных процессах
сжатия фреона-502, что позволило бы отказаться
от водяного охлаждения цилиндров
компрессора.
Применяемый во фреоновых холодильных
машинах регенеративный цикл может внести
существенные изменения в соотношения
эффективности сравниваемых рабочих веществ.
Степень эффективности регенеративного
цикла по сравнению с циклом без
регенерации может быть оценена с помощью
уравнения
/ с хер ср
1- -0п+— Ор
t _ ?Р __ V го Л) j
с хер \ { Ор \
где с'хср — средняя теплоемкость кипящей
жидкости в интервале
температур 6П, ккал/ (кг • град);
ср — теплоемкость перегретого п-ара
при давлении кипения р0,
ккал/(кг -град);
г0 — скрытая теплота
парообразования при давлении кипения
/?о, ккал/кг;
0п-D~4),°С;
^р ==: (/вС ^0/> ^>
Г0 = B73 + а°К.
Следует отметить, что величина ?р
характеризует также изменение объемной холодопро-
изводительности qv при изменении 6Р.
В таблице приведены величины, входящие
в уравнение A) при различной степени
регенерации, а ца рис. 2 — значения
холодильного коэффициента е для сравниваемых
рабочих веществ. Для более полного
сопоставления указаны данные по фреону-12.
7

Показатели
ф-22 ф-12 ф-502
Го
с хер
102
Го
ер при 6р=20
?р при вр=60
0,253
0,527
1,0
1,0
0,336
0,546
1,030
1,080
0,344
0,613
1,048
1,122
ф-143 ..Ф-13В1
0,400
0,595
1,063
1,164
0,405
0,705
1,090
1,232
6
г J
19
1.7
г ?55
Ф~13В1^
1
10
го
30
40 50 вр,*С
Рис. 2. Зависимость теоретического холодильного
коэффициента е от степени регенерации 0Р при tQ=
= — 40°С и ^к = 40°С.
Анализ этих данных позволяет установить,
что величина
хер
в основном
оказывает влияние на е при отсутствии
регенерации, а изменение степени эффективности ?р
при регенерации тем интенсивнее, чем больше
отношение — для рабочего вещества.
г0
ср
Достаточно высокое значение — у фрео*
Го
на-502 позволяет при соответствующей
степени регенерации обеспечить более высокую
эффективность, чем у фреона-22. В
теоретическом цикле с регенерацией значения
холодильных коэффициентов фреонов-22 и
502 идентичны при 9Р~40°С.
Малое значение холодильного
коэффициента е в теоретическом цикле для фреонов-143 и
13В1 при отсутствии регенерации
обусловливает несколько более низкое его значение и
при регенерации, несмотря на более
интенсивный рост ср=/(9р).
Результаты анализа термодинамических
свойств и теоретических циклов позволяют
отдать предпочтение фреону-502 по параметрам,
определяющим эффективность работы
холодильного компрессора. Важное значение
имеют также величины коэффициентов
теплоотдачи при конденсации и кипении рабочего
вещества. Сопоставление этих величин для
фреонов-502 и 22 по методике, изложенной в
работе [7], показывает, что они практически
одинаковы.
Для определения действительных
коэффициентов теплоотдачи при кипении и конденсации
фреона-502 требуется провести специальные
исследования.
Взаимодействие фреона-502 с
холодильными маслами исследовано достаточно полно
[8, 9]. Данные этих работ показывают
идентичность взаимодействия фреонов-502 и 22 с
маслами, вследствие чего при работе на этих
веществах одинаково должны решаться
вопросы циркуляции и отделения масла в схемах
холодильных машин.
Фреон-502, как и другие рассмотренные
холодильные агенты (кроме фреона-143),
невзрывоопасен, малотоксичен и химически
инертен к металлам.
Реальные соотношения объемных и
энергетических показателей для сравниваемых
рабочих веществ не исчерпываются
соотношениями, вытекающими из сопоставления
теоретических циклов. Они еще определяются
различием коэффициентов подачи К и
индикаторного к.п.д. т]г, зависящих, в частности, от от-
„ Рк
ношения давлении —.
Ро
На рис. 3 приведена кривая расчетной хо-
лодопроизводительности компрессора ФУС-12
при работе на фреоне-502, построенная на
основе экспериментальных характеристик,
полученных для фреона-22 при условии
совпадения кривых Х=/(—j дЛЯ этих рабочих
веществ.
Фактически же можно ожидать
незначительного различия в коэффициентах подачи
для указанных рабочих веществ. Так, более
высокий молекулярный вес фреона-502
должен привести к увеличению дроссельных
потерь, а более низкие температуры сжатия — к
снижению потерь от подогрева. Сказанное
справедливо также для индикаторного
К.П.Д. Г]г.
Для получения действительных рабочих
характеристик был исследован компрессор
ФУС-12 на фреонах-502 и 22 [10]. Компрессор
ФУС-12 с воздушным охлаждением
представляет собой низкотемпературную
модификацию компрессора ФУ-12 (ГОСТ 6492—67),
имеет всасывающие клапаны ленточного типа
с пластинами, открывающимися
непосредственно в цилиндр. Относительное мертвое
пространство компрессора составляет 1,3—1,5%.
8

Исследования проводили на
калориметрическом стенде. Для индицирования компрессора
был использован электронный индикатор
ВНИХИ с отметчиками равных давлений для
определения масштаба осциллограмм.
Скорость вращения ротора двигателя постоянного
тока привода компрессора измеряли тахогене-
ратором, крутящий момент на валу
компрессора — мотор-весами, действительную
температуру насыщения рабочего вещества,
соответствующую давлению на стороне
всасывания компрессора, — специальным
устройством.
Исследования проводили в диапазоне
температур кипения от —25 до —55°С и
температур конденсации от 30 до 50°С (по фрео-
ну-22 до 40°С). Величину перегрева паров на
всасывающей стороне компрессора изменяли
от 20 до 60°С. Использовали синтетическое
масло ХФ-22С. Рабочие характеристики и
индикаторные диаграммы получены при числе
оборотов 960 и 1440 в минуту.
Некоторые результаты проведенного
исследования представлены на рис. 3—7.
Применение фреона-502 повышает холодо-
производительность низкотемпературного
компрессора по сравнению с фреоном-22 в
среднем на 20% (см. рис. 3).
Отставание действительного роста холодо-
производительности от ожидаемого при работе
на фреоне-502 не превышает 3%. Имеющееся
различие связано с несколько более низким
коэффициентом подачи для фреона-502 (см.
рис. 4). Результаты анализа коэффициента
подачи могут быть показаны на примере для
степени сжатия, равной 20, и числе оборотов
1440 в минуту. Для фреонов-502 и 22
отношение коэффициентов составляет в среднем:
подачи Х = 0,97, подогрева X'w =1,04,
дросселирования ХДр = 0,97, объемного Хс = 0,96.
Исследования подтвердили, что удельная
холодопроизводительность при работе на
фреоне-502 несколько выше, чем на фрео-
не-22.
Увеличение удельной индикаторной холодо-
производительности Ки взятой по
индикаторной мощности (см. рис. 5) при температуре
всасывания 15°С, составляет в среднем 8%,
что превышает соотношение холодильных
коэффициентов для фреонов-502 и 22 (см.
рис. 2). Это связано с более высоким
значением индикаторного к.п.д. у фреона-502 (см.
рис. 4) вследствие меньших потерь от
подогрева паров в цилиндре.
В связи с некоторым возрастанием гц при
повышении температуры всасывания увеличе-
11-55 -50 -45 -40 -35 Т30Ь0.°П
Рис. 3. Увеличение холодопроизводительности
компрессора при работе на фреоне-502 по
сравнению с фреоном-22 при ^к = 30 и 40°С, *вс =
= 15°С и /г=1440 об/мин:
1,2 — действительное; 3,4 — расчетное
(ожидаемое).
5 10 15 20 25 30 А
Рис. 4. Зависимость коэффициента подачи X и
индикаторного коэффициента полезного действия ту* от отношения
рк
давлений — фреон-502; фреон-22.
Ро
ние Кг У фреона-502 при изменении степени
регенерации (см. рис. 6) оказалось в
действительном цикле больше, чем в
теоретическом.
Полученные экспериментальные значения
температуры конца сжатия в зависимости от
отношения давлений (см. рис. 7)
подтверждают существенно более низкую температуру
при работе на фреоне-502. Характер кривых
(с перегибом) отражает влияние теплообмена
с внешней средой.
Замедленный спад температуры при
— > 20 для фреона-502 связан с его отно-
Ро
2 Зак. 54
9

К;.ккал/СкВт
гооог-1—г
то\
1600
ноо\
1200\
woo
800
600
400
200
*
I \
8 у
Г%
Z
t^30°C
50° ч
\
40°
^V
7 *
t^
\у
А
/х5
КиннапШт-ч)
1300 ^—"
то
•
ML
7/ДО
-<?/? -15 -10 -5 0 5 10 15t8c;C
Рис. 6. Зависимость действительной
индикаторной удельной холодопроизводительности от
^е>нтл/(к6т-, степени регенерации.
1400
tu. X
1200
1000
'-60 -55 ~50 -45 -40 -35 t0%°C
600
400
Рис. 5. Зависимость действительной удельной
индикаторной Кг и удельной эффективной Ке
холодопроизводительности компрессора от температуры кипения t0 при
/вс = 15°С и я =1440 об/мин:
1, 2, 3 — Ки на фреоне-502; 4, 5 — Ки на фреоне-22;
6,7 — Ке, на фреонах-502 и 22; 8, 9 — Ке, на фрео-
нах-143 и 22 по данным работы [11].
сительно более высоким весовым расходом
(удельный объем фреона-502 на ~60% ниже,
чем у фреона-22) и меньшим температурным
напором при теилоотводе.
Для сопоставления приведены данные
испытаний другой низкотемпературной
модификации компрессора ФУ-12 [11] на фреонах-143
и 22 в диапазоне температур кипения от—65
до —50°С, температуре всасывания tBC = 0°C и
скорости вращения 1500 об/мин. Клапанная
группа имела иное конструктивное
исполнение, мертвый объем компрессора не
превышал 1,5%.
Сопоставление эффективности работы
компрессора на фреоне-143 и на других рабочих
веществах (см. рис. 4) представилось
возможным провести только по удельной
эффективной холодопроизводительности Ке, так
как индицирование при этих испытаниях
не проводилось. Различие в температурах
Рис. 7. Зависимость действительной температуры конца
рк
сжатия от отношения давлений ¦— при tBC — \5°C:
Ро
фреон-502; фреон-22; фре-
он-143 [11]; 1 — t0 = — 40°и*к = 40°С для фреона-502; 2 —
то же, для фреона-22.
на всасывании в компрессор потребовало
корректировки кривой температуры конца сжатия
для фреона-143 (см. рис. 7).
Полученные соотношения характеристик для
фреона-143 с характеристиками для других
рабочих веществ качественно хорошо
согласуются с аналогичными соотношениями
параметров теоретических циклов: удельная холо-
допроизводительность для фреона-143 близка
к фреону-502, температура конца сжатия у
фреона-143 несколько выше, чем у фреона-502,
что также связано с условиями теплоотвода
при сжатии (весовой расход у фреона-143
ниже, чем у фреона-502, и выше по сравнению с
фреоном-22).
10

Выводы
ЛИТЕРАТУРА
Проведенное исследование
конструктивно-эксплуатационных показателей фреонов-22,
502, 143 и 13В1 (с близкими нормальными
температурами кипения) позволяет считать
фреон-502 при температурах конденсации до
50°С наиболее предпочтительным для
одноступенчатых универсальных
низкотемпературных компрессоров, так как он обеспечивает
наибольшую холодопроизводительность,
наивысшую удельную холодопроизводительность
и более низкую температуру конца сжатия.
Весьма перспективно применение фреона-502
в холодильных компрессорах со встроенными
электродвигателями. Высокая эффективность
действительного холодильного цикла на фрео-
не-502 обеспечивается при регенерации,
соответствующей перегреву всасываемых
компрессором паров на 40—60°С.
При температуре конденсации не выше
30°С и при низких температурах кипения
может быть применен фреон-13В1, как имеющий
наибольшую объемную
холодопроизводительность и минимальные отношения давлений.
В 1966 г. Черкесский завод холодильного
машиностроения изготовил по проекту ВНИИ-
холодмаша тепловые насосы НТ25, НТ40 и
НТ80 с поршневыми компрессорами на базе
серийно выпускаемых холодильных машин
ХМАВ22, ХМАУ45 и ХМАУУ90.
Тепловые насосы НТ25, НТ40 и НТ80
состоят из компрессор-конденсаторных АК и
испарительно-регулирующих АИР агрегатов,
станций переключения, щитов управления и
сигнализации, силовых блоков и насосов,
подающих горячую или холодную воду
потребителю.
Общий вид теплового насоса НТ80
представлен на рис. 1.
1. Быков А. В., Калнинь И. М. Новые
конструкции компрессоров для холодильных машин.
«Химическое и нефтяное машиностроение», 1967, № 8.
2..Бадылькес И. С. Термодинамические свойства
азеотропной смеси фреона-22 и фреона-115.
«Холодильная техника», 1964, № 5.
3. Бадылькес И. С. Диаграмма i, lg p азеотропной
смеси фреона-22 и фреона-115. «Холодильная
техника», 1965, № 1.
4. Быков А. В. Применение фреона-143 в
одноступенчатых низкотемпературных машинах.
«Холодильная техника», 1960, № 5.
5. Б ы к о в А. В. Предварительная диаграмма i, lg p
фреона-142. «Холодильная техника», 1957, № 1.
6. Бадылькес И. С. Рабочие вещества и процессы
холодильных машин. Госторгиздат, 1962.
7. Бадылькес И. С. Универсальная закономерность
свойств фреонов. «Холодильная техника», 1968, № 12.
8. L of Her H. J. «Kaltetechnik—KHmatisierung», 1967,
Nr. 7.
9. Fron-502 Refrigerant. Catalogue. Du Pont de
Nemours International, U.S.A.
10. Исследование термодинамических и
эксплуатационных свойств рабочих веществ для одноступенчатых
низкотемпературных компрессоров унифицированного
ряда. Отчет ВНИИхолодмаша, 1968.
11. Испытание низкотемпературного компрессора
ФУ-8с со специальной клапанной доской. Отчет
ЦКБХМ, 1961.
621.577,001.4
Тепловые насосы работают по обычному
замкнутому холодильному циклу с
реверсированием потока воды, поступающего на
испаритель или конденсатор холодильной машины
в зависимости от режима работы установки
(тепло- или холодоснабжение).
В режиме теплоснабжения температура
горячей воды достигает 45—58°С. Максимальная
температура горячей воды 58°С ограничена в
связи с использованием в тепловых насосах
поршневых компрессоров, работающих на
фреоне-12 при наибольшем давлении
нагнетания 16 кг/см2 (*К = 61°С).
В режиме холодоснабжения при работе на
пресной воде температура холодной воды со-
Испытание тепловых насосов НТ25, НТ40 и НТ80
В. Н. БОНДАРЕВ
Министерство химического и нефтяного машиностроения СССР
В. В. КАТЕРУХИН, В. В. ЗАКУРСКИИ ' В. П. АЛЫМОВ
ВНИИхолодмаш Черкесский завод холодильного машиностроения
2*
II

Рис. 1. Общий вид теплового насоса НТ80.
ставляет 6—20°С, при работе на рассоле
температура его снижается до —25°С (/к не выше
35°С). В режиме теплохолодоснабжения
температура горячей воды достигает 58°С и
холодной воды составляет не ниже 6°С.
В качестве источников низкопотенциального
тепла используют водопроводную,
артезианскую и геотермальную воду (от 10 до 40°С).
Нижний предел греющей воды ограничен 10°С
в связи с применением в конструкциях
тепловых насосов кожухотрубных испарителей, для
которых наиболее низкая температура
кипения холодильного агента при работе на
пресной воде составляет 2—3°С.
Техническая характеристика тепловых насосов
HT25
Теплопроизводительность
(/0=5°С, /к = 60^С),
ккал\ч . . 28000
Эффективная мощность
компрессора на том же
режиме, кет • ч .... 10,5
Коэффициент
преобразования 3,14
Холодопроизводитель-
ность (гп=5°С, /,к=35°С),
ккал\ч 33000
Удельная эффективная хо-
л одопроизводитель-
ность, ккал\кет .... 4130
Количество фреона,
заряженного в систему, кг 160±16
Количество масла,
заряженного в систему, кг 18±2
Габаритные размеры АК
и АИР
(соответственно), мм
длина 1700/1840
ширина 680/630
высота 1340/1300
Вес (без веса насоса,
фреона и масла), кг . . 1600
Компрессор
марка АВ22
число цилиндров ... 2
номинальное число
оборотов в минуту 1440
вес, кг 180
НТ40
56000
20,7
3,16
66000
4170
275±27
30±2
1830/1890
845/750
1420/1475
1900
АУ45
4
НТ80
110000
40,5
3,24
130000
4260
660 ±60
60±2
2320;2935
1100,830
1850/1600
4100
АУУ90
Электродвигатель
тип А82-12/8/6/4
число оборотов в
минуту
номинальная
мощность, кет 18/14/11/8
вес, кг 415
Конденсатор
теплообменная
поверхность, м" . . . 7
число ходов в
аппарате 20/10
Испаритель
теплообменная
поверхность, м2 . . . . 9,4
число ходов в
аппарате 20/8
Насос водяной
тип 2к—6а
расход воды, м^\ч . . 10
напор, м вод. ст. . . 28,5
мощность
электродвигателя, кет . . . 2,8
число оборотов
электродвигателя в
минуту 2900
А92-12/8/6/4
А0102-12/8/6/4
1500/1000/750/500
36/28/24/17
645
14,1
20/8
20,2
20/6
2к-6а
10
28,5
75/55/34/24
1370
28
18/6
40,4
16/4
Зк-ба
30
45
2900
2900
1440
260
1440
380
В конце 1966 г. и начале 1967 г. на
Черкесском заводе холодильного машиностроения
работниками ВНИИхолодмаша и завода
проводились испытания тепловых насосов НТ25,
НТ40 и НТ80 на теплообменном стенде,
полностью соответствующем ГОСТу 13019—67.
Цель испытаний — определение
теплотехнических и энергетических характеристик
тепловых насосов при работе на фреоне-12 и
подтверждение расчетных данных. Каждый из
тепловых насосов с четырехскоростным
электродвигателем испытывали при числе
оборотов 1440, 960, 720 и 490 в минуту. При этом
были определены следующие параметры:
— теплопроизводительность, холодопроиз-
водительность, эффективная мощность и
коэффициент преобразования при температуре
кипения фреона-12 от —20 до +30°С и
температурах конденсации от 30 до 61°С;
— поля теплопроизводительностей при
температуре горячей воды, выходящей из
конденсатора, 58°С, при температурах греющей воды,
подаваемой на испаритель, 10, 20, 30 и 40°С
и различных расходах воды на конденсатор и
испаритель;
— коэффициенты теплопередачи аппаратов
в зависимости от удельной тепловой нагрузки
и скорости воды.
Проводился также микрометраж
быстроизнашивающихся деталей компрессоров до ч
после испытаний.
Каждая машина проработала на стенде в
среднем по 700 ч. За время испытаний не
наблюдалось поломок всасывающих и
нагнетательных клапанов. Износы основных узлов и
деталей компрессоров не выходили за
пределы допусков на изготовление.
Согласно результатам испытаний тепло- и
холодопроизводительность машин при t0 от
—20 до +30°С и tK от 30 до 6ГС
соответствовала расчетным.
12

- зо - и
?5 t„ 'С
Рис. 2. Зависимость тепло- и холодопроизводительности
тепловых насосов от изменения температуры кипения
фреона-12 при числе оборотов электродвигателя 1440 в
минуту:
/ — НТ80; 2 — НТ40; 3 — НТ25; геплопроизво-
дителыюсть; холодопроизводительность.
На рис. 2 представлена зависимость тепло-
и холодопроизводительности тепловых насосов
от изменения температуры кипения фреона-12
при числе оборотов электродвигателя 1440 в
минуту. При /К = 6ГС температура воды,
выходящей из двадцатиходового конденсатора,
58°С.
Однако работа тепловых насосов при
ручном регулировании, применении терморегули-
рующих вентилей и /0>20°С показала
ухудшенный возврат масла из испарителя в картер
компрессора. Это объясняется тем, что
перегрев паров фреона в испарителе
поддерживается в пределах 4—6°С, необходимых для
нормальной работы компрессора при высоких
значениях t0.
Попытка поддерживать в испарителе более
низкие перегревы приводила к влажному
ходу компрессора, но при этом наблюдался
нормальный возврат масла. Кроме того,
выяснилось, что в диапазоне температур кипения от
+ 30 до —20°С терморегулирующие вентили
неработоспособны. Они обеспечивали
надежность машин лишь в пределах температур
кипения от 20 до 6°С.
Для автоматизации регулирования подачи
жидкого фреона-12 в испаритель во всем
диапазоне температур кипения была испытана
система автоматического двухпозиционного
регулирования, предложенная ВНИИхолодма-
Nf,«*r
60
50
АО
30
W
^
А
\
о^у0^0^
>» .
А^^
t*-
^^о
i
)
~~7*1
о 1
2
3
Ь2
1 .....
W 15
25 до t0;c
Рис. 3. Зависимость эффективной мощности и
коэффициента преобразования тепловых насосов от
изменения температуры кипения фреона-12 при
числе оборотов электродвигателя 1440 в минуту
(/К = 61°С):
1 — НТ80; 2 — НТ40; 3 — НТ25.
шем. При этом тепловые насосы во всех
режимах обеспечивали расчетную тепло- и
холодопроизводительность, потребляемую мощность,
необходимый перегрев паров в испарителе
(±1,5—2,0°С), надежный возврат масла при
всех числах оборотов электродвигателя
компрессора. Анализ работы тепловых насосов с
двухпозиционным питанием фреонового ко-
жухотрубного испарителя по перегреву
проведен Ужанским (см. «Холодильная техника».
1968, № 3).
Тепловые насосы НТ25, НТ40 и НТ80
испытывали в автоматическом режиме с
регулированием тепло- и
холодопроизводительности 100, 70, 50 и 30%-ным изменением числа
оборотов в минуту A440, 960, 720 и 490) че-
тырехскоростного электродвигателя.
В период испытаний была проверена
работа системы автоматики и надежность
срабатывания приборов защиты.
При испытании в автоматическом режиме
теплового насоса НТ25 наблюдался резкий
инерционный рывок всего компрессор-конден-
13

саторного агрегата при переключении
электродвигателя с высшей скорости вращения на
низшую.
После введения в схему управления
переключением электродвигателя трех
дополнительных реле времени типа РВП-2 для
задержки времени включения низшей скорости
после выключения высшей ступенчатое
понижение числа оборотов электродвигателя
происходило плавно. Указанное изменение в
схеме автоматики было проведено и на тепловых
насосах НТ40 и НТ80.
Результаты испытаний тепловых насосов с
улучшенной системой автоматики показали,
что автоматическая работа машин надежна,
приборы автоматики и защиты в
установленном дифференциале настройки срабатывают
безотказно.
Работа масляного насоса компрессора при
всех числах оборотов электродвигателя была
нормальной и устойчивой, давление масла в
системе смазки поддерживалось на 0,7—2,2 ат
выше давления в картере компрессора. В
моменты переключения числа оборотов
электродвигателя с меньших на большие наблюдалось
кратковременное @,5—2,0 мин) вскипание
масла в картере компрессора, что, однако,
не ухудшало качества смазки. Масляный
насос в это время работал с перебоями по
давлению масла. Вскипание масла вызывалось
бурным испарением фреона из масла при
резком понижении давления в картере.
Эффективная мощность компрессора при
испытаниях была в среднем на 9% ниже
расчетной, что привело к увеличению
коэффициента преобразования тепловых насосов на
13% (рис. 3).
Полученные при испытаниях коэффициенты
теплопередачи конденсаторов и испарителей
тепловых насосов представлены в таблице.
| Аппарат
Испаритель
HT25
коэффициент
теплопередачи,
ккалЦм2 - ч • град)
j 560
\ 444
E40—680
1300—450
«о
2"$-
О
-5
!«
S с
О. д
о <я
о m
0,69
0,34
1,7
0,47
HT40
коэффициент
теплопередачи,
ккал/{м2 • ч • град)
500
650
305—405
385—635
5й
н
Л аз
ь а,
О ев
и со
0,37
0,74
0,44
0,94
НТ80 1
коэффициент
теплопередачи,
ккалЦм2 • ч • град)
590
490
350—700
300—500
*°
о „
О 03
о ва
0,95
0,47
1,2
0,6
лсм±Щ[
У*Ф6
220 йкЮ^каф
Рис. 4. Зависимость теплопроизводительности (^К = 6ГС)
тепловых насосов от температуры и расхода воды
на конденсатор Vw и испаритель Vs:
1 — НТ25; 2 — НТ40; 3 — НТ80.
На рис. 4 показаны поля теплопроизводи-
тельностей тепловых насосов при числе
оборотов 1440 в минуту.
Результаты испытаний подтвердили, что
тепло- и холодопроизводительность тепловых
насосов НТ25, НТ40 и НТ80 перекрываются с
изменением числа оборотов электродвигателя
компрессора. Эта особенность тепловых
насосов позволяет с их помощью получать тепло-
и холодопроизводительности в наиболее
широком диапазоне со ступенчатым
регулированием в необходимых пределах.
Междуведомственная комиссия по приемке
тепловых насосов НТ25, НТ40 и НТ80
рекомендовала указанные машины к серийному
производству и широкому внедрению в
народное хозяйстве.
14

Кондиционирование воздуха в почтовом вагоне
И. М. ГЛРШИН
Всесоюзный научно-исследовательский институт вагоностроения
628.84;625.245.3
В целях создания комфортных условий для
пассажиров на железных дорогах СССР
значительное число вагонов оборудовано
кондиционированием воздуха, и их удельный вес
в парке пассажирских вагонов непрерывно
увеличивается. В почтовых вагонах нет установок
кондиционирования, поэтому обслуживающие
их бригады, находящиеся в пути долгое
время, зачастую летом вынуждены работать
в очень неблагоприятных условиях.
В 1966 г. по заданию Министерства связи
СССР ленинградским вагоностроительным
заводом им. Егорова впервые в СССР был
построен почтовый вагон с системой
кондиционирования воздуха. Электроснабжение вагона
(от генератора или аккумуляторной батареи
напряжением 50 в) разработано и выполнено
Рижским электромашиностроительным
заводом. Холодильная установка, предназначенная
для охлаждения воздуха, спроектирована
СКБХМ и изготовлена Одесским заводом «Хо-
лодмаш». Кондиционер номинальной холодо-
производительностью 7000 ккал/ч получил
название КЖ-7П.
Кондиционер автономный. Он расположен
на крыше вагона (рис. 1) в проеме,
закрываемом крышками с жалюзи для прохода
воздуха. Все узлы смонтированы на опорной плите,
над которой снаружи вагона расположены
компрессор ФВ-6, конденсатор с вентилятором,
ресивер и двухскоростнои электродвигатель,
приводящий в движение через общую клиноре-
менную передачу компрессор и вентилятор.
Под плитой находятся
испаритель-воздухоохладитель и теплообменник с
фильтром-осушителем. Испаритель с одной стороны
присоединен к калориферу, а с другой — через
диффузор к вентилятору. Поверхность
теплообмена конденсатора 38 ж2, испарителя — 23 ж2.
Система кондиционирования обслуживает
сортировочный зал, купе отдыха бригады и
служебное отделение. В багажных кладовых
кондиционирование не предусмотрено.
Раздача воздуха по помещениям осуществляется
через решетки типа «мультивент».
Отработанный воздух попадает из служебного отделения
и купе отдыха в сортировочный зал, откуда
рециркуляционный воздух отсасывается
вентилятором.
Рис. 1. Установка КЖ-7П на крыше почтового
вагона. Видны компрессор, конденсатор,
ресивер и электродвигатель с клиноременной
передачей. Слева — откидная крышка с жалюзи.
При производительности вентилятора в
летнем режиме работы с питанием от генератора
1440 м3/ч количество наружного воздуха
260 м3/ч, что в расчете на одного человека
составляет не менее 43 м3/ч (норма в
пассажирских вагонах с кондиционированием — не
менее 25 мг/ч). Производительность вентилятора
конденсатора около 5000 мг/ч.
Управление работой холодильной установки
автоматическое, по сигналу термодатчиков
(ртутные контактные термометры),
расположенных у решетки рециркуляционного
воздуха в сортировочном зале. В зависимости от
положения режимного переключателя («низкая»,
«средняя» и «высокая» температуры) в вагоне
поддерживается тот или иной температурный
режим: 22—25, 23—26 и 24—27°С. По
команде датчиков компрессор включается на низкой
скорости вращения, переключается на
высокую скорость и далее либо выключается, либо
снова переключается на низкую скорость.
15

Всесторонние испытания вагона зимой и
летом были проведены Всесоюзным
научно-исследовательским институтом вагоностроения
(ВНИИВ) в 1966-1967 гг. при участии
заинтересованных организаций. В данной статье
рассмотрены результаты проверки работы
системы кондиционирования воздуха в летних
эксплуатационных условиях в районах При-
каспия, Заволжья и Западного Казахстана по
программе, составленной ВНИИВ, и методике,
рекомендованной для подобного рода
исследований.
Холодопроизводительность установки в
диапазоне тепловой нагрузки, обусловленной
погодой и числом людей в вагоне во время
испытаний, изменялась при высокой скорости
вращения компрессора G00 об/мин) от 6,5 до
9,5 тыс. ккал/ч, при низкой скорости
C50 об/мин) — от 2,5 до 4,5 тыс. ккал/ч. Эти
цифры относятся к режиму работы установки
при питании от генератора со средним
напряжением 62 в. При питании от батареи D7—
52 в) установка работала только на низкой
скорости и ее холодопроизводительность
составляла от 3 тыс. до 4,5 тыс. ккал/ч. При
этом б случае большей тепловой нагрузки
верхний предел мог быть и выше.
Зависимость холодопроизводительности Q0
установки КЖ-7П от температуры кипения t0
показана на рис. 2.
На рис. 3 представлена зависимость
мощности, потребляемой установкой КЖ-7П, от
температуры наружного воздуха. Относительная
влажность наружного воздуха при измерениях
мощности на высокой скорости составляла
в среднем 35%, на низкой — для верхней
линии 67%, для нижней 36%,.
Таким образом, увеличение относительной
влажности наружного воздуха примерно на
30% приводило к росту потребляемой
мощности только на Ю—12%, что объясняется
небольшой долей наружного воздуха в смеси,
обрабатываемой кондиционером. Удельный
расход электроэнергии на 1000 ккал холода при
работе установки КЖ-7П на высокой скорости
колебался в довольно широких пределах, не
превышая, однако, 0,45 квт*ч, при работе на
низкой скорости он снижался из-за
относительно более низкой температуры конденсации
и более высокой температуры кипения.
Анализ работы конденсатора и испарителя,
проведенный на основании испытаний,
показал, что теплообменные аппараты работали
в режиме, близком к расчетному.
При испытаниях были обнаружены мелкие
конструктивные недостатки установки и
выявлена необходимость изменения ее
расположения на вагоне. Для удобства обслуживания
№
ОфКкыМ
7000
6000
¦ 5000
то
3000
woo
~*
о ^
о
?
1
Л
3j>
У&
J^
~*Ъ
j?u
^
п и'с
Рис. 2. Зависимость холодопроизводительности
Qo установки КЖ-7П от температуры кипения /0-
1 — высокая скорость (питание от генератора);
2 — низкая скорость (питание от генератора);
3 — низкая скорость (питание от батареи).
N,k6m
IB
67
Ы
75
Ф
k5
35[
35
II
155
21
23
25 17
29
31
33 1нар??
Рис. 3. Зависимость мощности N, потребляемой
установкой КЖ-7П, от температуры наружного воздуха
^нар (цифрами обозначена относительная влажность
наружного воздуха в %):
/ — высокая скорость; // — низкая скорость.
в пути и на стоянке под контактной сетью
установка будет смонтирована ближе к
багажной кладовой и к ней будет обеспечен доступ
изнутри через люк в крыше.
Испытания показали, что характеристики
установки соответствуют расчетным и она
работоспособна в условиях эксплуатации на
вагоне.

Время работы холодильной устанодки, %
t,°C\
35
h 51
40 Ь SI
36
31
50
19
17
16
-1- Z5
2<t
13
ll
11
20
19
18
17
16
—A^
1 *
'-с-
\
/t
/
]< l\ N /1
Ep^
\
у
/?j-**q&
r/
\
"Лл
N
'X-
z
Sr^
/^r^A
— 7
^---h
#
/5
16
17
HZ
/00
18 дремя,ч
Время работы холодильной. устаноЬки, %
Рис. 4. Температурно-влажностный режим в вагоне:
а — рейс Баку—Махачкала (режим 22—25°С); 6 — рейс Актюбинск—Гурьев
(режим 23—26°С);
/ — относительная влажность в сортировочном зале; 2 — то же, в купе; 3 —
то же, наружного Еоздуха; 4 — температура наружного воздуха; 5 — средняя
температура в купе; 6 — то же, в сортировочном зале; 7 — температура
поступающего в помещение воздуха.
Температурно-влажностный режим в вагоне
в условиях сухого и влажного жаркого
климата приведен на рис. 4.
Температурно-влажностный режим в вагоне исследовали при
положениях режимного переключателя «низкая» и
«средняя» температура. Была также
проверена работа автоматики в положении
«высокая» температура (вследствие далеких от
расчетного максимума температур наружного
воздуха установка в этом режиме не
работала).
При умеренной температуре наружного
воздуха B6—29°С), несильной солнечной
радиации и относительной влажности 55—75%
температурный режим в вагоне был хорошим.
Температуры в кондиционируемых
помещениях различались не более чем на 3°С, поэтому
на рис. 4, а показано общее для всех
помещений температурное поле (заштриховано),
3 Зак. 54
Такой стабильный и равномерный по
распределению температуры режим связан с
постоянной работой установки на низкой
скорости без переключений на высокую скорость и
отключений. В связи с равновесием тепловой
нагрузки и холодопроизводительности на
температурном режиме не сказывались
переключения установки с высокой скорости на
низкую, связанные с остановками поезда,
которые оказывают заметное влияние на режим
при больших тепловых нагрузках.
На основании данных нескольких
испытательных рейсов можно заключить, что при вы-
Чсоких тепловых нагрузках определяющим для
нр*в^кима в вагоне фактором является график
движения, от которого зависит частота и
продолжительность переключения установки с
высокой на низкую скорость при питании от
батареи.
.«а^А
17

Параметры состояния наружного воздуха в т
рейсе Актюбинск—Гурьев колебались в преде- I
лах 29—25°С при 44—35%-ной относительной I
влажности. Солнечная радиация в первые 2 ч Я
была сильной (разница температур на солнеч- I
ной и теневой стороне вагона достигала I
11,5°С), затем уменьшилась, а около 18 ч пре- I
кратилась. Я
Как видно из рис. 4, средние температуры И
в купе и сортировочном зале близки и нахо- I
дятся в пределах заданного интервала или на I
1,5°С ниже. Температурное поле в помещениях I
не превышало норму C°С). Температура по- I
ступающего в помещение воздуха (на графике ¦
показана температура непосредственно за ис- I
парителем) изменялась по длине воздуховода I
на 1 — 1,5°С, поэтому в купе отдыха, располо- I
женном вдалеке от испарителя, подавался бо- I
лее теплый воздух, чем в сортировочный зал, Я
из-за чего температурь ое поле купе было бо- В
лее узким. Я
Во время испытаний при небольших тепло- I
вых нагрузках отмечалась относительно низ- В
кая температура подаваемого воздуха A7— I
18°С на выходе из решетки). Примером может В
служить период времени с 17 до 19 ч рейса В
Актюбинск — Гурьев. Ухудшая температур- В
ный режим за счет расширения температурно- В
го поля, низкая температура поступающего В
воздуха влияет также на скорость движения I
воздуха в помещении. Для устранения отме- В
ченных недостатков рекомендовано при сохра- В
нении количества подаваемого вентиляцией В
наружного воздуха увеличить общую произво- В
дительность установки до 1800—2000 м3/ч. Щ
Влажностный режим в помещениях во вре- В
мя испытаний был, как правило, удовлетвори- I
тельным. Значения относительной влажности В
находились в рекомендованных нормами пре- В
делах C0—70%). Исключение составлял В
влажностный режим в рейсе Баку — Махачка- В
ла, когда относительная влажность в сортиро- В
вочном зале, начиная с 12 ч дня, несколько I
превышала 70% в связи с временными неха- В
рактерными условиями эксплуатации. Высо- В
кая влажность в начале рейса объясняется В
тем, что после включения установки (на стоян- В
ке установка не работала) интенсивно снижа- В
лась температура помещений с одновремен- 1
ным ростом относительной влажности. Впо- В
следствии относительная влажность значи- В
тельно снизилась. Я
Результаты проведенных испытаний будут В
учтены при создании первой промышленной В
партии почтовых вагонов, к выпуску которых I
должен приступить ленинградский вагоно- В
строительный завод им. Егорова уже в этом В
году. и
Двухтемпературные
домашние компрессионные
холодильники
Канд. техн. наук Б. С. ВЕЙНБЕРГ
Всесоюзный научно-исследовательский институт
холодильной промышленности
621.565.92
В настоящей статье рассматриваются
двухтемпературные холодильники, имеющие одну
дверь и внутреннюю дверку
низкотемпературного отделения, расположенного в контуре
испарителя в верхней части шкафа. Плюсовая
холодильная камера в них охлаждается путем
теплопередачи через поддон и конвекции.
Двухтемпературные холодильники
отличаются от широко распространенных
холодильников общего назначения тем, что позволяют
потребителю раздельно регулировать
температуры в плюсовой холодильной камере tBH и
в низкотемпературном отделении ^н.т1.
В холодильниках общего назначения, к
которым не предъявляют специальных
требований по температуре tBmT, единственным <
средством поддержания tBli на постоянном уровне
при нестабильном теплопритоке служит
изменение уставки терморегулятора. В результате
меняются средние температуры кипения t0 и
I стенки испарителя tCT и, следовательно,
интенсивность охлаждения холодильника2.
Малым теплопритокам соответствуют
высокие значения t0 и tCT и малые коэффициенты
рабочего времени (к.р.в.). Значения fILT,
зависящие от /ст, не поддаются контролю,
поэтому чем меньше теплоприток, тем выше tlLT
(при tBH = const).
1 Для упрощения изложения ниже принимается, что
температуры tBn и tn.r усреднены по времени и по
объему соответствующего отделения. Предполагается, что
холодильники не загружены и работают с закрытой
дверью в установившемся цикличном режиме.
2 Под температурой кипения t0 и стенки испарителя
tcr понимаются средние за цикл и усредненные по
поверхности значения, лежащие соответственно между
температурами включения t0\ и tc?\ и температурами
выключения to2 и /ст2. Чем больше к.р.в., тем ближе tQ к
to2 И /ст К tcT2-
18

Регулирование режима двухтемпературных
холодильников принципиально отличается от
описанного, так как при любом теплопритоке
должны быть обеспечены независимо друг от
друга наперед заданные значения tBn и tH.T.
Для этого в холодильнике должны быть два
регулирующих устройства — для tBn и для tu.T.
Значения ^н.т и t0 близки между собой,
поэтому tu.T можно регулировать косвенно,
воздействуя на температуру кипения t0 (точнее —
на температуру стенки испарителя ?ст).
Основное назначение
терморегулятор а в двухтемпературных холодильниках —
поддержание требуемой
температуры 4lt в низкотемпературном отделении.
Требуемое значение ^Вн обеспечивается
регулированием потока холодного воздуха от
испарителя к плюсовой холодильной камере.
Требования к конструкции двухтемпературных
холодильников
Первое и одно из важнейших требований —
необходимость герметизации
низкотемпературного отделения, чтобы
не допустить проникновения в него теплого
воздуха из плюсовой холодильной камеры.
Стенки испарителя не должны иметь
отверстий, а его дверка должна закрываться
плотно. Охлаждение верхней плоскости
низкотемпературного отделения («потолка»
испарителя) обязательно.
Это требование вызывается тем, что в
двухтемпературных холодильниках заданной
является /н.т. Герметизация обеспечивает
минимальное значение разности ?н.т—to и,
следовательно, наивысшее возможное значение ^о-
В результате повышения t0 при прочих
равных условиях снижается суточный расход
энергии, повышается холодопроизводитель-
ность и снижается к.р.в., сокращается усушка
продуктов, повышается долговечность
компрессора в связи с сокращением числа часов
работы в сутки.
Однако при герметизации внутреннего
объема испарителя внешние теплопритоки
компенсируются одной лишь наружной поверхностью
испарителя. Поэтому можно сформулировать
еще два требования к конструкции
холодильника: снижение теплопритоков и увеличение
поверхности испарителя.
Снижение теплопритоков имеет особое
значение в двухтемпературных холодильниках,
где, несмотря на плюсовую температуру в
холодильной камере, температура кипения
может достигать —25°С. Снижение теплоприто-
ка соответственно сокращает суточный расход
энергии и позволяет применить компрессор
малых размеров при умеренных значениях
к.р.в., следовательно, уменьшить вес,
габариты и снизить стоимость холодильника.
Необходимо уделять внимание изоляции двери и
особенно нижней части шкафа, подогреваемой
компрессором.
Широкое применение пенополиуретана в
качестве тепловой изоляции и магнитной вставки
в уплотнителе дверного проема в
значительной мере определялось тенденцией к все
большему снижению /н.т и Аз-
Увеличение поверхности испарителя
одновременно увеличивает емкость
низкотемпературного отделения, что соответствует
пожеланиям потребителей. Охлаждаемыми
должны быть не менее четырех его плоскостей.
Иногда охлаждаемыми делают пять
плоскостей (за исключением дверки испарителя).
Регулирование температуры tmi путем
изменения потока холодного воздуха требует
устранения паразитных,
неуправляемых потоков. Холодильную камеру
перегораживают поддоном, который
укладывают в направляющие так, чтобы не было щелей
у боковых и задней стенок шкафа. Щель
между поддоном и дверкой испарителя
уменьшают до предела, определяемого допусками
на изготовление и сборку. Зазоры между
испарителем, боковыми стенками и потолком
закрывают накладкой (маской), имеющей
одновременно декоративное значение. В
результате в верхней части холодильной камеры
вокруг испарителя создается замкнутый объем
(промежуточная камера), температура в
котором при закрытых или неполностью
открытых окнах в поддоне значительно ниже, чем
в плюсовой холодильной камере.
Тепло от плюсовой холодильной камеры к
промежуточной переносится теплопередачей
через поддон и конвекцией через
регулируемые окна и нерегулируемые щели. Через 1 см2
сечения окон или щелей передается в 10—15
раз больше тепла, чем через 1 см2
поверхности поддона.
При tQ =—20°С или ниже и при низкой
температуре окружающего воздуха /0Кр плюсовая
холодильная камера переохлаждается даже
при закрытых окнах в поддоне. Во избежание
этого приходится ослаблять теплопередачу с
помощью тепловой изоляции в поддоне и
уделять большое внимание устранению
паразитной конвекции через щели. В этом
заключается также одна из причин появления
двухкамерных холодильников, в которых камеры
разделены сплошной теплоизолированной
перегородкой.
Чем лучше тепловая изоляция шкафа и
плотность дверного проема и чем ниже задан-
з*
19

ные температуры <tlLT и t0, тем более
обоснованным становится стремление к изоляции
поддона.
Низкая температура в промежуточной
камере определяет необходимость усиливать
также тепловую изоляцию верхней части
шкафа. I
Тяжелые условия работы компрессора
(особенно в холодильниках в тропическом
исполнении при /н.т =—18°С) вызывают
необходимость снижения температуры конденсации и
уменьшения потерь давления во всем
всасывающем тракте от выходного конца
капиллярной трубки до всасывающего патрубка
компрессора.
Рабочие режимы двухтемпературных
холодильников
Температура окружающего
воздуха /окр. Общепринято разделение
холодильников на два класса: класс Н
нормального исполнения для умеренного климата и
класс Т для тропического климата.
Ниже приводятся значения /0кр» которые
следует учитывать при проектировании и при
испытаниях домашних холодильников, в том
числе двухтемпературных:
Класс Н Класс T
Диапазон температур t0Kp, °C .... 15-нЮ 15-М5
Температура tOKV, °С
для расчетов и испытаний при
пониженной температуре 16 18
для указания номинального
расхода энергии 25 25
для расчетов и испытаний при
повышенной температуре 32 43
для испытаний на
работоспособность 40 45
По температурам, поддерживаемым в двух-
температурном холодильнике, можно условно
выделить четыре группы рабочих режимов.
Номинальные режимы. Установлены
два режима: первый — для определения
номинального расхода энергии при среднем
годовом значении /0кр и второй — для проверки
возможности работы холодильника в тяжелых
температурных условиях. Эти режимы
одинаковы для холодильников общего назначения и
двухтемпературных.
Номинальный расход энергии, значение
которого должно быть указано на фирменной
табличке, укрепленной на холодильнике,
определяется при /0кр = 25°С и умеренном
значении /ВН=5°С (первый номинальный режим).
Второй номинальный режим определяется
следующими значениями температур (°С):
*окр 'вн
Класс Н 32 5
Класс Т 43 7
° . 7
15
го.
а—I-
I I
-I—L
I !
J I L L
ш—hr-f+Ч
* *
-L*- * *
н-н
+
-в
1516 W 20
Z5
30 3Z 35
40 4J tn,
Рис. 1. Режимы работы двухтемпературных
холодильников:
/ — верхний предел поля экономичных режимов; 2,
3 — верхний и нижний пределы поля режимов
повседневной эксплуатации; 4, 5 и 6 — значения /н-т,
соответствующие числу звездочек; А, Б и В —
номинальные режимы в плюсовом отделении.
# — режимы холодильников класса Н; А — то же,
класса Т.
На рис. 1 номинальные режимы отмечены
точками А, Б и В.
При работе холодильника в номинальном
режиме температура в низкотемпературном
отделении должна соответствовать его
маркировке.
Для двухтемпературных холодильников с
маркированными низкотемпературными
отделениями специфичны режимы
усиленного охлаждения, которые
характеризуются тем, что ^н.т не превышает заданного
значения во всем диапазоне t0KV.
Установлены три значения ?н.т, при
обеспечении которых низкотемпературное отделение
можно маркировать звездочками: не выше
—6°С — одна звездочка; не выше —12°С —
две звездочки; не выше —18°С — три
звездочки. Проверку проводят при двух значениях
t0Kp: 16 и 32°С для класса Н; 18 и 43°С для,
класса Т, причем отделение заполняется
пакетами для имитации загрузки холодильника
замороженными продуктами. Температура
измеряется внутри пакетов.
В низкотемпературных отделениях,
маркированных двумя и тремя звездочками,
замороженные продукты можно хранить
длительное время. Для краткосрочного хранения до-
20

пустимы более высокие температуры.
Маркировка одной звездочкой почти не
применяется. Холодильники, не обеспечивающие
температуру /ILT = _i2°C, обычно выпускаются без
маркировки.
Маркировка низкотемпературного
отделения не означает, что в нем всегда
поддерживается столь низкая температура. Маркировку
следует рассматривать только как
возможность обеспечения данным холодильником
заданной предельно низкой температуры в
случае необходимости.
На рис. 1 три режима усиленного
охлаждения обзначены горизонтальными линиями 4, 5
и 6, проходящими через весь диапазон /окр.
Температура tBn при режимах усиленного
охлаждения не должна снижаться ниже 0°С
во всем диапазоне /окр1.
Режимы повседневной
эксплуатации. При обычном использовании
холодильника не предъявляют особых требований
к точности поддержания температуры в нем.
На рис. 1 для этих режимов отведена зона
шириной 3°С между линиями 2 и 3, в пределах
которой рекомендуется поддерживать
температуру tmi. При этом tH.T может
поддерживаться на более высоком уровне, обеспечивающем
краткосрочное хранение замороженных
продуктов, как в обычных холодильниках.
Рекомендуется /вн поддерживать на верхней
границе зоны, на линии 2, так как на каждый
градус снижения tBH суточный расход энергии
увеличивается более чем на 10%.
Экономичные режимы. Оплата
электроэнергии является единственным
эксплуатационным расходом при работе
холодильника, причем стоимость энергии,
израсходованной двухтемпературным
холодильником в течение 15 лет его работы, может вдвое
превысить стоимость самого холодильника.
Поэтому конструктору необходимо
предусмотреть возможность экономии энергии, допуская
некоторое возрастание tBH и /н.т путем
повышения температуры кипения.
На рис. 1 условно принято, что поле
экономичных режимов имеет ширину в 2°С и
ограничено сверху линией L
Экономичные режимы допустимы в ряде
случаев, например в холодное время года,
когда свежие продукты, приносимые из магазина
и укладываемые в холодильник, уже
достаточно охлаждены и нет необходимости в уско-
1 Требование изложено упрощенно. Необходимо,
чтобы ни в одной из точек, в которых по установленной
методике измеряется температура, не было зафиксировано
значение ниже 0°С.
ренном снижении их температуры.
Повышение tBU от 5 до 7°С снижает расход энергии
почти на 20%.
Анализ работы двухтемпературного
холодильника
Для анализа рекомендуется использовать
статические характеристики холодильника
(рис. 2).
В верхней части графика изображены
характеристики плюсовой холодильной камеры,
в нижней — низкотемпературного отделения,
маркированного двумя звездочками.
Каждая из заштрихованных
площадок-полей соответствует определенному положению
створок на окнах поддона и ограничена
линиями крайних уставок терморегулятора: для
наиболее теплого (Тп) и для наиболее
холодного (Хол) режимов. Положение этих
линий зависит от настройки терморегулятора, а
расстояние между линиями — от шкальности
прибора. При замене данного
терморегулятора на другой с измененными параметрами
линии сместятся в ту или иную сторону, и
расстояние между ними может измениться.
15 . 20 25 30 35 40 Ь0н0Л
Рис. 2. Статические характеристики
двухтемпературного холодильника с маркировкой двумя
звездочками:
Закр — створки поддона закрыты; Откр —
створки открыты; Уд. п — удаленный поддон;
Тп и Хол — работа на теплом или холодном
конце характеристики терморегулятора.
% — режимы холодильников класса Н; А. —
то же, класса Т.
21

Верхнее поле, ограниченное линиями /, 2 и
7, получено при закрытых окнах поддона и
определяет наивысшие значейия tBH при
заданных значениях ^0кр и уставке
терморегулятора.
Среднее поле (линии 3, 4 и 5) получено при
полностью открытых окнах поддона и
определяет наинизшие значения tBU при заданных
значениях /0кр и уставке.
Однако при анализе свойств холодильника
необходимо знать, до какой степени можно
было бы снизить tBll путем дальнейшего
увеличения сечения окон. Предел этот
указывается третьим, нижним, полем (линии 5, 6,
5), полученным при удаленном поддоне.
Таким образом, верхнее и нижнее поля
показывают пределы возможностей данного
холодильника.
При непрерывной работе компрессора
значение /ЕН определяется линиями 7, 8 и 9,
близкими к прямым и имеющими уклон порядка
0,8 (рост t0Kp на 10°С вызывает повышение tBU
на 8°С). На участке, где эти линии
ограничивают поля, теплоприток настолько велик, что
температура кипения не может снизиться до
температуры выключения терморегулятора, и
компрессор работает не выключаясь.
Непрерывная работа может быть
осуществлена искусственно, путем замыкания
накоротко контактов терморегулятора. Значение tBll
в этом случае будет определяться нижней
частью линий 7, 8 и 9.
При герметичном низкотемпературном
отделении значение /н.т близко к усредненной по
времени температуре стенок испарителя ^ст,
находящейся между температурами
включения и выключения терморегулятора при
данной уставке. При низких к.р.в. различие в /н.т>
вызываемое открыванием окон поддона,
незначительно. При высоких к.р.в. различие
становится существенным и линия 11 четко
разделяется на три линии.
При непрерывной работе t0 и,
следовательно, tCT и /я.т зависят от теплопритока через
изоляцию к холодильнику и косвенно связаны
со значением tBH и положением створок.
Поэтому на рис. 2 нанесены три линии 12, 13 и 14.
На рис. 2 линия // проведена
непосредственно вблизи от заданного значения (—12°С).
Однако в производстве неизбежны отклонения
от номинальных значений (в пределах
допусков) параметров терморегуляторов, произво-
дительностей агрегата, плотности закрывания
дверки испарителя и т. п. Поэтому
холодильник должен иметь достаточный запас по
номинальным значениям температур для
компенсации возможных отклонений. Линии 2, 4,
6 и 11 должны для этого соответствовать не
крайней уставке, а предпоследнему делению
шкалы терморегулятора.
Графики, подобные изображенному на
рис.2, дают полную информацию о двухтемпе-
ратурном холодильнике. На этот график
наложены данные рис. 1 в части, касающейся
холодильников с двумя звездочками.
При анализе необходимо убедиться в том,
что в режиме усиленного охлаждения
выдерживаются требования к tBR во всем
диапазоне ^окр-
В первую очередь проверяют значение tB11
при /0кр=16°С для класса Н и 18°С для
класса Т при возможно более высокой уставке,
обеспечивающей требуемую температуру tfH.T,
и при закрытых окнах в поддоне. Температура
tB4 должна быть не ниже 0°С (точки Г или
Д).
Затем проверяют работу холодильника при
^окр = 32°С для класса Н и 43°С для класса Т.
При уставке, обеспечивающей требуемую tu:T,
температура tBU не должна быть выше
определяемой точками Б или В при цикличной
работе.
Последнюю проверку режимов усиленного
охлаждения проводят при крайних значениях
^окр D0°С для класса Н и 45°С для класса Т).
Необходимо проверить возможность
цикличной работы при таком сочетании уставки и
положения створок поддона, когда tlhT равна
номинальной (по числу звездочек), a tBn не
выходит за пределы линии БВ F,5°С при
^окр = 40°С и 7,4°С при 4кР = 45°С). Если же
холодильник в этих условиях работает
непрерывно, то повторно проверяют возможность
цикличной работы при значениях tihT и tBRy
повышенных на 1—2°С.
После этого анализируют и фиксируют (для
внесения в инструкции) сочетания уставок и
положений створок в поддоне,
обеспечивающие режимы повседневной эксплуатации и
экономичные.
Как видно из рис. 2, в верхнем левом углу
графика (низкие значения ^0Кр, высокие tmi)
поля статических характеристик могут
оставить непокрытой часть полосы значений tBK.
Расход энергии определяют в первом и
втором номинальных режимах (точки А и Б для
класса Н, точки А и В для класса Т)
дважды: при температуре /н.т, соответствующей
числу звездочек; при наиболее высокой
уставке, позволяющей достичь номинальных
значений ^вн.
В правильно спроектированном двухтемпе-
ратурном холодильнике расход энергии во
втором случае не должен быть выше, чем в
холодильниках общего назначения. Однако в
первом случае (в режиме усиленного охлаж-
22

дения) расход энергии будет тем выше, чем
больше число звездочек в маркировке
низкотемпературного отделения.
Всегда следует выбирать уставку возможно
ближе к теплому концу характеристики
терморегулятора (поскольку это не
противоречит требованиям к /н.т), чтобы снизить расход
энергии. После выбора уставки определяют
положение створок поддона, обеспечивающее
значение tBH, приближающееся к верхней
границе режимов повседневной эксплуатации.
Настройка терморегулятора
Температура включения терморегулятора
на теплом конце его характеристики Йкл
ограничивается требованием недопустимости
подтаивания испарителя ни в одной из его
точек и не должна быть выше —1°С.
На противоположном, холодном, конце
характеристики должен быть обеспечен режим
Снижение температуры тканей головного
мозга повышает выносливость его к
кислородному голоданию.
За последнее время стал распространяться
новый метод снижения температуры мозга
путем охлаждения наружных покровов головы
(краниоцеребральная гипотермия — КДГ).
О полезности КЦГ в различных случаях
медицинской практики сообщают многие авторы
[1-9].
Попытки создать приборы для КЦГ,
способные снижать температуру головного мозга с
сохранением температуры тела в заданных
безопасных пределах, кончались неудачей, так
как отсутствовал эффективный способ
охлаждения наружных покровов головы.
Решение этой задачи стало возможным
благодаря разработке оригинального струйного
способа охлаждения (согревания) наружных
покровов живого организма [10] и созданию
прибора [11] для его осуществления.
Разработка высокоэффективного теплооб-
менного устройства позволила сконструировать
приборы с надежным автоматическим
регулированием процессов охлаждения—согревания
усиленного охлаждения, поэтому значения
Гвыкл и шкальность терморегуляторов
(разность температур выключения на теплом и
холодном концах характеристики) должны быть
неодинаковыми для холодильников с
различным числом звездочек.
При таких терморегуляторах будут
обеспечены как режим усиленного охлаждения, так
и низкий расход энергии в режимах
повседневной эксплуатации и экономичных.
В случае применения в холодильниках с
двумя и тремя звездочками терморегуляторов
с малой шкальностью температуры Й?л и t0
даже при работе на теплом конце
характеристики терморегулятора будут низкими. В
таких холодильниках расход энергии в режимах
повседневной эксплуатации и экономичных
всегда будет выше, чем в сходных
холодильниках общего назначения, так как повышение
/Вн достигается ослаблением конвекции при
неоправданно низкой температуре t0.
612.58
головного мозга. Один из таких приборов —
холодильная стойка 30СХ-02Ф, входящая в
состав аппаратуры «Холод-2Ф» [12],
промышленный выпуск которой начнется в 1969 г.
Устройство и работа прибора
Стойка состоит из трех систем:
гидравлической, фреоновой и электрической.
Гидравлическая включает центробежный насос,
теплообменник, бесконтактный кран-переключатель,
устройство для струйного охлаждения (шлем),
сборник теплоносителя и унифицированный
сигнализатор давления СДУ-ЗА. Система
заполняется 20%-ным раствором этилового
спирта 1.
Во фреоновую систему входит холодильный
агрегат ВС-0,7^3, терморегулирующий
вентиль ТРВ-2М и испаритель. Система
заполнена фреоном-12.
Электрическая система обеспечивает
питание отдельных узлов стойки, управление и
1 При температуре + ГС и выше в качестве
теплоносителя можно применять дистиллированную воду.
Прибор для охлаждения головного мозга человека
'— О. А. СМИРНОВ ————————
23

сигнализацию. Общее питание от сети
трехфазного тока — 50 гц, 220 в.
Гидравлическая система работает
следующим образом. При включении насоса
теплоноситель по нагнетательному шлангу подается в
теплообменник, где, контактируя с
испарителем и нагревателем, достигает необходимой
температуры. Из теплообменника
теплоноситель проходит по двум ветвям через
исполнительные детали крана-переключателя,
конструкция которого исключает тепловые потери.
На оси крана жестко закреплен шариковый
фиксатор и серьги. Между серьгами
установлен валик, на который свободно посажена
обрезиненная прижимная втулка. Корпус
крана изг >товлен в форме стакана с отверстиями
под магистральные трубопроводы. В
зависимости от положения прижимной втулки
теплоноситель направляется либо во всасывающий
коллектор насосов (работа на контур), либо
в устройство для струйного охлаждения
(работа на шлем). Возможны промежуточные
положения, когда одна часть теплоносителя
поступает в шлем, а другая — во всасывающий
коллектор. При этом изменяется интенсивность
воздействия струй теплоносителя на
обрабатываемую поверхность.
Шлем выполнен по форме головы, состоит
из коллектора и полых элементов (трубок), в
которых на стороне, обращенной к
обрабатываемой поверхности, просверлено 500—600
отверстий для выхода теплоносителя. Отверстия
равномерно распределены по внутренней
поверхности шлема. Теплоноситель подается под
давлением 1 кгс/см2, причем каждая из струй
направлена нормально к поверхности головы.
При таком воздействии теплоносителя
разрушается его пограничный слой,
«прилипающий» к обрабатываемой поверхности, и
обеспечивается принудительный конвективный
теплообмен между теплоносителем и наружными
покровами головы.
Скорость истечения теплоносителя и его
быстрый отвод после контакта с поверхностью
теплообмена влияют на процессы теплообмена.
Уменьшение скорости ведет к резкому
ухудшению теплообмена, а с увеличением ее при
длительном струйном воздействии возникает
опасность травмирования кожного покрова
головы, а также возрастают мощностные
характеристики прибора [12].
Отработанный теплоноситель стекает в
сборник, где проходит через фильтр и очищается.
Сборник одновременно является отстойником.
Здесь теплоноситель теряет свою скорость и
освобождается от попавшего в него воздуха.
Из сборника теплоноситель поступает через
всасывающий коллектор в центробежный
насос. Таким образом, в гидравлической системе
происходит непрерывная циркуляция
теплоносителя. Второй насос резервный. Для
исключения просачивания теплоносителя через
резервный насос в нагнетательных патрубках насосов
установлены обратные клапаны.
Сигнализатор давления СДУ-ЗА
предотвращает включение нагревателей или
холодильного агрегата при отсутствии или недостаточном
количестве теплоносителя в системе, а также
выключает холодильный агрегат в случае
замерзания теплоносителя в теплообменнике.
Контактная группа СДУ-ЗА срабатывает на
отключение, если давление в системе падает
ниже 0,4 кгс/см2. Одновременно включается
световая и звуковая сигнализация.
Электрическая схема стойки снабжена
элементами защиты. Цепи электродвигателей
насосов холодильного агрегата, нагревателей,
управления и сигнализации, а также
терморегуляторов и прибор для контроля температуры
теплоносителя защищены от коротких
замыканий плавкими предохранителями. Агрегат
ВС-07~3 имеет тепловую защиту от
перегрузок.
Конструктивно стойка (рис. 1, 2) выполнена
в виде бескаркасного шкафа из тонколистовой
стали на четырех обрезиненных колесах.
Внутренняя часть шкафа разделена на три отсека.
В нижнем отсеке расположены насосы,
теплообменник с нагревателем и испарителем, а
также сигнализатор давления СДУ-ЗА, в
среднем — агрегат ВС-0,7~3 и вентиль ТРВ-2М.
На панели верхнего отсека установлены
терморегулятор, блок прибора для контроля
температуры теплоносителя, элементы питания и
управления.
Рис. 1. Общий вид холодильной стойки.
24

Рис. 2. Холодильная стойка 30СХ-02Ф:
/ — корпус; 2 — устройство для
струйного охлаждения (согревания)
головы; 3 — сборник теплоносителя;
4 — насос; 5 —• электродвигатель;
6 — теплообменник; 7 —
холодильный агрегат ВС-0,7~3; 8 —
терморегулятор, панель питания и автоматики;
9 — переключатели; 10 — прибор для
контроля температуры теплоносителя;
11 — ручка крана-переключателя;
12 — колеса.
На лицевой панели расположены
переключатели «Сеть», «Насосы», «Регулирование»,
«Режим», «Теплоноситель—охлаждение»,
«Теплоноситель—нагрев», кнопка «Ускорение
нагрева», световое табло, сигнализирующее о работе
стойки, прибор, показывающий температуру
теплоносителя, и рукоятка
крана-переключателя.
Все магистральные трубопроводы
выполнены из эластичных трубок с внутренними
диаметрами 11 и 18 мм. Последние изготовлены из
поливинилхлорида марки ПМ-2. Детали
гидросистемы, соприкасающиеся с
теплоносителем, выполнены из материалов с малой
теплопроводностью (ударопрочный полистирол,
капролон, оргстекло).
Корпус стойки с боковых сторон закрыт
дверцами с кнопочными замками. На
внутренних сторонах дверей уложены съемные
шланги, инструмент, предохранители, хомуты и т. д.
Передняя и задняя стенки объемных дверей
снабжены щелеобразными отверстиями для
прохода воздуха, охлаждающего конденсатор
агрегата ВС-07^3.
В нижней части корпуса предусмотрен
поддон для сбора конденсата и просочившегося
через уплотнение насоса теплоносителя.
В верхней части корпуса (спереди), в нише,
установлен сборник теплоносителя (нерабочее
состояние), который можно выдвинуть
специальным рычажным механизмам и закрепить в
положение готовности к работе.
На сборнике имеются штуцера для
присоединения съемных шлангов. Его можно снять
со стойки (максимальное удаление от стойки
около 1 м) и установить на операционном
столе или кровати больного.
Для фиксации стойки во время работы
передняя пара колес тормозится специальным
устройством, рукоятка которого выступает за
переднюю стенку корпуса. Для переноса
стойки служат четыре утопленные ручки.
Стойка работает на следующих режимах:
охлаждение, нагрев и ускоренный нагрев.
Система автоматического регулирования
позволяет получать различные температуры
теплоносителя: в режиме охлаждения от —3 до
+ 14°С с точностью ±1°С, а в режиме нагрева
от 33 до 43°С с точностью ±2°С.
В режиме ускоренного нагрева точки стати-
рования те же, что и в режиме нагрева, но
время выхода на заданную температуру в два
раза меньше.
В случае выхода из строя системы
автоматического регулирования предусмотрен
переход на ручное регулирование, при котором
включается и выключается холодильный
агрегат или нагреватели в зависимости от
заданного режима работы.
Диапазон температур при ручном
регулировании от —3 до +43°С. Насос обеспечивает
давление теплоносителя внутри устройства для
струйного охлаждения до 1,0 кгс/см2 при
расходе около 1,0 мг/ч. Мощность одного из двух
нагревателей (второй выключается при
ускоренном нагреве) 0,8 кет.
Максимальная мощность, потребляемая
стойкой, 2,6 кет. Объем теплоносителя 7—8 л.
Габаритные размеры стойки: длина 900,
ширина 455, высота 1175 мм. Вес 160 кг.
Применение прибора в клинике
Холодильная стойка 30СХ-02Ф в составе
аппаратуры «Холод-2Ф» применяется в
различных случаях медицинской практики, где
необходима защита головного мозга и
особенно ее наиболее уязвимого отдела — коры от
кислородного голодания: при операциях на
открытом сердце без применения аппарата
искусственного кровообращения [13], в
реанимации для лечения патофизиологических послед-
4 Зак. 54
25

ствий острой гипоксии [14], а также при
лечении тяжелой закрытой травмы головного
мозга и черепа, при тяжелых операциях на
головном мозге [15], для лечения некоторых форм
инсульта, эпилептического статуса и других
случаях.
Прибор был испытан в НИИ клинической и
экспериментальной хирургии Министерства
здравоохранения СССР при проведении
операций на открытом сердце и в многочисленных
случаях для реанимации больных; в НИИ
скорой медицинской помощи им. Склифосовского
при острых черепно-мозговых травмах,
нарушениях мозгового кровообращения; в
Ленинградском нейрохирургическом институте им.
Поленова при удалении опухолей, при
тяжелых ушибах мозга и др.
Многочисленные клинические испытания
прибора показали его высокую надежность.
Он прост в управлении, удобен как при
пользовании им в операционной, так и в
реанимационном отделении. Прибор позволяет с
достаточно высокой скоростью охлаждать живой
организм через его поверхностные ткани.
Например, кора головного мозга человека может
охлаждаться со скоростью, превышающей
0,4°С в минуту, при сохранении температуры
тела в безопасных пределах 32—34°С.
Волосяной покров на -скорость охлаждения не влияет.
Разность между температурами головного
мозга и тела при дополнительном согревании
последнего может достигать 15°С и более.
Прибор позволяет проводить процесс
охлаждения (согревания): при любом положении
головы и тела больного, не мешая работе
хирурга и анестезиолога; в условиях реанимации
одновременно с другими лечебными
мероприятиями, включая дефибриляцию, массаж и т. п.
Применение прибора при кратковременных
хирургических операциях на «сухом» сердце и
магистральных сосудах человека исключает
необходимость расхода большего количества
донорской крови и кровезаменителей.
Пребывание больных в клинике после операции
сокращается на 10—12 дней.
Прибор отмечен дипломом первой степени
ВДНХ СССР за 1967 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Петровский Б. В. Современное состояние
проблемы искусственной гипотермии и перспективы ее
использования в хирургии. Сб. «Материалы к
третьему Всероссийскому съезду хирургов». Горький,
1967.
2. Ч е п к и й Л. П. Патофизиологическое обоснование
гипотермии для восстановления функции
центральной нервной системы, обезболивание и реанимация в
условиях клиники и скорой помощи. Сб. «Материалы
конференции анестезиологов УССР», Киев, 1966.
3. Ж а л к о-Ти таренко В. Ф. и др. Лечение
травматического шока на этапе скорой медицинской
помощи, обезболивание и реанимация в условиях
клиники и скорой помощи. Сб. «Материалы конференции
анестезиологов УССР», Киев, 1966.
4. My реки й Л. И. Гипотермия мозга. Изд-во
«Верхне-Волжское», 1965.
5. М у р с к и й Л. И. Механизмы краниоцеребральной
гипотермии. Сб. «Материалы к третьему
Всероссийскому съезду хирургов», Горький, 1967.
6. С у в о р о в В. В. Потребление кислорода тканями
мозга в условиях гипотермии. Сб. «Материалы 3-й
Поволжской конференции физиологов, биохимиков и
фармакологов», Горький, 1954.
7. Петров И. Р. О применении охлаждения головы
для профилактики последствий анемии головного
мозга. «Вестник хирургии», 1962, № 12.
8. Estanove S., GounotR. «Anaesth. Analg.», 1964,
v. 21, p. 247.
9. Ommaya A. K. Baldwin M. «J. Neurosurg.»,
1963, v. 20, p. 18.
10. Смирнов О. А., Зубков В. И.,
Данилов В. П., Буков В. А. Способ охлаждения и
согревания животного или человека. Авторское
свидетельство № 208891. «Изобретения, промышленные
образцы и товарные знаки», 1968, № 4.
П.Смирнов О. А., Зубков В. И.,
Данилов В. П. Устройство для охлаждения или
согревания животного или человека. Авторское
свидетельство № 208892, «Изобретения, промышленные
образцы и товарные знаки», 1968, № 4.
12. Смирнов О. А., Зубков В. И.,
Данилов В. П. и др. Технический проект «Холод-2»,
МРП, 1967.
13. Соловьев Г. М., Смирнов О. А. и др.
Методика, термодинамика и первые итоги применения
краниоцеребральной гипотермии при операциях на
открытом сердце при терминальных состояниях. Сб.
«Материалы к 3-му Всероссийскому съезду
хирургов», Горький, 1967.
14. Буков В. А., Смирнов О. А. и др.
Профилактика патологических последствий острой
кислородной недостаточности глубокой церебральной
гипотермией, достигаемой охлаждением наружных тканей
головы при помощи новой аппаратуры. Тезисы
конференции и искусственной гипотермии, Л., 1966.
15. Буков В. А., Смирнов О. А. и др.
Взаимоотношение температур различных отделов головного
мозга и тела при краниоцеребральной гипотермии в
клинике. «Хирургия», 1967, № 12.
¦

Установление взаимосвязи свойств фреонов
с молекулярным весом
Доктор техн. наук, проф. И. С. БАДЬШЬКЕС
Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности
В работе [1] для применяемых в
холодильной технике гомологических рядов фреонов
CmHn[F, Cl]2m+2-n И CmClz[F, Br]2m+2-z была
найдена универсальная закономерность,
согласно которой
(*/), = */И
A)
где
Gi
размерные параметры: теплофизи-
ческие свойства; коэффициенты
теплоотдачи при кипении Т0 и
конденсации Тк (при одинаковых
геометрических системах, структуре
поверхности и режимных
параметрах); термодинамические и
конструктивно-эксплуатационные пока-
(Т
т0= —±
и ,. = -|);
Т — температура насыщения, °К;
Т8 — нормальная температура кипения
(°К, 760 мм рт. ст.);
__ 1°К
10 — ts
В каждом гомологическом ряде фреонов
между нормальной температурой кипения Ts
и молекулярным весом \х существует
органическая связь. В соответствии с работой [2]:
[LW
— mx — m2b)
или
_1_
B)
C)
Следовательно, для установления
взаимосвязи между й{ и jli необходимо сначала
раскрыть функцию %(w), дав аналитическое
выражение на основе дальнейшего развития
расширенного закона соответственных состояний
[3,4]
621.564.25.004.12
(*/)¦. «^i (Me, Gu) = C0/,
D)
где Кг — текущие критерии;
Т
1 Кр
^кр — критическая температура, °К;
Ркр
Ркр — критическое давление;
Me =—- — определяющий критерий;
Л.
Qu = -^ определяющий критерий;
Т'кр
Coi — константа.
Из уравнения D) следует, что у
сравниваемых веществ значения Me и Gu должны быть
одинаковыми. Поэтому можно величины
0 =
._ Р
= xGu
' кр
^кр
¦?-• Me
заменить критериями т и
1
Как уже отмечалось ранее [1, 2], полное
количественное совпадение у веществ значений
Me и Gu невозможно. Однако уравнение D)
дает тем меньшие погрешности, чем более
родственны вещества по химическому
составу. При этом признаки близкой химической
принадлежности корреспондируются с
термодинамическими (ДМе—Я), AGu—>-0). К таким
термодинамически подобным веществам с
хорошим приближением относятся, например,
фреоны-12 и 13.
Вместо такого ступенчатого подбора
вещества-эталона целесообразна разработка
условий плавного (непрерывного) изменения
механизма Кг в зависимости от Me и Gu. Для
этого можно воспользоваться изложенной в
работах [1, 2] важной закономерностью
гомологического ряда фреонов
Me = cpt (о)), Gu = ср2 (о)).
27

Тогда, при сохранении левой части
уравнения D) должна быть изменена правая, а
именно:
(Ki\ , = №) р = Fi H = Со/ + Su + §2/, E)
где 6И, 62i-
дополнительные величины,
переменные значения которых
зависят от Me и Gu.
При коэффициентах пропорциональности bxi
и b2i имеем
doxi = ft.. • Me • rfo),
^^2i = йо/ • Gu • rfco,
поэтому
(Ki)
i p-Coi+ba j Me • </«> + fc2; j Qu • d<o, F)
1 <*>o to0
причем coo соответствует минимальному
значению со данного гомологического ряда,
принимаемому за начальную величину.
Уравнение F) является строго
теоретической формой подобия, которое с помощью
коэффициента U может быть распространено
на размерные параметры:
Co/ + 6w JMe • rfo +
-j- b2i Г Gu • dm
G)
где
a.
¦Kih.
Согласно работе [З] в соответствии с Ki no
уравнению E) в таблице даны попарные
значения d{ И 1{.
ai
h
р
1
V
VKp
г
ARTS
С'х
AR
Кроме того, для коэффициентов
динамической вязкости т] и теплопроводности X
приняты: /5 = г)кр; /б = ^кр. Для поверхностного
натяжения о (дин/см) /7 = сто, значение которого
соответствует 0°К [3].
Для решения уравнения G) учтем, что из
работы [2] и рис. 1 следуют линейные
зависимости
Рис. 1. Зависимость Me от со:
/ — ф-11; 2 — ф-12; 3 — ф-13;
4 — ф-21; 5 — ф-22; 6 — ф-23;
7 — ф-113; 8 — ф-114; 9 — ф-115;
10 — ф-215; // — ф-216; 12 —
ф-217; 13 — ф-218; 14 — ф-317;
15 — ф-318; 16 — ф-319; 17 —
ф-31-10.
Тогда, пренебрегая значением со2 по
сравнению с со при решении уравнений G),
получим
(a/)Tj р_ = aoi + // pi (со - ш0), A0)
1
где aoi = liC0i — начальное значение
параметра при со = соо;
Pi = ЬаЩ + Ь21тъ.
Для ai=p r /i = 1.
Для определения t2 = vKp воспользуемся
фундаментальной работой [6]:
кр
р-^кр — т7 + т8 .
^кр
A1)
Так как
гкр тъ
1 +
Рк?
т6
1 + — <*
ГПгл
т2
A —т9(»)
J_
р-
т,(й,
то, объединив все константы, получим
линейное уравнение
U = v
кр"
: «2 + П2 @.
A2)
Далее,
Ме = /7г3 + /7г4а),
Gu = /tt5 + tfz6co.
(8)
(9)
. п~ 848 1 848 , ч
427 ра> 427 v l 2 '
28

или
/3=± и3 +- щи. A3)
Теперь учтем, что
l, = AR = ~m^^ и,. A4)
Исходя из ряда работ, например [7], имеем
Используя уравнение A2), после
разложения в ряд (ограничиваясь первыми членами)
получим
4 = 7)кР = ^5 + ^5°>. A5)
Уточняя указанную в работе [8]
зависимость
добавлением корректирующего члена п%\2,
находим
l6 = Kp = ttQ-i-nQ(o. A6)
Анализируя данные работы [9], можно
принять
17 = сь = и7 + п7ы. A7)
Подставляя эти однотипные по форме
значения U в уравнение A0), получим
Ш р=а01 + М*-»& A8)
1
т. е. уравнение прямой, что соответствует
опытным данным [1].
По аналогичному методу можно определить
применимость уравнения A8) и для
термодинамических и
конструктивно-эксплуатационных показателей холодильных машин.
Указанное уравнение [1] должно отражать
и механизм изменения коэффициентов
теплоотдачи (ai = ai).
Так, согласно работе [10] при одинаковых
режимных параметрах, геометрических
системах, материале и микроструктуре
поверхности и в условиях кипения в большом объеме
а = а0 + р, («*- а?), A9)
причем значение х близко к единице..
С учетом уравнения C) после разложения в
ряд (ограничиваясь первыми членами)
получим
Ш р - aoi + Bi ([х-1 - jxo), B0)
1
или
(*i) p=Ai-Bl±9 BD
где
Ai = a0i — Bip-1.
Наконец, отметим, что для параметров
кипящей жидкости и насыщенного пара
критерии т и — взаимосвязаны. Поэтому в
уравнениях A8), B0) и B1) можно
принимать (йг)х либо (а*) .
Т
Обосновав теоретически существование
линейной зависимости (аЛ или (яг-) от —,
f «*
проверим ее достоверность на основе
опытных данных.
На рис. 2, а, б, в приведены значения р, v',
v" при тг= 1,1 для наиболее изученных рядов
фреонов — C[F, Cl]4, CH[F, Cl]3, QJF, Cl]6.
Опытные величины взяты из работ: [11] —
фреон-11; [12] — фреон-12; [13] — фреон-13;
[14] — фреон-21 и фреон-113; [15] — фреон-22;
[16] — фреон-23; [17] — фреон-114; [18] —
фреон-115. По экстраполяции (пунктирная
линия) для фреона-14 получено /? = 2,58 ата
вместо 2,64, как указано в работе [19].
На рис. 2, г даны коэффициенты сжимае-
Pv"
мости ¦ для т= 1,1.
RT
Согласно работам [20] и [21] на рис. 2, д, е
представлены значения т)' и А/ для т=1,1. При
этом данные для фреона-14 взяты из
работы [22].
На рис. 2, ж указаны для т=1,1 значения
критерия Прандтля, а на рис. 2, з — отноше-
г
ния —г—, характеризующие потери холо-
сх
дильного цикла от дросселирования [23—26].
На рис. 2, и приведены взятые из работы
[27] величины теоретического часового объе-
Т
ма компрессора ^/1000 ккал при т0 = —^ =
= 1,06 и *« = -? = 1,245.
На рис. 2, к для т= 1,1 даны на основе
уравнения Нуссельта [14] относительные величины
а
коэффициентов теплоотдачи — при кон-
а*
денсации на наружной поверхности труб при
29

5
2,9
U
2,5
0,8
0,6
I ОД
К ом
ом
ш
О,7\о-Л
h 0,95\
ы I
ом
щ
%о,ю
^ от
5
* 3
Z
zoo
1-й»
I*
w\
оч 110
*& ,
/ДО
EM
T*t
J>.
o4
ro4
3^R
o7
5 5
5 10 11 12 131
i'10S
Рис. 2. Зависимость (а{) от г- :
; __ ф.ц; 2 — ф-12; 3 — фЛз; 4 — ф-14;
5 — ф-21; 6 — ф-22; 7 — ф-23; 8 — ф-113;
9 _ ф.Ц4; 10 — ф-115.
малых скоростях холодильного агента. За
100% приняты а* для фреонов-11, 21 и 113.
Из работы [28] следует, что такое же
качественное соотношение должно сохраниться и
при конденсации внутри труб, так как
влияние теплофизических свойств идентично.
10 11 11 13 Pt^W
Рис. 3. Зависимость (аЛ от — :
JL **¦
1
/ — ф-11; 2 — ф-12; 3 — ф-13; 4 —
ф-21; 5 — ф-22; 6 — ф-23; 7 — ф-14.
На рис. 3 представлены значения (а*)
а — v" для р = 4 ата; б — о для р=1 ата,
рассчитанные по формуле из работы [29]; в —
температура ^пер конца адиабатического
сжатия при всасывании компрессором сухого
насыщенного пара (ро=1 бар; рк = 8 бар); г —
удельный объем сжатого компрессором
перегретого пара t>nep в соответствии с условиями
для рис. 3, в. Данные по фреону-23 взяты из
работы [30].
Итак, столь сложные и многогранные
свойства фреонов приведены к простейшей
конкретной форме взаимосвязи с молекулярным
весом \х в виде универсальной линейной зави-
1
симости от — .
30

ЛИТЕРАТУРА
1. Бадылькес И. С. Универсальная закономерность
свойств фреонов (теплофизические величины,
термодинамические и конструктивно-эксплуатационные
показатели холодильных машин, коэффициенты
теплоотдачи). «Холодильная техника», 1968, № 12.
2. Бадылькес И. С. Новые закономерности
термодинамических свойств фреонов. «Холодильная
техника», 1967, № 12.
3. Бадылькес И. С. Рабочие вещества и процессы
холодильных машин. Госторгиздат, 1962.
4. В a d у 1 k e s I. S. Similarity Criteria for the
Determination of P-u-rParameters of Refrigerants, Progress
in Refrigeration science and technology, volume I
Symposium publications division Pergamon Press,
Oxford, London, Paris, 1960.
5. Plank R. Beihefte zu der Z. des Vereins Deutschen
Chemiker, 1942, Heft Nr. 44.
6. Кудашев В. И. Исследование и разработка
метода составления уравнения состояния реального
газа. Диссертация, 1964.
7. Thomas L. «Techn. Chem. Soc», 1948, p. 1345.
8. H e с h t G. Berechnung thermodynamischer Stoffwerte
von Gasen und Flussigkeiten, VEB Deutscher Verlag
fur Grundstoffindustrie, Leipzig, 1966.
9. Riedel L. «Kaltetechnik», 1957, Nr 9.
10. Бадылькес И. С. Теплообмен при кипении и
конденсации фреонов. «Холодильная техника», 1968, № 2.
11. Клецки й А. В. Термодинамические свойства фре-
она-11. «Холодильная техника», 1967, № 1.
12. Перельштейн И. И. Уточнение
термодинамических свойств фреона-12. Отчет ВНИХИ, 1965.
13. П е р е л ь ш т ей н И. И. Уточнение
термодинамических свойств фреона-13. Отчет ВНИХИ, 1967.
14. Холодильная техника. Энциклопедический
справочник. К. I. Госторгиздат, 1960.
Область пузырькового кипения делится на
две зоны: зона изолированных паровых
пузырьков и зона непрерывных паровых столбов.
В режиме изолированных пузырьков взаимное
влияние последних отсутствует [1].
Переход от одного режима в другой
сопровождается изменением некоторых
гидродинамических характеристик процесса кипения.
Например, по данным работы [2], при
величинах тепловых нагрузок, соответствующих
переходу от режима изолированных пузырьков
к режиму непрерывных паровых столбов
15. К л е ц к и й А. В. Термодинамические свойства фре-
она-22. «Холодильная техника», 1964, № 6.
16. Mors у Т. Е. «Kaltetechnik», 1966, Nr. 5.
17. Бадылькес И. С. Термодинамические свойства
тетрафтордихлорэтана. «Холодильная техника»,
1966, № 1.
18. М е а г s W. H., R о s е п t h a 1 F., S i n k a I. V. «J. of
Chem. and Engng. Data», 1966, Nr. 7.
19. Бадылькес И. С. Термодинамические свойства
фреона-14. «Холодильная техника», 1963, № 5.
20. Hirschberg H. G. Kaltemittel, Verlag Muller,
Karlsruhe, 1966.
21. Цветков О. Б. Теплопроводность жидких
фреонов ряда метана и этана. «Холодильная техника»,
1965, № 4.
22. Т a u s с h e r W. «Kaltetechnik — Klimatisierung, 1966,
Nr 4.
23. Plank R. «Z. fur die ges. Kalte — Ind.», 1940, Nr. 6.
24. Цыдзик В. Б., Б армии В. П., Вейн-
б е р г Б. С. Холодильные машины и аппараты.
«Машиностроение», 1946.
25. Р озен ф е л ь д Л. М, Ткачев А. Г.
Холодильные машины и аппараты. Госторгиздат, 1960.
26. В a d у 1 k e s I. S. Progress in Refrigeration science
and technology, volume I.
27. Plank R. Handbuch der Kaltetechnik, Bd. 4,
Springer-Verlag, 1956.
28. Ч о п к о Н. Ф. Теплообмен при конденсации фреонов
в горизонтальной трубке. «Холодильная техника»,
1969, № 1.
29. Д о р о х о в А. Р., К и р и я н е н к о А. А.,
Соловьев А. Н. Исследование поверхностного
натяжения фреонов. «Холодильная техника», 1969, № 1.
30. Mors у Т. Е. «Kaltetechnik—Klimatisierung», 1966,
Nr. 9.
536.24
(^0,2 <7*р [3]), начинает уменьшаться
отрывной диаметр парового пузырька.
По механизу кипения для низких тепловых
нагрузок, т. е. для режима изолированных
паровых пузырьков, известны надежные и
многочисленные опытные данные. Кроме того,
фреоны в холодильных машинах и аппаратах
в основном работают в режиме
изолированных паровых пузырьков.
* qKp — критическая тепловая нагрузка.
31
Влияние эффекта присоединенной массы на
теплоперенос при кипении фреонов
Д. И. АВАЛИАНИ
Грузинский политехнический институт им. В. И. Ленина

/"
ГчГ^л
-*^_
WMWWM777M/ Т////////ШЖ/////// 7МЛ7МГ//Ж//////,
5 Ь
Рис. 1. Рост парового пузырька под перегретым слоем жидкости.
В связи с этим в данной статье
рассматривается влияние присоединенной массы на теп-
лоперенос только для области изолированных
пузырьков на примере фреона-113 (C2F3CI3).
Паровой пузырек образуется и растет на
поверхности нагрева под перегретым слоем
жидкости, который имеет характер пограничного
слоя. При кипении различают два типа
пограничного слоя. Первый — толщиной б,
стационарного характера существует вне зоны
действия паровых пузырей, (рис. 1, а), второй —
толщиной бп, нестационарного характера —
только в узкой зоне центра парообразования.
При этом бп<б. В первом приближении
можно принять, что слой толщиной бп аналогичен
ламинарному подслою турбулентного
пограничного слоя. Паровой пузырек во время
своего роста на поверхности нагрева приподымает
перегретый слой жидкости толщиной бл
(рис. 1, б, в).
В связи с тем что рост парового пузырька
нестационарен, с начала момента роста до
отрыва от поверхности нагрева пузырек
присоединяет к себе и забирает с собой во время
отрыва от поверхности нагрева некоторую массу
жидкости, которая называется
присоединенной.
Для оценки количества жидкости,
переносимой каждым пузырьком, допустимо, что
последний в момент отрыва имеет
дискообразную форму. Тогда величину присоединенной
массы жидкости можно определить по
известной формуле, приведенной в работе [4],
м = — p/?g,
A)
где т — присоединенная масса;
р — плотность жидкости;
Ro — отрывной радиус пузырька.
Таким образом, отрывающийся паровой
пузырек окружен слоем жидкости, который
переносится по принципу присоединенной массы.
Внутрь этого слоя попадает вышеуказанный
тонкий перегретый слой жидкости
толщиной бп.
Принимаем, что слой толщиной бп окружает
пузырек со всех сторон, включая и нижнюю
его половину, куда перегретая жидкость
поступает из соседних пристеночных слоев
жидкости способом подсоса [5] (рис. 1, в). В слое
толщиной бп тепло распространяется только
теплопроводностью и вихревая диффузия там
незначительна. Толщина этого слоя такая же,
как и толщина пограничного слоя второго
типа, существующего только в узкой зоне центра
парообразования. Численное значение
толщины этого подслоя определяют по формуле [6]
Х6_
q
B)
где л — коэффициент теплопроводности
жидкости;
0 — разность температур
стенка—жидкость;
q — тепловая нагрузка.
Пользуясь формулой B) для фреона-113,
в диапазоне тепловых нагрузок,
соответствующем области изолированных паровых
пузырьков, получаем 6n=0,035-f-0,065 мм. Принимая
во внимание, что гидродинамика процесса
вокруг единичного центра парообразования в
режиме изолированных паровых пузырьков не
должна значительно меняться, для первого
приближения можно принять среднее
значение бп—0,05 мм. Эта величина справедлива
только для узкого диапазона тепловых
нагрузок и условий кипения фреона-113 при
атмосферном давлении.
Аналогичные результаты получены и для
легкокипящих жидкостей — пентана и эфира
[6]. В этой работе допускается, что толщина
ламинарного подслоя бп и диаметр активного
центра парообразования одинаковы. Из
приведенных здесь тринадцати диаметров активных
центров парообразования и толщин подслоя
десять в среднем соответствуют ^0,05 мм.
Так как основной перепад температуры
приходится на тонкий подслой толщиной бш
можно принять, что основное количество тепла,
переносимое паровыми пузырьками с поверх-
32

ности нагрева по принципу присоединенной
массы, приходится на количество тепла,
которое переносится теплосодержанием этого
тонкого подслоя. Поэтому для определения
количества тепла, переносимого по принципу
присоединенной массы, нужно рассчитать
теплосодержание жидкости в тонком перегретом слое.
Для расчета этой величины необходимо знать
отрывной диаметр парового пузырька фрео-
на-113.
Из данных опытов [7], проведенных на
кипящем при атмосферном давлении фреоне-12,
известно, что отрывной диаметр пузырька d0 —
= 0,75 мм. Принимаем, что для
рассматриваемого нами фреона-113 отрывной диаметр
пузырька тоже равен 0,75 мм.
Зная отрывной диаметр и толщину тонкого
перегретого слоя жидкости, вычисляем массу
жидкости, переносимую тонким перегретым
слоем ти. После этого определяем количество
тепла, переносимого этим слоем от единицы
поверхности нагрева:
Я им = 3600mncptc?nf,
C)
где тп — переносимая одним пузырьком по
толщине бп масса жидкости;
ср — теплоемкость переносимой
жидкости;
средняя температура тонкого
подслоя толщиной бп;
число действующих центров
парообразования;
частота отрыва паровых пузырьков.
*ср
f
При условии, что в подслое тепло
распространяется только теплопроводностью и что он
имеет в первоначальный момент плоский вид
как в периоде выжидания, среднюю
температуру тонкого подслоя находим по формуле
'ср 2 .
где 0 — разность между температурами
стенки и жидкости.
Частоту отрыва паровых пузырьков f берем
из работы [7] (f~80 l/сек), число действующих
центров парообразования п для фреона-113 —
из работы [8].
Расчет, проведенный для фреона-113 по
формуле C) для условия кипения при
атмосферном давлении, показан на рис. 2. Как видно из
графика, по мере увеличения тепловой
нагрузки повышается роль переноса тепла способом
присоединенной массы. Такая зависимость
объясняется тем, что при низких тепловых
нагрузках активные центры парообразования
малого
zz
?0
\у
Граница, режима изолиробан- ^
У
ЧЫХ
пузырькос
/
/
\/
X
\/
/
/\
у
/
/
/
/
/
/
\у\
ХА1
гь \
/г- 1
/
/
г 1/1
гГ
1
\
п ? й я в w и и 16 18 го г? & гв
ЯоЬш 10~3 Вт/м2
Рис. 2. Зависимость теплового потока переносимой
присоединенной массой от общего теплового потока.
численны, поэтому количество тепла,
переносимое конвекцией, значительно. С
увеличением числа центров парообразования эффект
присоединения массы играет все более
решающую роль и даже при умеренных тепловых
потоках становится доминирующим фактором.
При подобных сравнениях, проведенных на
других жидкостях, получены аналогичные
результаты, что указывает на общность явления.
Оценка правильности изложенной выше
модели процесса для более высоких тепловых
нагрузок и давлений затрудняется, так как
данных по механизму кипения при этих условиях
недостаточно и они разноречивы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кутателадзе С. С. и др. Труды ЦКТИ. Котло-
турбостроение, изд. ЦКТИ. Вып. 58, 1065.
2. Гартнер Р., Уэстуотер Дж. Вопросы физики
кипения. М., изд-во «Мир», 1964.
3. Zuber N. Internat. «Heat and Mass transfer», 1963,
№ 1.
4. P и м а н И., К р е п с Р. Присоединенные массы тел
различной формы, М., Физматгиз, 1947.
5. ЛеппертЛ., ПиттсК. Кипение. Проблемы
теплообмена, Атомиздат, 1967.
6. С ю. Труды АОИМ, Теплопередача, 1962, № 3.
7. Т о л у б и н с к и й В. И. Известия ВУЗов,
«Энергетик», 1963, № 10.
8. А в а л и а н и Д. И. Исследование числа
действующих центров парообразования при кипении фрео-
нов-112 и 113. «Холодильная техника», 1967, № 5.
3S

Термодинамические свойства и уравнения состояния фреона-12
———"——» Доктор техн, наук, проф. В. А. ЗАГОРУЧЕНКО, НГУЕН ТХАНЬ ——-———-¦———-
Одесский институт инженеров морского флота
536.7:621.564.25
До 1955 г. в холодильной технике широко
пользовались таблицами термодинамических
свойств фреона-12, составленными на
основании исследований Баффингтона и Гилкей
[1-3].
В 1955 г. опубликованы результаты
фундаментальных исследований Макхарнеса, Айзма-
на и Мартина [4]. Наряду с измерениями
вблизи состояния насыщения фреона-12 авторы
определили также параметры Р, v, Т его
перегретых паров по 31 изохоре при плотностях
0,239—8,16 кмоль/м3 и температурах 303—
482°К. Опытные данные [4] не отличаются
высокой точностью. Разброс точек на некоторых
изохорах превышает 1%, а на изотермах 3%,
в связи с чем уравнением состояния не
удается достаточно точно описать эти данные во
всем интервале плотностей. Например,
уравнение состояния Мартина и Хау [5], константы
которого приводятся в работе [4],
удовлетворяет опытным значениям [4] со средней
погрешностью 0,95%. Наибольшая погрешность при
этом достигает 5%. Как показано в работе [6],
уравнение состояния Бенедикта, Вебба и
Рубина обеспечивает согласование с данными
работы [4] примерно с такой же точностью.
В том же годуКеллс, Орфео и Мире [6]
опубликовали экспериментальные данные Р, v, T
еще по 11 изохорам при плотностях 0,239—
4,00 кмоль/м3 и температурах 326—468°К.
Работы [4, 6] особенно интересны тем, что в них
впервые результаты измерений
термодинамических свойств фреона-12 приводятся в
интервалах параметров Р, Т значительно шире, чем
требуется для холодильной техники.
В 1965 г. в лаборатории технической физики
ВНИХИ Бадылькес и Перелыытейн [7] провели
комплексное исследование термодинамических
свойств фреона-12, включая
экспериментальное определение параметров Р, v, T для
перегретого пара. Опыты проведены по 10
изохорам от 0,3217 до 5,2621 кмоль/м3 при
температурах 340,62—471,00°К. Максимальное
давление в опытах на критической изотерме
C85,18°К) составляет 41,32 бар, а на изотерме
433,33°К — 85,00 бар.
В 1966 г. Михельс и сотрудники [8]
опубликовали опытные термические данные фреона-12
по 31 изохоре от 0,301 до 5,81 кмоль/м3 и
11 изотермам от 323 до 423°К. Исследования
свойств фреона-12 выполнены с высокой
точностью. Специальные измерения проведены в
критической области, что позволило [8]
уточнить также критические параметры, поскольку
они, по данным других авторов, в том
числе 1[3, 9], существенно отличаются.
В настоящей работе выполнено подробное
сравнение опытных данных [8] со значениями,
вычисленными по уравнениям состояния
различных авторов. Уравнение состояния Мартина
и Хау, использованное в работе [4], описывает
данные [S'J со средней погрешностью 0,46%.
Наибольшее отклонение составляет 1,2% при
р = 5,81 кмоль/м3 и Г = 423,15°К. Значения Pv,
полученные по уравнениям состояния,
приведенным в работах [6, 10], согласуются в
пределах ± 1 % с опытными данными [8] в
интервалах плотностей соответственно 0—1,5 и
0—1 кмоль/м3. Для более высоких плотностей
указанные уравнения состояния неприменимы.
В работе [7] также приведено уравнение
состояния для фреона-12. Оно хорошо
удовлетворяет не только опытным данным [6],
положенным в основу определения • констант, но
также собственным опытным данным [7] при
докритических плотностях и температурах
ниже 430°К. При сверхкритических плотностях,
как указано в работе [7], их уравнение
неприменимо.
Таким образом, для получения надежных
значений термодинамических свойств при
умеренных и высоких плотностях необходимо при
определении констант уравнения состояния
учитывать все опытные данные, включая
исследования [7, 8].
В настоящей работе проведено
сопоставление опытных данных при низких и умеренных
плотностях [6—8] и данных при высоких
плотностях [4, 8]. Полученная таблица опорных
значений Р, v, T положена в основу определения
констант уравнения состояния.
Предлагаемое уравнение состояния
содержит 18 констант и имеет следующий вид:
Pv = R[«{p) + Vi9)T.\Q-*+^) ¦ 10* Г-»];
afc) = - 1460,9 • Ю-1 р + 9385,2 • 10~2 f +
+19726,8 • 10-V - 23645,3 • 10-4р* +
+ 401906,8 • 10~У- 191556,2 • 10_У,
34

р(р) = 100+188,33 • Ю-1 р- 1555,17 . 10-у -
-2282,51 • 10~У + 35139,99 • 10~4р4 —
— 60552,57 • 10~У + 28883,20 . КГУ,
Т(р) = -3770,0 • Ю-1 р-43621,8 • 10-2Р2-
- 126484,4 . 10р3+ 1427394,6 . 10~У-
-2453123,8 - 10р5+1184516,1 • 10~У.
где Pv — сжимаемость, кдж/кмоль;
R — газовая постоянная, кдж/(кмольХ
Хград); # = 8,3143;
р — плотность, кмоль/м3',
Т — температура, °К.
Составленное уравнение справедливо в
интервале плотностей р = О-т-9 кмоль/м3, начиная
от температуры тройной точки до наступления
заметной термической диссоциации.
Выполнено сравнение расчетных термических величин
с опытными данными [4, 6, 7, 8], которое
показало, что уравнение состояния удовлетворяет
опытным данным [4] со средней погрешностью
1% и максимальной 2,4%, при этом на
соседних изохорах отклонения имеют
противоположные знаки. Согласование с опытными
данными [6] находится в пределах ±0,5%.
С наиболее точными экспериментальными
данными Михельса и др. [8] по уравнению
состояния обеспечивается хорошее согласование
при всех р и Г, включая критическую область.
Средняя погрешность, взятая по всем 186
опытным значениям, составляет 0,07%, наибольшая
погрешность — 0,36%.
До последнего времени для калибровки
галоидных течеискателей в заводской
отечественной практике использовали капиллярные
течи. Эталоном утечки в этом случае служил
поток фреона, вытекающий через капиллярную
трубку из небольшого баллона с жидким
фреоном [1]. Такое устройство не обеспечивает
надежного постоянства потока из-за возможного
засорения капилляра и требует частой река-
либровки.
Калибровка течеискателей по капиллярной
течи носит субъективный характер, так
как взаимное расположение течи и щупа
калибруемого течеискателя не фиксировано, а
Проведено также сравнение вычисленных
значений Pv (кдж/кмоль) с опытными
данными [7]. Среднее отклонение, взятое по 72
опытным точкам, составляет 0,24%, максимальное
отклонение 0,76%.
Предложенное уравнение состояния
полностью удовлетворяет значениям критических
параметров (ТК = 384,95°К; рк = 4,67 кмоль/мъу
/?к=41,20 бар), принятым по опытным
значениям [8]. Расхождение с данными работы [7] по
Гк и рк находится в пределах допусков,
установленных исследованием [8].
ЛИТЕРАТУРА
1. Buffi ngton R., Gil key W. «Ind. Eng. Chem».
1931, vol. 23, «Amer. soc. Refr. Eng. circ»., 1931, № 12.
2. Gil key W., Gerard F., Bixler M. «Ind. Eng.
Chem.», 1931, vol. 23.
3. Bichowsky F., Gilkey W. «Ind. Eng. Chem.»,
1931, vol. 23.
4. McHarnes R., E i s e m a n В., Martin I. «Refrig.
Engng.», 1955, No. 9.
5. Martin L, Hou Y. «A. I. Ch. E. Journal», 1955,
vol. I.
6 К e 11 s L., О r f e о S., M e a r s W. «Refrig. Engng.»,
1955, № 10.
7. Бадылькес И. С, Перельштейн И. И.
Исследование новых холодильных агентов. ВНИХИ,
1965.
8. Michels A., WassenaarT., WolkerG., Prins
Chr., Klundert L. «I. Chem. Eng. Data», 1966,
vol. 11.
9. Rombusch U., Giesen H. «Kaltetechnik», 1966,
vol. 18.
10. Baer H., Hick en E. «Kaltetechnik», 1965, vol. 17.
621.646.958
сам процесс калибровки в значительной мере
зависит от квалификации испытателя.
Капиллярные течи применяются и за
рубежом, однако фирмы стремятся найти более
удобные способы калибровки течеискателей.
Ряд фирм комплектует течеискатели жидкими
эталонами утечки, представляющими собой,
как правило, вскрываемый флакон,
содержащий какую-либо жидкость, смешанную с га-
лоидосодержащим веществом, например
разогретый парафин с хлороформом [2].
Другие фирмы предлагают приборы,
замкнутый объем которых заполняется галоидосо-
держащей жидкостью. При переворачивании
Эталон утечки для калибровки галоидных течеискателей
А. И. ЕВЛАМПИЕВ, В. И. КАРПОВ, Л. Е. ЛЕВИНА
35

сосуда жидкость смачивает слоистую втулку-
пробку, с которой испаряются пары галоидосо-
держащего вещества [3]. Однако такие
имитаторы утечки вследствие нестационарности
процессов испарения не могут обеспечить
постоянного потока галоидосодержащего вещества.
Известна стандартная течь [4], в которой
через капилляр вытекает смесь воздуха с
фреоном. Малое содержание фреона в смеси
позволяет применять капилляр относительно
большого сечения, пропускную способность
которого легче сохранить постоянной. Прибор состоит
из компрессора для прокачки чистого воздуха,
устройства для очистки воздуха от примесей
галоидосодержащих газов, камеры смешения
чистого воздуха с фреоном и устройства для
регулирования потоков. По рекламным
данным, такой прибор дает стабильный поток,
однако он сложен и громоздок.
Нами разработан простой малогабаритный
эталон утечки для калибровки галоидных те-
чеискателей, работающий по принципу
равновесного истечения пара гексахлорэтана из
замкнутого объема через небольшое,
постоянно открытое отверстие.
Общий вид прибора представлен на рис. 1.
Это металлический цилиндр / диаметром
42 мм, высотой 100 мм, к верхней части
которого приварена крышка 2 с наконечником 3.
В центре наконечника имеется резьбовое
отверстие, куда вставляют сменные насадки. Че-
Рис. 1. Общий вид эталона утечки.
36
рез отверстие происходит истечение паров
рабочего вещества, находящегося в твердой фазе.
Рабочее вещество загружают в кольцевое
пространство между корпусом и коаксиально с
ним расположенным внутренним цилиндром 4
из мелкоструктурной металлической сетки.
Для сохранения формы внутренний цилиндр
имеет распоры в виде кольца 5 и трех
никелевых стоек 6, приваренных к сетке по
образующей. Концы стоек прикреплены к корпусу
цилиндра /. Вверху внутренний цилиндр
приварен к крышке. Дно 7 цилиндра из такой же
мелкоструктурной сетки. Сетка предохраняет
гексахлорэтан от высыпания и хорошо
пропускает пары.
Поскольку отношение площади выходного
отверстия к поверхности испарения очень
мало, можно считать, что в объеме 8 создается
равновесное давление насыщенного пара
рабочего вещества [5] и через выходное отверстие
происходит постоянное его истечение.
При калибровке течеискателя наконечник
щупа подносится к выходному отверстию течи,
пары рабочего вещества попадают на
чувствительный элемент течеискателя, вызывая его
реакцию.
Для того чтобы обеспечить неизменное
расположение выносного щупа течеискателя по
отношению к прибору в момент калибровки,
в верхней части крышки предусмотрены
направляющие с упорами 9.
Прибор комплектуется сменными насадками
с выходными отверстиями диаметром от 0,3 до
2 мм, что позволяет изменять величину потока
паров рабочего вещества в пределах,
соответствующих эквивалентным по воздействию на
течеискатель утечкам фреона от 0,2 до 1,5 г
в год.
о
h/o
а.
о
о
о
о
0*1 2345678 9S,mm2
Рис. 2. Зависимость величины утечки от площади
выходного отверстия.

Зависимость величины утечки (по потоку
фреона) от площади выходного отверстия
представлена на рис. 2. График построен по
точкам, соответствующим
среднеарифметическим значениям результатов измерений,
проведенных на 25 экземплярах прибора. При
точности изготовления отверстий насадок
±0,05 мм по диаметру максимальные
отклонения отдельных измерений от
среднеарифметического значения (на рис. 2 обозначены
точками) не превышают 80%. Это позволило при
промышленном выпуске ограничиться
выборочной градуировкой, ведя лишь строгий контроль
точности изготовления насадок.
Отклонение зависимости на рис. 2 от
линейной в области малых площадей отверстий
объясняется переходом от диффузии паров гек-
сахлорэтана в воздухе к их молекулярному
истечению.
Прибор градуировали сравнением с
калиброванной капиллярной течью путем поочередного
поднесения щупа течеискателя к капилляру и
выходному отверстию градуируемого прибора.
Эквивалентный поток от градуируемого
прибора рассчитывали по формуле
где QK — величина капиллярной течи,
измеренная по пузырькам, л- мкм/сек;
аг — отсчет течеискателя от
градуируемого прибора;
ак — отсчет течеискателя от капиллярной
течи.
Величину утечки определяли как
среднеарифметическое значение потоков,
рассчитанных по пяти измерениям.
Стабильность утечки во времени проверяли
в течение 6 месяцев на макете лабораторного
В практике расчетов многих процессов в
холодильной технике встречается задача
определения продолжительности охлаждения
однородных тел, которые близки к телам простой
формы (шару, неограниченному цилиндру,
образца. Проверка показала, что прибор
сохраняет свои характеристики во времени с
необходимой для практических целей точностью
(±25%) и может использоваться без
промежуточной градуировки более года.
Величина утечки зависит от температуры,
поскольку с изменением температуры меняется
упругость паров рабочего вещества. Это
изменение в рабочем диапазоне температур носит
линейный характер и может быть учтено
введением поправочного коэффициента. С учетом
изменения температуры величина утечки равна
Q, = Q2o(l±KA0>
где Q2o—величина утечки при 20°С;
К — поправочный коэффициент,
полученный экспериментально (/С =
= 6,6- Ю-5);
At— отклонения температуры от 20°С.
Лабораторные образцы эталона утечки
прошли производственные испытания в цехе
домашних холодильников ЗИЛ и показали
хорошие эксплуатационные характеристики.
Предусматривается промышленный выпуск
эталонов утечки марки ГАЛОТ-1 и
комплектование ими всех выпускаемых
промышленностью галоидных течеискателей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Карпов В. И., Фильченков Н. И.
Электронный галоидный течеискатель ГТИ-1. «Холодильная
техника», 1955, № 4.
2. Аннотированный каталог-справочник по течеискатель-
ной аппаратуре, выпускаемой зарубежными
фирмами. БНТИ, 1964.
3. Патент США № 3209579, кл. 73-1.
4. Патент ФРГ № 1118500, кл. 42 к 30/04.
5. Несмеянов А. Н. Давление пара химических
элементов. Изд-во АН СССР, 1961.
664.8.037.1
пластине), неограниченному бруску
квадратного сечения, кубу, а также трубе или полому
шару (с охлаждением только изнутри или
снаружи), при постоянной температуре
охлаждающей среды и равномерном начальном рас-
К определению продолжительности охлаждения сплошных и полых тел
простой формы
В. П. КОВАЛЬКОВ
Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии
37

пределении температуры. Такая задача
является обратной задаче отыскания температурного
поля во времени.
Помимо приводимых во многих источниках
(см., например, [1]) таблиц и номограмм для
отыскания температуры центра сплошных тел
простой формы, некоторые исследователи
предлагали свои приближенные формулы, удобные
для быстрого расчета продолжительности
охлаждения или нагрева [2].
Ниже предлагается достаточно точная
формула для расчета продолжительности
охлаждения или нагрева как сплошных, так и полых
тел простой формы. Этой формулой можно
пользоваться после установления в теле
регулярного режима первого рода, т. е., начиная с
момента, когда температурное поле становится
автомодельным — подобным самому себе в
любой последующий момент времени.
Практически можно считать, что такое состояние
наступает после того, как относительная
Избыта т-
температура 6. — ] €
элементарных слоев, на которые делится тело*
тем ближе такая дискретная схема к
реальному телу.
Если, например, тело (полупластина,
цилиндр, шар), охлаждаемое в симметричных
условиях от начальной температуры Т0,
разделить на п элементарных слоев, то вместо
дифференциального уравнения A) с
граничными условиями получим систему п
дифференциально-разностных уравнений
dTi
dz
АГ,-
АГ
1-Х
cin
точная
самой
Т0-Тс
удаленной от поверхности теплообмена точки
тела станет ниже ^0,8.
Рассмотрим одномерное температурное
поле, удовлетворяющее дифференциальному
уравнению теплопроводности
•, /=1,2,..., пу
B)
где i=\—номер элементарного слоя в
центре тела;
i = n — элементарный слой на поверхности
тела;
LTt=Tt-TM.
Если представить систему уравнений B)
относительно ЛГг, то после взаимной подстановки
уравнений, входящих в эту систему, получим
dT2
А Г,
[ dz
Сг +
dz
С2 +
+ и Cl
dz
Tu
дТ
с (х) т(х)—=-—
ЦХ)~0х~
A)
j3
dz дх
где х — время..
Таким же уравнением будет описываться
температурное поле пластины, цилиндра и
шара при постоянных по координате теплофизи-
ческих свойствах, если принять
c(x)f(x) = c~[<u(x) и X (х) = Хо) (х),
где су — объемная
кость;
А, — коэффициент теплопроводности;
со (х) = 1 — для пластины;
со (х) =2jtx — для цилиндра;
со(х)=4лх2— для шара (#=0 в центре
симметрии).
Известно, что при моделировании процессов
теплопроводности на аналоговых
вычислительных машинах или при решении задач методом
прямых [3] тело простой формы делят на ряд
элементарных слоев, каждый из которых имеет
свою теплоемкость ?/ = ?7 \ <u(x)dx и свое
= J- Г dx
П ~ X J со (X) '
(Л*,-)
Термическое сопротивление выносится на
границу с соседним слоем, т. е. считают, что
внутри элементарного слоя температурный
градиент отсутствует. Понятно, что чем больше
/=1,2,..., /г. C)
Однако избыточную температуру каждого
элементарного слоя по отношению к
температуре охлаждающей среды Тс можно
представить как
Ti=Tx-%LT4\ v=l,2,..,/,
удельная теплоем- где 7*1 = 2Д7\ соответствует температуре
центра тела. Поэтому после сложения величин ATiy
определяемых выражением C), получим
уравнение для определения температуры любого
элементарного слоя в некоторый момент
времени после начала охлаждения
7\- =
^i(r1 + r2+...+r„) + ^X
dz dz
X с2 (r2 + r3 + ... + r„) +
dTt
4_ dJjL с г
dz
+
+
dx
(г1 + г2 + ...+гг_,)+ ...+
термическое сопротивление
+
dz Cl-\ri-\
D)
Таким образом, произведено суммирование
(интегрирование) дважды по координате
системы уравнений B).
В уравнении D) рядом со скоростью
изменения температуры стоят выражения, представ-
38

ляющие собой произведение теплоемкости
элементарного слоя на сумму термических
сопротивлений до охлаждающей среды в первой
части выражения и на сумму сопротивлений до
точки, температура которой определяется, —
во второй части выражения. Эти выражения
приводят нас к понятию статического момента
теплоемкости по аналогии со статическим
моментом в механике.
Реальное температурное поле получим при
увеличении числа элементарных слоев до
бесконечности (п-*»оо) и при уменьшении их
толщины до дифференциала. Тогда уравнение D)
перейдет в интеграл Стилтьеса
Т (X, х) - Тс (х) = - J i^- (X, х) dMc (X) +
л-=0
+ ( ^-(г,,)с1Мх(Щ; ^г-<о, E)
J д х dz
где dMc — статический момент теплоемкости
элементарного слоя dx тела
относительно охлаждающей среды,
представляющий собой
произведение теплоемкости элементарного
слоя толщиной dx на сумму всех
термических сопротивлений от
данного слоя до охлаждающей среды;
dMx — элементарный статический момент
теплоемкости относительно точки,
температуру которой требуется
найти.
Из уравнения E) можно получить
безразмерный комплекс — обобщенное время — по
типу известного критерия (числа) Фурье, но
более полный, так как в него войдут граничные
условия и будет учитываться форма тела
Fo* =
Fo
Fo* =
2МС
F)
где Мс
полный статический момент
теплоемкости относительно охлаждающей
среды, т. е. сумма всех
элементарных моментов теплоемкости
г
Мс = Г dMc(x). G)
Для неограниченной однородной пластины
толщиной 2/ с симметричными граничными
условиями третьего рода
/ 1 . I— х\
dMc
dx\
Мс =
Тогда
cili
\ а ' 2Х / a \Bi ' 2 / w
2 Мс
V Bi
*+«
При Bi->oo Fo*~>Fo; этим объясняется
введение в выражение F) коэффициента 2.
Момент теплоемкости тела простой формы
при граничных условиях третьего рода удобно
подсчитывать следующим образом. Сначала
определяют момент теплоемкости при
граничном условии первого рода, например для пла-
Р
станы Mt= , а затем прибавляют
произведение теплоемкости всего тела на
поверхностное термическое сопротивление, например
для пластины -^—.
а
Для определения Мс тел вращения следует
принимать во внимание, что полный момент
теплоемкости относительно охлаждающей
среды всегда равен полному статическому
моменту термического сопротивления относительно
центра симметрии тела. Элементарный момент
термического сопротивления (для
элементарного слоя dx) представляет собой
произведение сопротивления элементарного слоя на
теплоемкость массы, ограниченной контуром
элементарного слоя.
В общем виде выражение для полного
момента теплоемкости (термического
сопротивления) сплошного однородного тела простой
формы при симметричных граничных условиях
третьего рода будет иметь вид:
Mt
Cjl
/ \ о ' 21 j af \ Bi ^ 2 У '
(9)
где /=1; 2; 3-
коэффициент формы
соответственно для пластины,
цилиндра и шара.
На рисунке в единую номограмму сведены
известные аналитические решения для
изменения относительной избыточной температуры
f у1
центра б2 = — однородных тел простой
формы при постоянной температуре среды Гс,
неизменных теплофизических коэффициентах и
при равномерном начальном распределении
температуры Г(х,0)=Г0. В качестве
обобщенного времени принят комплекс
Fo** = Fo* — = —— = ———.
/ 2Mcf 2_
Bi
Особенность этой номограммы, отличающая
ее от номограмм в координатах 9i—Fo,
состоит в том, что при определенной
температуре центра (9i = 0,35) все линии,
изображающие решения от Bi = 0 до Bi = oo для всех тел
простой формы, пересекаются в точках, име-
39

О/
0,9
0 8
0,7
0,6
0,5
ОА
0,3
0,2
е,
А
'i ж
М
v\
V
V
\1
о=
9.1
\
Чч
Р
Ч?'л
К V
\\\
\\
№
\\\
W
1
У \
\
\\
\\\
\%
2
Sk<<>
^^¦"ч
ъ
L5*
v\U
1
0,3
*
l4^
* ъ^
сР
vi
1
н
1
V
44
^
0
5
0,6
. Охлаждение изнутри J
1 1 ^L| i>f>o
"" UXJiujtLUcHu
снаружи
\ °
3
4*-
%ч
V"
бой отношение момента
теплоемкости (или
термического сопротивления) пластины
к моменту теплоемкости
тела
/=
"'At!
A0)
Обобщенная номограмма для определения продолжительности
охлаждения или нагрева сплошных и полых тел простой формы (шара,
неограниченных пластины и цилиндра) по изменению температуры наиболее
удаленной от поверхности теплообмена точки.
нуемых в дальнейшем «сводящими», которые
соответствуют значениям Fo** для пластины,
0 525 0 525
цилиндра и шара — 0,525, ' и —^— •
Если бы имелась номограмма в координатах
Fo*—0ь то была бы единственная точка
(9i = 0,35; Fo* = 0,525), через которую пройдут
все решения для рассматриваемых тел.
Указанная особенность может оказаться
полезной при определении теплофизических
характеристик материалов либо коэффициента
теплообмена, так как при 9i = 0,35 т=1,05 Мс%
а также при проведении опытов по проверке
правильности учета граничных условий.
На номограмме видно, как влияет форма
тела на продолжительность охлаждения: для
01 = 0,35 продолжительность охлаждения
обратно пропорциональна коэффициенту формы
тела. Так, например, продолжительность
охлаждения до значения относительной
избыточной температуры центра 01 = 0,35 шара
радиусом / по сравнению с пластиной толщиной 21
до такой же температуры центра и при тех же
граничных условиях будет в 3 раза меньше.
Согласно выражениям (8) и (9)
коэффициент / тела простой формы представляет со-
/=
Коэффициент f,
определяемый выражением A0),
является интегральным
коэффициентом, вытекающим из
уравнения E). Таким
образом, можно определить
коэффициенты формы полых
неограниченного цилиндра
и шара.
Для полого цилиндра при
теплообмене на наружной
поверхности и отсутствии
теплообмена изнутри
коэффициент / согласно
уравнению A0) будет равен
?+>
Дз + /?1 , R2 + R
Bi7?2
где l = R2—R\
Ri
+ •
21
R\ , R2
- — In —
K/<2,
A1)
•толщина стенки;
• малый радиус;
Bi:
Аналогично для полого
внешнем теплообмене
шара только при
/¦
а+т)
/?!-/?; R2 + Rl ri
l</<3. A2)
BlRll
+
2/
IR2
Для полых неограниченного цилиндра и
шара при охлаждении снаружи коэффициент
формы больше единицы. Это способствует
улучшению теплообмена по сравнению с
пластиной той же толщины, что и полое тело. Для
них «сводящие» точки температурных линий
внутренней поверхности будут находиться в
40

промежуточном положении между
«сводящими» точками для температуры центра
сплошных тел.
При охлаждении изнутри полых тел их
округлая форма способствует увеличению
продолжительности процесса по сравнению с
пластиной той же толщины. «Сводящие» точки
будут находиться правее, и коэффициент f
будет изменяться в пределах от 1 до 0. В этом
легко убедиться, получая его значения по
формуле A0).
Для полого цилиндра при внутреннем
теплообмене и отсутствии внешнего
/=
ь»
#2 + /?i Да + /?i
*1 , *>
^ Р Яг
-;0</< 1.A3)
Для полого шара при внутренней
теплообмене
/=
+
4-
R\
R2 + R1
Bi Я$1
21
+
IRi
0</<l. A4)
Пример. У трубы, теплоизолированной снаружи,
#2 = 0,1 м и i?i = 0,09 м. Труба охлаждается изнутри от
некоторой начальной температуры, одинаковой по всей
толщине стенки, до 9i = 0,4 на поверхности,
примыкающей непосредственно к изоляции, при Bi=10.
Определим, насколько будет продолжительнее процесс
охлаждения трубы по сравнению с охлаждением плоской
стенки той же толщины и при тех же условиях.
Из номограммы (см. рисунок) видно, что при 0i =
= 0,4 продолжительность охлаждения больше в ~ -у
раза, как если бы при 01 = 0,35. Находим по формуле A3)
значение /=0,915. Тогда -7- = 1,095. Это значит, что
продолжительность охлаждения на 9,5% больше. При
охлаждении трубы снаружи и отсутствии теплообмена
изнутри для подсчета коэффициента формы надо
воспользоваться формулой A1). Находим /=1,06, тогда
" =0,945. Следовательно, продолжительность
охлаждения меньше на 5,5%.
В номограмме есть еще одна особенность:
линии одинаковых значений Bi после их
продолжения за ось Fo** пересекаются почти з
одной точке для всех тел. Так, в точке А
сходятся все решения с Bi = oo, а все остальные
точки пересечения лежат на отрезке ОА и
делят его приблизительно в отношении . .
F 1 + Bi
Это позволило описать процесс изменения
относительной избыточной температуры цент-
у f
pa ©i = -zr—iT" тел простой формы (или
¦* о * с
температуры поверхности полого тела,
противоположной поверхности теплообмена) после
наступления регулярного режима первого рода
одним общим уравнением, исходя из
геометрического положения прямых линий в
номограмме. Продолжительность охлаждения
(нагрева) будет определяться формулой
X
a \Bi ' /
0,061 (-
0,525
/
X
Bi
+ Bi
2,з ig—:+
Bi
1+ Bi;
X
l,05cp-b 0,096
Bi
1+ Bi
X 0,064<p +
0,05
где
»=т-
n
1,05? + 0,096
Bi
A5)
1+ Bi/
/ — характеристический линейный размер
тела: для пластины — полутолщина,
для сплошных шара и цилиндра —
радиус, для полых' тел — толщина
стенки.
Коэффициент ф равен единице для всех тел
вращения. Для сплошных неограниченного
бруска сечением 21x21 и куба со стороной 2/
значения ф соответственно 2 и 3, но для этих
тел /=1. Как было отмечено, для пластины,
цилиндра и шара коэффициент f имеет
значения соответственно 1, 2 и 3. Для полых
цилиндра и шара значения коэффициента f
определяются по формулам A1) — A4).
Формулой A5) можно пользоваться для
определения продолжительности охлаждения и
нагрева сплошных и полых тел простой формы,
а также сплошных неограниченного бруска
квадратного сечения и куба после
наступления регулярного режима первого рода, т. е.
когда 6i<0,8; при этом максимальная
погрешность не превышает 1,5%.
Приближенное решение для полых
неограниченного цилиндра и шара можно получить
также и с помощью номограммы. Для этого,
определив коэффициент формы / по одной из
формул (И) — A4), надо найти
соответствующее значение Fo** =
0^525
/
и отложить на
линии 01 = 0,35. Затем соединить полученную
«сводящую» точку с точками О (решение для
Bi = 0) и А (решение в регулярной области для
Bi = °o). Все остальные решения находятся
между этими двумя пересекающимися прямы-
41

ми. При этом линия Bi=l будет биссектрисой
между линиями Bi = 0 и Bi = oo.
Точность формулы A5) для регулярной
области (8i<0,8) выше, чем номограммы,
приведенной на рисунке.
Выводы
Приведен вывод одномерного уравнения
теплопроводности с интегралами Стилтьеса, в
которых интегрирующими функциями являются
функции, зависящие от координаты,
коэффициентов теплопереноса и формы тела.
Функции представляют собой моменты первого
порядка (статические).
Полученный из уравнения безразмерный
комплекс — обобщенное время — для
однородных тел простой формы представляет собой
комбинацию критерия Био, числа Фурье и
коэффициента формы тела.
Дана обобщенная номограмма для
определения продолжительности охлаждения сплош-
Технологическая лаборатория АтлантНИРО
провела работу по изучению первичной
обработки сардинопса (южноафриканская
сардина) на судах типа РТМ в юго-восточной
Атлантике. Сардинопс содержит 7,6% жира и
19,3% белка. Выявлены изменения качества
при хранении мороженой продукции,
упакованной в пленки и без упаковки.
Из сардинопса вырабатывают деликатесные
консервы в масле. Исследованы качественные
изменения при хранении сырца-сардинопса до
замораживания. Хранение проводилось в
бункерах с холодной циркулирующей водой. За
1,5—2 ч рыба охлаждается до 0—2°С. При
таких условиях качество сардинопса при
хранении в течение 4—6 ч не претерпевает особых
изменений. При более длительном пребывании
рыбы в воде качество ухудшается: изменяется
цвет жабр и бледнеет кожный покров.
Неохлажденный сардинопс направляли на
замораживание сразу после вылова или через 1 —
1,5 ч. Рыбу замораживали в противнях,
выстланных полиэтиленовой пленкой, и без пленки,
ных и полых тел простой формы по изменению
температуры наиболее удаленной от поверх-
ности теплообмена точки при постоянной
температуре среды, симметричных граничных
условиях и неизменных во времени теплофизиче-
ских коэффициентах.
Из геометрического положения прямых
линий в номограмме получена формула для
расчета продолжительности охлаждения
сплошных и полых тел простой формы после
наступления регулярного режима первого рода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лыков А. В. Теория теплопроводности. Изд-во
«Высшая школа», 1967.
2. Р ю т о в Д. Г. О расчете продолжительности
охлаждения пищевых продуктов. Сборник докладов от
СССР на Московской конференции Международного
института холода, 1959.
3. Б е р е з и н И. С, Жидков Н. П. Методы
вычислений. Т. 2. Изд-во «Наука», 1966.
664.951.037.5
при разной продолжительности процесса
замораживания.
При замораживании температура в центре
блока сардинопса в первом опыте через 4 ч
составила в пленке —11°С, без пленки —13°С,
через 5,5 ч —23 и —30°С. Во втором опыте
через 4 ч соответственно —12 и —15°С; через
5,5 ч —22 и —28°С.
Опыты показали, что при достаточно
интенсивном замораживании некоторое замедление
процесса замораживания рыбы в пленке не
оказывает отрицательного влияния на
качество.
Для удобства упаковки рыбы был применен
специальный раскрой пленки по форме
противня. Для упаковки использовали тонкую
полиэтиленовую пленку толщиной 60—80 ж/с. Ее
расход на 1 ц рыбы 0,5—0,6 кг. При таком
раскрое пленка плотно прилегает и примерзает
к рыбе, что значительно уменьшает усушку
продукта.
Изменение веса сардинопса при
замораживании приведено в табл. 1.
Замораживание и хранение сардинопса
. Канд. техн. наук Н. И. СУКРУТОВ ————————
АтлантНИРО
42

Показатели
Вес рыбы, г:
\ до замораживания
после заморажива-
1 ния
Потери веса:
°/о . •
Т
Опыт 1
я
ленк
я
со
су
о
119318
118245
1073
0,9
нке
ч
я
со
136957
136556
401
0,3
а б л и ца 1
Опыт 2 I
я
ленк
я
со
си
о
20467
20314
153
0,74
нке
¦=5
Я
СП
30439
30365
69
0,23
При извлечении блоков из противней
исключается операция оттаивания. Блоки рыбы
в пленочной упаковке к противням не
примерзают и легко отделяются при постукивании
противнем о край стола.
При замораживании сардинопса без пленки
рыбу глазировали пресной водой при
температуре воздуха ниже 0°С и двукратном
погружении блоков; вес глазури составлял 7—9% от
веса блоков.
Для изучения качества мороженой рыбы при
хранении сардинопс был заготовлен в
полиэтиленовой и полиэтиленцеллофановой
пленках без вакуумирования, в пакетах (для
мороженых брикетов) из полиэтиленцеллофана с
вакуумированием, глазированным и неглази-
рованным (контроль).
Опытную продукцию упаковывали в
обычные картонные коробки и хранили вместе с
основной в трюмах судоЕ и в камере портового
холодильника при —14-i—18°С. В процессе
хранения изучали появление раннего
подкожного пожелтения на мясе мороженого
сардинопса, определяли потери веса при разной
упаковке и исследовали окисление жира.
Опыты по изучению пожелтения рыбы
проводили на месте промысла. Вскрывали
кожный покров сардинопса и наблюдали за
появлением первых признаков пожелтения и
интенсивностью его развития. Исследовали
рыбу живую, охлажденную, замороженную и
после длительного хранения. Опыты
показали, что мороженый сардинопс подвержен
раннему подкожному пожелтению (табл. 2).
Т^а б л и ц а 2
Период заготовки
Ноябрь
Количество рыбы (%)
пожелтением при хран
0 | 2
25
15
5
65
50—60
—
5
80
—
60—70
с подкожным
ении (сутки)
15 | 30
80
70
80
90
80
85
У живой рыбы, а также после двухчасового
охлаждения пожелтения не наблюдалось.
Уже в первый день после замораживания
начинают появляться заметные точки и
полоски желтизны на спинке и боковой части. В
последующие дни появлялась поверхностная
желтизна у 40—50% экземпляров.
Образование пожелтения на поверхности не
ухудшает вкусовых качеств продукта. Оно не
связано с окислением жира рыбы, а
объясняется действием содержащихся в нем
красящих веществ. Упаковка в пленку и
глазирование с антиокислителями не предохраняет
рыбу от пожелтения. Такому пожелтению
подвержены также атлантическая ставрида и
скумбрия.
Первые результаты по изучению желтизны
рыбы, выполненные технологической
лабораторией АтлантНИРО, были опубликованы
ранее [1, 2]. В настоящее время продолжается
исследование причин раннего подкожного
пожелтения.
Проведено определение убыли веса
мороженого сардинопса при хранении в разной
упаковке (табл. 3).
Таблица 3
! Срок
хранения,
месяцы
1,5 |
3,0
4,0
Изменение веса при хранении мороженого cap- j
дин о пса, %
в пленке
без вакуумирования

полиэтиленовая
0,12
0,17
0,21
полиэти-
ленцелло-
фановая
0,13
0,23
0,28
с
вакуумированием
0,13
0,16
0,18
без пленки
неглазиро-
ванная
0,45
0,8
1,1

глазированная
0,59
1,3
1,6
При хранении в пленке убыль веса
продукции за 4 месяца составила 0,2—0,3%. Не
наблюдалось большого различия в изменении
веса рыбы в упаковке без вакуумирования и с
вакуумированием. При длительном хранении
в пленочных пакетах вакуум не сохранялся
или он был незначительным.
Убыль веса неглазированной продукции
в обычной упаковке достигла 1%. У
глазированных блоков потеря веса примерно такая
же или несколько большая; вес блоков
уменьшается в основном за счет испарения ледяной
глазури.
При хранении жир сардинопса интенсивно
окисляется. Для изучения химических
изменений в жире рыбы определяли йодное число,
альдегиды и другие показатели. Йодное число
43

в жире рыбы-сырца составляло 190—195 мг
на 100 г жира. В период хранения мороженой
рыбы йодное число вследствие интенсивного
окисления жира снизилось до 153—160 мг на
100 г. Образовавшиеся в жире перекисные
соединения обусловливают накопление
вторичных продуктов, в частности, кетонов и
альдегидов. Присутствие альдегидов устанавливали
бензидиновым методом с помощью электрофо-
токолориметра ФЭК-56 при длине волны
364 мк [3]. Через 1 —1,5 месяца хранения сар-
динопса количество альдегидов составило
12—16 мг % коричного альдегида.
Окисление жира мороженого сардинопса,
обнаруживаемое по запаху при варке
продукта, ощущалось через 1—1,5 месяца при
хранении неглазированной рыбы и через 2—2,5
месяца — глазированной и в невакуумированной
пленочной упаковке. При этом сардинопс
сохраняется лучше, когда мороженая продукция
заготавливается из свежевыловленного сырца
или после недлительного его хранения с
момента вылова B—4 ч). Хранение сардинопса
в пленочных пакетах со слабым вакуумирова-
нием по сравнению с хранением
глазированной рыбы и в невакуумированной упаковке не
снижает окислительного процесса в жире
сардинопса.
Выводы
Сырец — сардинопс сохраняет хорошее
качество в бункерах с водой при температуре
0—2°С в течение 4—6 ч. При более
длительном хранении свежей рыбы в воде, хотя и
охлажденной, ухудшается ее внешний вид
и происходит заметное окисление жира, что
ухудшает качество мороженой продукции.
Допустимые сроки хранения мороженого
сардинопса при температуре —14—=—18°С
определяются окислением жира и составляют:
1 —1,5 месяца при обычном хранении
неглазированной или слабо глазированной рыбы,
когда образуется небольшое количество глазури
B—3%); 2—2,5 месяца при хранении хороша
глазированной рыбы или замороженной в
пленочной упаковке без вакуумирования; слабое
вакуумирование в пленочных пакетах не
предотвращает окисления жира.
В морских условиях допустима и
сравнительно эффективна невакуумированная
упаковка в пленки перед замораживанием рыбы.
Такая упаковка может осуществляться на
судах типа РТМ, СРТМ, где площадь рыбного
цеха не позволяет установить необходимые
глазировочные аппараты или вакуумукупороч-
ные машины.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сукрутов Н. И. Пути улучшения заготовки и
хранения мороженой рыбы, добываемой в Средней
Атлантике. «Рыбное хозяйство», 1963, № 5.
2. С у к р у т о в Н. И. Изменение качества мороженой
рыбы при хранении. Технология рыбных продуктов.
АтлантНИРО, 1966.
3. Л ю б а в и н а Л. А. Объективный метод
определения степени окисления жира соленой сельди.
«Рыбное хозяйство», 1967, № 4.
К сведению
авторов!
При подготовке статей для журнала «Холодильная техника» необходимо
руководствоваться следующими правилами.
1. Статьи печатаются на пишущей машинке на одной стороне листа через два
интервала и направляются в редакцию в двух экземплярах.
2. Размер статей для основного раздела не должен превышать 10 стр., для разделов
«Обмен опытом», «Консультация» — 7 стр. машинописного текста, число рисунков не
должно быть более пяти.
3. Формулы вписываются в статью разборчиво, с указанием прописных и строчных
букв и с обводкой красным карандашом букв греческого алфавита.
4. В списке литературы к статье приводятся: фамилия и инициалы автора, название
книги, статьи, реферата, диссертации, а также издательство, год издания (или название
журнала, год выпуска и номер).
5. Рисунки и фотографии к статье прилагаются в двух экземплярах. Чертежи и
схемы выполняются четко карандашом или тушью согласно правилам черчения.
Представляемые светокопии должны быть ясными. Допустимый наибольший размер
чертежа 407X576 мм.
Подрисуночные подписи печатаются на отдельной странице и прилагаются к статье.
6. Одновременно со статьей необходимо представлять реферат. В нем излагается
существо статьи, приводятся данные о характере работы и основные ее результаты.
Таблицы, графики, схемы, цифровые данные и т. д. допустимы лишь в том случае,
если обобщают материал статьи и сокращают текст реферата, при этом изменение
принятых в статье обозначений не допускается. Объем реферата не должен
превышать 8А страницы машинописного текста, отпечатанного через два интервала.
7. Представляемая в редакцию статья должна быть подписана автором.
Статьи просьба направлять по адресу: Москва, И-434, ул. Костякова, 12. Редакция
журнала «Холодильная техника».

ОБМЕН ОПЫТОМ
Схема управления компрессором при помощи плавного
регулирования числа оборотов электродвигателя
621.57.041:621-52
Институтами ВНИХИ и ВНИИэлектропри-
вод разработана и испытана система
регулирования холодопроизводительности
компрессора путем плавного изменения числа
оборотов электродвигателя (Колотий Ю. И. и др.
Плавное регулирование
холодопроизводительности компрессора. «Холодильная техника»,
1968, № 4).
Для регулирования числа оборотов
электродвигателя компрессора применен
асинхронный полупроводниковый вентильный каскад
с инвертированием энергии скольжения в сеть
(Онищенко Г. Б. Асинхронные вентильные
каскады. «Энергия», 1967). Скорость
асинхронного двигателя в схеме вентильного
каскада регулируется изменением
электродвижущей силы (э.д.с.) инвертора. Последняя
действует навстречу э.д.с. ротора двигателя.
Таким образом, э.д.с. ротора уравновешивается
падением напряжения на активных
сопротивлениях роторной цепи, коммутационным и
внутренним падением напряжения в вентилях,
а также э.д.с. инвертора. При неизменной
нагрузке скольжение двигателя однозначно
определяется э.д.с. инвертера. Последнюю можно
регулировать, меняя с помощью системы
регулирования угол отпирания управляемых
вентилей инвертора каскада.
Автоматизированный электропривод
компрессора управляется специальной
электрической схемой, разработанной лабораторией
контрольно-измерительных приборов и
автоматики ВНИХИ1 (рис. 1).
1 Схема разработана под руководством канд. техн.
наук В. С. Ужанского. В разработке схемы принимали
участие старшие инженеры лаборатории КИПиА
В. П. Быков, И. Р. Лебедева, а в усовершенствовании
ее — Ф. И. Андросов и Г. И. Кропин.
Схема предусматривает два режима
управления: ручной и автоматический.
Режим ручного управления. В этом режиме
ключ КУ находится в положении «Ручной» и
управление передается на ключи КРУ и К.
Замкнуты контакты 2ку и 5ку.
После включения напряжения
переключатель К переводят в положение «Стоп». Тогда
контакт К-2 замыкает цепь реле РН, которое
срабатывает и контактами рн-1 включает
лампу готовности Ли рн-2 — подготавливает
цепь включения реле ЗРП, рн-3 —
удерживается в дальнейшем до полного выключения
установки. Одновременно открываются
соленоидные мембранные вентили 1СВ и 2СВ
байпасов (разгрузочных линий) ступеней
низкого и высокого давлений компрессора.
Скорость вращения электродвигателя
регулируется изменением напряжения ?/вых,
снимаемым с делителя (потенциометра) /?3. Пуск
компрессора возможен лишь в том случае,
если движок задающего потенциометра R$
выведен в крайнее положение,
соответствующее наименьшей скорости электродвигателя.
Это положение сигнализируется размыканием
концевого выключателя КВМ. Для ввода в
пусковое положение после включения
образуется цепь через контакты 2ку, Зрп-2 и 4рп-2,
в которой срабатывает реле 1РП. Это реле
контактами 1рп-2 и lpn-З включает в работу
реверсивный двигатель Дв, который выводит
движок задающего потенциометра. По
достижении крайнего положения контакт КВМ
размыкается и реле 4РП отключается. Контакт
4рп-5 включает сигнальную лампу Л2
(минимальные обороты).
Замыканием контакта 4рп-3 разрешается
пуск компрессора. Для пуска компрессора пе-
45

\ Рут-
\ W-Z-3- к
\ ЩП
\ hpn-Яг -%НВБ-1
\ 1РППП
\ ?pn-l\t_
lpn-Z
1рп-3
а
ipn-z
Писк- К,Стоп Jpm bpn~3 п
>dl
im5 чг^г-
5LU0
ЗРП
Зрп~7
ж
Зрп-5
J
1тТ
"HI—
вн-1
kpn-5
4}
-о
-о
-#5
W
Ш7
/??
т
3
jJbB-Z
-о о —
¦в?
-в^
ОТ
A/pf » /7/77??/?
к>?04
нжз
-О
РН
17
оц-3
hi—
Рис. 1. Электрическая схема управления
компрессора при помощи плавного регулирования числа
оборотов электродвигателя:
/ — пакетный переключатель; 2 — стабилизатор
напряжения; 3 — выпрямитель; 4 — фильтр
выпрямителя; 5 — задающий потенциометр; 6 —
электронный регулятор температуры; 7 — ключ
выбора режима работы компрессора; 8 — ключ
ручного управления; 9 — цепь управления
реверсивным двигателем; 10 — реверсивный двигатель
задающего потенциометра; 11 — реле управления
электродвигателем компрессора; 12 — реле
выдержки времени; 13 — пусковое реле; 14 —
байпас низкой ступени; 15 — байпас высокой
ступени; 16 — реле времени; 17, 18, 19 — сигнальные
лампы соответственно включения установки,
сигнализации минимальных и максимальных оборотов-
двигателя; 20 — автоматический мост; 21 —
измеритель скорости; 22 — измеритель мощности;
23 — измеритель давления; 24 — реле напряжения;
Вк — пакетный переключатель; Пр —
предохранитель; СИ — стабилизатор напряжения; Д\—Д4 —-
диоды; С\—С2 — конденсаторы; R\ —
сопротивление; R2, Rt — переменные сопротивления; R3 —
задающий потенциометр; КУ, КРУ, К — ключи
управления; Тр — трансформатор 120/35 в; 1РТ—
электронный регулятор температуры типа ЭР-С-59;
2РТ — автоматический самопишущий мост типа
МСР-1; 1ИС — самопишущий вольтметр типа
Н375, градуированный в об/мин электродвигателя:
1ИМ — самопишущий ваттметр типа Н377; УП —
вольтметр типа М362; 1ИД — самопишущий
манометр типа МВБ-410; 1РП—4РП, 6РП, РН —
электромагнитные реле типа МКУ-48; РВ — реле
времени типа РВПМ-1; Л\—Лъ — сигнальные
лампы; 1СВ, 2СВ — соленоидные мембранные
вентили; Дв — асинхронный электродвигатель типа
РД-09; КВБ, КВМ — микропереключатели.
реключатель К переводят в положение
«Пуск». Через контакты К-1, рн-2, 5ку и
4рп-3 получает питание реле ЗРП, которое,,
срабатывая, удерживается через свой контакт
Зрп-3. Контакт Зрп-7 включает пусковое реле
СРП. Контакт Зрп-5 закрывает соленоидный
вентиль 1СВ байпаса ступени низкого
давления, а контакт Зрп-6 включает реле времени
РВ. По истечении заданной выдержки
времени контакт рв-1 закрывает соленоидный
вентиль 2СВ байпаса ступени высокого давления
компрессора.
Во избежание вредных толчков тока
перестановка задающего потенциометра в сторону
увеличения скорости допускается лишь после
окончания процесса запуска. Это
сигнализируется замыканием контакта АУЭП.
Для увеличения скорости ключ ручного
управления КРУ переводят на короткое время в
положение б (больше). При этом срабатывает
реле 2РП и контактами 2рп-2 и 2рп-3
включает реверсивный двигатель Дв типа РД-09,
который переставляет движок потенциометра
У?з и изменяет выходное напряжение UBhlx
(рис. 2). Перевод потенциометра из одного
крайнего положения в другое занимает около
1,5 мин. - .
При достижении крайнего положения
(максимальной скорости) размыкается контакт
концевого выключателя КВБ-1, который
отключает реле 2РП и, следовательно, останав-

Iя
800
700
600
500
^Н(Щых)
j
о
1Z
16
28 2k ЩтЛ
Рис. 2. Зависимость числа оборотов пдв
электродвигателя компрессора от управляющего
напряжения i/вых-
ливает двигатель потенциометра. Контакт
КВБ-2 включает сигнальную лампу Лъ
(максимальные обороты).
Для уменьшения скорости ключ КРУ
переводят в положение м (меньше), включая
реле 1РП. Это реле контактами 1рп-2 и 1рп-3
управляет двигателем Дв. В крайнем
положении размыкается контакт КВМ, отпускает
реле 4РП и за ним — 1РП. Потенциометр
останавливается. Контактом 4рп-5
включается сигнальная лампа Л2 (минимальные
обороты).
По достижении любого требуемого числа
оборотов в диапазоне от 530 до 970 в минуту
в процессе их повышения и понижения
тумблер КРУ необходимо перевести в положение
о (отключено).
• Число оборотов компрессора определяют по
самопишущему вольтметру 1ИС типа Н375,
градуированному в об/мин электродвигателя.
Сигнальные лампы Л2 и Л3 горят
соответственно только при минимальных и
максимальных оборотах. При промежуточных оборотах
компрессора эти лампы выключены.
Выходное напряжение UBUX контролируется
указателем УП (вольтметр типа М352).
Максимальное отклонение стрелки указателя
соответствует ?/БЫх = 0 и наибольшим числам
оборотов электродвигателя компрессора.
Режим автоматического управления. В этом
режиме ключ КУ устанавливают в положение
«Автоматический». Работой реле 1РП и 2РП
и, следовательно, изменением числа оборотов
управляют выходные контакты электронного
регулятора температуры 1РТ типа ЭР-С-59.
Регуляторы температуры 1РТ и 2РТ
контролируют заданную температуру кипения
холодильного агента.
Пускают и останавливают компрессор
контактом 2рт автоматического моста 2РТ типа
МСР-1. Температура срабатывания этого
контакта на 1—2°С ниже заданной температуры
кипения холодильного агента (защита от
чрезмерного понижения температуры). Как и
при ручном управлении, запуску компрессора
предшествует перестановка движка
потенциометра i?3 в положение минимальной скорости.
В остальном работа схемы в этом режиме
не отличается от описанной выше работы
схемы в ручном режиме.
Данная схема позволяет плавно
регулировать скорость вращения электродвигателя
компрессора в пределах от 530 до 970 об/мин.
Испытания компрессора ДАУУ-100 с
регулируемым числом оборотов подтвердили
работоспособность описанной схемы, а также
техническую и экономическую целесообразность
применения регулируемого электропривода по
схеме асинхронного вентильного каскада для
холодильных компрессоров.
ю. и. колотий — внихи
Реле асимметрии фаз
621.318
Реле асимметрии фаз применяется для
защиты асинхронных электродвигателей
герметичных холодильных машин от работы при
пониженных напряжениях в фазах, возникающих
вследствие коротких замыканий или
неравномерной нагрузки в системе электроснабжения.
На рисунке приведена принципиальная
схема реле асимметрии фаз, состоящая из фильтра
напряжения отрицательной
последовательности ФНОП и триггера Шмидта с эмиттерной
связью.
Фильтр напряжения отрицательной
последовательности составлен из двух последовательно
соединенных цепей RC. Одна цепь
подключается к линейному напряжению фаз А и В,
вторая — к В и С. Нагрузкой фильтра служит
первичная обмотка разделительного
трансформатора Тр.
47

№ № Q
*л,
д f Ь f
-«# дела
управления
токоприемника
Принципиальная схема реле асимметрии фаз:
R{—Rs — резисторы; С{—С4 — конденсаторы;
Д{—Д9 — диоды; Ть Т2 — триоды; Р, IP — реле;
Тр — трансформатор.
Триггер с эмиттерной связью собран на двух
плоскостных триодах Гь Т2 и имеет одно
устойчивое состояние. Переброска триггера из
устойчивого состояния в неустойчивое
осуществляется входным напряжением определенного
уровня.
В исходном состоянии триод Т{ закрыт,
триод Т2 открыт и насыщен. Это состояние
задается с помощью делителя /?4, Rs-
Результирующее сопротивление делителя выбирается
достаточно малым для исключения влияния
обратного тока коллектора в закрытом состоянии
триода Т\.
Если входной сигнал прикладывается в
направлении отпирания триода Ти то при ивх =
= иэ (иэ — падение напряжения на диоде Д%)
начнет отпираться триод Тх. Дальнейшее
увеличение входного сигнала понижает потенциал
базы триода Т{ и повышает ток коллектора.
Уменьшение тока 1К2 и соответствующее
падение напряжения на диоде Д8 является
положительной обратной связью для триода Гь а
увеличение тока /К1 и соответствующее падение
напряжения на Д8 — положительной обратной
связью для триода Т2 и отрицательной
обратной связью для триода 7V Если положительная
обратная связь больше отрицательной, то
триггер переходит в неустойчивое состояние.
Дальнейшее увеличение входного сигнала иВх не
изменяет состояния триггера. Переход в
устойчивое состояние произойдет только при
снижении входного сигнала до величины, несколько
меньшей иэ.
Работа реле асимметрии фаз сводится к
следующему. При симметрии питающей сети
напряжение на выходе ФНОП равно нулю. На
катушку реле Р подается напряжение и его
контакт IP в цепи управления
электродвигателя компрессора замкнут.
Если в сети произошло нарушение симметрии
питающего напряжения, то на выходе ФНОП
появляется сигнал, пропорциональный
величине асимметрии. Этот сигнал через
разделительный трансформатор Тр и двухполупериодную
выпрямительную ячейку с диодами Д4 — Дч
поступает на вход триггера с эмиттерной
связью. Когда входной сигнал достигнет
величины Ubx^Uq, произойдет переброска триггера
в неустойчивое состояние. Реле Р обесточится
и отключит электродвигатель компрессора.
Повторное включение его будет возможно только
при восстановлении симметрии напряжения
фаз.
В соответствии с требованиями «Правил
устройства электроустановок» (ПУЭ) порог
срабатывания реле при асимметрии фаз
выбран равным ±5%'.
Приведенные параметры схемы реле
асимметрии фаз рассчитаны на подключение к
трехфазной сети с линейным напряжением 220 е.
Триггер питается от трехфазного однополупе-
риодного выпрямителя, собранного на диодах
Дг-Дз.
Налаживание реле асимметрии фаз сводится
в основном к подбору величины резисторов,
входящих в ФНОП. Для этого рекомендуется
вместо резистора R\ поставить два
параллельно соединенных резистора МЛТ-2 на 20 ком и
последовательно с ними включить переменный
резистор СПО-0,5 на 2,2 ком. Вместо резистора
/?2 — резистор МЛТ-2 на 6,2 ком и
последовательно с ним СПО-0,5 на 2,2 ком. К выходным
клеммам ФНОП подключить вольтметр со
шкалой 5—10 в и входным сопротивлением не
менее 200 ком/в. Изменяя величину переменных
резисторов, добиваются нулевого положения
стрелки измерительного прибора.
ФНОП следует настраивать при симметрии
питающей сети.
Предлагаемое реле асимметрии фаз
показало хорошие результаты при эксплуатации.
В. В. МИРОНЕНКОВ — Ленинградский
специализированный комбинат холодильного оборудования
¦

Малоинерционная схема астатического импульсного
регулирования температуры кипения
621.56 — 52
В институте Белгипропищепром автором
разработана малоинерционная схема
астатического импульсного регулирования температуры.
В отличие от значительно более инерционной
схемы астатического импульсного
регулирования температуры, разработанной Одесским
институтом «Пищепромавтоматика»
(«Холодильная техника», 1966, № 1), эту схему можно
применить в испарительных системах с резко
меняющейся нагрузкой, что характерно для
большинства мясо- и птицекомбинатов.
Для работы схемы достаточно одного реле
температуры независимо от числа ступеней
регулирования, причем реле должно иметь малый
дифференциал (порядка 0,2°С). Например,
достаточно использовать одну точку
регулирования машины АМУР. Реле температуры
действует на реле управления компрессорами через
импульсный прерыватель, в качестве которого
использован командный прибор типа КЭП.
Из электрической схемы (см. рисунок) и
диаграммы работы контактов КЭП (см. таблицу)
видно, что для каждого компрессора исполь-
А
РПУ
пг
г
РТ
ЧС*
нэп-z
II
РПУ
II
ИЭП-4
II
РПУ
II
нэп-ь
II
РПУ
II
НЭП-8
||
РПУ
II '
иШ г
ИЭП-1
II
1РУ
II
ИЗП-3
II.
2РУ
II
НЭП-5
II
ЗРУ
II
ИЭП-7
II
4РУ
II
0
PTW |
1РУ
гру
ЗРУ
4РУ
I I
11 1
///
г
IV
Электрическая схема:
КЭП — командный прибор; РТ — реле
температуры; РПУ, 1РУ—4РУ — промежуточные реле;
/ — питание схемы ~220 в; // — командный
прибор; /// — контроль температуры; IV —
управление электродвигателями компрессоров; Ml —
№ 4 — компрессоры.
зуется по два контакта прибора, один из
которых (КЭП-Г) периодически повторяет
импульсы на включение данного компрессора, а
другой (КЭП-2) — на его отключение, причем
импульсы на включение повторяются через вдвое
меньший промежуток времени.
Период повторения импульсов зависит от
числа имеющихся компрессоров.
В нашем случае (диаграмма составлена для
четырех компрессоров) период повторения
импульсов на включение и отключение для
системы в целом равен соответственно 15 и
30 мин, а для отдельно взятого компрессора
60 и 120 мин.
При подаче очередного импульса возможны
два случая: температура выше нормы
(контакты реле температуры РТ замкнуты, см.
таблицу) и температура ниже нормы (контакты
реле РТ разомкнуты). В первом случае подается
импульс на включение компрессора, во
втором — на отключение.
Включение или отключение очередного (по
графику работы КЭП) компрессора происходит
лишь при одинаковых значениях импульсов
КЭП и реле температуры.
Рассмотрим работу схемы на следующем
примере.
Предположим, что перед началом загрузки
морозильной камеры компрессор № 1
работал в режиме двухпозиционного
регулирования, обеспечивая необходимую потребность в
холоде. При увеличении тепловой нагрузки
вследствие загрузки камеры контакты РТ
замкнутся. Затем при замыкании одного из
контактов КЭП-3, КЭП-5, КЭП-7 включится в
работу соответствующий компрессор, при
дальнейшем увеличении нагрузки —
следующий и т. д.
При уменьшении тепловой нагрузки камер (в
период замораживания продуктов) после
достижения заданного значения температуры
воздуха контакты реле температуры
размыкаются, обеспечивая постепенное отключение
компрессоров.
Уменьшение инерционности схемы по
сравнению со схемой института
«Пищепромавтоматика» достигается выбором реле температуры
с малым дифференциалом и сокращением
периода времени, требуемого на включение
необходимого числа компрессоров. При этом
49

j >
Назначение
контакта
Включение
Отключение
Включение
Отключение
Включение
Отключение
Включение
Отключение
Время
замыкания
контакта,
мин
0-5
80-85
0-Ю
15-180
20-25
100405
0-90
95-160
40-45
120-125
0-50
55-1 ВО
60-65
140-145
0-130
135-160

Обозначение
контак]
та
КЗП-1
КЗП-2
кзп-з
КЭП-4
КЭП-5
КЭП-6
КЭП-1
КЭП-8
Положение
контакта
Замкнут
Разомкнут
Замкнут
РазшШут
Замкнут
Разомкнут
Замкнут
Разомкнут
Замкнут
Разомкнут
Замкнут
Разомкнут
Замкнут
Разомкнут
Замкнут
Разомкнут
0 1

Время цикла, мин \
1 71
lJ
1 30 40. SO ВО 10 80 30 100 ЦО 120 130 W 150 U
п
п
и
п..
п
U
п
1
п
L^
п_
частота включения и отключения каждого
отдельного компрессора достаточно мала.
Другим преимуществом схемы является ее
простота и надежность в работе. Кроме того,
она обеспечивает практически равное число
часов работы каждого компрессора, что
вызывает равномерный их износ.
Опыт эксплуатации схемы на Брестском и
Могилевском мясокомбинатах показал, что
схема обеспечивает нормальную работу
испарительных систем с резко меняющейся
нагрузкой при условии правильного Еыбора
диаграммы настройки командного прибора КЭП.
И. Е. ДВОСКИН — Гипромясо
Вниманию
читателей!
Читатели, не успевшие оформить подписку на журнал
«Холодильная техника» на 1969 г. с первого номера, могут подписаться в
местных отделениях связи и пунктах подписки «Союзпечать» с любого
последующего номера журнала и на любой срок в пределах
календарного года.
Недостающие номера журнала редакция может выслать
подписчикам наложенным платежом по их письменным заказам.
Адрес редакции: Москва, И-434, ул. Костякова, 12.

КОНСУЛЬТАЦИЯ
Ремонт фреоновых герметичных холодильных агрегатов
621.57.004.67
В 1962 г. Министерство торговли РСФСР
и трест «Росторгмонтаж» поручили
Ленинградскому специализированному комбинату
холодильного оборудования (ЛСКХО)
разработать и изготовить опытную линию ремонта
герметичных холодильных агрегатов
производительностью 6000 ремонтов в год. В 1964 г.
линию сдали в эксплуатацию, а в 1967 г. на ней
была достигнута проектная
производительность. За 3 года ЛСКХО отремонтировано
более 12000 холодильных агрегатов, что
позволяет сделать некоторые выводы и
сформулировать ряд предложений по организации
ремонта герметичных агрегатов.
При проектировании линии ремонта
основывались на изучении технологии
производства герметичных холодильных агрегатов на
отечественных заводах (ЗИЛ, ХЗХМ и др.).
. Однако при ремонте агрегатов должен быть
выполнен ряд специфических операций:
— дефектация агрегатов, которая требуется
в основном для сбора статистической
информации об отказах;
— освобождение агрегата от фреона и
масла и решение вопроса их утилизации;
— разрезка герметичного компрессора и
ресивера;
— очистка наружной поверхности от грязи
и старой краски, а внутренних деталей — от
продуктов механического и химического
износа, в том числе от продуктов разложения
фреона и масла, появляющихся при «грязном»
сгорании встроенного электродвигателя.
При разработке оборудования для ремонта
герметичных агрегатов необходимо учитывать
возможности энергетической и строительной
баз ремонтных предприятий, значительно
отличающиеся от возможностей заводов
герметичных агрегатов.
Широкая номенклатура агрегатов,
подлежащих ремонту, требует максимальной
универсальности присоединительных размеров и
технологического оборудования.
Конденсатор 1
i
f
1
(
Статор \
\
Сборка
иомпрессора
Г i
1
Сборка агрегата
1
'
\
1 ¦/*
Комплектующие^
изделия [
{Комплектация агрегата
•
i
Обкатка
\
Сдача
J *
Рис. 1. Общая технологическая схема ремонта
герметичных агрегатов.
В настоящее время фреоновые герметичные
агрегаты ремонтируют на комбинате по общей
технологической схеме, показанной на рис. 1.
Одновременно продолжается работа по
усовершенствованию ряда технологических
процессов, для которых до сих пор не найдены
оптимальные технические решения.
51

На основе анализа дефектов герметичных
агрегатов при разработке технологической
схемы было принято все поступающие на
комбинат агрегаты подвергать вскрытию —
разрезке кожуха компрессора и разборке на
узлы. Установлено, что лишь менее 1,5% всех
агрегатов, поступивших в ремонт, может быть
отремонтировано без вскрытия герметичного
компрессора. С учетом трудоемкости дефекта-
ции было решено упростить эту операцию
путем ^определения дефектов только
электрической части оборудования.
Участок приемки. На комбинате
осуществляется обезличенный ремонт агрегатов,
поэтому при поступлении в ремонт за ними не
закрепляют определенный ремонтный номер.
При оформлении приемочной документации
фиксируют технические данные агрегата (тип,
холодопроизводительность,
завод-изготовитель, заводской номер, год выпуска и
комплектность) и сведения о заказчике
(организация, ее адрес и отгрузочные реквизиты). На
этом же участке собирают статистическую
информацию о видах дефектов.
Большинство агрегатов поступает в ремонт
с дефектными актами, в которых указана
причина отказа. Независимо от этого омметром
типа М-371 проверяют состояние
электрической части агрегата — омическое
сопротивление обмоток статора, отсутствие межфазного
замыкания, пробоя на корпус, обрыва
внутренних соединительных проводов и пробоя
проходных контактов. Если дефекты
электрической части не обнаружены, то
предполагается, что агрегат прислан в ремонт из-за неис-
W 18 15 4 3 Z
а
Рис. 2. Установка для освобождения гер
а — общий вид; б — т.
правности механической части компрессора
или неплотности соединений.
Участок разборки и мойки. В разборочно-
моечном отделении демонтируют
комплектующие изделия агрегата: вентилятор, реле
температуры РТЩ, клеммную колодку, щиток.
В отличие от открытых холодильных
агрегатов большинство агрегатов типа ФГК
поступают в ремонт заполненными фреоном и маслом.
Утилизация этих продуктов возможна лишь
при условии соответствия их требованиям
ГОСТов. На комбинате к настоящему времени
сконструирована и эксплуатируется установка
для сбора и утилизации отработанного масла.
Основная часть фреона и масла находится
в нижней части сварного кожуха герметичного
компрессора, а всасывающий вентиль, через
который осуществляется разрядка, — в
верхней его части. Поэтому для освобождения
кожуха компрессора от фреона и масла агрегат
необходимо повернуть на 180°.
В установке (рис. 2) масло и фреон
последовательно удаляют сжатым воздухом из
ресивера и кожуха компрессора.
С помощью гибких шлангов /,
подсоединяемых к вентилям на ресивере и кожухе
герметичного компрессора, агрегат подключают к
маслосборнику 2 со стеклянным указателем
уровня 3 и краном для слива масла 4. Для
облегчения и ускорения разрядки используют
соленоидные вентили 5 и 6, установленные на
разрядных линиях, и 7, 8 — на линиях подачи
сжатого воздуха. Обратные клапаны 9
предотвращают открытие соленоидных вентилей при
возрастании давления воздуха на выходе.
Соленоидные вентили управляются тумблерами
От 8озЗуш.нои магистрали <р№з-*~
лх агрегатов от фреона и масла:
иальная схема.
52

с пульта 10. Агрегаты устанавливают на
рольганговый путь 11, рядом с которым
смонтирован кантователь 12.
Перед разрядкой на агрегате открывают
жидкостный и всасывающий вентили. Для
удаления из агрегата жидкого фреона,
находящегося в нем под избыточным давлением, на
некоторое время включают соленоидные вентили 5
и 6. При этом фреон попадает в
маслосборник 2, а затем через маслоотделитель 14
выбрасывается в атмосферу. Затем вентили 5
и 6 закрывают и включением вентиля 7 в
ресивер подают сжатый воздух под давлением
5—6 кгс/см2. После закрытия вентиля 7 и
открытия вентиля 5 под давлением сжатого
воздуха масло поступает в маслосборник. По той
же схеме масло удаляют из кожуха
компрессора, но для этого агрегат рукояткой 13
предварительно поворачивают на кантователе на
180°. В кожух сжатый воздух поступает через
вентиль 8, а масло выдавливается при
открытии вентиля 6.
В маслоотделителе 14 находится стальная
стружка, что в значительной степени
предотвращает выброс масла в атмосферу.
Скапливающееся в маслосборнике масло легко
удаляется из него с помощью сжатого воздуха
в емкость 15. Для этого открывают вентили 16
и 17, а вентиль 18 закрывают.
Маслоразрядная система позволяет не
только освободить герметичный агрегат от фреона
и масла, но и продувать его внутренние
полости. Для этого сжатый воздух периодически
подается во внутреннюю систему агрегата
и выбрасывается из нее в атмосферу. Такая
продувка предотвращает загрязнение маслом
моющих растворов, которыми в дальнейшем
промывают внутренние полости узлов
агрегата.
Собранное в емкость отработанное масло
подвергают регенерации и повторно
используют в технологических операциях ремонта
фреоновых холодильных агрегатов.
После освобождения агрегата от фреона и
масла его разбирают на основные узлы:
компрессор, конденсатор, ресивер, раму, которые
направляют на ремонт. Полученный при
разборке крепеж поступает непосредственно на
участок сборки.
* * *
Остальные участки линии ремонта
герметичных холодильных агрегатов будут описаны
в следующих номерах журнала.
Я. Н. АРШАНСКИЙ — ЛСКХО,
С. Л. ЖУКОБОРСКИЙ — ЛТИХП
ПОЗДРАВЛЯЕМ ЮБИЛЯРОВ!
Николай
Алексеевич
Головкин
В феврале 1969 г. исполнилось 60 лет со дня
рождения и 35 лет научно-педагогической и общественной
деятельности доктора технических наук, профессора,
заслуженного деятеля науки и техники РСФСР,
заведующего кафедрой общей и холодильной технологии
Ленинградского технологического института
холодильной промышленности (ЛТИХП) Николая Алексеевича
Головкина.
Н. А. Головкин начал специализироваться в области
холодильной технологии на холодильном отделении
политехникума пищевой промышленности под
руководством одного из основоположников холодильной
технологии в нашей стране проф. Ф. С. Касаткина. После
окончания политехникума в 1929 г. Н. А. Головкин
продолжил обучение в Институте народного хозяйства
им. Плеханова, а затем в Ленинградском технологиче
ском институте холодильной промышленности, который
окончил в 1933 г.
После окончания института Н. А. Головкин был ос
тавлен при кафедре, закончил аспирантуру и в 1937 г.
защитил кандидатскую диссертацию. Н. А. Головкин
S3

провел большую работу по организации технической
базы кафедры холодильной технологии при ЛТИХП
A931—1933 гг.)
Во время Великой Отечественной войны Николай
Алексеевич участвовал в боевых действиях. После
демобилизации в 1946 г. и по настоящее время Н. А.
Головкин возглавляет кафедру общей и холодильной
технологии ЛТИХП.
В 1953 г. Н. А. Головкин защитил докторскую
диссертацию и получил звание профессора. В 1968 г. ему
присвоено почетное звание заслуженного деятеля
науки и техники РСФСР.
Исследования Н. А. Головкина охватывают широкий
круг вопросов, связанных с хранением пищевых
продуктов при низких температурах. Им выполнено и
опубликовано более 120 работ. Основную часть научных
исследований составляют работы по изучению
биохимических процессов, происходящих в пищевых продуктах
при пониженных температурах. Эти исследования носят
прикладной характер, что обусловлено запросами
холодильной промышленности.
Исследования Н. А. Головкина в области
теплофизики и биохимии процессов холодильной обработки и
хранения пищевых продуктов легли в основу советской
школы холодильной технологии как науки.
Главным направлением исследований является
изучение влияния режимов охлаждения мяса и рыбы на
развитие постмортальных изменений в тканях. На
основе обширного экспериментального материала и
общенаучных теоретических принципов Н. А. Головкин
разработал основные положения механико-химических
процессов в мышечной ткани применительно к постмор-
тальным изменениям, происходящим в ней при
пониженной температуре. Эти положения позволили
признать целесообразность сохранения мяса и рыбы при
близкриоскопической температуре. В последующем
принцип сохранения пищевых продуктов при
близкриоскопической температуре был применен для
растительных продуктов.
Научная деятельность и многолетняя работа
Н. А. Головкина по подготовке инженеров и научных
работников в области холодильной технологии
снискали ему заслуженную известность как в нашей стране,
так и за рубежом. Руководимая им кафедра
подготовила более тысячи инженеров-технологов.
Н. А. Головкин выступал с докладами на
международных конгрессах, конференциях и симпозиумах. Он
член 4-ой (технологической) Комиссии Международного
института холода.
Авторитетный ученый-коммунист Н. А. Головкин
принимает активное участие в общественно-научной
деятельности, является членом секции научных советов
Министерства высшего и среднего специального
образования СССР, Министерства мясной и молочной
промышленности СССР, членом комиссии по новым
методам обработки пищевых продуктов при Госкомитете
Совета Министров СССР по науке и технике.
Н. А. Головкин избирался депутатом районного и
городского Советов депутатов трудящихся в Ленинграде.
Он удостоен шести правительственных наград — трех
орденов и трех медалей.
Редакционная коллегия журнала «Холодильная
техника» сердечно поздравляет Николая Алексеевича со
славным юбилеем, желает ему хорошего здоровья и
новых успехов в научной и педагогической
деятельности.
Николай
Александрович
Герасимов
Исполнилось 60 лет со дня рождения и 35 лет
научно-технической, педагогической и общественной
деятельности видного специалиста в области холодильной
техники, заведующего кафедрой холодильных
установок Ленинградского технологического института
холодильной промышленности (ЛТИХП) профессора
Николая Александровича Герасимова.
Николай Александрович прошел славный путь от
рабочего Ленинградского мясокомбината до
профессора.
Окончив в 1938 г. ЛТИХП, он работал на
Ленинградском мясокомбинате механиком холодильных
установок, главным инженером, а затем директором. В 1942 г.
назначен директором Орского мясокомбината. С 1946
по 1949 гг. был заместителем министра мясной и
молочной промышленности СССР.
С 1949 г. Николай Александрович занимается
преподавательской деятельностью в ЛТИХП.
За это время он подготовил многочисленные кадры
инженеров-холодильщиков. Как работника науки
Н. А. Герасимова характеризует тесная связь с
производством. Известны его исследования по
интенсификации процессов охлаждения и замораживания мяса
путем усиления радиационного теплообмена, что
значительно сокращает потери от усушки продуктов.
Предложенные им методы внедрены на
мясокомбинатах в Ленинграде, Кронштадте, Волгограде, Йошкар-
Оле и других городах.
Н. А. Герасимов — активный общественник,
является автором многих статей, опубликованных в
различных журналах, соавтором учебного пособия для
студентов вузов «Холодильные установки».
За большие заслуги перед мясной
промышленностью Николай Александрович Герасимов награжден
орденами Трудового Красного Знамени, Красной
Звезды и «Знак Почета».
Редакционная коллегия журнала «Холодильная
техника» поздравляет Николая Александровича со
знаменательной датой, желает ему доброго здоровья и
новых успехов в его творческой деятельности.
54

— НОВЫЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Класс 17 Ь, 4/01 МПК F 25 с
№ 210192A074283/28-13 от 3 мая 1966 г.).
Авторы изобретения В. К. Сем и некий и
М. Г. К у т и щ е в.
Заявитель Опытно-конструкторское бюро
Сибирского научно-исследовательского института сельского
хозяйства.
Устройство для резания льда
1. Устройство для резания льда, содержащее
санную основу, рукоятку управления, приспособление для
поворота вокруг горизонтальной оси шины с пильной
цепью и стопорное приспособление для фиксации
санной основы, отличающееся тем, что с целью
обеспечения возможности регулирования глубины резания и
осуществления правильного прямолинейного реза в нем
имеется приспособление для перестановки шины в
вертикальном направлении, а полозья санной основы
выполнены в виде лезвий.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что
приспособление для перестановки шины в вертикальном
направлении состоит из съемной рамки, шарнирно
укрепленной одним концом на полозьях, свободно
посаженного на другом ее конце валика, служащего
опорой для жесткого крепления на нем шины,
дугообразной перемычки, снабженной шкалой, и барашковых
зажимов для фиксирования рамки в требуемом
положении.
• 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с
целью обеспечения возможности осуществления
наклонного реза в устройстве предусмотрен дополнительный
(съемный) полоз-нож, крепящийся на внешней
стороне любого полоза.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с
целью облегчения погружения стопорного
приспособления в лед и обеспечения надежности зацепления его
со льдом стопорное приспособление выполнено в виде
плоского клина, во время работы располагаемого над
прорезью, перпендикулярно к ней, а для подъема его
служит поворотный рычаг.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с
целью увеличения надежности прямолинейного
движения в нем имеется регулируемый упор,
препятствующий выведению шины из прорези во время работы.
Класс 17 с, 3/10 МПК F 25 d
№ 210193A087680/28-13 от 1 июля 1966 г.).
П. П. Исаев, Е. Я. Антоновский, Я. И.
С и т н я ко в с к и й, А. М. May эр и 3. С. Р у-
б и н с о н.
Устройство для замораживания пищевых продуктов
1. Устройство для замораживания пищевых
продуктов, например рыбы, состоящее из камеры с
воздухоохладителями, внутри которой смонтированы
вертикальный замкнутый двухцепной петлеобразный
конвейер с прикрепленными к нему блок-формами и
направляющие для блок-форм, выполненные с зазором в
месте установки ведущих звездочек, вентиляторов с
воздуховодами, бункера для загрузки рыбы,
приспособления для опрокидывания блок-форм, нагревателя
для оттаивания блок-форм, транспортера для отвода
блоков и приспособления для перевода блок-форм с
одной ветви конвейера на другую, отличающееся тем,
что с целью повышения надежности в работе путем
исключения возникновения расклинивающих усилий
при перекосе цепей блок-формы прикреплены к
последним посредством замкнутых в осевом направлении
сферических шарниров, внешние пальцы которых
связаны с цепями, а внутренние — с блок-нормами.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с це*
лью облегчения перехода блок-форм с одной ветви
конвейера на другую и обеспечения плавности перехода к
направляющим прикреплены опоры, представляющие
собой ролики и служащие для поддержания дна блок-
форм при переходе их через разрыв, а приспособления
для перевода блок-форм с одной ветви конвейера на
другую выполнены в виде пластинчатых пружин, кон-
сольно закрепленных с возможностью прогиба в
вертикальной плоскости.
3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что с
целью получения блоков продуктов правильной
геометрической формы над верхней ветвью конвейера
смонтировано подпрессовывающее приспособление,
выполненное в виде плиты, приводимой синхронно с
конвейером в плоско-параллельное перемещение в
вертикальной плоскости, например от двух кривошипных
механизмов.
Классы 17 а, 8/01; 17 а, 21 МПК F25b; F 25 Ь
№ 210881 A061456/24-6 от 10 марта 1966 г.).
Авторы изобретения Л. М. Р о з е н ф е л ь д и
М. С. К а р н а у х.
Заявитель Институт теплофизики Сибирского
отделения АН СССР.
Абсорбционный бромистолитиевый агрегат
Абсорбционный бромистолитиевый агрегат,
содержащий генератор для выпаривания слабого раствора,
конденсатор паров после генератора, испаритель для
производства холода, абсорбер, поглощающий пары
хладагента после испарителя и систему переключаю-
' щей аппаратуры, отличающийся тем, что, с целью
круглогодичного использования агрегата путем переклю*
чения его с холодильного на тепловой режим,
генератор выполнен с теплопередающей поверхностью,
разделенной на несколько частей, для осуществления
многослойного кипения, а на трубопроводе между
испарителем и конденсатором установлен насос для
перекачивания конденсата.
55

Класс 17 с, 3/05 МПК F 25 d
№ 210882 A114468/28-13 от 23 ноября 1966 г.).
В. В. Ануфриев, К- М. В е ч к а н о в и
К- Ф. Землянников.
Устройство для приготовления и замораживания
пельменей.
1. Устройство для приготовления и замораживания
пельменей, включающее дозирующе-формующее
приспособление, ленточный транспортер для перемещения
пельменей и бак с охлаждающей жидкостью,
отличающееся тем, что с целью уменьшения потерь продукта
при замораживании путем устранения
непосредственного соприкосновения продукта с охлаждающей
жидкостью оно снабжено приспособлением для
герметической упаковки пельменей в пленку, состоящим из
двух подающих пленку барабанов и третьего барабана
для склеивания пленок после укладки пельменей и
приспособлением для подачи в бак с охлаждающей
жидкостью уложенных в пленку пельменей.
= новости =
ИНОСТРАННОЙ
ТЕХНИКИ ——
Жидкий азот как отход производства технических
газов находит широкое применение при транспортировке
и замораживании пищевых продуктов. Специальное
производство жидкого азота, имеющего температуру —196°С,
для охлаждения транспортных средств или
замораживания пищевых продуктов до температуры —20-:—30°С
термодинамически и экономически не выгодно.
Применение жидкого азота
в холодильном транспорте
Основные параметры жидкого азота и технические
методы его использования были опубликованы ранее
[1-4].
Применение жидкого азота на холодильном
транспорте имеет ряд преимуществ [5].
— Азотная холодильная установка требует вдвое
меньших капиталовложений по сравнению с
механической. Она проста в изготовлении, пригодна для любого
холодильного транспорта без необходимости изменения
его конструкции. В ней нет движущихся частей, кроме
электромагнитного вентиля, что исключает аварии и
затраты на обслуживание, а также отсутствуют
испарители. Установленные в кузове емкости можно легко и
быстро наполнять жидким азотом.
— Система охлаждения жидким азотом позволяет
получать температуры как выше, так и ниже 0°С, при
этом не требуется каких-либо изменений в конструкции
холодильной установки. Азотная установка полностью
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что
приспособление для подачи в бак с охлаждающей
жидкостью уложенных в пленку пельменей состоит из
установленных над баком направляющих, барабана,
выполненного с возможностью возвратно-поступательного
перемещения в горизонтальной плоскости по этим
направляющим, и двух валиков для захватывания конца
пленки с пельменями в начале подачи ее в бак и для
протягивания снизу вверх из бака во время выгрузки
пленки с пельменями.
автоматизирована. Благодаря отсутствию в кузовах
вентиляторов уменьшаются общие потери холода и
создается избыточное давление ~0,2 кгс/см2, препятствующее
теплопритокам, которые наблюдаются в обычных
транспортных средствах.
— При использовании азотной установки
обеспечивается постоянство и равномерность распределения
температуры в различных частях охлаждаемого кузова,
уменьшается увлажнение его изоляции. Упрощается
проблема предварительного охлаждения внутреннего
объема кузова. Скорость охлаждения достигает порядка
20—40 град/мин. Рабочее пространство кузова или
вагона можно плотно загружать продуктом. Нет
необходимости в каналах для распределения воздуха, как в
случае использования механических агрегатов.
— Поскольку установка не нуждается в
дополнительном количестве водного или сухого льда на
предварительное охлаждение, уменьшается ее общий вес. Кроме
того, возможно использование оставшегося от
предыдущих рейсов жидкого азота.
— Стерильная, инертная атмосфера азота,
находящегося в охлаждаемом объеме, уменьшает естественные
потери перевозимых продуктов.
Любая система охлаждения с жидким азотом,
наряду с перечисленными преимуществами, имеет и
недостатки, к которым относятся: высокая стоимость
жидкого азота; необходимость установки сосудов Дьюара
(емкостью до 200 л) в кузове; строительство заправочных
станций.
Применение жидкого азота для транспортировки
и замораживания пищевых продуктов
С. Д. АУГУСТЫНОВИЧ, В. Ф. ШМУРЛО
Центральная лаборатория холодильной промышленности, филиал в Варшаве (Польша)
56

Перечисленные выше достоинства системы
охлаждения с жидким азотом показывают, что она несравненно
совершеннее, чем любая иная, применявшаяся до сих
пор. Сравнительная оценка стоимости охлаждения,
отнесенной к 1 ккал, не может иметь решающего значения,
поскольку слишком значительны технические и
технологические выгоды.
Впервые такая система охлаждения была применена
американской фирмой «Поларстрим». Холодильная
установка представляет собой хорошо изолированный сосуд,
обеспечивающий минимальные потери жидкого азота на
испарение. Этот сосуд достаточно прочен для работы
внутри транспортного средства.
Основные характеристики сосудов «Поларстрим»
представлены в табл. 1 *.
Таблица 1
Таблица" 3
Показатели
Емкость азота, л . . . .
Вес сосуда, кг:
пустого
заполненного
Габаритные размеры, мм:
высота
ширина
длина
Максимальные потери на
испарение за сутки, о/0
Рабочее давление в
сосуде, кгс/см2
Тип сосуда
ISN75
ISN160
1SN210
75
59
120
990
510
510
4,5
0,7-
1,5
160
89
218
1450
510
510
0,7-
1,5
210
105
275
1780
510
510
0,7-
1,5
1SN1500
1465
363
1545
2140
2210
690
0,8-
0,9
Сосуды типов ISN75, ISN 160, ISN210
цилиндрические, предназначены для авторефрижераторов; сосуды
ISiN 1500 прямоугольной формы, (Предназначены для
холодильного железнодорожного транспорта.
Основные характеристики холодильной установки для
холодильных транспортных средств различных типов
представлены в табл. 2.
Ориентировочный расход жидкого азота для
различных видов транспорта и перевозимых продуктов
представлен в табл. 3.
Число транспортных единиц, охлаждаемых жидким
азотом по системе «Поларстрим», в Европе, а также
заправочных станций в отдельных странах приведено в
табл. 4.
Вид продукта
Мороженое (t=—24°C) ....
Замороженные продукты
(t=—18°C)
Охлажденное мясо (/=4°С) . . .
Молочные продукты (t=5°C) . .
Овощи и фрукты (?=8°С) . . .
Расход азота, кг/ч


рефрижераторы
A0 т)
4,0
3,5
2,5
5,5
3,5
прицепы
B0 т)
5,5
4,5 |
5,5
5,5 !
7,0
Таблица 4
Страна
Англия . .
Франция .
ФРГ . . .
Голландия
Бельгия .
Дания . .
Швеция .
Италия
Финляндия
Швейцария
Испания .
Австрия .
Норвегия
Югославия
Число

транспортных
единиц
300
300
300
130
50
50
50
30
20
20
10
7
2
Число

заправочных
станций
18
76
34
8
12
4
5
14
2
6
4
3
3
2
Приведенные в табл. 4 данные относятся к декабрю
1967 г. К этому же времени в США было около
3500 установок с жидким азотом, работающих в
автомобилях, прицепах, железнодорожных вагонах и
контейнерах.
В Польше проводились лабораторные и
эксплуатационные испытания системы управления и
терморегулирования азотной холодильной установки [1—3]. На
1968 г. намечены исследования установок с жидким
азотом в авторефрижераторах грузоподъемностью 6 г с
использованием сосудов «Поларстрим» типа ISN160. На
основе этих исследований будут определены основные
экономические характеристики применения этой
системы охлаждения в условиях Польши.
Таблица 2
Показатели
Тип сосуда (по табл. 1)
Количество жидкого азота, л . .
Вес пустой установки, кг ... .
Марка установки
PS-107 | PS08
Авторефрижератор
длиной 6 м
ISN160
160
1
112
ISN210
210
1
128 '
PS-109
Малый

торефрижератор
ISN75
75
1
112
PS-205-1 | PS-205-2 | PS-205-3 | PS-205-4
Прицепы, контейнеры
210
1
146
ISN210
420 1 630
2 | 3
250 1 359
1
840
4
464
PS-301

'Железнодорожные
вагоны •¦'
ISN1500
1465 1
1
454
Табл. 1—4 по данным фирмы Юнион Карбайд
(Европа).
Применение жидкого азота для замораживания
пищевых продуктов
Методам и результатам замораживания пищевых
продуктов с помощью жидкого азота посвящен ряд ра-
57

бот [6]. В 1964 г. Лорентцеы [7] исследовал
замораживание трески в жидком азоте различными методами*.
Рыба, замороженная при помощи жидкого азота,
была оценена очень низко, так как была повреждена
(трещины). После приготовления качество ее мало
отличалось от замороженной обычным способом. Можно
предположить, что повреждения рыбы при замораживании
жидким азотом вызваны неравномерностью
распределения давления в продукте.
Все более широкое применение системы
замораживания с помощью жидкого азота для некоторых пищевых
продуктов обусловливается и некоторыми другими
факторами. Если жидкий воздух не может быть применен
для замораживания продуктов вследствие большой
концентрации кислорода в жидкой фазе [8], то жидкий азот
отзечает требованиям технологии.
Берг [9] обращает внимание на положительные
результаты исследования процесса замораживания
фруктов и овощей в жидком азоте. Ссылаясь на данные
экспериментов Рея, он считает целесообразным
замораживать пищевые продукты до температуры ниже
эвтектической точки, которая для большинства продуктов
находится в пределах от —50 до —80°С. Ниже эвтектической
температуры энзиматические процессы заторможены, а
химические проходят очень медленно.
Проведенные в Австралии Шиптоном [10]
исследования с клубникой в установке производительностью
550 кг/ч, обеспечивающей скорость замораживания
36 град/мин при температурном перепаде 220°С
показали, что качество продукта в этом случае было более
высоким, чем при замораживании обычным способом.
Канадские фирмы создали установку «Ультрафризер»
[11], позволяющую замораживать малину, вишню,
груши, грибы, кукурузу, рыбное филе, домашнюю птицу и
мясо в газообразном азоте, продуваемом со скоростью
35 м/сек. Установка выполнена в виде туннеля с
размещенным внутри сетчатым транспортером. В первой части
туннеля продукт охлаждается, во второй —
замораживается, а в третьей происходит выравнивание
температур.
Сузуки и др. ,[12] и Канеко [13] также занимались
проблемами, связанными с замораживанием рыбы в
жидком азоте. Замечено, что внутри волокон
замороженной таким 'способом рыбы формируются очень
маленькие кристаллы льда, которые не увеличивались после
пятинедельного хранения в камере. Внешне мышцы
рыбы сохранили исключительную свежесть и были оценены
более высоко, чем при замораживании обычным
способом.
В США работает несколько десятков установок для
замораживания пищевых продуктов в жидком азоте
различной конструкции и производительности. В г. Сиэтл
рыбное филе замораживается при понижении
температуры от +2 до —30°С в течение 10 мин [14]. В туннеле
используется запас холода газообразного азота.
* См. также «Холодильная техника», 1965, № 1,
стр. 67.
В г. Тампа (штат Флорида) [15] работает туннель
производительностью 650 кг/ч, где замораживаются
креветки при температуре —60°С. Процесс замораживания
сокращен с нескольких часов до 9 мин. Оргаяолептические
пробы подтвердили высокое качество сырого продукта;
потери веса составили всего около 0,5% (при
замораживании обычным способом 4%). Туннель изолирован
слоем пенополистирола толщиной 10 мм и состоит из
восьми элементов длиной 1,2 и шириной 2,1 м каждый.
Внутри помещен сетчатый транспортер. Сегменты
оборудованы вентиляторами, которые обеспечивают противо-
точную циркуляцию. Газообразный азот, выходящий из
туннеля при температуре —25°С, используется для
глазировки продуктов. Расход жидкого азота достигает
приблизительно 1,3 кг на 1 кг креветок [16]. Подобным
образом замораживаются и другие продукты моря,
например устрицы [17]. Органолептические оценки в этом
случае также высокие.
Рейнольде и Вагнер описали основные
характеристики установки «Криотрансфер» [18—19], при этом особое
внимание обратили на то, что при использовании таких
установок уменьшается время замораживания,
тормозятся дыхательные пооцессы, сокращаются общие
капиталовложения, увеличивается производительность,
отсутствует предварительное охлаждение и усушка продукта,
ускоряется процесс распределения температуры.
Модель испытанной установки имела
производительность 270 кг/ч при длине холодильной камеры 1,8,
высоте .1,5 и диаметре 0,5 м. В камере предусмотрена
вакуумная изоляция толщиной 50 мм. Производительность
модели, выпускаемой серийно, 2700 кг/ч при длине
камеры 7,5 и диаметре 1,2 м. В установке используется
запас холода газообразного азота. Ее можно
эксплуатировать на полях, рыболовных траулерах, в садах,
портах. Она размещается в двух автомобильных прицепах:
в одном находится туннель, а во втором — сосуд с
жидким азотом.
Браер и Вагнер очень подробно описали применение
жидкого азота при замораживании хлебобулочных
изделий [20] с целью улучшения вкуса, структуры и запаха
продукта, а также предотвращения черствения.
Подчеркивается необходимость учитывать при экономическом
анализе целый ряд положений: капиталовложения,
амортизацию, а также работу и материалы, требуемые при
эксплуатации и ремонте; место, необходимое для
установки в настоящее время и в будущем; расход воды и
электроэнергии; надежность установки; количество
продукции, отнесенное к занимаемой установкой площади;
порчу продуктов во время замораживания; качество
продуктов (зачерствение, структура, запах, склонность к
усушке при размораживании) и пр.
Авторы подробно описали конструкцию туннеля
производительностью 1350 кг/ч при потребляемой мощности
10 кет, занимающего площадь 46,5 м2.
Таблица 5
Скорость _ Стои-
замора- Расход мость
живания, азота, замора-
кг!ч кг\кг живания
1 кг*
Продукт, помещенный на сетчатом транспортере,
охлаждается газообразным азотом в первой части
туннеля, а в конце туннеля опрыскивается жидким азотом.
Продукт (в алюминиевых формах)
и его размеры, мм
Шоколадный крем 200x150x25 .
Девилс фуд 200X180X32 ....
Шоколад „Гном" 200x150x25 . .
Температура, °С
начальная
32
29
30
42
конечная
—18
—18
—18
—18
Время

замораживания,
мня
4,75
4,75
5,7
5,1
* В американских долларах при стоимости жидкого азота 6,6 центов за 1
единицы
продукта
полный
0,34 2060 1200 1,09 0,072
0,34 453 815 0,988 | 0,065
0,37 226 975 1,01 0,067
0,34 226 980 I 0,892 0,059
58

Циркуляция газообразного азота в туннеле достигается
с помощью вентиляторов. Жидкий азот подается из
наружных сосудов под воздействием избыточного
давления.
В табл. 5 представлены данные по замораживанию
продуктов в таком туннеле.
Вольфорд и Браун {21] показали в своих
исследованиях, что замороженная в жидком азоте зеленая фасоль
имеет после дефростации лучшую структуру, чем
замороженная обычным способом, и может храниться более
длительный срок. Подтверждено также [22]
преимущество замораживания с помощью жидкого азота персиков,
вишни, малины и клубники по сравнению с
замораживанием их в воздушных туннелях.
В табл. 6 представлены основные результаты,
полученные при замораживании клубники.
Таблица 6 -^
1 Сорт ягод
!
^Колумбия
"Колумбия
Молл ал а
Каскад
Каскад
Размер ягоды, мм
18-25
>25
>25
>25
18—25
Продолжительность
погружения в азот,
сек
40
38
32
55
45
43
42
30
55
42
60
30
24


жительность

выравнивания

температуры
после
замораживания,
сек
150
60
60
120
120
120
120
120
90
150

Промораживание
сечения
ягоды,
%
80
70
60
100
80
75—80
75
50
100
80
100
75
70
Наличие трещин, %
4
0
60
8
0
11 1
0
50 1
0
100
5
0
Польские исследования также предусматривают
выполнение серии экспериментов по замораживанию
овощей, фруктов и готовых блюд в лабораторном туннеле
с жидким азотом, Цель этих исследований —
определение основных технических параметров, а также общих
экономических показателей.
ЛИТЕРАТУРА
I. Augustynowicz S. Tests on the use of a liquid
nitrogen cooling device in road transport and in cold
rooms. Bulletin of the International Institute of
Refrigeration, Annex No. 3, 1965, p. 75—86.
2. Augustynowicz S., Szmurlo \V. Chlodnicza In-
stalacja Azotowa cz^sc I. «PrzegUd Chlodniczy Prze-
glqdu Technicznego», 1965, Nr. 41.
3. Augustynowicz S., Szmurlo W. Chlodnicza
Instalacja Azotowa cze^sc II. «Chlodnictwo», 1966,
Nr. 3.
4. Augustyn owicz S. Cieklv azot w chlodnictwie.
«Chlodnictwo», 1966, Nr. 2.
5. Augustynowicz S., Szmurlo \V. Uwagi dotyc-
z^ce zastosowania cieklego azotu w chlodniczym tran-
sporcie samochodowym. «Chlodnictwo», 1967, Nr 5.
6. Augustynowicz S., Szmurlo W. Zamrazanie
produktow spozywczvch w cieklym azocie.
«Chlodnictwo», 1968, Nr. 1."
7. Lorentzen G. Some problems in the nitrogen
freezing of fish. Bulletin of the International Institute of
Refrigeration, 1965, vol. LXV, No. 14940.
8. Ciekle powietrza' w transporcie chlodniczym.
«Chlodnictwo». 1967, Nr. 4, p. 92—93.
9. В er gh F. Liquifreezing — freezing in liquid nitrogen.
«Kulde», 1966, No. 4, p. 41—46.
10. S h i p t о n I. New methods of freezing foods. «Food
Pres. Quarter.» (Australia), 1965, No. 1, p. 2—6.
11. N С G introduces «jet» food—freezing process. «Ca-
nad. Food Inds.», 1965, No. 4.
12. Suzuki Т., К a n na K. Protein denaturation of fish
frozen in liquid nitrogen. FAO Symposium on the
significance of fundamental research in the
utilization of fish, 1964, session III, No. \VP(IIIN.
13. Kaneko A. Experimental study of freezing fish by
liquid nitrogen. «Refrigeration» i(Japan), 1965,
No.456, p. 28—30.
14. Liquid nitrogen is used to flash — freeze fillets.
«Pacific Fisherman», 1964, No. 62, p. 9—10.
15. Starts liquid nitrogen freezing of shrimps. «Fishing
Gaz.», 1965, No. 4.
16. What liquid nitrogen freezing means to the sea food
processing industrv. «Fish Boat», 1965, No. 4, p. 27—
28. 30, 32, 77—78/
17. Novak A. F., R a m а с h a n d r a M. R. Freezing
more efficient with liquid nitrogen. «Food Engg.», 1966,
No. 8, p. 53—55.
18. Wagner R. C, Reynolds W. E. Flash freezing
with cryogenics. «Frontier», I. I. T. Research
Institute, Chicago, 1964.
19. Cryotransfer machine gives ultra—fast freezing of
food products: mobile too. «Frozen Foods», 1965,
No. 5.
20. Breyer F., Wagner R. C. Application of liquid
nitrogen freezing to bakery products. «The Bakers
Digest», 1965, No. 12.
21. Wo If or d E. R., Brown M. S. Liquid nitrogen
freezing in grean beans. «Food Technol.», 1965, No. 7,
p. 109—111.
22. W о 1 f о r d E. R., Boyle F. P. Freezing of peaches
and sweet cherries in liquid nitrogen and in dichlo-
rodifluoromethane and behaviour upon thawing of
strawberries and raspberries. Commission 4, XII
Congress of I. I. R., Madrid, 1967.
¦

справочный отаел
Компрессоры холодильные бескрейцкопфные
одноступенчатого сжатия
621.57.041
В справочном отделе журнала «Холодильная
техника» № 7, 8, 9 за 1968 г. опубликованы подробные данные
о холодильных бескрейцкопфных компрессорах
одноступенчатого сжатия. К этой группе относились
аммиачные компрессоры АВ-100, АУ-200, АУУ-400 и фреоновые
22ФВ-100, 22ФУ-200, ФУ-175 и ФУУ-350. Компрессоры
поставлялись с электродвигателями серии А и АП.
В связи с тем что предприятия электротехнической
промышленности в 1969 г. прекращают выпуск ряда
электродвигателей этой серии, московский завод
«Компрессор» с 1969 г. будет комплектовать бескрейцкопфные
компрессоры электродвигателями АОП2 и АО. На заводе
переработана техническая документация, связанная с
внедрением новой комплектации, вследствие чего
опубликованные ранее данные действительны только для
компрессоров, снабженных электродвигателями серии А и
АП, которые отгружались потребителям до 1968 г.
включительно. Основные технические параметры компрессоров
в основном остались прежними. Изменились лишь данные
об электродвигателях.
Компрессоры с клиноременным приводом более
поставляться заводом «Компрессор» не будут.
Разработаны также новые установочные чертежи
компрессоров всех марок и электродвигателей к ним. К
индексам новых комплектов поставок компрессоров
прибавляется литер Д.
В связи с применением двухскоростного двигателя
ранее выпускавшиеся компрессоры АУУ-400/1, АУУ-400/2>
АУУ-400/4, ФУУ-350/1, ФУУ-350/3 и ФУУ-350/4
заменяются соответственно новыми поставками АУУ-400/1 Д
и ФУУ-350/4Д. Взамен комплекта поставки ФУ-175/3
рекомендуется применение ФУ-175/1 Д.
Ранее поставлявшиеся с компрессорами
автоматические приборы защиты будут заменены новыми, в
частности, реле давления РД-4А-01Т и РД-4А-02Т, реле
перепада давления РКС-1А, реле температуры ТР200 взамен
ЭКТ-1 и др. Ряд этих приборов специально разработан
для холодильных установок и отвечает требованиям,
предъявляемым ПУЭ к помещениям, относящимся по
взрывоопасное™ к классу В-16.
Начиная с настоящего номера в журнале
печатается новая техническая документация на
компрессоры (аммиачные и фреоновые) указанных марок,
снабженные электродвигателями серий АОП2 и АО.
Компрессоры вертикальные двухцилиндровые
(нормаль НЗП—68)
Технические данные о компрессорах приведены в
таблице.
Параметры
Индекс поставки
Компрессор
холодопроизводительность,
при температуре, °С
переохлаждения ....
потребляемая мощность (эф-
скорость вращения, об/мин
ход поршня, мм
диаметр цилиндра, мм . . .
теоретический описываемый
диаметр всасывающего и
нагнетательного
трубопроводов DBC/ Dn, мм
У / У
Марка изделия 1
АВ-100 | 22ФВ-100
АВ-100/1Д
Аммиак
100000
—15
30
—10
25
33
960
2
130
150
264
70/50
АВ-100/2Д
Аммиак
195000
0
35
5
30
47
960
2
130
150
264
70/50
АВ-100/ЗД
Аммиак
75000
—15
30
—10
25
25
720
2
130
150
198,5
70/50
АВ-100/4Д
Аммиак
145000
0
35
5
30
34
720
2
130
150
198,5
70/50
22ФВ-100/1Д
Фреон-22
25000
—40
30
0
25
19
960
2
130
150
264
80/70
22ФВ-100/ЗД1
Фреон-22
18000
—40
30
о
25
14,5 |
720
130
150
198,5
80/70
60

Параметры
Марка изделия
АВ-100
22ФВ-100
а/б (см, рис. 1.)
смазочное масло (по ГОСТу
5546—66)
расход охлаждающей воды,
мъ\ч .
расход масла, кг/ч
! количество масла, заправляе-
; мого в блок-картер, кг . .
вес компрессора с
маховиком и деталями привода,
кг
вес блок-картера, кг . . . .
Эле ктродвигатель
марка
скорость вращения, об/мин
мощность, кет
напряжение, в
вес, кг
80/60
ХА-30
1
0,1
20
1103
480
АОП2-82-6
980
40
220/380
382
80/60
ХА-30
1
0,1
20
1103
480
АОП2-91-6
980
55
220/380
516
80/60
ХА-30
0,75
ОД
20
1103
480
АОП2-82-8
735
30
220/380
379
80/60
ХА-30
0,75
0,1
20
1103
480
АОП2-91-8
. 740
40
220/380
512
90/80
ХФ22-24
1
20
1103
480
АОП2-82-6
980
40
220/380
382
90/80
ХФ22-24
0,75
20
1103
480
АОП2-82-*
735
30
220/380
379
2915
Присоединительные фланцы
Нагнетание ф№
Рис.1. Установочные чертежи компрессоров: а— АВ-100/1Д, АВ-100/ЗД, 22ФВ-100/1Д, 22ФВ-100/ЗД; б— АВ-100/2Д, АВ-100/4Д,
61

Лапа, номпрес-
349_,Лппа эпсмтро-
\^ддигатЕля
ЫСги6т
Лапа
компрессора.
Рис. 2. Фундаменты для крепления компрессора и
электродвигателя:
а — АВ-100/1Д, АВ-100/ЗД, 22ФВ-100/1Д, 22ФВ-100/ЗД;
б _ АВ-100/2Д, АВ-100/4Д.
Установочные чертежи компрессоров указаны на
рис. 1.
Фундаменты для крепления компрессора и
электродвигателя даны на рис. 2.
Эффективная потребляемая мощность Ne
компрессоров АВ-100 и 22ФВ-100 при различных температурах
кипения t0 и конденсации /к показана на рис. 3.
В. И. БОБКОВ,
Е. В. ЯКОБСОН — московский завод «Компрессор»
-40 -30 -20 -Ю t0,°G
Рис. 3. Эффективная потребляемая мощность
Ne компрессоров АВ-100 и 22ФВ-100 при
различных температурах кипения to и
конденсации /к:
960 об/мин; 720 об/мин.
621.564:621.572
Новые рабочие вещества низкотемпературных
поршневых холодильных машин, БЫКОВ А. В.
«Холодильная техника», 1969, № 3, 6—11.
Описаны теоретические и экспериментальные
исследования низкотемпературных холодильных машин с
поршневыми компрессорами на различных рабочих
веществах. Приведены результаты исследования и
рекомендации о предпочтительном применении для
одноступенчатых универсальных низкотемпературных
машин фреона-502, а также о возможности
использования для этих машин при температуре конденсации не
выше 30°С фреона-13В1. Таблиц 1. Библиографий 11.
Иллюстраций 7.
621.577.001.4
Испытание тепловых насосов НТ25, НТ40 и НТ80»
БОНДАРЕВ В. Н., КАТЕРУХИН В. В., ЗАКУР-
СКИЙ В. В., АЛЫМОВ В. П. «Холодильная техника»,.
1969, № 3, 11—14.
Приведены технические характеристики поршневых
компрессорных тепловых насосов НТ25, НТ40 и НТ80 с
описанием их работы. Дан анализ результатов
испытаний, проведенных с целью подтверждения
расчетных данных и получения теплотехнических и
энергетических характеристик в широком диапазоне режимов.
с определением эксплуатационной надежности.
Таблиц 1. Иллюстраций 4.
628.84:625.245.3
Кондиционирование воздуха в почтовом вагоне,
ГАРШИН И. М. «Холодильная техника», 1969, № 3,
15—18.
Проведены стационарные и эксплуатационные
испытания первого почтового вагона, оборудованного
системой кондиционирования воздуха. В систему
кондиционирования входит холодильная установка КЖ-7П
62

автономного типа, смонтированная на крыше вагона.
Приводятся результаты испытаний холодильной
установки и рассмотрен температурно-влажностный режим
в вагоне при различных параметрах окружающего
воздуха. Данные испытаний показывают, что
характеристики установки соответствуют расчетным и установка
обеспечивает удовлетворительный температурно-влажно-
стный режим в вагоне. Иллюстраций 4.
621.565.92
Двухтемпературные домашние компрессионные
холодильники, ВЕЙНБЕРГ Б. С. «Холодильная техника»,
1969, № 3, 18—23.
Приводятся требования к конструкции двухтемпе-
ратурных домашних холодильников с маркированными
низкотемпературными отделениями и их
эксплуатационные режимы. Анализируются статические
характеристики холодильников. Формулируются требования к
настройке терморегуляторов. Иллюстраций 2.
612.58
Прибор для охлаждения головного мозга человека,
СМИРНОВ О. А., «Холодильная техника», 1969, № 3,
23—26,
Описана конструкция прибора с высокоэффективным
теплообменным устройством, обеспечивающим
принудительный конвективный теплообмен между
обрабатываемой поверхностью головы и теплоносителем. Приведены
данные о применении прибора в медицинской практике
при операциях на открытом сердце без использования
аппарата искусственного кровообращения,
нейрохирургии, реанимации и других случаях. Библиографий 16.
Иллюстраций 2.
621.564.25.004.12
Установление взаимосвязи свойств фреонов с
молекулярным весом, БАДЫЛЬКЕС И. С. «Холодильная
техника», 1969, № 3, 27—31.
Взаимосвязь свойств фреонов с молекулярным
весом определяется уравнением прямой
at = Ai + Bi —,
v-
действительным для каждого гомологического ряда
Т
для кипящей жидкости при одинаковых т = — или
р р
—, а для перегретого пара при т и — (Ts —
нормальная температура кипения, °К; р — давление; ai —
размерный параметр; jx — молекулярный вес). Таблиц 1.
Библиографий 30. Иллюстраций 3.
536.24
Влияние эффекта присоединенной массы на тепло-
перенос при кипении фреонов, АВАЛИАНИ Д. И.,
«Холодильная техника», 1969, № 3, 31—33.
Приводится оценка эффекта присоединенной массы
на теплоперенос при кипении фреонов в режиме
изолированных пузырьков. Показано, что вокруг пузырька
существует пограничный слой, внутри которого
находится перегретый тонкий слой жидкости, аналогичный
ламинарному подслою в гидродинамике.
Проверка принятой модели процесса на основе
имеющихся экспериментальных данных показывает, что
количество тепла, переносимое присоединенной массой
из пристенного слоя, играет важную роль.
Библиографий 8. Иллюстраций 2.
536.7:621.564.25
Термодинамические свойства и уравнения состояния
фреона-12, ЗАГОРУЧЕНКО В. А., НГУЕН ТХАНЬ.
«Холодильная техника», 1969, № 3, 34—35.
На основе анализа имеющихся опытных данных
предложено новое уравнение состояния для фреона-12,
содержащее 18 констант. Оно удовлетворяет опытным
даннььм при низких, умеренных и высоких плотностях и
справедливо в интервале плотностей ,р = 0-f-9 кмоль!мъ,
начиная от температуры тройной точки до наступления
заметной термической диссоциации. Предложенное
уравнение состояния полностью удовлетворяет значениям
критических параметров, принятым по опытным данным
Михельса. Библиографий 10.
621.646.958
Эталон утечки для калибровки галоидных течеис-
кателей, ЕВЛАМПИЕВ А. И., КАРПОВ В. И.,
ЛЕВИНА Л. Е., «Холодильная техника», 1969, № 3, 35—37.
Разработан прибор для калибровки галоидных те-
чеискателей, дано описание его устройства и принципа
работы. Рабочим веществом в приборе служит гекса-
хлорэтан. Библиографий 5. Иллюстраций 2.
664.8.037.1
К определению продолжительности охлаждения
сплошных и полых тел простой формы, КОВАЛЬ-
КОВ В. П. «Холодильная техника», 1968, № 3, 37—42.
Приведен вывод одномерного уравнения
теплопроводности с интегралами Стилтьеса.
Дана обобщенная номограмма для определения
продолжительности охлаждения оплошных и полых тел
простой формы. Получена формула расчета
продолжительности охлаждения сплошных и полых тел простой
формы после наступления регулярного режима первого рода.
Библиографий 3. Иллюстраций 1.
664.951.037.5
Замораживание и хранение сардинопса. СУКРУ-
ТОВ Н. И. «Холодильная техника», 1969, № 3, 42—44.
Проведена экспериментальная работа по изучению
первичной обработки сардинопса на судах типа РТМ.
Указаны условия, сроки и температуры хранения
сардинопса (южноафриканская сардина) в пленочной
упаковке и без упаковки. Таблиц 3. Библиографий 3.
¦

CONTENTS
M. V. Zhikharev. Refrigerating Economy of
Byelorussian SSP for 50 Years 1
100th Anniversary of V. I. Lenin Birthday
All — Union Social Checkup on Culture of Trade and
Public Catering 5
A. V. Bykov. New Working Medium for Low
Temperature Reciprocating Refrigerating Machines. ... 6
V. N. Bondarev, V. V. Katerukhin, V. V. Zakursky,
У. P. Alymov. Testing Heat Pumps, Types NT25,
NT40 and NT80 11
I. M. Carshin. Air Conditioning in a Mail Railcar . . 15
B. S. Weinberg. Two-Temperature Household
Compression Refrigerators 18
0. A. Smirnov. Device for Cooling Human Brain. . . 23
1. S. Badylkes. Determination of Interdependence
Between Properties of Freons and Molecular
Weight 27
D. I. Avaliani. Influence of Effect of Connected Mass
Upon Heat Transfer at Freon Boiling 31
V. A. Zagoruchenko, Nguyen Thanh. Thermodynamic
Properties and Equations of State of Freon-12 . 34
A. I. Evlampiyev, У. I. Karpov, L. E. Levina. Leak
Standard for Calibration of Halide Torches .... 35
У. P. Kovalkov. Determination of Cooling Period of
Solid and Hollow Bodies of Simple Shape ... 37
N. I. Sukrutov. Freezing and Storage of Sardinops . 42
Practice exchange
I. I. Kolotij. Compressor Control Circuit by Means of
Smooth Control of Electric Motor R.P.M. ... 45
У. У. Mironenkov. Phase Asymmetry Relay .... 47
I. E. Dvoskin. Low Inertia Circuit of Impulse Control
of Evaporating Temperature 49
Consultation
Y. H. Arshansky, S. L Zhukoborsky. Repair of Freon
Hermetic Refrigerating Units 51
Birthday Congratulations!
N. A. Golovkin 53
N. A. Gerasimov 54
New Inventions 55
Foreign technical news
S. D. Augustynowicz, W. F. Szmurlo. Utilization of Liquid
Nitrogen for Transportation and Freezing of
Foodstuffs
56
Reference data
У. I. Bobkov, E. У. Yakobson. Single-Stage Closed
Crankcase Refrigerating Compressors 60
Summaries .62
СОДЕРЖАНИЕ
M. В. Жихарев. Холодильное хозяйство
Белорусской ССР за 50 лет 1
К 100-летию со дня рождения В. И. Ленина
Всесоюзный общественный смотр по культуре
торговли и общественного питания .... 5
A. В. Быков. Новые рабочие вещества
низкотемпературных поршневых холодильных машин 6
B. Н. Бондарев, В. В. Катерухин, В. В. Закурский, —у'
В. П. Алымов. Испытание тепловых насосов
НТ25, НТ40 и НТ80 11
И. М. Гаршин. Кондиционирование воздуха в
почтовом вагоне 15
Б. С. Вейнберг. Двухтемпературные домашние
компрессионные холодильники 18
О. А. Смирнов. Прибор для охлаждения
головного мозга человека 23
И. С. Бадылькес. Установление взаимосвязи
свойств фреонов с молекулярным весом . . 27
Д. И. Авалиани. Влияние эффекта
присоединенной массы на теплоперенос при кипении
фреонов 31
В. А. Загорученко, Нгуен Тхань.
Термодинамические свойства и уравнения состояния фре-
она-12 34
A. И. Евлампиев, В. И. Карпов, Л. Е. Левина.
Эталон утечки для калибровки галоидных тече-
искателей 35
B. П. Ковальков. К определению
продолжительности охлаждения сплошных и полых тел
простой формы 37
Н. И. Сукрутов. Замораживание и хранение сар-
динопса 42
Обмен опытом
Ю. И. Колотий. Схема управления компрессором
при помощи плавного регулирования числа
оборотов электродвигателя 45
B. В. Мироненков. Реле асимметрии фаз .... 47
И. Е. Двоскин. Малоинерционная схема
астатического импульсного регулирования
температуры кипения 49
Консультация
Я. Н. Аршанский, С. Л. Жукоборский. Ремонт
фреоновых герметичных холодильных
агрегатов 51
Поздравляем юбиляров!
Николай Алексеевич Головкин 53
Николай Александрович Герасимов .... 54
Новые изобретения 55
Новости иностранной техники
C. Д. Аугустынович, В. Ф. Шмурло. Применение
жидкого азота для транспортировки и
замораживания пищевых продуктов 56
Справочный отдел
В. И. Бобков, Е. В. Якобсон. Компрессоры
холодильные бескрейцкопфные одноступенчатого
сжатия 60
Рефераты 62
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Ш. Н. Кобулашвили (главный редактор), Д. Г. Рютов
(зам. главного редактора), Л. Д. Акимова (зам. главного редактора), проф. И. С.
Бадылькес, Б. С, Вейнберг, А. А. Гоголин, М. Г. Дик, В. А. Дедух, А. В. Кан, В. Я.
Кокорев, М. С. Мартынов, проф. В. С. Мартыновский, М. Н. Мертешов, Р. В. Павлов,
проф. Г. Б. Чижов, В. И. Шелапутин, А. П. Шеффер
Адрес редакции: Москва, И-434, ул. Костякова, 12. Телефон 250-00-34, доб. 49.
Технический редактор А. М. Сатарова
Т—04339
Формат 84X108Vie
Тираж 17210 экз.
Сдано в набор 3/1 1969 г.
Печ. л. 4 = 6,72 усл. п.
Заказ 54
Подп. в печ. 10/111 1969 г.
Уч.-изд. л. 9,03
Цена 50 коп.
Типография изд-ва «Московская правда». Потаповский пер., 3.