1
BEl
г

ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ
И НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ
ЖУРНАЛ
УЧРЕДИТЕЛЬ — ЖУРНАЛИСТСКИЙ
КОЛЛЕКТИВ РЕДАКЦИИ
ИЗДАЕТСЯ С ЯНВАРЯ 1923 ГОДА
МОСКВА
ИЗДАТЕЛЬСТВО «КОЛОС»
Холодильная
9-IO«92ieXHUhQ
СПОНСОРЫ:
АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ
«РОСМЯСОМОЛТОРГ»,
СП «ИНТЕРХОЛОД»,
ФИРМА «КОДЭСК»
I
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Л. Д. Акимова
Редакционная коллегия:
Е. М. Агарев,
д-р техн. наук, проф. В. М. Бродянский,
д-р техн. наук, проф. А. В. Быков,
В. В. Васютович,
Л. А. Володина (редактор отдела),
В. А. Выгодин,
д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголин,
В. И. Дунаев,
A. П. Еркин,
д-р техн. наук, проф. И. М. Калнинь,
Н. П. Коновалов,
3. Д. Мишина (отв. секретарь),
д-р техн. наук, проф. В. В. Оносовский,
д-р техн. наук, проф. И. И. Орехов,
р. В. Петров,
Ю. Я. Сенягин,
B. А. Черняк,
академик И. Г. Чумак,
В. М. Шавра
Художественное и техническое
редактирование
М. Г, Печковской
\ Художник-график
О. М. Иванова
-Рукописи не возвращаются
Сдано в набор D9.07.92.
Подписано в печать 21.08.92.
Формат 60Х88'/8- Бумага кн.-журн.
Офсетная печать.
Усл.-печ. л. 3,92. Усл. кр.-отт. 4,9.
Тираж 6&50 экз. Заказ 6008. Цена 5 р.
Адрес редакции:
107807, ГСП-б, Москва, Б-78,
ул. Садовая-Спасская, д. 18.
Телефон 976-7T-0Q, 207-53-14
Набрано на ордена Трудового Красного
Знамени Чеховском полиграфическом
комбинате Министерства печати и
информации Российской Федерации
142300, г. Чехов Московской области
Отпечатано в Подольском филиале ПО
«Периодика» ,, •".'
142110, г. Подольск, ул. Кирова, 25
© «Холодильная техника», 1992
В НОМЕРЕ:
Орехов И. И., Цветков О. Б. Санкт-
Петербургский технологический
институт холодильной
промышленности — итоги и проблемы 2
Мин ко И. С. Холодильное
хозяйство плюс конверсия 4
ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ
ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН,
АППАРАТОВ И СИСТЕМ
ОХЛАЖДЕНИЯ
Бухарин Н. Н., Евстафьев В. А.,
Ковалкин И. К.
Совершенствование системы регулирования
холодильного центробежного
компрессора 7
Дзино А. А.„ Тимофеевский Л. С,
Кбвалевич Д. А.
Физико-математическая модель абсорбционной бро-
мистолитиевой холодильной
машины с раздельным тепломассопере-
носом 9
Ден Г. В.,. Капелькин Д. А., Са-
винцев В. И. Пульсационный
охладитель воздуха для систем
кондиционирования 12
Иванов "О. П., Емельянов А. Л.,
Терещенко В. И. Испытания
транспортных кондиционеров на R134a 14
Филаткин В, Нм Плотников Bw Т.,
Мухтаров И. М., Ильин Д. Ю.
Контактный теплообмен в конденсаторе
пароводяного теплового насоса 16
Румянцев Ю. Д., Васильев А. И.,
Бахарев И. Н. Автоматизация ком-
паундных холодильных установок 19
Калюнов В. С, Мачулин В. И.,
Осипов Ю. В. Улучшение
распределения хладагента по
охлаждающим устройствам 21
ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ
ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Колодязная В. С, Диденко Р. А.,
Дивников С. В. Криогенное
замораживание растительных продуктов 23
Коржеманова Л. А., Фролов В. Л.
Потери замороженной
плодоовощной продукции при хранении 25
Андреев А. Н., Василинец И. М.,
Соболева Е. В. Применение
холода в хлебопекарном производстве 27
ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ
КРИОГЕННОЙ ТЕХНИКИ
Будневич С. С, Савченко Ю. А.,
Шурубцов В. Н., Ручкин А. В.
Получение азота особой чистоты
низкотемпературной ректификацией 29
Кольцова О. Н.
Низкотемпературная адсорбция озона 29
РЕФЕРАТЫ 31
IN ISSUE:
Orekhov I. I., Tsvetkov О. В. Saint-
Petersbourg Institute of
Refrigerating Industry—Results and
Problems 2
Minko I. S. Refrigerating Economy
plus Conversion 4
RESEARCH IN THE FIELD
OF REFRIGERATING MACHINES,
APPARATUSES
AND REFRIGERATING SYSTEMS
Boukharin N. N., Evstafyev V. A.,
Kovalkin I. K. Improvement of
Control System of Refrigeration
Centrifugal Compressor 7
Dzino A. A., Tymofeevsky L. S.,
Kovalevich D. A. Physico-Mathema-
tical Model of Absorption Lithium-
Bromide Refrigerating Machine with
Separate Heat and Mass Transfer 9
Den G. N., Kapelkin D. A., Savint-
sev V. I. Pulsation Air Cooler for
Air Conditioning Systems 12
Ivanov O. P., Emelyanov A. L.,
Tereschenko V. I. Tests of
Transport Air Conditioners on R134a 14
Filatkin V. N., Plotnikov V. Т.,
Moukhtarov I. M., Ilyin D. Yu.
Contact Heat Exchange in Condenser
of Steam-Water Heat Pump 16
Roumyantsev Yu. D., VasiHiev A. I.,
Bakharev I. N. Automation of
Compound Refrigerating Plants 19
Kalunov V. S., Machulin V. I., Osi-
pov Yu. V. Improvement of
Refrigerant Distribution in Refrigerating
Appliances 21
RESEARCH
IN REFRIGERATING
TECHNOLOGY
Kolodyaznaya V. S., Didenko R. A.,
Divnikov S. V. Cryogenic Freezing
of Plant Products 23
Korzhemanova L. A., Frolov V. L*
Losses of Frozen Horticultural
Produce During Storage 25
Andreev A. N.t Vasilinetz I. M., So-
boleva E. V. Utilization of
Refrigeration in Baking Industry 27
RESEARCH
IN CRYOGENIC ENGINEERING
Boudnevich S. S., Savchenko Yu. A.,
Shouroubtsov V. N., Ruchkin A. V.
Production of Nitrogen of Special
Purity by Low Temperature
Rectification 29
Koltsova O. N. Low Temperature
Adsorption of Ozone 29
SUMMARIES 31

Номер посвящается Санкт-Петербургскому техно
? 2 *
17—19 октября 1991 г. в Санкт-Петербурге состоялась
Всесоюзная научно-техническая конференция «Холод —
народному хозяйству», приуроченная к 60-летию
СПбТИХПа. Подобные конференции, проходившие в
институте каждые два года, стали хорошей традицией.
В работе конференции приняли участие
389 специалистов, ученых, студентов от
76 научно-исследовательских и проектных институтов,
предприятий и организаций, 32 вузов из 41 бывших
союзных республик. Крупными были делегации
ВНИИхолодмаша, НПО «Криогенмаш», НПО
«Сибириотехника», НПО «Нектар», НИИ
«Турбокомпрессор», Московского энергетического
института. Одесского института низкотемпературной
техники и энергетики. Московского и Одесского
технологических институтов пищевой промышленности,
Московского института прикладной биотехнологии,
Института прикладной энергетики АН Белоруссии,
НИИ электрификации сельского хозяйства.
Сибирского отделения АН России и др.
На 14 секций конференции было представлено
504 доклада.
Были рассмотрены проблемы в области холодильной
и криогенной техники, систем кондиционирования
воздуха, холодильной технологии и технологии
пищевых производств.
Отмечено, что первоочередной задачей на
ближайший период является расширение исследований
по изысканию озонобезоласных хладагентов, перевод
на них холодильных машин и установок.
Заводам холодильного машиностроения
рекомендовано ускорить освоение спиральных
и малорасходных винтовых компрессоров, увеличить
номенклатуру и выпуск холодильных машин с винтовыми
и центробежными компрессорами полной заводской
готовности, тепловых насосов и абсорбционных
термотрансформаторов.
В области техники кондиционирования воздуха
следует развивать разработку и производство
транспортных и бытовых кондиционеров, систем ^J|
о
о
УДК 621.56/.59:658.37
Санкт- Петербургский технологический
институт холодильной
промышленности — итоги и проблемы
Д-р техн. наук, проф. И. И. ОРЕХОВ,
д-р техн. наук, проф. О. Б. ЦВЕТКОВ
31 мая 1931 г. постановлением
СНК СССР был организован
Ленинградский институт холодильной
промышленности (ЛИХП). Уже
осенью 1931 г. через порог
старинного особняка по Чернышову пер.,
д. 9 (ныне ул. Ломоносова), где
разместился институт, переступили
первые 440 студентов.
Создание института было
вызвано острой потребностью
народного хозяйства в инженерах по
холодильной технике и технологии.
До 1941 г. ЛИХП выпустил 1462
инженера-холодильщика.
В сентябре 1941 г. в связи с
приближением линии фронта
переехал из г. Пушкина в здание ЛИХПа
Ленинградский молочный институт.
В 1942 г. ЛИХП был эвакуиро^
ван сначала в Кисловодск, а затем
в Семипалатинск, а молочный
институт — в село Чашу Курганской
области. После возвращения из
эвакуации они были объединены
в один — Ленинградский институт
холодильной и молочной
промышленности.
В 1953 г. вуз был переименован
в Ленинградский технологический
институт холодильной
промышленности (ЛТИХП), а в ноябре 1991 г.—
Санкт-Петербургский
технологический институт холодильной
промышленности (СПбТИХП).
За прошедшие годы изменилось
не только название института, но и
многое другое.
Если в 1934 г. институт имел
только один учебный корпус
площадью 13 тыс. м2, то сегодня их
пять — общей площадью 42 тыс. м2
(пятый со столовой площадью
14 тыс. м2 был введен в строй
совсем недавно — в 1989 г.).
Построено четыре общежития,
последнее из которых квартирного типа
на 1000 мест приняло своих хозяев-
студентов 3 года назад.
Существенно расширился
профиль специалистов, выпускаемых
институтом. Первоначально в
структуре института было два
факультета — механический и
технологический. В 1949 г. был
организован еще холодильный факультет,
который в 1975 г. разделился на
факультет холодильной техники и
факультет криогенной техники и
кондиционирования. Сейчас в
институте четыре дневных
факультета, вечерний и заочный,
факультет повышения квалификации,
подготовительное отделение.
Подготовка инженеров ведется на 30
кафедрах по семи специальностям и
одиннадцати специализациям — от
техники и физики низких
температур до технологии молока и
молочных продуктов. Всего в институте
обучается около 5 тыс. студентов,
аспирантов и докторантов.
В настоящее время СПбТИХП —
это крупнейший в России
технический вуз, готовящий специалистов
по холодильной и криогенной
технике, системам
кондиционирования, холодильной технологии, а
также по оборудованию пищевых
производств, автоматизации,
технологии мясной и молочной
промышленности, хлебопекарных и
бродильных производств. За 60 лет
выпущено более 30 тыс.
квалифицированных инженеров.
В рамках аспирантуры,
докторантуры и четырех
специализированных советов института
осуществляется подготовка соискателей
ученых степеней кандидата и
доктора наук по машинам и аппаратам
холодильной и криогенной техники,
системам кондиционирования,
процессам, машинам и аппаратам
пищевой промышленности,
теоретическим основам теплотехники,
технологии мясных, молочных и
рыбных продуктов, технологии
холодильной обработки и хранения
продуктов, теплоснабжению,
вентиляции, кондиционированию воздуха,
газоснабжению и освещению.
В активе института — длитель-^
ное и плодотворное сотрудниче-*
ство со многими ведущими
промышленными и
исследовательскими организациями, среди которых
НПО «Ижорский завод», НПО
«Светлана», ВНИИхолодмаш, НПО
«Агрохолодпром», МНТК «Техно-
хим», НПО ВНИИМС «Углич», а
также с Санкт-Петербургским
агропромышленным комитетом,
Сибирским отделением АН России,
ВНИИЖ, Российской академией
сельскохозяйственных наук и т. д.
Одним из бесспорных
преимуществ института, дающих ему
возможность достойно соперничать с
другими вузами России и СНГ,
является широкое использование в
учебном процессе достижений
научно-технического прогресса. В

логическому институту холодильной промышленности
кондиционирования для пищевой и медицинской
промышленности с привлечением мощностей
оборонных предприятий, подлежащих конверсии.
Приоритетными направлениями развития криогенной
техники на конференции названы следующие:
создание криогенных систем для сжижения, хранения
и транспортировки природного газа, а также новых
микрокриогенных систем, разработка методов
низкотемпературной ректификации и адсорбции,
крупномасштабное внедрение криогенных устройств
и жидкоазотных технологий в медицину, биологию,
пищевую промышленность. Признано целесообразным
установление новой научной специальности
«Криология».
Особое внимание было обращено на необходимость
расширения работ по совершенствованию технологии
холодильного хранения сельскохозяйственной
продукции, оптимизации непрерывкой холодильной
цепи, созданию новых технологий переработки сырья
| растительного и животного происхождения для
фермерских хозяйств и малых предприятий.
Конференция поддержала представление на
Государственную премию комплекса работ,
выполненных совместно специалистами СПбТИХПа,
ВНИИхолодмаша и Института теплофизики
Сибирского отделения АН России, по разработке
научных основ и внедрению в народное хозяйство
абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин
и термотрансформаторов нового поколения.
В дни конференции проведена выставка
научно-технических достижений, в ходе которой
состоялись также презентация фирмы «Данфосс»
и переговоры с фирмой «Саброе» (Дания).
Среди предложений делегатов конференции была
просьба к редакции журнала «Холодильная техника»
выделить один из номеров для публикации части
докладов, представленных на конференции. Это
решение конференции отчасти реализовано в
предлагаемом читателям выпуске журнала.
распоряжении ученых,
преподавателей и студентов — мощная
исследовательская база, оснащенная
измерительной и персональной
вычислительной техникой. В
исследовательской работе участвуют более
200 штатных сотрудников, более
300 докторов и кандидатов наук,
до кторан т ов и а с и и р а нтов.
Высока и устойчива
междчнародная репутация СПбТИХПа. Об
этом свидетельствуют многолетнее
с отр уд н и чест во с в vз а м и Герма н и и,
Болгарии, Польши, Венгрии,
приглашения наших ученых для
работы в научных центрах США,
Англии, Франции. Швеции,
Югославии, Финляндии. Китая, Вьетнама,
Индии, широкие контакты ннститу-
Лаборатория кафедры пищевой
биотехнологии
Л абор атор и я к аф е д ры М а ш и н ы,
аппараты и системы
кондиционирования»
та с Международным институтом
холода.
«Данфг
фирмами «\нминвест>\
«(.-аброе», «Гэс гехно-
лоджи», практика с гч тентов на
предприятиях фирм Польши, ['чип
рии,_< Морседо ! 'Пор Пах,» и др.
I ьтодотворння деятельность
института по подготовке нысококва-
л и ф и ц и р о в а н н ы х с п е и и а л и с т i > в от -
мечена орденом Трудового
Красного Знамени, двумя Красными
знаменами Минвуза России и Реепх'б-
л и ка некого ком итета и рофсо юзов
России.
Сегодня СПбТИХП, как и вся
высшая школа, подвергся
серьезным изменениям. Переход страны
к рыночной экономике
значительно обострил проблему кадров. Идет

лее важно — третьего тысячелет-
тий. По-новому предстоит решать
задачи естественно-научного и
гуманитарного образования,
переосмыслить проблехмы повышения
квалификации специалистов и
переподготовки административных
работников промышленности, более
оперативно откликаться на
быструю смену приоритетов в науке и
технике, изменение существующих
и появление новых специальностей.
к С учетом новых потребностей
экономики институт с сентября 1992 г.
•начинает готовить менеджеров для
УДК 621.56/.58C12)
предприятий пищевой
промышленности.
Интеллектуальный потенциал
института, где каждый седьмой
из числа
профессорско-преподавательского состава — доктор наук,
а 75 % — кандидаты наук,
способен обеспечить качественное
решение новых задач, стоящих перед
ним. Однако ученые и специалисты
не смогут реализовать себя, если
общество и, в первую очередь,
государство, промышленные
предприятия не позаботятся о помощи
высшей школе в это непростое для нее
время.
Холодильное хозяйство плюс кон вереи $ц
Лаборатория кафедры криогенной
техники
ощутимый отток специалистов,
причем зачастую молодых и
способных, в приватизированные
структуры, в другие страны.
Практически прекратилось
централизованное распределение выпускников,
нет юридического статуса прямых
договоров вуза с промышленностью.
Особенно остро стоит вопрос о
трудоустройстве прекрасной
половины инженерного корпуса. «Храм
науки» не защищен от духа
делячества, вытесняющего
подвижничество, служение истине, энтузиазм,
стремление учиться и работать.
Продолжается падение авторитета
знаний и культуры
профессиональной деятельности. К сожалению,
практически не реализуется Указ
№ 1 Президента России «О
первоочередных мерах по развитию обра-
зования».
Вместе с тем надвигающаяся
рыночная экономика вносит
ощутимые позитивные изменения в эту
область. Несмотря на
определенную консервативность, система
образования, призванная двигать в
условиях рынка общество вперед,
изменяется в соответствии с
экономическими реальностями. Исчезает
безликость высшей школы,
возникает новый тип учебного
заведения, имеющего свой имидж,
вариантный подход к подготовке
кадров, определенный престиж в
стране и на международном уровне.
В условиях формирующегося
рынка труда СПбТИХП главную
цель видит в повышении качества
подготовки выпускников. С
нынешнего года институт переходит на
многоуровневую систему обучения
инженерных кадров. Новые
учебные планы и программы отразят
взгляд профессуры вуза на
специалистов сегодняшнего и — что бо-
Д-р экон. наук, проф. И. С. МИН КО
Общий кризис, поразивший
общество бывшего Союза, не мог не
сказаться и на всех без
исключения звеньях холодильной цепи, на
создании и производстве для нее
холодильной техники, на научных
исследованиях, подготовке
специалистов в этой области и т. д.
В данной статье сделана
попытка оценить новую ситуацию в
области изготовления и использования
холодильного оборудования,
В период обострения в стране
экономического кризиса выявилась
немаловажная тенденция — рост
спроса на оборудование,
предназначенное для холодильной
обработки и хранения
сельскохозяйственного сырья и продуктов. Из-за
неустойчивости и ненадежности
продовольственного снабжения
население, кооперативы, предприятия
создают многочисленные мелкие и
крупные запасы различных
пищевых продуктов. Вопреки прежним
предположениям, новые бытовые
холодильники и морозильники
приобретаются индивидуальными
потребителями не только и не столько
для замены старых, а в
дополнение к ним. Многие стремятся иметь
два, три и даже четыре бытовых
холодильника.
Рост спроса на бытовые
холодильники обусловлен и развитием
самообеспечения населения
продукцией подсобных и
индивидуальных хозяйств и садово-огородных
и дачных участков. При этом их
владельцы стремятся приобрести
холодильные и морозильные
камеры или шкафы достаточно
большой вместимости для хранения не
только плодов, овощей, картофеля,
но и консервов, круп, муки и
изделий из нее, замороженных мяса
и рыбы.
Все более многочисленную
группу (уже сейчас сотни тысяч)
потребителей холодильной техники
образуют фермеры и частные
предприниматели, хозяева небольших
предприятий по производству и
переработке
сельскохозяйственного сырья, хранению, изготовлению
и реализации пищевой продукции,
каждый из которых нуждается в
нескольких холодильных и
морозильных камерах небольшой и
средней вместимости B...10 т),
холодильных и морозильных шкафах
типа используемых в
общественном питании и торговле.
Высокий уровень потребности в
бытовой холодильной технике
различного типа обусловлен не только
отмеченными выше новыми
тенденциями, но и неудовлетворенным
традиционным спросом (новых
семей; тех, кто не имеет
холодильника, в связи с выбытием
холодильника из-за полного
физического износа),
В определенной степени
неудовлетворенность спроса на
холодильники и морозильники объясняется
тем, что в последние годы все
большее их количество
экспортировалось, что сокращало объем
продажи своему населению [7]. Спрос
на бытовую холодильную технику
не уменьшился даже в связи с .
многократным ростом цен. Вероят- 1
но, принятый расчетный норматив
обеспеченности населения
холодильниками A40 шт. на 100 семей)
сегодня уже недостаточен.
Однако спрос на холодильники
в стране, резко поднявшийся в
1990 и 1991 гг., может со временем,
и даже скоро, уменьшиться из-за
недостатка денежных средств в
связи со снижением доходов
населения и предприятий, что
частично уже проявляется в сокращении
объемов приобретения некоторых
подорожавших товаров.
Во многих регионах
сохраняется дефицит мощностей
распределительных и производственных
холодильников [1]. Лишь половина
складской сети АПК пригодна для

длительного хранения
выращенного урожая, т. е. оснащена
системами искусственного охлаждения и
вентилирования.
Во многих имеющихся
морозильных и холодильных емкостях
(больших, малых, бытовых и
транспортных холодильников) не
достигаются требуемые низкие
температуры.
Необходимо существенное
пополнение и обновление парка
специализированных транспортных
средств, обеспеченность которыми
перевозок скоропортящихся грузов
составляет около 50 %.
Иными словами, потребность,
в холодильной технике во всех
звеньях холодильной цепи еще
далеко не обеспечена. На 1991 г.
удовлетворение потребностей насе-
•ления и народного хозяйства в
холодильниках и холодильном
оборудовании оценивалось в целом
на уровне примерно 75 % [2]. Этот
показатель уменьшится, если
ориентироваться на расчетные нормы
Международного института
холода, согласно которым на одного
жителя в среднем должно
приходиться 0,5 м3 холодильной емкости
(в том числе 30 % больших
холодильников и 70 % — торговых и
бытовых) [3].
Нынешний «всплеск» роста
потребности в холодильной технике
совпал по времени с сокращением
объемов ее выпуска. Причины
уменьшения производства
холодильного оборудования и
строительства холодильников те же, что
и причины кризиса общественного
производства в целом: нарушение
межхозяйственных связей и
невыполнение предприятиями
обязательств по поставкам, ослабление
трудовой и производственной
дисциплины, сбои в системах
энергетического и транспортного
обеспечения, забастовки и т. д.
В 1992 г. заводы нередко
прекращали выпуск холодильников из-
за недопоставки пенополиуретана,
из-за неполучения компрессоров по
импорту в связи с отсутствием
валютных средств. Прежние
партнеры — поставщики материалов и
комплектующих изделий оказались
в различных вновь образованных
государствах, что ухудшило
снабжение изготовителей конечной
продукции. В связи с этим в
перспективе наиболее вероятно
сокращение производства и его
последующее медленное восстановление
собственными силами и с
дополнительными издержками.
Положение в экономике
сказывается и на техническом уровне
холодильного оборудования,
холодильников. Несмотря на то, что
имеются отечественные весьма
эффективные технические решения,
позволяющие выпускать изделия
на уровне мировых стандартов [4,
5], и широко используются
комплектующие изделия, поступающие
по импорту или производимые по
иностранным лицензиям на
зарубежном оборудовании, основная
масса холодильной техники по
качественным и энергетическим
характеристикам уступает
оборудованию, производимому за рубежом,
которое постоянно
совершенствуется.
За последние 15 лет удельное
энергопотребление выпускаемых
бытовых холодильников было
снижено в среднем в Японии на 70 %,
в ФРГ — на 50 %. Использование
некоторыми японскими и
германскими фирмами ротационных
компрессоров вместо поршневых
позволило не только вдвое сократить
расход энергии, но и уменьшить
массу компрессора на 38 %,-а
габариты — на 65 %.
Наше отставание имеет разные
проявления и причины. Более
высокий удельный расход
электроэнергии у отечественных холодильников
обусловлен характеристиками
компрессоров, получаемых по
кооперации от смежников. Худшие
свойства теплоизоляционных
материалов предопределяют меньшее
соотношение полезного и
габаритного объемов бытовых и других
холодильников. Недостаточный
ассортимент и качество пластмасс не
позволяют достичь большей
комфортности, гигиеничности и
эстетичности внутреннего и наружного
обустройства и оформления
холодильников.
Помимо упомянутых факторов,
непосредственно влияющих на
качество холодильной техники, в
современный период действуют
факторы, пагубное воздействие
которых на производство сказывается
не сразу, а спустя несколько лет,
но для устранения которых
потребуются большие затраты средств и
времени. Речь идет о сокращении
в 1991 —1992 гг. расходов на науку
и образование.
Некоторое увеличение
номинальных денежных субсидий из
государственного бюджета на эти цели
в 1991 —1992 гг. отстает от роста
уровня цен в 3...5 и более раз, т. е.
реальные расходы уменьшились в
несколько раз. В результате
научно-исследовательские, проектно-
конструкторские и технологические
организации, специальные учебные
заведения вынуждены сокращать
затраты сначала на приобретение
оборудования,
материально-технических ресурсов, а затем и на
оплату труда.
Отток части специалистов и
квалифицированных рабочих тормозит
научно-технический прогресс в
области холодильной техники. К
этому добавились сложности с
выпуском научно-технической и учебной
литературы, затруднение контактов
между учеными и специалистами,
оказавшимися гражданами разных
государств. Все это, конечно,
может неблагоприятно отразиться на
уровне холодильной науки и
техники.
Выход из создавшегося
критического положения видится в более
широком использовании
возможностей конверсии предприятий и
организаций военно-промышленного
комплекса (ВПК). Об их участии в
производстве холодильного
оборудования немало говорилось и
писалось, в том числе в журнале
«Холодильная техника» [6]. Однако, по
большому счету, мощный
потенциал этих отраслей в данной
области практически почти не
использовался.
Большинство предприятий,
объединений и организаций,
производивших военную технику, остались
почти не затронутыми конверсией.
Снижение объемов производства
оборонных заказов после 1988 г. в
этих отраслях прогнозировалось
заранее. В расчете на этот
управляемый процесс могли бы быть
своевременно разработаны и
реализованы программы конверсии, т. е.
планы постепенного наращивания
объемов изготовления
гражданской продукции взамен военной с
соответствующей перестройкой
производств. Однако возможности
планомерной конверсии оборонных
производств в первые 3—4 года
перестройки ВПК в широких
масштабах так и не были
использованы.
Резкое сокращение военных
заказов (на 10—20 % в 1991 г., на
50 % и более в 1992 г.)
вынуждают производителей военной
техники чрезвычайно быстро искать
других заказчиков и
переключаться на изготовление иной
продукции. Высвобождение огромного ре-
сурного потенциала оборонных
отраслей создает благоприятные
условия для наращивания
производства изделий гражданского
назначения, в частности различной
холодильной техники.
При этом, учитывая резкое
падение занятости в оборонной
промышленности и практически
полную самостоятельность
'производителей в выборе хозяйственных
решений, вряд ли следует
рассчитывать на соблюдение ранее
намеченной специализации оборонных
отраслей: например, предприятий
радиопрома на изготовлении
скороморозильной техники и торгового
холодильного оборудования. В
реальных условиях новая
специализация конкретного оборонного
предприятия определяется им самим,
исходя из технологических
возможностей имеющегося оборудования,
степени сходства прежних и новых
технологий, оснастки, сырья,
материалов, комплектующих изделий,
профессионального состава
работников.
Процесс перепрофилирования

мощностей бывших оборонных
производств был бы менее
болезненным для самих предприятий и для
общества, если бы получил
поддержку со стороны государства
(финансовую) и собственных
организаций ВПК (научную,
информационную, организационную). В
крайнем случае можно привлечь
к содействию новые коммерческие
структуры, хотя они в наших
условиях для достижения лишь
собственного благополучия чаще
склонны к созданию искусственных
монополий и к блокированию
любых альтернатив.
Положительный опыт быстрой
; конверсии имеется в ФРГ. Здесь
в 1991 г. в течение нескольких
недель и месяцев предприятия
оборонной промышленности на
территории «новых земель» (бывшей
ГДР) были проинвентаризованы и
паспортизированы. Сведения об их
имуществе, материальной базе,
технологических особенностях и
кадрах работников образовали сво-
образный банк данных, введенный
Л в государственную
информационную сеть. Работа выполнялась при
поддержке государства.
Накопленная информация существенно
облегчила и ускорила конверсию
военных производств, так как
руководители, предприниматели имели
возможность оценить, сравнить и
выбрать наиболее подходящие из
всех охваченных учетом
предприятий.
У нас созданием аналогичных
банков данных могли бы заняться
научно-исследовательские
институты и информационные центры
отраслей оборонного комплекса.
Высокий технический уровень
создаваемой холодильной техники в
складывающейся экономической
обстановке, на наш взгляд, может
быть обеспечен:
во-первых, объединением
научно-технических достижений и сил
традиционно работающих в этой
области научно-исследовательских,
проектно-конструкторских,
технологических и вузовских центров
(ВНИКТИхолодпром, ВНИИхолод-
маш, Марийское СКТБ ТХО, Гипро-
холод, СПбТИХП, ОИНТЭ, МЭИ
и др.) с высвободившимся
исследовательским, проектным и
производственным потенциалом
организаций и объединений оборонного
профиля;
во-вторых, продолжением и
расширением взаимовыгодного
сотрудничества с иностранными
партнерами, продающими нам для
производства современного
холодильного оборудования лицензии, «ноу
хау», комплектующие изделия и
материалы высокого качества,
участвующими в создании новых
предприятий и оснащении их
современным технологическим
оборудованием.
Первое условие представляется
более значи-мым, поскольку его
реализация позволяет
использовать огромный производственный
и интеллектуальный потенциал
ВПК, в котором сосредоточены
одновременно научные силы,
производственные мощности и службы
обеспечения.
Возможна внутриотраслевая
кооперация, минимизирующая
зависимость от ненадежных
смежников. С помощью предприятий,
организаций и объединений
оборонной промышленности можно осу^
ществить сертификацию
холодильного оборудования, его ремонт и
сервисное обслуживание,
маркетинговые исследования.
Как и всякая крупная задача,
при решении которой на
протяжении ряда лет должны
согласованно действовать десятки
предприятий и организаций, конверсия
части оборонных производств с целью
включения их в процессы создания
и изготовления современной
холодильной техники должна
проводиться на основе программного
подхода. Неизбежными являются
также госбюджетное
финансирование и долгосрочное кредитование
целевой перестройки оборонных
предприятий. Целесообразным
было бы привлечение средств
работников, населения, предприятий и
банков путем создания
акционерных обществ. Возможно
финансирование конверсии и за счет
выручки от экспорта военной техники.
К разработке программы
конверсии для производства
холодильного оборудования
ученые-холодильщики совместно с учеными и
руководителями соответствующих
учреждений ВПК должны
приступить, на наш взгляд, немедленно,
ибо упущенное время приведет к
огромным экономическим и
социальным потерям.
Список литературы
1. Данилин В. И. Тенденции
развития холодильного хозяйства //
Холодильная техника. 1989, № 4.
2. Калнинь И. М., Нуждин А. С,
Савицкий И. К. Создание нового
холодильного оборудования для
народного хозяйства // Холодильная
техника. 1989, № 5.
3. Маттароло Л. Холод и
производство пищевых продуктов для возра-'Л!
стающего населения земного шара //
Холодильная техника. 1991, № 5.
4. Новые отечественные компрессоры
для бытовых холодильников /
Н. Д. Масленников, В. Н. Бабахин,
С. А. Тереховкин, В. Н. Карпов //
Холодильная техника. 1990, № 10.
5. Пискунов В. В. Цены должны
стимулировать совершенствование
продукции // Холодильная техника.
1991, № 2.
6. Проблемы развития производства
быстрозамороженных продуктов //
Холодильная техника. 1989, № 8.
7. Федоров В. А. Удовлетворение
спроса населения на холодильники
и морозильники // Холодильная
техника. 1989, № 5.
С
х
О»
X
о
05
=1
СО
О
X
ed
н
о
60
о
н
а:
>>
=С
О
о.
с
X
2
X
У
о
е;
о
S
о
в?
о
S
В Санкт-Петербургском
технологическом институте
холодильной промышленности
совместно с НПО «Ленмясо-
молмаш» разработана
установка для быстрого
охлаждения кисломолочных
продуктов (йогурта, сметаны,
сливок, ряженки, простокваши и
др.) в закрытом потоке. Она
может быть использована для
охлаждения и других
продуктов аналогичной
консистенции.
Техническая характеристика
Производительность по сырью, кг/ч, не менее
Расход электроэнергии, кВт-ч, не менее
Расход хладоносителя, м3/ч, не более
Температура продукта на входе в
теплообменник, °С, не более
Температура продукта на выходе из
теплообменника, °С
Температура хладоносителя на входе, °С
Габаритные размеры, мм
:*
Масса, кг
Быстрое охлаждение
снижает кислотность и
прекращает ее рост, в результате
чего дольше сохраняется
доброкачественность готовой
продукции.
Установка состоит из трех
теплообменных секций
одинаковой конструкции. Каждая
секция представляет собой
цилиндр с охлаждающей ру-.
башкой, внутри которого
размещен барабан-вытеснитель
со скребками. Привод
барабанов-вытеснителей осущест-
2000
6,0
10,0
30
14±2
—10±1
2100Х
Х1950Х
Х1820
1500
вляется от электродвигателя
через червячный редуктор и
цепную передачу.
Продукт охлаждается в
зазоре между
барабаном-вытеснителем и внутренней стенкой
цилиндра с охлаждающей
рубашкой.
Установка используется в
молочной промышленности.
Институт предлагает
конструкторскую и
технологическую документацию, а
также техническую помощь при
освоении.
И со
Ч? -
Ж СО
са cq
us
- О
см as
Я °
° S .
~^?
^ 5 С
а о К
3 ^Н
*•» а^С

^^^^м
ШШЙ
ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН,
АППАРАТОВ И СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ
^шш^иш
ИВШ
УДК 621.515.54.001.5
Совершенствование системы
регулирования холодильного
центробежного компрессора
Д-р техн. наук, проф. Н. Н. БУХАРИН,
канд. техн. наук В. А. ЕВСТАФЬЕВ,
И. К. КОВАЛКИН
В целях снижения энергетических
затрат в процессе эксплуатации
холодильных машин большое
внимание при создании холодильных
центробежных компрессоров следует
уделять повышению их
эффективности.
Область работы холодильных
машин ограничена двумя крайними
режимами, зависящими один от
диапазона изменения холодопроиз-
водительности при неизменных
температурах источников, а другой —
от диапазона изменения
температуры окружающей среды при
постоянной холодопроизводительности
[2]. На практике возможны
различные сочетания изменяющихся
параметров в области,
находящейся между этими двумя
режимами, что следует учитывать при раз-
:работке системы регулирования.
Анализ графиков загрузки
холодильных машин с ХЦК,
выполненный во ВНИИхолодмаше,
позволил выделить три основных
варианта регулирования: малое,
среднее и глубокое, при которых хо-
лодопроизводительность меняется
в диапазоне от 100 до
соответственно 80, 60 и 30 % (или менее)
от номинальной.
Анализ характеристик ХЦК
показывает [1], что наибольшая эф-
$ фективность при их работе в
широком диапазоне параметров может
быть достигнута применением
комбинированного регулирования —
одновременным поворотом лопаток
входного регулирующего аппарата
(ВРА) и лопаточного диффузора,
а также изменением частоты
вращения ротора компрессора. Только
таким путем можно достичь
наибольшего значения КПД ХЦК.
Большинство отечественных
холодильных центробежных
компрессоров имеют две и более
ступени сжатия. Конструктивное
исполнение компрессоров — одно- или
двухсекционное. Входной регули-
рущий аппарат устанавливают в
односекционной машине только
перед первой ступенью, а в
двухсекционной — перед первыми
ступенями каждой секции.
Лопаточный диффузор с поворотными
лопатками (ЛДПЛ) обычно не
применяют, поскольку в
многоступенчатой машине трудно разместить
механизм поворота.
На режимах среднего и
особенно глубокого регулирования
эффективность ХЦК, имеющего
только одну или максимум две ступени
с ВРА, значительно снижается из-
за возникающего рассогласования
характеристик регулируемых и
нерегулируемых ступеней.
В связи с этим на первый план
выдвигается задача упрощения
конструкции ХЦК путем создания
одноступенчатых машин, в которых
применение ВРА и ЛДПЛ не будет
сопряжено с такими трудностями,
как в многоступенчатых.
Однако практическая
реализация таких ХЦК возможна лишь в
том случае, если будет достигнуто
Цпол
0,в~
°>7*
10
\мсз
s>-
\?s
у
л*
ипол
?гг^ОЛ
Р2Л--90*
JJ3 = 1,03
Мег
Jy
<jy
л
'/
Ч*
.гЛ
/У
МС2
МС3
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1,0
0,3
0,8
1,0 1,1 1,4 1,6 Ми
РИС. 1. Расчетные параметры ступени
с осерадиальным рабочим колесом:
Ф2л — коэффициент расхода
в одной ступени повышение
отношения давлений торможения л* до
4...7 (в зависимости от разности
температур кипения и
конденсации).
Эту задачу можно решить путем
увеличения окружной скорости на
наружном диаметре колеса. Однако
с увеличением условного числа
Маха по окружной скорости Ми
одновременно будут возрастать и
местные значения чисел Маха — М^
(по абсолютной скорости при
выходе из колеса) и М^ (по
абсолютной скорости при входе на лопатки
диффузора).
Был выполнен расчетный
анализ для ступени с осерадиальным
рабочим колесом, имеющим
выходной лопаточный угол Р2л=90о,
относительные значения ширины
колеса Ь2 = 0,03 и диаметра входа в
диффузор D3= 1,033.
При расчете использовали
метод условных температур [2] и
принимали, что значение
коэффициента изоэнтропности процессов
z=[,i/(,i-i)]/[*(*-i)].
где п — показатель политропы
процесса;
k — показатель изоэнтропы,
одинаково для входного
устройства, колеса и диффузора и равно 0,8.
Установлено (рис. 1), что при
увеличении Ми от 1,0 до 1,8 число
Мс2 возрастает от 0,88 до 1,50,
а Мс3 — от 0,86 до 1^44. При этом
политропный КПД т]пол снижается
от 0,8 до 0,7, что объясняется
возрастанием влияния потерь энергии
во входном устройстве из-за
увеличения скорости Со при входе в
колесо. Отношение давлений
торможения т* в указанном диапазоне
изменения Мц составляет 2,2...8,7.
Это свидетельствует о возможности
осуществления холодильного цикла
с разностью температур кипения и
конденсации до 65 К при работе
на R22 или R12.
Таким образом, теоретически
можно заменить большинство
многоступенчатых ХЦК, работающих
на высокомолекулярных
хладагентах, одноступенчатыми, у которых
легче создать систему
комбинированного регулирования. У таких
компрессоров должны быть
высокие значения чисел Маха Мс2 и
Мс3, а это требует специального
профилирования ЛДПЛ, так как на
лопатках обычного, принятого в

8
3
о
РИС. 2. Схема
межлопаточного канала
диффузора и расположения
точек отбора давлений:
а, б — угол установки
лопаток а3л равен
соответственно 17° и 2°;
?L — относительный
диаметр выхода из
диффузора; а3 — размер
горла канала; / — лопатка;
// — места (точки)
отбора статического
давления; /// — средняя
линия канала; IV — горло
канала
РИС. 3. Интегральные
характеристики ступени
при Ьз/Ь2=\,0 и
различных углах установки
лопаток диффузора а3л:
"' =1,4;
max
дозвуковых диффузорах
аэродинамического профиля будут
возникать волновые процессы,
вызывающие, как известно, большие потери
энергии и снижение эффективности
компрессора.
Анализ имеющихся
литературных источников и патентной
информации показал, что проблеме
создания высокоэффективных
сверхзвуковых лопаточных диффузоров
центробежных компрессоров
уделяется большое внимание, причем в
основном применительно к
воздушным компрессорам транспортного
назначения.
Общим недостатком
большинства известных конструкций таких
диффузоров является
невозможность их регулирования, так как
они изготовлены в виде
конических или спрофилированных по
ширине в меридиональном сечении
каналов. В таких диффузорах
лопатки повернуть нельзя, а
реализовать другие способы, например,
уменьшить площадь входного
сечения канала, перекрывая его,
конструктивно чрезвычайно сложно.
Вследствие этого для
экспериментальной ступени ХЦК был
выбран диффузор с плоскими
стенками и клиновидными лопатками,
угол установки которых можно
менять.
За расчетный принят режим
ступени с Ми==1,5. Для нее Мс3 =
= 1,25 при D3=l,03. В качестве
критерия при выборе угла клина
лопатки принят минимум потерь в
двухскачковой системе, состоящей
из косого скачка и следующего за
ним прямого. При Мс3= 1,25
коэффициент потерь в такой системе
достигает минимума при угле наклона
косого скачка 63,5°. Половина угла
клина, дающего такой скачок,
составляет 4°48'. Угол клина лопатки
О принят равным 10°.
Профиль лопатки диффузора
ограничен двумя прямолинейными
образующими с углом между ними
10° и замыкающей прямой линией
(рис. 2). Число лопаток 19, угол их
установки а3л = 2...17°.
Вдоль средней линии лопатки
измеряли статическое давление.
Схема расположения точек отбора
давлений показана на рис. 2.
Экспериментальное
исследование ступени ХЦК с диффузором
описанной конструкции проводили
на стенде института. Хладагент
R12. Рабочее колесо осерадиаль-
ное, полуоткрытое с выходным
лопаточным углом Р2л=90°, число
лопаток 18, относительная высота
лопатки на наружном диаметре б2=
=0,0436.
Испытывали диффузоры с
различными значениями ширины Ьз/Ь2,
равными 1,368; 1,2 и 1,0 (Ьг —
высота лопатки диффузора).
Лучшие результаты получены при Ь3/
62=1,0, поэтому приводятся
опытные данные по этому диффузору.
Интегральные характеристики
ступени при углах установки
лопаток озл = 2...11° и Ми= 1,4...1,8
представлены на рис. 3. Увеличение
угла а3л свыше 11° ухудшает
параметры ступени.
Характеристики ступени
представляют собой практически
вертикальные ветви, переходящие у
границы помпажа в короткие
горизонтальные участки, на которых
расход уменьшается. Максималь-^
ные значения отношения давлений^
торможения л*к=р*к/р*н (р*, р* —
давление торможения при выходе
и входе) и политропного КПД т]*ол
находятся непосредственно у
границы помпажа.
Максимальные значения я* и
г|*ол получены при а3л=8°. Их
значения для различных чисел Ми
приведены в таблице.
ми
1,2
1,4
1,6
1,7
1,8
лк
2,84
3,86
5,63
6,49
7,03
^пол
0,750
0,735
0,725
0,690
0,660

PL/P2\
2,2
w
1,8
1,6
1Л
1,2
L_i-i.i.
., J-lduJ
/4
Л/.
\*Гор;
_..Li_i
• U1* J"
7^ Л77/ft
d^
тла
.a.JL„j_„
О*-*
о
_,j j _ i _
1254 56\189Ю111213М51617181920212225
Номера точен отбора дабления
РИС. 4. Изменение статического
давления вдоль средней линии канала
диффузора при а3л= 17°:
p.t р2 _ статическое давление в /-и точке
отбора вдоль лопатки диффузора (/+1, ¦ •-,
23, см. рис. 2) и при выходе из колеса
При увеличении и уменьшении
а3л значения я* и цпол ПРИ больших
числах Ми A,6...1,8) уменьшаются.
Максимальное значение
приведенного расхода через ступень
МСОутах [2] составляет 0,51...0,52.
При нем наблюдается снижение
удельной работы ступени, что
указывает на запирание входного
сечения колеса из-за достижения
потоком скорости звука в горлах
межлопаточных каналов. Поэтому
дальнейшее увеличение расхода
через ступень невозможно, а
увеличение угла установки лопаток
диффузора делает характеристику
лишь более короткой из-за раннего
помпажа, что наглядно видно на
характеристике ступени с а3л=11°
при Afw=l,8, когда максимальные
значения я* и г)*ол оказываются
равными соответственно 5,64 и 0,61,
в то время как при а3л = 8° и том
же числе Ми они значительно выше.
Сопоставление характеристик
ступени со сверхзвуковым
лопаточным диффузором и диффузором,
имеющим дозвуковые
аэродинамические профили лопаток
традиционной конструкции, показали, что
значения цпоД практически
одинаковы для обеих ступеней при Ми =
= 1,4, а при Мы=1,6...1,8 значение
т1*ол ниже на 2—4 % при
использовании дозвукового диффузора
последнего типа. Это указывает на
целесообразность применения
специально спрофилированного
диффузора для работы при высоких
значениях Ми.
Изменение статического
давления по длине канала такого
диффузора (рис. 4) при Мс3>1
показывает, что характер течения
рабочего вещества сложен,
сопровождается местными изменениями
давления вблизи входной кромки
лопатки, связанными с волновыми
процессами, которые и вызывают
скачки давления. Характерной осо-
2 Холодильная техника № 9—10
бенностью работы
рассматриваемых диффузоров является то
обстоятельство, что основной рост
давления происходит не в канале,
а в предшествующем ему участке
косого среза.
Проведенные исследования
показали, что, применив ступень со
сверхзвуковым лопаточным
диффузором при Мм>1,6, можно
получить высокие значения я*,
достаточные для реализации
большинства холодильных циклов.
Изменение угла установки
лопаток диффузора позволяет
регулировать холодопроизводитель-
ность ступени в широком
диапазоне — от 100 до 40 % и ниже, а
изменение частоты вращения,
соответствующее исследованному
диапазону чисел Ми=1,4...1,8, дает
возможность регулировать
отношение давлений торможения в
пределах я* = 3...7. Наличие в
компрессоре только одной ступени
существенно облегчает задачу
конструктора по размещению
регулируемого лопаточного диффузора с
поворотными лопатками и созданию
системы управления им. Это
указывает на целесообразность
применения высоконапорных
центробежных ступеней со сверхзвуковыми
ЛДПЛ в паровых холодильных
машинах, работающих в условиях
изменяющихся холодопроизводитель-
ности и температур источников.
Список литературы
1. Бухарин Н. Н. Моделирование
характеристик центробежных
компрессоров. Л.: Машиностроение,
1983.
2. Холодильные машины / Под
ред. И. А. Сакуна. Л.:
Машиностроение, 1985.
УДК 621.575-932.001.573
Физико-математическая модель
абсорбционной бромистолитиевой
холодильной машины
с раздельным тепломассопереносом
Канд. техн. наук А. А. ДЗИНО,
д-р техн. наук, проф. Л. С. ТИМОФЕЕВСКИЙ,
Д. А. КОВАЛЕВИЧ
о
о
Из всего многообразия схем и
циклов абсорбционных бромистоли-
тиевых холодильных машин
(АБХМ) наиболее сложны для
расчета машины с раздельными
процессами тепломассопереноса в
абсорбере и генераторе.
Термодинамические циклы
одноступенчатой АБХМ при
заданных температурах греющей //,,
охлаждающей tw и охлажденной ts
сред можно характеризовать через
значения кратности рециркуляции
слабого ba и крепкого ЬТ
растворов, которые независимо друг от
друга [3] могут изменяться от
0 до +оо.
Кратность рециркуляции
раствора при реализации
совмещенного процесса в каком-либо из
растворных аппаратов АБХМ
принимает значение +оо, а
раздельного процесса < + оо, причем для
раздельного процесса с
рециркуляцией ее значение не равно нулю,
а без рециркуляции равно нулю.
Наиболее общим является
случай, когда кратности
рециркуляции растворов в абсорбере и
генераторе АБХМ имеют конечные
значения, отличные от нуля, что
соответствует термодинамическому
циклу с раздельными процессами и
рециркуляцией растворов.
Физико-математическая модель
АБХМ с раздельными процессами
в абсорбере и генераторе
представляет собой систему следующих
взаимосвязанных блоков:
управления и подготовки
исходных данных (БУ) —
предназначен для ввода и вывода данных,
управления работой блоков
моделирования термодинамического
цикла (БМТЦ) и теплообменных
аппаратов (БМТА), подготовки
исходных данных для обоих
блоков;
моделирования
термодинамического цикла — используется для
построения термодинамического
цикла при некоторых заданных
значениях кратности
рециркуляции в аппаратах ba и Ьг и
подготовки исходных данных для БМТА;
моделирования теплообменных
аппаратов — служит для расчета
конструктивных характеристик
теплообменников и определения
гидравлических потерь при
протекании в них внешних и внутренних
сред;
термодинамических и теплофи-
зических свойств воды, водяного
пара и раствора бромистого
лития — предназначен для
вычисления указанных свойств.
Структура модели представлена
на рис. 1.
Исходные данные для БУ:
температуры внешних
источников теплоты thy tWy ts;

Ввод - вывод
О
Блок управления
и подготовки
исходных данных
Елок
моделирования
термодинамического
цикла
Блок
моделирования
теплообменных
аппаратов
10
Елок
термодинамических
и теплофизических
свойств воды,
водяного пара и
раствора бромистого
лития
РИС. 1. Структура и связи
физико-математической модели АБХМ
холодопроизводительность
машины 0о;
максимальные расходы
греющей (в случае обогрева
генератора водой), охлаждающей и
охлаждаемой сред;
разности температур на концах
теплообменников;
значения депрессии между
генератором и конденсатором и между
испарителем и абсорбером.
Ограничения на работу БУ,
обусловленные областями
применимости функций,
аппроксимирующих теплофизические и
термодинамические свойства раствора
бромистого лития [6]:
интервал концентраций, в
котором проводится поиск цикла,
должен составлять не менее 1,5 % по
концентрации бромистого лития;
область на ?, /-диаграмме, в
которой может быть построен цикл,
должна лежать в пределах:
по температуре 0^/^135°С;
по концентрации ?^69,5 %.
Нельзя допускать
кристаллизации раствора на холодном конце
растворного теплообменника.
Если расчетные значения
расходов внешних сред отличаются от
заданных, то корректируют
значения подогрева или охлаждения
внешних сред в аппаратах.
Выходные параметры БУ
являются исходными для БМТЦ и
БМТА.
Входные данные для БМТЦ:
кратности рециркуляции
раствора в абсорбере и генераторе Ь™
и Ъ7\
температура раствора на
выходе из теплообменника генератора
температура раствора на
выходе из теплообменника абсорбера
давления в абсорбере и
генераторе ра И ph\
температуры кипения и
конденсации to и /к;
наименьшая концентрация
слабого раствора ??, определяемая
пересечением изобары ра и
изотермы /2';
наибольшая концентрация
крепкого раствора \?, определяемая
пересечением изобары ри. и
изотермы t4\
Действительный
термодинамический цикл машины с
раздельным тепломассопереносом
представлен на рис. 2. Номера
узловых точек цикла соответствуют
общепринятым [3].
Кратности рециркуляции в
абсорбере и генераторе являются
функциями двух переменных —
концентраций смешанных
слабого |? и крепкого I? растворов:
й.=Л(Км,К");
6г = /2(ГаМ,?гМ),
где К", Ггм -
A)
B)
C)
C)
можно
D)
концентрация
смешанного слабого и
крепкого раствора.
При отыскании цикла с
заданными значениями кратностей
рециркуляции Ь™ и ЬТ необходимо
решить систему двух нелинейных
уравнений
Г /i(K",K")-b? = 0;
Решение системы
свести к поиску минимума функ
ции
+ [ЫГаМ,?П-«Т
в плоскости ?ам, ?гм на квадрате
[К1, Ъ?]Х№-Л?] [П. Минимум
функции D) находят симплекс-
методом на плоскости.
Действительные значения
слабой и крепкой концентраций в
конце процессов адсорбции и
десорбции:
^Га+АЫГа*"^); E)
lr=i;-Mr{l*r-^)y F)
где ?а. I* — концентрация слабого
и крепкого растворов в
конце теоретических
процессов абсорбции и
__ десорбции;
Д?а, А?г — относительное недона-
сыщение и недовыпа-
ривание раствора в
абсорбере и
генераторе [4].
Кратность циркуляции
раствора в цикле:
а =
G)
Ь-1. '
Кратность рециркуляции ела
бого раствора:
&а = /,(|сзМП = (а-1)-|Г?СаМ
S"-6.
(8)
Кратность рециркуляции
крепкого раствора:
РИС. 2. Действительный цикл АБХМ в
I, f-диаграмме (обозначения точек см.
в таблице)
Тогда, с учетом E) — (9)
МК". 1?) = фш-Ь?J + (Ьг-Ь?J.
A0)
В |, /-диаграмме точка 2*,
отвечающая теоретическому состоянию
раствора, полученного в
результате смешения насыщенного
водяного пара состояния V и раствора
состояния 2' (см. рис. 3, а), лежит
на прямой смешения Г—2',
которая соединяет точки,
соответствующие исходным состояниям
смешиваемых компонентов [2].
Равновесное состояние раствора в точке 2*
характеризуется параметрами ра,
Определим параметры раствора
в точке 2* следующим методом.
Угловой коэффициент наклона
прямой смешения V—2' к оси \
Ка =
Ь
A1)
где iT, iv—энтальпия раствора на
выходе из
теплообменника абсорбера и пара
на выходе из испа- ^
рителя.
Тогда уравнение прямой
смешения V—2' в |, /-координатах
/™G) = /C.E + *'is A2)
где ? — концентрация раствора.
В качестве уравнения изобары
ра в ?, /-координатах можно
использовать зависимость энтальпии
раствора от концентрации и
давления при постоянном давлении ра
[6]
/„.(!)=/№, рI„_р.. A3)
Значение концентрации gj;
соответствующее теоретическому концу
процесса абсорбции, должно
удовлетворить уравнению:
Fa®=fPti)-h4l) = 0. A4)

,р«
"' — t2*
a
РИС. З. Теоретические процессы
абсорбции (а) и десорбции (б) в ?, /-диаграмме
Уравнение A4) решается
методом Ньютона на отрезке [О, ?Г],
причем в качестве первого
приближения принимается 1о = Ь-
Параметры точки 4* (?* и tit)
конца теоретического процесса
десорбции (рис. 3, б) рассчитывают
аналогично, при этом корень ?*
соответствующего нелинейного
уравнения находят на отрезке
[?а,-?а + 6] (о- — величина,
зависящая от ph и |а) • В качестве
первого приближения принимается
?о = ?а.
При решении уравнения A4)
методом Ньютона возникает
необходимость вычисления первой
производной функции A3). Ее
определяют методом численного
дифференцирования гладких функций
[1], при котором функция
заменяется интерполяционным
полиномом на нужном отрезке.
В результате решения системы
C) рассчитывают значения IT и
??м, которые при постоянных
температурах /4/, t2s to и tK однозначно
определяют Ьа и br> т. е.
термодинамический цикл.
По параметрам узловых точек
цикла находят исходные данные
для работы БМТА.
Тепловой расчет цикла
выполняют с учетом рекомендаций [3].
Математические модели тепло-
обменных аппаратов строят в
соответствии с [5]. Реализованы
программы расчета теплообменников:
абсорбера, испарителя,
конденсатора, генератора для случаев его
обогрева паром и горячей водой,
растворного.
Входными данными для каждой
модели являются: характеристики
используемых пластин,
максимально допустимые гидравлические
потери давления по обеим средам,
расходы теплообменивающихся
сред, начальные и конечные их
температуры, тепловая нагрузка на
аппараты.
Выходные параметры БМТА —
характеристики аппаратов (число
tf Sa+t $
ходов и пластин в каждом ходе
по обеим средам) и
гидравлические потери в каналах
теплообменника.
Термодинамические и теплофи-
зические свойства раствора
бромистого лития, перегретого и
насыщенного водяного пара
вычисляют по зависимостям,
приведенным в [6].
Разработанная
физико-математическая модель описывает
процессы, происходящие в аппаратах
АБХМ, и может быть использована
при анализе термодинамических
циклов одноступенчатых АБХМ и
расчете их конструктивных
характеристик.
ОМ
0.&
Р D
|а А
П
А
D
" В
60
70
80
WC
РИС. 4. Сопоставление тепловых
коэффициентов циклов АБХМ:
? — расчет по модели; Л — эксперимент
В настоящее время не известны
АБХМ, в которых был бы
реализован термодинамический цикл с
раздельными процессами в
основных растворных аппаратах.
На рис. 4 приведены тепловые
коэффициенты действительных
циклов, полученные при испытаниях
макета АБХМ с раздельными
процессами [4] и рассчитанные по
предложенной модели при
равенстве в модели и эксперименте
температур раствора на выходе из
теплообменника генератора tA,,
раствора на выходе из теплообменника
абсорбера t2s кипения to,
конденсации /к, а также относительной
недорекуперации теплоты на
холодном конце регенеративного
теплообменника.
Тепловые коэффициенты
рассчитаны по внутренним
параметрам раствора в цикле.
Расхождение расчетных и
экспериментальных данных не превышает 9 %.
На основании разработанной
модели была рассчитана АБХМ с
пластинчатыми аппаратами холо-
допроизводительностью Qo =
= 300 кВт при fM = 130°C, twi =
= 35 °С, /s2 = 7°C.
Параметры узловых точек
термодинамического цикла в
соответствии с рис. 2 приведены в таблице.
Ниже приведены основные
расчетные характеристики машины:
Тепловая нагрузка, кВт
на генератор Qh 495,1
на абсорбер Qa 470,8
на теплообменник QT 342,4
на конденсатор QK 324,3
на испаритель Q0 300,0
Площадь поверхности, м2
генератора Fh 12
абсорбера Fa 42
теплообменника FT 15
конденсатора FK 22
испарителя F0 48
Мощность, потребляемая
насосами, N, кВт 15,2
Тепловой коэффициент g 0,606

Узловая
точка
/
V
2
2'
3
3'
4
4'
7
8
9
10
Характеристика
Вода в испарителе
Пар на выходе из испарителя
Раствор на выходе из камеры абсорбера
Раствор на выходе из теплообменника
абсорбера
Конденсат на выходе из конденсатора
Пар на выходе из генератора
Раствор на выходе из камеры генератора
Раствор на выходе из теплообменника
генератора
Слабый раствор на выходе из
растворного теплообменника
Крепкий раствор на выходе из
растворного теплообменника
Раствор на входе в теплообменник
абсорбера
Раствор на входе в теплообменик
регенератора

Давление р,
кПа
0,74
0,74
0,77
—
8,68
8,68
8,68
—
—
—
—
—
Параметры

Температура
/, °С
3,80
3,80
44,68
37,50
43,10
104,67
104,67
127,0
87,77
59,68
46,92
96,01

Концентрация
1, %
—
62,74
63,02
—
—
64,68
63,68
62,74
64,68
63,02
63,68
Энтальпия
/, кДж/кг
434,59
2924,91
358,97
267,83
599,13
3026,88
420,13
478,19
378,65
317,06
287,07
398,71
2

Аналогичные расчеты при тех
же параметрах внешних
источников теплоты проведены также и для
АБХМ с раздельными процессами
тепломассопереноса холодопроиз-
водительностью 1000 и 3000 кВт.
Анализ полученных
результатов показал, что АБХМ с
раздельным тепломассопереносом в
рассматриваемом диапазоне холодо-
производительностей по массогаба-
ритным показателям в 1,5—2 раза
лучше, чем АБХМ с совмещенным
тепломассопереносом при тех же
условиях. Однако для первых
характерен несколько повышенный
расход электроэнергии (в 3—5 раз)
на привод растворных и
рециркуляционных насосов.
Список литературы
1. Бахвалов Н.С,Жидков Н. П.,
Кобельков Г. М. Численные
методы. М.: Наука, 1987.
2. Бошнякович Ф. Техническая
термодинамика. Часть II. М., Л.:
Госэнергоиздат, 1956.
УДК 621.576
3. Сравнительная оценка
термодинамической эффективности
теоретических циклов одноступенчатой
абсорбционной бромистолитиевой
холодильной машины / Л. С. Тимо-
феевский, А. А. Дзино, А. О.
Цимбалист и др. // Холодильная
техника. 1985, № 8.
4. Тимофеевский Л. С,
Дзино А. А., К о в а л е в и ч Д. А.
Экспериментальное исследование
абсорбционной бромистолитиевой
холодильной машины с раздельными
процессами тепломассопереноса в
абсорбере и генераторе //
Исследование и совершенствование
конструкций холодильных машин. Л.:
ЛТИХП, 1990.
5. Теплообменники
пластинчатые. Методы тепловых и
гидромеханических расчетов. РТМ 26-01-
107—78. Харьков: УкрНИЙхиммаш,
1976.
6. Термодинамические свойства
водных растворов бромистого
лития / О. И. Верба, В. А. Груздев,
В. А. Захаренко и др. // Теплофизи-
ческие свойства растворов.
Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1983.
Пульсационный охладитель воздуха
для систем кондиционирования
Д-р техн. наук, проф. Г. Н. ДЕН,
канд. техн. наук Д. А. КАПЕЛЬКИН,
В. И. САВИНЦЕВ
В пульсационных охладителях
воздуха в отличие от вихревых
охлаждающих устройств
охлаждается весь подаваемый воздух и при
принудительном распределении
их энергетическая эффективность
близка к эффективности
малорасходных высокооборотных турбо-
детандеров. По сравнению с
последними они существенно проще по
конструкции, дешевле в
изготовлении и работают при более низкой
частоте вращения [1, 4].
В настоящее время весьма мало
сведений, пригодных для
использования при расчете и
проектировании пульсационных охладителей
воздуха для систем
кондиционирования, например, кабин тепловозов.
Это вынуждает при создании таких
охладителей проводить
специальные экспериментальные
исследования и доводку опытных образцов.
В результате
экспериментальных исследований нескольких
вариантов конструкций [2, 3], в
основу которых были положены
известные рекомендации [1, 4], создана
достаточно эффективная
проточная часть охладителя (рис. 1),
условный изоэнтропный КПД
которой ц8 достигает 0,64 при холодо-
производительности Qo около 5 кВт
и степени расширения воздуха я=
=3.
В разработанной конструкции
охладителя сжатый воздух с
давлением рн и температурой Тн через
входной патрубок поступает в
полый вал газораспределителя
вращающийся в подшипниках
качения, и далее через
цилиндрические сопла, оси которых
перпендикулярны оси вала, подается
последовательно в 16 рецепторных
трубок, заканчивающихся
концевыми емкостями. Размеры
последних можно менять с помощью
поршней. Конструкция была
разработана с учетом возможности
изменения длины L и внутреннего
диаметра d рецепторных трубок,
размера сопел и перекрыш перед и за
ними.
Вал газораспределителя
приводился во вращение
электродвигателем постоянного тока мощностью
400 Вт, обеспечивавшим изменение
частоты пульсации воздуха перед
трубками в пределах 80...200 Гц.
При испытаниях охладитель ра-'
ботал на неосушенном, но не
содержащем капельной влаги,
сжатом воздухе, поступавшем из пнев-
мосети через подогреватель, с
помощью которого поддерживалась
стабильная начальная температура ^
воздуха Тн. Исследования прове-^
дены при давлении 0,2...0,3 МПа,
температуре воздуха 30...50°С и
температуре окружающей среды
Гос = 17±2°С.
Массовый расход воздуха G
определяли по перепаду давлений
на стандартном расходомерном
сопле, расположенном на входном
трубопроводе между
соответствующими прямолинейными
участками.
Энергетическую эффективность
охладителя оценивали условным
изоэнтропным КПД
Т —Т
'н ' к
IS "Т Т- »
Н ' KS
где Тк — температура воздуха в
выходном патрубке
охладителя;
^ks — температура при изоэн-
тропном расширении
воздуха от начального
давления ри до давления в
выходном патрубке рк,
близкого к атмосферному.
Изменение температуры при
изоэнтропном расширении
тн-тК8=ти[1-п-{к-1)'к],
7zzzzzzzzzzzzz??ik
Lfca.
FTJ-
ww^w^qgyl
ICBh*
РИС. 1. Схема пульса-
ционного охладителя
воздуха:
/ — вал
газораспределителя; 2 — корпус; 3 —
выходной патрубок; 4 —
рецепторная трубка; 5 —
концевая емкость; 6 —
сопло; 7 — уплотнение;
— входной патрубок

где л — степень расширения
воздуха в охладителе,
л=Рн/рк;
к — показатель изоэнтропы.
Холодопроизводительность
вычисляли по формуле:
Qo=cpG[TH-TK),
где сР — изобарная теплоемкость.
Типичные зависимости КПД г^,
холодопроизводительности Q0 и
температурного эффекта
охлаждения АТ=ТН— ТК от частоты
пульсации / приведены на рис. 2. Они
получены при использовании рецеп-
торных трубок длиной L=1000 мм
с внутренним диаметром d=\2 мм,
объеме каждой концевой емкости
V=80 см3 и значении 7^ = 40 °С.
В рассматриваемом случае
максимальному значению КПД rjs max
соответствовала частота fonT =
= 200 Гц, при этом АГ^54 °С.
Повышение Тн до 50 °С
приводит к некоторому возрастанию r\s
вследствие увеличения теплоотвода
от поверхностей трубок и концевых
емкостей при росте их
температуры по мере возрастания Тн.
Зависимости r\s(f) в области
% max ДОСТаТОЧНО ПОЛОГИ, ПОЭТОМу
КПД т]5 оказывается весьма
высоким в широкой области частот /.
Например, rjs>0,6 при /=200...
245 Гц.
В исследованной конструкции
при зазоре между соплом и
входным сечением рецепторных трубок
б«0,05 мм перетечки из сопел
помимо рецепторных трубок в камеру
перед выходным патрубком были
относительно большими. Согласно
измерениям, выполненным при не-
вращающемся вале, зависимость
перетечек 6G от степени
расширения воздуха я может быть
аппроксимирована выражением
6С=0,00бУл2— 1.
При я=3,05 внутренние
перетечки достигают 17,7 % от расхода
воздуха через охладитель. Поэтому
внутренний КПД проточной части
^s/ max» вычисленный без учета
этих перетечек, должен превышать
0,78.
Зависимости /опт> r\s max, Q0 и
ДГ от л режиме r\s max приведены
на рис. 3. Увеличение степени
расширения воздуха я приводит к
снижению ц3 тах, но
холодопроизводительность Q0 и значение ЛГ
при этом возрастают, тогда как
оптимальная частота пульсации /опт
изменяется сравнительно слабо —
в пределах 10 Гц.
Как известно [1], при работе
пульсационных охладителей в
результате повторяющейся подачи в
рецепторные трубки газа,
сжимающего каждый раз содержащийся в
них газ, температура последнего
существенно повышается в конце
трубок и в концевых емкостях. Это
I «УН . I ¦ 1 ¦ I . 1 ¦ I ¦ I i I
100 120 140 160 160 200 220 2ЩГц
РИС. 2. Зависимости условного изо-
энтропного КПД tis,
холодопроизводительности Qo и температурного эффекта
охлаждения AT от частоты пульсации /
РИС. 3. Зависимости оптимальной
частоты пульсации /опт, максимального
условного изоэнтропного КПД Tismax,
холодопроизводительности Qo и температурного
эффекта охлаждения AT от степени
расширения воздуха я при Гн=40 °С, Т0 с—
= 17 °С в режиме ц8тах
РИС. 4. Изменение температуры Т по
длине рецепторной трубки Г в режиме
максимальной энергетической
эффективности:
/ _ л=3,05; 2 — 2,8; 3 — 2,5
явление продолжается до тех пор,
пока не установится тепловое
равновесие системы, связанное с
отводом теплоты от горячих
поверхностей в окружающую среду.
В связи с трудностью расчетной
оценки температур в конце трубок
и в концевых емкостях была
измерена температура наружной
поверхности трубок и концевых
емкостей с помощью термопар.
Некоторые результаты таких измерений
приведены нарис. 4, где показана
зависимость Т (отношение
температуры наружной стенки Гст к
температуре окружающей среды) от
относительного расстояния до
входного сечения рецепторной
трубки /=//L (/ — расстояние до
входного сечения трубки) при я=
=2,5; 2,8 и 3,05. При л=3,05
температуру наружной поверхности
концевой емкости, измерить не
удалось, так как она превышала
300 °С — максимальное значение J3
температуры по условиям
измерений. Температура начального уча-
стка рецепторных трубок во всех g>
опытах была ниже температуры ^
окружающей среды. ^
Рекомендаций по выбору объе- |
ма концевых емкостей V в извест- ^
ной нам литературе нет, поэтому §j
характеристики охладителя были *Г
получены при различных значениях §
V — от 0 до 175 см3. Результаты §
экспериментов показали, что изме- ^
нение объемов концевых емкостей ^
в пределах от 175 до 80 см3 вызы- g
вает колебания оптимальной часто- *
ты пульсации /опт не более чем на з
1—2 %, причем такое изменение "о
объема V практически не влияет §
на значение r\s max. Дальнейшее ^
уменьшение объема приводит к
увеличению /опт и снижению % max.
Объем каждой рецепторной трубки
был близок к ПО см3.
Расчетная оценка параметров
турбодетандера, обеспечивающего
такие же значения Q0 и Л7\ как
и пульсационный охладитель,
показывает, что частота вращения
турбодетандера по крайней мере на
порядок должна превышать
частоту вращения вала
газораспределителя пульсационного охладителя.
При этих условиях трудно
использовать мощность, отводимую от
вала турбодетандера, к которому
подается сжатый воздух от
постороннего источника.
Энергетические характеристики
воздушной холодильной машины
с турбокомпрессором,
воздухоохладителем и турбодетандером с
приводом от высокооборотного
двигателя не на много будут
превосходить характеристики
разработанного пульсационного охладителя,
стоимость и трудоемкость
изготовления которого значительно ниже.
Список литературы
1. Воронин Г. И. Конструирование
машин и агрегатов систем
кондиционирования. М.: Машиностроение,
1978.
2. Капелькин Д. А., Савин-
цев В. И. Некоторые результаты
экспериментального исследования
пульсационного охладителя газа //
Исследование и совершенствование
конструкций холодильных машин:

Межвуз. сб. науч. тр. / ЛТИХП. Л.,
1990.
3. Капельки н Д. А., Савин-
цев В. И. Установка для
исследования пульсационной трубы //
Повышение эффективности паровых
и газовых холодильных машин
и процессов тепломассопереноса:
Межвуз. сб. науч. тр. / ЛТИХП. Л.,
1989.
4. Применение аппаратов пульса-
ционного охлаждения в газовой
промышленности / Д. М. Бобров,
Ю. Н. Васильев, Ю. А. Лаухин и др.
М., 1985. (Обз. информ./ВНИИЭгаз-
пром. Сер. 5. Подготовка и
переработка газа и газового конденсата.
Вып. 7).
B0,кВт
Ne> кВт
УДК 628.84.001.5
Испытания транспортных
кондиционеров на R134a
Д-р техн. наук, проф. О. П. ИВАНОВ,
канд. техн. наук А. Л. ЕМЕЛЬЯНОВ,
В. И. ТЕРЕЩЕНКО
В настоящее время отечественные
транспортные кондиционеры
комплектуются компрессорами ХРЛ
5120Л и теплообменниками из
круглых медных труб с пластинчатыми
ребрами либо из алюминиевых
плоскоовальных труб с пластинчато-
ребристой насадкой.
Компрессор ХРЛ 5120Л рота-
ционно-лопастного типа, освоенный
заводом «Орион» (г. Одесса) по
лицензии фирмы «Сейко»
(Япония), аналогичен компрессору SS
170Р этой фирмы. В результате
исследований его работы и опыта
эксплуатации сложилось
негативное отношение к нему из-за
быстрого перегрева корпуса и
заклинивания пластин ротора.
В институте в целях
определения путей повышения надежности
данного компрессора были
проведены калориметрические
исследования на R12. Определена
зависимость его холодопроизводительно-
сти Qo и эффективной мощности
Ne от частоты вращения ротора п
и степени сжатия л. Выявлено, что
большинство исследованных
образцов компрессоров устойчиво
работает лишь при частоте вращения
менее 33 с. При п>33 с
наблюдали значительное отклонение
Qo от паспортных данных. Для
компрессора SS170P подобного
отклонения не отмечали (при д<
<58,3 с-1).
Анализ экспериментальных
данных показал, что
максимального значения коэффициент подачи I
и эффективный КПД це достигают
в области п^ЗЗ с. При этом
значение Х<0,62, a Tfe<0,5.
Температура корпуса
компрессора в отдельных случаях
достигала 150 °С. Одной из причин
такого перегрева является, по мнению
авторов, плохое отделение масла в
компрессоре. Для проверки этой
гипотезы был испытан компрессор с
водяной рубашкой, расположенной
в зоне нагнетания паров
хладагента, предназначенной для их
охлаждения и, следовательно, для
дополнительного отделения масла. Пары
масла конденсируются на холодных
стенках корпуса. Охлаждаемая
вода поступала в рубашку самотеком
из мерной емкости. Температура
воды составляла 25 °С, ее расход —
0,5-10" 6 м3/с A,8 л/ч). Вода в
рубашке почти вся испарялась.
Температура корпуса не превышала
102 °С, а температура нагнетания
снизилась на Ю...15°С.
Охлаждение корпуса привело к повышению
це на 8—12 % и I — на 5—8 %.
Подобные результаты получены
авторами [2] при принудительном
обдуве воздухом корпуса
компрессора.
В связи с необходимостью
замены R12 на альтернативные
хладагенты были выполнены
постановочные исследования штатного
оборудования транспортного
кондиционера для легковых
автомобилей на R134a. Они были проведены
в два этапа:
калориметрические испытания
компрессора ХРЛ 5120Л на R 1.34а
и масле ХС-40;
испытания транспортного
кондиционера на R134a и масле ONS-
22 (Чехословакия).
Испытания компрессора.
Поскольку R134a и масло ХС-40
взаимно нерастворимы [1], не
исключалось, что компрессор ХРЛ
5120Л после первых минут работы
выйдет из строя. Надежда была
только на возврат масла самотеком
или с движущимся паром
благодаря проточной схеме
калориметрического стенда, не имеющей
застойных зон.
Результаты калориметрических
испытаний компрессора на R134a
приведены на рис. 1. Отмечена
неустойчивость режима работы при
частоте вращения ротора более
33 с из-за колебаний давления
всасывания от 0 до 0,4 МПа с
периодом 30...40 с.
Температура корпуса
компрессора постепенно повышалась и за
16JB JJ п9с'1
РИС. 1. Характеристики компрессора
ХРЛ 5120Л:
/. 5— R12 (/о=0°С); 2, б— R12 (/<>=
= _5°С); 3, 7— К134а (/0 = 0°С); 4 —
R12 (/о = 0; —5°С); 8 - R134a (*0=
= —5°С); A-R134a (/„=—5°С); О —
R134a (/o=0°C)
3 ч достигала 140 °С, что
сопровождалось отключением
электромагнитной муфты при срабатывании
защиты.
При перегреве пара на
всасывании 0...2 °С режим работы
компрессора был устойчивым.
Анализ зависимостей
показывает, что переход на хладагент R134a
не влияет на холодопроизводитель-
ность, однако потребляемая
мощность компрессора повышается
примерно на 20 %. Эффективный
КПД це компрессора снижается
на 12—15 %.
В целом отмечено, что
компрессор ХРЛ 5120Л работоспособен на
R134a, а с учетом дополнительных
мероприятий, позволяющих
обеспечить возврат масла в картер,
возможна его эксплуатация с маслом
ХС-40.
При заправке
калориметрического стенда хладагентом R134a в
смотровом стекле ресивера было
замечено изменение цвета потока,
что указывает на протекание
химических процессов,
обусловленных взаимодействием хладагента
R134a и масла ХС-40 (возможно
взаимодействие R134a с резиной
соединительных шлангов).
Испытания кондиционера.
Транспортный кондиционер,
работающий на R134a, заполняли
маслом ONS-22, полученным от
НПО «Веста» (Киев).
В состав исследуемого
кондиционера входят: компрессор ХРЛ
5120Л, конденсатор и два образца
воздухоохладителя из алюминиевой
плоскоовальной трубки и круглой
медной трубки,
ресивер-осушитель, терморегулирующий вентиль
12ТРВЕ-2,5 и соединительные
шланги.
<

РИС. 2. Схема измерения параметров
холодильной машины:
/ — аэродинамическая труба; 2 — конденсатор;
3 — климатическая камера; 4 —
воздухоохладитель; 5 — компрессор;
температура:
/о — кипения, /вс — всасывания, tH — нагнетания,
tfK, /JJ — хладагента на входе и выходе
конденсатора, /и — хладагента на выходе из
воздухоохладителя, Гв, /в— воздуха на входе и выходе
конденсатора, /вх, /8ЫХ — воздуха на входе и
выходе воздухоохладителя;
давление:
рвс — всасывания, рн — нагнетания, ри, р'^ —
хладагента до и после воздухоохладителя,
р?—хладагента до и после конденсатора;
расход воздуха:
VK, VH — через конденсатор и воздухоохлад
тель
Сначала кондиционер
испытывали со штатным
воздухоохладителем из медных труб. Подача
хладагента была верхней.
При заправке кондиционера
хладагентом R134a в смотровом
стекле также наблюдали темный
поток. Следовательно, хладагент
R134a реагирует с маслом ONS-22
так же, как и с маслом ХС-40.
После непродолжительной
работы кондиционера A0... 15 мин)
были замечены признаки
заклинивания компрессора —
проскальзывание муфты, понижение
давления нагнетания.
В связи с этим кондиционер
был разобран, остатки масла слиты
из компрессора и ресивера (рис. 2).
В компрессоре оказалось всего
25 мл масла (первоначально было
залито 200 мл масла). Масса
ресивера увеличилась всего на 10 г.
Единственное место, где могло
скапливаться масло ONS-22,— был
воздухоохл ад ител ь.
После нескольких неудачных
попыток добиться нормального
функционирования кондиционера
было решено заменить
воздухоохладитель, изготовленный из
медных труб, на воздухоохладитель из
плоскоовальных труб. Конструкция
последнего была змеевиковой,
подача хладагента — верхней.
Результаты испытания
кондиционера на R134a с маслом ONS-22
приведены в таблице. Следует
обратить внимание на потери
давления со стороны хладагента в
воздухоохладителе Арво. При замене
воздухоохладителя они уменьшились в
2—2,5 раза. При работе
кондиционера на R12 результаты были
иными и потери давления в
воздухоохладителе из медных труб были
меньше и не превышали 0,2-105 Па.
Повышение гидравлического
сопротивления возможно только из-
за скапливания в
воздухоохладителе масла ONS-22, которое также
№
опыта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Прим
ной т
Температура
возду)
на
входе в


денсатор
'в
35,7
37,6
38,4
27,1
27,1
27,1
27,1
27,1
27,1
31,8
34,7
36,6
36,6
36,6
ечание
рубки,
са, к.
на
входе в
воз-
духо-
охла-
дитель
>вх
32,8
33,4
33,7
31,3
28,4
27,6
26,8
30,5
34,2
29,5
29,5
29,5
29,5
28,7
. В опь
Лкм=="
Давление.
ю-5 п
а. хла-
дагента
на
входе в
воз-
духо-
охла-
дитель
Ри
2,75
2,63
2,15
2,72
2,60
2,48
2,36
2,89
2,96
2,50
2,70
2,72
2,67
2,70
тах №
28,3 с~
на
выходе
из


денсатора
Рк
14,3
14,5
13,8
12,2
12,0
11,7
11,5
Н,4
11,9
13,0
14,4
14,9
14,6
14,5
10—14
1

Перегрев
паров

хладагента
на

всасывании
в

прессор
Д/ВС
af пер»
°С
17,5
22,0
30,0
0
0
0,3
2,8
2,8
5,5
0,5
0,5
0,5
1,1
1,0
Холо-
до-
произ-
води-
тель-
ность,
<?о,
кВт
—
2,2
2,4
2,4
2,3
2,3
2,3
—
1,8
1,8
2,4
2,4
использован


пература

корпуса


прессора
/км,
°С
98,6
109,5
120,6
81,0
84,7
87,3
88,9
88,9
88,9
112,0
106,5
111,5
111,0
117,9
Потери

давления
в

духоохл а -
дителе
со

стороны

хладагента
ДРво-
10 Па
0,525
0,525
0,375
0,425
0,425
0,450
0,375
0,385
0,375
0,250
0,250
0,250
0,200
0,200
Положение
регулятора
12 ТРВЕ-2,5
Заводское
»
Открыт
полностью
Закрыт на
0,5 оборота
Закрыт на
1 оборот
Закрыт на
1,5 оборота
Закрыт на
2 оборота
Закрыт на
2,5 оборота
Открыт
полностью
»
»
Закрыт на
2 оборота
Закрыт на
1 оборот
Образец

компрессора
ХРЛ
5120Л
№ 3059
»
№3059,

компрессор

заклинило
№3065,

компрессор
с
водяной
рубашкой
»
*
»
*
№ 3066,

компрессор

заклинило
№ 982
»
»
*
»
воздухоохладитель из плоскооваль-
полностью не растворимо с
хладагентом R314a.
Благодаря змеевиковой
конструкции воздухоохладителя масло
перестало накапливаться в нем,
стало поступать в компрессор и его
перегрев уменьшился. Однако при
повышении температуры воздуха
перед конденсатором до 40° С
происходил сильный нагрев корпуса,
что указывает на недостаток масла
в компрессоре.

Одна из целей испытания
кондиционера — проверка
работоспособности терморегулирующих
вентилей 12ТРВЕ-2,5 при заправке
кондиционера хладагентом R134a.
Результаты работы вентилей
также показаны в таблице.
В целом следует отметить
возможность работы вентилей
12ТРВЕ-2,5, а также транспортного
кондиционера на хладагенте R134a
и масле ONS-22 при малых
сопротивлениях хладагенту в
воздухоохладителе. Для выяснения причин
потемнения смеси предполагается
выполнить ряд исследований по
16
устойчивости конструкционных
материалов в хладагенте R134a.
Список литературы
1. Выбор смазочного масла для
холодильного оборудования,
работающего на R134a / Т. С. Дремлюх,
Л. Б. Силина, А. К. Мытиев,
А. А. Шамрай / Холодильная
техника, 1990, № 7.
2. Снижение термонапряженности
роторно-лопастного компрессора
транспортного кондиционера /
Н. И. Водяницкая, В. С. Колесничен-
ко, Н. А. Капинус, А. М. Цепинс //
Тез. докл. конф. «Холод —
народному хозяйству». Л., 1991.
В систему измерений входят
электрический ротаметр Р1 для
определения расхода воды, газовый
счетчик расхода воздуха Р2,
вакуумметр либо манометр MB, диф-
манометр ДМ для измерения
гидравлического сопротивления
аппарата и каждого из блоков
насадки, приборы для измерения
состава ПВС на выходе из аппарата,
температур потоков на входе в
аппарат и выходе из него, темпера- •
тур и разности температур
пара и жидкости внутри аппарата.
Паровоздушная смесь
приготавливается в парогенераторе. Его
теплопроизводительность
регулируется мощностью
электронагревателей.
В контактном аппарате проис- ,
ходит тепломассообмен потоков во-1!
ды и ПВС при противоточном
движении, в результате которого
пар из паровоздушной смеси
конденсируется. При этом вода
нагревается, а концентрация воздуха в
ПВС увеличивается.
Вода, уходящая из аппарата,
охлаждается за счет
подмешивания к ней воды из сети. Часть
смешанного потока удаляется из
установки насосами HI и Н2.
Паровоздушная смесь направляется в
охладитель ОВ, а затем удаляется
в атмосферу.
Процесс конденсации чистого
водяного пара исследовали при
параметрах потоков на входе в
аппарат:
вый счетчик расхода воздуха; ПП —
пароперегреватель; ОЖ — отделитель жидкости;
ПГ — парогенератор; С — прибор для
измерения состава ПВС на выходе из
аппарата МА; ОВ — охладитель; НВ —
вакуумный насос; РД — регулятор давления;
ТО — теплообменник; КМ — компрессор;
PC — ресивер
УДК 621.577.044:536.24.001.5
3
.о
о
о
Контактный теплообмен в конденсаторе
пароводяного теплового насоса
Д-р техн. наук, проф. В. Н. ФИ ЛАТКИ Н,
канд. техн. наук В. Т. ПЛОТНИКОВ,
И. М. МУХТАРОВ, Д. Ю. ИЛЬИН
Для ряда условий перспективно
применение пароводяных тепловых
насосов с контактными
аппаратами. Их использование позволяет
сократить металлоемкость
оборудования, повысить
термодинамическую эффективность систем
динамического отопления, работающих
как на чистых, так и на
загрязненных низкотемпературных
источниках (промышленных стоках,
различных ВЭР).
Процессы теплообмена в
контактных аппаратах пароводяных
тепловых насосов изучены
недостаточно.
Ранее авторами была
разработана математическая модель
процесса конденсации паровоздушной
смеси в контактных аппаратах [4].
-Для ее практической реализации
необходимы экспериментальные
данные как по процессу в целом,
так и по его составляющим.
Задачей данного исследования
являлось получение и обобщение
опытных данных по конденсации
чистого водяного пара и
паровоздушной смеси.
Эксперименты проведены на
стенде, схема которого
представлена на рис. 1. К исследуемой
модели аппарата МА подключены
следующие основные системы:
подготовки и подачи паровоздушной
смеси (ПВС) и воды в аппарат,
удаления ПВС из аппарата и
измерений.
Система подготовки и подачи
ПВС и воды объединяет
парогенератор ПГ с отделителем жидкости
ОЖ и пароперегревателем ПП,
подсистему подачи воздуха в
парогенератор, насосы HI и Н2 для
подачи воды в исследуемый
аппарат и парогенератор,
трубопроводы и арматуру, обеспечивающую
переключение потоков и
регулирование их расходов.
Система удаления ПВС
непосредственно в атмосферу или
вакуумным насосом НВ имеет
охладитель ОВ.
t
PBS
РИС. 1. Экспериментальный стенд для
исследования тепломассообмена на модели
контактного аппарата:
MB — манометр или вакуумметр; МА —
модель аппарата; БН— блок насадки;
ДМ — дифманометр; РВ1 — РВ8 —
регулирующие вентили; HI, Н2 — насосы;
Р1 — электрический ротаметр; Р2 — газо-

массовой скорости жидкости
шж.н=3,09...6,83 кг/(с-м2);
температуре жидкости Тж н=
= 305...354 К;
массовой скорости пара wn =
= G,64... 12,69). 1(Г2 кг/(с- м2);
давлении р = 0,012...0,102 МПа;
перегреве пара до 10 К.
При этом нагрев воды в
конденсаторе изменялся в пределах
Д7\к = 6,5...34 К.
Основные геометрические
характеристики блока насадки БН:
порозность ?н = 0,863;
полная поверхность /гн = 3,8 м2;
удельная поверхность ан =
= 158 м2/м3;
эквивалентный диаметр d3KB =
= 0,022 м.
Площадь сечения аппарата
/=0,038 м2.
Средний коэффициент
теплоотдачи при конденсации в аппарате
определяли по методике,
учитывающей перенос массы. Эта методика,
в отличие от традиционной,
базирующейся на среднелогарифмиче-
ском температурном перепаде,
использует в качестве основной
характеристики число единиц
переноса жидкости и пара:
*ж.к *ж.н \
'п(Гк)- 'ж.н.
^(NTUk):
adF»
МЖСпж
adFtt
d(NTU„)=^^,
/KjnCpn
где а — локальный
коэффициент теплоотдачи при
конденсации, Вт/(м2Х
ХК);
Мж, Мп — массовый расход
жидкости и пара в
локальном сечении
аппарата, кг/с;
срж, срп — массовая изобарная
теплоемкость жидкости
и пара, Дж/(кг-К).
Для процесса конденсации
чистого водяного пара, близкого к
состоянию насыщения, из этих двух
уравнений получили обобщенное
уравнение
d(NTUJ= йТж A + ^-),
1ж(Тк)— 1ж 'п~~'ж
где /ж, /п — удельная энтальпия
жидкости и пара,
кДж/кг;
1ж{тк) — удельная энтальпия
жидкости при
температуре конденсации Тк,
кДж/кг.
После интегрирования
обобщенное уравнение предстало в
следующем виде:
1ж(Тк) *ж.-н
кG"к)_
*ж(Тк)\ 1п(Тк)
1ж(Тк) 1ж. н /
NTUx = \n-. j—t 1 +
1Ж(ТК) *ж. к\
UT к)
где /ж. н, /ж. к — удельная энтальпия
жидкости на входе и
выходе из аппарата,
кДж/кг;
in{T ) — удельная энтальпия
пара при температуре
конденсации Тк,
кДж/кг;
г — удельная теплота
фазового превращения,
кДж/кг.
Действительную среднюю
термодвижущую силу процесса с
переносом массы нашли из уравнения
Т —Т
й Ж.К. HL.U.
U NWZ '
Последние два уравнения
позволяют более обоснованно
рассчитывать средний коэффициент
теплоотдачи.
Уточнением средней
термодвижущей силы процесса с
переносом массы завершилась первая
стадия обработки экспериментальных
данных.
Для моделирования аппарата
по выбранной методике
достаточно установить зависимость
степени рекуперации теплоты е от
числа единиц переноса NTU, а также
зависимость NTU от режима
работы аппарата.
Степень рекуперации теплоты
8=Q/Q,nax.
где Q — тепловой поток,
передаваемый в аппарате, Вт;
Qmax — максимальный
тепловой поток, который
может быть передан при
бесконечной
поверхности теплообмена, Вт.
Для конденсации это
соответствует случаю, когда температура
воды на выходе из аппарата и
температура конденсации равны.
Число единиц переноса, будучи
безразмерным комплексом,
является интегральной характеристикой
сопряженного процесса
теплопередачи. Его не следует
рассматривать как критерий подобия, так
как теплообмен в каждой из фаз
подчиняется различным
закономерностям.
Упрощающим обстоятельством
является установленный
многочисленными исследованиями факт, что
процесс конденсации
лимитируется термическим сопротивлением в
жидкой фазе. Это позволяет через
величину NTLL перейти к
среднему коэффициенту теплоотдачи в
жидкой фазе, а затем
представить зависимость последнего от
режимных параметров в виде
уравнения подобия. Отнеся средний
коэффициент теплоотдачи к полной
поверхности насадки, имеем:
f-F
0,3
42
0,1
0,08
0.06
д,05
пгн
«^
^.
^4.
/
<*
1 1 1 1 1 1
'/-E = exp(-a876NTu{
fcr^1 -
^
г.^,
r-PYnf-NTTTl
¦**с
а =
fhs
' 1 1,2 1,<t 1,6 1,8 2,0 2,2 2ft 2,6 2,8 3,03,2NTU„
РИС. 2. Зависимость степени
рекуперации теплоты е от числа единиц переноса
NTUM при конденсации чистого водяного
пара
Для процесса конденсации
чистого водяного пара теория
подобия дает общую форму
критериального уравнения:
St*=f(Re>K,Ren,Prn, Ku),
где St*,
Re*, Ren
Ргж, Ku — критерии Стантона для
жидкости, Рейнольдса
для жидкости и пара,
Прандтля для
жидкости и Кутателадзе.
Для расчета критериев при
исследовании массообмена в
аппаратах с насадкой часто используют
следующие уравнения:
St в/DсржШж);
Яеж=4ьиж/а»\хж;
Ren = 4oyn/aH|Jin;
РГЖ === |Л-ж?рж/А,ж>
где бприв — приведенная толщина
стекающей пленки, м;
до ж, wn — массовая скорость
потока жидкости и пара,
отнесенная к площади
сечения аппарата,
кг/(с«м2);
(яж, |in — динамический
коэффициент вязкости
жидкости и пара, Па-с;
Кж — коэффициент
теплопроводности жидкости,
Вт/(м-К).
Критерий Кутателадзе обычно
определяют по выражению
Ки = г/сржв.
На рис. 2 приведены опытная и
теоретическая зависимости е =
= f(NTUm)- Для исследованного
процесса зависимость e=f(NTUm)
описывается уравнением:
8=1— ехр(—0,876 NTUJ.
В результате обработки
опытных данных получили
критериальное уравнение
St« = C^«0'25Pr«°'6Re2'23. A)
где С — константа для данного
типа насадки, равная
6,8-10.
Процесс конденсации
паровоздушной смеси исследовали при
параметрах потоков на входе в
аппарат:
17
%>
СО
О
о

18
3
н
о
массовой скорости жидкости
шжн=4,21...6,58 кг/(с-м2);
температуре жидкости Тжн=
= 294...354 К;
массовой скорости пара wn =
= (9,82... 13,16) • Ю-2 кг/ (с • м*);
давлении р=0,013...0,073 МПа;
перегреве пара до 10 К;
массовой скорости воздуха w =
= A,55... 12,05). 10~3 кг/(с.м^);
массовой концентрации воздуха
в ПВС Свн=0,0158...0,0966.
При этом нагрев воды в
конденсаторе изменялся в пределах
ЛГЖ = 5,6...13 К.
Измеряли те же параметры, что
и при исследовании конденсации
чистого водяного пара, а также
дополнительно:
температуру воздуха на входе в
парогенератор,
расход воздуха, подаваемого в
парогенератор,
концентрацию воздуха в ПВС
на выходе из аппарата.
Методика обработки опытных
данных при исследовании
конденсации паровоздушной смеси
отличалась от методики,
примененной при обработке опытных
данных по конденсации чистого
водяного пара. Это было связано с
необходимостью учета
существенного изменения температуры пара
по высоте аппарата из-за
влияния воздуха на процесс.
Число единиц переноса
определяли по уравнению
где ЛГу — локальная разность
температур жидкости и
пара в произвольном
сечении аппарата у.
В отличие от процесса
конденсации чистого водяного пара,
температура конденсации ПВС Тк
является переменной величиной,
зависящей при постоянном
давлении от концентрации воздуха в
ПВС.
Коэффициент теплопередачи
находили из выражения
* =
NTU*MMCp;
F„
Расчетом коэффициента
теплопередачи при конденсации ПВС
завершилась первая стадия
обработки опытных данных.
Для дальнейшей обработки
была создана программа,
реализованная на ЭВМ ЕС 1036.
Входными параметрами в
основную программу являлись:
геометрические характеристики
исследуемой насадки, ее полная
поверхность F» и площадь сечения
аппарата /;
температура окружающей
среды 7ос, температуры потоков
жидкости и пара на входе в
аппарат Тж н, Тпн и выходе из
него Тж к, Тп к;
расход воды и паровоздушной
смеси на входе в аппарат Мж н,
Мпн и воды на выходе из него
Мж.к;
начальная и конечная
концентрация воздуха в ПВС Свн, Св к.
Выходные параметры:
средняя концентрация воздуха
вер'
средняя термодвижущая сила
процесса в;
число единиц переноса NTUan
для аппарата в целом;
степень рекуперации теплоты е;
расчетный коэффициент
теплоотдачи в жидкой и паровой
фазах аж р, апр;
приведенный коэффициент
теплоотдачи в паровой фазе а?
расчетный коэффициент
теплопередачи /гр;
экспериментальный
коэффициент теплопередачи &э;
расхождение между
экспериментальным и расчетным
коэффициентами теплопередачи ?*;
эмпирический коэффициент А
аппроксимационного уравнения.
Число единиц переноса теплоты
NTUan рассчитывали в отдельной
подпрограмме, в которой также
определяли среднюю температуру
жидкости Гжср и среднюю
термодвижущую силу процесса в. Так
как интегрального уравнения для
расчета NTUan процесса
конденсации водяного пара из ПВС
получить не удалось, то
использовали дифференциальное уравнение.
Критерий Стантона для
жидкости находили по уравнению A),
а для пара — по уравнению
Stn = 0,735Ren-M5Prn-2/3. B)
По найденным значениям
критерия Стантона установили
коэффициент теплоотдачи i
паровой апр фазах.
Экспериментальный
коэффициент теплопередачи
k3=NTUanMMHcpJFH.
Приведенный коэффициент
теплоотдачи в паровой фазе
1
1/&э— 1/аж. р
В свою очередь,
ап*=ап.р[1+л(-^J/3Ки*ЙХ
Г1П.Т
Г
C)
X
1-Сп
где Ргп.д,
Ргп т— критерии Прандтля для
паровой фазы
диффузионный и тепловой;
Ки* — модифицированные
критерий фазового
перехода;
Q — аналог числа Трутона;
Сп — массовая концентрация
водяного пара в ПВС.
Из обобщения результатов
расчета по всему массиву
экспериментальных данных получили
значение эмпирического
коэффициента А =0,19.
С теплотехнической точки
зрения предлагаемое в работе
обобщение сводится к следующему.
Тепломассообмен при
непосредственном контакте паровой и
жидкостной фаз определяется
закономерностями в каждой из них.
Экспериментально получить
характерные зависимости для каждого из
составляющих процессов в
настоящее время не представляется
возможным. Поэтому была принята ,
методика, в которой по результа- I
там экспериментов с чистым
водяным паром в том же аппарате
находили коэффициент
теплоотдачи в жидкой фазе. Полученное
критериальное уравнение A)
использовали для расчета
коэффициента теплоотдачи в жидкой фазе
при сложном тепломассообмене
паровоздушной смеси. Коэффициент
теплоотдачи в паровой фазе без
учета массообмена рассчитывали
по апробированному [3]
уравнению B).
Влияние массообмена на
теплообмен дополнительно учитывали по
ранее разработанной методике [4]
с коррекцией метода расчета
коэффициента массоотдачи, связанной с
выбором контрольной поверхности
[5].
Полученное при этом
уравнение C) отличается от
выведенного ранее [4] на величину
1/A—Сп), которая уточняет
основное уравнение массопереноса.
Это уточнение позволяет также
использовать уравнение C) при
предельном переходе от
конденсации ПВС к конденсации чистого
водяного пара. В последнем случае
Сп=1 и а?=оо, что
соответствует общепринятой гипотезе о
пренебрежимо малом термическом
сопротивлении в паровой фазе при
конденсации чистых веществ по
сравнению с термическим
сопротивлением в жидкой фазе.
Традиционно применяемые методы
[1—3] не позволяют получить
аналогичный результат.
Уточнение предлагаемой
модели осуществляется
аппроксимацией опытных данных с
получением одной дополнительной
константы А уравнения C).
Результаты сопоставления
расчетных и экспериментальных
коэффициентов теплопередачи при
конденсации водяного пара из ПВС
представлены на рис. 3.
Отклонения не превышают 25 %.
Таким образом, проведенные

Г50 300 <t50 SOO kp
РИС. З. Расхождение экспериментальных
и расчетных коэффициентов
теплопередачи процесса конденсации водяного пара
из паровоздушной смеси:
_ kon—k • штриховые ли-
отклонений, kou=kp{\±:
й сплошная линия
" нии — границы
±0,25)
исследования позволили получить
критериальные уравнения,
необходимые для расчета и
моделирования процесса конденсации в
контактном аппарате. Разработаны
также математическая модель и
пакеты прикладных программ для
расчета аппаратов с
гексагональной насадкой.
УДК 621.565-146:681.5.04
Кроме того, экспериментально
установлено, что аппарат с
исследованной насадкой обеспечивает
нагрев воды до 30 К в одной
ступени при сравнительно высоких
степенях рекуперации теплоты и
числе единиц переноса. Для
аппаратов тарельчатого и барботажно-
го типа число ступеней должно
быть больше. Благодаря такому
преимуществу упрощается
конструкция контактного аппарата и
расширяются возможности его
применения в промышленных
пароводяных тепловых насосах.
Список литературы
1. Кафаров В. В. Основы массопе-
редачи. М.: Высшая школа, 1979.
2. Лыков А. В., Михайлов Ю. А.
Теория тепло- и массопереноса. М.:
Госэнергоиздат, 1963.
3. Р ам м В. М. Абсорбция газов и
паров. М.: Химия, 1976.
4. Филаткин В. Н.,
Плотников В. Т., Мухтаров И. М.
Приближенная методика расчета
процессов конденсации парогазовой смеси
в контактных аппаратах // Процессы
переноса в системах
кондиционирования воздуха, в холодильных и
криогенных установках: Сб. науч.
тр. Л.: ЛТИХП, 1987.
5. Шервуд П. К-, Пикфорд Р.,
У ил к и И. Массопередача / Пер. с
англ. М.: Химия, 1982.
Автоматизация компаундных
холодильных установок
Канд. техн. наук Ю. Д. РУМЯНЦЕВ,
канд. техн. наук А. И. ВАСИЛЬЕВ,
канд. техн. наук И. Н. БАХАРЕВ
Особенности работы элементов
компаундной холодильной
установки следует учитывать при
создании систем автоматизации, в
частности, для регулирования
температуры кипения хладагента,
управления компрессорными
агрегатами [2] и регулирования
перегрева пара, выходящего из компаунд-
ного ресивера.
В традиционных холодильных
установках перегрев пара
регулируют путем поддержания в
циркуляционном ресивере постоянного
уровня жидкого хладагента с
помощью двухпозиционного
регулятора уровня, например ПРУ-5В
в комплекте с соленоидным
вентилем. При изменении в ресивере
уровня жидкого хладагента в
заданном пределе обеспечивается
безопасная работа компрессоров
(требуемый перегрев пара) и
циркуляционных насосов.
В компаундных установках
поддержанием заданного уровня
жидкого хладагента в компаундном
ресивере достигается безопасная
работа, но не гарантируется
экономическая эффективность,
поскольку не исключается конденсация
нагнетаемого компрессорами
ступеней низкого давления горячего
пара при барботаже в ресивере
и не обеспечивается минимальная
высота барботажного слоя [1].
Действительно, регулятор
настраивают на такой уровень
жидкого хладагента в компаундном
ресивере, который соответствует
расчетным тепловым нагрузкам.
Анализ работы холодильных установок
производственных холодильников
свидетельствует об изменении
тепловых нагрузок в течение года,
причем длительное время они
меньше расчетных. В компаундном
ресивере горячие пары, нагнетаемые
компрессорами ступеней низкого
давления, охлаждаются в процессе
барботажа и смешения с
хладагентом, температура которого близка
или равна температуре кипения
/01, поддерживаемой в
определенном пределе системой
регулирования.
Если уровень жидкости в
ресивере постоянный (а следовательно,
постоянна и высота барботажного
слоя), то при уменьшении расхода
или снижении температуры
нагнетаемого пара температура пара в
ресивере может уменьшиться до
значения /01, что нецелесообразно.
Поэтому при снижении тепловой
нагрузки следует уменьшать
высоту барботажного слоя вплоть до
минимального значения,
необходимого для нормальной работы
циркуляционных насосов.
О тепловом состоянии парового
пространства компаундного
ресивера проще судить по перегреву
пара, выходящего из него. Если
из ресивера выходит перегретый
пар, то это свидетельствует о том,
что горячий пар не конденсируется
в ресивере и высота барботажного
слоя минимальна, т. е.
обеспечивается безопасная и экономичная
работа холодильной установки.
Таким образом, регулируемым
параметром, по которому судят о
заполнении компаундного ресивера,
является перегрев выходящего из
него пара.
Регулировать этот перегрев
можно, реализуя
пропорционально-интегральный закон, например
с помощью регулятора типа Р-25.
Последний состоит из
электронного регулятора, мало
чувствительного к колебаниям тепловой
нагрузки, блока рассогласования с
двумя термометрами
сопротивления типа ТСМ 23 и моторного
регулирующего вентиля.
Пропорционально-интегральное
регулирование дает возможность
поддерживать с высокой точностью
небольшой перегрев.
На рисунке представлена
предлагаемая система регулирования
перегрева пара, являющаяся
составной частью функциональной
схемы автоматизации компаундной
холодильной установки,
поддерживающей три температуры
кипения /01, /02 и /03.
На схеме в развернутом виде
показаны приборы и блоки средств
автоматизации, относящиеся
только к компаундному и
циркуляционному ресиверам, и даны связи
с пультами управления
компрессорных агрегатов и герметичных
насосов.
Система регулирования
перегрева пара работает следующим
образом. Сигналы от датчиков
температуры, один из которых
воспринимает температуру пара,
выходящего из компаундного
ресивера Fа), а другой — жидкости
в ресивере F6), поступают в
управляющий блок Fв), формирующий
после сравнения текущего
значения перегрева с заданным
значением уставки серию
импульсов. Они определяют степень
открытия моторного
регулирующего вентиля. Сначала моторный
19
3
at
н
О

f—f-
-< Из Км 5, Км 6 (ИС с t0J
Схема автоматического регулирования
температуры перегрева пара на выходе из
компаундного ресивера:
Км — компрессорный агрегат; ГН —
герметичный насос; Кн — конденсатор; КР —
компаундный ресивер; ЦР —
циркуляционный ресивер; ИС — испарительная
система; ОП — приборы охлаждения; ЛР —
линейный ресивер; М — электродвигатель;
МП1—МПЗ (NS) — магнитные
пускатели; NCSA — пульт компрессорного
агрегата; ТЕ — датчик температуры; ТС —
регулятор температуры; TDC —
пропорционально-интегральный регулятор
перегрева; PC — регулятор давления; PDSA —
реле разности давлений; Р/ — манова-
куумметр; LE — датчик уровня; LCA —
регулятор уровня; LSA — реле уровня;
HL — сигнальная лампа; НА —
сигнальная сирена
вентиль регулятора Р-25
отрабатывает пропорциональную ~часть
регулирующего воздействия, а
затем — интегральную, сводя
статистическую ошибку между текущим
и заданным значениями перегрева
пара к нулю. Количество
жидкого хладагента М, подаваемого
в компаундный ресивер, в этом
случае будет изменяться в
соответствии с зависимостью:
М=М0+КрЬ(Ы)+ -у-\ 6{M)dx,
где Mo — количество хладагента,
подаваемого до момента
изменения перегрева
пара;
Кр — коэффициент передачи
регулятора;
6(А/) — величина
рассогласования между заданным и
текущим значениями
перегрева пара Л/;
Ти — время изодрома
регулятора.
Параметры настройки
регулятора рассчитывают с учетом
коэффициента передачи компаундного
ресивера /Скр, его инерционности
ткр и времени запаздывания т3
между моментами изменения
количества хладагента М,
подаваемого в компаундный ресивер,
и перегрева пара, выходящего
из него. Под коэффициентом
передачи компаундного ресивера в
данном случае следует понимать
отношение перегрева пара к
изменению количества хладагента,
подаваемого в ресивер. Зная эти
показатели, можно найти значения
параметров настройки регулятора
по формулам:
*р=
@Д..1,0)ткр.
^кртз
7и = @,7...1,0)ткр.
Остальные части системы
автоматизации холодильной установки
не меняются. Например,
температура кипения регулируется путем
согласования холодопроизводи-
тельности компрессорных
агрегатов с тепловой нагрузкой
включением (выключением) их по
команде регуляторов давления 1 и
2 в испарительной системе с t0l и
регуляторов температуры 7 и с? в
испарительной системе с /02.
Защита от гидравлических
ударов осуществляется посредством
реле уровня (дублированных),
установленных на компаундном
(За, 4а) и циркуляционном (9а,
10а) ресиверах. Реле уровня 5а
и 11а предназначены для
сигнализации о предельно допустимом
уровне жидкости.
Таким образом, предложенная
система
пропорционально-интегрального регулирования
перегрева пара, выходящего из
компаундного ресивера, позволяет
поддерживать небольшой перегрев с
высокой точностью и обеспечивает
безопасную и экономичную работу
компаундной холодильной
установки.
Список литературы
1. Румянцев Ю. Д. Методика
расчета компаундного ресивера //
Холодильная техника. 1990, № 3.
2. Яновский С. И., Деде-
ре р Ф. Ф. Схема автоматизации
компаундных холодильных
установок // Холодильная техника. 1987,
№ 12.
ПРИГЛАШАЕМ СПЕЦИАЛИСТОВ
СО СВОИМИ ОБЪЕМАМИ РАБОТ.
Фонд оплаты до 80 %.
Интеллектуальные работы не
облагаются налогами в пенсионный
фонд и подоходным.
Оплата наличными и безналичная.
Справки по телефонам: 207-53-14,
976-77-00.

УДК 621.565.001.63
Улучшение распределения хладагента
по охлаждающим устройствам
Канд. техн. наук В. С. КАЛЮНОВ,
канд. техн. наук В. И. МАЧУЛИН,
канд. техн. наук Ю. В. ОСИПОВ
На холодильниках с аммиачными
системами охлаждения камер
применяют в основном насосную
подачу жидкого хладагента в
охлаждающие устройства. При
проектировании таких систем стоит задача
выбора варианта распределения
жидкого хладагента по
параллельно включенным охлаждающим
устройствам (воздухоохладителям или
батареям). Выбор осложняется
тем, что выполнение требований
к проектируемой системе
охлаждения нередко заведомо
предопределяет негативные явления, а
именно:
подвод хладагента к
охлаждающим устройствам по
индивидуальным трубопроводам улучшает
распределение хладагента, но при этом
резко возрастает расход металла;
размещение охлаждающих
устройств с обеспечением доступа к
любому аппарату также приводит
обычно к перерасходу металла;
отказ от запорной арматуры в
целях снижения вероятности
утечки хладагента в охлаждаемое
помещение делает невозможным
отключение любого из охлаждающих
устройств;
применение регулирующей
арматуры позволяет регулировать
распределение хладагента по
охлаждающим устройствам, но
требует установки насоса с большим
напором.
Попытки удовлетворить все
требования и при этом избежать
негативных явлений привели к
созданию множества вариантов подачи
хладагента в охлаждающие
устройства. Так, на холодильниках
встречается более десятка
разновидностей схем с верхней подачей
аммиака в воздухоохладители. На
предприятиях мясной
промышленности наиболее распространен
подвод жидкого аммиака по
трубопроводу, расположенному выше
воздухоохладителей (рис. 1, а). Не
менее часто используется схема с
боковым подводом (рис. 1, б).
Авторами проведены
исследования подобных систем
распределения жидкого аммиака на
некоторых мясокомбинатах Латвии.
Выявлена неравномерность
охлаждения воздуха в разных
воздухоохладителях, что говорит о
неодинаковом распределении по ним
жидкого хладагента.
В системе охлаждения с
четырьмя воздухоохладителями ВОГ-230,
соединенными, как показано на
рис. 1, а, в первом аппарате
воздух охлаждался на 3,2...3,7 °С, а
в четвертом — на 1,4...2 °С при
температуре в помещении 0 °С. В
системе охлаждения с восемью
воздухоохладителями ВОГ-230 в
первом и втором из них воздух
охлаждался на 3,5...4,2 °С, в
четвертом и пятом — на 0,5...1,8°С.
а в аппаратах с шестого по
восьмой — воздух нагревался на
0,7...3 °С. Более равномерное
охлаждение воздуха в разных
воздухоохладителях наблюдалось в
системе охлаждения, показанной
на рис. 1, б.
Температура охлаждения
воздуха в верхней и нижней частях
фронтального сечения аппаратов
отличалась на 0,5...1 °С.
Добиться равномерного
распределения жидкого хладагента по
воздухоохладителям одной камеры
можно настройкой регулирующих
вентилей, устанавливаемых перед
каждым воздухоохладителем,
однако это — длительная, трудоемкая
операция, которую может
выполнить лишь машинист с большим
практическим опытом. Обеспечить
же равномерное распределение
жидкого хладагента по воздухо-
РИС. 1. Варианты схем распределения
аммиака по воздухоохладителям:
а — верхнее расположение
трубопровода подачи аммиака и нижнее —
трубопровода возврата; б — боковое
расположение магистральных трубопроводов
//
9 I
7
5
к.
к
1
7
5 \U
11
13 у
I/
г
и
и Iff
0
7
Л6
II
10
РИС. 2. Диаграмма распределения
аммиака по воздухоохладителям при средних
значениях кратности циркуляции для
схемы на рис 1, б
охладителям всех камер
практически не представляется возможным.
Значительно ускоряется выбор
варианта распределения жидкого
аммиака при использовании
современной вычислительной техники.
По программе, разработанной на
кафедре холодильных установок
для персональной ЭВМ [1],
авторами рассчитаны варианты
распределения аммиака по пяти
воздухоохладителям ВОГ-230,
соединенным в соответствии со схемой на
рис. 1, б.
Результаты представлены в
виде диаграммы на рис. 2.
Варианты отличались задаваемой
средней кратностью циркуляции —
от двух до десяти.
Установившаяся кратность циркуляции через
каждый из пяти
воздухоохладителей показана столбцом
соответствующей высоты. Видно, что
удовлетворительное распределение
аммиака достигается при средней
кратности циркуляции более шести.
Однако это возможно только при
строго горизонтальном
расположении воздухоохладителей и
трубопроводов. К тому же следует
учесть, что при верхней подаче
аммиака воздухоохладители
эффективно работают при больших
кратностях циркуляции.
В исследованной схеме
увеличение подачи хладагента усиливало
неравномерность его
распределения по аппаратам. При
моделировании диагональной схемы
соединения воздухоохладителей
распределение хладагента несколько
улучшалось — в последние
аппараты поступало на 10—15 %
больше хладагента, чем в схеме на
рис. 1, б.
Моделирование группы из пяти
воздухоохладителей ВОГ-230,
соединенных по схеме на рис. 1, а,
показало, что стабильная подача
аммиака во все аппараты
осуществляется при средней кратности
циркуляции более трех и
постоянной тепловой нагрузке. Однако,
если на жидкостном или парожид-
костном трубопроводе установлен
вентиль или другое местное
сопротивление, то даже при средней
кратности циркуляции более десяти
кратность циркуляции через
третий, четвертый и пятый
воздухоохладители будет не более
единицы. Основной поток аммиака
проходит через первый и второй
воздухоохладители.
Как показали проведенные
ориентировочные (из-за недостатка
данных) расчеты схемы [3], при
использовании насоса ЦНГ-70М-2
кратность циркуляции аммиака
через отдельные воздухоохладители
составляет от 15 до 23, а при
использовании насоса ЦНГ-68 — от
13 до 37. Широкий разброс
связан скорее всего с возникновением
состояния неопределенной
устойчивости охлаждающей системы,
21
3
а:
О

сМ*й\огИ'
o?^V
ie*
?s$>*
6*°
Проблемная научно-исследовательская лаборатория
кафедры общей
и холодильной технологии
ПРЕДЛАГАЕТ
ТЕХНОЛОГИИ
О производства быстрозамороженных овощей,
плодов и ягод — картофеля, моркови, свеклы,
белокочанной, цветной, брюссельской капусты,
капусты брокколи, пряной зелени, тыквы,
кабачков, крукнеков, земляники, черной смородины,
крыжовника — с учетом сортовых и видовых
особенностей (выявлены перспективные и
районированные на северо-западе Нечерноземной зоны
России, пригодные к замораживанию сорта;
найдены оптимальные условия их тепловой,
холодильной обработки, хранения; установлены
допустимые сроки хранения при различных режимах),
О длительного хранения картофеля в свежем
виде за счет использования перспективных сортов
и подбора режимов хранения),
О хранения грибов в охлажденном,
замороженном состоянии и при близкриоскопической
температуре,
О замораживания и хранения полуфабрикатов
из моркови,
О замораживания гарнирного картофеля,
О холодильного консервирования мяса с
применением электростимуляции;
МЕТОДЫ и ПРИБОРЫ, позволяющие
Л исследовать физические свойства пищевых
продуктов,
Л проводить экспрессные исследования
изменений в тканях при технологической обработке и
хранении,
Л оценивать, прогнозировать качество
хранимой продукции,
Л получать данные для расчета
всевозможных свойств продуктов животного и
растительного происхождения;
ВЫПОЛНЯЕТ
биохимические и биофизические анализы пищевых
продуктов (на содержание нитратов, трех форм
аскорбиновой кислоты, крахмала, моно- и диса-
харидов, каротина, кислотности, сухих веществ,
рН и т. д.);
ИЗГОТОВЛЯЕТ
приборы для определения различных свойств
пищевых продуктов и параметров окружающей
среды.
191001. С*? ,,
*"• VSmГпИО. ,44-70-Ы.
А
при котором возможно любое
распределение аммиака по аппаратам
из-за неоднозначности
гидравлической характеристики
испарительной системы. Это характерно для
систем с двухфазным потоком и
малым гидравлическим
сопротивлением в трубопроводах с жидким
однофазным потоком [2].
Результаты проведенного
расчета нельзя непосредственно
использовать при проектировании
систем охлаждения с аналогичным
числом воздухоохладителей, так
как распределение хладагента
существенно зависит от конкретного
расположения охлаждающих
устройств на холодильнике и
расстояния от насоса. Здесь показаны
только возможности расчета по
программе авторов.
Экспериментальные данные,
полученные при исследовании систем
охлаждения камер замораживания,
охлаждения и хранения мяса на
мясокомбинате
производительностью 100 т/сутки до и после
реконструкции, показали хорошее
совпадение с результатами расчета,
выполненного на ЭВМ. Это
подтверждает, что на этапе
проектирования нового или реконструкции
действующего предприятия
возможен выбор оптимального варианта
для конкретных условий.
Список литературы
1. Калюнов В. С, Мачулин В. И.
Распределение хладагента в
системах холодильных установок. М.:
АгроНИИТЭИММП, 1989.
2. Теплопередача в двухфазном
потоке / Под ред. Д. Баттерворса
и Г. Хьюитта. М.: Энергия, 1980.
3. Фридман Б. А., Попов В. П.
Реконструкция системы охлаждения
камер замораживания мяса //
Холодильная техника. 1988, № 3.

ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
РПШШ^№Ш9ШтШ^!
>^ШЩ% sj$ \
^ШШ^Шй1^^|ШШШуШШ^||^^^|^^^Ш^^#
УДК 664.8.037
Криогенное замораживание
растительных продуктов
Д-р техн. наук, проф. В. С. КОЛОДЯЗНАЯ,
канд. техн. наук Р. А. ДИДЕНКО,
канд. техн. наук С. В. ДИВНИКОВ
Многие исследователи отмечают,
что криогенное замораживание
плодов и овощей в жидких средах,
в первую очередь в жидком азоте,
позволяет максимально сохранить
пищевую ценность, т. е. получить
замороженные продукты высокого
качества, в десятки раз уменьшить
продолжительность процесса по
сравнению с замораживанием в
воздушной среде [3, 5]. Однако
высокая стоимость жидкого азота
при сравнительно большом расходе
A...2 кг азота на 1 кг продукта)
лимитирует его применение.
В настоящее время во всем мире
изыскиваются пути получения
более дешевого жидкого азота. Для
замораживания продуктов может
быть использован жидкий азот,
являющийся побочным продуктом
при производстве искусственных
материалов и жидкого кислорода.
Расширение применения
жидкого азота — безопасного для
окружающей среды хладагента —
вызвано также необходимостью
замены озоноразрушающих
хладагентов (фреонов) на экологически
чистые.
В связи с этим возрастает
значимость исследований в целях
разработки технологий
замораживания плодов и овощей в жидком
азоте.
При разработке технологии
замораживания, обеспечивающей
длительное без снижения качества
хранение плодов и овощей, важное
значение имеет изучение не только
самого процесса замораживания,
но и предварительных перед
замораживанием операций, таких как
бланширование и подсушивание.
Несмотря на то, что при
бланшировании несколько снижается
пищевая ценность продукции, эта
операция необходима для
большинства плодов и овощей, и попытка
заменить ее не имела успеха.
Основной предпосылкой при
изучении дегидратации служило
представление о том, что частичное
удаление влаги, предшествующее
замораживанию, уменьшит
количество воды, которая может
превратиться в лед, и будет
способствовать превращению протоплазмы
в гель. Это позволит уменьшить
повреждающее действие
кристаллов льда на клетку и снизить потери
сока, а с ним и ценных питательных
веществ при размораживании
плодов и овощей. В работах [1,
6] показано, что понижение
содержания воды уменьшает вероятность
кристаллизации льда и
способствует витрификации. Однако при этом
необходимо удалять значительное
количество влаги, что увеличивает
энергетические затраты и ухудшает
качество продукции.
Разными исследователями [1,2,
4, 6] выявлена эффективность
частичного удаления влаги перед
замораживанием некоторых плодов
и овощей в воздушной среде. Цель
настоящей работы — оценить
эффективность бланширования и
подсушивания овощей перед
криогенным замораживанием.
Объектом исследования были
морковь сорта
Лосиноостровская- 13, цветная капуста сорта
МОВИР-74 и кабачки сорта Куанд,
выращенные на окультуренных
легкосуглинистых почвах
Ленинградской области в 1989—1991 гг.
Морковь и кабачки после мойки
и чистки нарезали кубиками
размером 10ХЮХЮ мм, у цветной
капусты отделяли соцветия
диаметром примерно 30 мм. Резаные
овощи перед замораживанием
подвергали различным видам
предварительной обработки:
бланшированию в воде (морковь, кабачки),
в 0,1 %-ном растворе лимонной
кислоты (цветная капуста) при
98...100°С в течение 2 мин,
частичному удалению влаги (до
15 %) подсушиванием в вакуум-
сушильном аппарате при давлении
0,09 МПа, температуре 100 °С в
течение 30...45 мин.
Контролем служили овощи,
замороженные без предварительной
обработки.
Морковь замораживали на
экспериментальном стенде при
температуре — 150°С в парокапельной
ТАБЛИЦА 1
да

Продолжительность
хранения, мес
0
0
2
4
6
7
10
0
2
4
6
7
10
Примечание
Сухие
вещества,
%
7,07
6,20
6,05
6,09
6,16
6,34
6,37
7,58
7,20
7,19
7,20
7,30
7,27
: сахароз
Изменение химического состава замороженной
цветной капу

Моносахариды, %
1,73
Бла
1,03
1,01
1,38
2,40
1,24
1,08
Я
1,83
1,60
1,58
1,70
2,38
1,45
а в цветной ь
Витамин С,
мг/кг
Свежая
734
нширован
631
559
531
490
339
149
одсушенш
602
537
411
356
280
124
сапусте от
:ты при хранении
Сохраняемость витамина С,
% к
свежей
100
пая
86,0
76,2
72,3
66,8
46,2
20,3
1Я
82,0
73,2
56,0
48,5
38,1
16,9
сутствует.
обработанной
—
100,0
88,6
84,2
77,7
53,7
23,6
100,0
89,2
68,3
59,1
46,5
20,6
Нитраты,
мг/кг
206
117
ПО
90
85
88
78
294
270
253
237
221
213
3>
о
.о
о
о

ТАБЛИЦА 2
24
о
ность
хранения, мес
0
1
3
10
0
1
3
10
0
1
1 3
10
Примечание
Сухие
вещества,
%
4,22
4,62
4,38
4,16
3,80
4,35
4,39
4,43
5,03
4,93
4,61
4,63
: сахароз
Изменение химического состава замороженных кабачков

Моносахариды, %
при
Витамин С,
мг/кг
Без предварительной
2,55
2,25
2,07
1,95
Бла
2,12
2,39
2,25
2,17
193
185
134
64
(ранении
Сохраняемость витамина С,
% к
свежим
обработки
100,0
95,9
69,4
33,2
ншированные
161
141
130
68
83,4
73,1
67,4
35,2
Подсушенные
2,93
2,81
3,04
2,40
а в кабачках
211
205
159
107
109,3
106,2
82,4
55,4
отсутствует.
обработанным
—
—
—
~
100,0
87,6
80,7
42,2
100,0
97,2
75,4
50,7
Нитраты,
мг/кг
578
561
542
504
480
465
440
410
781
712
651
578
ТАБЛИЦА 3


жительность

хранения , мес
0
1
4,5
0
1
4,5
0
1
4,5
Су-
хие

вещества,
%
11,95
12,15
13,80
10,66
11,00
12,60
19,72
20,02
18,89
Изменение химического состава замороженной


сахариды,
%
4,78
4,44
7,77
4,44
2,49
6,91
8,29
3,89
12,42

Сахароза,
%
Без
2,85
1,42
12,28
2,18
2,19
8,20
1,97
3,24
7,87

Витамин С,
мг/кг

Сохраняемость
витамина С,
% к

свежей


ботанной
предварительной об
97 100,0 —
77 79,4 —
70 72,2 —
Бланшированная
64 66,0 100,0
47 48,5 73,4
45 46,4 70,3
Подсушенная
128 131,9 100,0
103 106,2 80,5
100 103,1 78,1

Нитраты,
мг/кг
работк
295
261
250
i
181
90
100
335
326
332
моркови
Р-ка-
ро-
тин,
°/
/о
и
22,8
21,5
13,2
19,6
15,2
14,9
26,4
22,3
17,7
при хра
нении

Сохраняемость р-ка-
ротина, % к

свежей
100,0
94,3
57,9
86,0
66,7
65,4
115,8
97,8
77,6


ботанной
—
100,0
77,6
76,0
100,0
84,5
67,0


гоотдача,
%
2,0
34,8
32,0
13,2
38,6
34,5
0,3
8,5
азотной среде в течение 180 с;
цветную капусту и кабачки — при
—196 °С погружением в жидкий
азот на 20 с. -
После замораживания овощи
упаковывали по 0,5 кг в
полиэтиленовые пакеты и хранили при
температуре —18 °С: цветную капусту
и кабачки 10 мес, морковь 4,5 мес.
Качество овощей при обработке
и хранении оценивали по
содержанию сухих веществ, моносахаридов,
сахарозы, витамина С (сумма
восстановленной формы аскорбиновой
кислоты и ее обратимо
окисленной формы — дегидроаскорбиновой
кислоты), нитратов, р-каротина
(морковь) и влагоотдаче, которые
определяли общепринятыми
методами. Полученные результаты
представлены в табл. 1—3.
Из приведенных данных видно,
что изменение химического состава
зависит от вида овощей и
предварительной тепловой обработки.
Так, при бланшировании потери
витамина С у моркови составили
34 %, у цветной капусты 14 %,
у кабачков 16,6 %. В моркови на
14 % уменьшилось содержание
Р-каротина. В бланшированных
овощах примерно в 1,2—2 раза
снизилось содержание нитратов.
В подсушенных овощах
увеличилось содержание ценных
питательных веществ в пересчете на
сырую массу в результате удаления
свободной и слабосвязанной воды.
Только в цветной капусте
обнаружены потери витамина С на 18 %
(по сравнению со свежей).
В процессе длительного A0 мес)
хранения в бланшированной
замороженной цветной капусте
содержание моносахаридов сначала
возросло в 2,3 раза (через 6 мес),
а затем снова снизилось почти до
того же уровня, какой был перед
закладкой на хранение. Потери
витамина С за 10 мес составили
79.7 %. В подсушенной, а затем
замороженной цветной капусте
также наблюдалось сначала
увеличение содержания моносахаридов в
1,3 раза через 7 мес хранения,
а затем снижение их до более
низкого уровня, чем перед началом
хранения. Потери витамина С через
10 мес составили 83,1 %.
В замороженных кабачках, не
подвергавшихся предварительной
обработке, через 10 мес хранения
потери витамина С составили
66.8 %, предварительно
бланшированных — 64,8 %, предварительно
подсушенных — 49,3 %.
Через 4,5 мес хранения моркови,
замороженной в сыром виде, после
бланширования или подсушивания
потери р-каротина составили
соответственно 42,1; 34,6 и 22,4%,
витамина С — 27,8; 53,6 и 0,0 % по^
сравнению со свежей морковью. Во^Ч
всех видах моркови накапливалось
значительное количество
моносахаридов и сахарозы.
Влагоотдача при
размораживании бланшированной и
свежезамороженной моркови была почти
в 4 раза больше, чем при
размораживании подсушенной.
На основании полученных
результатов исследований сделан
вывод, что для моркови и кабачков
перед замораживанием процесс
бланширования,
сопровождающийся большими потерями питательных
веществ, целесообразнее заменить
подсушиванием. При этом
исключается смерзание резаных частиц
продукта, лучше и дольше
сохраняются витамин С, сахара, значительно
уменьшается влагоотдача при
размораживании. Для цветной
капусты более эффективно
бланширование, так как при подсушивании она
темнеет, в результате чего
ухудшается товарный вид.
Список литературы
1. Елисеев В. Н., Кротов Е. Г.,
Гришин М. А. Влияние
процесса замораживания с
предварительным подсушиванием на пищевую
ценность плодов и овощей //
Совершенствование малых
холодильных машин М.: Легкая и пищевая
промышленность, 1970.
2. Колодязная В. С. О
системном подходе к оценке качества
пищевых продуктов, консервированных
холодом // Применение
искусственного холода в пищевой технологии:
Межвуз. сб. науч. трудов. Л: ЛТИ
им. Ленсовета, 1990.
3. К р о т о в Е. Г. Влияние
интенсифицированных способов
замораживания на пищевую ценность
растительных продуктов // Холодильная
обработка и хранение пищевых
продуктов: Межвуз. сб. науч. трудов.
Л. ЛТИ им. Ленсовета, 1978.
4. Кротов Е. Г. О
физико-химических и структурных особенностях
тканей замороженных овощей //
Холодильная обработка и хранение
пищевых продуктов: Межвуз. сб.
науч. трудов. Л: ЛТИ им. Ленсовета,
1979.
5. МаттаролоЛ. Холод и произвол-

ство пищевых продуктов для
возрастающего населения земного
шара //Холодильная техника. 1991,
№ 5.
6. Эффективность заморажива-
УДК 664.8.037
ния плодов, ягод, овощей с
предварительным подсушиванием /
Г. В. Новикова, С. В. Кузнецов,
Н. Н. Козырева, А. Я. Стависский //
Холодильная техника. 1985, № 7.
Потери замороженной
плодоовощной продукции при хранении
Канд. техн. наук Л. А. КОРЖЕМАНОВА,
канд. техн. наук В. Л. ФРОЛОВ
В настоящее время на
хладокомбинатах замороженные плоды,
ягоды и овощи хранят как в
неупакованном, так и в упакованном виде.
При списании потерь от усушки
руководствуются нормами, которые
были утверждены еще в 1947 г.
[1]. Они предназначены для
продукции, хранящейся в бочковой и
«прочей» таре. При этом не
дифференцированы в зависимости от вида
продукции.
За последние 45 лет
значительно изменились техника и
технология производства и хранения
замороженных плодов, ягод и овощей,
появились новые виды тары и
упаковки, уменьшающие усушку.
В связи с этим
специалисты-технологи СПбТИХПа по заданию
акционерной компании «Росмясомол-
торг» провели исследования с
целью определить реальную
усушку замороженной плодоовощной
продукции при хранении на
хладокомбинатах этой компании.
Экспериментальные
исследования проводили на Шахтинском,
Барнаульском,
Санкт-Петербургском № 1 хладокомбинатах и в
технологическом цехе
Воронежского объединения Росмясомолторга.
Растительную продукцию 17
наименований замораживали в
соответствии с требованиями
технологических инструкций по
производству быстрозамороженных
плодов, ягод и овощей.
Замороженную продукцию
упаковывали:
алычу, вишню, сливу, рябину
черноплодную, калину, томаты,
перец сладкий, кукурузу в початках,
морковь резаную — в ящичные
поддоны № 2 (ГОСТ 21139—87),
выстланные оберточной бумагой;
землянику, рябину
черноплодную, смородину черную, вишню,
сливу, облепиху — в дощатые
ящики № 1 и 2 (ГОСТ 13359—73);
яблоки и груши — в дощатые
ящики № 3 (ГОСТ 13359—73);
кабачки целые — в трехслойные
бумажные мешки марки ПМ (ГОСТ
2226—75);
виноград — в картонные пачки
вместимостью 0,5 кг с последующей
укладкой их в ящики из
гофрированного картона № 5 (ГОСТ
13511—79) с полиэтиленовыми
вкладышами и без них.
Кроме того, все исследованные
виды продукции упаковывали
также в мешки размером 50X60 см
из полиэтиленовой пленки (ГОСТ
10354—82) толщиной 70 мкм с
последующей укладкой их в ящичные
поддоны № 2 (ГОСТ 21139—87).
Паропроницаемость
полиэтиленовой пленки составляла 2,05 г/м2
в сутки при 20 °С.
Условия хранения опытных
партий были подобны условиям, при
Вид
продукции
Алыча
Вишня
Слива
1 Яблоки
Груши
*

Смородина
черная
Рябина

черноплодная

Земляника
Калина
Вид тары и
упаковки
Поддоны
ящичные
Мешки
полиэтиленовые
Поддоны
ящичные
Мешки
полиэтиленовые*
Ящики
дощатые
Поддоны
ящичные
Мешки
полиэтиленовые*
Ящики
дощатые
Ящики
дощатые
Мешки
полиэтиленовые
Ящики
дощатые
Мешки
полиэтиленовые
Ящики
дощатые*
Мешки
полиэтиленовые*
Поддоны
ящичные
Мешки
полиэтиленовые*
Ящики
дощатые*
Ящики
дощатые*
Мешки
полиэтиленовые*
Поддоны
ящичные
Мешки поли-
этилеНовые
Параметры |
фун
АХЮ2
2,88
1,95
2,96
2,26
2,40
1,30
3,18
3,16
5,03
0,892
3,38
2,92
2,18
1,92
2,21
1,21
1,05
1,90
4,11
1,79
1,54
кции
п
0,798
0,532
0,804
0,538
0,692
0,954
0,466
0,612
0,555
0,676
0,598
0,441
0,709
0,550
0,696
0,657
0,872
0,822
0,412
0,713
0,596
которых хранят замороженную
плодоовощную продукцию на
распределительных холодильниках.
Температура хранения была
близкой к —18 °С. Замороженную
плодоовощную продукцию
закладывали на хранение летом и осенью
в холодильные камеры,
оборудованные батарейной системой
охлаждения. Степень загрузки
камер в среднем составляла: в
июле — 25 %, в августе — 75 %,
в сентябре и октябре — 100 %,
в ноябре — 90 %, в декабре —
75 %, в сентябре и октябре —
100 %, в ноябре — 90 %, в
декабре — 75 %, в январе — 50 %, в
феврале — 20 %. В процессе
хранения через каждые 1...2 мес
определяли изменение массы
продукции контрольных мест.
Анализ опытных данных
свидетельствует, что наибольшей
усушке подвержены виноград,
облепиха, морковь. Усушка
замороженной плодоовощной продукции
с течением времени в основном
уменьшается, за исключением
усушки овощей в ящичных
поддонах без упаковки, для которых
зависимость ее от продолжительно-
ТАБЛИЦА 1
Вид
продукции

Облепиха

Виноград

Абрикосы
Томаты
Перец
сладкий

Кукуруза в
початках
Морковь
резаная

Кабачки
целые
Вид тары и
упаковки
Ящики
дощатые
Ящики
дощатые,
выстланные
полиэтиленом
Мешки
полиэтиленовые
Пачки по 0,5 кг
Пачки по 0,5 кг
с
полиэтиленовым
вкладышем
Мешки
полиэтиленовые
Мешки
полиэтиленовые
Поддоны
ящичные
Мешки
полиэтиленовые
Поддоны
ящичные
Мешки
полиэтиленовые
Поддоны
ящичные
Мешки
полиэтиленовые
Поддоны
ящичные
Мешки
полиэтиленовые
Мешки
бумажные
Параметры
функции
АХЮ2
1,65
1,15
0,344
1,60
2,16
1,01
0,907
0,739
2,27
0,556
0,764
0,668
1,45
2,32
5,49
4,00
п
0,994
0,909
0,943
0,948
0,758
0,790
0,775
1,06
0,515
1,12
0,750
1,09
0,628
0,864
0,407
0,790
* Хранение осуществлялось на не- [
скольких
хладокомбинатах.

26 J
СЧ4
Si
О
о
сти хранения близка к линейной.
Применение упаковки снижает
усушку в 3 и более раз.
Путем математической
обработки экспериментальных данных для
каждой партии продукции
определенного вида нашли зависимость
усушки G, %, от
продолжительности хранения т, сут. Другими
факторами, влияющими на усушку,
пренебрегали.
Выбран степенной вид
зависимости Ь=Атп как компактный и
часто используемый при описании
аналогичных математических
задач [2, 4]. Параметры
аппроксимирующей функции определяли
методом наименьших квадратов.
Расчетные значения усушки,
полученные с помощью выбранной
функции, с достаточной надежностью
согласуются с
экспериментальными данными (энтропийное
значение относительной приведенной
погрешности 7э не выше 0,20), что
свидетельствует о правомочности
выбора степенной функции.
Далее данные по отдельным
видам продукции, хранившейся на
различных хладокомбинатах,
обобщили и снова сделали расчет с
использованием аппроксимирующей
функции. Погрешность между
опытными и расчетными данными,
дополненная погрешностью из-за
специфичности условий хранения
продукции на отдельных
хладокомбинатах, изменилась
незначительно (уэ не выше 0,21), что
подтвердило допустимость
представления усушки замороженной
плодоовощной продукции при
хранении в виде однофакторной
зависимости.
Уточненные параметры
аппроксимирующей функции —
константа Л и показатель степени п
аргумента — для каждого отдельного
вида продукции представлены в
табл. 1.
Расчетные данные по усушке
замороженной плодоовощной
продукции при хранении учтены при
разработке норм усушки.
Для удобства пользования
документацией данные по усушке
близких по ботаническим признакам
видов продукции обобщили в
группы: семечковые плоды (яблоки,
груши, рябина черноплодная),
косточковые плоды (алыча, вишня, слива,
абрикосы), овощи целые (томаты,
перец сладкий, кукуруза в
початках, кабачки). Различие между
усушкой отдельного вида
продукта и интегральным значением
усушки для данной группы не
превышало 25 %. Овощи резаные (морковь)
и ягоды в группы не включали,
поскольку разница была более
25%.
Усушка для групп и отдельных
видов замороженной плодоовощ-
ТАБЛИЦА 2
Вид продукции
Плоды косточковые
Овощи целые
Морковь резаная
Усу
30
В поддонах
0,42
0,27
0,44
шка, %, после хранения продукции в течение т, сут
60
90
120
ящичных без упаковки
0,74
0,57
0,80
1,04
0,88
1,14
1,32
1,21
1,46
150
1,58
1,54
1,76
В мешках полиэтиленовых и поддонах ящичных
Плоды косточковые
Плоды семечковые
0,14
0,11
Ягоды, кроме земляники
и винограда
Земляника
Виноград
Овощи целые
Морковь резаная
Плоды косточковые
Плоды семечковые
Земляника
Смородина черная
Облепиха
Облепиха (в ящиках,
0,12
0,17
0,15
0,12
0,22
В ящиках
0,25
0,26
0,31
0,24
0,48
вы-
стланных полиэтиленом) 0,25
Виноград
Виноград (в пачках
0,20
0,17
0,18
0,22
0,26
0,18
0,29
0,25
0,22
0,23
0,26
0,36
0,23
0,34
0,29
0,26
0,27
0,30
0,45
0,28
0,38
дощатых без упаковки
0,40
0,41
0,55
0,40
0,96
0,47
0,52
0,54
0,77
0,53
1,44
0,69
В пачках картонных по <
0,40
и с
полиэтиленовым
вкладышем)
0,28
0,78
0,48
1,14
0,66
0,62
0,66
0,97
0,65
1,92
0,89
0,5 кг
1,50
0,81
0,32
0,30
0,31
0,32
0,53
0,32
0,42
0,72
0,77
1,17
0,76
2,39
1,09
1,85
0,96
180
1,83
1,86
2,06
0,36
0,33
0,35
0,35
0,61
0,36
0,45
0,81
0,87
1,36
0,87
2,87
1,29
2,20
1,11
210
2,08
2,23
2,36
0,38
0,36
0,38
0,37
0,69
0,40
0,48
0,90
0,96
1,54
0,97
3,34
1,48
2,54
1,24
1
ной продукции при хранении
представлена в табл. 2.
На основе приведенных в табл. 2
данных разработан проект
временных норм потерь замороженной
плодоовощной продукции от
усушки в процессе хранения при
температуре —18 °С на
распределительных холодильниках. В сравнении с
нормами 1947 г. вновь
разработанные нормы позволяют учитывать
потери ежемесячно, а не
поквартально. Они более
конкретизированы относительно вида продукции,
тары и упаковки.
При хранении плодоовощной
продукции при более низких
температурах усушка будет меньше.
В целях уточнения
зависимости усушки от температуры
хранения в течение нескольких сезонов
проводили опытное хранение
рябины черноплодной в дощатых
ящиках в одной и той же камере при
различных температурах. После
обработки полученных данных
рассчитали поправочный коэффициент
К, учитывающий температуру
хранения продукции:
/( = 5,56-1,10',
где t — температура хранения, °С.
Этот коэффициент,
установленный для рябины черноплодной, с
определенной долей погрешности
может быть использован при
расчете усушки и других видов
замороженной плодоовощной продукции
путем умножения на него значений,
приведенных в табл. 2. Применять
его можно только для
неупакованной продукции. Усушка
упакованной продукции зависит прежде
всего от паропроницаемости упаковки,
которая в области отрицательных
температур меняется
незначительно [3].
Разработанные нормы усушки
замороженной плодоовощной
продукции при хранении позволят
более рационально подходить к
выбору тары и упаковки и более точно
учитывать потери.
Список литературы
1. Инструкция по производству,
хранению, транспортировке и
реализации замороженных плодов, ягод
и овощей. М.: Минмясомолпром
СССР, 1947. -,
2. Потери быстрозамороженной чер- '
ной смородины при длительном
холодильном хранении / Н. А. Сала-
шинский, Н. А. Бершеда, А. Л.
Зубатый, Р. И. Ковалева //
Холодильная техника. 1989, № 8.
3. Расчет усушки упакованных
замороженных мясопродуктов при
хранении / В. Е. Куцакова, В. Г. Зо-
нин, М. П. Иванов, В. И.
Марченко // Холодильная техника. 1992,
№4.
4. Салашинский Н. А.,
Бершеда Н. А., Шестопал С. Я.
Естественные s потери замороженной
земляники при длительном
хранении // Замораживание и хранение
пищевых продуктов. Межвуз. сб.
науч. трудов. Л., 1989.

УДК 664.6.037
Применение холода в хлебопекарном
производстве
Канд. техн. наук А. Н. АНДРЕЕВ,
д-р техн. наук, проф. И. М. ВАСИЛИНЕЦ,
Е. В. СОБОЛЕВА
В настоящее время в
хлебопекарной промышленности
высокоразвитых стран широко применяется
искусственный холод с целью
сохранения свежести продукции к
моменту реализации.
Наибольшее распространение
получили замораживание и
охлаждение тестовых полуфабрикатов, а
также замораживание
недопеченных и выпеченных изделий.
Создано высокопроизводительное
холодильное и формующее
оборудование, которое можно включать в
механизированные линии для
производства из замороженного теста
хлеба, батонов, булочек, слоек,
кексов, пончиков и других изделий.
Производство замороженных
тестовых полуфабрикатов
позволяет:
выпекать хлебобулочные
изделия на местах, обеспечивая
покупателей свежей продукцией в
любое время дня;
расширять ассортимент изделий
без увеличения штата пекарей (при
этом квалификация пекарей может
быть низкой);
повышать рентабельность за
счет уменьшения потерь сырья и
готовой продукции, увеличения
товарооборота, снижения расходов на
транспортировку и погрузочно-раз-
грузочные операции;
организовывать производство
на небольших площадях.
t;c
16
72
8
t *
О
-<+
-8
-12
-16
-20
-2Ь
\ 1
I1
1
1 т
ч
\\
N
2
1
WJ
20 ЬО 60 80 ЮО%мин
В отечественной хлебопекарной
промышленности внедрение холода
сдерживается из-за отставания в
разработке технологии, создании
оборудования для замораживания
тестовых полуфабрикатов в
условиях поточного производства.
На кафедре пищевой
биотехнологии проведены исследования в
целях разработки технологии
производства сдобных булочных
изделий из замороженного теста с
применением отечественного сырья.
Изучали влияние условий
замеса, замораживания и
продолжительности хранения замороженных
полуфабрикатов на свойства теста
и качество готовых сдобных
изделий (булочка «Невская», сдоба
«Липецкая», сдоба «Чайная»,
плюшка «Московская», батончик
молочный сдобный, булочка
«Веснушка» и др.).
На рисунке представлены
термограммы замораживания
тестовых полуфабрикатов булочки
«Невская» при разных температурах.
Анализ показывает, что снижение
температуры в холодильной
камере с —20 до —60 °С сокращает
продолжительность
замораживания (до температуры в центре
изделия —20 °С) со 105 до 35 мин,
т. е. в 3 раза. Подобные
соотношения получены и для других
видов полуфабрикатов.
Влияние температуры
замораживания и продолжительности
хранения тестовых полуфабрикатов на
свойства теста и качество
выпекаемой из него булочки «Невская»
можно проследить по данным
табл. 1 и 2.
Чем ниже температура
замораживания, тем стабильнее свойства
теста при хранении. У
полуфабрикатов, замороженных при
—60 °С, за 28 сут хранения лишь
незначительно изменились
влажность и газообразующая
способность, а кислотность теста не
повысилась. У полуфабрикатов,
которые были заморожены при —20 °С,
за этот срок по сравнению с
контролем влажность уменьшилась на
3,8 %, газообразующая
способность снизилась на 26 %,
кислотность повысилась на 1 °Т.
Готовые изделия лучшего
качества получаются из теста,
замороженного при более низкой
температуре (—40 и — 60 °С). С
увеличением продолжительности
хранения полуфабрикатов,
замороженных при —20 °С, качество
готовых изделий ухудшается:
уменьшаются влажность мякиша и упек,
увеличивается упругость и
снижается пластичность, уплотняется
мякиш.
ТАБЛИЦА 1
Показатели

Контроль
Опытные образцы при
продолжительности
хранения, сут
(температура
замораживания
/ = —60 °С)
7
14
21
28
Полуфабрикаты

Влажность, %
Кислотность,
1 °т

Газообразующая
способность, см3
со2
40,5 40,0 39,8 39,0 39,01
2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
1240 1125 1100 1090 1050
Готовые изделия (мякиш булочки
«
Влаж-
1 ность," %
Кислотность,
°Т
| Упек, %
Удельный
объем,
см3/г
Невская»)
39,9 38,8 38,0 37,5. 37,6
2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
10,6 10,0 9,8 9,5 9,5
3,0 3,0 3,0 2,9 2,8
Термограммы замораживания
полуфабрикатов булочки «Невская» массой 100 г
при температуре в морозильной камере:
/ 60 °С; 2 40 °С; 3 20 °С
Структурно-
механические
показатели булочки
«Невская»
Сжимаемость
ДЯобщ, ед.*
Пластичность
ДЯПЛ, ед.*
Упругость
АН ед *
^-"упр' СА-
Относительная

пластичность, %
Относительная
упругость, %
ляпл/ляупр
* По показания

Контроль
180
102
78
56
44
1,27
1м при
7
168
88
80
52
47
1,1
бора
Опытные
/=
14
165
85
80
51
48
1,06
«Ла(
-20
21
164
83
81
50
49
1,02
>с-36
образцы при температур
и продолжительности, хр
28
164
83
81
50
49
1,02
5».
7
176
98
78
55
44
1,25
t=-
14
176
98
78
55
44
1,25
-40
21
173
93
80
53
46
1,16
е замораживания,
анения, сут
28
171
91
80
53
47
1,13
7
174
96
78
55
44
1,23
/=-
14
174
95
79
54
45
1,20
°с,
-60
21
171
92
79
53
46
1,16
28 1
171
91
80
53
47
1,13
27
с
о
ТАБЛИЦА 2

28
о,
о>>
3
О
Так, влажность мякиша
булочки «Невской» уменьшилась на 3 %,
удельный объем на 10 %, упек на
16%.
Таким образом, наиболее
стабильное качество теста и готовых
изделий получается при
температуре замораживания полуфабрикатов
—40 и —60 °С. Изделия хорошо
пропекаются, имеют приятные вкус
и запах.
На основании проведенных
исследований предложена технология
приготовления хлебобулочных
изделий из замороженного теста.
Подготовка сырья. Перед
замесом теста используемое сырье
охлаждают: воду до температуры
2...5 °С, жир до 5...10°С, дрожжи
до 4...5 °С, муку до 14.,.15 °С. Яйца
и сахар должны быть комнатной
температуры. Жир и дрожжи
измельчают. В охлажденную воду
добавляют соль.
Замес теста. Его можно
проводить двумя способами: обычным
безопарным или на
предварительно подготовленной эмульсии.
Безопарный способ,
применяемый в промышленности,
предусматривает внесение при замесе теста
всего необходимого на порцию
количества муки, воды, соли и
дрожжей, а также дополнительных
ингредиентов — сахара, жира
и т. д.
Второй способ, предлагаемый,
состоит из двух операций —
приготовления эмульсии и замеса
теста. Приготовление эмульсии
включает эмульгирование дрожжей с
жиром и сахаром на холодной
воде. При этом образуется
многокомпонентная дисперсная система.
При замесе теста в дежу
тестомесильной машины загружают
муку, солевой раствор, яйца и
эмульсию. Тесто замешивают на
холодной воде до получения хорошо
перемешанной однородной массы.
Разделка теста. Тесто делят на
куски и округляют. Из круглых
кусков формуют полуфабрикаты в
соответствии с наименованием и
формой изделий.
Тесто может быть разделано
ручным или машинным
(механизированным) способом. Для
большинства сдобных изделий
разделка теста смешанная, т. е.
механизирована частично.
На линиях для производства
сдобных изделий сложной формы
устанавливают тестоделитель,
округлитель, тестозакаточную
машину. Для окончательного
формования полуфабрикатов вручную
(раскатки, смазывания маслом,
надрезки, придания изделию
необходимой формы) требуется
специальный стол.
Тесто для сдобных изделий,
имеющих простую форму —
круглую, продолговатую или плоскую,
можно разделывать на
механизированных линиях.
В процессе разделки
желательна обдувка полуфабрикатов
холодным воздухом, чтобы уменьшить
прилипание их к технологическому
оборудованию и предотвратить
повышение температуры теста.
Замораживание
полуфабрикатов. После разделки теста
полуфабрикаты замораживают в
морозильной камере при температуре
—40 или —60 °С.
Продолжительность замораживания в
зависимости от температуры в
морозильной камере, массы и формы
изделий соответственно 60...90 или
30...60 мин.
Для получения изделий
хорошего качества необходимо до
минимума сократить время между
замесом и замораживанием, т. е. свести
до минимума процесс брожения
теста.
Для удлинения сроков хранения
и уменьшения потерь влаги
полуфабрикаты лучше замораживать в
упаковке — пергаменте,
целлофане, парафинированной бумаге,
различных пленках или в картонных
коробках. Однако при этом
скорость замораживания снижается.
Хранение замороженных
полуфабрикатов. Упакованные или
сложенные в картонные коробки
замороженные тестовые
полуфабрикаты хранят в холодильной
камере при температуре воздуха
—10...—25 °С (в зависимости от
срока хранения, вида изделия и
рецептуры). Чем больше срок
хранения, тем ниже должна быть
температура воздуха. В течение 1 —
3 мес полуфабрикаты хранят при
—20 °С.
Размораживание, расстойка и
выпечка. Тестовые полуфабрикаты
размораживают в специальных
шкафах или на столах при
комнатной температуре. В больших
пекарнях при использовании
специальных шкафов размораживание
рекомендуется проводить при
температуре воздуха 30 или 50 °С и его
влажности 70—80 %, в малых
пекарнях — при 20 °С и 75—80%.
Продолжительность процесса
размораживания колеблется в
зависимости от температуры от 1 до
3 ч.
После размораживания
полуфабрикаты расстаивают при
температуре воздуха 32...35 °С и его
влажности 70...80 % в течение
40... 150 мин (в зависимости от
рецептуры, свойств муки, массы,
условий расстойки и т. д.). Чем
выше дозировка дрожжей или их
активность, тем быстрее
заканчивается расстойка сдобного теста.
В крупных пекарнях для
расстойки используют стационарные
камеры или конвейерные шкафы,
в м^алых пекарнях —
передвижные* вагонетки, устанавливаемые %А
стационарных закрытых камерах
или непосредственно в помещении
цеха вблизи печей.
Перед посадкой в печь
полуфабрикаты большинства сдобных
изделий смазывают яйцом с помощью
специальной кисточки (мазка).
Смазывать следует за 10...15 мин
до посадки, когда расстойка еще не
закончена и тесто ют
прикосновения мазка не спадает.
Выпечка осуществляется при
температуре 170...250 °С в течение
13...35 мин в зависимости от вида
изделия.
Смазанные яйцом изделия
выпекают без увлажнения воздуха в
печи, так как пар уничтожает блеск
от яичной смазки. Изделия,
отделываемые сахарной пудрой и
помадкой, можно выпекать с паро-
увлажнением, но при этом
необходимо исключить яичную смазку.
Температурный и влажностный
режимы, продолжительность
выпечки могут быть изменены в
зависимости от условий эксплуатации
и теплотехнического состояния
оборудования.
»58!#Аа|ЖЖИИ№ШИ^Ш1^^
ff
<<V
//А
,&
Российская торгово-промышленная
компания «РОСМЯСОМОЛТОРГ»,
являющаяся ведущим производителем
мороженого в России, предлагает
заинтересованным организациям
Технические условия на новые виды
мороженого с пониженным
содержанием сахарозы и жира:
«РОССИЙСКОЕ», «СЛАВЯНСКОЕ»,
«АРОМАТНОЕ» и «РАДУГ А».
По вопросу приобретения
документации обращайтесь по
телефону в Москве 207-74-75.

&ЩШ
^Ш::Ш&-ЁМ
щж - % Щж 11 * 1 ш ш м ШшШ „ щшё %щ тм тж$юШ
ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ КРИОГЕННОЙ ТЕХНИКИ
УДК 661.937.2
Получение азота особой чистоты
низкотемпературной ректификацией
•м
Д-р техн. наук, проф. С. С. БУДНЕВИЧ
канд. техн. наук Ю. А. САВЧЕНКО
СПбТИХП
. Н. ШУРУБЦОВ, А. В. РУЧКИН
ПКО «Лентехгаз»
В настоящее время увеличивается
спрос на криогенные газы и
жидкости, в частности, на
газообразный и жидкий азот.
В ряде отраслей требуется азот
особой чистоты. Так, в электронной
промышленности для создания
инертной среды применяют азот с
объемной концентрацией не менее
99,9999 %. Примеси,
содержащиеся в азоте, оказывают
неблагоприятное влияние на
технологический процесс производства
полупроводников, поэтому объемное
содержание микропримесей в азоте
должно быть не выше 1-10 '^—
Ы0%.
В работах [1—3J приведены
характеристики криогенных
установок для производства азота особой
чистоты, выпускаемых фирмами
«Ниппон сэнсо К. К.», «Кобз
стил» (Япония) и «Ферокс Дечин»
(Чехословакия). Азот особой
чистоты^ на этих установках
получают низкотемпературной
ректификацией при разделении воздуха, а
при производстве в небольших
объемах — короткоцикловой
адсорбцией.
Ректификационный способ по
.сравнению с адсорбционным, а так-
1же адсррбционно-каталитическим и
другими обладает рядом
существенных преимуществ:
непрерывность процесса, любая
производительность, необходимая чистота
криопродукта и др. Особенно
проявляются эти преимущества при
использовании криогенных систем
крупной производительности.
Азот особой чистоты можно
получить путем дальнейшего
ректификационного концентрирования -
технического азота, получаемого
на базовых воздухоразделительных
установках. Этот азот содержит
высоко- и низкокипящие примеси.
Очистку от них до объемной
концентрации основного
компонента не менее 99,9999 % способом
ректификационного
концентрирования необходимо осуществлять в
двух последовательных
ректификационных ступенях.
Для получения азота особой
чистоты разработана технология,
позволяющая производить
продукционный азот в жидком или
газообразом виде и в любой их
пропорции. На рисунке показана
принципиальная упрощенная схема
установки для получения азота
особой чистоты (N204).
уКидкий
N204
Принципиальная схема криогенного
блока для получения азота особой чистоты:
/ — теплообменник; 2 —
ректификационный двухступенчатый узел; 3 — компрессор
Сжатый газообразный
технический азот промышленной чистоты
охлаждается в теплообменнике и
направляется в двухступенчатый
ректификационный узел. В двух
последовательно соединенных
ректификационных колоннах
технический азот очищается от низкоки-
пящих (водорода, неона, гелия) и
высококипящих (кислорода,
аргона, оксида углерода и др.)
примесей, которые удаляются с
отбросными потоками.
Для получения пара и флегмы.
УДК 661.94
необходимых для ведения процесса
ректификации, в блок разделения
поступает сжатый в компрессоре
циркуляционный азот, который
охлаждается в теплообменнике за
счет подогрева обратного
циркуляционного потока и направляется в
нижний конденсатор узла
ректификации.
Частично данная технология
реализована в МПКО «Лентехгаз».
На этом предприятии введен в
эксплуатацию криогенный блок для
производства жидкого азота
особой чистоты способом
низкотемпературной ректификации. При
эксплуатации блока разделения
получены следующие результаты:
Объемная концентрация
технического азота, % 99,7
Объемная концентрация
азота особой чистоты, %
основного компонента 99,9999
примесей
кислорода !-10~5
водорода 1•10~~ D
углеводородов менее 1•I0~"a
Массовая концентрация
влаги, % 2,5- !0~~
Производительность, кг/ч 850—900
Удельные затраты
энергии, кВт-ч/кг 1,65
Разработанная технология
получения азота особой чистоты
может быть использована при
модернизации действующих производств.
а варианты технологии — при
создании автономных систем очистки
азота непосредственно у
потребителей.
Список литературы
1. Цел ар Л. Установка для
разделения воздуха автономного
характера // Чехословацкая тяжелая
промышленность. 1986, № 12.
2. Funadal., KishimotoT. //
Kobe Steli Engineering Reports. 1988,
V. 38, No 2, 90.
3. Murakami M., Nomura M. //
Gas Separation Purifacation. 1988,
V. 2, № 6, 95—102.
Низкотемпературная адсорбция озона
О. Н. КОЛЬЦОВА
Во многих странах широко
используют озон — один из наиболее
сильных окислителей — в системах
водоочистки, в химической,
фармацевтической,
целлюлозно-бумажной, текстильной и других
отраслях промышленности. С ростом
потребности в озоне
увеличивается производительность озона-
торных станций, вырабатывающих

0>
Щ
m
at
О
о
озон из атмосферного воздуха.
Однако выпускаемые
фирмами
«Бровен
(Швейцария),
Р
озона в озонокислородной
смеси;
давление насыщенного па-
«Трейдигаз» (Франция), «Мицуби-
си Электрик Корп.» (Япония)
генераторы озона и вспомогательное ат
оборудование для осушки воздуха
достигли предельного уровня -по С
повышению производительности и
снижению энергоемкости процесса
получения озона. Для
повышения эффективности озонаторных
станций большой
производительности необходима разработка систем,
основанных на новых методах и а,2/2
принципах.
U
Время достижения
адсорбционного . ^равновесия уменьшается с
увеличением концентраций озона в
ра озона при температуре озонокислородной смеси (рис. 2).
адсорбции; .
емкость монослоя молекул
адсорбата;
константа уравнения.
По результатам проведенных
исследований сделан вывод, что
отечественный промышленный еи-
ликагель KGC-4G пригоден для от-
Одним из наиболее
перспективных направлений является
использование кислорода в
0,03Q
качестве
сырья для производства озона. Для
снижения расхода кислорода в
производстве озона требуется
рециркуляция не преобразованного в озон
0,025
кислорода.
Для
осуществления
0,020
0,015
/О
20
30
процесса рециркуляции
необходимо разделить* озон и кислород.
Наиболее эффективным способом
разделения является
низкотемпературная адсорбция озона на сили-
кагеле. . .
На кафедре криогенной техники
Изучена ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВа- смеси при температуре
ния отечественного промышленно-
120
100
80
W
50
бОСпя/мЗ
60
¦»:-
'О*
to
Л
РИС. 1.' Зависимость адсорбционной
емкости а силикагеля KCC-4C от кон-
центрации озона Со в озонокислородной
-70 °С
РИС. 2. Зависимость времени достижения
адсорбционного равновесия т от
концентрации озона Со в озонокислородной
смеси
го силикагеля КСС-4С для
разделения озона и кислорода. С этой
целью проведены теоретические и
экспериментальные исследования
низкотемпературных процессов
адсорбции и десорбции озона сили-
кагелем. Ниже кратко приводятся
основные результаты исследова-
Константа и емкость монослоя
молекул адсорбата, определенные в
результате обработки полученной
изотермы адсорбции в координатах
уравнения, имеют следующие
значения: С= 143, ат=0,0497 г 03/г
SiO
2-
t#
НИИ.
Промышленный
силикагель
марки КСС-4С с удельной
поверхностью 800 м3/г и средним
радиусом пор 18 А может успешно
применяться в системах
накопления и выдачи озона лишь при
условии предварительной
обработки, технология которой
разработана под руководством д-ра техн.
наук, проф. Г. А. Головко.
Адсорбционная емкость
силикагеля ~КСС-4С при температуре
—70 °С изменяется в
Экспериментально выявлено,
что скорость установления
адсорбционного равновесия зависит от
концентрации озона в
озонокислородной смеси и расхода озоно-
V
кислородной смеси.
Значения кинетического
коэффициента
К
характеризующего
адсорбции —
пределах от 0,016 до 0,033 г
03/г Si02 при соответствующем
изменении концентрации
поступающей в адсорбер озонокислородной
смеси от 16,5 до 70 г 03/м3.
Зависимость адсорбционной
емкости а силикагеля КСС-4С от
4
концентрации озона ?0 в
подаваемой в адсорбер озонокислородной
—70 °С по-
скорость установления адсорбцион-
4*
ного равновесия, определены (см.
таблицу) в результате обработки
экспериментальных данных с
помощью уравнения кинетики
адсорбции:
—1п"A —
где а1 и а
|
Концентрация озона
в

кислородной смеси,
г/м3
¦ 1
20
20
20
40
. 40
40
70
70
70
Расход


кислородной
смеси,
л/ч
к
24
40
65
*
31
48
84
20
40
63
л
г
Кинетический
коэффициент,
мин "'
*
1,66-1(Г2
2,07-
3,06-
2,77«
3,64.
6,31 •
2,58"
;3,87.
5,13.
i
10-2
ю-2
10 2
. 10~2
¦КГ2
• кг2
•КГ2 ¦
Ю-2

Эффективный
коэффициент
диффузии
озона, г
см2/с
•*
1ЫСГ8;
0t4Jk_
17-Ю-8
26-10"8
20-1(Г8
йв - to—в i
5Ы(Г-8|
19-10-8!
.33-Ю-8?
¦ •' ¦ я
49- Ю-8 h
4?
?
деления озона от кислорода низко-
температурной адсорбцией.
a/aj
fe.T,
концентрация озона
в момент времени т,
Объединение криогенной воз
t>
*
О
соответствующий
духоразделительнои установки с ге-з
нераторами озона, производящими
озон из кислорода, и низкотемпера
О
проскоковои концен-,.
трации озона 2, г/м3
в газе, выходящем
из адсорбера, ив мо- процесса получения озона в боль
ионной установко
у ¦ " " = Т :Т !"-¦ ; : * * "-';
в единый комплекс создаёт предпо2
сылки для снижения энергоемкости
мент равновесия.
щих количествах, уменьшения по-
смеси при температуре —
казана на рис. 1.
. Результаты экспериментов
могут быть ^успешно обработаны с по-
Эффективный
коэффициент тре^ности в производственных пло?
диффузии увеличивается с ростом щадях и снижения расхода ох-
расхода озонокислородной смеси
при неизменной концентрации в ней
озона, и с ростом концентрации
лаждающеи
озона.
воды
в генераторах
Опыт создания подобного комп-
мощью уравнения полимолекуляр- озона при неизменной удельной лекса Шеется за рубежом. В
ной адсорбции Брунауэра, Эммета
и Теллера:
скорости потока озонокислородной г..Лос-Анджелесе (США?) с 1985 г.
работает крупная станция по подт
смеси.
Р
1
а(р&
где р
Р)
атС
+
(С-1) р
Анализ данных табдиды шка—
готовке
О
*тС
Р
питьевой воды, в. состав
зывает, что скорость адсорбции которой входит озонаторная уста?
озона с 1 шкагелем лимитируется
новка
парциальное
давление внутренней диффузией.
¦< г. >'-"
187,5 кг 03/ч.
- ¦ * ..-<- *¦*:¦ ..^. ¦¦¦-**
производительностью
*.*. .*^ *. *

УДК 621.515.54.001.5
Совершенствование системы
регулирования холодильного центробежного
компрессора. БУХАРИН Н. Н.,
ЕВСТАФЬЕВ В. А., КОВАЛКИН И. К.
«Холодильная техника», 1992, № 9—10.
Приведены результаты
экспериментального исследования высоконапорной
ступени холодильного центробежного
компрессора со сверхзвуковым лопаточным
диффузором.
Таблица 1. Иллюстраций 4. Список
литературы — 2 названия.
УДК 628.84.001.5
Испытания транспортных
кондиционеров на R134a. ИВАНОВ О. П.,
ЕМЕЛЬЯНОВ А. Л., ТЕРЕЩЕН-
IfrKO В. И. «Холодильная техника», 1992,
*№ 9—10.
Приведены результаты
экспериментального исследования компрессоров
ХРЛ 5120Л и транспортного
кондиционера на хладагентах R12 и R134a.
Показаны возможные причины
заклинивания компрессоров. Полученные
калориметрические данные при работе
компрессора на R134a показывают, что
его холодопроизводительность не
меняется, а эффективная мощность
повышается на 20 %.
Таблица 1. Иллюстраций 2. Список
литературы — 2 названия.
УДК 621.576
Пульсационный охладитель воздуха для
систем кондиционирования. ДЕН Г. Н.,
КАПЕЛЬКИН Д. А., САВИНЦЕВ В. И.
«Холодильная техника», 1992, № 9—10.
Описан пульсационный охладитель
воздуха с принудительным
газораспределением. Приведены результаты его
экспериментального исследования.
Показано, что энергетические
характеристики воздушной холодильной машины с
турбокомпрессором,
воздухоохладителем и турбодетандером с приводом от
высокооборотного двигателя не на
много будут превосходить характеристики
разработанного пульсационного
охладителя, стоимость и трудоемкость
изготовления которого ниже.
Иллюстраций 4. Список литературы —
4 названия.
УДК 621.565-146:681.5.04
Автоматизация компаундных
холодильных установок. РУМЯНЦЕВ Ю. Д.,
ВАСИЛЬЕВ А. И., БАХАРЕВ И. Н.
«Холодильная техника», 1992, № 9—10.
Описана схема автоматизации ком-
паундной холодильной установки с
системой пропорционально-интегрального
регулирования перегрева пара,
выходящего из компаундного ресивера. С ее
помощью можно с высокой точностью
поддерживать небольшой перегрев.
Система обеспечивает безопасную и
экономичную работу установки.
Иллюстрация 1. Список литературы —
2 названия.
УДК 621.575-932.001.573
Физико-математическая модель
абсорбционной бромистолитиевой холодильной
машины с раздельным тепломассопере-
носом. ДЗИНО А. А., ТИМОФЕЕВ-
СКИЙ Л. С, КОВАЛЕВИЧ Д. А.
«Холодильная техника», 1992, № 9—10.
Приведены физические и
математические аспекты моделирования
термодинамических циклов и теплообменников
абсорбционных бромистолитиевых
холодильных машин с раздельным тепло-
массопереносом. Сопоставлены
расчетные и экспериментальные значения
теплового коэффициента. Для конкретных
значений параметров внешних
источников теплоты рассчитан действительный
термодинамический цикл и
конструктивные характеристики АБХМ.
Иллюстраций 4. Таблица 1. Список
литературы — 6 названий.
УДК 664.8.037
Криогенное замораживание
растительных продуктов. КОЛОДЯЗНАЯ В. С,
ДИДЕНКО Р. А., ДИВНИКОВ С. В.
«Холодильная техника», 1992, № 9—10.
Приводятся результаты исследования
влияния криогенного замораживания
с предварительной тепловой
обработкой — бланшированием или
подсушиванием — на качество моркови, цветной
капусты и кабачков при длительном
хранении при—18 °С. Показана
эффективность криогенного
замораживания овощей после подсушивания.
Таблиц 3. Список литературы — 6
названий.
УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ!
Вы не забыли подписаться на журнал «Холодильная
техника» на следующий год?
Напоминаем, что подписка на периодические издания на
I полугодие 1993 г. заканчивается 15 октября.
Индекс журнала «Холодильная техника» 71048.
Стоимость подписки на I полугодие 300 р.
Редакция предлагает также альтернативный вариант подписки.
Если вы хотите получить право на бесплатную публикацию в
журнале
рекламы объемом до 10 строк,
объявлений о семинарах, конференциях, выставках и т. п.,
перечислите деньги за годовую подписку непосредственно в редакцию.
Годовая подписка в этом случае обойдется вам в 1000 р. (с учетом
инфляции и почтовых расходов).
Для оформления подписки необходимо выслать в адрес
редакции заполненный бланк-заказ вместе с копией квитанции
(платежного поручения) о переводе денег за подписку.
Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костикова, 12.
Расчетный счет 1467716 в ГЕНсельхозбанке, корр/сч. 161106
в Россельхозбанке, МФО 299178.
Справки о новой форме подписки можно получить по телефону:
976-77-00, 207-53-14.
со
СГ>
ОЗ
ЭС
(Л
S
X
X
<и
н
< л
 л
< 5
<?*
X §
<х
U3 оз
о
оз со
ас ь
К
к
S
«=;
ас
S
ОЗ
е
<L>
Н
03
аг
>>
о
ас
к
Ж
ас
03
СП
к
а:
оз
а,
о
<L>
К
Ж
03
со
со
03
ас
а;
о
ас
о
1С
<v
а,
К
So
J3
оз
с
о
оз
|н^и