Теги: журнал холодильная техника  

ISBN: 0023-124X

Год: 1963

Текст
                    / Исследование холодильного компрессора на фреоне-143
Канд. техн. наук К. Д. КАИ, инж. Л. И, МАК— Центральное конструкторское бюро холодильного
машиностроения,
канд. хим. наук А, М. МАРШАК, инж. Л. С. ЕВ СЕЕВА — Государственный институт прикладной химии
ЦКБ холодильного машиностроения
проводит исследования поршневых компрессоров на
различных агентах с целью выявления
оптимальных режимов их работы. В настоящей
статье приведены результаты исследования
компрессора ФВ-6 BФВ-6,5) на фреоне-143.
Фреон-143—1,1,1 -трифторэтан (СНз—CF3) —
представляет собой вещество со следующими
физическими свойствами:
Молекулярный вес ^ 84,04
Нормальная температура кипения ts , °С — 47,6
Удельный вес жидкости f при 25°, кг/л 0,962
Критическая температура ^кр , °С . . . 73,1
Критическое давление рКр , ата .42
Критический объем *>кр, л/кг 2,31
Температура затвердевания t/ , °С . . . —111,3
По действующим ВТУ № П-54-58,
фреон-143 должен удовлетворять следующим
техническим требованиям:
Температура кипения при 760 мм рт. ст., °С —46,6+0,5
Нелетучий остаток, °/о не более 0,05
Кислород в газовой фазе, объемные °/о не более 0,3
Кислотность нет
Влага, °/о не более 0,004
Многолетний опыт работы с фреоном-143
показал, что корродирующее действие его на
металлы (сталь Ст. 3, нержавеющая сталь
и др.) незначительно. Резина, паронит и
пластмассы в жидком фреоне-143 не набухают и
не растворяются.
Токсичность фреона-143 пока не определена.
Предполагается, что она должна быть ниже
токсичности фреона-142, для которого
предельно допустимая концентрация временно
установлена равной 3 мг/л.
По токсичности фреон-143 можно отнести к
4—5 группе, так же, как и дихлорэтилен, фрео-
ны-11, -22, -113, хлорэтилен, углекислоту и др.
Фреон-143 может образовывать с воздухом
воспламеняющиеся смеси при применении
значительного импульса. По данным
ЦНИИПО, нижний предел воспламеняемости
смеси фреона-143 с воздухом равен 9,5, а
верхний — 19, Wo.
В настоящее время фреон-143 получают как
побочный продукт при производстве фреона-
142, однако в случае необходимости можно
организовать его самостоятельное
производство.
Термодинамические диаграммы и таблицы
свойств фреона-143 приведены в работах
[1-3].
Исследуемый компрессор марки ФВ-6
BФВ-6,5) предназначен для работы на
фреоне-12. Компрессор с воздушным
охлаждением, непрямоточный, вертикальный,
двухцилиндровый, с диаметром цилиндров 67,5 мм,
ходом поршня 50 мм и мертвым пространством
4,5%. Объем, описанный поршнями, 18,2 м3/час,
число оборотов 850 в минуту. Трущиеся части
смазывали разбрызгиванием масла ХФ-22
(ГОСТ 5546—59).
Испытания компрессора проводили на
калориметрическом стенде с
электроподогревателями при температурах кипения от —15 до
—55°, конденсации от 35 до 20° и перегреве
(сверх температуры кипения) от 20 до 55°.
Холодопроизводительность и коэффициент
подачи компрессора определяли по тепловому
балансу калориметра, мощности,
потребляемой электронагревателями, и теплопотерям
через стенки калориметра.
Контроль проводили по тепловому балансу
конденсатора. Для уменьшения потерь тепла
конденсатор был изолирован.
Перед началом испытаний была определена
зависимость мощности трения компрессора от
температуры масла в картере (рис. 1).
Мощность трения измеряли на предварительно от-
вакуумированном компрессоре без снятия
крышек и клапанных досок.
В таблице- приведены некоторые данные,
характеризующие работу компрессора на
фреоне-143, а также сравнительные
показатели, полученные при испытаниях этого же
компрессора на фреонах-12 и-22.
Как видно из таблицы и рис. 2, при
использовании фреона-143 вместо фреонов-12 и-22
холодопроизводительность компрессора
повышается, особенно при более высоких
температурах кипения. Однако уже при —40°
холодопроизводительность компрессора на фр.ео>


6 Исследование холодильного компрессора на фреоне-143 № 3 от 350 300 250 200 Я 0 3 0 4 0 5 0 6 1 ! ! 0 71 1 t.X Рис. 1. Зависимость мощности трения Л^тр от температуры масла t в картере компрессора. не-143 соответствует холодопроизводи- тельности на фреоне-22. Это можно объяснить более резким снижением коэффициента подачи компрессора на фреоне-143 (рис. 3), а также увеличением объемного веса и разности давлений, что сказывается на сопротивлении в клапанах, во всасывающем трубопроводе компрессора и на перетечках через неплотности в клапанах и кольцах. При высоких температурах кипения существенную роль играет величина объемной холодопроизводительности, которая для фреона-143 больше, чем для фреонов-12 и-22- Эффективная мощность компрессора при работе на фреоне-143 мало зависит от температуры конденсации и перегрева и несколько превышает мощность при работе на фреоне-22. Однако удельная холодопроизводительность компрессора на фреоне-143 растет быстрее, чем на фреонах-12 и 22 (рис. 4). При температуре кипения —15° и конденсации 30° удельная холодопроизводительность достигает 2760 ккал/квт-ч. При температуре кипения ниже —25° и работе на фреоне-143 величина ее меньше, чем на фреоне-22, что объясняется большим значением потребляемой мощности ¦W t,T Рис. 2. Зависимость холодопроизводительности Q0yl эф^ фективной мощности Ne от температуры кипения to. при относительно малом превышении холодопроизводительности. Как было сказано выше, коэффициент подачи компрессора при работе на фреоне-143 несколько ниже, чем при работе на фреонах-12 и - 22. При отношении давлений, равном 5, отклонение от кривой фреона-22 составляет 7Р/о, а при отношении давлений, равном 10, — 15,5%. Применение фреона-143 расширяет диапазон работы одноступенчатого компрессора в области низких температур, так как абсолютные значения давления фреона-143 выше, чем фреона-22. Так, одноступенчатый компрессор на фреоне-143 при температуре конденсации 20° может обеспечить температуры кипения примерно до —55°, а при 30° — до —50°,
№ 3 Исследование холодильного компрессора на фреоне-143 7 Холодильный агент Фреон-12 .... Фреон-22 .... Фреон-143* . . . Фреон-12 .... Фреон-22 .... Фреон-143 .... Фреон-12* .... Фреон-22 .... Фреон-143 .... Ро* ата Рк, ата 1 3,147 5,10 6,15 7,581 12,26 14,71 1,862 3,054 3,73 7,581 12,26 14,71 0,655 1,076 1,39 7,581 12,26 14,71 Рк Ро 2,41 2,42 2,40 4,06 4,06 3,95 1 11,5 11,4 10,6 1 1 4,43 7,26 8,56 5,72 9,21 10,98 6,93 11,18 13,32 о во. 1 15 15 15 15 15 15 15 15 15 о о 'к ев X t0 = 0° 51 | 68 59 *о = - 72 92 79 , <о = - 1 ПО 142 i 112 о ^Д » 52 88 70 -15°, 68 92 79 -40°, 68 101 94 3. •ч - « *в? X 1 tK = 30° 548 835 975 0,83 0,89 0,86 tK = 30° 322 487 595 0,72 0,77 0,72 tK = 30° 1 112 175 212 0,45 0,40 j 0,36 OJ 3» 4 су 8300 13500 15500 4230 6820 7790 920 1280 1400 00 ^ 2,39 3,45 3,73 1,86 2,65 2,82 0,98 1,30 1,48 3* 00 * s 3480 3960 4090 2260 2580 2760 940 980 930 4 Q>-12 100 163 187 100 161 184 100 139 152 Расчетные значения. При этом холодопроизводительность его соответственно составит 400 и 250 ккал/час. . Более низкие температуры можно получить путем применения фреона-143 в компрессорах с малым мертвым объемом, равным 1—2э/о, когда величина отношения давлений будет больше 16, при которой коэффициенты подачи обычных компрессоров чрезвычайно малы. Характерно, что при высоких температурах кипения температуры нагнетания tH. д превышают адиабатические ^н.ад. Они сравниваются для фреонов-143, -22 и -12 при температуре кипения примерно —5-. 15° (рис. 5). Температура нагнетания фреона-143 при больших отношениях давлений не превышает 97°, а температура фреона-22 при аналогичном режиме равна 102°. Максимум температуры нагнетания фреона-12 несколько ниже, чем фреона-22. л Q8 0.6 Q4 0? 1 <P-h Ф-МЗ 7 -22 Ю 11 12 13 14 ?* §3000 <2000 1000 о ^ 1 1 1 Ас». At < 30° ^л 1*^ t^ Ф& •45 -40 '35 -30 -?5 -20 Рис 3. Зависимость коэффициента подачи К от отношения - Рк давлении • для различных фреонов. Ро Рис. 4. Зависимость удельной холодопрозводи- тельности Ке от температуры кипения U (At — разность температур всасывания и кипения).
8 Исследование холодильного компрессора на фреоне-143 № 3 tHi С f 140 7-Л? \ \ I ?0Г \-V — \ 110 700 'XX- \ \ ..|_~1 j. 4.Я,»—. . ^ ^ 1. * ль Ъ ^' Ш- •м \чА г^с~~ЧгтЧ Ф-т^- K\f<N> OOh- 50*—± -55 -5.0 -45 -40 -35 -30 -25-20-15-10-5 t0. °C Рис. 5. Зависимость температур нагнетания tu от температуры кипения to: . температура нагнетания по адиабате, температура нагнетания действительная. ^5т <з S? то то t л s - ?Л " сО \Ф-Ш J I Ф-22 ф. 12 | ¦ • ¦ 20 25 30 35 40 • 1 I. Л— 1 ! I I -L—¦ I, I. 45 at.°C О 10 15 20 ?5 гвс :с Рис. 6, Зависимость холодопроизводитсльноетп Q0 от температуры перегрева Перед началом проверки, открыв вентиль 3 и соединив полость мерного стекла 1 со всасывающим трубопроводом, продувают измерительную систему. После этого вентиль 3 закрывают и в приспособление через вентиль 5 заливают из жидкостного трубопровода маслофреоновую смесь, количество которой дозируется по мерному стеклу. После отбора 100 см3 смеси вентиль 5 закрывают и открывают вентиль 4, соединяющий систему со всасывающим трубопроводом компрессора. Для предотвращения выброса смеси во всасывающий трубопровод установлена расширительная емкость 2, которая одновременно частично заполняется смесью для повышения точности измерения масляного остатка. Изме- На рис. 6 представлена зависимость холо- допроизводительности компрессора от температуры перегрева. Как видно из рис. 6, относительный прирост холодопроизводительно- сти велик при работе на фреоне-12, особенно при небольших перегревах. При работе на фреонах-22 и -143 относительный прирост холодопроизводительности значительно меньше, что является, по всей вероятности, следствием слабой растворимости их в масле и более высокой температуры стенок цилиндра. По данным наших испытаний, растворимость фреона-22 в масле ХФ-22 очень низка, особенно при большом перегреве. Еще ниже растворимость в этом масле фреона-143. При испытаниях проверяли количество циркулирующего масла. Для этого смонтировали специальное приспособление, схема которого приведена на рис. 7. ^ Рис. 7. Приспособление для замера количества циркулирующего масла: 1 — мерное стекло, 2 — расширительная емкость, 3, 4, 5—вентиле
№ 3 Влияние перегрева всасываемого пара на коэффициент подачи пропанового компрессора 9 рения проводили после нагрева смеси до температуры окружающей среды. Количество циркулирующего масла в различных режимах не превышало 4%. Через смотровое стекло, установленное на жидкостном трубопроводе перед регулирующим вентилем, можно было наблюдать нерастворен- ное во фреоне масло. Однако циркуляция его была нормальная, так как испаритель калориметра проточный, с верхней подачей. Учитывая плохую растворимость в масле фреона-143, целесообразно на установках, работающих на этом агенте, предусматривать маслоотделители. На рис. 8 даны зависимости коэффициента среднего индикаторного давления и индикаторного к.п.д. от отношения давлений. Эти кривые сходны с кривыми коэффициента подачи и для различных фреонов также лежат в узкой области. Выводы При работе обычного одноступенчатого компрессора на фреоне-143 отклонений от нормы не наблюдалось. При температуре конденсации 20° возможный предел работы одноступенчатого компрессора на фреоне-143 составляет —50-f-—55°. Рис. 8. Зависимость коэффициента среднего индикаторного давления р и индикаторного к.п.д. \ от отношения давлении " Ро При температурах кипения выше —30° применение фреона-143 энергетически более выгодно, чем фреона-22. При этом холодо- производительность компрессора значительно возрастает. ЛИТЕРАТУРА 1. И. С. Бадылькес, Рабочие вещества и процессы холодильных машин, Госторгиздат, 1962. 2. Термодинамические свойства фреона-143, «Холодильная техника», 1960, № 1. 3. А. В. Быков, Применение фреона-143 в одноступенчатых низкотемпературных машинах, «Холодильная техника», 1960, № 5. Влияние перегрева всасываемого пара на коэффициент подачи пропанового компрессора Канд. техн. наук А. Г. ЧЕГЛИКОВ—Институт использования газа АН УССР Известно, что при уменьшении перегрева всасываемых паров некоторых холодильных агентов, в частности фреонов, снижается коэффициент подачи поршневых холодильных компрессоров. Это объяснялось цикличной конденсацией в цилиндре части холодильного агента, а также цикличной абсорбцией его маслом при сжатии и десорбцией из масла при обратном расширении [1—3]. Явление цикличной конденсации холодильного агента в цилиндре компрессора, работающего влажным ходом, и влияние перегрева всасываемого пара на его работу, в частности на
10 Влияние перегрева всасываемого пара на коэффициент подачи пропанового компрессора JVfg 3 изменение его коэффициента подачи, освещено в литературе [1—7]. Аналогичное изменение коэффициента подачи установлено нами и при работе холодильного компрессора на пропане, который по своим термодинамическим свойствам, а также характеру зависимости давления насыщения пара от содержания в растворе парафинового масла близок к фреону-12. Процессы, обусловливающие уменьшение коэффициента подачи фреонового компрессора при снижении перегрева всасываемого пара, должны наблюдаться и при работе пропанового компрессора. Для определения причин, вызывающих это явление, проведено исследование процесса сжатия пропана в экспериментальном креиц- копфном компрессоре. Испытывали непрямоточный и прямоточный компрессоры. На рис. 1 показана схема экспериментального стенда с непрямоточным компрессором. Стальной цилиндр компрессора 3, охлаждаемый водой, имел герметизированное сальником подпоршневое пространство, соединенное с газгольдером 2 постоянного давления. В стальной крышке размещены всасывающий и нагнетательный клапаны, а также датчик поршневого индикатора 6 и датчик 5 мгновенной температуры холодильного агента в цилиндре компрессора. Бронзовый поршень компрес- Рис. 1. Схема экспериментального стенда с непрямоточным компрессором: i — осциллограф, 2 — газгольдер, 3 — компрессор, 4 — лубрикатор, 5 — датчик мгновенной температуры, 6 — поршневой индикатор, 7 — ресивер, 8 — регулятор давления, 9 — фильтр, 10 — маслоотделитель, // — кожухотрубный конденсатор, 12 — испаритель, 13 — регулирующий вентиль, 14 — сборник, 15 — потенциометр.
№ 3 Влияние перегрева всасываемого пара на коэффициент подачи пропанового компрессора \ \ сора имеет пять уплотнительных колец. Смазка цилиндра осуществлялась лубрикатором 4. Число оборотов вала компрессора во время испытаний было 180—200 в минуту. Жидкий пропан из сборника 14 поступал через регулирующий вентиль 13 в испаритель 12, из которого пар пропана направлялся в фильтр 9 для очистки от масла. Рабочий патрон фильтра был заполнен крупнопористым силикагелем. После регулятора давления 8 пар через ресивер 7 проходил в компрессор 3, откуда направлялся в маслоотделитель 10 и в кожухо- трубный конденсатор 11, охлаждаемый проточной водой. Сконденсировавшийся пропан накапливался в сборнике 14. Для раздельного исследования влияния цикличной абсорбции и конденсации на коэффициент подачи на экспериментальном компрессоре были проведены две серии опытов. Первая серия опытов выполнена при наличии в цилиндре компрессора масла, вторая — при отсутствии его. При выполнении второй серии опытов лубрикатор 4 отключали и из внутренней полости удаляли масло. Отсутствие масла устанавливали при периодическом осмотре цилиндра со снятой крышкой. Кроме того, проверяли герметичность клапанов и поршневого уплотнения. .Опыты проводили при давлениях всасывания 1, 1,5 и 2 ата, соответствующих температурам насыщения —42, —33 и —26°, и давлениях нагнетания 7-=-9 ата, соответствующих температурам насыщения 15ч-22°. Температура перед компрессором составляла от —23 до 20°, что охватывало диапазон отношения дав- лении J-IL Рвс мого пара от 3 до 60°. При исследовании измеряли температуру и давление холодильного агента перед компрессором и после него, расход и температуру охлаждающей воды на входе в компрессор и выходе из него, температуру внутренней поверхности, стенки и крышки цилиндра, мгновенные значения давления и температуры пропана в цилиндре. Все постоянные температуры измерялись термометрами с помощью потенциометра. Переменная температура в цилиндре записывалась осциллографом 1. По результатам измерений определяли рабочие коэффициенты компрессора, показатели политроп сжатия и расширения, а также мгновенные значения весового количества парообразного пропана в цилиндре. Методика исследования холодильных компрессоров с одновременным снятием индикаторных диаграмм и осциллограмм мгновенных значений температуры холодильного агента в цилиндре достаточно полно освещена в литературе [8]. Из анализа результатов исследования непрямоточного компрессора следует, что при уменьшении перегрева всасываемого пара от 50—60° до 3—23° коэффициент подачи % компрессора значительно снижается как при наличии, так и отсутствии масла в цилиндре (рис. 2)*. л 0,7\ Ofi\ 0,5 44 аз ГКГ. о • • о • о о а i 1 » Ч|» о а с tic 20 ~21 20+ ~ Vi ^ -у г* f5m I 2 3 8 SWc Рис. 2. Зависимость коэффициента подачи Я непрямоточного компрессора при различном перегреве пара от отношения давлений Рн (черные точки относятся к ра- Рвс боте компрессора при наличии масла в цилиндре). При &- 3,5 коэффициент подачи К от 3,5 до 9 и перегрева всасывае- уменьшается с 0,73 до 0,66 — 0,44; при &-= 7 — с 0,6 до 0,43—0,35. Рве Анализ индикаторных диаграмм показывает, что уменьшение коэффициента подачи при всасывании слабо перегретого пара обусловлено аналогичным снижением объемного коэффициента подачи Хс, а также ухудшением коэффициента подогрева Хда. Значительное уменьшение \ при небольшом перегреве всасываемого пара происходит как при наличии, так и отсутствии масла в цилиндре компрессора. 1 Разброс точек при tBC < 0 связан с колебанием температуры всасываемого пара для различных опытов.
12 влияние перегрева всасываемого пара на коэффициент подачи пропанового компрессора JSJo 3 120 t;c 100 О 30 60 90 120 750 180 210 240 270 300 330 360 AW Рис. 3. Процессы, протекающие в цилиндре компрессора при температуре всасываемого пара tBC = 15° (перегрев 57°) и наличии масла в цилиндре: р — давление, tn — температура пара, tuac — температура насыщения пара, соответствующая давлению р, Ga — весовое количество парообразного пропана, m, n — показатели политроп расширения и сжатия, а — угол поворота вала. Из сравнения зависимостей p = f(a) для одинаковых значений рвс и рю но для различных температур пропана перед компрессором видно, что при значительном уменьшении перегрева всасываемого пара линия расширения располагается более полого. Расширяющийся из мертвого пространства пропан занимает больший объем цилиндра перед открытием всасывающего клапана. При перегреве всасываемого пара на 50— 60° весовое количество парообразного пропана в цилиндре компрессора в процессе расширения и сжатия остается постоянным (рис. 3). С уменьшением перегрева пара до 20° и ниже по мере падения давления весовое количество парообразного пропана в цилиндре при расширении увеличивается, а к концу сжатия — уменьшается. Такое цикличное изменение весового количества пропана, находящегося в паровой фазе в цилиндре, происходит как при наличии (рис. 4,а), так и отсутствии (рис. 4,6) масла в цилиндре. В то же время, судя по рис. 2, можно предположить, что наличие масла в некоторых случаях оказывает заметное влияние на весовое количество парообразного пропана. В конце сжатия и при выталкивании пара из цилиндра (см. рис. 4) температура насыщения пропана, соответствующая давлению в цилиндре в каждый момент времени цикла, 15&'а,г превышает температуру внутренней поверхности крышки. Хотя в конце сжатия перегрев пропана составлял около 35°, на поверхности крышки возможна его частичная конденсация, равно как и растворение в тонком слое масла, поскольку температура крышки в этот момент ниже температуры насыщения пропана в цилиндре. Количество циклично конденсирующегося и растворяющегося пропана, который остается в цилиндре, было определено по изменению весового количества пара в процессе расширения. При всасывании сильно перегретого пара температура стенки и крышки цилиндра (^ст=310) всегда выше температуры насыщения (наибольшее значение ?„ас = 15°), поэтому весовое количество пара в цилиндре в процессе сжатия и расширения не изменяется (см. рис. 3). Перегрев пара в цилиндре значительно превышает температуру насыщения и к концу сжатия достигает 105°. Количество циклично конденсирующегося Рп пропана изменяется в зависимости от . Рвс При увеличении этого отношения уменьшается время возможной конденсации, повышается температура стенки и крышки цилиндра. Количество циклично конденсирующегося пропане снижается. * _ рн В случае -с— Рвс 0,48—0,51 г пропана, т. е. 80—ЮСР/о от веса парообразного пропана, остающегося в мертвом пространстве, Ga ; при —2-=6,9 F * амертв' ** рвс количество конденсата снижалось до 0,23—0,38 г, т. е. до 47—67Vo от Ga рптп . мертв При расширении пара в цилиндре испарение начинается с того момента, когда температура насыщения пропана становится ниже температуры стенки. Если перегрев пара перед компрессором велик, показатели политроп сжатия и расширения относительно высоки [2], если невелик, то наблюдается резкое падение показателей условной политропы сжатия в начале частичной конденсации пропана и показателей условной политропы расширения при испарении пропана, остающегося в жидком виде в мертвом пространстве цилиндра, — до 0,85—0,75. = 3,5 конденсировалось
№ 3 Влияние перегрева всасываемого пара на коэффициент подачи пропанового компрессора }3 {fa О 30 60 % 120 150 180 210 240 270 700 330 360 <А,град __п Рис. 4. Процессы, протекающие в цилиндре компрессора при перегреве всасываемого пара 22,5—24°: а — наличие масла в цилиндре. tBC = — 19,5°; б — отсутствие масла в цилиндре, ^вс^ — 18°. Аналогичные результаты были получены в процессе исследования прямоточного компрессора. В прямоточном компрессоре, в котором крышка цилиндра охлаждалась водой, можно было повышением температуры охлаждающей воды увеличить температуру стенки и крышки цилиндра и снизить количество циклично конденсирующегося холодильного агента даже при большом перегреве всасываемого пара. В результате экспериментального исследования установлено, что снижение коэффициента подачи компрессора при уменьшении перегрева всасываемого пара вызывается в основном цикличной конденсацией части пропана в \l2mt/7 цилиндре при сжатии и испарением оставшегося в нем конденсата при расширении пара из мертвого пространства. В связи с тем, что пропан и парафиновое масло взаиморастворимы, выпадающий в цилиндре конденсат холодильного агента также растворяется в пленке масла. Некоторое влияние на снижение К и Ас оказывает десорбция пропана из раствора при обратном расширении. Однако количественное влияние этого явления в опытах не определялось. Рассмотрим подробнее условия конденсации пропана в цилиндре компрессора. Конденсация возможна при условии, если температура внутренней поверхности отдельных участков стенки цилиндра будет ниже температуры насыщения пропана, соответствующей давлению в цилиндре. Ядро потока пара при конденсации может оставаться перегретым. При этом перегретый пар конденсируется так же, как и насыщенный, если его температура насыщения выше температуры стенки. Как было установлено, в конце сжатия и в процессе выталкивания температура насыщения пропана на 10—35° выше температуры крышки. Следовательно, в этот период возможна конденсация пропана на поверхности крышки. На основании полученных значений температуры крышки, температуры насыщения, количества циклически конденсирующегося пропана и времени возможной конденсации были определены значения коэффициентов теплоотдачи, которые достигли 30000 — 35000 ккал/м2 час град. Это свидетельствует о капельной конденсации пропана в цилиндре. Исследуя теплопередачу в компрессоре, работающем на фреоне-12, Браун [5] установил, что при режиме работы влажным ходом в цилиндре наблюдалась конденсация части пара фреона-12. Коэффициент теплоотдачи достигал при этом 40000 ккал/м2 час град. Описанные исследования проводили при числе оборотов вала компрессора 180—200 в минуту; с увеличением числа оборотов время возможной конденсации в цилиндре сокращается и количество конденсирующегося холодильного агента уменьшается.
14 Влияние перегрева всасываемого пара на коэффициент подачи пропанового компрессора № 3 -30 -20 -10 Рис. 5. Зависимость коэффициента подачи А от температуры всасываемого пара tBC (штриховая аиния показывает начало явления цикличной конденсации). С увеличением перегрева всасываемого пара до определенного значения повышается весовая подача и холодопроизводительность компрессора. Для различных значений ^~ Рвс имеется свой оптимум степени перегрева. Полезный перегрев пара за счет переохлаждения жидкого пропана после конденсатора дает возможность повысить коэффициент подачи компрессора и уменьшить необратимые потери процесса дросселирования. Влияние цикличной растворимости пропана в масле на коэффициент подачи не могло быть выяснено в данной работе. Как видно из рис. 4, даже при перегреве всасываемого пара порядка 22,5—24° температура насыщения при сжатии лишь на короткое время незначительно превышает температуру самого холодного участка поверхности цилиндра. При увеличении перегрева всасываемого пара количество циклично конденсирующегося пара уменьшается, а объемный к. п. д. компрессора и коэффициент подачи возрастают. При дальнейшем повышении перегрева может наступить момент, когда температура наиболее холодных участков поверхности цилиндра превысит температуру насыщения в конце сжатия. В этом случае цикличная конденсация прекратится. Как отмечалось, уменьшение К связано в основном с цикличной конденсацией и вызывается главным образом падением ^с. На рис. 5 дана зависимость коэффициента подачи компрессора от температуры всасываемого пара. Величина А, заметно снижается при температуре пара ниже 0°. Однако и правее штриховой линии наблюдается . некоторое повышение коэффициента подачи. т-т Рч При увеличении —— и уменьшении пере- Рве грева значение % снижается в большей степени. На цикличную конденсацию оказывают влияние физические свойства холодильных агентов. Она, как известно, наблюдается в случае небольшого перегрева всасываемого пара при работе на фреоне-12 и пропане, имеющих сравнительно невысокие значения показателей политропы сжатия (низкие температуры нагнетания и стенок цилиндра) и теплоты конденсации, и отсутствуют при работе- на аммиаке. Снижение коэффициента подогрева при наличии цикличной конденсации было незначительно и существенного влияния на уменьшение коэффициента подачи не оказывало. Выводы В опытах, результаты которых приведены на рис. 3, перегрев пара в цилиндре и температура его стенки и крышки были столь высоки, что не наблюдалось не только цикличной конденсации, но и цикличной растворимости. Снижение коэффициента подачи холодильных пропановых компрессоров при уменьшении перегрева всасываемого пара связано в основном с цикличной конденсацией части холодильного агента в цилиндре при сжатии, когда 4ас > tciy и испарением конденсата, остающегося во вредном пространстве, при обратном расширении. Для предотвращения явления цикличной конденсации необходимо производить полезный йерегрев холодильного агента или повышать температуру внутренних поверхностей стенки и крышки цилиндра выше температуры насыщения, соответствующей максимальному давлению в цилиндре компрессора. Для определения влияния цикличной растворимости холодильного агента в масле на коэффициент подачи требуется провести специальные опыты. ЛИТЕРАТУРА С. В е й н- Машгиз, 1. В. Е. Цыдзик, В. П. Б армии, Б. б е р г, Холодильные машины и аппараты, 1946. 2. Б. С. В е й н б е р г, Поршневые компрессоры холодильных машин, Госторгиздат, 1960. 3. Л. 3. Мельцер, Смазка фреоновых холодильных машин, Госторгиздат, 1962. 4. И. И. Левин, А. Г. Ткачев, Л. М. Р о з е н- фельд, Холодильные машины, Пищепромиздат, 1939. 5. Д. Б р а у н, Вопросы теплообмена (сборник статей), Госэнергоиздат, 1959.
№ 3 Низкотемпературные герметичные компрессоры 15 6. Д. М. Иоффе, В. Б. Якобсон, Малые холодильные машины и торговое холодильное оборудование, Госторгиздат, 1961. 7. В. М. Ш а в р а, Влияние перегрева всасываемого В ближайшие годы в Советском Союзе намечается резкое увеличение производства низкотемпературного торгового холодильного оборудования (прилавков, шкафов, автоматов для продажи мороженого и др.), а также небольших фризеров и морозильных аппаратов. В этих объектах в настоящее время используют малые холодильные машины с открытыми компрессорами (с внешним приводом) устаревшей конструкции. Наиболее прогрессивный тип современных \ фреоновых компрессоров — герметичные ком- ] прессоры в стальном сварном кожухе. Они лег-j] че и компактнее открытых компрессоров, расходуют меньше электроэнергии, для их заполнения требуется сравнительно мало фреона. В 1961 г. утвержден разработанный ВНИХИ в содружестве с ХЗТМ и ХОКБ стандарт на основные параметры герметичных компрессоров [1, 2]. Стандартом предусмотрено изготовление специальных фреоновых низкотемпературных герметичных компрессоров ФГН, предназначенных для работы при температуре кипения от —40 до —25° и конденсации от 20 до 50°. Холодопроизводительность компрессоров ПО, 180, 220, 280, 350, 450, 550, 700, 900, 1100, 1400, 1800 и 2200 ккал/час при температуре кипения t0 =—35°, конденсации tK = 30°, всасывания 4м1=15° и переохлаждения tu = =25°. Для низкотемпературного торгового холодильного оборудования, производство которого должно быть освоено в ближайшие годы [3], требуются компрессоры ФГН холодо- производительностью от 180 до 900 ккал/час. В основу проектирования низкотемпературных герметичных компрессоров ФГН был положен принцип максимальной унификации их со среднетемпературными герметичными ком- пара на работу фреонового компрессора, «Холодильная техника», 1963, № 1. 8. Е. М. А г а р е в, Л. Е. М е д о в а р, Электрические измерения при исследовании холодильных компрессоров, «Холодильная техника» 1962, № 3. прессорами ФГ [2,4]. Унификация упрощает изготовление и ремонт компрессоров и дает з значительный экономический эффект, в Непосредственной целью данной работы являлось создание низкотемпературных герметичных компрессоров и агрегатов на базе компрессоров ФГ 0,7^3 и ФГ 1,1—3 Харьковского завода торгового машиностроения. Ранее были проведены испытания герметичных компрессоров 2ФГ 36/18 ХЗТМ и В1516 \ фирмы «Текумсе» (США) при работе их на х \ фреонах-12 и -22 [5]. Результаты этих испыта- [" j ний использованы при разработке градации и ~ 1 основных параметров герметичных компрессо- '" ров. Однако оставался ряд вопросов, решение 1" которых было необходимо для создания конструкций низкотемпературных компрессоров. ^ Рассмотрим, как изменяются характеристи- а ки компрессоров ФГ при работе на фреоне-22 ь ч и какие в них требуются конструктивные изме- )- нения, чтобы они отвечали требованиям, г" предъявляемым к компрессорам ФГН. *» Холодопроизводительность компрессора ФГ, |е работающего на фреоне-12 при номинальном 0 среднетемпературном режиме (температура )- кипения —15°, конденсации 30°, переохлажде- J' ния 25°, всасывания 15°, окружающего возду- *" ха 20°, отношение давлений4,07), значительно _> больше, чем холодопроизводительность того "~ же компрессора, работающего на фреоне-22 D" при номинальном низкотемпературном режиме 3" (температура кипения —35°, остальные темпе- э" ратуры такие же, как указано выше, отноше- э" ние давлений 9,07). Это вызвано уменьшением объемной холодопроизводительности (на 28р/о) э- и коэффициента подачи. > Ниже приведены типичные значения коэф- [х фициентов подачи X малых фреоновых ком- А- прессоров [6]: Низкотемпературные герметичные компрессоры Инж. А. Л. ЧЕРНЯК— Харьковское опытно-конструкторское бюро, канд. техн. наук В. Б.ЯКОБСОН—Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности
16 Низкотемпературные герметичные компрессоры № 3 ФГ ФГН Рк Отношение давлений 4,07 9,07 Ро Коэффициент подачи компрессора X при мертвом объеме: 3% . . . . 0,73 0,51 5% 0,66 0,39 Отношение номинальных холодопроизводи- тельностей компрессора ФГН и унифицированного с ним компрессора ФГ около 0,5 при j мертвом объеме 3°/о и около 0,4 при 5'э/&. | Влияние мертвого объема значительнее сказывается на холодопроизводительности низко- | температурных, чем среднетемпературных [ компрессоров: при увеличении мертвого объема с 3 до 5°/о холодопроизводительность при ! номинальном режиме работы компрессора ФГ \ уменьшается на 10, а ФГН — на 25'Va. Поэтому относительный мертвый объем компрессо- ' ров ФГН не должен превышать 3%>. Мощность. Номинальная потребляемая мощность унифицированных компрессоров ФГ и ФГН почти одинакова, хотя холодопроизводительность низкотемпературных компрессоров в 2 раза ниже. Это объясняется тем, что удельная холодопроизводительность компрессоров ФГН значительно меньше, чем компрессоров ФГ. Потребляемая мощность компрессоров любого исполнения достигает максимальных значений при наиболее высоких расчетных температурах кипения и конденсации. У компрессоров ФГ эти температуры соответственно равны 10 и 50°, у ФГН: —25 и 50°. По данным наших опытов, отношение максимальной мощности к номинальной потребляемой составляет для компрессоров ФГ 1,5—2, а для компрессоров ФГН 1,2—1,7. Следовательно, мощность компрессоров ФГН во всем диапазоне рабочих температур равна или меньше мощности соответствующих компрессоров ФГ. Однако условия работы электродвигателей компрессоров ФГ и ФГН существенно различаются в том отношении, что после первоначального пуска охлаждаемых объектов компрессоры ФГН работают в области не расчетных, а более высоких температур. Охлаждаемый объект в момент включения имеет температуру окружающей среды 20—30°, т. е. на 40—50° выше, чем в расчетном режиме. В связи с этим температуры кипения и конденсации в пусковой период, а значит, и потребляемая мощность компрессоров ФГН намного выше расчетной. ГОСТ 9666—61 предусматривает возможность работы герметичных компрессоров любого исполнения в течение часа в пусковом режиме: при температурах конденсации до 60°, кипения до 10° и окружающего воздуха до 50°. При этом, как показали опыты, потребляемая мощность компрессоров ФГ примерно в 2 раза, а компрессоров ФГН в 3 раза больше по сравнению с мощностью в номинальном режиме [6]. В некоторых зарубежных низкотемпературных холодильных машинах для уменьшения потребляемой мощности в пусковом режиме используют пропорциональные регуляторы давления «после себя» («пусковые регуляторы»). В момент пуска регулятор остается закрытым и открывается только после понижения давления всасывания до заданного предела, например при — 25°. Это позволяет уменьшить отношение максимального момента электродвигателя к номинальному, а значит, и размеры электродвигателя. Стоимость дополнительного автоматического прибора в малой машине компенсируется уменьшением размера электродвигателя. Однако встраивание регулятора давления во всасывающий трубопровод герметичной машины снижает ее надежность, вызывает падение давления всасываемого пара и увеличивает потребляемую мощность. При сроке службы компрессора 10—15 лет потери, связанные с ростом расхода электроэнергии, будут намного превышать экономию от уменьшения размеров электродвигателя. Таким образом, применение пропорциональных регуляторов давления в низкотемпературных герметичных холодильных машинах неце- лесоббразно. Для уменьшения мощности в пусковой период применяют также терморегулирующие вентили с ограничителем давления всасывания [7] или капиллярные трубки. Однако опыт первых лет эксплуатации герметичных холодильных агрегатов ХЗТМ показал, что наибольшее число аварий связано с дефектами терморегулирующих вентилей. Значительно надежнее машины с капиллярной трубкой, хотя они менее экономичны, чем машины с ТРВ. Так как надежность—важнейшее качество герметичной машины, то применение капиллярных трубок более перспективно. Во всех встроенных электродвигателях — ДГХ-0,25, ДГХ-0,35, ДГХ-0,55, спроектированных Харьковским электротехническим заводом (ХЭЛЗ) для герметичных компрессоров ФГ, при номинальном напряжении отношение максимального момента к номинальному состав-
№ 3 Низкотемпературные герметичные компрессоры 17 ляет более 4,8. Этого совершенно достаточно для работы низкотемпературного компрессора в режимах, предусмотренных ГОСТом 9666—61. Понижение напряжения на 15% вызывает уменьшение момента на 22,5fVo. При этом отношение максимального момента к номинальному сотавит 3,7, что также можно считать допустимым. Таким образом, мощность электродвигателей существующих трехфазных герметичных компрессоров ФГ достаточна для того, чтобы полностью унифицировать их с компрессорами ФГН без использования специальных автоматических приборов для уменьшения давления всасывания компрессоров ФГН при первоначальном пуске. Пусковой момент. Пусковой момент электродвигателя должен быть достаточен для пуска компрессоров при наиболее высоких давлениях нагнетания и во всем диапазоне давлений всасывания. Давление всасывания компрессоров ФГН (при температурах кипения не выше — 25°) меньше, чем компрессоров ФГ. Давление нагнетания компрессоров ФГН значительно выше. Но при плотном закрывании нагнетательных клапанов после остановки компрессора давление над поршнями быстро снижается, приближаясь к давлению всасывания, и пусковой момент компрессора ФГ оказывается достаточным. Положение изменяется при неплотном закрывании нагнетательного клапана. В этом случае давление над поршнем мало отличается от давления в нагнетательной полости и необходимый пусковой момент возрастает. В связи с этим в стенках цилиндров компрессоров ХЗТМ, на середине хода поршня, предусмотрены разгрузочные отверстия диаметром 0,5 мм [4]. После выключения компрессора поршни перемещаются в положение, при котором разгрузочные отверстия открываются и давление в цилиндрах снижается до давления в кожухе. Таким образом, в области рабочих температур (от —40 до —25°) пусковой момент электродвигателей компрессоров ФГ достаточен и для компрессоров ФГН. В момент первоначального пуска компрессоров ФГ и ФГН давление над поршнями равно давлению под поршнями, поэтому компрессоры полностью разгружены и пусковой момент электродвигателей компрессоров ФГ также достаточен и для компрессоров ФГН. Температура обмотки электродвигателя. В герметичных компрессорах обмотку встроенного электродвигателя охлаждает всасываемый пар фреона. С понижением температуры кипения количество циркулирующего холодильного агента уменьшается значительно быстрее, чем потребляемая мощность, поэтому температура обмотки повышается. Весовая холодопроизво- дительность компрессора ФГН 0,35^3 в номинальном режиме равна 8,2 кг/час, т. е. примерно в 2,5 раза меньше, чем компрессора ФГ 0,7 ~ 3 с тем же часовым объемом, описанным поршнями. Поэтому температура обмотки оказывается значительно выше допустимой. Ранее было установлено, что по этой причине компрессор ФГ не может быть непосредственно использован в качестве компрессора ФГН [5]. Требовалось изменить конструкцию или условия работы компрессора так, чтобы температура обмотки не могла превысить допустимые пределы. При этом нужно было сохранить максимальную унификацию компрессоров ФГ и ФГН. Сначала с этой целью было решено увеличить размеры электродвигателя. В компрессоре ФГ 0,7^3 вместо электродвигателя ДГХ-0,35 номинальной мощностью 0,35 кет [4] был установлен электродвигатель ДГХ-0,55 номинальной мощностью 0,55 кет, предназначенный для компрессора ФГ 1,1 ~3. Электродвигатели унифицированы между собой, но пакеты статора и ротор ДГХ-0,55 длиннее на 15 мм. При такой замене цилиндрическая поверхность статора увеличилась на 23°/<i. Проведенные опыты показали, что температура обмотки в расчетной области работы ком- пресора ФГН (—35-. 25°) снизилась лишь на 5° при температуре конденсации 30° и от 7 до 2° при 40°. Параллельно с испытаниями на фреоне-22 было проведено сравнительное испытание еще одного образца компрессора ФГ 0,7^3 с электродвигателями ДГХ-0,35 и ДГХ-0,55 на фреоне-12. При температуре кипения —35° температура обмотки ДГХ-0,55 по сравнению с температурой обмотки ДГХ-0,35 понизилась на 8°, т. е. примерно так же, как и при работе на фреоне-22. Понижение температуры обмотки электродвигателя на 8° не обеспечивает нормальной работы низкотемпературного компрессора на базе ФГ 0,7~3. Значительное увеличение размеров, а также веса электродвигателя (суммарный вес статора и ротора повысился с 9,5 до 11,3 кг, т. е. на 19%) дало весьма небольшой эффект в отличие от того, что можно было бы ожидать в электродвигателях, не охлаждаемых фреоном.
is Низкотемпературные герметичные компрессоры Но 3 Понижение температуры всасываемого пара при прочих равных условиях вызывает охлаждение обмотки электродвигателя. Вместе с тем, как было показано ранее [8], уменьшение перегрева всасываемого пара фреона-22 снижает холодо- производительность компрессора, а следовательно, и ухудшает условия отвода тепла от электродвигателя. Для того, чтобы определить возможность и целесообразность понижения температуры обмотки этим способом, были проведены опыты при постоянных температурах кипения (—35°) и конденсации C0°) и изменении температуры всасываемого пара от —30 до 30°. Оказалось, что значительного снижения температуры обмоток можно достигнуть только при падении перегрева до 5° (tKMl = = —30°), когда в компрессор вместе с паром поступает большое количество капель жидкости. Но при этом компрессор ФГН работает совершенно неудовлетворительно: его холодо- производительность почти в Зраза меньше, чем при номинальном режиме (при температуре всасывания 15°). Таким образом, понижение температуры всасываемого пара для охлаждения обмотки электродвигателя компрессора ФГН также не дало желаемых результатов. Тогда было изменено направление движения фреона в кожухе компрессора. Обычно пар, поступающий в кожух герметичного компрессора, смешивается с паром, циркулирующим в кожухе, при этом температура его резко повышается (на 40—80°). По новой схеме всасываемый пар сначала проходит через электродвигатель, охлаждает его, нагревается и только после этого входит в соприкосновение с наиболее нагретыми частями компрессора. Для осуществления такой схемы в компрессорах, унифицированных с компрессором ФГ 0,7, было предложено установить в кожухе горизонтальную перегородку [9]. Имелись опасения, что дополнительное повышение температуры пара перед всасывающей трубкой вызовет понижение холодопроизводительно- сти и энергетических показателей компрессора. Оказалось, что применение перегородки значительно снижает температуру обмотки без уменьшения холодопроизводительности и удельной холодопроизводительности компрессора, а иногда даже с повышением этих величин. Поэтому в компрессорах ФГН было принято это решение. Действующие усилия. При температуре конденсации 50° давление в компрессорах ФГ может доходить до 12,4 ата, а в компрессорах ФГН — до 20 ата. При номинальном режиме работы усилия в компрессоре ФГН в 1,9 раза, а при режиме максимальной разности давлений—в 1,7 раза больше, чем в компрессоре ФГ. Однако размеры компрессоров ФГ в основном определяются конструктивными соображениями и детали их имеют большие запасы прочности, поэтому увеличение усилий в 1,7— 1,9 раза является допустимым. Так, в компрессоре ФГН 0,55 (на базе ФГ 1,1) запас прочности эксцентрикового вала равен 2,7, шатуна 1,9, а в компрессоре ФГН 0,35 (на базе ФГ 0,7) соответственно больше. В связи с этим в конструкцию компрессоров потребовалось внести лишь небольшие изменения (в частности, толщина пластины нагнетательного и всасывающего клапанов была увеличена с 0,15 до 0,28 мм). Пропорционально действующим усилиям возрастает также удельное давление в трущихся деталях. Но эти величины не выходят за пределы, принятые в ряде зарубежных компрессоров. Специальные испытания низкотемпературных компрессоров показали, что их износ является допустимым. Материалы. Фреон-22 разрушающе действует на некоторые неметаллические материалы, стойкие по отношению к фреону-12. На изоляцию электродвигателей, применяемую в компрессорах ФГ, фреон-22, как показали длительные испытания, практически не действует. Это подтверждает также опыт Бакинского завода кондиционеров, изготовляющего кондиционеры «Азербайджан». Резиновые детали нужно изготовлять из резины А286, стойкой по отношению к фреону-22. При испытаниях компрессоры и агрегаты были заполнены фреоном-22 по ГОСТу 8502—57 и маслом ХФ-22 по ГОСТу 5546—59. Однако содержание влаги во фреоне-22 оказалось значительно выше допускаемого стандартом. После добавления фреона-22 в систему приходилось работать 6—8 часов при температуре кипения около 5° (выше температуры замерзания воды), осушая фреон силикаге- лем, и только после этого можно было нормально работать при температуре кипения до —40°, т. е. в диапазоне температур, предусмотренном для низкотемпературных герметичных компрессоров. В настоящее время ГОСТ 8502—57 на фреон-22 пересматривается. Для герметичных компрессоров необходимо выпускать фреон-22 с пониженным содержанием влаги.
Но. 3 Низкотемпературные герметичные компрессоры 19 Компрессоры ФГН 0,35~3 и ФГН 0,55—3. Компрессор ФГН 0,35—3 (рис. 1) двухцилиндровый, диаметр цилиндра 36 мм, ход поршня 18 мм. Синхронная скорость вращения 1500 об/мин. Часовой объем, описанный поршнями, 3,2 мд/час. Электродвигатель ДГХ-0,35 трехфазный, короткозамкнутый, номинальной мощностью 0,35 кет. Компрессор ФГН 0,35~3 отличается от компрессора ФГ 0,7~3 в основном перегородкой. Перегородка стальная, с резиновым уплотнением, состоит из склепанных между собой колец — стального и резинового. В стальном кольце имеются два колпачка для всасывающих трубок. При сборке перегородка надевается на статор, после чего на нее надвигают крышку компрессора. Введение перегородки привело к еще одному изменению конструкции компрессора ФГН. Внутренние пружинные амортизаторы были заменены жесткими стойками (рис. 2) и применены наружные пружинные амортизаторы. Испытания компрессоров ФГН показали, что применение наружных подвесок дает вполне удовлетворительные результаты. Шум и ви брации компрессора оказались не больше, чем при наличии внутренних пружинных амортизаторов. В ;вязи с этим в настоящее время ВНИХИ, ХОКБ и ХЗТМ разрабатывают полностью унифицированные компрессоры ФГ и ФГН с жестко связанным с кожухом статором и с наружными амортизаторами. Компрессор ФГН 0,55^3 имеет такие же размеры поршней, шатунов, клапанной группы, как ком- Рис. 1. Низкотемпературный герметичный компрессор ФГН 0,35 ~ 3: / — обмотка статора, 2 — ротор, 3 — статор, 4— кожух, 5 — перегородка, 6 — корпус, 7 — стойка, 8 — нижняя опора, 9 — вал, 10 — противовес, 11 — поршневой палец, 12 — поршень, 13 — цилиндровая втулка, 14 — клапанная доска, 15 — головка цилиндра, 16 — всасывающая трубка, 17 — нагнетательный штуцер, 18 :— нагнетательная трубка, 19 — всасывающий вентиль.
% ti изкдтемпёрйгурныё герметичные компрессоры м> з Рис. 2. Крепление корпуса компрессора к кожуху: а — компрессор ФГН 0,35-3; б — компрессор ФГ 0,7-3. пресоор ФГН 0,35^3, но ход поршня его 11 мм, часовой объем, описанный поршнями, 4,7 м3/час. Электродвигатель — ДГХ-0,55 номинальной мощностью 0,55 кет. Холодопроизводительность и потребляемая мощность компрессора ФГН 0,35^3 показаны на рис. 3. При номинальном режиме (температура кипения —35°, конденсации 30°, всасывания 15°) холодопроизводительность равна 360 ккал/час. При повышении температуры конденсации на 10° и той же температуре кипения холодопроизводительность снижается на 25—35Р/о т. е. значительно больше, чем в компрессорах ФГ. Потребляемая мощность при номинальном режиме равна 0,37 кет. Необычно влияние температуры конденсации на потребляемую мощность: в области от —40 до —30° при повышении температуры конденсации мощность снижается. Это связано с отмеченным выше резким уменьшением холодопроизводительно- сти. Удельная холодопроизводительность компрессора ФГН 0,35—3 (рис. 4) при номинальном режиме равна 970 ккал/квт-ч. Средняя температура обмотки электродвигателя (рис. 5) при испытаниях компрессоров ФГН 0,35—3 с конденсатором с водяным охлаждением оказалась не выше 95°, т. е. на 17—30° ниже, чем у компрессора ФГ 0,7~3 при работе на фреоне-22. При обдувании кожуха компрессора воздухом, идущим от конденсатора с воздушным охлаждением (в реальных условиях работы компрессора), и температуре воздуха 40° температура обмотки составила в среднем 85°, что можно считать вполне удовлетворительным. Таким образом, изменение направления движения всасываемого пара через 7гпп и./\ <! ад 0,3 0,2 0,1 fc '40 -35 -30 5 -25 -20 ~1Ъ t0.°c Рис. 3. Зависимость холодопроизводительности С?0 (я) и потребляемой мощности Л^эд (б) компрессора ФГН 0,35~3 от температуры кипения t0*
№ 3 Низкотемпературные герметичные компрессоры 21 ФГН 0,35 ~Э Я2Р4 кельвинейтор Я354ВЙорк 200 Щ0\ -40 -35 -30 -?5 -20 -/б t0,ec Рис. 4. Зависимость удельной холодопроизводи- тельности Ккэл низкотемпературных герметичных компрессоров от температуры кипения to. I-110 SO 70 50 [ | t*=4o: t*^5o\ __? 4CrC^^^*% W0,7-3A •fc. _^ 1 -1 1 приработе на Фреоне-22) ^^^ a • l t "^ l??l?l i?3^ 9 Lj -45 -40 -35 -30 -25 -го -75 to,°C Рис. 5. Зависимость средней температуры обмотки t06 встроенного электродвигателя компрессора ФГН 0,35~3 от температуры кипения t0 : при работе конденсатора с водяным охлаждением; при работе конденсатора с воздушным охлаждением i(b агрегате ВН 0,35 ~3). электродвигатель оказалось весьма эффективным. При номинальной холодопроизводительно- сти 550 ккал/час мощность компрессора ФГН 0,55~ 3 была равна 0,56 кет. Рис, 6. Зависимость холодопроизводительности Q0 компрессоров A2F4 и D354B от температуры кипения /о. На рис. 6 показаны значения холодопроизводительности, а на рис. 4 — удельной холодопроизводительности, полученные нами при испытании низкотемпературных компрессоров A2F4 и D354B, работающих на фреоне-22. Компрессор A2F4 фирмы «Кельвинейтор» — одноцилиндровый, с вертикальным эксцентриковым валом. Диаметр цилиндра 26,8 мм, ход поршня 23 мм, синхронная скорость вращения 1500 об/мин при 50 гц. Электродвигатель однофазный, амортизаторы внутренние. Компрессор D354B фирмы «Йорк» — трехцилиндровый, с горизонтальным эксцентриковым валом и рядным расположением цилиндров. Диаметр цилиндра 35 мм, ход поршня 21,6 мм, синхронная скорость вращения 1500 об/мин при 50 гц. Электродвигатель — однофазный, номинальная мощность — 1 л.с, амортизаторы наружные. Компрессор ФГН 0,35 ~3 больше по холодопроизводительности, чем компрессор A2F4 фирмы «Кельвинейтор», и меньше, чем компрессор D354B фирмы «Йорк». Энергетические показатели компрессора ФГН 0,35~3 оказались на 20—30% выше, чем у обоих этих компрессоров. Освоение производства низкотемпературных герметичных компрессоров и агрегатов даст большой экономический эффект. ;; ., ;
22 Абсорбционный домашний холодильник с пластинчатыми аппаратами № 3 ЛИТЕРАТУРА 1. ГОСТ 9666—61, Компрессоры фреоновые герметичные малой холодопроизводительности. 2. В. Б. Якобсон, Герметичные фреоновые компрессоры, «Холодильная техника», 1961, № 5. 3. Типаж торговых холодильных витрин, прилавков, прилавков-витрин и сборных камер на 1962—1965 гг., Госкомитет по автоматизации и машиностроению при Госплане СССР. 4. И. X. 3 е л и к о в с к и й, И. А. Э л ь к и н, Герметичные холодильные машины, Госторгиздат, 1961. В 1961 —1962 гг. Ленинградским технологическим институтом холодильной промышленности совместно с Ленинградским штамповочным заводом местной промышленности и одной из Ленинградских проектных организаций раз^ работай абсорбционный домашний холодильник АШ-100-61 (рис. 1) полезным объемом 100 дм*. Высота холодильника 1100, ширина 620, глубина 570 мм. Внутренние размеры соответственно равны 720, 420 и 370 мм. Наружный корпус шкафа изготовлен из декапированной стали. Холодильная камера и внутренняя панель двери пластмассовые. Благодаря хорошей изоляции ограждений и отсутствию тепловых мостиков теплопроходи- мость шкафа kF не превышает 0,8 ккал/час град. Испаритель представляет собой две плиты, одна из которых расположена вертикально, у задней стенки камеры, а вторая — горизонтально, в виде полки. Такое расположение плит позволяет не только лучше использовать объем холодильной камеры, но и иметь в ней зоны с различной температурой, обеспечивающие хранение широкого ассортимента охлажденных и мороженых продуктов. Мороженые продукты могут храниться на второй от низа полке, непосредственно под горизонтальной плитой. В этом случае на полку кладется пластмассовый лист или ставится открытый сверху сосуд. 5. В. Б. Якобсон, Испытание герметичных компрессоров на фреоне-12 и фреоне-22, «Холодильная техника», 1960, № 3. 6. В. Б. Якобсон, Исследование низкотемпературных герметичных компрессоров и агрегатов, Отчет ВНИХИ, 1962. 7. В. Б. Як об сон, Автоматизация холодильных установок, 2-е издание, Госторгиздат, 1962. 8. В. Б. Якобсон, Испытание малых компрессоров, работающих на фреоне-22, Отчет ВНИХИ, 1958. 9. А. Л. Черняк, И. Б. Юдицкий, Исследование герметичных холодильных компрессоров ФГН 0,35 и ФГН 0,55, Отчет ХОКБ, 1962. При работе холодильника над верхней полкой образуется зона с повышенной температурой, при которой можно хранить овощи, фрукты, минеральную воду и т. п. Пищевые фасованные продукты могут храниться на внутренней панели двери. Температура в шкафу поддерживается автоматически. Шкаф холодильника АШ-100-61 охлаждается абсорбционной холодильной машиной ХАНИТ-25-107-61 непрерывного действия с пластинчатыми аппаратами (рис. 2). В процессе проведения работ по созданию пластинчатых аппаратов каналы в плитах были сближены и между каналами был сделан один шов. Такая конструкция не дает большой экономии удельной длины сварочного шва (отнесенной к поверхности теплообмена) и увеличивает емкость отдельных аппаратов, но зато позволяет применить специализированную двухроликовую электросварочную машину, убыстряющую процесс сварки. Лабораторией холодильных шкафов ЛТИХП были проведены опыты по соединению штампованных стальных пластин эпоксидными смолами в комбинации с точечной электросваркой. Опыты показали, что склейка плит возможна, однако процесс требует дополнительной технологической обработки. Показанной на рис. 2. конструкции машины предшествовала разработка и исследование Абсорбционный домашний холодильник с пластинчатыми аппаратами Канд. техн. наук Н. Я. ТРЕТЬЯКОВ, инж. С. И. СУРЕНКОВ—Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
Jfg 3 Абсорбционный домашний холодильник с пластинчатыми аппаратами 23 Рис. 1. Абсорбционный домашний холодильник АШ-100-61. различных вариантов пластинчатых аппаратов и машин *. В период 1958—1962 гг. сконструировано и изготовлено свыше 20 различных опытных моделей машин холодопроизводительностью от 10 до 35 ккал/час. Одна из них показана на рис. 3. Было изготовлено свыше 30 таких машин для охлаждения шкафов объемом 80 дм*. Эти машины находятся в эксплуатации уже более двух лет. Во всех вариантах машин аппараты и сосуды, за исключением горячего узла, выполнены из стальных пластин (толщиной 1 —1,2 мм), благодаря чему экономия бесшовных тонкостенных труб достигла 60—65°/о. Нижнее расположение абсорбера и горячего узла позволило облегчить пользование холодильником, так как дно холодильной камеры находится на расстоянии 300 мм от пола. Испытания холодильника с машиной ХАНИТ-20-96-59 и его длительная эксплуатация показали достаточную надежность в работе. 1 Н. П. Третьяков, Новые конструкции абсорбционных машин домашних холодильников, «Холодильная техника», 1960, № 1, Рис. 2. Абсорбционная холодильная машина ХАНИТ-25-107-61.
24 Абсорбционный домашний холодильник с пластинчатыми аппаратами № 3 Рис. 3. Абсорбционная холодильная машина ХАНИТ-20-96-59. Полугодовые испытания холодильника АШ-100-61 с машиной ХАНИТ-25-107-61 дали также положительные результаты (табл. 1). Таблица 1 1 Температура,°С в помещении ^пом 25,5 25,5 25,7 25,7 30,4 30,3 30,2 ! 35,8 35,8 внутри холодильника *вн -2,1 -1,8 0,7 5,1 1,6 2,7 6,3 5,4 7,5 о Рагнэсть температур М 27.6 27,3 25,0 20,6 28.8 27,6 23,9 30,4 28,3 Мощность нагрева н м 98 89 79 67 99 88 11 97 87 СУ g 84,3 76,5 67,9 57,6 85,1 75,7 66,2 83,4 74,8 Холодо- произво- ли г ель- нос ть Q0, ккал[час 22,08 21,85 20,0 16,48 23,4 22,08 19,21 24,3 22,6 Тепловой коэффициент 0,262 0,285 1 0,295 0,286 0,275 0,292" 0,290 0,291 0,302 1 В табл. 2 приведены показатели работы холодильников АШ-100-61 и «Север-3», а также показатели, принятые в типаже. Та блица 2 Наименование холодильников Холодильник по типажу .... „Север-3" . . . АШ-100-61 . . . Полезный объем, дм9 100 100 100 Удельная металлоемкость машины в кг на 1 /скал/час 0,775 0,576 Расход »нергии (квт-ч]сутки) при /вн s=40 и температуре в помещении 25° 1,90 2,04 1,63 30° 2,40 2,52 1,92 Из табл. 2 видно, что показатели работы холодильника АШ-100-61 не только лучше показателей работы холодильника «Север-3», но и значительно лучше (по расходу электроэнергии) указанных в типаже. Повышение экономичности холодильника объясняется достаточно развитыми поверхностями теплооб- менных аппаратов машины и хорошей изоляцией шкафа (малой теплопроходимостью kF). Рис. 4. Зависимость удельного расхода электроэнергии W от разности температур A t: 1 — «Ленинград-2», 2 — «Ленин- град-2Ма», 3 — «Север-3», 4 — АШ-100-61, 5 — «Саратов-2», 6 — «Ока*.
3 № Пластинчатые теплообменные аппараты в домашнем холодильнике «Украина-70» 25 На рис. 4 приведены удельные расходы электроэнергии не только для абсорбционных холодильников («Ленинград-2Ма» с пластмассовой холодильной камерой и др.), но и некоторых компрессионных холодильников. Листотрубные пластинчатые теплообменные аппараты получили широкое распространение в различных отраслях промышленности, в частности в холодильном машиностроении. Замена трубчатой конструкции пластинчатой дает возможность при сохранении теплотехнических качеств аппарата снизить трудоемкость его изготовления и применить более дешевую тонколистовую сталь вместо дорогостоящих и дефицитных труб. Первые пластинчатые испарители в компрессионных домашних холодильниках появились в нашей стране в 1937 г. Так, в холодильнике ХТЗ испаритель был изготовлен из листовой кремнистой бронзы. В послевоенные годы в компрессионных домашних холодильниках отечественных конструкций применялись сварные пластинчатые испарители из нержавеющей стали. Они изготавливались из двух наложенных друг на друга листов с помощью контактной сварки. Сейчас эти испарители заменяются более экономичными про- катно-сварными конструкциями из алюминия. Применение в холодильниках абсорбционного типа по предложению Н. П. Третьякова (Ленинградский технологический институт холодильной промышленности) пластинчатых теплообменных аппаратов1 было задержано из-за несовершенства технологии их изготовления. 1 Н. П. Третьяков, Новые конструкции абсорбционных машин домашних холодильников, «Холодильная техника», I960, № 1. Таким образом, холодильник АШ-100-61 отвечает современным требованиям, предъявляемым к абсорбционным холодильникам. Он может быть рекомендован для промышленного внедрения. :е Институтом электросварки им. Е. О. Патона :е АН УССР совместно с Васильковским заво- 1- дом холодильников проведена работа по ис- 1- пользованию в домашнем холодильнике «Ук- 1- раина-70» в качестве испарителя и абсорбера ъ- плоских пластинчатых змеевиков, при изготов- ъ лении которых применяются прогрессивные ю технологические процессы холодной штампов- и ки и контактной роликовой сварки. Аппараты представляют собой два наложен- с- ных друг на друга листа с выштампованными :ь в них зигзагообразными ручьями, которые об- се разуют канал заданного сечения (рис. 1). )й В показанной на рисунке конструкции рас- в стояние между смежными ходами канала неве- IX лико. Оно определяется в основном толщиной :ь сварочных роликовых электродов. Это позво- а- ляет соединять листы между ходами толь- 13 ко одним прямолинейным швом. Для сварки о- листов у закругления канала в ролико- а- вых электродах сварочной машины были сде- о- ланы специальные вырезы (рис. 2). Сварка ве- я. дется из закругления канала, н- Концы канала не выводятся на кромку теп- 5а лообменника, благодаря чему плоский змеевик о- сваривают по периметру непрерывным швом. JX Присоединительные патрубки приваривают к ю концам канала перпендикулярно к плоскости в- листов. Количество сварных швов и их протяженность в конструкциях подобного типа сокращаются до минимума. Замена в домашем холодильнике «Украи- ая на-70» трубчатых конструкции испарителя и абсорбера штампо-сварными позволяет сэко- Пластинчатые теплообменные аппараты в домашнем холодильнике «Украина-70» Инж. Г. А. БОЙКО, канд. техн. наук В. Н. ВЕРНАДСКИЙ—Институт электросварки им. Е. О. Патона АН УССР, инж. Н. Ф. ФИТКЕВИЧ—Васильковский завод холодильников
26 Пластинчатые теплообменные аппараты в домашнем холодильнике «Украина-70» № 3 ПоДД Рис. 1. Пластинчатый (листотрубный) теплооб- менный аппарат, Рис. 2. Схема контактной роликовой сварки пластинчатых аппаратов. номить на каждом аппарате около 55% труб. На изготовление трубчатого испарителя одного холодильника расходуется 3 м трубы диаметром 22 мм (толщина стенки 1,5 мм). Кроме того, трубчатый испаритель имеет пластинчатое оребрение. Тепловой контакт между трубой и оребрением обеспечивается оцинковкой. Пластинчатый шестиходовой испаритель изготовляется в виде плиты размером 250Х X 340 мм (длина канала 2500 мм, сечение 30X20 мм) из листовой стали Ст. 10 толщиной 1,2 мм. Плита располагается в холодильном шкафу горизонтально, на расстоянии 80 мм от его потолка. Это позволяет устанавливать ванночку для получения льда непосредственно на испарителе и полнее использовать полезный объем холодильника. В результате замены трубчатого испарителя лкстотрубным вес его снизился примерно на 20'э/о, а стоимость материалов — более чем в 2 раза. Уменьшение общей поверхности испарителя на 10Р/о не отразилось на работе холодильника. В отличие от трубчатого абсорбера, на изготовление которого расходуется 4,7 м трубы диаметром 19 мм (толщина стенки 1,5 мм), пластинчатый абсорбер состоит из четырех элементов, каждый из которых представляет собой плоский трехходовой змеевик размерами 120X340 мм (толщина стенки 1,2 мм). Каналы всех четырех элементов соединены последовательно и образуют один общий канал длиной 4000 мм и диаметром 19 мм, обеспечивающий сток холодильного агента в сторону наклона пластин. Поверхность теплообмена такого абсорбера почти на 40э/о1 больше, чем трубчатого. Стоимость материалов вдвое меньше. Трудоемкость изготовления пластинчатого и трубчатого испарителей примерно одинакова, а пластинчатого абсорбера несколько выше трубчатого. Это объясняется увеличением объема сварки, а также тем, что при сборке абсорбера она выполняется вручную. Механизация операций по сборке и сварке на специализированных сварочных машинах позволит значительно снизить трудоемкость изготовления аппаратов. Пластинчатые заготовки испарителя и абсорбера штамповали в штампах упрощенной конструкции. Матрица имела зигзагообразный канал прямоугольного сечения, а формирование канала заготовки обеспечивалось пуансоном специальной формы. Штамп упрощенной конструкции предназначался для изготовления опытных и опытно- промышленных партий листотрубных испарителя и абсорбера. При тщательном изготовлении штампа его можно рекомендовать и для массового производства. Благодаря тому, что пластинчатый аппарат состоит из двух штампованных половинок, можно тщательно очищать внутренние полости каналов и проводить сплошной контроль качества очистки. Это значительно повышает надежность работы холодильной машины. Указанный контроль нельзя выполнить при изготовлении трубчатых аппаратов.
№ 3 Пластинчатые тепло обменные аппараты в домашнем холодильнике «Украина-70» 27 Рис. 3. Сварочная машина для роликовой контактной сварки. Пластинчатые испаритель и абсорбер сваривали на серийных машинах МШП-100 и МШП-150 для роликовой контактной сварки (рис. 3). Режим сварки выбирался из условия получения прочно-плотных швов (скорость сварки 1,5 м/мин, время сварки 0,08 сек, пауза 0,04 сек, сварочный ток 17500—18000 а, давление между роликовыми электродами 450—500 кг), так как рабочее давление в испарителе и абсорбере составляет 16—18 ати, а пробное — 35—40 ати. Лабораторные и эксплуатационные испытания показали, что холодильные машины с пла- Рис. 4. Абсорбционная холодильная машина с пластинчатыми испарителем и абсорбером. стинчатыми аппаратами (рис. 4), как правило, обеспечивают в шкафу перепад температур на 1,5—2,0° больше (термометр устанавливали в средней части шкафа), чем машины с трубчатыми аппаратами. Кроме того, при наружных температурах 30—35° эти машины устойчиво сохраняют перепад температур в заданных пределах. У машин с трубчатыми аппаратами при таких температурах часто наблюдаются отклонения от нормальных рабочих параметров. Исследования по применению пластинчатых аппаратов в домашнем холодильнике «Украина-70» начаты сравнительно недавно. Однако результаты их подтверждают целесообразность перехода на изготовление холодильных машин с экономичными аппаратами из тонколистовой стали.
Скорость сублимации сухого льда Инж. Е. Л. ФЕДОТОВ—Ленинградский технологический институт холодильной промышленности В настоящее время нет достаточно надежного метода расчета тепло- и массообмена при сублимации сухого льда. Необходимость в таком методе вызывается требованиями рационального хранения и использования сухого льда в качестве охлаждающего средства. В установках безмашинного охлаждения, использующих сухой лед, возникает необходимость регулирования интенсивности процесса сублимации с целью рационального поддержания заданных температурных условий. Процесс начинается сразу же после извлечения блока из льдогенератора или из-под сухоледного пресса и продолжается в период его транспортировки и хранения. Сублимация происходит в результате разности парциальных давлений (концентраций) пара СОг у поверхности льда и в окружающей среде. Быстро протекающий процесс сублимации приводит к образованию над поверхностью твердой фазы пограничного слоя насыщенного пара СО2, парциальное давление которого соответствует температуре поверхности сублимирующегося льда. Процесс сублимации требует подвода тепла. В зависимости от условий тепло может поступать одновременно из окружающей среды и от сухого льда, что приводит к понижению температуры его поверхности и наличию значительного температурного градиента внутри льда. Температура сухого льда зависит от условий процесса и только в частном случае равна —78,9°, что при р = 1 ата соответствует концентрации в окружающей среде 100°/о СОг. При этом же давлении, но меньшей концентрации СО2 температура будет ниже. Например, при 20%-ной концентрации СОг в воздухе температура сухого льда будет равна примерно —95°, а при 10%-ной — около — 102°. При сублимации в воздух давление насыщенного пара СОг в пограничном слое не может превысить барометрическое давление, поэтому верхний предел температуры сублимации ограничивается температурой, соответствующей давлению насыщенного пара СОг, равному барометрическому. Так как концентрация СО2 в воздухе обычно мала, то температура сухого льда может быть значительно ниже —78,9°. По аналогии с процессами испарения жидкостей процесс массоотдачи при сублимации сухого льда можно представить уравнением: dG = $s{Pc0i—PCOa)*dF кг, A) где: dG — количество кг льда, сублимировавшегося за время т (час); $s — коэффициент сублимации, отнесенный к разности парциальных давлений, кг/м2час мм рт. ст.; Рсо3 — давление насыщенного пара СО2 над поверхностью льда, мм рт. ст.; ^со2 — парциальное давление пара ССЬ в окружающем воздухе, мм рт. ст.; dF — элементарная поверхность сублимации, м2. Практически воспользоваться этим уравнением не представляется возможным, так как в литературе нет данных о коэффициенте сублимации сухого льда. Количество подводимого тепла к поверхности сухого льда можно описать уравнением dQ = K-\-aR)(t-t^)dF + + А lw aw (d — d") dF+c — dG ккал\кас. B) Здесь: ак — коэффициент теплоотдачи конвекцией, ккал/ м2час град; ал — коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием, ккал/м2час град; t — температура окружающей среды, °С; ^с.л — температура поверхности сублимирующегося льда, °С; ^w — разность энтальпий влаги при ее конденсации и замерзании на поверхности, ккал1кг; ow — коэффициент испарения, отнесенный к разности влагосодер- жаний, кг/м2 час; d — влагосодержание окружающего воздуха, кг/кг; d" — влагосодержание насыщенного воздуха в пограничном слое над поверхностью сухого льда, кг/кг; с — теплоемкость сухого льда, ккал/кг град.
№3 Скорость сублимации сухого льда 29 Первый член в правой стороне равенства B) выражает количество тепла, подводимое конвекцией и лучеиспусканием, второй член учитывает тепло, подводимое при конденсации и замерзании влаги из воздуха, третий член — тепло, подводимое к поверхности сухого льда 'за счет его переохлаждения. Подведенное тепло расходуется на фазов<эе превращение сухого льда и нагрев образующегося пара СОг до температуры окружающей среды. Расход тепла можно выразить следующим образом dQ = I [r -f cp(t — tc.n)]dF ккал/час. C) Здесь: / — интенсивность процесса сублимации, кг/м2час; г — скрытая теплота^ сублимации* соответствующая температуре поверхности льда, ккал/кг; ср — теплоемкость пара СОг, ккал/кг град. Интенсивность процесса сублимации при определенных температуре и влажности воздуха определялась опытным путем. Опыты проводились в изолированной негерметичной камере размером 1 X 1 м, в которой с помощью электрогрелки поддерживалась постоянная температура. Как показали опыты, скорость сублимации зависит как от свойств окружающей среды и характера ее движения, так и от ориентации ограничивающих поверхностей сухого льда. В опытах использовался сухой лед, получаемый в льдогенераторах при 7—8 ата и имеющий объемный вес 1,25—1,35 кг/дм3. Для получения навесок в виде шара при- Рис. 1. Выемка и раскрытие пресс-формы {а} и н, меняли специальные медные или латунные тонкостенные полые сферические разъемные пресс-формы. Собранные пресс-формы помещали в центре внутренней полости льдогенератора. При включении льдогенератора в работу они через небольшие отверстия заполнялись жидким СОг. После обычного процесса формирования блока сухого льда пресс-форма, равномерно заполненная сухим льдом, оказывалась вмороженной в центр блока. Блок, вынутый из льдогенератора, транспортировали к месту проведения опыта и раскалывали, пресс-форму быстро раскрывали и из нее извлекали навеску сухого льда, представляющую собой правильный шар (рис. 1). Таким способом могла быть получена навеска сухого льда любой геометрической формы. Одновременно в блок можно было вморозить несколько пресс-форм. Навески в виде шара имели начальный диаметр 170, 145, 100 и 60 мм и вес, соответственно, 3350, 2080, 680 и 145 г. Форма шара и размеры были приняты из условия приближения к автомодельности процесса. Так как при сублимации форма шара нарушалась (к концу опыта шар превращался в эллипсоид с большей вертикальной осью), то во внимание принимались лишь показания за период опыта, соответствующий условиям геометрического подобия и установившегося режима. В качестве поверхности сублимации условно принимались геометрическая поверхность шара, хотя в действительности сублима- сухого льда, извлеченная из пресс-формы (б).
30 Замораживание плодов и овощей с предварительным подсушиванием № з 9 ¦%7 см 5 10 20 ,30 i,X Рис. 2. Зависимость интенсивности сублимации сухого льда о г температуры окружающего воздуха. ция происходит не только с поверхности, но и в небольшой по глубине зоне сухого льда. Навеска во время опыта подвешивалась в центре камеры на тонкой нити, которая закреплялась на одном плече коромысла весов, установленных на камере. Нить вмораживалась в шар при льдообразовании вместе с термопарами, с помощью которых можно было во время опыта измерять температуру в центре и у поверхности шара. Первая серия опытов проводилась в интервале температур воздуха в камере 0—40° и при относительной влажности 40—65%. Концентрация СО2 в камере в расчетный период Замораживание плодов и овощей с предварительным подсушиванием — один из прогрессивных новых способов консервирования, нашедший в последние годы применение за рубежом. Сущность этого способа заключается в подсушивании технологически подготовленного сырья (с удалением примерно половины соне превышала 20%. Температура сублимации в среднем была равна —90°. Среднее значение интенсивности процесса сублимации с поверхности находили по формуле / = — кг м? /час, D) F d т где F — усредненная поверхность, м2. Величина определялась непосредственно из опыта. Согласно полученным экспериментальным данным, зависимость интенсивности процесса сублимации от температуры окружающего воздуха в пределах 15 — 40° при указанных выше условиях имеет линейный характер (рис. 2) и может быть описана уравнением /=* 4,5 + 0,095 ? кф^час. E) Влияние конденсации влаги на скорость сублимации оказалось меньшим, чем ожидалось. Выпадение инея и увеличение в связи с этим поверхности привело к интенсификации теплообмена. Однако значительная часть влаги вымерзала, не доходя до поверхности сухого льда, а образующийся слой рыхлого инея являлся как бы теплоизоляцией и сублимация под ним протекала менее интенсивно. держащейся в нем влаги и уменьшением веса и объема на 50%) в последующем замораживании его в скороморозильном аппарате. Так как процесс подсушивания протекает быстро, изменений в качестве продуктов, ха- характерных для обычного процесса сушки,, не происходит. Достоинством данного способа заморажи- Замораживание плодов и овощей с предварительным подсушиванием Канд. техн. наук В. И. ШЕЛАПУТИН, анж. 3. А. ДЕРБЕДЕНЕВА—Всесоюзный научно- исследовательский институт холодильной промышленности, канд. хим. наук А. С. ШЕЛАМОВА, анж, Н. А. НА УМОВ А — Центральный научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности
to з Замораживание плодов и овощей с предварительным подсушиванием 31 вания является сокращение производственных затрат на упаковочные материалы и тару, транспортировку и хранение готовой продукции. Проведенные в 1960—1961 гг. во ВНИХИ и ЦНИИКОП экспериментальные работы по замораживанию описываемым способом плодов (абрикосов, слив и яблок), зеленого горошка, овощей (капусты, моркови, свеклы) и картофеля подтвердили эффективность применения этого способа консервирования. Вначале в лабораторных условиях были проведены работы по подбору ассортимента плодов и овощей, наиболее пригодного для технологической обработки и замораживания, разработаны режимы подготовки сырья к подсушиванию, а также режимы подсушивания, замораживания и хранения. Было установлено влияние методов технологической обработки сырья на качество готового продукта и устойчивость его при хранении. В 1961 —1962 гг. новый способ замораживания был проверен в производственных условиях на Поречском консервном заводе Верхневолжского совнархоза и на Сочинском консервном комбинате Северо-Кавказского совнархоза. После предварительной технологической обработки, принятой в консервной промышленности, плоды и овощи подсушивали на сушилках ПКС-20. Режимы подсушивания (нагрузки на 1 м2 сушильной поверхности, температура и время) устанавливали экспериментально. В большинстве случаев они совпадали с режимами, применяемыми при сушке плодов и овощей до стандартной влажности. Продолжительность подсушивания плодов колебалась от двух часов для яблок до 7 часов для слив сорта Венгерка итальянская, овощей — от 25 минут для капусты белокочанной до 50 минут для зеленого горошка. Вес9% 100 к 50,1 1 1 Объем.% 100 50,2 1 Свежие Подсушенные СЙелсие Подсушенные Рис. 1. Изменение веса и объема сливы при подсушивании. Рис. 2. Слива, подсушенная и замороженная в виде блоков. Температура воздуха на первой и второй лентах сушилки поддерживалась в пределах 85—65°. Процесс подсушивания может быть интенсифицирован путем оснащения сушилок при- точно-вытяжной вентиляцией. Вес и объем сырья при подсушивании уменьшались на 45 — 50% от исходного, а влажность — на 17—25% (рис. 1). Подсушенные продукты упаковывали в картонные парафинированные коробки различной емкости @,25—1,0 кг) и в алюминиевые формы размером 360X170X60 мм (рис. 2), выложенные целлофаном, и замораживали в плиточных скороморозильных аппаратах при температуре —35-^—40°. Замороженные продукты упаковывали в контейнеры из гофрированного картона и хранили в холодильных камерах при температуре —18° в течение 6 месяцев. Продолжительность замораживания предварительно подсушенных продуктов, благодаря их пониженной влажности, на 1—1,5 часа (в зависимости от вида сырья) меньше, чем свежих (рис. 3). Качество плодов и овощей, замораживаемых с предварительным подсушиванием, определяли в процессе технологической обработки, а также после замораживания и хранения по физико-химическим (изменение веса и объема, содержание сухих веществ, витамина С, каротина, коэффициент набухаемости и время разваривания) и органолептическим показателям. Установлено, что за период подсушивания количество сухих веществ увеличивается в 2—2,5 раза, а содержание влаги соответственно уменьшается. Снижается содержание витамина С. Это происходит в основном при бланшировании и дальнейшем подсушивании. Замораживание не оказывает отрицательного влияния на содержание витамина С.
32 Замораживание плодов и овощей с предварительным подсушиванием No 3 СлиВа сбежря Слива подсушенная воздух 60 120 180 24? тн Рис. 3. Зависимость продолжительности замораживания от вида сырья. Замороженные с подсушиванием плоды после дефростации подвергались дегустации как в свежем виде (кулинарно необработанные яблоки, сливы, абрикосы), так и в виде готовых блюд (компоты, начинка для пирогов и др.). Из замороженных с подсушиванием овощей приготавливали первые блюда (суп, щи, борщ), вторые блюда (рагу), салаты и гарниры из овощей к мясным и рыбным блюдам. Дегустация показала, что замороженные с предварительным подсушиванием продукты имеют высокие вкусовые качества, а блюда и изделия из них не отличаются от приготовленных из свежих плодов и овощей. По сравнению со свежезамороженными, у замороженных с подсушиванием продуктов сок при дефростации не отделяется и она протекает в более короткие сроки. При хранении замороженных с подсушиванием плодов и овощей биохимические процессы в них протекают более замедленно. Через 3 месяца существенных изменений качества не наблюдается. Лишь после 6 месяцев хранения при температуре —18° происходит незначительная инверсия сахарозы, но общее содержание сахара остается без изменения. Содержание витамина С. в яблоках уменьшается на 25,08%, а каротина в моркови с 58,14 до 51,05 мг%. Показатели набухаемости и развариваемое™, независимо от продолжительности хранения, остаются почти постоянными. Расчет эффективности замораживания овощей с подсушиванием, проведенный Поречским консервным заводом при изготовлении производственных партий, показал, что затраты на упаковочные материалы и тару сокращаются вдвое, а также снижаются цеховые и общезаводские расходы. Снижение стоимости 1 г замороженных с подсушиванием зеленого горошка составляет 32,49 руб., а овощей (капусты, моркови, свеклы) и картофеля с последующим изготовлением из них овощных смесей (борщ, суп, щи) — 35,9 руб. Замороженные с предварительным подсушиванием плоды и овощи найдут применение в предприятиях общественного питания для изготовления различных блюд и изделий, а также в кондитерской, хлебопекарной и консервной промышленности. Уменьшение веса и объема продуктов в результате подсушивания позволяет уменьшить период замораживания, а также сократить потребную емкость для холодильного хранения и транспортные расходы.
Замораживание продуктов йа Ме!алЛиЧеекбм Mtte Инж. В. А, ТЕЙДЕР-— Ленинградский технологический институт холодильной промышленности По условиям теплопередачи замораживание продуктов на металлическом листе равноценно замораживанию на оребренной пластине, но при несколько измененном расположении ребер (рис. 1). Целесообразность замооаживания мелких штучных продуктов в контакте с развитой металлической поверхностью (оребренной пластиной) была выявлена ранее [1]. Получаемое при этом [2] существенное сокращение продолжительности процесса является следствием увеличенного теплоотвода от контактной поверхности. Поскольку условия теплообмена на отдельных участках поверхности продукта различны, то в этом случае существующими формулами для определения продолжительности замораживания [3, 4] допустимо пользоваться, только применяя понятие об эквивалентной толщине продукта [1]. При исследовании замораживания продуктов на металлическом листе требуется разрешить следующие вопросы: . — каков приведенный коэффициент теплоотдачи в месте контакта продукта с листом; — как рационально размещать продукты на листе; — каковы оптимальные размеры продуктов, подлежащих замораживанию на листе. Для упрощения задачи по определению приведенного коэффициента теплоотдачи (а на основе его—эквивалентной толщины и продолжительности замораживания продукта) принимаем, что: — температура листа под продуктом равна криоскопическои температуре продукта; — температуры охлаждающей среды и листа под продуктом не меняются в течение всего процесса; — коэффициент теплоотдачи постоянен по поверхности листа; — продукт имеет хороший контакт с листом и тепло, передаваемое по ребру, равномерно отводится со всей контактной поверхности продукта. Рассмотрим простейший случай, когда на металлическом листе замораживаются прямоугольные брусья неограниченной длины, имеющие высоту 6, ширину 21, с расстояниями между осями 2В (рис. 2). Рис. 2. Схема к расчету замораживания продуктов, имеющих форму прямоугольных брусьев, на металлическом листе. Рис. 1. Расположение ребер при замораживании продукта на оребренной пластине (а) и металлическом листе (б). Считаем, что с обеих сторон листа условия теплообмена одинаковы «1 — а2 — а. Количество тепла, отдаваемого окружающему воздуху с элементарного участка листа длиной dx и шириной L, равно dQ^Q'-Qr/ = dQx + dQ2. A) На основании закона Фурье можно написать
ы Замораживание продуктов на металлическом листе № з Q' = -XAZ db dx B) где: Хл — теплопроводность материала листа, ккал/м час град; 5Л — толщина листа, м; ,= t — tQ — разность температур листа и воздуха, °С; х — длина пути теплового потока по листу, м; L — ширина листа перпендикулярно направлению теплового потока, м. По тем же соображениям dx \ ax тогда dQ = Q'-Q" = KKL dx* dx. Ba) C) С другой стороны, это тепло отдается окружающему воздуху и может быть найдено по закону Ньютона dQz=zdQ1 + dQ2 = 2a(t — tB\L dx. D) Приравнивая правые части выражений для dQ, получим Хл ол dx = 2 a ft dx dx2 E) его к продукту равна криоскопической температуре продукта, т. е. при х=1 имеем t = tKp и vo — ^кр lb » — температура понижается до середины расстояния между порциями продукта, после чего начинает повышаться (см. рис. 2). Следовательно, условие симметрии явится вторым граничным условием, на основании которого можно записать при х=В ¦^- = 0. dx Подстановка граничных условий дает Ъ0 = Сгет1-\-С2е-т1 (8) 0 = тС1етВ—тС2 е~тВ. О) Решая совместно эти уравнения, находим значения постоянных интегрирования о —тВ Ci=ft,?°!/ra .' (Ю) 2chm(? —/) Г — ^е' ^ as тВ 2chm(B — l) A1) После подстановки найденных значений постоянных интегрирования в уравнение G) получим Ь = ЬГ р-тВ ртх , тВ е~тх 2chm(B — l) chm(B-^)>A 0 chm(?—/) ; и далее gap dx* 2а После введения обозначения т уравнение примет вид м dx* т*Ъ. F) Fа) d% dx Q sh m (В - x) — — m ftn ', ch m (B - I) dx = клЬл1,тъ0 -; ккалчас. chm(B — /) A3) Общим интегралом этого линейного дифференциального уравнения второго порядка является Через основание ребра проходит все тепло, отводимое ребром, т. е. при x = l Q = Qo, тогда Qo = KKL mb0thm(B — I) ккалчас. A4) Учитывая принятое ранее допущение, что тепло равномерно отводится со всей поверхности контакта, можно написать выражение для приведенного коэффициента теплоотдачи *Сгет* + С2е- (?) Постоянные интегрирования Ci и С» находятся из граничных условий: — температура ребра в месте примыкания апР = а.+ 1лЪл1т $0 th m (В — /) и&п а + 1ЛЬЛ т thm(B-l) I ккал/м* час град. A5)
№ 3 Замораживание продуктов на Металлическом Ай6?ё §5 Зная приведенный коэффициент теплоотдачи, можно определить эквивалентную толщину продукта Ьэкв (рис. 3) из системы уравнений [1] ¦ + -1П Л = — > \1б) ^2+^ = 8, A7) 8,« = 2^. A8) Рис. 3. Определение эквивалентной толщины продукта в виде прямоугольного бруса, замораживаемого на металлическом листе. При определении продолжительности замораживания эквивалентная толщина продукта подставляется в известную формулу Р. Планка'[4] х = -1^*1- Ккв (R ^ + Р —). A9) *кр — ^в \ Ам а I Коэффициенты R и Р находят по условным соотношениям . Гь1. pycll=-^-. Русла = ^Л- B0) "ЭКВ °ЭКВ Очень важным является вопрос рационального размещения продукта на листе. Теоретически наилучшим будет такое размещение, которое обеспечит наибольший отвод тепла от продукта, т. е. наименьшую продолжительность замораживания при минимальной затрате металла. Эта задача решена ранее [5]; указанное условие соблюдается, если полурасстояние между продуктами будет найдено из уравнения B-lL = 1,419 |/^-, B1) Поясним сказанное примером. При коэффициенте теплоотдачи а = = 20 ккал/м2 час град и tB =—30° для листа из углеродистой стали (Хл =42 ккал/м час град) толщиной 8Л =0,0005 м оптимальным будет ребро длиной В—/=0,0325 м. Количество тепла, отводимое погонным метром такого ребра, Q = 23 ккал/час. При Ьл =0,001 м получаем В—/=0,044 м и Q = 33 ккал/час. При тех же условиях для листа из нержавеющей стали марки IXI8H9T при Ьл =0,0005 м В—/=0,017 м и Q = 12 ккал/час, при Вл = = 0,001 м В—/=0,024 м и Q=18 ккал/час. Сравнивая полученные результаты, можно заметить, что с увеличением толщины листа расход металла возрастает примерно вдвое быстрее, чем количество тепла, отдаваемое ребром. Рассмотрим вопрос об оптимальной ширине продукта 21. Из принятых ранее упрощающих предпосылок следует, что, чем меньше ширина продукта, тем больше эффективность влияния оребрения. Практически ширину следует принимать такой, чтобы обеспечить значение приведенного коэффициента теплоотдачи в пределах апр= 50 -- 100 ккал/м2 час град [3]. Для рассмотренных выше примеров, чтобы получить величину оспр = 50 ккал/м2 час град, ширина продукта 21, замораживаемого на листе должна быть не больше: Ъл, м 2 1, м Лист из углеродистой стали 0,0005 0,053 0,001 0,065 Лист из нержавеющей стали 0,0005 0,029 0,001 0,041 При размещении продуктов на листе через интервалы, обеспечивающие наименьшую продолжительность замораживания, не достигается, однако, максимальная производительность аппарата. Максимальная теоретическая производительность получается при интервалах в 5—6 мм; она примерно на 30—40°/"о выше, чем при интервалах, обеспечивающих наименьшую продолжительность замораживания (рис. 4). Практически наибольшая возможная удельная производительность будет достигнута тогда, когда расстояние между порциями продукта будет минимальным, но не менее двух толщин ламинарного слоя, образующегося у поверхности продукта при обдувании его воздухом. Если требуется получить минимальную про-
36 Механизация грузовых работ с яйцом, упакованным в ЯЩйЧную taptj JN*9 3 I1 I V I |' 0щп 402 w7!Ft)* Рис. 4. Изменение относительной производительности с квадратного метра металлического листа при замораживании на нем продуктов с различными полурасстояниями между порциями B1 = = 0,053 м, Ьл == 0,0005 мя <* = 20 ккал/м2часград, А л = 42 ккал/мчасград). должительность при замораживании пельменей, то расстояния между ручьями должны быть оптимальными (находят по уравнению 21). Результаты опытов по замораживанию пельменей на металлическом листе подтвердили расчетные зависимости: достигнуто На Московском холодильнике № 12 механизированы трудоемкие грузовые работы, связанные с укладкой и транспортировкой продуктов в таре. В соответствии со схемой механизации, принятой на опытно-показательном холодильнике в" г. Жуковском и Московском холодильнике № 13, грузы предварительно пакетируют на поддонах. Пакеты формируют одновременно с выгрузкой железнодорожных вагонов (параллельно в вагоне ведется сортировка поступающих грузов по трафарету). Это позволяет механизм- хорошее совпадение экспериментальных и расчетных данных. В зависимости от требований производства, путем изменения расположения продукта на листе, можно создать условия для получения либо максимальной производительности, либо минимальной продолжительности замораживания. Приведенные рекомендации могут оказаться полезными при выборе исходных данных для проектирования замораживающих устройств с использованием металлического листа. ЛИТЕРАТУРА 1. В. А. Тейдер, Продолжительность замораживания продукта, лежащего на оребренной поверхности, «Холодильная техника», 1962, № 6. 2. В. А. Тейдер, Замораживание пельменей на металлической ленте, «Мясная индустрия СССР», 1961, № 1. 3. Г. Б. Ч и ж о в, Вопросы теории замораживания пищевых продуктов, Пищепромиздат, 1956. 4. R. Plank, Beihefte.zur Zeitschrift fur die gesamte Kalte—Industrie, Reihe 3, Heft 10, VDI—Verlag, Berlin, 1941. 5. Э. Р. Э к к е р т, Введение в теорию тепло- и массо- обмена, Госэнергоиздат, 1957. ровать все внутрискладские работы: транспортировку грузов внутри здания холодильника, загрузку и разгрузку машин и лифтов, подачу грузов на автомобильную платформу, штабелирование их в камерах и др. \ Хронометражные измерения показали, что j затраты времени на выгрузку одного вагона с i укладкой груза на поддоны по сравнению с укладкой на ручные тележки примерно одинаковы. Дополнительное время, необходимое ) для сортировки груза по трафарету (на два, • три сорта), не превышает 10—15 минут на ва- - гон. Механизация грузовых работ с яйцом, упакованным в ящичную тару Инж. Е. А. КЛОЧКОВА — Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности, инж.\ Г. И. ЛИФШИЩ — Московский холодильник № 12
JSfo 3 Механизация грузовых работ с яйцом, упакованным в ящичную тару 37 Рис. 1. Сформированный в междверном пространстве вагона пакет вывозится погрузчиком 4004. Весь цикл работы с пакетированными грузами внутри распределительного холодильника можно проследить на примере укладки и транспортировки яйца. При выгрузке из вагонов яйца в стандартной деревянной таре (ящики № 2 и 2а, ГОСТ 8416—57) пакеты формируют из 8 или 10 ящиков, которые укладывают на поддон в две стопки, соответственно, по четыре или пять ящиков в высоту. Пакеты формируют непосредственно в междверном пространстве вагона. Поддон устанавливается таким образом, чтобы электропогрузчик 4004 мог взять его на вилки, не въезжая в вагон, а лишь вводя в него грузоподъемную раму с вилками (рис. 1). Изотермический вагон выгружают четыре — пять грузчиков, неохлаждаемый — три—четыре. Один из грузчиков является одновременно водителем погрузчика, вывозящего сформированные пакеты из вагона. Сформированные пакеты не имеют естественной «связки» и крепятся специальными рейками сечением 15X45 мм, длиной ИЗО— 1150 мм. Способ прокладки реек зависит от срока хранения яйца и высоты пакета (рис. 2). Сортировку целесообразно производить в вагоне, поскольку это позволяет отобрать яйцо первой категории, которое, как правило, подлежит продолжительному хранению на холодильнике. Остальное яйцо сортируют в процессе внутрискладской переработки или при выдаче. Рейки в пакетах при укладке яйца первой категории устанавливают по схеме, приведенной на рис. 2,в. Ранее на холодильнике была принята система транспортировки, при которой пакетированные грузы перевозили на электротележках ЭК-2 грузоподъемностью 2 т. На железнодорожной платформе пакеты устанавливали на тележки с помощью погрузчика 4004, а затем их вместе с тележками транспортировали лифтом. В камере пакеты разгружали погрузчиком. Эта система имеет свои преимущества, поскольку транспортировка грузов на сравнительно большие расстояния (свыше 40 м) экономически более целесообразна на тележках ЭК-2, чем на дорогостоящих универсальных машинах-погрузчиках 4004. Время простоя лифтов под погрузочно-разгрузочными операциями сокращается при этом до 17 секунд. Ww j& ж-сВйда ТВ ^Й j JWirfrtt 9*л*1ФЛ ¦lllll ¦¦¦!—«1 Рис. 2. Способ прокладки реек в пакетах, сформированных из ящиков с яйцом: и — пакеты из 10 ящиков, б — пакеты из 8 ящиков, в— оба типа пакетов при укладке яйца первой категории,
38 Механизация грузовых работ с яйцом, упакованным в ящичную тару № 3 Однако надо иметь в виду, что в лифт можно установить только одну тележку ЭК-2 с двумя пакетами по 8 ящиков в каждом. Установка двух тележек ограничивается грузоподъемностью лифта. Высота лифтов не позволяет перевозить на тележках ЭК-2 пакеты из 10 ящиков, следовательно, в камере необходимо заканчивать формирование пакетов вручную. Кроме того, вес такой тележки составляет около 64'7о от веса одновременно перевозимого груза. Все это ставит под сомнение целесообразность такого метода транспортировки. При загрузке лифтов погрузчиками 4004 в них устанавливается по четыре пакета из 10 ящиков каждый. Однако время простоя лифта при этом значительно возрастает. Для определения наиболее быстрого способа перевозки пакетов на лифтах провели хро- нометражные измерения. Были проанализированы затраты времени на загрузку лифта.с помощью тележки ЭК-2 (по 800 кг полезного груза), а также двух и трех погрузчиков 4004 (по 2000 кг полезного груза). Результаты измерений внесены в таблицу. Минимальная удельная затрата времени на 1 т перевозимого груза наблюдается в том случае, когда лифт загружается с помощью трех погрузчиков 4004. Почти такое же время требуется в случае применения тележек ЭК-2. При загрузке и разгрузке лифта двумя погрузчиками необходимое время на транспортировку 1 т груза увеличивается примерно на 15P/J. В камере пакетированные грузы укладываются в штабель с помощью электропогрузчиков 4004А с высокой грузоподъемной рамой (рис. 3). Перед началом загрузки камеру размечают с целью определения наиболее рационального способа размещения в ней пакетов. Вариант типовой схемы представлен на рис. 4. Укладка ведется в два пакета по высоте. Согласно проведенным на ряде холодильников измерениям, средний размер пакета для разметки принят 1220X960 мм. У колонн и строительных выступов камер, где нельзя разместить целый пакет или не обеспечивается фронт работы погрузчику, груз укладывают вручную. В среднем на камеру ручная укладка составляет 7—8%. Проведенные опытные работы по штабелированию пакетированного яйца показали, что при аккуратной укладке пакетов с помощью погрузчика внутренние потери площади не превышают потерь при укладке пакетов вручную. , Среднее время, затрачиваемое на операции, сек Простой лифта под за- Движение лифта (с открыванием и закрыва- Простой лифта под Возврат лифта в исходное положение . . . Итого, на цикл работы, сек . . . Время, необходимое для ' перевозки 1 m полезного груза, час Электротележка ЭК-2 17 46 15 40 118 0,041 Два погрузчика 4004 ПО 46 138 40 334 0,046 Три погрузчика 4004 92 46 104 1 40 282 0,040 Загрузка 1 ж3 грузового объема камеры с учетом веса и объема поддонов составляет 0,309 т/ж3, без учета потерь от поддонов — 0,331 т/м\ Для сравнения с существующей нормой загрузки более правильно брать вторую цифру, так как на увеличение объема штабеля влияет только высота поддонов. В случае укладки яйца высота штабеля ограничивается, как правило, не высотой камеры, а прочностью Рис. 3. Штабелирование яйца в камере погрузчиком 4004А.
№ 3 Механизация грузовых работ с яйцом, упакованным в ящичную тару 39 ; <*> «\| J щ ^1220> эоо^ у Г щ i±5>L i *# ^ ь Ш 'J | 11111 ii III I Ш Ш I I № *'| Н"Т IX 1 ! 1 1$ &  | к к к к к к к К N К К К К К в! i п ftp 11 i ш ш N N 1 N 1 S 1 ш § Щ ф , "J v ~Ш| II ИФ m 111 i № —l_i— ff.U.i.1^ 11II111 f П 1 чвочо _ l W J swif ZZ" _ 43$ *2Э0 Р3400 ^t jjLjfo Рис. 4. Типовая схема размещения пакетированного яйца в камере Московского холодильника №. 12 (заштрихованы места ручной укладки). тары, допускающей укладку не более 10 ящиков по высоте. Пакеты из картонных коробов с яйцом, размером 654X333X350, формируют по схеме, показанной на рис. 5. Пакет имеет хорошую естественную «связку», поскольку стыки между ящиками каждого нижележащего ряда перекрываются ящиками верхнего ряда. Дополнительные крепления в этом случае не требуются. Каждый пакет состоит из 16 коробов, уложенных в четыре ряда по высоте. Общая высота пакета вместе с поддоном около 1550 мм. Вес пакета 370 кг. В камере устанавливаются по высоте два пакета. Проведенные хронометражные измерения показали, что на весь цикл грузовых работ «вагон—склад» при использовании средств механизации средние затраты времени на 1 т груза составляют 0,5 чел.-час. (выгрузка из изотермического вагона с одновременной сортировкой и пакетированием — 0,384, транспортировка на лифте с загрузкой и выгрузкой — 0,041—0,046, транспортировка в камеру — 0,01, штабелирование в камере с укладкой груза на высоту до 3 ж — 0,06 чел.-час). До внедрения механизации яйцо выгружали и транспортировали с помощью ручных теле- Рис. 5. Грузовой пакет из картонных коробов с яйцом: а — общий вид, б—вид сверху. жек, а штабелировали — вручную. Для такого способа проведения работ «Единые нормы выработки и времени на вагонные, автотранспортные и складские погрузочно-разгрузочные работы» предусматривают на цикл работы «вагон — склад» 0,805 — 0,853 нормо-час/т (в зависимости от того, из какого вагона выгружают — из неохлаждаемого или изотермического). Указанная норма взята как сумма норм времени на выгрузку, транспортировку на лифте (с помощью средств малой механизации) и ручную укладку в штабель на высоту более 2 м. Таким образом, внедрение механизации позволило увеличить производительность труда при проведении грузовых работ с яйцом примерно на 40%:.
О качестве торгового холодильного оборудования Е. И. АНДРАЧНИКОВ, Л. Г, КАПЛАН— Московский ремонтно-монтажный комбинат Важнейшей характеристикой торгового холодильного оборудования является его надежность. Однако в настоящее время качество холодильных машин, обслуживающих это оборудование, не всегда удовлетворительно. Этот вопрос, своевременно поднятый директором Московского ремонтно-монтажного комбината Е. И. Андрачниковым и инженером Л. Г. Капла- ном, освещен в публикуемой ниже статье. Отечественная промышленность выпускает около 30 моделей охлаждаемых витрин, прилавков, шкафов, прилавков-витрин и сборных камер. Это оборудование обслуживается холодильными фреоновыми агрегатами ФАК-0,7, ФАК-1,1, ФАК-1,5, ИФ-50( поршневые открытые), БРРКФ-0,9, МРФ-0,7, МРФ-1,1 (ротационные) и ФГК-0,45, ФГК-0,7 (поршневые герметичные). Холодильные фреоновые агрегаты типа ИФ-49, ИФ-56 и АКФВ-4 (поршневые открытые) применяют для охлаждения небольших стационарных продуктовых камер. По данным Московского ремонтно-монтажного комбината, в 1962 г. наибольшее количество ' дефектов обнаружено в агрегатах АКФВ-4 Мелитопольского и Одесского заводов холодильного машиностроения, Павлодарского машиностроительного завода и в агрегатах МРФ-0,7 и МРФ-1,1 рижского завода «Компрессор». Лучше других оказались агрегаты с открытыми компрессорами московского завода «Искра». Герметичные агрегаты ФГК-0,45 и ФГК-0,7 Харьковского завода торгового машиностроения, которые должны быть особенно надежными, в действительности еще имеют дефекты. Доля отдельных видов неисправностей холодильных агрегатов от общего числа дефектов (в °/о) указана в таблице. В агрегатах АКФВ-4 часто встречается грязь, которая забивает фильтры, и влага, замерзающая в клапане ТРВ. Грубо обработаны конусы штуцеров, соединительных ниппелей и тройников (имеются кольцевые риски, заусенцы); оцинкованные штуцеры и накидные гайки покрыты большим гальваническим слоем. Это затрудняет уплотнение соединений аппаратов и трубопроводов, Нагнетательные клапаны компрессоров и мембранные запорные вентили зачастую не обеспечивают достаточной плотности, а мембранное уплотнение штока вентилей ненадежно. За последнее время ухудшилось качество холодильных агрегатов ФАК-0,7, ФАК-1,1 и ФАК-1,5 Харьковского завода торгового машиностроения. В них встречается грязь и влага, часты случаи течи сальникового уплотнения вала, особенно внутреннего. В сварных швах трубок и калачей испарителя появляются неплотности, через которые присходит утечка фреона. В конструкции герметичных холодильных агрегатов еще не решен ряд важных вопросов. Значительное количество разъемных соединений, установка электродвигателя вентилятора на подшипниках качения, требующих систематической смазки, а также применение некачественных приборов автоматики, которые часто выходят из строя, уменьшают надежность этих агрегатов. Отмечены случаи сгорания электродвигателя компрессора, нарушения нормальной работы клапанов. При этом следует учесть, что устранение дефектов герметичных агрегатов сложно и требует значительных затрат труда. Основным поставщиком охлаждаемого оборудования является Марийский завод торгового машиностроения. Значительная часть этого оборудования поставляется со встроенными холодильными агрегатами ФГК-0,7 и ФГК-0,45 Харьковского завода торгового машиностроения. При встраивании холодильных агрегатов Марийский завод допускает нарушения технологического режима, в связи с
№ 3 О качестве торгового холодильного оборудования 41 Характер дефекта Течь фреона в сальниковом уплотнении Течь в сварных Влага в системе • • • Грязь в системе . . . Сгорание электродвигателя компрессора Заклинивание ком- ОтсутстЕие компрес- Сгорание электродвигателя вентилятора Неисправность приборов автоматики ТМ-2Ф, ТРВ-2М, РД-1, АРТ-2, АП-50 Поставка агрегата без 1 фреона . Итого... Харьковский завод торгового машиностроения < е 15 3 42 8 2 28 1 2 1100 ФАК-1,1 24 8 42 24 2 100 < е 11 83 G КО г- ^ о о ее 6,5 15,5 21 j 10,5 14 24 8,5 100 Ярослаеский :аЕод холодильных машин 6 10 47 2 0 33 2 100 Рижский завод .Компрессор" °1 е 7 10 40 3 40 1С0 15 1 17,5 9 4 5,5 1,5 17,5 1 19 8 3 100 Московский завод „Искра" о ю е s 50 5 45 Гоо" OS ё s 13 17 37 13 5 2 11 2 100 «о in е s | 16,5 67 16,5 100 1 Одесский завод холодильного машиностроения 5 5 27 44 19 100 Мелитопольский савод игл. iiU-лет ВЛКСМ 4 9 32 34 21 100 Павлодарский машиностроительный гавод 10 15 39 26 10 100 Процент дефектов в среднем по ьсем типам машин 9 8 34 6 7 2 3 3,5 24 1 3,5 100 чем при пуске оборудования в системе обнаруживается влага. Поэтому за недостатки этих агрегатов, в первую очередь — за попадание влаги в систему, наряду с Харьковским заводом, отвечает Марийский завод. Поскольку Марийский завод торгового машиностроения до последнего времени не производил заводских испытаний оборудования со встроенными холодильными агрегатами при достижении заданного температурного режима, оно до сих пор поступает к потребителю с неотрегулированными, а зачастую, и с неисправными приборами автоматики. В герметичных агрегатах, встроенных в шкафы Т-60, прилавки П-ЮВ и прилавки-витрины ПВ-11В, применяются электрические провода разной длины, не собранные в жгут, не закрепленные, не защищенные резиновой или металлической оболочкой. При монтаже часто обнаруживается течь фреона в сварных швах теплообменников прилавков П-10 и П-ЮВ, прилавков-витрин ПВ-11, ПВ-11В, ПВ-6, ПВ-8 и ПВ-9, а также в швах листотрубных испарителей витрин В-8 и В-9. Ручки дверей торгового оборудования, например в шкафах Т-60, работают ненадежно и часто выходят из строя. В низкотемпературных прилавках П-ЗМ и оконных витринах ВД-4 трудно подтянуть соединения трубопроводов в случае утечки фреона, хотя это часто бывает необходимо. На совещаниях по холодильной технике и на страницах журнала «Холодильная техника» неоднократно отмечалось низкое качество ротационных холодильных агрегатов БРРКФ-0,9 рижского завода «Компрессор». В результате неправильной расточки отверстий под коренные подшипники происходит их выработка и износ поверхностей фланца и цилиндра. Шариковый подшипник ротора при работе нагружен неравномерно, поэтому он выходит из строя быстрее, чем допускается техническими условиями. Часто ломаются пружины лопасти. Наблюдаются случаи утеч-
42 О качестве торгового холодильного оборудования № 3 ки фреона из-за нарушения герметичности сальника вала. Уровень шума и вибрации при работе ротационного компрессора значительно выше, чем при работе поршневого. В настоящее время рижский завод «Компрессор» выпускает модернизированные ротационные агрегаты МРФ-0,7 и МРФ-1,1. Однако в практике их монтажа также были обнаружены неисправности компрессора (недостаточная компрессия), течь фреона в сальниковом уплотнении вала, в сварных швах ресивера и жидкостного фильтра. При эксплуатации агрегатов типа МРФ ломается пружина лопасти, замерзает влага в ТРВ. Практика показывает, что качество агрегатов во многом зависит от технологического оснащения заводов и контроля за изготовлением. Известно, что московский завод «Искра» одно время выпускал машины низкого качества. Когда же руководство завода провело серьезную работу по улучшению технологии производства и усилению контроля за качеством изготовляемых холодильных агрегатов ИФ-49 и ИФ-56, недостатки удалось устранить. Особо следует остановиться на качестве комплектующих изделий — термо- и водорегулирующих вентилей, регуляторов температуры и электродвигателей. Как видно из таблицы, неисправности этих изделий составляют почти четвертую часть всех дефектов. Производительность мембранных терморе- гулирующих вентилей Тартуского приборостроительного завода и завода Куйбышевского совнархоза часто значительно отличается от паспортной. Нередко нарушается герметичность силового элемента, вследствие чего происходит утечка фреона, и прибор выходит из строя. При остановке холодильной машины не обеспечивается плотность закрытия клапана ТРВ. Вопрос, затронутый в статье, обсуждался по просьбе редакции журнала «Холодильная техника» на заводах холодильного машиностроения и приборостроения. Руководители заводов сообщили о мероприятиях, проводимых по повышению качества выпускаемого оборудования. Директор мелитопольского завода холодильного машиностроения им. 30 лет ВЛКСМ Д. И. Грищенко пишет, что заводом улучшена очистка, промывка и продувка деталей и узлов, поступающих на сборку агрегата Большим недостатком является то, что детали этих двух типов ТРВ, применяемых для одних и тех же холодильных агрегатов, не унифицированы. У терморегулирующего вентиля ТРВ-2М толкатели изготовлены из стали. При небольшом количестве влаги в системе происходит их коррозия и заедание в корпусе. Толкатели необходимо изготовлять из латуни, как у ТМ-1,5Ф. Водорегулирующие вентили сильфонного типа ВР-15, применяемые в агрегатах АКФВ-3 и АКФВ-4, ненадежны в эксплуатации. Силовой элемент быстро выходит из строя, что приводит к утечке фреона. Пружина вентиля ВР-15 корродирует, изменяет свою характеристику и клапан его перестает закрываться при остановке холодильного агрегата. Реле температуры АРТ-2, которыми комплектуются герметичные агрегаты, часто выходят из строя из-за недостаточной герметичности силового элемента, что приводит к утечке фреона. Ненадежно крепление рукояток. Реле температуры имеют малый дифференциал и для его увеличения приходится применять два прибора. Это значительно усложняет электрическую схему и настройку на необходимый температурный режим. У электродвигателей типа АОЛШ-31-4 мощностью 0,6 кет и АОЛШ-32-4 мощностью 1 кет, применяемых в агрегатах ФАК и МРФ, ненадежны валы и подшипники скольжения. Низкое качество торгового холодильного оборудования затрудняет работу ремонтно- монтажных комбинатов, приводит к непроизводительным расходам средств и материалов. Это зачастую является причиной задержки ввода в эксплуатацию новых предприятий торговли и общественного питания, не позволяет нормально обеспечивать холодом действующие предприятия. От редакции АКФВ-4, и введен более строгий контроль за этими процессами. По заданию завода спроектирован и изготовлен на Московском заводе шлифовальных станков специальный доводочный станок для притирки клапанной плиты. Улучшена технология изготовления запорных вентилей/ сальников, соединительной арматуры и теплообменников. Введена дополнительная мойка деталей и предусмотрены специальные фильтры-осушители, используемые при испытании холодильных установок. Директор Одесского завода холодильного *
№ 3 О качестве торгового холодильного оборудования 43 машиностроения А. Н. Ликутин сообщил, что выпуск агрегатов АКФВ-4 прекращен заводом с конца 1961 г. В агрегатах большей производительности, изготовляемых в настоящее время заводом (АКФВ-12 и др.), установлены фильтры-осушители, введена дополнительная очистка труднодоступных участков деталей компрессора. Для улучшения качества ко- жухотрубных аппаратов и устранения неплотностей в месте развальцовки труб в решетках взамен ручной вальцовки применена механическая с заданным крутящим моментом. Благодаря этому в 1962 г. неплотности в трубной решетке практически не наблюдались. Для полировки коленчатых валов сконструирована специальная суперфинишная головка. На всех компрессорах вместо мембранных сальников применены более надежные сальники с графитовыми кольцами. Паронитовые прокладки смотрового стекла заменены сева- нитовыми. Главный инженер Павлодарского машиностроительного завода В. Ф. Петров пишет, что загрязнения и течи в сварке обнаружены в основном в машинах, выпущенных заводом в период освоения. В настоящее время все детали, идущие на изготовление теплообменной аппаратуры, подвергают специальной механической, химической и термической обработке, что резко повышает чистоту машин. Внедрение автоматической и полуавтоматической сварки позволило значительно улучшить качество сварных швов. При заводских испытаниях на прочность и плотность швов наблюдаются лишь единичные случаи течи. Начальник технического отдела московского завода «Искра» Г. 3. Свердлов указывает, что в результате введения дробометной очистки отливок, осветления внутренних поверхностей трубок испарителей, воздушных конденсаторов и теплообменников, многократной промывки деталей и узлов в бензине завод добился надлежащей чистоты выпускаемых машин. Большое внимание уделяется улучшению обработки поверхностей изнашивающихся деталей. Сконструированы и изготовлены специальные станки для притирки деталей, установлены многошпиндельные сверлильные станки. В текущем году внедряется эффективный процесс сушки компрессоров и теплообмен- ных аппаратов сухим воздухом. Главный конструктор Харьковского завода торгового машиностроения И. X. Зеликовский сообщил, что для повышения качества герметичных холодильных машин улучшена система смазки и конструкция клапанной группы. Вместо разъемного соединения выводных концов встроенного электродвигателя с проходным контактом применено соединение пайкой. Проводится работа по замене разъемных соединений трубопроводов сварными и по применению капиллярных трубок вместо ТРВ. К сожалению, руководство Марийского завода торгового машиностроения ничего не сообщило о мероприятиях, проводимых на заводе по улучшению качества продукции, хотя именно этот завод в первую очередь несет ответственность за комплектно поставляемое им торговое холодильное оборудование. Директор Ярославского завода холодильных машин Э. Шемис написал, что на заводе ведется работа по совершенствованию технологического процесса, однако не указал конкретных мер по улучшению качества продукции. Директор рижского завода «Компрессор» В. Викман сообщил, что за время выпуска холодильных агрегатов МРФ-0,7 и МРФ-1,1 введены в действие печи с индукционным подогревом для сушки испарителей и конденсаторов. Улучшено крепление трубки в коллекторе (в частности, установлена компенсационная петля), переработаны конструкция фильтра и крепление компрессора и конденсатора. К часто встречающимся дефектам холодильного оборудования относится плохое качество автоматических приборов. Несмотря на то, что заводы холодильного машиностроения проводят у себя вторичную проверку автоматических приборов и арматуры, уже в первые месяцы эксплуатации они нередко выходят из строя. Особенно это относится к терморегулирую- щим вентилям ТРВ-2М Тартуского приборостроительного завода и ТМ-2Ф завода Куйбышевского совнархоза. Эти вентили часто не обеспечивают плотного закрывания, наблюдается утечка фреона из термочувствительной системы. В ТРВ-20 и ТРВ-40 нередко ломаются зубья шестерни при настройке приборов. Водорегулирующие вентили ВР-15, латунные запорные вентили (Dy = 10) Киевского ар- матурно-машиностроительного завода и стальная запорная арматура (Dy = 6; 10; 15; 20) Львовского арматурного завода также низкого качества. В соленоидных вентилях СВФ Киевского ар-
44 О качестве торгового холодильного оборудования № 3 матурно-машиностроительного завода, СВА-15 Львовского арматурного завода и СВМ-25 Боровичского механического завода детали часто бывают покрыты ржавчиной, разбухает резина, не перемещаются клапаны. Много дефектов имеет запорная арматура Киевского арматурно-машиностроительного, Семеновского литейно-механического и Львовского арматурного заводов. В 1962 г. при проверке на ХЗТМ забраковано 1200 магнитных пускателей П-6 Кедайняй- ского завода, около 10000 реле температуры АРТ-2 и ТР-1 Орловского завода, более 1000 реле давлений РД-1 Тартуского завода. Однако главный инженер Тартуского завода Р. Окк в своем письме не указывает мероприятий, которые завод предполагает провести для улучшения качества своих изделий. Он утверждает, что утечка фреона из силового элемента происходит только в результате небрежного обращения с приборами при транспортировке и на месте монтажа. Главный инженер завода Куйбышевского совнархоза сообщает, что в 1961 г. завод улучшил методику контроля терморегулирующих вентилей ТМ-2Ф. Кроме того, увеличена высота паяного шва в крышке, что позволило устранить утечку через нее фреона. Поэтому число забракованных заказчиком ТРВ в 1962 г. уменьшилось в 8 раз по сравнению с 1961 г. Со второго квартала 1963 г. в конструкцию ТМ-1,5Ф вносится ряд изменений. Мембрана будет изготовляться из бронзы БРОФ- 6,5—0,15 вместо БРб-2. Предполагается изменить профиль гофра, уменьшить ход иглы (на 0,1—0,15 м^л) и жесткость регулировочной пружины. После этих изменений прибор должен быть тщательно испытан при участии междуведомственной комиссии. Руководители многих заводов справедливо указывают на то, что потребители не сообщают им о недостатках оборудования. Это затрудняет борьбу за улучшение его качества. Следует указать заводам, поставляющим фреон-12, что важность его превышает все нормы ГОСТов. Кроме того, ее очень трудно контролировать. В результате, несмотря на зарядку через мощные силикагелевые фильтры-осушители, в систему попадает много влаги. Заводы, изготовляющие однотипное оборудование, должны ближе знакомиться с опытом работы передовых производств. Правильно сделал Мелитопольский завод, направив комплексные бригады для изучения опыта работы заводов «Искра» и ХЗТМ. Необходимо обратить особое внимание на чистоту рабочих мест в цехах и на испытательных стендах, так как от этого в большой степени зависит качество машин. В своих письмах в редакцию руководители заводов сообщили о проводимых в настоящее время работах по совершенствованию машин. Однако следует отметить, что при улучшении технологии нельзя вносить неоправданные случайные изменения в конструкцию машин, так как отступление от унификации, дающее незначительную экономию на заводе-изготовителе, может привести к большим убыткам при эксплуатации. Руководители многих заводов справедливо отмечали, что за надежную работу холодильного оборудования, наряду с -заводами, несут ответственность и ремонтно-монтажные комбинаты. Например, в некоторых случаях попадание влаги в систему холодильного оборудования может быть вызвано небрежным монтажом. Борьба за качество оборудования — общее дело всех заводских, монтажных и эксплуатационных коллективов. Только общими усилиями можно добиться эффективной работы выпущенного оборудования.
(ИЕН ОПЫТОМ Эластичная муфта для непосредственного привода холодильных компрессоров На московском заводе «Компрессор» с Эти компрессоры широко применяются не 1961 г. освоено серийное производство много- только в промышленности, но и на рефриже- оборотных бескрейцкопфных компрессоров раторных судах, имеющих на борту крупные (потребляемая мощность от 25 до 200 кет, чис- холодильные установки, ло оборотов до 960 в минуту). Существовавшие ранее конструкции приво- Рис. 1. Новая конструкция муфты для непосредственного привода: / — полумуфта электродвигателя, 2 — винт, 3, 8 — болты, 4 — нажимной диск, 5 — упругий элемент муфты, 6 — диск, 7 — проставка, 9 — вал компрессора с полумуфтой, 10 — вал электродвигателя.
46 Обмен опыТвМ М>3 да имели ряд недостатков, основные из которых — сложность монтажа и требование очень точной центровки. При монтаже непосредственного привода с муфтой новой конструкции (рис. 1) не требуется тщательной центровки. Муфта позволяет выдерживать расстояние между торцами валов компрессора и электродвигателя с точностью до +2 мм. Допустимо радиальное смещение осей валов до 1 мм и перекос осей до 1°. Эластичность муфты очень важна в судовых условиях ввиду недостаточной жесткости опоры компрессора и электродвигателя (стальные палубные переборки корабля). Описываемая конструкция муфты дает возможность разбирать, осматривать и ремонтировать сальник без демонтажа компрессора и электродвигателя. Для этого достаточно отвернуть болты 3, вынуть упругий элемент 5 муфты, затем отвернуть болты 8 и снять простав- ку 7. В пространстве, образовавшемся между полумуфтой электродвигателя и валом компрессора, можно легко выполнить работы, связанные с ремонтом сальника. Все эти операции требуют немного времени, что значительно сокращает общее время ремонта и монтажа компрессора. При повторной сборке муфты необходимо проверить равномерность затяжки упругого элемента глубомером через специально предусмотренные четыре отверстия в нажимном диске 4 и проставке 7. Допускаемое отклонение — не более 0,5 мм. Упругий элемент муфты И-ВЭ2 (рис. 2) имеет торообразную форму. Он служит для эластичного соединения двух вращающихся деталей, передающих крутящий момент. Упругий элемент.изготовляется Московским заводом резино-технических изделий № 2 (по временным техническим условиям СТУ 36— 13—58—62) из специального сорта резины марки 4Э-663, выбранного с учетом всех требований, предъявляемых к материалам для холодильных аммиачных и фреоновых машин. Резиновые упругие элементы должны храниться в помещении при температуре от 5 до 25° на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов и оберегаться от загрязне-. ния керосином, бензином, кислотами и щелочами. Габаритные размеры упругих элементов, а также постоянные передаваемые муфтами крутящие моменты приведены в таблице. Рис. 2. Упругий элемент муфты. Типоразмеры I и III Габаритные размеры упругих элементов, мм А 400 320 220 Б 310 215 152 в 290 185 132 г 96 100 80 Д 50 42 50 Е 20 14 10 Постоянный передаваемый крутящий момент, кгм 200 55 10 Муфта I типоразмера используется для осуществления непосредственного привода компрессоров, выпускаемых заводом «Компрессор». Такая муфта, рассчитанная на передачу постоянного крутящего момента до 200 кгм и кратковременного пускового момента до 400 кгм, во время заводских испытаний на прочность вышла из строя при передаче максимального крутящего момента, равного
]Sfo 3 Автоматическое управление работой промежуточных сосудов на заводе сухого льда 4? 1200 кем. В эксплуатационных условиях, при температуре окружающего воздуха 40—50°, она работала безотказно. Правильно проведенный монтаж, периоди- Одесский проектно-конструкторский институт (ПКИ Пищепром) провел на заводе сухого льда Ленинградского хладокомбината работы по определению рациональной схемы регулирования подачи жидкой углекислоты в первый и второй промежуточные сосуды. Для нормального режима работы сухолед- ного отделения завода в промежуточных сосудах необходимо поддерживать постоянный уровень жидкой углекислоты и не допускать чрезмерного повышения или понижения давления. Возможны следующие схемы автоматизации питания промежуточных сосудов жидкой углекислотой: — по уровню жидкости в промежуточном сосуде, — по уровню жидкости с одновременным регулированием давления, — по давлению при наличии контроля и блокировки по уровню и давлению, — по давлению в промежуточном сосуде. На рис. 1 изображена схема автоматизации питания промежуточных сосудов жидкой углекислотой по давлению при наличии контроля и блокировки по уровню и давлению. В качестве регулятора применен электронный регулирующий прибор ЭР-Ш-54 завода «Энергоприбор». Датчиком давления служил чувствительный манометр ЧМП-К Московского завода тепловой автоматики. Для первого промежуточного сосуда был использован манометр с рабочим диапазоном давлений 0—40, для второго — 0—17 кг/см2. Датчиком уровня углекислоты являлся ртутный поплавковый дифманометр типа ческий осмотр и проверка затяжки упругого элемента обеспечат долговременную и надежную работу привода* Инж. Л. М. ЛЕВИН ДП-278 с контактным электрическим устройством. Дифманометр подключался к промежуточному сосуду двумя разделительными и одним уравнительным сосудами. Разделительные сосуды могут заполняться глицерином или другой нейтральной жидкостью с удельным весом больше единицы. Для привода регулирующего вентиля во всех вариантах был применен приставной исполнительный механизм типа ИМИ-П. Для управления газовыми вентилями были использованы колонки дистанционного управления совместно с сервомотором типа РМБ. Электрическая схема регулирования давления в промежуточном сосуде (рис. 2) содержит индуктивный датчик давления, электронный регулирующий прибор и органы управления. Индуктивный датчик, соединенный с чувствительным элементом давления, воспринимает его изменения и воздействует на электронный блок регулирующего прибора ЭР. Последний с помощью выходного реле и контакторов КЗ и КО управляет двигателем исполнительного механизма. Заданное значение регулируемой величины изменяется задатчиком Зд. Переключателем КФ схема переводится на дистанционную работу, при этом исполнительным механизмом управляет оператор с помощью ключа КВ. При повышении или понижении давления в промежуточном сосуде выше допустимого замыкаются контакты ЭКМ-1 или ЭКМ-2 электроконтактного манометра, которые включают промежуточное реле 2РП. Реле 2РП своими контактами включает звуковой сигнал С и Автоматическое управление работой промежуточных сосудов на заводе сухого льда
дё. член опытом. М>3 Kowpeaujia хоццрессора у^- Рис. 1. Схема автоматизации питания промежуточных сосудов жидкой углекислотой: U 2 — первый и второй промежуточные сосуды, 3 — стапельный баллон, 4, 5 — первая и вторая секции теплообменника, 6, 7 — регуляторы давления первого и второго промежуточных сосудов, 8,9 — блокировки уровня первого и второго промежуточных сосудов, 10, 11 — блокировки по давлению в первом и втором промежуточных сосудах, 12, 13 — исполнительные механизмы первого и второго регулирующих вентилей. лампу 2ЛС. Работа сигналов может быть проверена с помощью кнопки КПС. При слишком аысоком уровне жидкой углекислоты замыкается контакт ДП дифманомет- ра и включается его промежуточное реле 1РП, которое размыкает контакт в цепи катушки контактора КО, а другим контактом включает катушку.контактора КЗ. Регулирующий вентиль закрывается. Одновременно реле 1РП включает звуковой сигнал С и лампу 1ЛС. В цепь управления исполнительным механизмом введены концевые выключатели КВО, КВЗ и КВМ. Испытания показали, что варианты схем автоматизации питания промежуточных сосудов жидкой углекислотой по давлению удов- Рис. 2. Упрощенная электрическая схема контроля уровня и регулирования давления в промежуточном сосуде. летворяют предъявляемым требованиям и работают достаточно надежно. Поскольку при прочих равных условиях колебания уровня в промежуточном сосуде происходят значительно медленнее, чем колебания давления, уровень не нуждается в специальном автоматическом регулировании. На заводе сухого льда Ленинградского хладокомбината осуществлена схема, аналогичная описанной выше, исключение составляет отсутствие блокировки по уровню. » Двухлетний опыт эксплуатации описанной схемы показал, что она .обеспечивает достаточную стабильность технологического процесса, надежна и бесперебойна в работе, повышает производительность труда, упрощает и облегчает обслуживание установки. Инженеры В. П. ИРЖЕВСКИЙ, А. И. КОМЕЙКО, А. Г. БАТОВА, Г. Е. ЗАВЕЛИ ОН, С. Л. ГЕЛЛЕР Полуавтомат для упаковки мороженого в вафельных стаканчиках Мороженое в вафельных стаканчиках, вырабатываемое на Ленинградском хладокомбинате, поступает в торговую сеть только в завернутом виде. Ручной метод завертки стаканчиков очень трудоемок и требует высокой квалификации рабочих. В экспериментальной мастерской Ленинградского хладокомбината разработан и изго-
№ 3 Полуавтомат для упаковки мороженого в вафельных стаканчиках 49 товлен полуавтомат для завертки мороженого в вафельных стаканчиках (рис. 1). Все детали, соприкасающиеся с пищевыми продуктами, выполнены из нержавеющей стали или хромированы. Полуавтомат (рис. 2) приводится в действие электродвигателем марки А 31/4 мощностью 0,6 кет, с числом оборотов 1410 в минуту. Системы кулачково-распределительных валов, зубчатых и цепных передач с соответствующими рычагами осуществляют передачу движения на исполнительные механизмы машины. В процессе работы полуавтомата происходит непрерывное изготовление бумажных пакетов. Бумажная лента 8 с нанесенной этикеткой разматывается с рулона 1, установленного в кронштейнах 2, проходит через сматывающие валики 3 и попадает в конус-пакето- образователь 1, откуда роликом 6 она подается в гнезда поворотного рабочего стола 4, Во внутренней части пакетообразователя находится дисковый нож. Рис. 1. Завертка мороженого в вафельных стаканчиках на полуавтоматах. Полуавтомат имеет блокировку, которая позволяет подавать бумагу в гнезда рабочего стола только при наличии стаканчика на подающем конвейере 13. Рис. 2. Полуавтомат для завертки мороженого в вафельных стаканчиках; 7 — рулон с заверточной бумагой, 2 — кронштейны для крепления рулона, 3 — сматывающие валики, 4 — поворотный рабочий стол, 5 — бумажный пакет, 6 ролик с резиновым ободом, 7 — конус-пакетообразователь, 8 — бумажная лента с этикеткой, 9 — направляющие'валики, 10 — контрольный механизм, И — вспомогательный стол, 12 — толкатель, 13 — подающий конвейер, 14 — кольцо датчика стаканчиков, 15 — конусные створки датчика, 16 — шток датчика, 17 — гнездо рабочего стола, 18 — механизм уплотнения стаканчика, 19 — зажимы торцов бумажного пакета, 20 — рычаг-сбрасыватель, 21 — выталкиватель.
50 Обмен опытом № 3 Из закалочной камеры вафельные стаканчики с мороженым поступают на вспомогательный стол И, с которого работница переносит их на подающий конвейер. При создании поточной линии этот процесс должен быть механизирован. Контрольный механизм 10, работающий синхронно с подающим конвейером, проверяет наличие стаканчика на последнем и передает импульс на исполнительный механизм подачи бумаги. С подающего конвейера стаканчики с мороженым перемещаются в кольцо 14 датчика стаканчиков специальным толкателем 12. Шток 16, на котором укреплен датчик, движется вниз, при этом конусные, шарнирно соединенные створки 15 датчика раскрываются и мороженое опускается в бумажный пакет, предварительно поданный в гнездо 17 рабочего стола. \- ; При движении поворотного рабочего стола С целью интенсификации работы холодильного оборудования на ряде предприятий были установлены пароструйные приборы, работающие в качестве бустер-компрессоров. Так, на Оброченском мясокомбинате для увеличения пропускной способности морозильной камеры был смонтирован пароструйный прибор производительностью 60000 ккал/час. Аммиачная схема с таким прибором показана на рис. 1. На Анапском и Мелитопольском городских молочных комбинатах для понижения температуры кипения во фризерах непрерывного действия, а также в камерах для закалки и хранения мороженого были установлены пароструйные приборы производительностью по 30000 ккал/час (рис. 2). Пароструйный прибор производительностью 60000 ккал/час представлен на рис. 3. стаканчик в бумажном пакете подводится к механизму уплотнения 18, затем к механизму закрутки. Концы бумажного пакета закручиваются путем вращения гнезда 17, при этом торцы пакета плавно зажимаются специальными зажимами 19. Завернутые стаканчики извлекаются из гнезда выталкивателем 21 и рычагом-сбрасывателем 20 направляются в приемный лоток или на ленту транспортера для последующей укладки в картонные коробки. Путем компоновки фризера непрерывного действия с дозировочным устройством, скороморозильным аппаратом и заверточным полуавтоматом можно создать непрерывную поточную механизированную линию по производству мороженого в вафельных стаканчиках. Инж. Д. Г. СМИРНВВ Рабочий пар, расширяясь в сопле 1, приобретает большую скорость — 350-f-380 м/сек. В приемной камере 2, к которой подключен трубопровод, рабочий пар эжектирует (отсасывает) пар низкого давления, движущийся со скоростью 10—15 м/сек. В камере смешения 3 скорость в сечении потока выравнивается, а в диффузоре 4 падает, благодаря чему повышается давление пара на выходе из пароструйного прибора. Далее пар засасывается компрессорами. Пароструйные приборы установлены в машинных залах на всасывающих линиях (после отделителей жидкости). Трубопроводы рабочего пара подключены к маслоотделителям компрессоров. На Оброченском мясокомбинате оказалось необходимым охлаждать рабочий пар перед входом в сопло водой, поскольку маслоотде- Применение пароструйных приборов в качестве бустер-компрессоров на предприятиях мясной и молочной промышленности
№ 3 Применение пароструйных приборов в качестве бустер^компрессоров 51 Жидкий NH) \Водй 3 \дода Рис. 1. Аммиачная схема с пароструйным прибором на Оброченском мясокомбинате: / — морозильная камера, 2 — отделитель жидкости, 3 — водяной охладитель рабочего пара, 4 — вентиль на трубопроводе рабочего пара, 5, 8 — вентили, отключающие пароструйный прибор, 6 — пароструйный прибор, 7 — обводной вентиль, 9 — поршневые компрессоры. литель расположен неподалеку от компрессоров и температура рабочего пара у пароструйного прибора достигала 120°. Практически эта температура должна быть на 10—15° выше температуры конденсации. Указанные предприятия обслуживаются компрессионными холодильными машинами одноступенчатого сжатия, поэтому температура кипения аммиака до установки пароструйных приборов поддерживалась на уровне —28°. Жидкий Щ С Рабочий поц ¦зА ЩидкийШз >2 S3 I ч4 10 # у7 ^р pssz] Рис. 2. Аммиачная схема с пароструйным прибором на Анапском городском молочном комбинате: / — фризер непрерывного действия, 2 — закалочная камера,.3 — камера хранения мороженого, 4 — камера хранения творога, 5 — отделители жидкости, 6 — поршневые компрессоры, 7 — вентили на всасывающих трубопроводах низкого и среднего давлений, 8 — пароструйный прибор, 9 — вентиль на трубопроводе рабочего пара, 10 — обводной вентиль.
52 Обмен опытом №3 950 Рис. 3. Пароструйный прибор: 1 — сопло, 2 — приемная камера, 3 — камера смешения, 4 — диффузор На Оброченском мясокомбинате загруженные в морозильную камеру охлажденная свинина и говядина A2,5 т) замораживались в течение трех суток. При этом в камере к концу замораживания температура воздуха снижалась до —22°. При работе пароструйного прибора то же количество мяса замораживалось в течение 1,5 суток, а температура к концу замораживания достигала —28°. При этом температура кипения аммиака составляла —40°. Таким образом, установка пароструйного прибора позволила увеличить производительность морозильной камеры в 2 раза (камера обслуживалась двумя компрессорами общей производительностью 250000 нккал/час). На Анапском городском молочном комбинате в результате включения пароструйного прибора температура кипения аммиака во фризере и в камерных батареях снизилась до —40°. Пароструйные приборы включаются только в случае необходимости интенсификации работы указанного технологического и холодильного оборудования, особенно в летнее время, когда повышается температура охлаждающей воды. Их эксплуатация очень проста и безопасна. Для включения пароструйного прибора в работу необходимо лишь открыть вентиль, подающий к нему рабочий пар, и закрыть обводной вентиль, соединяющий всасывающие линии низкотемпературных объектов. Канд. техн. наук Р. Л. ДАНИЛОВ Пароструйный прибор на Мелитопольском городском молочном заводе В I960 г. в журнале «Холодильная техника» № 3 была опубликована статья И. С. Бадыль- кеса и Ш. Н. Кобулашвили «Новая система охлаждения холодильников», в которой указывалось на возможность применения этой системы охлаждения для получения низких температур с помощью компрессоров одноступенчатого сжатия. Для этой цели в схеме предусматривается пароструйный прибор, работающий в качестве бустер-компрессора. Такой пароструйный прибор (см. рисунок) был использован на Мелитопольском город-
№ 3 Пароструйный прибор на Мелитопольском городском молочном заводе 53 Пароструйный прибор: /, 6 — гайки, 2 — уплотнительное кольцо, 3 — маховичок, 4, 8 набивки, 5 — сопло, 7 — ниппель. сальниковые ском молочном заводе для понижения температуры кипения аммиака в двух фризерах ОФИ и в камерных батареях. Пароструйный пр,ибор был изготовлен по чертежам ВНИХИ в мастерских завода. Конструкция прибора была несколько изменена автором с тем, чтобы имелась возможность регулировать его работу. Для этой цели вместо фланца приварен маховичок, в корпусе которого вмонтирован сальник. Эксплуатация показала, что фризеры работают безупречно, их производительность увеличилась с 240 до 400 кг/час. К. С. КОХИЧКО г Ленинградский технологический институт холодильной промышленности ОБЪЯВЛЯЕТ ПРИЕМ В АСПИРАНТУРУ А) С ОТРЫВОМ 01 ПРОИЗВОДСТВА (ОЧНАЯ) ПО СПЕЦИАЛЬНОСТЯМ: 1. Процессы и аппараты пищевой промышленности. 2. Биохимия. Б) БЕЗ ОТРЫВА ОТ ПРОИЗВОДСТВА (ЗАОЧНАЯ) ПО СПЕЦИАЛЬНОСТЯМ: 1. Холодильные машины и аппараты глубокого охлаждения. 2. Технология консервирования пищевых продуктов. ПРИЕМНЫЕ ИСПЫТАНИЯ БУДУТ ПРОВОДИТЬСЯ С 15 СЕНТЯБРЯ ПО 1 ОКТЯБРЯ 1963 г. Заявления о приеме подавать на имя ректора института до 10 сентября 1963 г. по адресу: г. Ленинград, Ф-2, ул. Ломоносова, д. 9. I
\/ Ремонт теплообменных аппаратов малых холодильных машин При эксплуатации аппаратов холодильных машин (испарителей, конденсаторов, ресиверов, регенеративных теплообменников) их фреоновые полости загрязняются продуктами коррозии, металлическими частицами, образовавшимися в результате износа трущихся деталей компрессора, фракциями, выделившимися из масла ХФ-12 при его старении, и пр. В трубках конденсаторов водяного охлаждения появляются отложения солей. Загрязняются также и наружные поверхности аппаратов. Вследствие коррозии в местах соединения труб (пайка, сварка, развальцовка) нарушается герметичность аппаратов. Технологический процесс ремонта аппаратов состоит из следующих операций: очистка наружной поверхности от загрязнений, ремонт, обработка специальными растворами, вакуумирование и сушка, заполнение фреоном. После очистки, ремонта и обработки,* аппараты необходимо проверять на герметичность. Для удаления загрязнений с наружной поверхности аппарата -его штуцеры закрывают заглушками и аппарат помещают в камеру, где сто в течение, 15—20 минут ..моют З^/б-ным. го-в рячим раствором каль-цинированной"содьг.^ ч ""- Чтобы определить места утечек, один штуцер аппарата 13 закрывают заглушкой,- а та второму присоединяют резиновый шланг 3 от воздушного трубопровода 4 ванны для опрессовки аппаратрв (рис. i),. Далее открывает, вентиль, 8 и ванну заполняют водой, которая подогревается до 40—45° трубчатыми электронагревателями 12 и подсвечивается через иллюминаторы 2 электрическими лампами. Аппарат 13, присоединенный к шлангу, погружают в ванну, устанавливают на решетку 1, открывают вентиль 7 и заполняют конденсатор или ресивер воздухом до давления 16 ати, а испаритель или регенеративный теплообменник — до 11 ати. Места неплотностей выявляют по выделению пузырьков воздуха. Аппарат ремонтируют, если он имеет менее 10 мест утечек. Неплотности запаивают латунью марки Л-62, В качестве флюса применяют буру. Неплотности в местах сопряжения труб с решетками кожухотрубных конденсаторов устраняют путем развальцовыванйя трубы. Трубы со свищами или глубокими следами коррозии заменяют. После устранения неплотностей аппараты обрабатывают специальными растворами на установке, показанной на рис. 2. Установка состоит из четырех ванн, обслуживаемых центробежными насосами, камеры, где происходит обработка аппарата, трубопроводов и арматуры, смонтированной на коллекторах. """" "":^:.";:: ... ¦: Процесс обработки включа'ет' обезжиривание: внутренней поверхности аппарата, травление (снятие загрязнений :и коррозии), пассивацию (нейтрализация кислоты и нанесение защитной пленки.) и промьш^у^гррячей водой,
№ 3 Ремонт теплообменных аппаратов малых холодильных машин 55 4 5 10 9 Рис. 1. Ванна для опрессовки аппаратов: ! — решетка, 2 — иллюминатор, 3 — резиновый шланг, 4 — воздушный трубопровод, 5 — фреоновый трубопровод, 6", 7, 8 — вентили, 9 — теплоизоляция, 10 — баллон с фреоном-12, // — водяной трубопровод, 12 — трубчатые электронагреватели, 13 — аппарат. / / 31 30 29 28 27 22 21 20 Рис. 2. Установка для химической промывки аппаратов: 1—4 — трубопроводы, 5, 6, 8, 9, 10, И, 12, 14, 15 — вентили, 7 — выходной коллектор, 13 — входной коллектор, 16 — дверь камеры, 17 — гибкие шланги, 18 — тележка, 19 — приемный фильтр, 20 — вентиль для слива, 21 — заборный фильтр, 22 — трубчатый электронагреватель, 23 — камера, 24, 26, 28, 30 —центробежные насосы, 25, 27, 29, 31 — ванны. Аппарат закрепляют на тележке 18. К штуцерам присоединяют гибкие кислостойкие шланги 17, тележку закатывают по рельсам в камеру 23, которую закрывают. Открыв вентили 14 и 9, включают насос 30, который нагнетает в аппарат из ванны 31 подогретый трубчатыми электронагревателями до температуры 70—90° 10—19%-ный водный раствор каустической соды, содержащий 0,5—1,0% жидкого стекла. Аппарат обезжиривают в течение 10—30 минут в зависимости от степени его загрязнения, температуры и концентрации раствора. Для удаления раствора вентиль 14 закрывают, открывают вентиль 12 и продувают трубопровод воздухом под давлением 2—3 ати.
56 Консультация № 3 Рис. 3. Сушильный шкаф; а — конструкция шкафа: / — дверь, 2 — технологическая тележка, 3 —теплоизоляция, 4 — запор двери, 5 — вакуум-насос, 6 — вакуумметр, 7 — патрубок, 8 — коллектор, 9 — конечный выключатель, 10 — термостат, 11 — электрокалорифер, 12 — всасывающий воздуховод, 13 — вентилятор, 14 — нагнетательный воздуховод; б — электрическая схема; 1А, 2А, ЗА — автоматические выключатели АП50-ЗМТ, 1МП, 2МП — магнитные пускатели П-222, КЛ — контрольная лампа, Р — промежуточное реле МКУ-48, Т — терморегулятор ТР-200, KB — конечный выключатель, / — электродвигатель вакуум-насоса, 2 — электродвигатель центробежного вентилятора, 3 — электрокалорифер. Затем закрывают вентили 12 и 9, открывают вентили 10, 6 и промывают аппарат нагретой до 70—90° водой из ванны 25. Травление проводят 8—12%-ным раствором ортофосфорной кислоты при температуре 60—95° в течение 5—90 минут в зависимости от степени загрязненности аппарата, температуры и концентрации кислоты. Раствор пода-
№ 3 Ремонт теплообменных аппаратов малых холодильных машин 57 ется из ванны 29 кислотным насосом 28. После травления систему вновь продувают воздухом и промывают горячей водой. Пассивация полости осуществляется 3— Э°/о-ным горячим водным раствором нитрита натрия или двух-, трехзамещенного натрийфос- фата в течение 2—3 минут при температуре раствора до 60°. Раствор подается в аппарат насосом 26 из ванны 27. После пассивации аппарат вновь продувают воздухом и промывают горячей водой. При эксплуатации установки щелочной и кислотный растворы необходимо заменять, если их загрязненность превышает 21*Уо. Перед выпуском отработанных щелочного и кислотного растворов в промышленную канализацию их нейтрализуют соответственно кислотой или каустической содой с тем, чтобы содержание щелочи не превышало 3%, а кислоты — 1Р/о. Отработанные растворы сливают из ванн через вентили 20. Ванны промывают горячей водой и заполняют свежим раствором. Рабочий, занятый эксплуатацией установки, должен иметь защитные очки, резиновые перчатки, фартук и сапоги. На этой же установке можно очищать трубы конденсаторов водяного охлаждения от отло- жений солей. В ванну 29 заливают 5—7|%-ный раствор технической соляной кислоты и пропускают его через трубы конденсатора. После растворения солей трубы пассивируют, а затем промывают горячей водой. Очищенные аппараты проверяют на герметичность фреоном-12 в ванне (см. рис. 1). Фреоновый трубопровод 5 соединяют шлангом с аппаратом 13 (как показано пунктиром на рис. 1), после чего аппарат погружают в воду и заполняют его фреоном из баллона 10. Испытания проводят в течение 5 минут при давлении фреона 8 ати. После проверки герметичности аппарат просушивают и вакуумируют. Сушку проводят в сушильном шкафу (рис. 3) под вакуумом не выше-5лш рт. ст. при температуре 107—110°. Каркас шкафа выполнен из угловой стали, наружная обшивка — из листовой. Для поддержания температурного режима сушки и вакуумирования шкаф снабжен электрокалорифером И и вакуум-насосом 5 марки ВН-461М. Вакуум контролируется вакуумметром 6. Коллектор 8, соединенный с вакуум-насосом, служит для подключения помещенных в шкафу аппаратов. Для внутренней циркуляции воздуха на шкафу смонтирован циркуляционный вентилятор типа ЭРВ-2, соединенный с электрокалорифером всасывающим воздуховодом 12, изолированным минеральной ватой. Патрубок 7 служит для подключения шкафа к вытяжной вентиляционной магистрали и изолируется от нее шибером. Чтобы горячий воздух не обжег рабочего, сначала открывают шибер, затем дверь шкафа. Благодаря теплоизоляции 3 из минеральной ваты температура наружных стенок шкафа при непрерывной его работе в течение длительного времени не превышает 30—35°. Оптимальный режим сушки поддерживается с помощью приборов автоматики, которые включаются при нажатии запора 4 двери / шкафа на кнопку конечного выключателя 9. Термостат 10 типа ТР-200 контролирует температурный режим сушки. Температуру в шкафу определяют дистанционным термометром ЭКТ-1. Для удобства обслуживания все приборы защиты, управления и контроля смонтированы на щите управления. Перед сушкой аппарат устанавливают на технологической тележке 2. Один штуцер аппарата соединяют со шлангом от коллектора 8, а второй закрывают заглушкой, после чего тележку вкатывают в шкаф и аппарат сушат в течение 4 часов. Последнюю операцию — заполнение тепло- обменных аппаратов фреоном до 0,2—0,3 ати— выполняют для того, чтобы избежать попадания в них воздуха и влаги. Инженеры Л. Г. КАПЛАН* Ю. М. ПЕТРУ ХИН
Продовольственный распределительный центр фирмы «Сейфуэй» в г. Ландовере Распределительный центр, расположенный в г. Ландовере в 13 км от г. Вашингтона, представляет собой комплекс 'складов и (расфасовочных цехов. Он предназначен для снабжения расфасованными товарами 209 продовольственных магазинов самообслуживания фирмы «Сейфуэй» в штате Мэриленд и считается одним из самых крупных и современных продовольственных распределительных центров США. Распределительный центр эксплуатируется с мая 1952 г. На участке площадью 19,3 га расположены семь примыкающих друг к другу одноэтажных зданий: — холодильник для мяса (размер 110X118 м), — холодильник для быстрозамороженных продуктов C9X119 ж), — холодильник для молочных продуктов C9X77 м), — склад хлебопекарных изделий C9X61 м), — склад разных грузов C1X64 м), — фруктово-овощной охлаждаемый склад A23Х Х104 м), — склад бакалейных товаров A41X188 ж). (Кроме того, на участке находятся авторемонтная мастерская, склад тары, мастерская по ремонту тары и площадка для стоянки B80 автомашин (рис. 1). Площадь всех зданий центра 68 тыс. м2. На складах распределительного центра хранится свыше 4000 различных марок товаров, которые входят в ассортимент розничных магазинов фирмы («Сейфуэй». То- Рис. 1. Планировка продовольственного распределительного центра фирмы «Сэйфуэй» (рамеры участка 19,3 га, из них под крышей 6,8 га): 1 — склад отходов и возврата то- ьаров из магазинов, 2 — склад возврата бутылок и тюковки, 3—навес для хранения ящиков, 4 — авторемонтная мастерская, 5 — площадка для стоянки 280 автомашин, 6" — проходная для рабочих и служащих, 7 — холодильник для мяса, 8 — холодильник для быстрозамороженных продуктов, 9 — холодильник для молочных продуктов, 10 — склад хлебопекарных изделий, 11 — склад разных грузов, 12 — фруктово-овощной охлаждаемый склад, 13 — склад бакалейных товаров, 14 — главные ворота.
62 За рубежом №т3 Рис. 2. Железнодорожная платформа. вары закупаются центром во всех районах США и доставляются по железной дороге и автотранспортом. Грузооборот центра достигает 10 т в неделю. Штат центра насчитывает 800 рабочих и служащих, работающих в 18 отделениях. Центр работает круглый год без выходных дней. Заказы магазинов поступают в течение дня, комплектуются вечером и ночью и рано утром продукты поставляются в магазины автотранспортом центра. /В автопарке центра имеется 460 большегрузных прицепов и полуприцепов с тягачами, в том числе 149 с машинным охлаждением. Для обслуживания каждого магазина требуется в среднем два большегрузных прицепа. Суточный пробег всех машин автопарка составляет около 18 тыс. км. Подъездной железнодорожный путь имеет четыре ответвления. Семь железнодорожных платформ обеспечивают одновременную разгрузку 70 (Железнодорожных вагонов. Расстояние между вагонами и платформой 1 м, что позволяет свободно открывать двери вагонов (рис. 2). При разгрузке перебрасывают с платформы в вагон трап, по которому в вагон въезжает аккумуляторная вилочная тележка с поддоном. По всему главному фасаду центра длиной 550 м расположена крытая автомобильная платформа шириной 6 м, у которой могут одновременно расположиться 132 полуприцепа. Платформа вместе со стоящими под погрузкой машинами перекрыта плоской крышей шириной 18 м (рис. 3). Длина кузова охлаждаемого полуприцепа 10 м. Кузов изолирован пенополистиролом (толщина слоя 100 мм). Холодильная установка системы Термокинг обеспечивает в кузове постоянную температуру на уровне от 0 до —20°. В задней стенке кузова полуприцепа, во всю ее ширину, предусмотрена двухстворчатая дверь. Створки двери откидываются на боковые стенки кузова, что создает большие удобства при погрузке -(рис. 4) Одноэтажные здания центра построены на деревянных . сваях длиной 7,5—9 м и лежащем на них железобетонном фундаменте. Стены зданий кирпичные, облицованы со стороны платформ глазурованной плиткой. Охлаждаемые помещения изолированы натуральной пробкой. Здание имеет металлический каркас — двутавровые стойки и прогоны, на которые уложены метал- Рис. 3. Автомобильная платформа. Рис. 4. Загрузка авторефрижератора. лические фермы с пролетом 8 м. По фермам проложены сборные железобетонные плиты, образующие основание для плоской крыши. Высота помещений до нижнего пояса ферм — около 7 м. Полы в камерах и на платформах — цементные. Освещение люминесцентное. Всего установлено 15 000 светильников. Все здания оборудованы сприн- клерной системой пожаротушения (около 10 000 спринклеров) . Большой интерес представляет применяемая на распределительном центре система снабжения розничных магазинов охлажденным созревшим мясом. Холодильник для мяса имеет площадь около 13 000 ж2, включая цехи по разрубке и фасовке мяса и холодильные камеры. Говяжье мясо высшего сорта i(no американской градации сорт 1«чойс») закупается в разных районах США, в сцен овном в Чикаго, и доставляется в охлаждаемых железнодорожных вагонах iC5°/o) и автокузовах F5%). За неделю пропускается до 1100 т мяса. Железнодорожная платформа холодильника может принять для разгрузки одновременно 12 вагонов. Мясо из вагонов или автокузовов перевешивается на однорельсовый подвесной путь. Так как мясо поступает только в четвертинах, .высота подвесного пути небольшая B,25 м). Протяженность подвесных путей на холодильнике составляет 3,2 км. При приемке мяса производится инспекция качества и 'взвешивание. Четвертины взвешивают партиями (по
№ 3 Продовольственный распределительный центр фирмы «Сейфуэй» в г. Ландовере 63 4 шт.). Каждую партию снабжают ярлыком с указанием даты убоя. Затем мясо поступает <в отделение обрезки, где с четвертин срезают почечный жир, почки, пашину, рульки, после чего его направляют ib камеру созревания. Площадь камеры 2300 м2. На ее подвесных путях вмещаются 10 000 четвертин, т. е. 600 т мяса. Камера охлаждается сухими аммиачными воздухоохладителями фирмы «Йорк». В ней поддерживается температур/а ,1—1,5° при влажности воздуха 88—92%. Мясо поступает на холодильник на 4—5-ый день после убоя (два дня выдерживается на .мясокомбинате и два—три дня перевозится по железной дороге на расстояние 1000—2000 км). На холодильнике его дополнительно выдерживают для созревания: передние четвертины 7 дней, задние 4—5 дней. Общий срок созревания мяса до момента потребления 9—12 дней. Хотя процесс созревания требует дополнительных затрат и связан с потерей веса до 1%, администрация фирмы «Сейфуэй» считает, что улучшение качества мяса при созревании настолько значительно, что с избытком оправдывает расходы и обеспечивает все возрастающий сбыт мяса за счет вытеснения мелких (торговцев. В разрубочном цехе холодильника задние четвертины после созревания делят в подвешенном состоянии на крупные куски; обвалку их заканчивают на столах (ножами вручную). /Куски бескостного мяса складывают в .металлические ящики и подвозят к линиям упаковки. Линия упаковки представляет собой ряд столов из нержавеющей стали, между которыми проходит конвейерная лента. На .столах с помощью особого приспособления работницы вручную вкладывают куски бескостного мяса весом по 2—3 кг в пакеты из сарановой пленки. Конвейерная лента подает пакеты к вакуумной машине Криовак. Конец пакета вручную обжимают вокруг мундштука, через который из пакета высасывается воздух. Затем конец пакета перекручивается вращением мундштука и обтягивается металлической скобой. Закрытые пакеты проходят на конвейере через горячий душ, в результате термопластический саран размягчается и плотно, без воздушных мешков, обтягивает поверхность мяса. Такая упаковка значительно удлиняет срок хранения охлажденного мяса. Готовые пакеты укладывают в картонные ящики и хранят в холодильной камере до отправки в магазины; часть пакетов, предназначенных для более длительного хранения, замораживают в низкотемпературной камере при —23°. Передние четвертины после созревания делят ленточной пилой на крупные отрубы, которые обваливают, за исключением отрубов «жаркое на ребрах», поступающих в продажу с костями. Крупные куски мякоти направляют на завертку. Мясо доставляется из центра я магазины в виде задних четвертин и лопаток и в виде крупных кусков без костей. В охлаждаемых подсобных помещениях магазинов мясо режут на более мелкие порции и упаковывают в синтетическую пленку. Авторефрижераторы, доставляющие мясо в магазины,, ежедневно моют внутри горячей водой и обрабатывают паром. Из мясных обрезков с добавлением некоторого количества говяжьего жира приготовляется на волчках фарш. Колбасные шприцы набивают фарш в сара- новые цилиндрические оболочки, один конец которых скрепляется металлическими зажимами из железной проволоки диаметром 3 мм. Диаметр оболочки 12 см, длина батона 45 см, вес около 4,5 кг. После набивки фарша открытый конец оболочки перекручивается и стягивается таким же зажимом. Батоны отправляют в розничные магазины. В подсобных помещениях магазинов перед продажей их режут поперек на более мелкие порции и помещают в пакеты из пленки. Корндбиф приготовляют из бескостной грудинки путем шприцевания ее (рассолом и последующей выдержки в поеольном чане. .После посола грудинка измельчается на волчке и набивается колбасным шприцем в сара- новые цилиндрические оболочки диаметром 12 см. Каждый батон длиной 25 см и весом около 2,5 кг вакууми- руется машиной Криовак и пропускается через горячий душ, как это описано выше. Срезанный с мяса лишний жир (вместе с почечным) продают для приготовления мыла; кости — для вытопки жира и производства желатина. Во всех цехах для обработки и упаковки мяса поддерживается с помощью кондиционеров температура 10°. Холодильник для быстрозамороженных продуктов в мелкой расфасовке (фруктов, овощей, рыбных продуктов, мяса, кулинарных изделий и готовых блюд различных фирм) имеет три камеры общей площадью 4600 м2. В камерах поддерживается температура от —18 до —21° с помощью сухих аммиачных воздухоохладителей фирмы «Йорк». Камеры оборудованы металлическими двух- пли трехэтажными стеллажами, на которых хранятся грузовые пакеты на поддонах. Для защиты изоляции от повреждений грузом стены обшиты деревянными решетками. Автоматические раздвижные двери фирмы «Кларк» Ор-ис. 5) имеют воздушную завесу, причем вентиляторы находятся внутри камеры, а не на (платформе, как обычно. Завеса создается струей холодного воздуха. В камерах холодильников для молочных продуктов и на фруктово-овощном охлаждаемом складе имеются также обычные двухпольные двери со шлюзовыми створками. Подбор заказов для магазинов и упаковка их на поддонах осуществляются в камерах хранения. Персонал, работающий в низкотемпературных камерах, снабжен утепленной спецодеждой. Рис. 5. Автоматическая раздвижная дверь фирмы «Кларк».
64 За рубежом № 3 Заказы доставляются в магазины в низкотемпературных прицепах. Мелкие заказы иногда отправляются в изотермических неохлаждаемых контейнерах емкостью 200 кг. Эти контейнеры транспортируются в магазины вместе с другими товарами ib авторефрижераторах с температурой 0°. Такая система доставки практикуется, в частности, для снабжения магазинов, очень отдаленных от распределительного центра. Используются также контейнеры емкостью около 100 кг с мягкой изоляцией. Холодильник для молочных продуктов имеет площадь 3000 м2. Масло и маргарин поступают с заводов уже в расфасованном виде. В распределительном центре их хранят при 0° непродолжительное время до отправки в розничные магазины. На холодильнике производится лишь фасовка сыра. Сыр режут, расфасовывают мелкими порциями и упаковывают в пакеты из синтетической пленки с горячей заклейкой швов под вакуумом. Непроницаемая упаковка предотвращает высыхание ломтиков сыра и вытекание из них жира. Молочные продукты доставляют в магазины в охлаждаемых полуприцепах с температурой 0°. Молоко и другие молочные продукты (шоколадное молоко, кислая пахта и др.) в распределительный центр не завозятся, а доставляются в розничные магазины непосредственно с молочного завода фирмы «Сейфуэй», находящегося в г. Вашингтоне. Молоко реализуется в невозвратной таре — в прямоугольных картонных коробках. Ф tp у к т о в о-о вощной охлаждаемый склад имеет площадь 12 700 м2. В нем расположены десять холодильных камер с различными температурными режимами для хранения различных видов плодов и овощей, восемь камер \для созревания бананов и большой зал для сортировки, расфасовки и комплектования заказов. В зале с помощью кондиционеров поддерживается температура 10°. Большая, часть бананов доставляется из Центральной Америки обычным способом: большими гроздьями, обернутыми в ткань, В камерах созревания гроздья развешивают на веревках с узлами в два яруса по высоте. Развеска очень плотная, гроздья соприкасаются друг с другом. В последнее время бананы доставляются также небольшими гроздьями в фанерно-картонных ящиках весом нетто 19 кг. • Рис. 6. Напольный цепной конвейер на складе бакалейных товаров. Все товары, кроме охлажденного мяса, некоторых фруктов и овощей, хранятся на поддонах. Погрузочные работы механизированы с помощью аккумуляторных вилочных погрузчиков и тележек. Часть вилочных тележек — ведомая. Имеется большая зарядная станция. На складе бакалейных товаров применен поточный способ комплектования заказов с помощью напольного цепного конвейера, установленного в проходах между стеллажами (рис. 6). Под полом проложена конвейерная цепь, которая с помощью уходящего через щель в полу штыря тянет П-образные тележки на четырех роликах. Скорость движения конвейера 0,1 м/сек. /На тележку ставится (пустой поддон. По мере ее движения между стеллажами сопровождающий перекладывает со стеллажей на поддон нужные ящики и коробки. С задней стороны стеллажа имеется проход для вилочных погрузчиков, с помощью которых убирается пустой поддон и загружается новый поддон с товаром. Каждая марка товара имеет свое постоянное место на стеллаже и условный номер, по которому производится заказ товара магазинами и учет. ПРОДОЛЖАЕТСЯ ПОДПИСКА НА ВТОРОЕ ПОЛУГОДИЕ 1963 г. НА ЖУРНАЛ «ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА» (Год издания 40-й) Подписка принимается в пунктах подписки «Союзпечать», почтамтах, конторах и отделениях связи, а также общественными распространителями печати на предприятиях, в учреждениях и учебных заведениях. Недостающие номера журнала редакция может выслать подписчикам наложенным платежом по их письменным заказам. АДРЕС РЕДАКЦИИ: Москва, И-434, ул. Костякова, 12.
иностранной техники i Применение термоэлектрического охлаждения за рубежом Эффект Пельтье, открытый еще в прошлом столетии, стали применять для практических целей только в 50-х годах XX века. Начавшееся использование термоэлектрического охлаждения в технике и для бытовых целей связано с открытием и изучением неизвестных ранее свойств полупроводниковых материалов, позволивших резко повысить энергетические показатели аппаратов, основанных на эффекте Пельтье. Теория энергетического применения термоэлементов из полупроводников разработана впервые академиком А. Ф. Иоффе и развивалась под его руководством сотрудниками Ленинградского физико-технического института и Института полупроводников АН СССР. Эта теория явилась основой последующих успехов в использовании термоэлектрической системы охлаждения как в СССР, так и за рубежом. Совершенствование полупроводниковых холодильных устройств идет в следующих направлениях: — изыскание новых полупроводниковых материалов с более высокими значениями введенного А. Ф. Иоффе коэффициента добротности, или эффективности, — _L z = "Т" ' °к~ (здесь: а — коэффициент термо-э.д.с; X — теплопроводность; а — электропроводность материала); — совершенствование технологии производства и снижение стоимости полупроводниковых сплавов; — улучшение внешнего теплообмена и уменьшение внутренних (вредных) термических сопротивлений аппаратов. Далее рассматриваются области применения термоэлектрической системы охлаждения, характеристики изготовляемых аппаратов и батарей, применяемые материалы и их свойства, а также приведены некоторые сведения о стоимости этих материалов во Франции, Японии, ФРГ и США, где термоэлектрические холодильные устройства получили заметное распространение. В частности, в США над созданием таких устройств работало в 1962 г. более 50 фирм, среди них такие, как «Текумсе», «Кэрьер», «Йорк»,^«Вестингауз», выпускающие холодильные компрессоры и агрегаты. Основные области применения термоэлектрического охлаждения: домашние холодильники и морозилки; льдогенераторы кубикового льда; охладители питьевой воды; установки для охлаждения счетно-решающих и управляющих устройств, в том числе миниатюрные, так называемые местные охладители — Spot coolers, отводящие тепло от элементов электронных схем; лабораторные приборы; холодильные установки для подводного военно-морского флота. В последних особо ценится бесшумность и надежность охлаждения с помощью эффекта Пельтье. Домашние холодильники с термоэлектрическим охлаждением изготовляют емкостью от 7 до 96 л. Большая часть выпускаемых моделей имеет емкость 30—40 л. В холодильниках с внутренним объемом более 30 л, как правило, два отделения: для хранения охлажденных продуктов и низкотемпературное. Охлаждающие батареи холодильников питаются от сети переменного тока напряжением 115 в либо 220; B30) в или же от источника постоянного тока напряже-' нием 12 в. Выпрямитель и трансформатор, включенные! в схему питания от сети переменного тока, встроены Ф шкаф и обычно расположены у задней стенки. Холодильники малого размера снабжены, кроме того, аккумуляторными батареями. На рис. 1 показан настольный холодильник фирмы «Райт» (США). Его наружные размеры: ширина 560, глубина 520, высота 382 мм, внутренний объем 32 л, вес 32 кг. Размеры низкотемпературного отделения 1-10X160X190 мм. В этом отделении помещены два выдвижных противня для замораживания кубикового льда (на 35 кубиков каждый). Наружная облицовка холодильника металлическая, с виниловым покрытием, имитирующим дубовую фанеру. Холодильник присоединяют к сети переменного тока напряжением 115 в. В него встроены трансформатор,
66 Новости иностранной техники М 3 Рис. 1. Термоэлектрические холодильники: а — настольный, фирмы «Райт», б — обычной формы, фирмы «Сэнио». выпрямитель и дроссель, через которые питается термоэлектрическая батарея. Температуру регулируют при помощи термостата. Ребра горячих спаев поверхностью 0,26 м2 охлаждаются воздухом, приводимым в движение вентилятором. Тепло из отделения для охлажденных продуктов отводится через внутреннюю облицовку, к которой примыкает холодная поверхность батареи. Рис. 2. Термоэлектрический воздухоохладитель низкотемпературной камеры для хранения продуктов Дверца холодильника укреплена на горизонтальных петлях и открывается вниз (поворачиваясь на 90°). В открытом положении дверца может служить полочкой для временного размещения продуктов. Холодильник предназначен для использования в домашних условиях, в номерах гостиниц, передвижных дачах-автоприцепа% медицинских учреждениях. Домашний холодк ^ник обычной формы, разработанный японской фирмой «Сэнио», имеет внешние размеры 520X590X1025 мм, емкость 96 л. Его марка TR-101. При наружной температуре 30° в отделении для хранения охлажденных продуктов может поддерживаться температура 0°; в морозильном отделении — 21°. В последнем может быть заморожено в течение часа 400 см* воды. Источником холода служит батарея 16 STM-25. Расход электроэнергии 175 вт *. Холодильник емкостью 35 л той же фирмы демонстрировался на одной из английских выставок в 1962 г. Его внутренние размеры 370X300X320 мм, наружные— 415X640X470 мм, вес 35 кг. Потребляемая мощность 160 ет. Батареи типа STM-1021 6 р. с. г. питаются от сети переменного тока напряжением 230 в. Охлаждение горячих спаев воздушное с принудительной циркуляцией. При температуре окружающей среды 30° в холодильнике через час после включения устанавливается температура 7,5°, через два часа — 5°. Образец A961 г.) домашнего холодильника фирмы «Сэнио» [1,2] показан на рис. 1, б. Для легковых автомобилей и моторных лодок фирма «Райт» изготовляет модель переносного холодильника емкостью 17 л. Этот холодильник может быть присоединен к сети переменного тока напряжением 115 в, к аккумулятору автомобиля A2 в) или же питаться от встроенной в него аккумуляторной батареи. Когда холодильник питается от внешнего источника тока, аккумуляторная батарея автоматически заряжается. По данным фирмы, при работе холодильника на переменном токе расход мощности составляет 20 вт. Вес холодильника без аккумуляторной батареи 10 кг, с батареей 16,3 кг. Примером более крупных термоэлектрических установок для хранения продуктов питания могут служить две * Эта величина, указываемая фирмой, представляется заниженной.
№3 Применение термоэлектрического охлаждения за рубежом 67 продовольственные камеры с полупроводниковыми воздухоохладителями (рис. 2), сооруженные на подводной лодке [3]. Емкость камер 6 т. В них хранят замороженные или охлажденные продукты. Температура хранения замороженных продуктов — 17,8°. Воздухоохладитель одной из камер состоит из 360 батарей (по 24 элемента), собранных в панели. На рис. 2 видны кабели, подводящие к аппарату электрический ток, и штуцеры для присоединения трубопроводов воды, охлаждающей горячие спаи. Температура воды, поступающей из водоохладителя судовой системы кондиционирования воздуха, равна 1.2,8°. Воздух из камеры входит в воздухоохладитель с температурой —17,8°. При указанных температурных условиях холодопроизводи- тельность аппарата 2400 ккал/час, холодильный коэффициент 0,31. В воздухоохладителе, обслуживающем вторую камеру, которая предназначена для хранения либо охлажденных, либо замороженных продуктов, 3456 термоэлементов, объединенных в 144 батареи. Холодопроизводитель- ность этого воздухоохладителя при указанных выше температурах воздуха и воды 960 ккал/час, вес 295 кг. Интересно отметить, что компрессионные агрегаты холодильных машин ИФ-49 и ИФ-56, имеющие при температуре кипения —30° холодопроизводительность 1000 ккал/час, весят 235 и 195 кг. С учетом веса испарителя (батарей, работающих при свободном движении воздуха, или обдуваемого пластинчатого змеевика) вес компрессионной холодильной машины не намного отличается от веса описанного термоэлектрического устройства. Льдогенератор пищевого льда с термоэлектрической системой охлаждения разработан фирмой «Йорк» [4]. Суточная производительность аппарата 12,3 кг льда (в виде маленьких шестигранных призм). Особенностью льдогенератора является примененная в нем печатная схема электрической коммутации. Льдогенератор питается от сети переменного тока. Он предназначен для ресторанов, кемпингов, лечебных учреждений и т. п. Стоимость его ниже стоимости льдогенераторов с компрессионной холодильной установкой. Водоохладители, в которых используется эффект Пельтье, предназначены, согласно фирменным данным, преимущественно для снабжения холодной водой персонала небольших конторских помещений. Образец такого охладителя фирмы «Дженерал электрик» [5] показан на рис. 3. Рис. 3. Водоохладитель для конторских помещений. Водоохладитель большего размера для военно-морского флота США изготовлен фирмой «Вестингауз». Он состоит из нескольких батарей, по 432 термоэлемента в 10 20 30 40 50 601%а б Рис. 4. Панель производительностью 500 ккал/час воздухоохладителя фирмы «Кэрьер»: а — внешний вид, б — энергетические характеристики при различной средней температуре охлаждающей воды.
68 Новости иностранной техники Но 3 каждой. Диаметр ветвей термоэлементов 10,7 мм, высота 6,3 мм. Батарея имеет форму плиты толщиной 76 мм и площадью (в плане) 0,093 м2. В качестве теплопереда- ющей поверхности в батарее использованы залитые в алюминий медноникелевые трубы, устойчивые по отношению к морской воде, охлаждающей горячие спаи. При температуре охлаждающей воды 29,5°, расходе 680 л/час и силе тока около 18 а холодопроизводитель- ность батареи 300 ккал/час, а холодильный коэффициент равен 1 [3]. Кондиционеры. Воздухоохладитель для системы кондиционирования подводной лодки разработан фирмой «Кэрьер» (рис. 4). Аппарат установлен в воздушном канале. Тепло от горячих спаев отводится морской водой, поступающей с температурой 35°. Внешние размеры воздухоохладителя во фронтальном сечении 432X420X305 мм. В нем шесть панелей. В каждой панели четыре батареи по 65 термоэлементов. Диаметр ветвей термоэлементов 12 мм, высота 3,5 мм. Общий вес использованного в охладителе полупроводникового материала 9,1 кг. Характеристики аппарата при работе в режиме охлаждения, температуре входящего воздуха 29,4° и относительной влажности 50% даны на рис. 4, б. Для кондиционирования.воздуха в автобусах создан образец термоэлектрического кондиционера холодопро- изводительностью 900 ккал/час, охлаждающего 280 м3 воздуха в час на 11°.При этом его холодильный коэффициент равен 1,05. В кондиционере 840 термоэлементов, объединенных в 20 батарей. Горячие спаи обдуваются воздухом [6,7]. Для охлаждения электронной управляющей аппаратуры ракет разработан кондиционер холодопроизводитель- ностью 1500 ккал/час (рис. 5). Его размеры 584Х914Х Х305 мм. Термоэлементы изготовлены из теллурида висмута. Горячая и холодная стороны аппарата разделены изолированной панелью толщиной около 100 мм [8]. Чтобы придать кондиционеру плоскую форму, необходимую для его размещения в стенке приборного отсека ракеты, в нем установлены вместо занимающих сравнительно много места обычных вентиляторов восемь миниатюрных высокооборотных вентиляторов, расположенных на передней панели. Образцы местных термоэлектрических охладителей показаны на рис. 6 [9]. Каскадная батарея охладителя nMJlo^a^jBj^^ поддерживает в нем заданную температуру, близкую* к ]=г80^. От 1<аскадноиГоатареи теплсГ передаеТсУ^ебра^ "горячих спаев, обдуваемых миниатюрным вентилятором. Вес прибора вместе с батареей и вентилятором 710 г. Oшa^^eль^Jшщюxsш^^l]^ показанный на рис. 6, б, поддерживает температуру столика прибора, обеспечивающую получение необходимых срезов. Батареи массового изготовления. Кроме описанных комплектных охлаждающих аппаратов, выпускаются универсальные батареи различной холодопроизводительно- сти, которые можно использовать в разнообразных холодильных установках. Некоторые из батарей снабжены ребрами для отвода тепла от охлаждаемого объекта, а также от горячих спаев. Име^тдя..батареи^„ОШШШНсн ванные^с^еентилятором, подающим воздух для охлаж- "ЙШЙя"" спаевГ-""'"'"" *~™~ На рис. 7, а и б показаны типичные батареи отдела «Огайо семикондакторз» фирмы «Текумсе» [10]. Одна из батарей TU-6F снабжена вентилятором, уста- Рис. 5. Кондиционер для охлаждения электронных устройств ракет; а — схема устройства: / — ребра горячих спаев, 2 — вентиляторы, 3 — стенка приборного отсека ракеты, 4 — поворачивающиеся лопатки; б — внешний вид со стороны горячих спаев.
№ 3 Применение термоэлектрического охлаждения за рубежом 69 Рис. 7. Термоэлектрические батареи: а — Peltron TU-6 с внешним вентилятором, б — Peltron TU-6F со встроен - ным вентилятором, в — F-32. " " объекта. Для монтажа батареи в стенке охлаждаемого устройства служит прямоугольный фланец с отверстиями для болтов. В типовую схему питания батареи от сети переменного тока входят трансформатор, два диода и дроссель. На рис. 7, в показана батарея меньшей холодопроиз- водительности без теплопередающих ребер [11]. Ее ширина 43, длина 49, толщина 6,1 мм. При температуре горячих спаев 27°, силе тока 15 а и разности температур от 10 до 50° холодопроизводительность батареи меняется от 28,2 до 5,2 ккал/час. На рис. 8 показаны характеристики батарей Peltron. Приведенные кривые соответствуют значению «коэффициента пульсации» — отношения амплитуды первой гармоники к среднему значению силы тока, подводимого к батарее, — не более 10*Vo. Разность температур между спаями термоэлемента и холодной плитой составляет 5,5°. При определении хо- лодопроизводительности батареи принимают температуру горячих спаев Тт на 10—15° выше температуры окружающей среды. Воздух, охлаждающий горячие спаи, всасывается вентилятором у центра батареи и, пройдя вдоль ребер, укрепленных на спаях, выходит из нее в торцах. В батарее TU-6 с внешним (не встроенным)" вентилятором при подаче к горячим спаям 170 ж3 воздуха в час, разность температур основания ребер и окружающей среды равна 11,1°. Батареи сходной конструкции выпускает в ФРГ фирма «Сименс-Шуккерт». Одна из типичных батарей этой фирмы — Sirigor-18/5 D0X40X8 мм) состоит из 18 термоэлементов с диаметром ветвей 5 мм. Ее внутреннее сопротивление 70 мом, максимальная допустимая сила тока 18 а, температура горячих спаев до 110°, номинальная холодопроизводительность 12,9 ккал/час при коэффициенте пульсации тока не более 10% [12]. Батареи номинальной холодопроизводительностью а Рис. 6. Местные малогабаритные охладители; а — каскадный охладитель фирмы «Борг-Уорнер»: 7 — приемник инфракрасных лучей, 2 — термоэлектрическая каскадная батарея, 3 — ребра горячих спаев, 4 — вентилятор с электродвигателем; б — охладитель микротома: / — холодная поверхность, 2, 4 —- штуцеры для подвода и отвода охлаждающей воды, 3 — электрические питающие провода. новленным вблизи ребер горячих спаев. Батарея может длительно работать при силе тока до 30 а. Ее размеры в плане 215X121 мм, высота с кожухом вентилятора 127 мм. Тепло от охлаждаемых объекта или среды отводится к холодным спаям через верхнюю плиту батареи. В этой плите девять углублений с нарезкой для крепления теплоотдающей поверхности охлаждаемого
70 Новости иностранной техники № 3 *'& во 30 го\ ю /' у' \s 1*30а 1 i 73^ ^1 X' / /' Xх J.' X1 х' Гц^ ? ^^ 5JJ.' 1J- *> # -^ <** ^ У^ х%^ ^ ^  > —1 -40-Я7 Q 20 40 60 80 W0 120 а Ьс.'С & SO i t^ 50 40 30 20 10 0 30а \ГО ^25 4?п /•¦Ш+- Ьх*32* \ 25 50 д 75 100 Q ккал/час Рис. 8. Характеристика батареи Peltron TU-6: а — зависимость между холодо- производителыюстью, разностью температур и температурой охлаждающей среды; б - зависимость между силой тока, требуемой холодопроизводитель- ностью и разностью температур. 1—5 вт для местных охладителей изготовляет французская, фирма SACM (Эльзасское общество механических конструкций). Эти батареи рассчитаны на питание током силой до 30 а при напряжении до 2 в. Они могут создавать разность температур на горячей и холодной сторонах до 60°. Максимально допустимая температура горячих спаев 150°. Батарея производительностью 5 вт имеет размеры 47X47X13 мм, а производительностью 1 вт — — 45X23X7 мм. Способ закрепления ребер на коммутационных пластинах, их электрическая изоляция и термическое сопротивление в месте контакта с термоэлементами в значительной степени определяют холодопроизводитель- ность и холодильный коэффициент батарей. Для пайки термоэлементов и батарей выпущены специальные припои. Для электрической изоляции отдельных частей термоэлектрических батарей фирма RCA )(«Радио корпорей- шен оф Америка») применяет керамический материал с примесью окиси алюминия [3], который приклеивают эпоксидной смолой или припаивают. Внешняя поверхность керамики металлизирована и к ней припаивают тепловоспринимающую поверхность холодной стороны батареи. Теплопередающие поверхности (ребра) горячих спаев прижимают к металлизированной поверхности керамики под давлением. Для создания теплового контакта между термоэлементами и теплопередающей поверхностью аппаратов фирма «Вестингауз» использует алюминиевую плиту, которую приклеивают к коммутационным пластинам смесью эпоксидной смолы и окиси бериллия. Чтобы улучшить теплообмен, на плиту наносят тонкий слой силиконовой смазки. В описанном выше охладителе фирмы «Вестингауз» электрической изоляцией служит окись алюминия, нанесенная путем распыливания на теплопередающую поверхность. В качестве коммутационных пластин горячих спаев применяют слой меди, также нанесенный распыли- ванием на основания ребер, которым придана нужная для присоединения к спаям форма. Омедненные указанным способом основания ребер припаяны к горячей стороне термоэлементов. Холодные спаи в этом аппарате прижаты к оксидированной теплопередающей поверхности, причем для улучшения теплообмена использована силиконовая смазка. В кондиционере фирмы «Кэрьер» на ребра путем распыливания нанесен слой окиси алюминия, а затем слой меди. Омедненной стороной ребра припаяны к термоэлементам. Полупроводниковые материалы и полуфабрикаты. Наряду с аппаратами и батареями многие фирмы поставляют стержни из полупроводниковых сплавов и готовые ветви термоэлементов. Материалы с р- и п- проводимостью изготовляют в виде круглых стержней диаметром от 3 мм, ветви термоэлементов — в виде столбиков высотой от 4 до 15 мм круглого или квадратного сечения. Некоторые термоэлементы делают с вогнутой торцовой поверхностью. Это позволяет увеличить площадь соприкосновения и уменьшить термические сопротивления в местах контакта, а также снизить расход полупроводниковых материалов [19]. Большинство термоэлементов изготовлено из сплавов iBi2 Тез—St>> Тез — положительная ветвь — и Bi2 Тез—Bi2 Без — отрицательная ветвь. Значения z, гарантируемые изготовителями, находятся в пределах от 2,5X10 ~ь до 3,2X10-3—• Имеются сведения об исследованиях ряда перспективных материалов [13, 14, 15]. Установлено например, что ! пропорциональная z величина а20 некоторых сплавов * кадмия значительно выше, чем у Bi2 Тез, а теплопроводность сплава Ag Sb Te2, обратно пропорциональ- \ ная z, намного ниже, чем у других теллур ид ов. Обнаде- ;живающие данные получены с материалами типа Tn2 TeP, In As, обладающими наиболее низкими из известных значений решетчатой теплопроводности % (до ; 2,2Х1С—Звт/см град), связанной с эффективностью соотношением z « — [20]. х Исходя из известных ныне данных о теплопроводности твердых полупроводниковых веществ, в качестве предельной величины коэффициента эффективности указывается 10X10-3 —[15]. К, Наложение внешнего магнитного поля является одним из средств, позволяющих существенно повысить коэффициент эффективности некоторых полупроводников. Так, поместив полупроводниковый материал в маг4-
№ 3 Применение термоэлектрического охлаждения за рубежом 71 нитное поле напряжением 16000 гс при комнатной температуре, удалось повысить z почти вдвое (с 1,7 до 1 \ ЗХЛО — 3;— • В магнитном поле напряжением всего °К / 700 гс при температуре 93°К было получено значение 1 2; = 7,ЗХ10-3;—.Такое поле можно создать,пользуясь °К постоянным магнитом [16]. Стоимость материалов и особенно готовых термоэлектрических батарей очень существенно меняется в зависимости от объема поставки. Фирма «Мелкор» '(США) продает термоэлектрические сплавы в виде стержней по следующей цене за 1 кг'. дующих данных: в 1954 г. г = 1,5ХЮ~з -—; в 1960 г. Диаметр, мм 3 4 5 7-^-38 Ценд в долларах при заказе 5 кг 50 кг 1100 935 660 627 880 770 386 330 При заказе партии весом более 50 кг цена снижается еще больше. Батареи TU-6 продавались в 1962 г. по следующим ценам: Заказ в шт. ДО 9 » 25 » 99 » 999 Цена sa 1 батарею в долларах в % 295 100 235 80 180 61 ПО 37 Таким образом, по мере увеличения объема производства термоэлектрических установок происходит весьма значительное (в 2—3 раза) снижение стоимости. Ниже приведено примерное распределение затрат на изготовление термоэлектрических охлаждающих устройств из материалов с 2 = ЗхЮ-з —¦ [17]: К Холопроизводительность, ккал/час 25 76 252 Стоимость системы питания электрическим током, °/о ...... 41,5 31 24 Стоимость полупроводниковых материалов, °/о 36 46,5 57 Заработная плата и вспомогательные материалы, °/о 8,5 11 13 Прочие расходы^ °/о 14 11,5 6 Как видно из приведенных данных, с увеличением производительности батареи возрастает доля затрат на полупроводниковые материалы и заработную плату. В то же время общие затраты быстро снижаются в результате усовершенствования технологии, повышения коэффициента эффективности, расширения объема производства. Темп улучшения качества материалов виден из сле- 2 = 3,5 X 10—3 •К ' а позднее получены 'кристаллы с г = 5x10-3 — [18]. Исходя из этих соображений, в зарубежной литературе имеется ряд прогнозов о снижении в ближайшие годы стоимости термоэлектрических холодильных установок. Указывается, в частности, что батарея холодопро- изводительностью 200 ккал/час будет стоить через 2—3 года не больше 3 фунтов стерлингов, а 1 кг полупроводниковых материалов—около 5 фунтов стерлингов, стоимость же термоэлектрического холодильного шкафа сравняется со стоимостью компрессионного в 1966 г. ЛИТЕРАТУРА 1. R. W. В г © w п, «Modern Refrigeration», 1961, X. 2. Проспект Международной выставки по холодильной технике, Англия, 1962. 3. А. Ф. Ф и л л и п с, Термоэлектрические холодильные установки и воздушные кондиционеры подводных лодок, Доклад на заседании 3-й комиссии МИХ в Нью- Йорке, 1962, сентябрь. 4. «Refrigerating Service and Contracting», 1962, III. 5. /«Air Conditioning, Heating and Refrigerating News», 1962, 12/111. 6. Реферативный журнал Института научной информации АН СССР, 34.15.46. 7. Уэмура Кинъити. Нихон кикай гаккайси (Инджинирс), 1961, № 508. 8. «Air Conditioning, Heating and Refrigerating News», 1962, 22/1. 9. Проспект фирмы «Борг-Уорнер». 10. Проспект PL-6/62-5m отдела «Огайо семикон- дакторз» фирмы «Текумсе». 11. Проспект фирмы «Нидко» № 1.06-66 от 7.VII 1961 г. и др. 12. Проспект фирмы «Сименс-Шуккерт» SSW 426 1/290. 13. W. J. T u r n e r, A. S. F i s с h I e r, W. E. Reese, «Phys. Review», vol. 121, 1961, № 3. 14. R. Wolfe, J. H. Wernick, S. E. Haszko, . Phys», vol. 31, 1960, № 11. J. Goldsmith, R. T. Delves, «J. of Refri- K 1961, Sept/Oct; «G. E. С Journal», vol. 28, 3. В erg vail, «KylteknSsk tidskrift», 1962, № 3, «J. Appl 15. H. geratiom 1961, № 16. P. 12/VI. 17. D W. S с о f i e 1 d, P. F. Taylor, L. A. Staeb- ler, «ASHRAE Journal», 1960, VII. 18. «VDI Zeitschrift», vol. 104, 1962, № 7. 19. «Domestic Equipment Trader arid Housware Review», vol. 13, 1962, № 12, Oct. 20. Haake, «Kaltetechnik», 1962, № 3. Канд. техн. наук Д. М> ИОФФЕ
72 Новости иностранной техники № 3 Анализ неисправностей малых холодильных машин Б 1961—1962 гг. был проведен анализ данных одной из фирм США по обслуживанию 16000 холодильных машин торгового типа, находящихся в эксплуатации в течение 5 лет. В табл. 1 представлены данные о количестве аварийных вызовов за 1957—1961 гг. и некоторые статьи эксплуатационных расходов. Таблица 1 Основные показатели Общее число обслуживаемых из них: герметичных . открытого типа Общее число вызовов .... Среднее число вызовов на 100 | герметичных . открытого типа Стоимость материала на одну машину, доллары Затрата времени на один вызов, чел.-час . . 1957 г. 12978 8478 4500 13792 114 95 128 10,96 3,88 1958 г. 14784 9184 5600 16828 117 99 139 12,08 3,61 1959 г. 15266 10716 4550 17803 119 104 146 12,92 3,45 I960 г. 15788 11088 4700 15630 100 83 127 12,15 3,76 1961 г. 16077 11737 4340 17288 108 100 128 13,99 3,70 Как видно из табл. 1, на каждые 100 машин ежегодно приходится в среднем 110—112 вызовов. При этом по герметичным машинам число вызовов составляет 96, а по машинам открытого типа — достигает 134. Это свидетельствует о большей надежности герметичных машин. Из данных таблицы видно также, что число вызовов на 100 машин с каждым годом уменьшается. Некоторое увеличение их в 1959 и 1961 гг. объясняется большим количеством теплых дней в эти годы. Анализ частоты вызовов в различные периоды одного года показывает, что зимой число вызовов как по герметичным машинам, так и по машинам открытого типа значительно меньше, чем летом. По данным за 1960 г., среднее число вызовов на 100 компрессоров открытого типа, работающих на фреонеЛ2, составило ПО, причем летом оно возросло до 130, а зимой снизилось до 72. В машинах, работающих на фреоне-22, среднее число вызовов было равно 80, причем летом оно достигло 150, а зимой уменьшилось до 26. Как было отмечено, среднее число вызовов на 100 машин равно примерно ПО в год, т. е. 1,1 вызова на одну машину. Однако 45,2% всех машин G235 шт.) в течение 1961 г. работали безотказно. По машинам, составляющим 27,2% всего количества был 1 вызов, 15°/о—2, 7%—3, 3%—4, 1,5%—5, 0,6%—6 и 0,2Vo—7 и более вызовов. ; ; Таким образом, сравнительно небольшое число машин B8%) имели по два, три и больше вызовов. На эту группу машин приходится 73% от общего числа вызовов. Повторные вызовы в 1957 г. составили 6% от общего числа вызовов, в 1959 г. — 4% и в 1961 г. — 4,8%. На отдельных участках число повторных вызовов значительно превышает эти средние данные, что говорит о низком качестве технического обслуживания. Интересно отметить, что магазины, расположенные вблизи ремонтного участка, делали вызовы чаще, чем магазины, находящиеся в отдаленных районах. Это объясняется психологическим фактором: зная, что мастерская рядом, владельцы магазинов вызывают механиков для устранения мелких неисправностей, которые могут быть ликвидированы своими силами. По машинам с воздушным охлаждением конденсатора, работающим на фреоне-12, среднее число вызовов на 100 машин составляет 130, а по аналогичным машинам на фреоне-22—83. По машинам с водяным охлаждением конденсатора, заряженным фреоном-12, приходится на каждые 100 машин в среднем 113 вызовов, а заряженным фреоном-22— 108. Приведенные цифры опровергают мнение о том, что машины, работающие на фреоне-22, менее надежны вследствие более высокого давления в системе. По сведениям ряда обслуживающих организаций, число случаев утечек холодильного агента, а также количество других дефектов в установках с фреоном-22 значительно меньше, чем в установках с фреоном-12. Машины, работающие на фреоне-22, особенно надежны при использовании их в низкотемпературных установках: ежедневное число вызовов на каждые 100 машин с фреоном-12 составило 86, а с фреоном -22 — всего 28. Наиболее часто встречающийся дефект — негерметичность системы. На каждые 100 обслуживаемых машин 25-f-30 имеют утечки фреона, причем на дозарядку системы в среднем расходуется 6,88 кг холодильного агента. Число случаев выхода из строя электродвигателей составляет 5_^- 10, ТРВ — 3_^_6, реле времени — 3_л_4, засорения фильтров — 10-f-20. Среднегодовое число вызовов на каждые 100 установок кондиционирования воздуха было 180, а в отдела ные годы A958 г.) доходило до 220, при этом по кондиционерам с централизованным холодоснабжением общее число вызовов примерно на 5% ниже, а по автоном^ ным кондиционерам — на 5% выше средних значений. В табл. 2. показан характер неисправностей и частота их повторяемости в установках кондиционирования воздуха (в течение одного года). Таблица 2 1 ' " I ЧКГЛО Lbl-I : оbob на ОсиоЕНые неисправности 10о машИн 1 I в год J Загрязнение градирни Утечка холодильного агента .... Электросистема 1 Ьсего .... 38 1 2 1 22 1 15 2 2 31 16 7 3 2 140
№ 3 Анализ неисправностей малых холодильных машин 73 Общее число вызовов по кондиционерам примерно в 2 раза больше, чем по обычным установкам торгового типа. Это объясняется тем, что холодопроизводительность и, соответственно, мощность кондиционеров значительно больше. Большой интерес представляет анализ характера неисправностей в компрессорах. Если исключить вызовы, связанные с заменой компрессоров (в случае появления стука, заклинивания и других дефектов, которые не могут быть устранены на объекте), то на каждые 100 компрессоров ежегодно приходится 5,1 вызова. Основные причины вызовов — неисправности в системе смазки (ЗЗ^/о), поломка клапанов iB7°/o) и утечка фреона B2%). Рассмотрим надежность компрессоров в различных холодильных машинах — в низкотемпературных и обычных, работающих на фреонах-22 и -12. Причины вызовов по герметичным компрессорам, работающим в низкотемпературном режиме на фреоне-22 (по данным выборки 4040 машин) и фреоне-12 (выборка из 238 машин), приведены в табл. 3. Таблица 3 Таблица 4 Основные неисправности Число вызоюв на ltu машин в год на фреоне-12 количество в% на фреоне-22 количество Поломка клапгнов Отсутствие масла засорение масляно го фильтра . . . Заклинивание ком прессора . . . Негерметичность сое динений компрес сора Электрические соеди нения Привод электродви гателя Арматура ... Замена компрессора Всего 0,4 3,7 0,8 2,5 0,8 0,4 0,8 6,3 25 5 15 5 2 5 41 1,4 2,3 0,2 0,7 0,27 0,1 0,1 3,5 16 27 2,3 8 3,1 1,2 1,2 41,2 15,7 100 8,6 100 В табл. 4 приведена частота повторяемости неисправностей в компрессорах, работающих при стандартном режиме в установках для хранения свежих охлажденных продуктов на фреоне-12 (по данным выборки из 5168 машин) и на фреоне-22 (выборка из 111.1 машин). Некоторое увеличение числа вызовов по компрессорам, работающим на фреоне-22, как видно из табл. 4, объясняется менее надежной системой смазки (из-за худшей растворимости фреона-22 по сравнению с фреоном-12). Увеличиваются случаи заклинивания компрессоров. Менее надежно работает клапанная группа. Од- . нако число вызовов из-за утечек фреона несколько больше по компрессорам, работающим на фреоне-12. Приведенные данные свидетельствуют о том, что число вызовов на одну машину в низкотемпературных установках значительно больше, чем в обычных, особенно при работе на фроне-12. Основные неисправности Поломка клапанов Недостаток масла Заклинив а ние ком- Негерметичность соединений .... Электрические соединения Привод электро- Замена компрес- Всего . Число вызовов на 100 машин, работающих на фреоне-12 количество 0,5 1,1 ! 0,2 0,9 0,2 0,1 2,1 5,1 °/о 10 21 3,9 18 3,9 2 1 41,2 100 на фреоне-22 количество 1,2 2,2 0,7 0,7 0,3 0,1 i 2,0 7,2 % 16,5 30,5 10 10 4,2 1,4 27,4 100 Более затруднителен анализ причин выхода из строя электродвигателей, так как это связано не только с низким их качеством, но и с неправильным монтажом и обслуживанием, наличием влаги в системе и колебанием напряжения в сети. По низкотемпературным машинам ^среднее число случаев выхода из строя электродвигателей равно 8,9, а по обычным — 5,4 (на 100 машин). Число вызовов на одну машину резко возрастает с увеличением ее холодопроизводительности (мощности), что видно из табл. 5. Т аблица 5 1 Мощность компрессора, Л. С. | 1/3 1/2 3/4 1 1,5 2 3 5 Объем выборки 292 123 442 483 807 1040 611 51 Число вьковов на 100 машин 56 80 81 79 88 84 106 129 Интересно отметить, что данные по общему числу вызовов на 100 машин и, в частности, выходу из строя компрессоров E-f_ 10 на 100 машин) в США примерно совпадают с данными по отечественным машинам. Frank I. Uersagi, «Air Conditioning Heating and Refrigeration News», 1961, vol 94, № 2 и 1962, vol 96, №> 14, 15, 16. Инж. В. И. КАНТОРОВИЧ
ffl П П А П П II II I I II ПТ1П ¦ - ¦¦ mm m « ii ii u i i ¦¦ ¦¦ ¦ й l ¦ ¦ .¦¦rim гв ¦¦ ""¦ шт шшш шшш ¦¦ ¦ ¦¦ i- ¦¦ U III H U U III Ul П U I II L f I Низкотемпературная термокамера для обработки металлов холодом В последнее время значительно возросла потребность, металлообрабатывающей промышленности в низкотемпературном оборудовании для холодной обработки металлов при —80 -:_ —100°. Экспериментальный завод «Красный факел» по технической документации ЦКБ холодильного машиностроения начал выпускать низкотемпературные термокамеры ТКСИ-0,3-80, в которых можно обработать холодом до 40 кг/час металлических изделий при температуре —80°. Термокамера ТКСИ-0,3-80 (рис. 1, 2) представляет собой агрегат, состоящий из собственно термокамеры и машинного отделения с холодильной каскадной машиной, работающей на фреонах-13 и -22. Рабочий объем термокамеры представляет собой параллелепипед с припаянными к его стенкам медными испарительными змеевиками из труб 12X1 мм. Детали загружаются в термокамеру сверху и термически обрабатываются в специально предусмотренной для этой цели корзине. 'Быстрое охлаждение деталей достигается циркуляцией воздуха в рабочем объеме с помощью осевого вентилятора. Термокамера изолирована пенопластом марки ПХВ-1 (толщина слоя 200 мм). В изоляции расположены соединительные фреоновые трубопроводы, распределители фреона, тер'морегулирующий вентиль и часть аппаратуры холодильной машины. Стальные каркасы термокамеры и машинного отделения соединены между собой болтами и облицованы декоративными листами. Опереди термокамеры смонтирован щит приборов. Холодильная машина состоит из двух одноступенчатых каскадов (рис. 3). Нижний каскад работает на фреоне-13, верхний—на фреоне-22. Теплота конденсации нижнего каскада отводится в конденсаторе-испарителе кожухотрубного типа, являющемся также испарителем верхнего каскада. Компрессоры нижнего и верхнего каскадов одинаковы, они снабжены специальной клапанной доской и масло- . отделителями с автоматическим перепуском масла в картеры компрессоров. |Как в нижнем, так и верхнем каскаде имеется система теплообменников, повышающих эффективность холодильных циклов обоих каскадов, фильтры-осушители, терморегулирующие вентили для регулирования подачи холодильных агентов A3ТВВ-1Н — на фреоне-13, 22ТРВ-5В — на фреоне-22) и соленоидные вентили для отключения подачи холодильных агентов при остановке «машины. (В нижнем каскаде на всасывающей стороне компрессора предусмотрены расширительные емкости, что позволяет устранить повышение давления в системе сверх нормы при остановке машины. (Верхний каскад имеет кожухозмеевиковый конденсатор, охлаждаемый водопроводной водой, и жидкостный ресивер. Каскадная холодильная машина полностью автоматизирована. На компрессорах каждого каскада имеются защитные реле давления РД-3 и РД-б, предупреждающие повышение и понижение (выше или ниже нормы) давления в системах, и оперативное реле давления РД-6, включающее компрессор нижнего каскада. Температурный режим в термокамере поддерживается автоматически с помощью малогабаритного электронного моста, который управляет работой компрессоров и показывает температуру. На щите приборов расположены: универсальный пе- . реключатель, электронный мост, световые табло, сигнализирующие о работе отдельных агрегатов, аварийный звуковой сигнал, манометры и мановакууммет- ры, показывающие распределение давлений в холодильном цикле. Термокамера поставляется полностью заправленной холодильными агентами и маслом. На месте монтажа требуется только подключить электроэнергию и воду.
№ 3 Низкотемпературная термокамера для обработки металлов холодом 75 По АА Рис, 1. Термокамера ТКСИ-0,3-80: 1 — электродвигатель, 2 — крышка, 3 — корзина для обработки деталей, 4 — рабочий объем камеры, 5 — машинное отделение, 6 — манометры, 7 — щит приборов, 8 — подключение термокамеры к электросети. Рис. 2. Общий вид термокамеры.
76 Справочный отдел № 3 I I 'а ча §Г D 5> I S S ^§ 5; ? § * & I I | | S «В ? Ъ J Э Icf S «§ Г 8 3 «5. $ , , 1^ 1 ?f ? а i i i i i i i i ? & 5 о « Н Я м —Г о • о ей Н 2 со . 3 я н а 5 3 сО^ " CU <D <<М ев cq<J « • О _ ей о- si * S со S СО S о к 4 Ч О К X Н - я 5 я to а> . S If" я ^ §<* л §о ё ¦ . g<Q-oog К Л с - н a oo S «=С ? Й в1 с о ? CQ 03 ф' к си я S *я Л] ,0 о с °< S ч у д< 3 л s 5 л к а I к о a *¦» • >>s^ §? I о с я . 33 cdo о ST а; >^< a О Я 'W I *- о , s яЬ? »-ч Г*< Ч fr-
№ 3 Низкотемпературная термокамера для обработки металлов холодом ff Техническая характеристика термокамеры ТКСИ-0,3-80 Термокамера рабочий объем, л . . 210 размеры камеры, мм . 1050X500X400 габаритные размеры, мм 3710X1030X920 общий вес, кг 1500 температура воздуха, поддерживаемая в камере (с точностью !±2°), °С 80 производительность термокамеры при —80°, кг/час металлоизделий ... 40 общая мощность электродвигателей, кет 5,78 потребляемая мощность, кет ' t 2* напряжение тока, в - 220/380 расход воды на конденсатор, м3/час . . , . о,8 зарядка машины, кг: фреоном-13 (ВТУ МХП № ЕУ-47-54) . . . 8 фреоном-22 (ГОСТ 8202—57) 8 маслом ЛМЗ ХФ-22 С (ВТУ ТНЗ-106-61) 3 (в каждый каскад) вентилятор типа МЦ № 3,5 электродвигатель вентилятора марки АОЛ-21-4 мощность, вт 180 число оборотов в минуту 1500 Холодильнаямашина марка , , ФКМ-1-90 тип каскадная <олодопроизводительность при t0=—90°, tK = 25°, ккал/'час 1000 Нижний каскад на фреон е-13 компрессор марки ФВН6 число оборотов в минуту . . ¦ . 850 электродвигатель компрессора марки , . . . А-42-4 мощность, кет 2,8 число оборотов в минуту . , 1440' конденсатор-испаритель типа кожухотрубный, горизонтальный наружная поверхность, м2 « . 4 расширительная емкость, л . . . 130 Верхний каскад на фреон е-22 компрессор марки ФВН6 число оборотов в минуту 850 электродвигатель компрессора марки А-42-4 мощность, кет 2,8 число оборотов в минуту 1440 конденсатор типа кожухозмееви- ковый наружная поверхность, м2 2 охлаждение водой ресивер типа . горизонтальный емкость, л . . 10 Инж. Н. //. ИЛЬИНА
СОДЕРЖАНИЕ Совершенствовать экономику производства, снижать себестоимость 1 К. Д. Кан, Л. И. Мак, А. М. Маршак, Л. С. Евсеева. Исследование холодильного ком- . / прессора на фреоне-143 5 \/ А. Г. Чегликов. Влияние перегрева всасываемого пара на коэффициент подачи пропа- нового компрессора 9 A. Л. Черняк, В. Б. Якобсон. Низкотемпературные герметичные компрессоры . . . . 15 \У Н. П. Третьяков, С. И. Суренков. Абсорбционный домашний холодильник с пластинчатыми аппаратами ¦. . 22 I. А. Бойко, В. Н. Вернадский, Н. Ф. Фиткевич. Пластинчатые теплообменные аппараты в домашнем холодильнике «Украина-70» 25 Е. Л. Федотов. Скорость сублимации сухого льда 28 B. И. Шелапутин, 3. А. Дербеденева, А. С. Шеламова, Н. А. Наумова. Замораживание плодов и овощей с предварительным подсушиванием 30 В. А. Тейдер. Замораживание продуктов на металлическом листе 33 Е. А. Клочкова, |Г. И. Лифшиц.| Механизация грузовых работ с яйцом, упакованным в ящичную тару 36 Е. И. Андрачников, Л. Г. Каплан. О качестве торгового холодильного оборудования. 40 Обмен опытом /V. М. Левин. Эластичная муфта для непосредственного привода холодильных компрессоров .... 45 В. П. Иржевский, А. И. Комейко, А. Г. Батова, Г. Е. Завелион, С. Л. Геллер. Автоматическое управление работой промежуточных сосудов на заводе сухого льда ... 47 Д. Г. Смирнов/Полуавтомат для упаковки мороженого в вафельных стаканчиках . . 48 Р. Л. Данилов. Применение пароструйных приборов в качестве бустер-компрессоров на предприятиях мясной и молочной промышленности . . 50 К. С. Кохичко, Пароструйный прибор на Мелитопольском городском молочном заводе , 52 Консультация Л. Г. Каплан, Ю. М. Петрухин. Ремонт теплообменных аппаратов малых холодильных х машин ' 54 Хроника В. М. Соколов. Новый холодильник в г. Северодвинске 58 Координационное совещание по торговому машиностроению 59 Читательская конференция в г. Калининграде 59 Доклад по автоматизации холодильных установок 60 35 лет инженерной и общественной деятельности М. Г.Дика 60 За рубежом Продовольственный распределительный центр фирмы .«Сейфуэй» в г. Ландовере . . 61 Новости иностранной техники Д. М. Иоффе. Применение термоэлектрического охлаждения за рубежом 65 В. И. Канторович. Анализ неисправностей малых холодильных машин .72 Справочный отдел . Н. И. Ильина. Низкотемпературная термокамера для обработки металлов холодом . 74 \/ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Ш. Н. Кобулашвили (редактор), проф. И. С. Бадылькес, Б. С. Вейнберг, А. А. Гоголин. В. М. Горбатов, М. А. Горбунов, М. Г. Дик, В. П. Зайцев, С. Г. Ильченко, Д. И. Кобзев, В. #. Кокорев, Н. П. Любимов, П. С. Максимов', М. С. Мартынов, В. И. Матвеев, М. Н. Мертешов, Я. А. Минее в, Н. И. Родин, Д. Г. Рютов (заместитель редактора), В. Н. Филаткин, А. И. Фомин, В. И. Шелапутин Адрес редакции: Москва, ул. Костикова, 12. Телефон Д 0-00-34 доб. 49 Т-06664. Подписано в печать 7/VI 1963 г. 84X1087". Печ. л. 5 (привед. 8,2). Уч-изд л 8 47 Тираж 9530. Заказ 743. Цена 60 коп. Типография «Гудок». Москва, ул. Станкевича, 7.