Текст
                    ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУРНАЛ-ПРИЛОЖЕНИЕ
ГОСУДАРСТВЕННОГО
АГРОПРОМЫШЛЕННОГО
КОМИТЕТА СССР
ИЗДАЕТСЯ С 1923 ГОДА
ВО "АГРОПРОМИЗДАТ"
НИКА 3
1986
СОДЕРЖАНИЕ
Социалистические обязательства трудового коллектива
московского завода «Компрессор» 2
Холод — на службе АПК
Попов В. П. Холодильному хозяйству мясной
промышленности — ускоренное развитие в двенадцатой
пятилетке 3
Фильчакова Н. Н. Совершенствование холодильной
обработки и хранения молочных продуктов 6
Зайцев В. П., Мекеницкий С. Я. О развитии начального
звена холодильной цепи 9
Барбаль А. И., Дронов Е. М., Коренев А. М.,
Черненко Е. Н. Испытания холодильного шкафа для
интенсивного охлаждения пищевых продуктов 11
Каламеэс М. А., Пильв Р. О., Новикова Г. В.,
Кузнецов С. В. Арочные холодильники из легких
металлоконструкций для хранения плодоовощной продукции и
винограда 14
За экономию и бережливость
Гомелаури В. И., Везиришвили О. Ш., Мирианашвили Н. А.
Опыт использования теплонасосных установок для теп-
лохладоснабжения Самтредской чайной фабрики 16
Какабадзе В. Ш., Везеришвили К. О. Комплексное
использование геотермальных вод для теплохладоснабже-
ния чайной фабрики 18
Латык В. С. Теплонасосная установка для комплексного
теплохладоснабжения 21
Кокорин О. Я. Сопоставление энергетических затрат
различных систем кондиционирования воздуха 23
НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ
Захаров Ю. В., Виршубский И. М., Дорожинский С. В.
Исследование испарительного охлаждения проточной
части воздушного компрессора 27
Быков А. В., Щербаков В. С. Электрохимическое
охлаждение 29
Майоров В. В. Функциональные возможности систем
автоматизации холодильных установок на основе
микропроцессорной вычислительной техники 33
Толстых В. В. Джунь В. А., Яшин В. А., Гавеля И. В.
Термоэлектрический радиационно-конвективный
кондиционер для кабины транспортного средства 35
Мерчанский В. Д., Бахенский В. А. О наружном
теплообмене в пенно-испарительном воздухоохладителе 38
Венгер К. П., Новиков В. И. Моделирование процесса
движения жидкости и продукта в скороморозильном
аппарате бесконвейерного типа 41
Верба О. И., Груздев В. \., Захаренко Л. Г., Пса-
хис Б. И. Термодинамические свойства и диаграммы
водных растворов бромистого лития 44
ОБМЕН ОПЫТОМ
Евреннова В. С, Малеванный Б. Н., Мачулин В. И.,
Скороботатов А. В. Повышение эффективности работы
воздухоохладителей ВОГ-230 в камере однофазного
замораживания мяса 49
ИЗОБРЕТЕНИЯ 15, 26, 48, 51, 62
В МЕЖДУНАРОДНОМ ОРГАНИЗАЦИИ ПО
СТАНДАРТИЗАЦИИ
Шпенцер В. Б. VI пленарное заседание Технического
комитета «Охлаждение» ИСО 54
сМЕХАГРОПРОМ-85»
Оборудование для производства мороженого 56
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА
Из Бюллетеней МИХ 57
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ
Турецкий В. Л., Щучинский С. X. Блок
электромагнитных клапанов для винтовые компрессоров 59
РЕФЕРАТЫ 62
CONTENTS
Socialist Pledges of Labour Collective of Moscow
Plant "Compressor" 2
Refrigeration for Agro-Industrial Complex
Popov V. P. Accelerated Development of Refrigerating
Economy of Meat Industry in Twelfth Five-Year
Period 3
Filchakova N. N. Improvement of Refrigerated Processing
and Storage of Dairy Products 6
Zaitsev V. P., Mekenitsky S. Ya. Development of
Initial Link in Refrigeration Chain 9
Barbal A. I., Dronov E. M., Korenyev A. M., Cher-
nenko E. N. Testing Refrigerated Cabinet for Intensive
Refrigeration of Food Products 11
Kaiameyes M. A., Pilv R. O., Novikova G. V., Kuznet-
sov S. V. Arch Cold Stores of Light Metal Structures
for Storing Fruits, Vegetables and Grapes 14
For Economy and Thrift
Gomeiauri V. I., Vezirishivili O. Sh., Mirianashvili N. A.
Experience of Utilizing Heat-Pump Plants for Supplying
Heat and Refrigeration to Samtredi Tea Factory 16
Kakabadze V. Sh., Vezerishvili К. О. Complex Utilization
of Geothermal Water for Heat and Refrigeration Supply
of Tea Factory 18
Latyk V. S. Heat-Pump Plant for Complex Supply of
Heat and Refrigeration 21
Kokorin O. Ya. Comparison of Energy Expenditurem of
Various Air-Conditioning Systems 23
SCIENCE, ENGINEERING, TECHNOLOGY
Zakharov Yu. V., Virshubsky I. M., Dorozhinsky S. V.
Investigation of Evaporative Cooling of Flow Part in Air
Compressor 27
Bykov A. V., Shcherbakov V. S. Functional Potentialities
of Automation Systems of Refrigerating Plants on Basis
of Microprocessor Computer Facilities 29
Tolstykh V. V., Dzhun V. A., Yashin V. A., Gavelya I. V.
Thermoelectric Radiatrion-Convective Air Conditioner
Cabin of Transport Vehicle 35
Merchansky V. D., Bakhensky V. A. External Heat Exchange
in Foam-Evaporative Air Cooler 38
Venger K. P., Novikov V. I. Simulating Process of Liquid
and Product Movement in Quick Freezer of Conveyerless
Type 41
Verba O. I., Gruzdev V. A., Zakharenko L. G., Psakhis В I
Thermodynamic Properties and Charts of Aqueous s<»
lutions of Lithium Bromide 14
PRACTICE EXCHANGE
Yevreinova V. S., Malevanny B. N., Machulin V. I .
Skorobogatov A. V. Increase of Operation Effectiveness
of Air Coolers VOG-230 in Single-Phase Meat Freezing
Chamber 49
INVENTIONS 15, 26, 48, 51, 62
AT INTERNATIONAL STADARDIZATION
ORGANIZATION
Shpentser V. B. VI Plenary Meeting of ISO Technical
Committee "Refrigeration" 54
"MEKHAGROPROM-85"
Equipment for Ice Cream Production 56
AT INTERNATIONAL INSTITUTE OF REFRIGERATION
From Bulletins of IIR 57
REFERENCE DATA
Turetsky V. L., Schhuchinsky S. Kh. Block of
Electromagnetic Valves for Screw Compressors 59
SUMMARIES 62
(g) ВО «Агропрамиздат», «Хслодильная техника», 1986 г.


УДК 658.387.6 СОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА ТРУДОВОГО КОЛЛЕКТИВА МОСКОВСКОГО ЗАВОДА «КОМПРЕССОР» Продолжая трудовые традиции коллектива и стремясь конкретными делами ответить на решения XXVII съезда КПСС, рабочие, инженерно-технические работники и служащие дважды орденоносного московского завода холодильного машиностроения «Компрессор» активно включились в борьбу за выполнение и перевыполнение заданий первого года двенадцатой пятилетки. Около 400 компрессоровцев выполнили ко дню открытия XXVII съезда партии задания двух и более месяцев года. Сверх задания выпущено продукции на 50 тыс. руб. Годовой план решено завершить 29 декабря. Сверх годового плана намечено выпустить на 300 тыс. руб. продукции, в том числе пять холодильных установок. • Всемерно содействуя решению Продовольственной программы страны, коллектив завода обязался на месяц раньше срока — к 1 декабря — обеспечить поставку Холодильного оборудования агропромышленному комплексу и предприятиям, производящим минеральные удобрения. За счет интенсификации производства, более полного использования резервов, повышения организованности и дисциплины предусмотрено достигнуть превышения темпов роста производительности труда над ростом объема производства на 0,7 %. Снизить дополнительно себестоимость продукции на 0,4 %, получить сверхплановой прибыли 150 тыс. руб. В течение 1986 г. собственными силами завода будет отремонтировано 320 полувагонов и платформ, подаваемых под погрузку. За счет рачительного, хозяйского отношения к народнохозяйственным ресурсам будет сэкономлено 460 тыс. кВт«ч электроэнергии, 1975 Гкал тепловой энергии, 8,2 т условного топлива и 28 т сверх задания проката черных металлов. План капитальных вложений решено выполнить к 25 декабря. Особое внимание соревнующихся сосредоточено на дальнейшем ускорении научно-технического прогресса и осуществлении мероприятий, разработанных в соответствии с установками апрельского A985 г.) Пленума < ЦК КПСС и июньского совещания в ЦК КПСС. В двенадцатой пятилетке намечено освоить серийное производство восьми видов новых холодильных агрегатов с прогрессивными конструкциями винтовых компрессоров, что даст экономический эффект в народном хозяйстве в 1,5 млн. руб. В 1986 г. будет завершен комплекс работ по испытаниям и подготовке серийного выпуска винтовых передвижных станций НЭ7/9 для сжатого воздуха и обеспечено снятие с производства в 1987 г. воздушных компрессоров ВЕ6/13 с заменой их станциями НЭ7/9, что позволит получить экономический эффект в народном хозяйстве в размере 2 млн. руб. в год. В соответствии с общегородской программой качества коллектив завода «Компрессор» обязался в двенадцатой пятилетке довести до уровня лучших мировых образцов девять видов холодильного оборудования. На основании проведенной аттестации рабочих мест, за счет внедрения мероприятий по сокращению ручного труда в 1986 г. на механизированный труд будут переведены еще 40 человек, рационализировано 116 и ликвиди-| ровано 15 рабочих мест. Осуществление мероприятий по научной организации труда, совершенствованию обслуживания рабочих мест позволит получить условно-годовую экономию 100 тыс. руб. Будет приобретено и внедрено на рабочих местах 300 единиц оргоснастки и тары. В течение года будет внедрено 200 рационализаторских предложений и 2 изобретения с экономическим эффектом 100 тыс. руб.
Большое внимание уделяется социальному развитию коллектива. Социалистическими обязательствами предусмотрено обеспечить работу заводской базы отдыха, постоянно действующего стола заказов, приемного пункта по ремонту одежды, обуви и часов. В перспективе намечены строительство столовой, реконструкция пионер- Холод — на службе АПК | ; ; УДК 621.56/.58«313» ХОЛОДИЛЬНОМУ ХОЗЯЙСТВУ МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ — УСКОРЕННОЕ РАЗВИТИЕ В ДВЕНАДЦАТОЙ ПЯТИЛЕТКЕ В. П. ПОПОВ Проектом Основных направлений экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 ^ года перед агропромышленным комплексом страны поставлены большие задачи по ускоренному внедрению новейшей холодильной техники, развитию сети холодильников. Комплекс крупномасштабных мер предстоит осуществить в предстоящем пятилетии по коренной модернизации материально-технической базы холодильного хозяйства мясной промышленности. Программа его развития создана на основе законченных разработок Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторско-технологического института холодильной промышленности (ВНИКТИхолодпром) и Всесоюзного научно-исследовательского института ^мясной промышленности (ВНИИМП). * Формированию программы предшествовала кропотливая работа по изучению достигнутого уровня развития хо: лодильного хозяйства отрасли. Тщательно анализировались состояние производственно-технической базы холодильников предприятий мясной промышленности, оснащенность их ком- прессорно-холодильным оборудованием, применение современных холодильных технологий. Особое внимание было обращено на потери мяса и мясопро- ского лагеря «Ласточка» и другие мероприятия. Успешное начало 1986 г. и активное участие в социалистическом соревновании всех тружеников завода дают уверенность в том, что принятые социалистические обязательства по досрочному выполнению заданий 1986 г. будут непременно выполнены. дуктов при холодильной обработке и хранении, выявление факторов, влияющих на этот важнейший показатель эффективности. работы холодильного производства. При разработке мероприятий по ускоренному развитию холодильного хозяйства предпочтение отдавалось тем научно-техническим разработкам, от внедрения которых в промышленность можно в короткие сроки получить наибольший эффект с наименьшими затратами. Главные направления разработанной программы — это прежде всего коренное техническое перевооружение и реконструкция действующих холодильников. Намечено эти работы провести в первую очередь на более крупных холодильниках — условной емкостью от 1000 до 5000 т и выше. Реконструкция их будет осуществляться на качественно новой технической основе с внедрением интенсифицированных технологий холодильной обработки мяса, переводом камер хранения на низкотемпературные режимы. Коренной модернизации подвергнется все холодильное хозяйство указанных предприятий. Предусматривается полностью заменить морально устаревшее и физически изношенное холодиль- но-компрессорное оборудование современным высокопроизводительным и автоматизированным, безнасосные ам- миако- и металлоемкие системы охлаждения — более совершенными насосно- циркуляционными, теплообменные аппараты холодильных установок устаревших типов — аппаратами новых марок. 1* 3
При проведении реконструкции холодильников будут сбалансированы тепловые нагрузки потребителей холода с производительностью холодильной установки, что очень важно, так как в настоящее время на многих мясокомбинатах такое несоответствие имеется. В ходе реконструкции будет усилена и восстановлена теплоизоляция ограждающих конструкций. Всего, с учетом более мелких предприятий, за годы двенадцатой пятилетки будет реконструирована примерно четверть всех действующих холодильников отрасли За счет этого втрое возрастут мощности по быстрому способу охлаждения и в полтора раза — по однофазному замораживанию. Будет сведено к минимуму число холодильников, в камерах хранения которых поддерживаются неоптимальные температурные режимы. Но для них рекомендуются мероприятия, связанные с укрытием штабелей мяса тканью, подсыпкой под них дробленого льда или снега. Другим важным направлением программы развития холодильного хозяйства отрасли станет капитально-восстановительный ремонт холодильников, введенных в эксплуатацию 30 и более лет тому назад. Определен перечень таких холодильников, который вошел в утвержденную программу. Для придания этой работе целенаправленного и более действенного характера проектным институтам и ВНИКТИхолодпрому поручено разработать в I квартале 1986 г. порядок организации работ по проведению капитально-восстановительного ремонта действующих холодильников и рекомендации по техническому перевооружению компрессорных цехов, камер холодильной обработки и хранения мяса и переводу без насосных систем охлаждения на насосно-циркуляционные. Эти рекомендации будут доведены до всех предприятий отрасли. На многих холодильниках наряду с восстановительными работами будет осуществляться и техническое перевооружение. Поставлена задача в предстоящем пятилетии провести капитальный ремонт более чем пятой части действующих в отрасли холодильников. Учитывая, что для качественной эксплуатации холодильников определяющее значение имеет состояние теплоизоляции их ограждающих конструкций, программой намечены мероприятия по широкому применению для усиления и восстановления изоляции нового теплоизоляционного материала «рипор». Разработанный Институтом химии древесины АН Латвийской ССР пенопласт «рипор» по своим физико-химическим свойствам соответствует современным требованиям технику. По сравнению с пенополиуретанами он имеет более высокую огне- и теплостойкость. Большим преимуществом «рипора» является возможность нанесения его на различные строительные конструкции путем напыления или заливки без применения специальной гидропароизо- ' ляции, а также проведения изоляционных работ с его использованием без Еывода холодильника из эксплуатации. Проведенная в 1984—1985 гг. на холодильниках предприятий Тамбовского производственного объединения мясной промышленности и мясокомбинатов Киргизии промышленная проверка показала высокую его эффективность, значительное снижение трудоемкости и сроков строительно-монтажных работ. Изоляционные работы с применением нового эффективного материала намечено провести на холодильниках предприятий мясной и молочной промышленности с охватом более 80 % всех имеющихся холодильных емкостей. Ускорение развития холодильного хозяйства отрасли, перевод его ,на интенсивный путь сегодня немыслимы без активного внедрения достижений научно-технического прогресса. Этому направлению в утвержденной программе придается существенное значение. В частности, программой предложены такие высокоэффективные, ресурсосберегающие холодильные технологии, как: охлаждение мяса и колбасных изделий в гидроаэрозольной среде, позволяющее сократить усушку продуктов^ на 20—30% при сравнительно малых капитальных вложениях; охлаждение мяса с периодическим орошением водой, от внедрения которого можно получить экономический эффект около 4 руб. на 1 т; подмораживание парного мяса, обеспечивающее не только снижение усушки, но и более полное использование емкостей камер хранения, эффективную загрузку рефрижераторного железнодорожного и автомобильного транспорта. 4
Широкое распространение найдет новое холодильное оборудование, разработанное ВНИКТИхолодпромом, производство которого в настоящее время осваивается. Предприятия промышленности получат портативные приборы цифровой индикации ТП5 для измерения температуры в толще замороженных продуктов, цифровые переносные анемометры ПА1 для измерения скорости воздуха в процессе холодильной обработки и хранения пищевых продуктов, счетчики жидкого аммиака СЖА 15, СЖА 25 и СЖА 32 для аммиачных холодильных установок. Программой развития холодильного хозяйства отрасли в двенадцатой пятилетке предусмотрены меры по совершенствованию проектирования холодильников. В частности, перед проектными и научно-исследовательскими институтами поставлена задача в течение 1986 г. разработать на основе последних достижений науки и техники, обеспечивающих максимальную» экономию сырьевых и энергетических ресурсов, высокую степень механизации и автоматизации производственных процессов, погрузоч- но-разгрузочных, транспортных и складских работ, проект перспективного холодильника. При проектировании перспективного холодильника следует отказаться от сложившегося стереотипа применяемых решений, традиционных холодильных технологий, систем охлаждения, подойти к созданию такого объекта с новых новаторских, революционных позиций. На наш взгляд, в проекте такого холодильника необходимо предусмотреть: обвалку парных полутуш (туш), предварительно прошедших процесс электростимулирования, в вертикальном положении (что позволит снизить на 50 % потребление электроэнергии на охлаждение и на 80 % потребность в ^ площади для этого процесса и, кроме того, сократить потери массы сырья, повысить его качество и стойкость при хранении, а также существенно уменьшить затраты труда и стоимость оборудования), при этом мясо разделывать по производственному (жилованное мясо в блоках, котлетное мясо) и кулинарному (натуральный бескостный полуфабрикат, полуфабрикаты «Жаркое особое», «Ассорти», «Говядина для тушения», мясо-костный столовый полуфабрикат и т. д.) назначению; охлаждение и замораживание разделанного мяса, предварительно упакованного в пленку (в том числе под вакуумом), в скороморозильных аппаратах, что даст возможность в 6—8 раз сократить продолжительность холодильной обработки по сравнению с обработкой мяса в полутушах или тушах, в 8—10 раз снизить потери мяса, в 3—4 раза — расход электроэнергии, уменьшить потребность в дорогостоящей площади холодильника и полностью автоматизировать процесс; упаковку подготовленной к реализации продукции в гофротару (или ящики) и укладку ее на транспортные плоские поддоны с последующим обандеро- ливанием грузового пакета; стеллажное хранение мяса и мясопродуктов в холодильных камерах, оборудованных краном-штабелеукладчиком, работающим в автоматическом режиме с помощью микропроцессорной техники; систему охлаждения с периодическим обслуживанием холодильно-компрессор- ного оборудования; сборку здания холодильника из легких металлических конструкций с трехслойными изоляционными панелями типа «сэндвич» полной заводской готовности. Реализацию такого проекта холодильника мясокомбината предполагается осуществить в 1988—1989 гг. Наряду с созданием проекта нового прогрессивного холодильника, проектными организациями будут также пересмотрены технические условия на проектирование холодильников мясокомбинатов на основе новых, научно обоснованных рекомендаций, разработанных ВНИКТИхолодпромом. Утверждение новых технических условий, опирающихся на опыт передовых предприятий, последние достижения отечественной и зарубежной науки и практики, поднимет на качественно новый уровень проектирование производственных холодильников. Острой проблемой для холодильников предприятий мясной промышленности была и остается механизация погрузочно-разгрузочных и складских работ. Об этом свидетельствует тот факт, что на этом участке сегодня вручную выполняют тяжелые трудоемкие операции с тушами более 70 % работающих на холодильниках. В целях значительного облегчения 5
труда грузчиков на холодильниках на основе его механизации ВНИКТИхо- лодпрому поручено составить типовые схемы механизации грузовых работ с применением серийно выпускаемых транспортных средств и всевозможных приспособлений, с использованием опыта механизации работ при штабелировании замороженного мяса в полутушах в камерах хранения мясокомбинатов Литовской ССР и Белорусской ССР. В 1986—1987 гг. такие схемы намечено довести до каждого предприятия. Снабженческим организациям поручено обеспечить предприятия необходимой погрузочно-разгрузочной техникой и технологической оснасткой. Значительное место в системе мероприятий, направленных на укрепление холодильного хозяйства мясной промышленности в предстоящем пятилетии, отводится разработке новых ресурсосберегающих холодильных технологий, энергосберегающих систем хладоснаб- жения, сфзданию автоматизированных УДК 637.1.037 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Канд. техн. наук Н. Н. ФИЛЬЧАКОВА В молочной промышленности все шире используют искусственный холод для холодильной обработки и хранения молочных продуктов, необходимость в котором вызвана прежде всего тем, что молочные продукты быстро портятся и требуют глубокого охлаждения непосредственно после их изготовления. Кроме того, в связи с сезонностью заготовок молока требуется резервировать молочные продукты на межсезонный период в замороженном состоянии. Исходя из того, что молочные продукты имеют высокую биологическую ценность и представляют собой системы, обладающие определенными структурно-механическими свойствами, основным условием при разработке способов холодильной обраббтки и хранения является сохранение их биологической ценности и исходной структуры. холодильных установок повышенной надежности с использованием микропроцессорной техники. Разработка и внедрение научно-технических решений, направленных на уменьшение ручного труда, сокращение энергетических и сырьевых затрат в двенадцатой пятилетке, предусмотрены в комплексной отраслевой научно-технической программе «Холод», которая охватывает наиболее важные проблемы холодильного хозяйства. Разработанные меры по развитию холодильного хозяйства мясной промышленности полностью согласуются с проектом Основных направлений экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года. Задача работников холодильных служб отрасли — обеспечить выполнение намеченной программы развития холодильного хозяйства и поднять его на новый более высокий технический уровень. В последние годы ВНИКТИхолодпром расширил исследования в целях создания интенсифицированных способов холодильной обработки молочных продуктов и изыскания оптимальных условий хранения. Еюльшой объем в производстве молочных продуктов занимают твердые сычужные сыры. Значительно усовершенствованы техника и технология их производства. Промышленность стала вырабатывать сыры с повышенным содержанием влаги, улучшенной консистенцией и ускоренным сроком созревания. В связи с повышением требований к качеству твердых сычужных сыров ВНИКТИхолодпром совместно с Ли-4 товским филиалом ВНИИМС провели исследования для выявления оптимальных условий их хранения на маслосыр- базах и производственных холодильниках [9]. Международный институт холода рекомендует хранить твердые сычужные сыры при температуре 2 °С; сыры типа голландского — при 0—5 °С и относительной влажности воздуха 90 %. В Норвегии сыры хранят при 2—4 °С, в Швеции — при 2—5 °С и относитель- 6
ной влажности 80 %, во Франции — при 0—5 °С и относительной влажности 90 %. Исследования показали, что оптимальной для хранения твердых сычужных сыров является температура —3 °С, для большинства сыров она приближается к их криоскопической температуре (в среднем на 1—2 °С выше). В этих условиях биохимические и микробиологические процессы значительно замедляются, а структура продукта сохраняется. Отмечено только некоторое снижение твердости сырной массы, выраженное в уменьшении условно-мгновенного модуля упругости и модуля эла- I стичности, вследствие некоторых биохимических изменений, приводящих к ослаблению структурных связей [8]. Потери массы сыра в процессе хранения при указанной температуре снижаются в 2—3 раза, срок хранения без изменения сортности увеличивается до 5—6 мес (вместо 1 —1,5 мес при температуре 8—12 ЭС в соответствии с действовавшей до недавнего времени технической документацией). Трудозатраты на обработку поверхности сыров при этом исключаются. Рекомендованный режим хранения включен в перерабатываемый ГОСТ «Сыры сычужные твердые». Утверждены нормы потерь для различных групп сыров в процессе хранения при температуре Q-.—3 °С и относительной влажности воздуха 80—90 %. Физико-химические, микробиологические и органолептические исследования показали существенную зависимость от условий холодильной обработки качества плавленых сыров. Быстрое охлаждение плавленого сыра в процессе производства способствует получению продукта более высокого качества, стойкого в хранении. Разработан двухстадийный способ охлаждения плавленого сыра [2]. На к первой стадии его температуру сни^ жают с 75 до 40 °С при температуре окружающего воздуха не выше 25 °С; на второй стадии продукт охлаждают при температуре окружающего воздуха —12 °С и его скорости 4 м/с до достижения среднеобъемной температуры 4 °С. Установлено, что краткосрочное воздействие низких температур не оказывает отрицательного влияния на структуру плавленых сыров. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по охлаждению плавленых сыров. Эти рекомендации в настоящее время используют при создании оборудования. Совместно с НПО «Углич» разработаны оптимальные условия и сроки хранения плавленых сыров. На основании физико-химических, реологических, микробиологических и органолептиче- ских показателей установлено, что оптимальными при хранении плавленых сыров являются температура —3°С и относительная влажность воздуха 80— 85 % [6]. Этот режим позволяет увеличить срок хранения сыров III, IV и VI групп, упакованных в полимерную тару, с 15 до 30 дней, а упакованных в фольгу,— с 15 до 45 дней. Для краткосрочного хранения рекомендован температурный режим от 0,1 до 4 °С. Указанные условия хранения включены в техническую документацию (изменение № 3 к ОСТ 4959—74 «Сыры плавленые»). Ценным молочно-белковым продуктом является творог. При хранении в нем происходят микробиологические и биохимические процессы. Чтобы сохранить исходное качество продукта и увеличить его стойкость при -хранении, эти процессы необходимо затормозить, чего можно достичь интенсивным и глубоким охлаждением. Учитывая вязкость творога и низкие теплофизические показатели, его целесообразно охлаждать упакованным. Оптимальная температура, до которой следует охлаждать творог, от 0 до 4 °С. В этом случае значительно приостанавливается течение биохимических и микробиологических процессов, повышение кислотности творога, развитие патогенных микроорганизмов, снижается рост плесеней, дрожжей. При 4 °С творог можно хранить в течение 3 сут, при 0 °С — до 5 сут. Применяемое в настоящее время в промышленности обрудование для охлаждения творога неэффективно. Оно не позэоляет достичь быстрого и глубокого охлаждения продукта. Недостаточно охлажденный творог в процессе транспортировки в крупные промышленные центры теряет исходное качество. В результате до 50 % его принимают первым сортом вместо высшего. Резервировать творог на длительный период можно только в замороженном виде. Известно, что замораживание в холодильной технологии оценивают как процесс, влияющий на качество продуктов: изменяются свойства белка, в част- 7
ности его структура, влагоудерживаю- щая способность, биологическая ценность. Характер этих изменений в основном зависит от скорости замораживания [1, 7]. В настоящее время в промышленности применяют медленный способ замораживания (со скоростью 0,2 см/ч и менее) в крупной таре. Процесс длится от 40 до 70 ч, в течение которых в твороге продолжаются интенсивные микробиологические и биохимические процессы, приводящие к повышению кислотности продукта и появлению пороков вкуса [5]. При таком замораживании изменяется исходная структура продукта, в результате чего уменьшается влагоудерживающая способность и увеличиваются потери при размораживании. Перспективный способ холодильной обработки творога — быстрое охлаждение или быстрое замораживание при непрямом контакте продукта с охлаждающей средой. Разработан способ охлаждения творога в упаковке. Предварительно расфасованный продукт в виде блоков массой от 0,25 до 6,5 кг охлаждают в потоке холодного воздуха* при температуре от —10 до —15 °С и скорости 3 м/с в течение 40—60 мин или на контактной поверхности в том же темпе- ' ратурном диапазоне [3]. При этом на поверхности образуется подмороженный слой толщиной до 1 см с температурой — 1,5ч—2,5 °С. Выравнивание температур по толщине блока происходит при хранении в холодильной камере в течение 1,5—2 ч. Хорошее качество замороженного творога получают при замораживании его со скоростью не менее 1,4 «10-2 м/ч. В этих условиях практически сохраняется исходная структура, биологическая ценность и свойства белка изменяются незначительно. Указанной скорости можно достигнуть при замораживании упакованных блоков толщиной не более 75 мм (начальная температура 20 °С) на контактной поверхности при температуре кипения хладагента —35-=—40 °С. Замораживание до среднеконечной температуры —18 °С длится 1,5—2 ч. Творог, замороженный в указанных условиях, может храниться при температуре —18 °С в течение 6 мес. Разработанный в институте контактный способ охлаждения и замораживания творога в блоках позволяет получить продукт высокого качества, увеличить его стойкость при холодильном: хранении и сократить потери массы более чем в 2 раза. Новая технология внедряется на отдельных молочных комбинатах РСФСР, Украины, Белоруссии. Замораживают или охлаждают творог в блоках в роторном скороморозильном аппарате АРСА. В двенадцатой пятилетке намечается широкое внедрение технологии быстрого охлаждения и быстрого замораживания творога в блоках. Это даст возможность увеличить производительность труда на предприятиях, получить значительный экономический эффект в промышленности. Резервировать в замороженном виде можно и домашний сыр. Сырное зерно замораживают на контактной поверхности россыпью, хранят в замороженном состоянии, а после размораживания смешивают со сливками [4]. В связи с повышением требований к качеству сметаны, закладываемой на длительное хранение, а также освоением молочной промышленностью производства новых видов сметаны жирностью 20 и 25 % специалистами ВНИКТИхолодпрома и Ленинградского филиала ВНИМИ установлены сроки хранения для этих видов сметаны, а также уточнены сроки хранения для сметаны 30 %-ной жирности. Предельно допустимый срок хранения сметаны 25- и 30 %-ной жирности не более Змее, 20 %-ной жирности — не более 2,5 мес. Указанные режимы включены в пересмотренную совместно с ВНИМИ* и утвержденную в 1983 г. «Инструкцию по приемке и хранению творога и сметаны на базах и холодильниках». Научно-исследовательские разработки ВНИКТИхолодпрома в области создания интенсифицированных способов охлаждения и замораживания молочных продуктов, установления оптимальных условий их хранения внедряются в промышленность, что будет способствовать выпуску молочной продукции высокого качества и реализации ее с минимальными потерями. Список использованной литературы 1. Алмаши Э., Эрдел и Л., Шарой Т. Быстрое замораживание пищевых продуктов.— М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, с 286—288. 2. А. с. № 789098 (СССР). 3. А. с. № 1009388 (СССР). 4. А. с. № 712070 (СССР). 5. Изменение биологической ценности и 8
свойств белка творога при холодильной обработке и хранении/Н. Н. Фильчакова, Р. И. Пан- кова, Г. П. Овчарова и др.— Холодильная техника, 1984, № 2, с. 48—51. 6. Качество плавленых сыров при холодильном хранении/Н. Н. Фильчакова, Е. Л. Моисеева, Л. А. Мишучкова и др.— Холодильная техника, 1979, № 2, с 35—37. 7. Фильчакова Н. Н., Панков а Р. И. Изменение структурно-механическихх свойств молочно-белковых продуктов при замораживании.— XXI Международный молочный конгресс. М., 1982, т. I, кн. 2, с. 45. 8. Хранение сычужных сыров при отрицательной температуре/Н. Н. Фильчакова, Е. Л. Моисеева, Н. В. Меркулова и др.— Холодильная техника, 1978, № 12, с. 37—40. 9. Хранение твердых сычужных сыров на про- fH3BOACTBeHHbix холодильниках и маслосырба- зах/ Н. Н. Фильчакова, Е. Л. Моисеева, Н. В. Меркулова и др. - ОИ/ЦНИИТЭИмясо- молпром, сер. Холодильная промышленность и транспорт, 1978.— С>5 с. УДК 621.565.9:629.114.444 О РАЗВИТИИ НАЧАЛЬНОГО ЗВЕНА ХОЛОДИЛЬНОЙ ЦЕПИ Лауреат Государственной премии СССР, проф. B. П. ЗАЙЦЕВ, лауреат Государственной премии СССР C. Я. МЕКЕНИЦКИЙ При все возрастающих в стране объемах заготовок скоропортящегося пищевого сырья (мяса, творога, плодов и овощей, рыбы и др.) и производства готовой продукции проблему их сохранности следует считать в высшей степени актуальной и неотложной. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года указано на необходимость улучшения качества продукции, устранения потерь на всех стадиях ее производства и реализации. Главные пути достижения этого — приближение предприятий перерабатывающей промышленности к сырьевой базе, применение индустриальных и безотходных технологий производства, улучшение организации перевозок, переработки и хранения продукции, внедрение ускоренными темпами новейшей холодильной техники, развитие сети холодильников, повышение оснащения отраслей агропромышленного комплекса рефрижераторным транспортом, контейнерами для транспортировки и хранения продукции. Комплексное решение проблемы по всем звеньям на пути от поля до магазина приведет к значительному увеличению продовольственных ресурсов, снабжению потребителей продукцией высокого качества. Особенности скоропортящегося биологического сырья таковы, что в обычных условиях непосредственно после его заготовки в нем развиваются процессы биохимического, ферментативного и микробиологического характера, которые в конечном результате приводят к порче сырья и готовой продукции. Вот почему овощи, плоды и ягоды, продукты животноводства, рыбу нужно без промедления подвергать соответствующей обработке, содержать их в условиях безукоризненного санитарно-гигиенического режима и при благоприятных температурных условиях, исключающих активное проявление факторов порчи. Для того чтобы затормозить негативные изменения, необходимо такое воздействующее средство, результативность которого проявляется быстро и которое достаточно доступно и удобно на практике. Научные . исследования и жизненный опыт давно доказали, что этим средством является холод. Применение холода на всех этапах от заготовки сырья до реализации продукции, создание единой холодильной цепи должно способствовать успешному решению проблемы их сохранности практически во всех регионах нашей страны. Особенно ответственно начальное звено этой цепи — пункты заготовки сырья, охлаждаемые склады, станции охлаждения и т. д., где холодильная обработка проводится уже на первой стадии — стадии заготовки. Холодильную обработку давно применяют при заготовке мясной и рыбной продукции. Сейчас широко внедряется первичное охлаждение молока. С ферм колхозов и совхозов его обычно доставляют в центральные молокоприемные пункты, где охлаждают до 4—6 °С и кратковременно (в течение суток) хранят до отправки на перерабатывающие предприятия. Первичное охлаждение молока осуществляется в молокоохладителях, конструкция которых непрерывно совершенствуется. ВНИКТИхолодпромом разработана система первичного охлаждения молока на базе серийно выпускаемой водоох- лаждающей машины МКТ20 (хладагент R22) и аккумулятора ледяной воды. В зимнее время система работает с использованием естественного холода, что приводит к сокращению потребления электроэнергии. 9
Осуществляются работы по обеспечению холодом и других отраслей агропромышленного комплекса. В районах заготовок пищевого сырья возводятся холодильники, охлаждаемые склады. Однако развитие сети стационарных предприятий требует значительных капитальных вложений, и она будет расширяться постепенно с учетом роста объемов заготовок. При сезонных заготовках некоторых продуктов стационарные холодильные предприятия не везде и не всегда экономически эффективны. Это обстоятельство, а также создание во все возрастающих количествах, особенно в отдаленных и вновь осваиваемых районах, подсобных хозяйств промышленных предприятий, пищевую продукцию которых также нужно надежно сохранить до реализации, указывают на необходимость иметь передвижные холодильные установки. В настоящее время для холодильной обработки заготавливаемой в поле плодоовощной продукции созданы передвижные станции предварительного охлаждения типа ФХ80П. Целесообразным представляется создание передвижных универсальных цехов, оснащенных современными холодильными установками. Такие цехи одновременно выполняли бы функции двух звеньев холодильной цепи — производственного предприятия и холодильного транспорта. Для мобильных цехов холодильной обработки пищевых продуктов могут быть использованы скороморозильные аппараты роторного типа, выпускаемые промышленностью серийно. В них можно замораживать (или охлаждать) в блоках разные продукты: мясо, рыбу, творог, овощи. Роторные скороморозильные аппараты нашли широкое применение на холодильниках мясной промышленности и на рыбопромысловых судах (см. «Холодильная техника», 1985, № 7, с. 6—9). Если на специальной автоплатформе (автоприцепе) смонтировать холодильную установку, включающую роторный скороморозильный аппарат и компактный льдогенератор, то получится передвижной цех холодильной обработки (см. рисунок). Возможны также варианты, например, скороморозильный ап-^ парат на одной, а остальное холодиль-" ное оборудование — на другой автоплатформе. Ниже приводится краткая ориентировочная техническая характеристика передвижного цеха холодильной обработки: Производительность по замо- раживанию, кг/ч Размеры замораживаемых блоков, мм Температура продукта, °С начальная конечная Температура кипения хладагента, °С Расход холода, кДж/кг кДж/ч Роторный скороморозильный аппарат масса, т габаритные размеры, мм 400 560Х240Х Х75F0) 20 — 18 —35-г—40 375 140000 6 4200Х Х2600Х Х2600 Холодопроизводительность холодильной установки при температуре кипения —40°С, кВт 42 Производительность чешуйчатого льдогенератора, кг/ч 250 Общая потребляемая мощность, кВт 50 7990 Передвижной цех холодильной обработки: / — место установки холодильного оборудования; 2 — место установки скороморозильного аппарата. 10
Цех рассчитан так, что лед вырабатывается в то время, когда скрромо- розильный аппарат не работает. Передвижные цехи нужны в тех районах страны, где мощности по переработке скота, птицы, плодов и овощей, а также емкости для их хранения недостаточны, и это приводит к ощутимым потерям сырья и продукции. Применение передвижных цехов, оснащенных скороморозильными аппаратами, явится стимулирующим фактором ускорения развития производства быстрозамороженных овощей, плодов и ягод. Передвижные цехи окажут неоцени- ^мую помощь в освоении ныне неиспользуемых рыбных ресурсов многочисленных в нашей стране озер и других внутренних водоемов, особенно в районах Сибири и Дальнего'Востока. Для этой цели передвижной цех холодильной обработки должен использоваться в сочетании с передвижной рыбодобы- вающей установкой, конструкция и опытные образцы которой уже созданы нашими специалистами. Это — машина- амфибия, оборудованная орудиями лова рыбы. Свежевыловленная рыба без промедления замораживается, и тем самым ей придаются стойкие свойства при транспортировке и последующем хранении. Такой гередвижной комплекс, способный проникать в отдаленные районы, может в кратчайший срок дать немалый эффект в освоении природных рыбных заласов, существенно пополнив ценные пищевые ресурсы. Наряду с созданием передвижных цехов холодильной эбработки пищевых продуктов очень вгжно более широко внедрять контейнеры, предназначенные для транспортировки охлажденной и замороженной продукции. В сочетании с передвижными холодильными цехами охлаждаемые контейнеры совершенно необходимы. В крупнотоннажных контейнерах массой брутто 30, 25, 20 и Ют поддерживается с высокой точностью температура до —18 °С, обеспечиваемая либо встроенной холодильной машиной, либо другими средствами (сжиженными газами, кстати, не требующими внешних источников энергии, сухим льдом, зероторами). В настоящее время ВНИКТИхолод- пром разработал сборные камеры емкостью 20 т с децентрализованной системой охлаждения, которые могут быть успешно использованы для кратковременного хранения обработанных холодом пищевых продуктов и снабжения ими местного населения в районах, где отсутствуют холодильники. Комплексное решение затронутых в статье проблем внесет ощутимый вклад в успешное выполнение Продовольственной программы СССР УДК 621.565.92 ИСПЫТАНИЯ ХОЛОДИЛЬНОГО ШКАФА ДЛЯ ИНТЕНСИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ А. и. БАР бал ь, канд. техн. наук Е. М. ДРОНОВ, канд. техн. наук А. М. КОРЕНЕВ, Е. Н. ЧЕРНЕНКО* Марийским СКТБ торгового холодильного оборудования при участии Московского института народного хозяйства им. Г. В. Плеханова и ВНИИторгмаша разработан и изготовлен опытно-промышленный образец холодильного шкафа ШХ-И, предназначенного для интенсивного охлаждения, а также кратковременного хранения готовых блюд, полуфабрикатов и кулинарных изделий, расфасованных в функциональные емкости («Холодильная техника», 1985, № 12, с. 20— 23). Шкаф ШХ-И выполнен в виде теплоизолированного корпуса с размерами сторон 1650Х950Х 1850 мм. С передней стороны корпус закрыт дверью с запором. Дно корпуса не теплоизолировано. Внутри шкафа у задней стенки установлены друг над другом три воздухоохладителя ВО-2. При открытии двери шкафа вентиляторы воздухоохладителей автоматически отключаются микропереключателем. Вдоль боковых стен корпуса установлены две перегородки, отделяющие рабочий объем шкафа от боковых воздуховодов. С торцевой стороны воздуховоды закрыты декоративными решетками. Шкаф ШХ-И укомплектован вынесенным холодильным агрегатом 1АК-6-1-2, тремя терморегулирующими вентилями ТРВ-2М и приборами автоматики. Над дверью укреплена декоративная панель, *В работе принимал участие канд. техн. наук Г. А. Белозеров. 11
на которой установлены индикаторная шкала манометрического термометра, реле температуры, реле времени, четыре сигнальные лампочки, информирующие о режиме работы шкафа и холодильного агрегата. Оттаивание воздухоохладителей осуществляется за счет тепла горячих кулинарных изделий, охлаждаемых в шкафу, в результате чего температура воздуха внутри него поднимается выше О °С и затем в течение 15—45 мин снижается до температуры рабочего режима. Этого тепла достаточно для удаления с поверхности испарителя инея, оставшегося от предшествовавшего охлаждения кулинарных изделий. Конденсат стекает в сборный поддон, установленный под нижним испарителем, и отводится по трубопроводу в канализацию. Охлаждение 100—140 кг кулинарных изделий от температуры 75 °С до сред- необъемной 7 °С в шкафу ШХ-И можно осуществить в течение 2 ч (рис. 1). Процесс охлаждения протекает следующим образом. Перед .загрузкой продуктом шкаф выводят на рабочий режим, характеризующийся температурой воздуха в объеме шкафа в зависимости от вида кулинарных изделий —10-=—4 °С. Время выхода шкафа на рабочий режим 10—15 мин. В рабочий объем шкафа закатывают стеллаж СП-230 (или два стеллажа СП-110), на котором установлены 26 функциональных емкостей типа Е1Х65 (СТ СЭВ 763—77) с расфасованными в них горячими кулинарными изделиями. Охлаждаются кулинарные изделия в реверсивном потоке воздуха. Вентиляторы изменяют направление вращения каждые 15 мин. Это обеспечивает равномерное охлаждение кулинарных изделий как по высоте, так и глубине стеллажа и при правильном выборе температуры охлаждающего воздуха исключает подмораживание кулинарных изделий на стенках функциональных емкостей. В начальный период времени температура воздуха повышается до 12— 20 °С (рис. 2, кривые /в). В этот период удаляется иней с поверхности испарителей. По достижении в объеме шкафа температуры воздуха, равной температуре рабочего режима, холодильная машина переходит на цикличный режим работы. Команды на отключение и включение холодильной машины поступают от реле температуры, датчик кото- 12 рого установлен в воздуховоде шкафа. В режиме охлаждения вентиляторы воздухоохладителей работают непрерывно. По окончании процесса охлаждения шкаф автоматически переходит на режим хранения кулинарных изделий, при котором поддерживается температура 2—6 °С. Вентиляторы воздухоохладителей включаются одновременно с включением холодильного агрегата. В целях отработки конструкции и выбора режимов охлаждения шкаф ШХ-И прошел лабораторные испытания в МИНХ им. Г. В. Плеханова, ВНИИ- торгмаше, СКТБ ТХО. \ В лаборатории научно-исследовательского института общественного питания была проверена пригодность шкафа ШХ-И для охлаждения кулинарных изделий, приготавливаемых по , индустриальной технологии согласно ТУ 28-42—84 и используемых в дальнейшем на предприятиях общественного питания. Качество кулинарных изделий, охлажденных и хранимых в шкафу ШХ-И в течение 1—3 сут, оценили средним баллом 4,75 (при пятибалльной системе) во время дегустации, проведенной в столовой № 7 Мосресторан- треста. Основные результаты охлаждения различных кулинарных изделий приведены в таблице (температура охлаждающего воздуха /в, начальная и конечная температуры кулинарных изделий t\ и /г, толщина слоя кулинарных изделий 2 8, время охлаждения тохл). В качестве тары использовали функциональные емкости типа Е1Х65 и Е1ХЮ0. Разница во времени охлаждения кулинарных изделий в емкостях, расположенных на. различной высоте стеллажа, при реверсе воздушного потока (рис. \А) — не более 10 %, без реверса>/: при нагнетании воздуха в рабочий объ-jj ем шкафа (рис. \Б) — более 17—20 %." В шкафу ШХ-И можно охлаждать не только кулинарные изделия, расфасованные в функциональные емкости, но и другие упакованные и неупакованные пищевые продукты. Так, в МИНХ им. Г. В. Плеханова и Марийском СКТБ ТХО провели опыты по охлаждению в шкафу овощей и фруктов (яблок, помидоров, сливы, винограда, картофеля, груш, черноплодной рябины) в деревянной таре, используемой для транспортировки и хранения
Злюда Борщ Суп картофельный с гоэохом Суп картофельный с перловой крупой (в емкостям типа Е1Х 100) Компот из свежих яблок Компот из сушеных яб^ок Тефтели Говядина в кисло-сладком соусе Каша гречневая Каша рисовая Рыба жареная (сайда) в один слой Сайда жареная под маринадом Салат из белокочанной капусты (в емкостях типа Е1Х 100) О 0,5 /,0 1,5 Тохл>ч А плодов. Начальная температура плодов и овощей 20—23 °С, конечная температура в центре плода, расположенного в центре слоя, 5 °С. На рис. 2 показано изменение по времени температуры винограда в семи ящиках № 5 по 9 кг в каждом при /В=-7,5°С. I Как видно из рис. 2, ягоды, лежащие на поверхности слоя, охлаждаются быстрее находящихся в центре и на дне ящика: при температуре ягод на поверхности — 3 °С в цеятре слоя она равна 5 °С, а у дна 8 °С. С увеличением высоты ящиков и соответственно толщины слоя плодов или овощей в них, а также при использовании упаковочной бумаги или стружки (например, при хранении яблок) продолжительность охлаждения возрастает. Так, время охлаждения упакованных в стружку яблок массой 33 кг в ящике /„ °с 82 68,2 82 73 77,5 80 57 75 74 61,5 72,5 66 *2, °С 10 14 14 10 11 10 10 13,5 13,5 10 10 10 <в>°С —5,1 —6,5 —5,5 —7,5 —5,0 —5,3 —6,6 —5,4 —5,4 —4,9 —6,3 —6,5 26, мм 40 40 65 38 40 30 20 45 30 20—25 31 65 тохл» с 5640 5700 12180 6300 7320 7500 3600 7800 6600 3120 4980 12000 Рис. 1. Охлаждение кулинарных изделий B6= =30 мм) в шкафу ШХ-И: А — в реверсивном потоке «-воздуха; Б — в одностороннем потоке воздуха; а — схема расположения термопар; б — изменение температуры кулинарных изделий на нижней поверхности слоя /н п, в центре слоя t$ и охлаждающего воздуха tB до 5 °С в центре плода, расположенного в центре слоя, равно 90 мин, а неупакованных — 60 мин. Проведенные опыты показали, что мелкие плоды и ягоды (виноград, сливы, рябина), расфасованные в ящики по 8—10 кг, охлаждаются за 30—50 мин (при общей загрузке 50—80 кг), а фрукты и овощи (яблоки, груши, помидоры), расфасованные в ящики по 20—30 кг,— за 60—90 мин в зависимости от размеров тары, массы плодов и вида упаковки. Шкаф ШХ-И можно использовать также для замораживания и кратковременного хранения замороженных продуктов. Об этом свидетельствует опытное хранение 80 кг мяса криля 13
I I I I I I ¦ I 0 10 20 30 W 50 Тохл,мин Рис. 2. Изменение по времени температуры в центре ягод винограда в семи ящиках № 5 по 9 кг в каждом в процессе охлаждения в шкафу ШХ-И при /в=— 7,5 °С: / — в центре слоя; 2 — на поверхности слоя; 3 — на дне ящика УДК 725.355 АРОЧНЫЕ ХОЛОДИЛЬНИКИ ИЗ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ И ВИНОГРАДА М. А. КАЛАМЕЭС, Р. О. ПИЛЬВ, канд. с.-х. наук Г. В. НОВИКОВА, С. В. КУЗНЕЦОВ Продовольственной программой СССР предусмотрено значительное увеличение производства плодов, овощей и винограда и бесперебойное снабжение ими населения в течение года. В связи с этим большое значение приобретает строительство в местах производства холодильников, предназначенных для предварительного охлаждения плодоовощной продукции и длительного ее хранения. Широкое использование современных холодильников позволяет значительно снизить потери продукций, лучше сохранить ее качество и продлить срок хранения. Например, при хранении винограда при О °С в течение 20 сут потери такие же, как и при хранении в течение суток при температуре 25 °С*. * Прогрессивные методы хранения винограда / В. А. Гудковский, X. X. Льянова, Т. И. Новобранова, Т. С. Тажибаев.— Алма-Ата, 1980, с. 52. в течение 30 сут. Температуру воздуха в шкафу при этом поддерживали —18 °С при колебаниях ±2 °С во время цикличной работы холодильной машины. Периодичность процесса оттаивания инея 3 сут. При большем интервале между циклами оттаивания нарушался режим работы воздухоохладителей и повышалась температура в объеме шкафа до — 16ч—14 °С. Результаты проведенных междуведомственных испытаний позволили рекомендовать шкаф к серийному производству, которое будет организовано в Марийском производственном объединении «Марихолодмаш», что позво- { лит расширить ассортимент кулинарных изделий, готовых блюд и полуфабрикатов до 100 видов, в технологический процесс приготовления которых в качестве заключительной операции перед хранением и транспортировкой входит процесс охлаждения продукции. В условиях недостатка холодильных емкостей для плодов и овощей в местах их производства весьма перспективны холодильники из легких металлических конструкций, использование которых позволит значительно сократить сроки строительства, снизить трудозатраты. Т.ак, холодильник арочного типа в пос. Хайрабад Сурхандарьинской обл. Узбекской ССР был возведен бригадой из пяти монтажников в течение 5 недель. Высота здания 6,5, длина 36, ширина 13,5, шаг арок 3 м (см. рисунок). Каркас здания сборный из металлических арочных секций, соединенных болтами. Секции выполнены из сварных гнутых стальных профилей с двойной обшивкой из стального профилирован- ^ ного настила, имеющего одинаковую 4 с арками кривизну. Пространство между внутренней и наружной обшивками заполнено минеральной ватой слоем в 200 мм. Кроме того, между стальной обшивкой и минераловатной теплоизоляцией проложена пароизоляция из двух слоев полиэтиленовой пленки. Холодильник состоит из двух зданий ангарного типа, на торцах которых имеются грузовые платформы с навесами для защиты от солнечных лучей. Виноград загружают в хранилище транспортером, подающим полиэтиле- 14
Холодильник для хранения плодоовощной продукции и винограда в пос Хайрабад: / — холодильная кгмера; 2 — холодильная машина ХМФ-32; 3 — воздухоохладитель новые ящики вместимостью по 10 кг к месту укладки их в стоечные поддоны, которые штабелируют в 3 яруса с помощью электропогрузчика ЭП-0806. Охлажденный виноград выгружают из холодильника в авторефрижераторы через гибкий рукав из плотной хлопчатобумажной ткани. Сечение его 3X3 м, длина 4 м. Каждый ангар оборудован четырьмя воздухоохладителями, установленными на высоте 3 м на жестко приваренных к аркам кронштейнах. На площадке между зданиями размещены четыре фреоновые холодильные машины марки ХМФ-32, которые можно при необходимости переключать с одного ангара на другой. Это позволяет интенсифицировать процесс охлаждения виногра- ИЮБРЕТЕНИЯ A1) 1191688 E1L F24 F1/00 B1) 3753541/29-06 B2) 15.06.84 G2) А. Г. Медведев, Г. В. Захаров E3) 697.94 E4) E7) СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая установленные на валу привода основнье и дополнительные компрессор и детандер, причем основной компрессор через вакуумный теплообменник-испаритель с распылителем соединен с основным детандером, а дополнительный ком ipeccop через дополнительный теплообменник — с дополнительным детандером, и смесительную камеру с сепаратором, да и применять вместо четырех холодильных машин три машины на каждое хранилище. Холодильник также снабжен охлаждаемым туннелем фирмы «Ристола» (Финляндия) производительностью 600 кг/ч. Оборудование холодильника обеспечивает охлаждение 80 т винограда с 32 до 8 °С в течение 22 ч. Один ангар может принять 160 т винограда или около 200 т моркови, или 180 т капусты. При температурах обшивки из оцинкованной стали около 65 °С, бетонного основания и наружного воздуха 45 °С температура внутри оставалась стабильной — 2 °С. В Эстонской ССР эксплуатируют комплексы подобных арочных холодильников общей емкостью 4000 т, в которых хранят картофель и овощную продукцию. Эти комплексы снабжены автоматизированными холодильными машинами ХМФ-32 и ФХ-100. Ориентировочный расчет показал, что только за счет снижения потерь массы при хранении в арочных холодильниках годовой экономический эффект составляет: при предварительном охлаждении винограда — 94 руб/т, при хранении винограда в течение 180 сут — 210, при кратковременном хранении моркови — 12, капусты — 10, при длительном хранении картофеля — 19, моркови ^—21, капусты —17 руб/т. В настоящее время изучается возможность применения сооружений и зданий арочного типа из легких металлических конструкций при проектирог вании и строительстве станций охлаждения, приемно-сортировальных пунктов и приемно-заготовительных комплексов для плодоовощной продукции. сообщенную с помещением и соединенную через емкость, над которой установлен конденсатор- охладитель, с эжектором-увлажнителем, подключенным к входу дополнительного компрессора, причем вход конденсатора-охладителя подсоединен через делитель потоков к выходу дополнительного детандера, а выход — к эжектору- увлажнителю, распылитель — через регулируемый дроссель к емкости, а вакуумный теплообменник-испаритель — к эжектору-увлажнителю, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования параметров кондиционируемого воздуха и снижения энергозатрат, система снабжена холодильной машиной с испарителем и конденсатором, теплообменник-испаритель и дополнительный теплообменник изолированы друг от друга, а конденсатор-охладитель и дополнительный теплообменник служат соответственно испарителем и конденсатором холодильной машины. 15
За экономию и бережливость УДК 621.577-658.26.004.183 ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ САМТРЕДСКОЙ ЧАЙНОЙ ФАБРИКИ Академик АН ГССР, проф. В. И. ГОМЕЛАУРИ, д-р техн. наук О. Ш. ВЕЗИРИШВИЛИ, Н. А. МИРИАНАШВИЛИ Экономия топливно-энергетических, материальных и трудовых ресурсов — наиболее действенный способ приумножения национального богатства страны. Решению этой задачи в значительной степени может способствовать создание комплексных систем теплохла- доснабжения с применением теплона- сосных установок (ТНУ), которые позволяют не только рационально расходовать топливно-энергетические ресурсы, но и полностью исключить загрязнение окружающей среды, улучшить условия труда, повысить его производительность. Целесообразность ТНУ для чайных фабрик была обоснована еще в 1955 г. проработками Грузинского НИИ энергетики АН ГССР [3]. Практическая возможность и технико-экономическая эффективность применения ТНУ для комплексного теплохладоснабжения технологических процессов переработки чая подтверждены длительными экспериментальными исследованиями на опытно-промышленных ТНУ в натурных условиях [1, 2, 4, 5]. Эти исследования создали реальную основу для перевода чайных фабрик на теплонасосное теплохладоснабжение. С начала мая 1985 г. на теплонасосное теплохладоснабжение полностью переведена Самтредская чайная фабрика (проект ее теплохладоснабжения на базе ТНУ разработан ГПИ «Груз- гипропищепром»). Использование ТНУ позволило отказаться от сжигания жидкого топлива (мазута), расход которого в среднем за сезон переработки чайного листа достигал 1000 т. ТНУ обеспечивает нагрев до требуемых параметров воздуха, направляемого в технологические чаезавялочные и сушильные агрегаты для термической обработки чайного листа. Наряду с нагревом воздуха ТНУ одновременно вырабатывает «отбросный» холод, с помощью которого постоянно поддерживается необходимая для оптимального протекания биохимических процессов Пониженная температура B2—24 °С) в роллерно-ферментационном цехе фабрики (здесь полуфабрикат чая приобретает в основном нужные аромат, вкус и настой). Точное соблюдение оптимальной температуры нагрева воздуха, надежное поддержание пониженной температуры в процессе скручивания-ферментации и гарантированное отсутствие продуктов сгорания мазута в воздухе, направляемом в чаезавялочные и сушильные агрегаты, обеспечили увеличение содержания в чае танина на 18—21 % и экстрактивных веществ на 3—5 %, что значительно повысило качество продукции. На фабрике создана камера холодильного хранения чайного листа емкостью 30 т, в которой с помощью ТНУ поддерживается температура 3—5 °С. С организацией холодильного хранения сырья ликвидировано отрицательное влияние его неравномерного поступления с плантаций на нормальный ход технологических процессов. Радикально улучшились условия работы персонала фабрики. Работники обслуживают теперь не мазутные топки, а компрессоры и теплообменные аппараты, значительная часть которых имеет автоматическое управление. На базе отбросного холода ТНУ осуществлено технологическое и комфортное кондиционирование воздуха во всех цехах предприятия, в результате повысилась производительность труда. Теплохладостацция построена в отдельном помещении, вблизи главного производственного корпуса чайной фабрики. Здесь установлено шесть автоматизированных фреоновых холодильных машин, работающих по теплона- сосному циклу. Три машины ХМ-22ФУУ400/2, в которых используется хладагент R142, предназначены для теплоснабжения чаесушильных агрегатов по замкнутому циклу [5]. Режим их работы: темпе- 16
.Т/7 Э, кВт ч/т сырья 800 у vi w m IX х Месяцы Рис. 1. Зависимость действительного комплексного коэффициента преобразования /Сср от режима работы системы теплохладоснабжения чайной фабрики по месяцам сезона ратура кипения /0= 15 °С; температура конденсации /к=90 °С. Машина ХМ-22ФУУ400/1 с хладагентом R12 (/о=—5°С; /к=40°С) снабжает теплом чаезавялочные агрегаты ' и одновременно холодом холодильную камеру. Машина ХМ-22ФУУ400/2, работающая на неазеатропной смеси R12 и R142 (в соотношении 3:1), предназначена для теплоснабжения чаезавялоч- ных агрегатов и хладоснабжения системы кондиционирования воздуха. Режим ее работы: температура смеси перед регулирующим вентилем 0—5 °С, температура начала конденсации 65— 70 °С. Одна (шестая) машина ХМ- 22ФУУ400/2 резервная и с помощью станции переключения может работать в любом необходимом режиме. Холодильные машины с начала эксплуатации (май 1985 г.) работают устойчиво по заданным параметрам. В течение первых шести месяцев их работы проведены исследования, в ходе которых выявлены теплотехнические, объемные, энергетические и конструктивные характеристики. Определен действительный коэффициент преобразования при различных режимах работы всей системы теплохладоснабжения фабрики (рис. 1). Средний за сезон переработки чая комплексный коэффициент преобразования равен 4,1. р На рис. 2 показан удельный (на 1 т сырья) расход электроэнергии на систему теплохладоснабжения и в целом по фабрике в течение сезона переработки чайного листа/ Анализ показывает, что с внедрением системы комплексного теплохладоснабжения от ТНУ значительно возрастает уровень потребления электроэнергии. Однако это компенсируется тем, что расход дефицитного в условиях Грузии жидкого топлива полностью прекращается. Кроме того, чайные фабрики, оборудованные ТНУ, ввиду того, что они ра- 600 ш 200 IX YI Ytt Yin М есяцы Рис. 2. Удельный расход электроэнергии Э на чайной фабрике по месяцам сезона* / — суммарный; 2 — на ТНУ; 3 на вспомогательное технологическое оборудование ботают сезонно (май — октябрь), когда в энергетике Грузии преобладает сезонная энергия ГЭС, явятся потребителями-регуляторами этой энергии. Оценка реальных технико-экономических показателей и определение эксплуатационных характеристик позволили провести энергоэкономическое сопоставление комплексного теплохладоснабжения от ТНУ (на примере Сам- тредской чайной фабрики — типового предприятия производительностью 1000 т продукции в год) со следующими альтернативными вариантами: I — теплоснабжение от топливных котельных, хладоснабжение от холодильных машин; 2 — теплоснабжение от огневых калориферов, хладоснабжение от холодильных машин; 3 — теплоснабжение от электрокалориферов, хладоснабжение от холодильных машин. Результаты сопоставления приведены на рис. 3 в виде зависимости отношений приведенных затрат на ТНУ и альтернативные варианты теплохладо- Зтну 'Зальп. V 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 W \/// Y///, у^ '/// У/у 1 Г 1 1 1 'У/Х// 'У/аУ> 1 1 1 и \л \уУ • г 1 п. —[' !" /\Л WA Ал W' ш. г V/* Щ 2 3 РЪ Щ 1 Щ &?< ш 10 14 18 22 26 30 34 38 42 ч) Рис. 3. Зависимость отношений приведенных затрат Зтну/Зальт ТНУ и трех альтернативных вариантов теплохладоснабжения чайной фабрики от стоимости С электроэнергии: / — вариант 1; 2 — вариант 2; 3 — вариант 3; 4 — приведенные расчетные затраты на электроэнергию для Грузглавэнерго; 5,6 — соответственно льготный и существующий тариф на электроэнергию 2 Холодильная техника № 3 17
снабжения от стоимости электроэнергии. График позволяет определить экономическую целесообразность применения ТНУ. Предельная стоимость электроэнергии, при которой использование ТНУ вместо распространенной раздельной схемы теплоснабжения от огневых калориферов и хладоснабжения от холодильных машин экономически оправдано, — 46 руб/(МВт-ч), вместо теплоснабжения от котельных и хладоснабжения от холодильных машин — 36 руб/(МВт.ч). Как видно из графика, теплохладо- снабжение от ТНУ всегда выгоднее, чем теплоснабжение от электрокалориферов и хладоснабжение от холодильных машин. На рис. 3 показаны линии, соответствующие приведенным расчетным затратам электроэнергии для Грузинской энергосистемы — 18,6 руб/(МВт-ч) и льготному тарифу, установленному для сезонных потребителей гидроэлектроэнергии. Комплексное теплохладоснаб- жение от ТНУ экономически выгодно в обоих случаях. В этих расчетах не учтена экономическая эффективность применения ТНУ, связанная с улучшением качества чая, которая была определена в размере 118,7 тыс. руб/год. Перевод на комплексное теплохладоснабжение от ТНУ всех 93 фабрик Грузии даст годовую прибыль свыше 11 млн. руб. Опыт внедрения ТНУ на Самтред- ской чайной фабрике может быть использован при переводе на теплона- сосное теплохладоснабжение других чайных фабрик страны. Принято решение об оборудовании теплонасосными установками всех строящихся чайных фабрик, а в плане основных мероприятий по научно-техническому прогрессу предусмотрена планомерная реконструкция и оснащение ТНУ существующих предприятий. Список использованной литературы 1. Везиришвили О. Ш. Тепловой насос для чаезавялочного агрегата. — Холодильная техника, 1968, № 7, с. 17—20. 2. Везиришвили О. Ш. Пути сокращения энергозатрат на чайных фабриках при комплексном применении ТНУ. — Холодильная техника, 1984, № 3, с. 11 — 15. 3. Гомелаури В. И., Мусхелишвили А. И. О применении тепловых насосов на чайных фабриках ГССР. — Труды Института энергетики АН ГССР, т. X, 1955, с. 11 — 16. 18 4. X о ш т а р и я А. Г. Определение оптимальных температур процесса хранения чайного листа. — Сообщения АН ГССР, 1972, т. 65, Ко 3, с. 661—663. 5. Эффективность комплексного примене- няя ТНУ в чайной промышленности Грузии/ В. И. Гомелаури, А. И. Мусхелишвили, О. Ш. Везиришвили и др. — Холодильная техника, 1974, № 6, с. 16—20. УДК 621.575:553.7.031.5 КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ВОД ДЛЯ ТЕПЛ ОХЛ АДОСН АБЖЕН ИЯ { ЧАЙНОЙ ФАБРИКИ Канд. техн. наук В. Ш. КАКАБАДЗЕ, К. О. ВЕЗИРИШВИЛИ Одно из эффективных направлений решения проблемы экономии топливно- энергетических ресурсов — использование геотермальных вод в абсорбционных термотрансформаторах (АТТ), применяемых в системах комплексного теилохладоснабжения. Грузия располагает крупными запасами геотермальных вод. В настоящее время на территории республики действуют около 55 геотермальных скважин суммарным дебитом 89,4 млн. м3 в год с температурой воды 70—105 °С и ее минерализацией до 10 г/л. Такой потенциал геотермальных вод позволяет применять их в различных отраслях народного хозяйства [1]. За счет использования тепла геотермальных вод в 1980 г. в Грузии было сэкономлено 18 тыс. т. условного топлива [4|. Очевидно, что наибольший экономический эффект достигается там, где имеющийся дебит геотермальной воды и содержащийся в ней тепловой потенциал используются наиболее полно. С этой точки зрения весьма выгодными| потребителями геотермальных вод являются чайные фабрики [3]. Ввиду того что чайным фабрикам требуется значительное количество тепла, а сезон их работы (в основном весенне-летний) не совпадает с периодом потребления геотермальной воды в коммунальном хозяйстве (для отопления) и в сельскохозяйственном производстве (в парниках, теплицах), использование ее для энергоснабжения чайных фабрик имеет большое народнохозяйственное значение.
в 1 \25°С Рис. 1. Принципиальная схема комплексного теплохладоснабжения чайной фабрики с применением двух агрегатов АБХА-1000, работающих на базе геотермального источника в тепловом (А) и холодильном (Б) режимах: / — скважина; 2, 12 — генераторы; 3, 13 — конденсаторы; 4, 14 — испарители; 5, 15 — абсорберы; 6, 9, 10 — воздухонагреватели; 7,11 — вентиляторы; 8 — чаесушильная печь; 16 — низкотемпературная камера; 17 — чаезавялочный агрегат Для решения вяпроса о целесообразности и экономической эффективности энергоснабжения чайных фабрик Грузии от геотермальных источников разработана комплексная система теплохладоснабжения с применением АТТ на базе геотермального источника № 3 для Зугдидской чайной фабрики № 1. Эта система теплохладоснабжения обеспечивает теплом технологические процессы производства чая, холодом — камеру хранения сырья (зеленого чайного листа) и, кроме того, технологическое кондиционирование воздуха (KB) в цехах фабрики с наименьшими затратами [3]. Принципиальная схема теплохладоснабжения Зугдидской чайной фабрики представлена на рис. 1. В этой схеме два абсорбционных агрегата АБХА- 1000 работают: один А в тепловом, ^другой Б в холодильном режимах. г Геотермальная вода из скважины с температурой 89 °С поступает в генератор, а затем в испаритель агрегата А. Циркулирующая через трубки абсорбера сетевая вода нагревается до 105— 110°С, после чего в воздухонагревателе 6 она догревае" воздух, направляемый затем вентилятором в чаесушиль- ную печь, от 75 до 95 °С. Предварительный нагрев воздуха от начальной температуры 25 до 75 °С происходит в воздухонагревателе 9 за счет тепла геотермальной воды, поступающей из скважины. Конденсатор охлаждается речной водой с температурой 20 °С, которая затем сбрасывается. Отработанная в агрегате А геотермальная вода с температурой 78 °С направляется в генератор агрегата Б. Охлажденная в испарителе агрегата Б до технологически необходимых норм сетевая вода обеспечивает холодом низкотемпературную камеру, предназначенную для хранения зеленого чайного листа (хранение его при 10—12 °С способствует значительному повышению качества вырабатываемого чая). Охлаждающая конденсатор и абсорбер речная вода сбрасывается. Геотермальная вода, выходящая из генератора агрегата Б с температурой 72 °С, используется для нагрева воздуха в воздухонагревателе 10. Воздух при 42 °С вентилятором нагнетается в чаезавялочный агрегат. Отработанная во всех элементах схемы геотермальная вода собирается в коллектор, а затем идет на технологическое кондиционирование воздуха в цехах фабрики. Наличие значительного количества отработанной воды с температурой 60—70 °С позволяет создать недорогую систему технологического KB без холодильных машин, основанную на использовании водопогло- щающих свойств сорбентов (рис. 2). Предварительно осушенный жидким сорбентом наружный воздух доводится 2* 19
— Крепкий faрастбор LT^ Г J чае с у у. Геотермальная 6odafl%\ ¦&- 1б~отанныа бух от °сцшильных печей , i Наружный^ боздух 7 Слабый растбор /\ ЗМ|йШ f до требуемых параметров прямым испарительным охлаждением (адиабатическое увлажнение). Отработанная геотермальная вода служит для подогрева слабого раствора сорбента в теплообменнике /, а отработанный воздух из чаесушильных печей — для десорбции раствора. В результате контакта с воздухом в десор- бере повышается его концентрация. Крепкий раствор, охлажденный водопроводной водой в теплообменнике /, направляется в пленочный аппарат, где с его помощью осушается наружный воздух. Проходя затем через форсуночную камеру, воздух соприкасается с циркулирующей водой, охлаждается и увлажняется до требуемых параметров (/=22-^-24 °С; ср=95 %), после чего вентилятором подается в цехи фабрики. Внедрение описанной системы тепло- хладоснабжения на чайной фабрике позволит отказаться от дефицитного топлива — мазута, который расходуется на технологические процессы в количестве 1000 т/г. Кроме того, создаются благоприятные предпосылки для использования отработанной геотермальной воды с температурой 50 °С на горячее водоснабжение фабрики и жилого поселка, а зимой и на их отопление. Экономическая эффективность системы комплексного теплохладоснабжения чайной фабрики определена технико- экономическим расчетом в соответствии с «Инструкцией по определению экономической эффективности капитальных вложений в развитие энергетического хозяйства». При этом были сопоставлены следующие варианты: 1 — теплоснабжение от огневых калориферов, кондиционирование от компрессионных холодильных машин (существующая на чайных фабриках схема); 2 — теплоснабжение от электрокалориферов, кондиционирование от компрессионных холодильных машин; Рис. 2. Принципиальная схема обработки воздуха для технологического KB в цехах чайной фабрики: / — теплообменник; 2 — воздушный десорбер; 3 — теплообменник холодной воды; 4 — пленочный аппарат; 5 — форсуночная камера 3 — теплоснабжение от котельной, кондиционирование от паровоздушных холодильных машин; 4 — теплохладоснабжение с использованием геотермальной воды. При сравнении вариантов в качестве экономического критерия принимали минимум годовых приведенных затрат. Результаты технико-экономического сравнения вариантов приведены на рис 3. Предлагаемая система теплохладоснабжения чайной фабрики, как видим, значительно эффективнее других вариантов. Кроме того, важным фактором является экономия мазута (по сравнению с вариантами 1, 3) или электроэнергии (по сравнению с вариантом 2). Проведенные экспериментальные исследования [2] показали также, что при удовлетворительной герметизации системы, в которой используются геотермальные воды Грузии, не требуются специальные средства защиты ее от коррозии. Комплексная система теплохладоснабжения с применением АТТ на базе геотермальной воды при внедрении ее на чайных фабриках Грузии позволит: сократить ввоз в республику дефицитного мазута; ЦрубМ 60 50 1 3 * Z 1 / 2 h 6 8 Ю 12 С,коп/м5 Рис. 3. Зависимость годовых приведенных затрат 3 (на 1 т сырья) от стоимости геотермальной воды С '(номера кривых соответствуют номерам вариантов) 20
точно соблюдать требуемые технологические режимы термической обработки чайного листа, благодаря чему повысится качество чая; резко улучшить санитарно-гигиеническое состояние предприятий и окружающей среды и создать благоприятные условия для повышения производительности труда. Расчеты показывают экономическую эффективность применения тепла геотермальных вод и для других целей. Например, только при коммунальном теплоснабжении коэффициент использования тепла составляет 55 %, соответственно удельные расчетные затраты равны 1,03 руб/ГДж. При снабжении теплом геотермальных вод теплично-парникового хозяйства этот коэффициент возрастает до 70 %, а удельные расчетные затраты снижаются до 0,72 руб/ГДж. Комбинированное потребление тепла в коммунальном и теплично-парниковом хозяйствах повышает коэффициент УДК 621.577 ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ В. С. ЛАТЫК Многие промышленные и гражданские здания и сооружения одновременно потребляют тепло и холод и в то же время выбрасывают в окружающую среду значительное количество тепловых отходов [1]. В целях утилизации отходов с температурой выше 80 °С представляется целесообразным применять абсорбционные холодильные установки [5], а отходов с низкой температурой — парокомпрессионные хо- ч лодильные установки, работающие в ре- ржиме теплового насоса [2]. В последнее время большое внимание уделяется созданию безотходных технологий, которые можно осуществлять с помощью парокомпрессионных теплонасосных установок (ТНУ), вырабатывающих в одно и то же время и тепло, и холод [4]. Целесообразно также объединять потребителей тепла и холода и использовать теплонасосные установки для их комплексного теплохла- доснабжения, как это сделано, например, в спортивных сооружениях типа его использования до 80 %, при этом удельные расчетные затраты минимальны — 2 руб/Гкал. Стоимость тепла в этом случае в 1.9—4 ра *а ниже, чем в традиционной система "*плоснабже- ния от котельной (стоимость геотермальной воды 10—12 коп/м3). Список использованной литературы 1. Бетанели К. П., Какабадзе В. Ш. Вопросы рационального использования энергетических ресурсов Грузии В кн. Природные ресурсы Грузии и их использование. Тбилиси, 1984, с. 118. 2. Вардигорели О. Ш. Копрочия конструктивных материалов в паповштяном тракте ГеоТЭС.— В кн.: Материалы Всесоюзной конференции по проблемам геотермии. Махачкала, 1978, с. 127—129. 3. Везиришвили К. О Эффективность вовлечения нетрадиционных источников энергии в топливно-энергетический комплекс Грузии. — Тбилиси, ГрузНИИНТИ, 1983. — 60 с. 4. Какабадзе В. Ш., Везиришвили К. О. Комплексное использование геотермальных вод для теплохладоснабжения отраслей АПК. — В кн.: Тезисы докладов всесоюзной конференции. Ташкент, 1985, с. 85. «каток — бассейн» [3], в которых одновременно требуется холод для намораживания катка и тепло для обогрева плавательных бассейнов и горячего водоснабжения. Другим примером может служить комплексная установка теплохладоснабжения Львовского завода «Реактив», в которой потребителями тепла и холода являются системы отопления, вентиляции, технологического и бытового горячего водоснабжения, охлаждения технологического оборудования. До ввода в действие этой установки теплоснабжение всех потребителей осуществлялось от заводской котельной, а хладоснабжение — от холодильной станции и системы оборотного водоснабжения. Теплоносителем в системе отопления служила вода с температурой iw= 70-^95 °С, а в системах вентиляции — с /Ш=70-М30 °С. Температура воды в системе горячего водоснабжения была равна 65 °С. Пар предназначался для технологических нужд. Хладоносителями являлись водный раствор хлористого кальция с температурой —15ч—20 °С и вода с температурой 10—20 °С [4]. Для утилизации низкопотенциальных источников тепловой энергии и создания безотходной технологии (с точки зрения тепловых выбросов) пбсле об- 21
16 17 Принципиальная схема опытно-промышленной теплонасосной установки для комплексного тепло- хладоснабжения: /—4 — ТН; 5, 18, 21 — потребители горячей и охлажденной. воды, рассола; 6 — насос для подачи горячей воды; 7, 17, 20 — баки-аккумуляторы горячей и охлажденной воды, рассола; 8—// — конденсаторы; 12—15 — испарители; 16, 19 — циркуляционные насосы охлажденной воды и рассола следования действующих систем и определения материальных и тепловых балансов была разработана и внедрена опытно-промышленная ТНУ для комплексного теплохладоснабжения. Ее принципиальная схема представлена на рисунке. Вода с температурой 40—45 °С используется для бытового и технологического горячего водоснабжения и подпитки заводской котельной (последняя сохраняется для обслуживания систем отопления и вентиляции здания), а хладоносители — для охлаждения технологического оборудования. В качестве хладоносителей применены водный раствор хлористого кальция с температурой —10-=—15 °С и вода с температурой 6—10 °С. В установке.использованы холодильные машины: две ХМ-ФУ40 для охлаждения рассола, одна МКТ110-2-0 и одна МКТ110-2-1 для охлаждения воды. Вода, нагретая в конденсаторах этих машин, поступает в систему горячего водоснабжения. В качестве хладагента принят R12 (машины МКТ110-2-0 и МКТ110-2-1, выпускаемые московским заводом холодильного машиностроения «Компрессор», предназначены для ра-| боты на R22). Особенностью разработанной установки является то, что испарители и конденсаторы холодильных машин, работающих по схеме теплового насоса (ТН), соединены последовательно про- тивоточными линиями нагреваемого и охлаждаемого теплохладоносителей. Система хладоснабжения выполнена в виде двух автономных циркуляционных контуров: рассольной системы и системы охлажденной воды. В каждом из этих контуров, а также в системе горячего водоснабжения предусмотрены бакигаккумуляторы. Присоединение систем водяного и рассольного хладоснабжения к испарителям теплонасосной установки по приведенной схеме позволяет уменьшить перепад между температурами конденсации /к и кипения to хладагента во всех ТН, поскольку температуры охлаждаемой воды и рассола последовательно понижаются по отношению к температуре воды, проходящей через конденсаторы. Опытно-промышленную теплонасос- ную установку исследовали при нагреве воды в конденсаторах до температуры 55 °С, охлаждении воды в интервале 6—20 °С и водного раствора ТН 1 2 3 4 ТНУ Период года Теплый Холодный Теплый Холодный Теплый Холодный Теплый Холодный Теплый Холодный /к,°с 20 28 30 36 40 43 50 50 — 'о, °С — 10 — 15 —8 — 13 2 6 4 8 — QK, кВт 86 64 80 62 164 183 160 182 490 491 Q„, кВт 66 47 65 46 133 152 122 150 386 395 <?к+<?и. КВТ 152 111 145 108 297 335 282 332 901 886 и 10,2 7,6 9,0 6,6 10,8 11,5 8,0 9,4 9,5 8,8 22
хлористого кальция в интервале 0~—20 °С. Получены действительные характеристики ТН, работающих в режиме одновременной выработки тепла и холода, и установки в целом. Эффективность работы теплонасос- ной установки определяли по коэффициенту комплексной эффективности где QK/, QHi — тепло- и холодопроизводи- тельность ТН, кВт; Ыэ1— потребляемая электрическая мощность ТН, кВт. > Результаты исследований частично приведены в таблице. Проведенные исследования показали, что эффективность работы установки в течение года характеризуется высокими значениями коэффициента комплексной эффективности (р,= 6,6-М 1,5), что указывает на преимущество одновременной выработки тепла и холода. Опытно-промышленная теплонасос- ная установка была введена в эк- УДК 628.84.004.183:677 СОПОСТАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Д-р техн. наук, проф. О. Я. КОКОРИН Системы кондиционирования воздуха (СКВ) на текстильных предприятиях, являющиеся непременным условием осуществления многих технологических процессов, потребляют значительную (до 40 %) долю общего расхода энергии. Снижение расхода энергии СКВ Прежде всего зависит от выбора рационального источника хладоснабже- ния. Наибольшее влияние качество работы СКВ оказывает на технологические процессы прядильного и ткацкого производств. Для них характерны круглогодовые теплоизбытки, высокая относительная влажность фв F0—70 %) и энтальпия iB E8—59 кДж/кг) внутреннего воздуха. Это позволяет во многих климатических районах страны использовать наиболее простой метод понижения температуры наружного приточно- сплуатацию в конце 1983 г., и за 1984 г. экономический эффект от ее внедрения составил 15 тыс. руб. Список использованной литературы 1. Кутателадзе С. С. Проблемы вторичных энергетических ресурсов и защиты биосферы.— В кн.: Проблемы эффективного использования вторичных энергоресурсов. Новосибирск, 1976, с. 7—10. 2. Мартыновский В. С. Тепловые насосы.— М.; Л.: Госэнергоиздат» 1955.— 191 с. 3. Петров Л. В., М е л и к-Ар а кел я н А. Т., Л а ты к В. С. Снижение теплохладопотреб- ления при комплексном теплохладоснабжении спортивных сооружений.— В кн.: Теплоснабжение Литовской ССР. Материалы респ. науч.- техн. конф. Шауляй, 1982, с. 116—127. 4. Применение теплонасосных установок для комплексного теплохолодоснабжения предприятий по производству химреактивов / В. С. Латык, И. С. Балинский, Л. В. Петров, А. Т. Мелик-Аракелян.— В кн.: Вентиляция и кондиционирование воздуха зданий. Рига, 1982, с. 107—110. 5. Современное состояние и перспективы развития абсорбционных холодильных машин / А. В. Быков, И. М. Калнинь, Л. М. Розенфельд, Н. Г. Шмуйлов.— Холодильная техника, 1977, № 2, с. 6—9. го воздуха tH — адиабатное увлажнение (вариант 1). На рис. 1* показано построение на i, d-диаграмме режима работы центральной СКВ с адиабатным увлажнением приточного воздуха в камере орошения типа ОКФ в прядильном цехе в теплый период года в Москве in. Вторым традиционным решением является использование холодной воды для политропических режимов охлаждения приточного воздуха в камерах орошения (вариант 2). В целях уве- * Условные обозначения на рис. 1—3: 'н. 'о> 'в> 'п» *м.н> *м2. *у — температура воздуха соответственно наружного, охлажденного, внутреннего, приточного, мокрого наружного, мокрого в точке 2, удаляемого; /р в— температура точки росы внутреннего воздуха; twl — начальная температура воды; fy — температура поверхности; Фн» Фв» Фо — относительная влажность воздуха соответственно наружного, внутреннего ив точке О; /н, /в, /п, /0, i в — энтальпия воздуха соответственно наружного, внутреннего, приточного, в точке О, в точке росы; im — начальная энтальпия воды; dH, dB, dn, dQ — влаго- содержание воздуха соответственно наружного, внутреннего, приточного, в точке О. 23
dH s 10 г/кг d„ =dg = 13 г/кг Рис. I. Построение режима работы центральной СКВ с адиабатным увлажнением приточного наружного воздуха в прядильном цехе (вариант I) в теплый период года в Москве: Н—О — адиабатное увлажнение в камере орошения; О—Я — нагрев .в приточных воздуховодах; П—В — процесс ассимиляции теплоиз- бытков в рабочей зоне цеха; В—У — нагрев удаляемого воздуха в прядильной машине БД-200 личения рабочего перепада температур в этой СКВ, кроме обработки приточного воздуха в камере орошения центрального кондиционеров цехе применяется местное доувлажнение через пневмомеханические форсунки. На рис. 2 представлено построение на /^-диаграмме режима работы СКВ с потреблением холодной воды в прядильном цехе в Москве. При расчете режима обработки кондиционируемого воздуха принято приращение влагосодержания в 2,5 г/кг приточного воздуха, что является верхним рекомендуемым пределом [ I ]. Сравнение построений на рис. I и 2 показывает, что применение холодной воды и местного доувлажнения в СКВ (вариант 2) позволило увеличить рабочий перепад энтальпий приточного воздуха в 3,7 раза и при одинаковом значении теплоизбытков соответственно снизить требуемую производительность центральной СКВ по приточному охлажденному воздуху по сравнению с вариантом I. Однако включение в состав СКВ по варианту 2 холодильной станции, градирен для оборотного охлаждения воды, насосов для подачи оборотной и холодной воды увеличивает энергозатраты на функционирование аппаратов системы. В качестве нетрадиционного для текстильных предприятий решения по хладоснабжению рассматривается вариант 3 с обработкой приточного воз- 24 I йп*10,5г/кг dH* 10 г/кг Рис. 2. Построение режима работы СКВ с использованием холодной воды в кондиционере и местным доувлажнением в прядильном цехе (вариант 2): Н—О — охлаждение воздуха при контакте с холодной водой в камере орошения; О—Л — нагрев в приточных воздуховодах; П—Д — ассимиляция теплоизбытков приточным воздухом при неработающей системе местного доувлажнения; П—Ц—В — ассимиляция теплоизбытков приточным воздухом в рабочей зоне при работе системы местного доувлажнения; Ц—а; б—в; г—д; е—ж; з—и; к—л; м—н — локальное повышение температуры в зоне местного доувлажнения; а—б; в—г; д—е; ж—з; и—к; л—м; н—В — локальное адиабатное увлажнение; В—У — нагрев удаляемого воздуха в прядильное машине духа по схеме двухступенчатого испарительного охлаждения [2]. Для испарительного охлаждения воды в этом случае целесообразно использовать высокоэффективные аппараты, например, типа ИО-50 с орошаемой сотовой насадкой. Расчеты показали, что представленный на рис. 3 режим охлаждения приточного воздуха в первой ступени центрального кондиционера обеспечивается шестирядным по глубине воздухоохладителем при показателе соотношения теплоемкостей потоков охлаждаемого воздуха и охлаждающей воды, равном 0,35—0,4. Производитель-^ ность местной системы доувлажнения для СКВ по варианту 3 принята исходя из достижимого рационального охлаждения приточного наружного воздуха в теплообменниках первой ступени и последующего адиабатного увлажнения во второй ступени (камера орошения ОКФ) до параметров в точке 0:t0=l7J °С, d0=\2 г/кг. Для выявления энергетических затрат в традиционных (варианты I и 2) и нетрадиционной (вариант 3) СКВ проведены расчеты потребляемой аппара-
t„*%5XH, д у W'C 1>0ш$9кДж/кг i$sf5s/nz \dH-№//(8 Рис. 3. Построение режима двухступенчатого испарительного охлаждения воздуха в СКВ и местного его доувлажнения б цехе (вариант 3): Н—2 — охлаждение в теплообменнике (косвенное испарительное охлаждение воздуха — первая ступень); 2—О — адиабатное увлажнение (вторая ступень); О—П — нагрев в приточных воздуховодах; П—Д — ассимиляция теплоиз- бытков приточным воздухом при остановленной системе местного доувлажнения; В—У — нагрев удаляемого воздуха в прядильной машине (изменение параметров внутреннего воздуха от работы местного доувлажнения аналогично варианту 2 — см. рис. 2) тами электроэнергии при обслуживании прядильного цеха. Сравнение энергетических затрат в СКВ целесообразно проводить по условному холодильному коэффициенту, являющемуся показателем эффективности использования энергии: VT изб еэ. скв 2ЛГ ' Суммарные теплоизбытки для теплого периода года QT изб принимаются одинаковыми для сравниваемых СКВ — 240 кВт. Суммарные затраты энергии 2N должны учитывать часовые расходы электроэнергии на работу электродвигателей всех аппаратов СКВ и вытяжной вен- | тиляции, влияющих на обеспечение теплового и воздушного режимов в цехе. В настоящее время нет надежных данных для экономического и энергетического учета различной степени обеспеченности внутренних параметров воздуха в рабочей зоне цеха. Поэтому энергетические затраты различных вариантов СКВ сравнивали при условии обеспечения ими одинаковых тем- пературно-влажностных условий в рабочей зоне помещения. В то же время организация воздухообмена может быть различной и отвечать рациональной схеме для каждой из рассматриваемых СКВ. В сравниваемых вариантах используются типовые центральные кондиционеры типа КТЦ2 на соответствующую номинальную производительность по воздуху. В качестве аппаратов испарительного охлаждения воды применены градирни типа ИО-50 [2]. В цехе предусмотрен местный отсос воздуха от технологического оборудования производительностью 30 тыс. м3/ч. Расход электроэнергии на отсос по расчету составляет 17,8 кВт и одинаков для сравниваемых вариантов. Затраты электроэнергии на работу систем общеобменной вытяжной вентиляции вычислены для каждого варианта при условии сохранения воздушного баланса в цехе. Затрачиваемая мощность на работу форсунок местного доувлажнения принята 0,22 кВт на одну форсунку. Результаты расчетов представлены ниже. Техническая и энергетическая характеристика трех вариантов СКВ Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 44,7 70,2 Производительность по приточному наружному воздуху, тыс. м3/ч 163,87 Тип и количество центральных кондиционеров воздуха КТЦ2-80, КТЦ2-63, КТЦ2-80, два один один Количество градирен ИО-50 Нет 4 4 Количество воздуха, удаляемого системами отсоса, тыс. м3/ч 30 30 30 Количество воздуха, перемещаемого системами общеобменной вентиляции, тыс, м3/ч 129,9 10,7 36,2 Количество форсунок местного доувлажнения Нет 123 31 Потребление энергии, кВт: электродвигателем вентилятора кондиционера 36,4X2= 20,0 31,2 = 72,8 электродвигателем насоса камеры орошения 4X2=8 14,7 3,7 электродвигателем холодильной машины Нет 39 Нет электродвигателем насоса 25
холодной во ды Нет 2,2 Нет вентиляторами градирен Нет 1,84 1,84 насосами циркуляции воды через градирни Нет 2,64 2,86 электродвигателями систем отсоса воздуха 17,8 17,8 17,8 электродвигателями вентиляторов вытяжных систем 29 2,4 8 на работу местного доув- лажнения Нет 27 6,82 Суммарный расход энергии 2W, кВт 127,6 127,58 72,22 Показатель эффективности использования энергии в СКВ еэскв 1,93 1,93 3,4 Сравнение результатов расчетов показывает: традиционные СКВ с использованием адиабатного режима и холодной воды (варианты 1 и 2) потребляют одинаковое количество энергии, несмотря на то, что с помощью холодной воды и местного доувлажнения можно почти в 4 раза сократить требуемую производительность центральных кондиционеров по приточному воздуху; СКВ по схеме двухступенчатого испарительного охлаждения приточного воздуха (вариант 3) обеспечивает снижение затрат электроэнергии почти в 2 раза по сравнению с традиционными СКВ (варианты 1 и 2); количество и потребляемая мощность для работы высокоэффективных градирен испарительного охлаждения воды одинаковы для вариантов 2 и 3. Хотя сравнение СКВ по капитальным затратам не проводилось, но можно предположить, что капитальные затраты в варианте 3 будут меньше, так как стоимость теплообменников iiOiPlTIHil A1) 1195151 E1 LF 25 Bl 1/00 B1) 3753548/23-06 B2) 18.06.84 G1) МВТУ им. Н. Э. Баумана G2) В. И. Ардашев, М. С. Бабичев, В. П. Леонов, В. М. Филиппов E3) 621.575 E4) E7) ВОЗДУШНАЯ ТУРБОХОЛ ОД ИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая включенные в первой ступени в варианте 3 меньше стоимости холодильной станции в варианте 2. Техническое перевооружение предприятий текстильной промышленности идет по пути внедрения высокоскоростных прядильных и ткацких станков, тепловыделения от которых практически вдвое превышают тепловыделения от старого оборудования. Для ассимиляции их с помощью традиционных СКВ (вариант 1), получивших наибольшее применение на текстильных предприятиях, необходимо соответственно повысить производительность СКВ по воздуху, т. е. увеличить количество кондиционеров. Однако на существующих фабриках, как правило, нет места для размещения новых кондиционеров. Поэтому этот путь не пригоден при реконструкции, которая является основным направлением технического прогресса в промышленности. Повысить ассимиляционную способность СКВ можно путем перевода работы камер орошения на политропический режим (см. рис. 2), с потреблением холодной воды от холодильной станции (вариант 2). Однако проведенный расчет показывает, что более рациональна с точки зрения снижения энергозатрат реконструкция существующих СКВ с переводом их на режим двухступенчатого испарительного охлаждения, которая обеспечит необходимое снижение температуры приточного воздуха без увеличения числа кондиционеров и не потребует дополнительной площади, так как градирни для испарительного охлаждения воды можно расположить на крышах цехов. Список использованной литературы 1. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях. Под ред. В. Н. Талиева.— М.: Легпром- бытиздат, 1985.— 255 с. < 2. Ко корин О. Я. Установки кондиционирования воздуха.— М.: Машиностроение, 1978.— 264 с. циркуляционный контур турбокомпрессор, охладитель, первую полость теплообменника, "сепаратор, турбодетандер и вторую полость теплообменника, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности при работе на влажном воздухе, теплообменник выполнен с третьей полостью, вклю- чеьной в циркуляционный контур между сепаратором и турбодетандером, при этом вторая полос ть теплообменника снабжена обводной линией с регулирующим вентилем. 26
ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.515.012.1.001.5 ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ВОЗДУШНОГО КОМПРЕССОРА Д-р техн. наук, проф. Ю. В. ЗАХАРОВ, канд. техн. наук И. М. ВИРШУБСКИЙ, С. В. ДОРОЖИНСКИЙ Для снижения мощности, потребляемой воздушным компрессором, целесообразно в проточную часть машины впрыскивать воду. В этом случае процесс сжатия будет приближаться к изотермическому, что приведет к желаемому эффекту. При охлаждении сухого (ненасыщенного) воздуха водой происходят сложные диффузионные и тепломассообменные процессы, интенсивность которых зависит от начальных параметров реагентов, степени диспергирования воды, геометрических характеристик компрессора, места впрыска, скорости движения газа и т. д. В начальный момент времени, т. е. до впрыска воды, на тс сухого воздуха приходится незначительное количество mwX воды в виде водяного пара, которое принято определять по влаг осодержанию воздуха di=mwl/mc. В процессе контакта воздуха с диспергированной водой у поверхности капель образуется слой насыщенного воздуха с температурой, равной температуре воды Tw. Парциальное давление насыщенных водяных паров в этом пограничном слое выше давления ненасыщенных водяных паров основной массы воздуха с температурой Т{. В результате разности парциальных давлений пар, образующийся у поверхности капель, переходит сначала в прилегающие слои воздуха, а затем под действием диффузионных сил в основной воздушный поток. Так как парциальное давление водяных паров в воздухе является однозначной и почти линейной функцией его влагосодержа- ния, в дальнейшем удобнее пользоваться не разностью парциальных давлений, а разностью влагосодержаний. Теплота, затрачиваемая на испарение воды, отбирается, во-первых, от воздуха, если его температура выше температуры диспергированной воды, а во-вторых, у капли, если в начальный момент ее температура выше, чем температура воздуха. С учетом вышеизложенного можно записать выражение для общего теплового потока Q через элементарную поверхность dF: dQ=dQnBH+dQ -aiTt-TJdF- 1(Г3+ +or\di-d3dF9 A) где Q„BH — явный тепловой поток, кВт; Qckp — скрытый тепловой поток, кВт; а — коэффициент теплоотдачи от воздуха к воде, Вт/(м2«К); Т\у d\ —температура, К, и влагосодер- жание воздуха в ядре потока перед началом впрыска, кг влаги/кг сухого воздуха; Tw> d" — температура воды, К, и влаго- содержание насыщенного воздуха у поверхности капли, кг влаги/кг сухого воздуха; а — коэффициент влагообмена, приходящегося на единицу разности влагосодержаний, кг/(м2»с); г — скрытая теплота испарения воды при Т99 кДж/кг (г=2500— 2,3/J. Используя соотношение Льюиса, которое устанавливает связь между коэффициентами теплоотдачи и влагообмена, выражение A) можно преобразовать: dQ=o[{Ix-0-4A$(dx-d'Z)tw\dF, B) где /ь I"—энтальпия воздуха до впрыска и в состояний насыщения, кДж/кг. С другой стороны, исходя из равенства теплового и материального балансов, можно записать: dQ=mxdl=o\{Ix-I'd- ч | _4,19(^-Ои^> V C) j dmw=midd=o(di—d^dF J mi — массовая производительность воздушного компрессора, кг/с; dl — изменение энтальпии воздуха, кДж/кг; dmw — количество влаги, которым обмениваются воздух и вода, кг/с; dd — изменение влагосодержания воздуха. Разделив первое уравнение на второе, получим: dd di—d% %iyi"» или D) dl _ dd dd /,-/? d,-dl '1W«/г-/?' Дифференциальное уравнение D) характеризует изменение состояния воздуха, находящегося в контакте с водой. Если время контакта не ограничено, а коэффициент орошения jjl стремится к бесконечности (\i=mw/m\)y то воздух становится насыщенным и примет температуру tw. Поскольку в реальном процессе время контакта диспергированной влаги с воздухом ограничено и зависит от скорости его 27
перемещения в проточной части компрессора, то, вероятнее всего, процесс увлажнения не дойдет до состояния полного насыщения воздуха, параметры которого примут некоторое промежуточное значение /г, йч* Интегрируя выражение* D) в пределах Л, /2, и du #2, найдем: где К — Ir-Ii=(dr-di) (lj-JL--4tl9t9) ; или А/ =Д</( h-Г' -d" -4,19/, ,) JE) В процессе изотермического сжатия необходимо отвести теплоту в количестве, эквивалентном затраченной работе 1Р т. е. /,= — , F) '«из где R — газовая постоянная воздуха, /?=0,287+0,46Ыь кДж/(кг.К); я — отношение давлений в конце и начале сжатия, я=/?2/Рь Лиз — изотермический КПД компрессора. Для того чтобы отвести эту теплоту, необходимо в проточной части испарить Лс/=^2—d\ кг воды на каждый кг сухого воздуха. Исходя из равенства A/=/t и воспользовавшись выражениями E) и F), получим: Ad RTX In я Д^пр i\nl(tm-ti) A + 1,89*1)+' +Adnp B500-2,3/J] G) где Adnp — предельно возможное изменение влагосодержания воздуха (при начальных температуре Т\ и давлении р\ воздуха), Adnp=^ -dx. Теоретический расход воды mwry необходи- мый для осуществления испарительного охлаждения компрессора, можно определить по зависимости т™~~ 1+d, Ad. (8) В этом выражении значение Ad определяют согласно G), a mi и d\ — по параметрам воздуха на всасывании. В действительности в проточную часть компрессора требуется подавать воды несколько больше теоретического расхода. Это объясняется малым временем контакта диспергированной влаги с воздухом из-за высокой скорости перемещения воздуха в проточной части. Поэтому для расчета требуемого расхода воды можно воспользоваться зависимостью т=КтШТ=К \+d^ М, (9) эмпирический к== 3»>1. m7fllT коэффициент, Известно, что воздух может усвоить лишь то количество влаги Adnp, которое определяется условием его полного насыщения при данных давлении и температуре. Анализ процессов, происходящих при испарительном охлаждении компримируемой среды, убеждает в том, что при осуществлении впрыска воды в проточную часть компрессора возможны три варианта. Первый — когда в процессе охлаждения Ad SSE Adun обеспечивается с?2—d соотношение — ,„ <Cl, т. е. для проведения изотерми- ческого сжатия необходимо в проточной части компрессора испарить mw кг/с воды, и воздух способен усвоить всю эту влагу. В этом случае требуемый расход воды mw определяют по зависимости (9). D ¦ ~ Ad . Второй — когда соотношение -п— =1, т. е. изотермическое сжатие можно осуществить при условии полного насыщения воздуха. Необходимое количество воды mw можно также рассчитать по зависимости (9), подставив вместо Ad значение Adnp. Третий — когда отношение -гт— >1. А^пр В этом случае для осуществления изотермического сжатия необходимо в проточную часть компрессора впрыскивать воды больше, чем способен усвоить воздух при данном давлении и температуре. Если в начальный момент времени в проточную часть впрыскивается /лш= = К ут~. Adnp кг/с воды, то в процессе испарения отбирается теплота сжатия, а воздух насыщается, причем температура его не изменяется ( в действительности на этом этапе температура воздуха может несколько изменяться как в одну, так и в другую сторону от Т\, что объясняется режимом работы компрессора и качеством подаваемой для охлаждения воды.) При полном насыщении воздуха температура его повышается за счет теплоты работы сжатия. В свою очередь, рост давления и температуры воздуха приводит к увеличению значения его предельного влагосодержания d", что позволяет выпарить дополнительное количество впрыскиваемой воды. Значение предельного влагосодержания определяется по следующей известной зависимости: ?/?=0,622 -^-77, Р—Рп (Ю) где р"—давление насыщения при данной температуре воздуха; р — давление воздуха. Таким образом, процесс охлаждения протекает ступенчато. Рост температуры возду- 28
ха (после его насыщения) постоянно увеличивает значение его предельного влагосо- держания d", что, способствуя испарению дополнительных порций впрыскиваемой воды, позволяет значительно снизить температуру воздуха на выходе из компрессора. Как следует из дпроведенного анализа, в случае, когда ——>1. изотермический А<'пр процесс сжатия осуществить невозможно. Повышение температуры АГ в компрессоре можно приближенно оценить, предположив, что процесс сжатия от давления р\ до давления рг сначала происходит по изотерме до рпрм, а затем, при насыщении воздуха влагой, по адиабате от рпрм до рг- Отношение давлений jii=pnpM/pi приусло- Ad вии, что -г-т— = 1, мсжно определить из вы- Л^пр ражения G): Я| = И, A1) гдеЛ=Лиз[(^-^)A + 1,89^1)+А^прB500^ -2,3tw)]/RTl. Тогда отношение давлений в адиабатном процессе сжатия Я:- можно выразить как а повышение температуры воздуха в компрессоре АГ следующей зависимостью: fe—1 AT=T{[(ne-A) k -1]/лад, A3) r^e Лад ~~ адиабатный КПД компрессора; к — показатель адиабаты. В результате теоретического анализа процессов тепломассообмена в проточной части воздушного компрессора с испарительным охлаждением установлены необходимые балансовые условия для реализации изотермического процесса сжатия в компрессоре, получены зависимости для определения расхода воды на испарительное охлаждение и повышения температуры в компрессоре в случае, когда -—- >1. Использование этих Adnp зависимостей позволит проектировать эффективные системы испарительного охлаждения компрессорных установок. УДК 621.565:621.35 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ Д-р техн. наук А. В. БЫКОВ, В. С. ЩЕРБАКОВ .Как правило, все химические реакции сопровождаются поглощением тепла (эндотермические) или его выделением (экзотермические). Изменяя температуру, химическую реакцию можно направить в сторону получения тепла или холода. Для проведения реакций можно использовать электрический ток. В этом случае поглощение или выделение тепла происходит при окислительно-восстановительных реакциях на электродах электрохимической системы. В связи с этим становится возможным электрохимическое охлаждение, основанное на использовании эффекта поглощения тепла. Электрохимические системы охлаждения разрабатываются как у нас в стране, так и за рубежом; например, в 1968 г. США запатентовали два варианта получения холода электрохимическим путем [5]. В первом варианте из электролизера выходит диссоциирующий продукт в виде пара повышенного давления. Пар конденсируется с выделением тепла, а затем полученная жидкость испаряется при пониженном давлении с подводом тепла на более низком температурном уровне. Таким образом, холод получают в испарителе, а электролизер выполняет роль компрессора, создавая необходимый перепад давлений. В другом варианте подвод тепла происходит в электролизере, и диссоциирующие продукты рекомбинируются в его внешней зоне, т. е. при электролизе происходит эндотермическая реакция. В качестве диссоциирующих продуктов предлагается ряд химических соединений: пентагалоидиды сурьмы, иодид меди, пента- хлорид фосфора, перекись серебра, хлорид олова и др. При этом для осуществления циркуляции необходимо, чтобы исходные компоненты были в виде жидкостей или газов. У нас в стране предложено несколько электрохимических систем охлаждения с использованием наиболее эффективных реагентов [2]. Электрохимическая система охлаждения состоит из двух электрохимических ячеек — холодного и горячего элементов. Они соединены последовательно с источником тока и между собой. Продукты реакции из одного элемента поступают в другой по трубопроводам с помощью насосов через регенеративный теплообменник. Здесь протекает теплообмен между растворами веществ, имеющими при выходе из этого аппарата температуру, близкую к температуре элемента, в который они направляются. Под действием тока, проходящего через элементы, один из них работает в режиме разряда — в нем протекает прямая электрохимическая реакция, а другой в режиме заряда — в нем протекает обратная электрохимическая реакция. В электрохимической системе охлаждения реакция должна быть обратимой, а ее продукты должны находиться в жидком или газообразном состоянии, чтобы их можно было разделять. Количество тепла, выделяемого в горячей ячейке, будет больше количества тепла, пог- 29
Рис. 1. Электрохимическая система охлаждения с газовой составляющей: / — холодный элемент; 2 — электрод; 3 — насос; 4 — регенеративный теплообменник; 5 — Горячий элемент; 6 — диафрагма лощаемого в холодной ячейке, на величину затраченной электрической работы. Электрохимическая система охлаждения с газовой составляющей представлена на рис. 1. В ней осуществляется электрохимическая реакция: Qr FeCl2+0,5Cl2r:FeCl3. Qx Напряжение источника тока подводится к последовательно соединенным элементам. В горячем элементе под действием тока протекает прямая электрохимическая реакция, при этом образуется раствор хлорного железа и выделяется тепло Qr. В холодном элементе ток вызывает разложение хлорного железа на хлористое железо и хлор, эта реакция протекает с поглощением тепла, т. е. вырабатывается холод Qx. В другой электрохимической системе охлаждения — с ионообменными мембранами — (рис. 2) газовая составляющая отсутствует [2]. В ней электрохимическая реакция происходит между растворами солей: TiCl3+FeCl3 ^ FeCl2+TiCl4. % Как и в предыдущей системе, в горячем элементе протекает электрохимическая реакция с выделением тепла, а в холодном — с его поглощением. Оба элемента имеют ионообменные мембраны, которые пропускают только ионы хлора и препятствуют смешиванию растворов солей железа с растворами солей титана. В рабочих объемах 4 обоих элементов находятся водные растворы двух- и трех- хлористого железа, а в рабочих объемах 4х — водные растворы трех- и четырех- 30 Рис. 2. Электрохимическая система охлаждения с ионообменными мембранами: / — холодный элемент; 2 — ионообменная мембрана; 3, 8 — электроды; 4К 4' — рабочие объемы; 5 —насос; 6 — регенеративный теплообменник; 7 — горячий элемент >—г~И#>0^ п5^ хлористого титану. В одном из элементов ионы хлора под действием тока переходят через ионообменную мембрану справа налево, а в другом — слева направо. При этом концентрация ионов хлора в одних рабочих объемах элементов увеличивается за счет уменьшения их концентрации в соседних объемах. На электродах каждого элемента раздельно протекают реакции, окисляющие или восстанавливающие ионы солей железа или титана в растворах. По сравнению с системой охлаждения, имеющей газовую составляющую, эта система имеет и недостатки, и преимущества. Так, для нее требуется дополнительная деталь — мембрана, которая увеличивает внутреннее сопротивление элементов. Однако отсутствие газов позволяет осуществить ионообменные реакции на двухфазной (жидкость — электрод), а не на трехфазной (газ — жидкость — электрод) границе, что позволяет упростить технологию изготовления электродов. Применение растворов способствует эффективному теплообмену в регенеративном теплообменнике, так как коэффициент теплоотдачи потока жидкости существенно больше коэффициента теплоотдачи газа. Поэтому можно регенеративный теплообменник рассчитывать при относительно низких температурных напорах и тем самым добиваться повышения коэффициента регенерации и общего КПД электрохимической системы охлаждения. Одно из преимуществ электрохимической системы охлаждения по сравнению с термоэлектрической [6] — снижение потерь холодопроизводительности путем пространственного разделения эндотермической и
Рис. 3. Сравнение зависимостей холодопроиз- водительности (количества поглощаемого тепла) от температуры: / — для электрохимической системы (dQ/dT=0); 2 — для парокомпрессионных холодильных машин То \ (Qo= •Г— Го 2(пс)и 2(яс)к экзотермической реакций и введения регенеративных теплообменников в схему циркуляции реагентов. Принципиальное отличие электрохимических систем от применяемых в настоящее время парокомпрессионных холодильных машин, в основу . которых положен цикл, близкий к обратном/ циклу Карно, связано с практическим отсутствием зависимости тепла химических реакций от температуры [4]. На рис. 3 показаны зависимости холодо- производительности (количества поглощаемого тепла) от температуры для обоих вариантов (кривые 1 и 2). В химических реакциях в случаях, когда теплоемкости с исходных веществ (кривая 3) и конечных продуктов (кривая 4) практически одинаковы (можно принять Д?=0), изменение тепла реакции dQ/dT=0, т. е. тепловой эффект не зависит от температуры, при которой ведется реакция (Qo= const). С другой стороны, холодопроизводитель- Т ность обратного цикла Карно Qo = L °_ 1—I о в идеальном случае не зависит от рабочих веществ и целиком определяется соотношением температур Т я Т0 (L — затрачиваемая работа). Отсутствие зависимости тепла электрохимических реакций от температуры, при которой они протекают, открывает широкие перспективы их применения в холодильной технике, особенно в установках, работающих в диапазоне низких температур. Нижний предел рабочей температуры установок с электрохимическим охлаждением ограничивается характеристиками рабочих веществ (температурой фазовых переходов, вязкостью и т. д.). При этом, так же как и в парокомпрессионых установках, могут быть применены каскадные схемы с различными реагентами в ступенях. Рассмотрим подробнее основные причины потерь холодопроизводительности в электрохимических системах охлаждения. Холодопроизводительность (получаемое извне тепло) электролизера где Q\ — тепловой эффект эндотермической реакции; Mi — количество молей участвующего в эндотермической реакции вещества; Wx0 — суммарные потери. Суммарные потери слагаются из внутренних потерь в электролизере Wxl и внешних потерь Wx2 вследствие теплопритоков. При этом внутренние потери Wxl являются определяющими. Они состоят из джоулевых потерь и поляризационных: ^дж=/2(#м+яэ+я,к); где / — сила тока; /?м, /?э, R3K — сопротивление соответственно ионообменной мембраны, электролита, электрической цепи и контактных переходов. Расчет джоулевых потерь при известных значениях RM, Яэ и R3K затруднений не представляет. Снижение этих потерь зависит от правильного выбора материалов и конструктивных параметров. Основная сложность практической реализации эффективных способов электрохимического охлаждения заключается в снижении поляризационных потерь №п, вызываемых замедленностью электрохимических процессов, протекающих в электролизере: подвода активных веществ к поверхности электрода и отвода продуктов реакции. Эти потери колеблются в большом диапазоне в зависимости от применяемых материалов электродов (активационная поляризация), электролитов ('концентрационная поляризация), кинетики протекания основной реакции и ряда других факторов [1], в связи с чем максимальное снижение поляризационных потерь приобретает первостепенное значение при решении вопросов эффективности электрохимического охлаждения. Практическое определение поляризационных и джоулевых потерь в электролизере не встречает особых трудностей и осуществляется посредством снятия вольтамперной характеристики U=f(l) (где U — подводимое к электролизеру напряжение). Ввиду принципиальной перспективности электрохимического охлаждения во ВНИИ- холодмаше было проведено экспериментальное исследование возможности повышения эффективности таких систем в целях внедрения их в промышленность. Для этого был 31
Рис. 4. Схема экспериментального стенда: / — горячий электролизер; 2 — напорная емкость; 3 — нодяной теплообменник; 4 — регенеративный теплообменник; 5 — холодный электролизер; 6 — насос разработан экспериментальный стенд (рис. 4), в основу которого положена система с использованием водных растворов солей хлоридов железа и титана. Стенд состоит из двух электролизеров: холодного и горячего. В горячем электролизере протекает прямая реакция с выделением тепла, в холодном — обратная реакция с его поглощением. Электролизеры последовательно соединяются с источником тока. Каждый электролизер разделен на рабочие объемы ионообменными мембранами МА-40. В рабочие объемы помещены электроды и электролиты хлоридов железа и титана. В горячем электролизере под действием тока восстанавливаются ионы трехвалентного железа и окисляются ионы трехвалентного титана: Fe3+-|-e-*Fe2+, Tt3+_e->Ti4+. В то же время ионы х^лора проходят через ионообменную мембрану от раствора FeCl3 к раствору TiCl3. В результате реакции образуются новые продукты FeCb и TiCl4, причем реакция идет с выделением тепла. В холодном электролизере происходят обратные процессы: во-первых, окисляются ионы двухвалентного железа и восстанавливаются ионы четырехвалентного титана: Fe2+—e-*Fe*+, Ti4++e-^Ti3+, во-вторых, ионы хлора проходят через ионообменную мембрану от раствора TiCU к раствору FeCb. В результате реакции вновь образуются исходные продукты РеС13 и TiCl3, причем реакция идет с поглощением тепла. Продукты реакции из одного электролизера поступают в другой по трубопроводам с помощью насосов через водяной и регенеративный теплообменники. В регенеративных теплообменниках происходит теплообмен между прямыми и обратными потоками электролитов. Температуру электролитов на входах и выходах электролизеров и теплообменников контролировали термопарами с автоматической записью на потенциометре; силу тока и напряжение между электродами — по показаниям приборов, установленных на каждом электролизере. Циркуляцию электролитов регулировали путем изменения производительности насосов. Концентрацию растворов и их кислотность определяли периодически посредством отбора проб. Испытания показали: принципиальную возможность осуществления электрохимического охлаждения; возможность значительного снижения джоулевых потерь путем подбора материала и конструктивных параметров электродов (например, замейа угольных электродов на металлические и уменьшение зазоров позволили уменьшить эти потери в 2 раза); незначительное снижение поляризационных потерь (в пределах 10—15 %) при изменении концентрации, кислотности, скорости циркуляции электролитов и плотности тока. В конечном итоге эффект охлаждения (снижение температуры электролитов в электролизере, в котором протекала эндотермическая реакция) из-за значительных поляризационных потерь в электролизерах стенда составил только 3—5°С. Однако в настоящее время в ряде стран, в том числе и у нас, при проведении работ по снижению этих потерь [3] получены обнадежива- 32
ющие результаты, в связи с чем в будущем представляется реальной возможность получения необходимого эффекта, что позволит рассмотреть вопрос о внедрении электрохимического охлаждения в промышленность. Выполненные во ВНИИхолодмаше исследования и анализ электрохимических систем охлаждения показали принципиальную перспективность их применения в связи с отсутствием зависимости эффекта поглощения тепла от температуры, при которой осуществляется эндотермическая реакция [4]. Это важно особенно в зоне низких температур, где может быть выявлено преимущество этих систем по сравнению с парокомпрессионными холодильными машинами. Исследование электрохимических систем охлаждения целесообразно продолжить совместно с организациями, специализирующимися в области электрохимических способов преобразования энергии. Список использованной литературы 1. Антропов Л. И Теоретическая электрохимия.— М.: Высшая школа, 1975, с. 310— 317. 2. А. с. № 375454, № 418685 (СССР). 3. Багоцкий В. С. Роль электрохимии в решении энергетических проблем будущего. — Вестник АН СССР, 1983, № 10, с. 101 . 4. Киреев В. А. Курс физической химии. — М.: Госхимиздат, 1956, с. 256—259. 5. Патент № 3. 478.528 нац. класс 62—3 (США). 6. Теплофизичес кие основы получения искусственного холода. Сер. Холодильная техника. Справочник. — М.: Пищевая промышленность, 1980. — 232 :. УДК 621.565-52:681.513.2 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В. В. МАЙОРОВ Характерное для последнего десятилетия бурное развитие средств автоматизации с использованием микропроцессорной техники обусловило создание на их основе широкого класса систем автоматизации для управления различными технологическими процессами, машинами и оборудованием. Микропроцессорная техника находит применение также и в схемах холодильной' автоматики. Системы автоматизации холодильных установок, построенные на микропроцессорной основе, позволяют с достаточной степенью эффективности по-новому организовать принципы управления холодильным оборудованием и повысить качество регулирования холодильных процессов. Системы автоматизации холодильных установок предприятий мясной и молочной промышленности в настоящее время разрабатывают в основном на релейно-контакт- ных элементах. В них используют автономные электронные устройства контроля, регулирования и регистрации. В системах автоматизации средних и крупных холодильных установок в качестве таких устройств служат машины централизованного контроля и регулирования типа М4, которые предназначены для автоматического централизованного двухпози- ционного регулирования температуры различных технологических процессов, обнаружения отклонений температуры от заданных предельных уставок с регистрацией факта отклонения на бумажном бланке и выдачей сигналов на включение световой сигнализации. При автоматизации холодильных установок небольшой холодопроизводительности для регулирования и регистрации температуры используют приборы типа КСМ-4 и др. Основная задача, которую могут решать системы автоматизации такого исполнения,— управление холодильными установками по заранее заданным «жестким» условиям. Сигналы на включение и отключение каждого агрегата и механизма холодильной установки в этих схемах управления формируются, как правило, по значениям какого-нибудь одного параметра (температура хладагента, хладоносителя, воздуха в охлаждаемых помещениях и т. д.) и значениям сигналов состояния соответствующих защит и блокировок. Заданные пределы регулирования параметра в процессе работы остаются постоянными, так как технические средства таких систем автоматизации не позволяют корректировать их в зависимости от изменения режимов и условий эксплуатации холодильной установки. Из этого следует, что системы автоматизации холодильных установок, базирующиеся на релейно-контактных элементах, осуществляют управление холодильными установками по принципу стабилизации регулируемых параметров, не обеспечивая при этом оптимизации режимов работы. Теоретические исследования показали, что для любой холодильной установки минимально необходимым и обязательным является регулирование двух основных параметров: температуры охлаждаемого объекта и температуры перегрева пара, всасываемого в компрессор [2]. 33
Для решения задачи оптимального управления холодильной установкой система автоматизации в зависимости от принятого критерия оптимизации должна выполнять тот или иной объем различных по назначению и сложности реализации операций, обеспечивающих в процессе регулирования указанных параметров оптимальный режим работы установки. Учитывая, что критерием оптимизации холодильных установок могут служить приведенные затраты на производство холода [1, 3] и что задача управления в данном случае сводится к оптимизации по минимуму этих затрат, принимаемые системы автоматизации должны относиться к классу систем, основная задача которых заключается в обеспечении экстремального значения какого-либо показателя или параметра объекта управления. Степень достижения оптимального функционирования автоматизированной холодильной установки во многом будет определяться тем, как осуществляется управление во времени, какова программа или алгоритм управления. Микропроцессорные управляющие и вычислительные устройства, ориентированные на управление технологическими процессами и технологическим оборудованием, позволяют наиболее полно реализовать функции и условия оптимизации работы холодильных установок. По аналогии с автоматизированными системами, предназначенными для управления широким кругом технологических процессов, функции систем автоматизации холодильных установок могут быть подразделены на информационные и управляющие (см. рисунок). Информационные функции, в свою очередь, подразделяются на централизованный контроль за состоянием холодильного оборудования и на вычислительные и логические Операции информационного характера. Функции систем автоматизации на ре- лейно-контактных элементах на рисунке показаны штрихами. Эти системы автоматизации могут выполнять следующие информационные функции: непрерывное или периодическое измерение, оперативное отображение и регистрацию параметров и показателей состояния холодильного оборудования; контроль за отклонением контролируемых параметров и показателей состояния оборудования от установленных пределов; контроль,. оперативное отображение, регистрацию и сигнализацию срабатывания блокировок и защит. Из числа управляющих функций технические средства систем автоматизации такого исполнения позволяют реализовать в полном объеме только операции управления холодильными установками по жесткому алгоритму путем формирования и передачи на входы ис- Функции систем автоматизации Информационные функции Централизованный контроль \Измерение, отображение, регистрация параметров и показателей состояния холодильного оборудования \Нонтроль за отклонением параметров от установленных пределов Контроль, отображв-, \ние, регистрация и \ сигнализация срабатывания блокировок и защит отображение и регистрация результатов математических\ и логических операций Управляющие функции Вычислительные и логические операции 1 Расчет и анализ 1 технико-жономическиА и эксплуатацией- 1 нь/х поназателей\ Диагностика состояА ния средств авто ма Л тизации и холодильл ног о оборудования \ Прогнозирование хоА да холодильных про-\ цессов и состояния \холодильного оборудования \ \Подготовна и оо~- 1 \мен информацией \с вышестоящей \системой упрсвлеА ния \_\ Определение рациональ ных режимов работы Формирование и передача на входы исполнительных устройств управляющих воздействий I Выдача персоналу сиг- \налов о проведении неавтоматизированных процессов Классификация функций систем автоматизации холодильных установок 34,
полнительных устройств управляющих воздействий дискретной формы. При использовании вычислительной техники для целей управления функциональные возможности систем автоматизации существенно расширяются. Такие системы выполняют отмеченные выше информационные функции, а также: отображение и регистрацию результатов математических и логических операций, т. е. вывод цифровой информации на дисплей и печатающее устройство; расчет и анализ технико-экономических и эксплуатационных показателей; диагностику состояния средств автоматизации и холодильного оборудования; прогнозирование хода холодильных процессов и состояния холодильного оборудования; подготовку и обмен информацией с вышестоящей системой управления. Вывод на печатающее устройство текущих значений контролируемых параметров, а также регистрация времени включения и отключения агрегатов и механизмов холодильной установки исключают необходимость ведения обслуживающим персоналом суточного журнала. Кроме того, подсчет и вывод на печатающее устройство такой информации, как продолжительность работы каждого вида оборудования, количество выработанного холода (суммарное и каждым компрессорным агрегатом в отдельности), расход электроэнергии, воды, эксплуатационных материалов за различные промежутки времени, дают возможность использовать достоверные сведения при составлении месячных и годовых отчетов по технической эксплуатации холодильных установок. Наряду с решением задач информационного характера не менее существенным следует считать появляющуюся в связи с внедрением в схемах холодильной автоматики средств вычислительной техники возможность решения задач оптимизации процессов производства и потребления холода. Такая цель может быть достигнута выбором рациональных режимов работы холодильной установки и их реализацией по заданным алгоритмам. Эти операции, а также операции, связанные с выдачей обслуживающему персоналу сигналов о проведении неавтоматизированных процессов, составляют основной объем управляющих функций систем автоматизации холодильных установок. Таким образом, краткое рассмотрение использования вычислительной техники в системах автоматизации холодильных установок позволяет сделать вывод, что повышение уровня автоматизации достигается расширением объема информационных функций и оптимизацией управления, основная цель которой может быть сведена к обеспечению минимального времени работы компрессорных агрегатов и остальных элементов холодильной установки при условии выполнения всех требований технологических процессов холодильной обработки и хранения продукции. Список использованной литературы 1. Кал нинь И. М. Критерии эффективности холодильных систем.— Холодильная техника, 1978, № 5, с. 6—12. 2. Курылев Е. С, Яновский С. И. Проектирование систем автоматизации холодильных установок.—Л.: ЛТИХП, 1983, с. 92. 3. Оносовский В. В., Ротгольц Е. А. Оптимизация режима работы двухступенчатой холодильной установки.— Холодильная техника, 1980, № 12, с. 39—44. УДК f628.84:621.362} :631.372 ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАДИАЦИОННО-КОНВЕКТИВНЫЙ КОНДИЦИОНЕР ДЛЯ КАБИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Канд. техн. наук В. В. ТОЛСТЫХ, канд. техн. наук В. А. ДЖУНЬ, В. А. ЯШИН, И. В. ГАВЕЛЯ* Анализ существующих способов кондиционирования воздуха [2] показал, что раздельное регулирование радиационной и конвективной составляющих теплообмена обеспечивает оптимальный с точки зрения гигиенистов микроклимат в кабине транспортного средства с минимальными энергетическими затратами на работу кондиционера. Авторами разработан, изготовлен и испытан термоэлектрический радиационно-кон- вективный кондиционер с раздельным регулированием радиационной и конвективной составляющих теплообмена в кабине трактора [1]. Кондиционер работает в режимах вентиляции, радиационного, конвективного и радиационно-конвективного охлаждения и нагрева. В качестве источника холода и тепла использованы термоэлектрические батареи типа С2-7. Основным элементом кондиционера является термоэлектрический генератор холода и тепла (ТГХТ) типа «жидкость — жидкость». Радиационная часть ТГХТ состоит из двух блоков, конвективная — из трех. Каждый блок имеет два модуля (рис. 1), которые состоят из шести термобатарей, установленных между полыми алюминиевыми теплообменниками рабочего и вспомогательного контуров. Термобатареи соединены в последовательную цепь гибкими изолированными проводами. Для' увеличения * В работе принимал участие В. В. Фот 35
/ 2 J * 5 f ченный для отвода тепла от горячих спаев термобатарей (режим охлаждения) и подвода тепла к холодным спаям (режим нагрева), два рабочих контура — для питания теплоносителем радиационных панелей и конвективного теплообменника. Во вспомогательном контуре в режиме охлаждения жидкость, циркулируя с помощью насоса 16 (см. рис. 2) по горячим спаям термобатарей ТГХТ, нагревается и поступает в водовоздушныи радиатор, где отдает тепло в окружающую среду и возвращается к горячим спаям термобатарей. Трехходовой кран в этом случае устанавливается в положение Л (лето). В режиме нагрева кран находится в положении 3 (зима), при этом водовоздушныи радиатор отсоединяется и вспомогательный контур ТГХТ подключается к системе жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Контакты конечного выключателя размыкаются, насос 16 отктючается, и циркуляция воды обеспечивается помпой ДВС транспортного средства. Все системы кондиционера имеют об- ся жидкостными и электрическими систе- щИй подпиточный бак. мами. Жидкостные системы включают в В конвективном режиме воздух, пода- себя вспомогательный контур, предназна- ваемый в кабину, охлаждается (нагрева- Рис. 2. Расположение элементов кондиционера на транспортном средстве: / — водовоздушныи радиатор; 2 — генератор кондиционера; 3 — конвективный теплообменник; 4 — воздушный фильтр; 5 — вентилятор; 6 — датчик температуры поверхности; 7 — датчик температуры воздуха; 8 — радиационная панель; 9 — соединительные трубопроводы; 10 — подпиточный бак; 11 — термоэлектрический генератор холода и тепла; 12 — насос радиационного контура; 13 — насос конвективного контура; 14 — трехходовой кран; 15 — конечный выключатель; 16 — насос вспомогательного контура Рис. 1. Общий вид термоэлектрического модуля кондиционера: / — алюминиевые гофры; 2 — теплообменник вспомогательного контура; 3 — термобатарея; 4 — теплообменник рабочего контура; 5 — соединительные провода теплообменной поверхности и уменьшения габаритов к внутренним поверхностям теплообменников в местах теплового контакта с термобатареями припаяны алюминиевые гофры. Расположение элементов кондиционера на транспортном средстве показано на рис. 2. Функционирование ТГХТ обеспечивает- 36
панелей, где лучистое тепло забирается из кабины и отдается в радиационной части ТГХТ. Радиационно-конвективный режим обеспечивается совместной работой радиационной и конвективной частей ТГХТ. Режим средней теплопроизводительности возможен при температуре наружного воздуха от 0 до 5 °С, когда на термобатареях модулей электрический ток отсутствует и тепло в кабину поступает от системы охлаждения ДВС за счет теплопроводности полупроводникового вещества термобатарей. Электрическая схема (рис. 3) обеспечивает работу кондиционера в зависимости от наружных метеоусловий в радиационном, конвективном, радиационно-конвектив- ном режимах охлаждения и нагрева, а также в режиме вентиляции только при работающем двигателе транспортного средства. Все электрические цепи кондиционера, кроме главного контактора PL и вентилятора конвективного теплообменника, получают электропитание от генератора типа Г309, установленного на специальном кронштейне выше штатного генератора. Последовательность включения элементов электрической схемы при работе кондиционера на различных режимах в зависимости от метеорологических условий показана в табл. 1. На одном из теплообменников модулей радиационной ТБР и конвективной ТБК частей ТГХТ со стороны горячих и холодных спаев термобатарей для защиты их от перегрева на свободных наружных поверхностях закреплены биметаллические термореле РТ1, РТ2, РТЗ и РТ4 (см. рис. 3), которые срабатывают при нарушении циркуляции теплоносителя или повышении его температуры до 60—70 °С, что приводит к отключению кондиционера. Для регулирования конвективного и лучистого теплообмена в кабине оператор Таблица 1 Метеорологические условия Пасмурная погода, /нв = 10— * 15 °С Ясная солнечная погода, /нв = = 10—15 °С Пасмурная погода, tHB = \5— 25 °С Ясная солнечная погода, tH B = =25—30 °С Пасмурная погода, tHB=5— 10 °С Ясная погода, /нв.=(И—5 °С /ИР<0°С Режим работы кондиционера Вентиляция кабины Радиационное охлаждение Конвективное охлаждение Радиационно-конвективное охлаждение Радиационный нагрев Конвективный нагрев Радиационно-конвективный нагрев Последовательность включения В1 В5 «Холод», В2, Р1% ВЗ, В6 В5 «Холод», В2, Р1, В4, В7 В5 «Холод», В2, Р1, ВЗ и В4, Р5, В6, В7 В5 «Тепло», кран 14 (рис. 2) в положение 3, В2, Р1, ВЗ, В6, К1 «Выкл» В5 «Тепло», кран 14 в положение 3, В2, Р1, В4, В7, К1 «Выкл» В5 «Тепло», кран 14 в положение 3 В2, PL ВЗ, В4, Р5, В6, В7, К1 «Выкл» Я системе электропитания +9 К генератору +| кондиционера \Р1 \К1 х ri—i -L>4 U I I 0пШ, ЧГург \-. — А°А0йА Рис. 3. Принципиальная электрическая схема кондиционера ется) штатным теплообменником, который подключается с помощью соединительных трубопроводов к конвективной части ТГХТ. Для циркуляции теплоносителя используется насос 13. Воздух засасывается вентилятором и, пройдя через фильтр и теплообменник, подается в рабочую зону кабины. В радиационном режиме охлаждение (нагрев) поверхностей радиационных панелей осуществляется теплоносителем, циркулирующим с помощью насоса 12 через полости 37
Таблица 2 Метеорологические условия Ясная, солнечная погода, fH>B = 10-15 °С Пасмурная погода, *нв = = 15—25 °С Ясная, солнечная погода, /н в =25—30 °С Режим работы кондиционера Радиационное охлаждение Конвективное охлаждение Радиационно-конвек- тивное охлаждение Температура воздуха в кабине, °С 25—31 22—26 25—31 Температура радиационной поверхности, °С 20—14 — 18—12 при нагретых поверхностях остекления Температура обогревателя пола, °С 26—20 — 24—18 индивидуально выбирает с помощью установки ручек термореле ТР1 и ТР2 нужные температуры радиационных поверхностей и воздуха в кабине. На поверхности радиационной панели установлен датчик температуры поверхности — термореле ТР1, а в зоне дыхания расположен датчик температуры воздуха — термореле ТР2. По достижении заданных температур поверхности панелей и воздуха реле ТР1 и ТР2 размыкают свои контакты в цепях контакторов Р2 и РЗ в силовой цепи ТБР и ТБК и термобатареи будут питаться через балластные сопротивления R1 и R2 током, обеспечивающим работу их в режиме «идеального» теплового изолятора. При отклонении температур от заданных ТР1 и ТР2 замыкают свои контакты, контакторы Р2 и РЗ срабатывают, их соответствующие контакты произведут шунтирование сопротивлений R1 и R2 и термобатареи будут питаться полным током. Для контроля силы тока и напряжения на термобатареях модулей в схеме имеется вольтамперметр. По результатам лабораторных и полевых испытаний получены следующие технические характеристики кондиционера. Общая часть Напряжение питания, В Потребляемая мощность, Вт Минимальный расход жидкости во вспомогательном контуре, л/с Масса кондиционера, заправленного теплоносителем, кг Конвективная часть Максимальная холодопроизводите- льность, Вт Максимальная теплопроизводитель- ность, Вт Расход наружного воздуха, подаваемого в кабину, м3/с Расход хл а до носителя, л/с Потребляемая мощность, Вт Радиационная часть Максимальная холодопроизводи- тельность, Вт Максимальная теплопроизводитель- ность, Вт Температура радиационной поверхности, °С Расход хладоносителя, л/с Потребляемая мощность, Вт 12 950 0,167 26,7 600 1700 6,94.10-2 6,94.10-2 530 400 1100 15—45 6,94.10-2 370 Анализ результатов круглогодичных полевых испытаний кондиционеров, установленных на тракторах ЮМЗ-6, позволил выявить наиболее экономичные режимы работы кондиционера в зависимости от погодных условий (табл. 2). Список использованной литературы 1. А. с. 688351 (СССР). 2. К выбору систем кондиционирования воздуха в кабинах управления строительных и дсрожных машин/В. В. Толстых, В. А. Джунь, В. А. Яшин, И. В. Гавеля.— Холодильная техника, 1985, № 6, с. 14—16. УДК t521.565.945:536.24 О НАРУЖНОМ ТЕПЛООБМЕНЕ В ПЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОМ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЕ Канд. техн. наук В. Д. МЕРЧАНСКИЙ, В. А. БАХЕНСКИЙ В последнее время все большее применение находят интенсифицированные тепло- обменные аппараты для обработки воздуха. Достоинствами таких аппаратов, в частности модернизированного унифицированного пенного теплообменного аппарата (УПТАМ) [5], являются: интенсификация процессов тепло- и массообмена за счет использования турбулизованных водовоз- душных пенных потоков, компактность теплообменника, достигнутая благодаря применению пучков вертикально расположенных спиральных змеевиков значительной кривизы, отсутствие насосов и распыляющих устройств, необходимых для создания потока орошающей жидкости, небольшая площадь, занимаемая аппаратом, что позволяет располагать его внутри помещений. К недостаткам аппарата следует отнести повышенный расход электроэнергии. В настоящей работе рассматривается возможность использования УПТАМ для охлаждения воздуха пенным водовоздуш- ным потоком при непосредственном кипении хладагента в трубках спирально-змееви- кового теплообменника. Процесс передачи тепла в таком воздухоохладителе довольно сложный, поскольку в теплообмене участвуют три потока, а характер тепло- и массообмена, совокупность 38
определяющих их факторов различны для каждого потока. Следует учитывать также конструктивные особенности орошаемых теплообменников и различие теплофизиче- ских свойств хл а доносителей. Принимая во внимание эти аспекты, механизм передачи тепла от охлаждаемого воздуха к хладагенту можно представить в виде следующих этапов: тепло- и массо- обмен между воздухом и водой в пенном водовоздушном потоке; теплоотдача от жидкости пенного потока, которая орошает трубки теплообменника, к их наружным стенкам; теплопередача от наружных стенок трубок теплообменника к внутренним; теплоотдача от внутренних стенок трубок к кипящему хладагенту. Для расчета пенного теплообменного аппарата необходимо располагать зависимостями по каждому из этих этапов. В литературе имеются данные по исследованию процессов теплообмена на последних двух этапах [2 6, 7], при этом полученные уравнения могут быть применены при расчете воздухоохладителя. Процессы теплообмена на первом и втором этапах также изучались [1, 3, 4]. Однако эти работы проводили на аппаратах ударно-пенного типа другой конструкции. Поэтому для расчетов УПТАМ могут быть рекомендованы лишь уравнения, характеризующие тепло- и массообмен на первом этапе — между воздухом и водой в пенном потоке. Тепло- и массообмен между воздухом и водой в пенном водовоздушном потоке может быть оценен по числу единиц переноса энтальпии: N~\n^r, A) l2—ls где i\ и /г — энтальпия воздуха на входе и выходе из аппарата; I"— энтальпия воздуха, равновесного с жидкостью, при температуре пенного потока. Зависимость NL от определяющих параметров представляется уравнением [1]: *,=0,075 ( ^rVV*'5. ¦« С'«Ж где А/?— аэродинамическое сопротивление, Па; g — ускорение свободного падения, м/с2; дж — плотность жидкости, кг/дм3; wr — скорость воздуха, отнесенная к свободному сечению камеры, м/с. Аэродинамическое сопротивление аппарата со спирально-змеевиковым теплообменником, имеющим исследованную конструктивную характеристику, определяется зависимостью: Ар=A52,9-г-9,7/г>(ргшгI'5, C) где h — статический уровень жидкости в аппарате, см; Qt — плотность Е.оздуха, кг/м3. Уравнение C) действительно в пределах: /*=0^+5 см; ауг=2,5-ь5,1 м/с. Для определения теплоотдачи от орошающей жидкости к наружным стенкам трубок теплообменника, на характер которой значительное влияние оказывают конструктивные особенности аппарата, необходимы дополнительные исследования, так как по имеющимся зависимостям [1] не удается получить удовлетворительную точность расчета применительно к новой конструкции. Процесс наружного теплообмена между орошающей жидкостью и наружной стенкой трубки в воздухоохладителе со спирально- змеевиковым теплообменником непосредственного охлаждения изучали на модели унифицированного пенного теплообменного аппарата [5], содержащего три щелевые насадки производительностью по воздуху 1000 м3/ч каждая. Габаритные размеры аппарата 575Х Х435 мм. Высота (без блока сепараторных пластин и воздухоподводящего патрубка) 980 мм. Теплообменник спирально-змеевикового типа выполнен из медных трубок наружным диаметром 12X1 мм (диаметр спирали 57 мм, шаг витков 20 мм, поверхность теплообменника 8,06 м2, коэффициент компактности 39 м2/м3). Этот теплообменник, по которому циркулирует хладагент, является испарителем холодильной машины. Кроме того, в состав холодильной машины входят компрессор, ресивер и кожухотруб- ный конденсатор, который охлаждается водопроводной водой из внешней сети. В качестве хладагента использован R12. Тепловую нагрузку создавали электрическим секционным воздухонагревателем мощностью 30 кВт, через который подавался воздух центробежным вентилятором 90ЦС-24 с электродвигателем мощностью 11 кВт. Температуры измеряли медь-константано- выми термопарами, припаянными равномерно по высоте спира'лей, и контролировали лабораторными термометрами с ценой деления 0,1 °С. Расход воздуха определяли по тарированному микроманометру, а расход воды, подаваемой на охлаждение конденсатора, — водомером, предварительно оттарированным методом взвешивания. Режим работы воздухоохладителя следующий: плотность теплового потока 1500— 11 000 Вт/м2; скорость воздуха, отнесенная к свободному сечению рабочей камеры, 2,5—5,1 м/с; статический уровень воды в поддоне аппарата 04-+5 см (за ноль принят уровень воды в поддоне, соответствующий обрезу воздухоподающих патрубков щелевой насадки; знак « + » означает превышение уровня над нулевым); температура воздуха, подаваемого на охлаждение в аппарат, 30—35 °С; 39
температура кипения хладагента в трубках теплообменника —5-т-+15°С. Обрабатывали только те опытные данные, которые соответствовали уравнению теплового баланса (невязка до 15%). При составлении уравнения теплового баланса учитывали количество тепла, отводимого от воздуха в рабочей камере аппарата, и количество тепла, переданного воде, охлаждающей конденсатор, а также тепло нагрева электродвигателя компрессора. Для учета тепловыделений электродвигателя определяли его действительную затраченную в каждом опытном режиме мощность. Анализ тепловых и гидродинамических процессов, протекающих в аппарате, позволил выявить основные факторы, определяющие интенсивность теплсюбмена в пенном водовоздушном потоке. Это — скорость wr потока, отнесенная к свободному сечению рабочей камеры, и статический уровень h воды в поддоне аппарата, влияющий на высоту пены. Результаты исследования теплоотдачи от пенного водовоздушного потока к наружной поверхности трубок теплообменника показаны на рисунке и обобщены зависимостью: Nu=0,0385Re?'84+0'004/lPri015, D) где Nu — число Нуссельта, Ыи=ан?/Хж; ан — коэффициент наружной теплоотдачи, Вт/(м2.К); L — характерный линейный размер, м; NU 50 40 30 20 3 2 1 W 1 Nu/Rc?>8t"°>mh 0}04 4Re-io i3 0}03 5 6 7 В 910 20 Pr> ж Обобщение экспериментальных данных в критериальном виде для различных значений статического уровня воды в поддоне аппарата: а — Nu=/(Rer); б — Nu/Re^+o.oo^ =/(Ргж); / — Л=0; 2 — Л=+2,5 см; 3 — Л=+5 см кж — коэффициент теплопроводности жидкости, омывающей трубки теплообменника, Вт/(м«К); Rer— число Рейнольдса для газового потока, Rer=i0rL/vr; vr — коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2/с; Ргж — число Прандтля для жидкости, Ргж=уж/аж; ч'ж — коэффициент кинематической вязкости жидкости, м2/с; аж — коэффициент температуропроводности жидкости, м2/с. Из формулы (I) видно незначительное влияние физических свойств жидкости на процесс теплообмена, поэтому для практических расчетов число Прандтля можно опустить. Тогда значение коэффициента теплоотдачи от орошающей жидкости к наружной стенке трубок теплообменника выразится уравнением: ан=0,0385 *(**) 0,84+0,004/* E) При обобщении экспериментальных данных принято допущение об однородности параметров орошающей жидкости. Формула B) действительна в пределах Rer=1000— —4500; Л=0^+5 см. Конструктивная характеристика тепло- обменной спирально-змеевиковой поверхности в выражении B) учитывается характерным линейным размером L, за который принимается аналог гидравлического радиуса, выражающий отношение объемной пористости к суммарной смоченной поверхности в единице объема (объемная пористость — отношение объема незаполненного трубками пространства к габаритному объему теплообменника): L= Dm nzdu 4 F) D — наружный диаметр спирали змеевика, м; т — шаг спирали, м; dH — наружный диаметр трубки, м. Анализ результатов исследований показывает, что увеличение скорости и статического уровня воды в поддоне аппарата повышают интенсивность процессов теплообмена, однако приводят к росту аэродинамического сопротивления аппарата и, следовательно, к повышенному расходу электроэнергии. Поэтому выбор режима работы воздухоохладителя должен быть обоснован технико-экономическими соображениями. Полученная зависимость E) справедлива " для процессов охлаждения воздуха в пенно- испарительном воздухоохладителе при непосредственном кипении хладагента и в сочетании с данными о внутреннем теплообмене в спиральных змеевиках и о тепло- и 40
массообмене между воздухом и водой в пенном потоке может быть использована при конструировании и расчете орошаемых теплообменников в воздухоохладителях непосредственного охлаждения на базе УПТАМ. Список использованной литературы 1. Барский М. А., Купленов Н. И. Тепло- и массообмен в абсорбционной установке кондиционирования воздуха. — Холодильная техника, 1976, № 3, с. 33—37. 2. Барский М. А., Ч у х м а н Г. Й. Исследование теплообмена юри кипении фреона в спиральных змеевиках. — Холодильная техника, 1971, № 2, с. 18—21. 3. Купленов Н. И. О расчете орошаемых теплообменников. — Холодильная техника, 1978, № 12, с. 17—20. 4. Мерчанекий В. Д. Исследование тепло- и массообмена в пенном аппарате для систем охлаждения и кондиционирования воздуха.— Холодильная техника, 1983, № 5, с. 26—31. 5. Мерчанекий В. Д., М а л е й СВ. Унифицированный пенный теплообменный аппарат для систем кондиционирования воздуха и холодильных установок. — Холодильная техника, 1985, № 4, с. 38—41. 6. Михеев М. А., Михее в а И. М. Основы теплопередачи. — М.: Энергия, 1977. — 343 с. 7. Ч у х м а н Г. И. О внутреннем теплообмене в пенно-испарительных воздухоохладителях.— Холодильная техника, 1971, № 9, с. 45—46. УДК 621.565.9-91.001.57 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ И ПРОДУКТА В СКОРОМОРОЗИЛЬНОМ АППАРАТЕ БЕСКОНВЕЙЕРНОГО ТИПА Канд. техн. наук К. П. ВЕН ГЕР, В. И. НОВИКОВ Одним из путей совершенствования аппарата погружного замораживания штучных пищевых продуктов в жидком хладо- носителе является использование процесса перемещения твердых тел в организованном гидропотоке [1], исключающем необходимость в транспортирующем устройстве, что позволяет значительно упростить конструкцию аппарата. Организовать подобное перемещение продукта некипящей жидкостью, например, жидким хладоносителем, возможно в гидрожелобе самой различной формы, торцевая стенка (заслонка) которого периодически открывается на короткое время. > На рис. 1, а показан канал-гидрожелоб. Внутри него находится жидкий хладоноси- тель с объектом замораживания (твердое тело), имеющим плотность ниже плотности Рис. 1. Принципиальная схема процесса перемещения твердых тел (продукта) жидкостью в гидродинамическом желобе: а — заслонка закрыта; б — заслонка открыта (момент слива жидкости); в — заслонка закрыта (момент перемещения продукта); / — гидрожелоб; 2 — ограничитель всплывания; 3 — жидкость; 4 — твердое тело (продукт); 5 — заслонка хладоносителя. На одном конце гидрожелоба расположены входы для жидкого хладоносителя и замораживаемого объекта, а на другом — откидная заслонка. Установленный ниже уровня жидкости ограничитель всплывания обеспечивает погружение твердого тела в жидкость, а также не дает ему перемещаться по каналу при движении самой жидкости. При открытии заслонки (рис. 1, б) часть жидкости вытекает из канала и вместе с ней уносятся твердые тела, находящиеся на участке, близком к заслонке. Удаление незначительного по сравнению с общим объемом количества жидкости приводит к появлению разности уровней жидкости по длине канала, что вызывает ее перемещение от входного к выходному участкам. Но так как вязкость и сильцинерции жидкости значительны, происходит в основном движение верхних слоев. Образующаяся при этом в жидкости впадина обеспечивает отвод твердых тел от заслонки (рис. 1,в). Впадина перемещается в сторону, противоположную сливу жидкости, а твердые тела—в обратную сторону. При периодическом открывании заслонки объект ступенчато передвигается от входного к выходному концу гидрожелоба. Анализ возможных конфигураций гидрожелоба показал, что более рационально его выполнять в виде спирали Архимеда. Это позволяет снизить материалоемкость, уменьшить площадь, занимаемую желобом, и снизить количество теплоты, проникающей в гидрожелоб через наружную поверхность. Для моделирования процесса движения жидкости и продукта в гидрожелобе спиральной формы был разработан и смонтирован экспериментальный стенд — пилотная установка (рис. 2). 41
Рис. 2. Пилотная установка: / — гидрожелоб; 2 — ограничитель всплывания продукта; 3 — переливные окна; 4 — заслонка; 5, 7 — вентили; 6 — приемный бак; 8 — насос Основной частью пилотной установки, выполненной из оргстекла, является гидрожелоб спиральной формы. В гидрожелобе установлены откидывающаяся заслонка, ограничитель всплывания продукта и предусмотрены переливные окна, расположенные на уровне ограничителя всплывания и предназначенные для перелива части жидкости. Циркуляция жидкости обеспечивается насосом. Количество подаваемой в гидрожелоб и переливаемой через окна жидкости регулируется с помощью соответствующих вентилей. В качестве модельной жидкости использовали воду и 26 %-ный раствор хлористого кальция. Образцы объектов замораживания были изготовлены с учетом правил физического моделирования и по форме совпадали с упакованной в полимерную усаживающуюся пленку тушкой птицы. При этом обеспечивалась такая же разность плотностей образца и жидкости, как и в действительности. Установка работает следующим образом. Жидкость из приемного бака насосом по- -&J- J^ _ а' Л?» ?=Пц (Тд +AtH) Рис. 3. Циклограмма работы гидрожелоба: а — без перелива жидкости; б — с переливом части жидкости; т, т0, тн, Атн, тц — соответственно продолжительность движения продукта, открытия заслонки, наполнения гидрожелоба, дополнительная при переливе части жидкости, цикла; яц — число циклов дается по трубопроводам в гидрожелоб до заполнения его объема на уровне немного выше ограничителя всплывания. По достижении этого уровня заслонка открывается и начинается слив жидкости. Через определенный промежуток времени, соответствующий исследуемому режиму, заслонка закрывается и слив жидкости прекращается. После этого гидрожелоб вновь наполняется до первоначального уровня. На рис. 3 представлена циклограмма, характеризующая работу гидрожелоба. Процесс движения жидкости и продукта в гидрожелобе спиральной формы моделировали с помощью метода обобщенного анализа* Механизм движения жидкости с образцом характеризуется следующими основными параметрами: продолжительность движения образцов в канале т и открытия заслонки т0, количество подаваемой в аппарат Gs и сливаемой G's за время т0 жидкости, длина /, высота h и ширина Ь канала, * Работа проводилась под руководством проф. А. А. Гухмана. Величина Наименование Продолжительность открытия заслонки Длина канала Время движения образца (продукта) в канале Количество подаваемой жидкости Кинематическая вязкость жидкости Высота канала Ускорение силы тяжести Первичная или вторичная Первичная Первичная Вторичная Вторичная Вторичная Вторичная Вторичная Формула р; змерности М«Т [/J-I [т] = Г [Gs]=/-3r-> [v]=L2T-1 [h\ = L \g]=Lr2 Приведенный комплекс Формула — то т Gst0 /3 /2 VTo h I I Обозначение — — я Я1 я2 Яз я4 42
г=я—m, где п — количество величин, существенных для изучаемого процесса, (я=7); т — количество первичных величин (т=2). Исследуемый процесс описывается в общем виде уравнением: т=Дт0, Gs, I, h. v. в). A) Используя безразмерные комплексы, уравнение A) запишем в виде: л=Лл1*Л22л!3л?; B) где л,- — безразмерный комплекс? at — показатель степени; А — постоянный множитель. Входящие в уравнение B) комплексы составлены по формулам размерностей согласно методу, изложенному в [3]. Порядок составления представлен в таблице. Подставив в B) значения комплексов из таблицы, получим: х (*?-)-. о» Показатели степени а,\, а^, а3, а4 и постоянную Л определяли классическим методом [3] с использованием экспериментальных данных, полученных на -пилотной устано- новке. В конечном итоге математическая модель, характеризующая движение твердого тела (образца) в аппарате, в комплексном виде выглядит следующим образом: Рис. 5. Модуль скороморозильного аппарата с гидродинамическим перемещением продукта: I — бак; 2 — гидрожелоб; 3 — продукт; 4 — загрузочный лоток- 5 — испаритель; 6 — насос; 7 — ограничитель всплывания продукта; 8 — вентиль; 9 — переливное устройство; 10 — заслонка; II — выгружной леток 0,1 0,2 0,3 44%/0?#% Рис. 4. Зависимость продолжительности движения образцов т в гидрожелобе пилотной установки от количества подаваемого раствора хлористого кальция Gs и продолжительности открытия заслонки т0 размер образца по наибольшей оси 2с, кинематическая вязкость жидкости v. Параметр т в значительной степени зависит от параметров т0, Gs, I, h. Параметры G's, b, 2c, как показали исследования, не оказываю! существенного влияния на процесс движения, поэтому ими можно пренебречь. Движение жидкости происходит под действием гравитационных сил, поэтому в расчетах необходимо учитывать ускорение силы тяжести. Согласно л-теореме Бекингема [2, 3], число безразмерных комплексов 43
Т0 / 6\то \ 0.92 / /2 \ 0.528 —=0,002 (——° ) 1— ) X т ' v /з ' v vx0 ' ~ х (|)о-(^.)»-; D) Уравнение D) позволяет определить реальное время перемещения твердого тела (продукта) в зависимости от геометрических размеров канала, продолжительности открытия заслонки, количества подаваемой жидкости и ее вязкости. На рис. 4 представлены построенные по уравнению D) графические зависимости времени движения образцов от различных количеств подаваемого раствора СаСЬ и продолжительности открытия заслонки. Нанесенные на графики экспериментальные значения показывают, что отклонения опытных данных от рассчитанных по уравнению D) не превышают 10 %. Полученные результаты исследований использованы при разработке методики расчета скороморозильного аппарата с гидродинамическим потоком жидкости для штучных продуктов. Конструктивной особенностью такого аппарата является возможность использования модульного принципа, при котором необходимая производительность достигается набором модулей [4]. На рис. 5 показан такой модуль аппарата. Северо-Кавказским отделением ВНИКТИхолодпрома разрабатывается аппарат производительностью 500 кг/ч для замораживания упакованных тушек птицы. Выпуск экспериментального образца аппарата планируется в 1986 г. Аппарат — многоцелевой, он может быть использован как для замораживания, так и для охлаждения различных штучных продуктов растительного и животного происхождения, предварительно упакованных в полимерную пленку или без упаковки. В случае замораживания продукта без упаковки (например помидоров) в качестве жидкого хладоносителя используется раствор поваренной соли. Список использованной литературы 1. А. с. 1106967 (СССР). 2. Аношин И. М. Теоретические основы массообменных процессов пишевых производств.— М.: Пищевая промышленность, 1970.— 342 с. 3. Гухман А. А. Введение в теорию подобия.— М.: Высшая школа, 1963.— 254 с. 4. Попов В. П., Каухчешвили Э. И., Венгер-К. П. Модульный принцип создания скороморозильной техники.— Мясная индустрия СССР, 1985, № 7, с. 30 -34. УДК [621.564.323:536.71 @84.21) ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ДИАГРАММЫ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ БРОМИСТОГО ЛИТИЯ О. И. ВЕРБА, В. А. ГРУЗДЕВ, Л. Г ЗАХАРЕНКО, канд техн. наук Б. И. ПСАХИС Используемые при проектировании абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин (АБХМ) термодинамические таблицы и диаграммы [5, 7, 9 и др.] составлены на основе весьма ограниченного экспериментального материала. Для температур Г, превышающих 100 °С, и концентраций водною раствора бромистого лития ?, близких к насыщению, эти диаграммы получены по существу экстраполяцией, поэтому оценить их точность практически невозможно. Кроме того, как показали исследования [8], кривая насыщенных растворов бромистого лития на Г, ^-диаграмме проходит несколько выше, чем указано в [5; 7]. Эти недостатки термодинамических таблиц и диаграмм отражаются на качестве проектирования и экономических показателях АБХМ и аппаратов, использующих водные растворы бромистого лития. Полученные в последние годы экспериментальные данные о термодинамических свойствах водных растворов бромистого лития [3, 4] позволяют составить более обоснованные диаграммы для этих растворов и расширить их температурный диапазон. Равновесное давление пара. Для получения р, Т, ^-зависимости использованы экспериментальные данные Бориты A975 г.), Кюкенталя A949 г.), Ланнун- га A936 г.), Пеннингтона A955 г.), Пикока A955 г.), Робинсона и Стокса A949 г.), работы [3] и др. Всего отобрано 105 экспериментальных значений давления насыщенного пара, точек кипения, коэффициента активности электролита в диапазоне температур от 10 до 140 °С и массового содержания LiBr в растворе g от 40 до 65 %. Методика предварительного анализа экспериментальных данных и более подробные сведения об источниках приведены в [1,6]. Отобранный экспериментальный материал обработан методом наименьших квадратов (МНК) с весовыми множителями. Аппроксимирующая зависимость для среднего коэффициента активности соли у выглядит следующим образом: lnY±==2 2 Х//C30/Г)'-1(т/10)/-1, A) где Т — температура, К; m — молярность; 44
Таблица 1 1 2 Значения коэффициентов X,-.- при /, равных 1 0,346 0 2 —3,25 0,971 3 4,004 3,956 4 —2,965 — 1,145 5 0,6576 0 Хц — коэффициенты, определяемые по МНК (табл. 1). Аналогичное соотношение для активности воды aw получено по уравнению Гиббса- Дюгема: 1гшш=— 0,03603т [1+2 2 L^Lx Х^ДЗЗО/Г)'- 4m/10)/-i]. B) Среднее квадратичное отклонение экспериментальных точек от аппроксимирующих зависимостей A) и B) составляет 1,5 %. Из 105 экспериментальных значений 7±и aw только в 21 точке относительные отклонения превышают 3 % и в 7 точках — 5 %. При этом точки с большими отклонениями равномерно распределены по всей области температур и концентраций. Для практических расчетов давления насыщения растворов бромистого лития из B) получено уравнение: р(Т, m) = \0iC-Bw-Aw2\ C) где С= 7,056—0,156ц+0,254ц2—0,4176ц3+ +0,348|ы4—0,0823^5; Б=4,865+0,075р12+0,413и,3—0,1344ц,4; w=C30/T); А= 0,956; |i» 1,15146/A00— Для давления паров чистой воды р0 принята приближенная зависимость: Г?о(Л = 10G'С56—4,865м;—Q,956w2) y D) которая в интервале от 15 до 130 °С аппроксимирует данные [2] с погрешностью порядка 0,1 %. Рассчитанные по C) значения равно весного давления пара приведены в табл. 2. Относительная погрешность полученных данных составляет 1 —1,5 % при умеренных температурах и концентрациях и возрастает до 3 % при.*> 130 °С и 6>60 %. Для температуры насыщения из C) следует /= 630,96 УВ2+3,824(С— lgp)— В -273,15.E) Погрешность расчета температуры по этому уравнению не превышает 0,25 °С при /<100 °С и 1 °С при /> 130—140 °С Энтальпия и теплоемкость растворов. Калорические свойства растворов определяли независимо от р, Т, ^-данных. При расчетах использовали экспериментальные данные Ланге и Шварца A928 г.) о тепло- тах растворения и разбавления, данные Лёвера A960 г.) и работы [4] о теплоемкости растворов, а также данные Паукова A974 г.) о теплоемкости твердой соли. Было отобрано 228 экспериментальных значений теплоты растворения и разбавления растворов при 25 °С, их теплоемкости в интервале Т от 20 до 130 °С и | от 30 до 61 %. Значения теплоемкости твердой соли при температуре выше 46 °С получены линейной экстраполяцией. • В результате совместной обработки были получены аппроксимирующие зависимости для энтальпии и теплоемкости растворов [6]. Для практических целей эти зависимости упрощены и имеют соответственно вид: h(t, m) = (D+?/+/r/2)/A000+86,85m); F) cp(t, m) = (?+2/70/A000+86,85m), G) где D=3,315-105—9,77-103m+ +9,988 • 102m2+4,68 • 106/m2—7,026X X107/m4; Таблица 2 /, °c 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 40 0,316 0,650 1,260 2,326 4,104 6,960 11,38 18,02 27,72 41,50 60,64 86,67 121,3 166,8 225,3 Давление паров 45 0,227 0,471 0,924 1,724 3,072 5,258 8,674 13,84 21,45 32,35 47,60 68,47 96,47 133,3 181,1 водных растворов LiBr, кПа, при концентрациях, %, равных 50 0,142 0,300 0,599 1,134 2,052 3,561 5,954 9,624 15,08 23,00 34,20 49,69 70,68 98,59 135,1 55 0,076 0,165 0,338 0,656 1,213 2,150 3,666 6,036 9,630 14,92 22,54 33,24 47,95 67,79 94,08 60 0,036 0,081 0,172 0,345 0,658 1,201 2,103 3,553 5,806 9,207 14,20 21,37 31,43 45,27 63,93 65 0,017 0,040 0,087 0,181 0,357 0,673 1,213 2,107 3,534 5,744 9,071 13,95 20,95 30,78 44,31 45
Таблица 3 /. °с 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 40 224,7 249,3 273,9 298,6 323,4 348,3 373,3 398,4 423,5 448,8 474,2 499,7 525,2 550,9 576,6 Энтальпия водных растворов LiBr, кДж/кг, г 45 204,6 227,3 250,1 273,0 296,0 319,1 342,4 365,7 389,2 412,8 436,5 460,2 484,2 508,2 532,3 50 191,4 212,5 233,7 255,1 276,6 298,2 320,0 341,8 363,9 386,0 408,3 430,7 453,2 475,8 498,6 55 186,1 205,8 225,6 245,5 265,6 285,9 306,3 326,8 347,5 368,4 389,4 410,6 431,9 453,3 474,9 фи 1, %, равной 60 190,2 208,4 226,7 245,2 263,9 282,8 301,9 321,1 340,5 360,1 379,9 399,9 420,0 440,3 460,8 65 206,2 222,7 239,4 256,3 273,4 290,8 308,4 326,2 344,2 362,4 380,9 399,5 418,4 437,5 456,9 ?=2374+168,5m—3,05m2+43740/m2— —523700/m4; F=0,18+0,0453m+0,00436m2. При 0 °С удельная энтальпия воды и твердой соли приняты равными 418,4 кДж/кг A00 ккал/кг). Уравнения F) и G) можно использовать в диапазоне параметров: 0°^/^140°С, 30 %^^64 %. При этом погрешность в определении энтальпии раствора при /< 100 °С составляет ~1 кДж/кг и возрастает до ~3 кДж/кг при />130 °С. Рассчитанные по F) значения энтальпии приведены в табл. 3. Уравнение F) легко решается относительно температуры /= -yjE2—4DF+4Fh A000+86,85m) —E 2F ' (8) Погрешность определения температуры по заданной энтальпии раствора менее 0,5 °С при ?<60 %. При более высоких концентрациях и температурах /;>130°С погрешность формулы (8) увеличивается до 1—2°С. По формулам C), F) построена энталь- пийная диаграмма растворов бромистого лития (рис. 1). На рис. 2 приведены рассчитанные по [2] значения энтальпии равновесного пара (энтальпия при 0 °С принята равной 418,4 кДж/кг). На рис. 3 сопоставлены значения равновесного давления пара и энтальпии водных растворов бромистого лития, вычисленные по формулам C), F) и из работы [10]. При ? растворов до 60 % различие в значениях давления пара, как видно из рис. 3, а, не превышает 4 % во всем интервале температур до 140 °С. Систематическое, увеличивающееся с ростом температуры, завышение полученных данных можно объяснить как различием использованных в [10] экспериментальных данных, так и тем, что авторами было принято In [/?5(раствора)/ 46 /р5(воды)]«1паа„ что при максимальных температурах и концентрациях могло привести к завышению значений равновесного давления пара до 1 %. Другой, более важной, причиной является использование в [10] линейной аппроксимации для зависимости температуры насыщения растворов от температуры насыщения чистой воды (правила Дюринга), что привело к существенному (выходящему за пределы экспериментальных погрешностей) занижению значений равновесного давления пара при g=65% в [10]. Перепады энтальпии h{t,Q— /г @°,?) в [10], как видно из рис. 3, б, ниже по сравнению с полученными данными на 2-^ 550V т-7 50 60 концентрация LiBr, % Рис. 1, Энтальпийная диаграмма водных растворов Li В г
50 60 Концентрация 11 Br, % 70 Рис, 2. Энтальпийная диаграмма равновесного пара 4 кДж/кг при ^100 °С. Причем основная разница в перепадах приходится на область температур от 0 до 20 °С, что обусловлено более низкими значениями теплоемкости раствора, использованными в [10]. При температурах выше 100 °С, по данным [10], энтальпия увеличивается с ростом температуры более медленно, в результате при 140 °С различие в перепадах энтальпии достигает 7 кДж/кг, а при ?=40 % — 9 кДж/кг. Для выяснения цены погрешностей в данных о термодинамических свойствах раствора проведен сравнительный расчет АБХМ с использованием формул C) и F) данной работы и наиболее известной диаграммы из [5] при следующих параметрах холодильной машины*: Холодопроизводительность, МВт (Гкал/ч) 2,9 B,5) Температура воды, охлажденной охлаждаемой охлаждающей греющей Расход воды, м3/ч охлаждаемой охлаждающей греющей Температура кипенкя в испарителе, °С Температура конденсации, °С Массовое содержание LiBr в слабом растворе, % Зона дегазации, % 15 20 26 ПО 500 750 200 11,7 39,7 51,8 4,2 При использовании уравнений C) и F) все характерные температуры термодинамического цикла повышаются по сравнению с данными [5] на 0,5—3,0 °С, в том числе температура крепкого раствора в начале д)%\ 2 -2 -4 -6 -8 40 •12 -2 -4 V ^г^4^ р^Г-^—1 ( с \ Чж/кг а ' j.*s Ь ЬО >45- ч50 \ 55 ~ ) 60- 7 65 ^ ч s— • 3^J_JL ! а V 1 —о— >Т^ ^ цд LHL. 20 W 60 80 100 120 1Wt,°C <Г Рис. 3. Разница значений равновесного давления пара (а) и энтальпии растворов бромистого лития (б), рассчитанных по C) и F) и приведенных в работе [10]: д_р[Ю1-Р<зI00Х; РC) b=[h(t,l)-h@°,l)\ кДж/кг [щ-т, е)-/1(оо,е)]F) 18 В работе принимал участие В. С. Черкасский абсорбции — на 3,0 °С, слабого раствора на выходе из теплообменника — на 2,6 °С. Из температурных напоров наиболее существенно колебание (на 2 °С, или 20 %) напора в абсорбере. Температурный напор в генераторе меняется на 1 °С C,4%), в теплообменнике — на 0,4 °С C,3%). Общая теплообменная поверхность сократилась на 10 %, поверхность абсорбера — на 30 %. Таким образом, применение уточненных диаграмм термодинамических свойств водных растворов бромистого лития при проектировании АБХМ позволит существенно снизить их металлоемкость. Список использованной литературы 1. Верба О. И., Захаренко Л. Г. р—/—т таблица водных растворов хлористого кальция.— В сб.: Теплофизические свойства растворов. Новосибирск, 1983, ИТФ СО АН СССР, с. 5—18. 2. Вукалович М. П., Ривкин С. А., Александров А. А. Таблицы теплофи- зических свойств воды и водяного пара.— М., Изд-во стандартов, 1969.— 357 с. 3. Груздев В. А., Верба О. И. Давление насыщенных паров водных растворов бромистого лития. Экспериментальное исследование.— В кн.: Исследование теплофизи- ческих свойств жидких растворов и сплавов. Новосибирск, 1977, с. 5—19. 47
4. Лавров В. А. Исследование теплоемкости водных растворов бромистого лития на автоматизированном калориметре.— В кн.: Теплофизические свойства веществ и материалов. Новосибирск, 1979, с. 81—93. 5. Розенфельд Л . М., Карнаух М. С. Диаграмма концентрация — энтальпия растворов бромистого лития — вода для расчета абсорбционных холодильных машин.— Холодильная техника, 1958, № 1, с. 37—42. 6. Термодинамические свойства водных растворов бромистого лития/О. И. Верба, В. А. Груздев, Л. Г. Захаренко, В. С. Чер- ИЮБРЕТЕНИЯ / A1) 1190160 E1L F25 В39/02, F28 D7/10, F28 Ft/16 B1) 3739466/23-06 B2) 15.05.84 G2) Ф. Н. Дьячков, И. М. Калнинь, А. С. Нуждин, О. А. Сергеев, И. Н. Никитина, И. А. Романов E3) 536.27 E4) E7) КОЖУХОТРУБНЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ, содержащий пучок теплообменных труб, закрепленных в трубных досках, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, трубы в пучке установлены с относительным шагом S/D=1,0, а на внешней поверхности каждой трубы выполнены кольцевые канавки, расположенные вдоль трубы с шагом, равным 0,2— 1,25D, и имеющие глубину, равную @,02—0,1)D, где S — шаг трубы в пучке, D — наружный диаметр теплообменной трубы. A1) 1191700 E1L F25 D11/02 B1) 3704753/28- 13 B2) 24.02.84 G1) Всесоюзный научно-исследовательский экспериментально-конструкторский институт электробытовых машин и приборов G2) В. А. Никольский, В. С. Слинкин, Г. К. Лавренченко, И. И. Пробер, И. П. Науменко, В. И. Тихонов, О. В. Баклан E3) 621.575 E4) E7) 1. ДВУХКАМЕРНЫЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий холодильную и морозильную камеры, компрессор, конденсатор, дросселирующее устройство, низкотемпературный испаритель и теплообменник, расположенный на линии прямого потока хладагента, а по линии обратного потока хладагента подключенный к компрессору, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения конструкции, теплообменник на линии обратного потока хладагента установлен после низкотемпературного испарителя и размещен в холодильной камере для охлаждения воздуха в нем. 2. Холодильник по п. 1, отличающийся тем, что теплообменник представляет собой укрепленный на плоском листе прямоугольной формы змеевик типа «труба в трубе», при этом труба меньшего диаметра расположена на линии прямого, а труба большего диаметра — на линии обратного потока хладагента. 3. Холодильник по п. 1, отличающийся тем, что теплообменник выполнен трёхслойным, при этом средний слой представляет собой плоский лист, а два других листа прикреплены к нему с образованием каналов для циркуляции прямого и обратного потоков хладагента. касский.— В сб.: Теплофизические свойства растворов. Новосибирск, 1983, ИТФ СО АН СССР, с. 19—34. 7. Усюкин И. П. Термодинамические-диаграммы раствора бромистый литий — вода.— Холодильная техника, 1969, № 1, с. 25—29. 8. Boryta D. А.— J. of Chem. and Eng. Data, 1970, Vol. 15, № 1, pp. 142—144. 9. Lower H. Thermodynamische and physicali- sche Eigenschaften der Wassrigen Lithium- bramid Losung. Diss-Karlsruhe, I960.— 81 S. 10. M с Neely L.- A.— ASHRAE Transactors, 1970, Vol. 85, No 3, pp. 413—434. A1) 1200089 E1L F 25 С 1/12 B1) 3626946/28-13 B2) 04.05.83 G2) A. H. Григорьев, В. М. Коновалов E3) 621.521 E4)E7) ЛЬДОГЕНЕРАТОР, содержащий емкость для воды, трубчатые испарительные секции, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен опорными стойками для установки трубчатых секций и механизмом подъема и опускания емкости для воды, при этом последняя подвижно установлена на горизонтальных направляющих. A1) 1195147 E1 LF24F 12/00 B1) 3701087/29-06 B2) 16.02.84 G1) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по оборудованию для кондиционирования воздуха и вентиляции G2) О. Н. Аверков, В. А. Динцин, Н. И. Загривый, Г. С. Куликов, И. Л. Розенштейн, О. П. Шмигуль E3) 697.94 E4) E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ, содержащее каналы охлаждаемого и нагреваемого потоков воздуха и- размещенные в каждом из них теплопере- дающие элементы, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности работы при отрицательных начальных температурах нагреваемого потока воздуха, оно снабжено подключенной параллельно каналу охлаждаемого потока воздуха обводной камерой, разделенной поперечной перегородкой на два отсека, и заслонками, две из которых установлены на входе и выходе канала охлаждаемого потока воздуха, а две другие — в одном из отсеков обводной камеры на входе охлаждаемого потока и в другом отсеке на выходе охлаждаемого потока, причем первый отсек обводной камеры сообщен с каналом охлаждаемого потока воздуха после теплопередающего элемента, а второй — до него. A1) 1195152 E1) 4F 25 В 25/00, 21/00 B1) 3729963/23-06 B2) 28.04.84 G1) Институт технической теплофизики АН УССР G2) С. О. Филин E3) 621.56 E4) E7) КОМБИНИРОВАННЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ, содержащий термоэлектрическую батарею с теплообменником горячих спаев, включенным в контур циркуляции хладоносителя с термостатом, и компрессионную холодильную машину с контуром циркуляции хладагента, испаритель которой размещен в указанном термостате, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени выхода на рабочий режим, термоэлектрическая батарея содержит второй теплообменник горячих сгаев, установленный по тепловому потоку параллельно первому теплообменнику, причем второй теплообменник включен в контур циркуляции хладагента компрессионной холодильной машины после испарителя и снабжен байпасной линией с запорным вентилем. 48
ОБМЕН ОПЫТОКШ УДК 621.565.945: [621.565.92:637.5.0371 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЕЙ ВОГ-230 В КАМЕРЕ ОДНОФАЗНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ МЯСА Канд. техн. наук В. С ЕВРЕИ НОВА, канд. техн. наук Б. Н. МАЛЕВАННЫЙ, канд. техн. наук В. И. МАЧУЛИН, А. В. СКОРОБОГАТОВ Для оценки фактической работоспособности воздухоохладителей ВОГ-230, проверки надежности элементов, выявления возможности повышения эффективности эксплуатации и совершенствования конструкции были проведены их испытания в промышленных условиях на холодильнике Лиепайского мясокомбината в камере однофазного замораживания мяса. В камеру загружали 31 т говядины I категории с температурой 38 °С в центре бедренной части полутуши. Замораживание заканчивали при достижении в ней температуры —8 °С. Воздухоохладители испытывали в течение всего цикла замораживания — с момента поступления первой полутуши в камеру. Разработанная методика предусматривала выявление теплотехнических (холодопроизводительности, плотности теплового потока, коэффициента теплопередачи), аэродинамических и энергетических характеристик аппарата в реальных условиях работы камер однофазного замораживания мяса. В процессе исследований измеряли скорость воздуха во всасывающем пат- Iрубке вентилятора, изменение статического напора по длине воздушного канала воздухоохладителя, температуру воздуха на входе и выходе аппарата и кипения хладагента, силу тока по отдельным фазам электродвигателя. Размещение контрольных точек показано на рис. 1. Скорость воздуха с точностью ±0,2 м/с определяли чашечным анемометром, аэродинамическое сопротивление аппарате с точностью ±1,6 мм вод. ст. (~16 Па) — с помощью пневмометрических трубок, /-/ I II III IV Рис. 1. Размещение контрольных точек: а — при измерении статического напора по длине воздушного канала воздухоохладителя; б — при измерении скорости воздуха во всасывающем патрубке вентилятора вмонтированных в каналы воздухоохладителя на входе воздуха в отдельные секции аппарата и на выходе из них, и микроманометра типа ЦАГИ, температуру воздуха на входе и выходе воздухоохладителя с точностью ±0,05 °С — термометрами с ценой деления 0,1 °С, силу тока с точностью ±0,5 А — клещами Дице, температуру кипения с точностью ±05 °С — хромель-копелевыми термопарами в комплекте с потенциометром ЭПП-09. Расчет вели по следующим формулам. Холодопроизводительность воздухоохладителя Q0, Вт: Qo=^bQb(^bx—*"вых). где VB — объемный расход воздуха, проходящего через охлаждающие секции воздухоохладителя, м3/с, VB=vFx; средняя скорость воздуха во всасывающем патрубке вентилятора, м/с, п , S, \ V — vt — мгновенное значение скорости воздуха в контрольной точке сечения, м/с; п — количество контрольных точек в сечении; рж — площадь живого сечения всасывающего патрубка вентилятора, м2; qb — плотность воздуха, м3/с; 1ЫХ — энтальпия воздуха на входе и выходе воздухоохладителя, Дж/кг. 49
Плотность теплового потока qF, Вт/м2, характеризующая эффективность работы аппарата: _ Qo где FBO — площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителя, м2. Коэффициент теплопередачи ?, Вт/(м -К), характеризующий интенсивность теплообмена между воздухом и кипящим хладагентом: ?= где Д/т — средняя логарифмическая разность между температурами охлаждающего воздуха и кипящего хладагента, К, Мт = - мп In 'вх—*0 '*, -to 'вх> ^вых — температуры воздуха на входе и выходе аппарата, °С; to — температура кипения хладагента, °С. Аэродинамическое сопротивление теплообменных секций воздухоохладителя Др, Па: Ap=9,81A/iQcsin<p, гд<? АЛ — среднее показание микроманометра, мм вод. ст., A/i = п 2 Ал,- п 16 20 24 Г,</ Рис. 2. Изменение аэродинамического сопротивления воздухоохладителя в процессе замораживания мяса в различных сечениях воздушного канала A/i, — мгновенное показание микроманометра в контрольной точке, мм вод. ст.; qc — плотность спирта, заполняющего микроманометр, кг/м3; sincp — синус угла наклона измерительной трубки микроманометра. Мгновенное значение мощности, кВт, необходимой для циркуляции воздуха через аппарат: N=VBAp. Мгновенное значение КПД вентилятора воздухоохладителя: _ N где Ne — электрическая мощность, подводимая к электродвигателю, кВт, Ne= -yj3IUcosq>; I — сила тока, определенная экспериментально по фазам, А; U — напряжение тока, В; coscp — характеристика электродвигателя вентилятора; Лда — КПД электродвигателя. Результаты измерения и расчетов представлены на рис. 2 и 3. Установлено, что аэродинамическое сопротивление воздухоохладителей по мере нарастания инея через 6—7 ч непрерывной работы увеличилось в 2 раза (см. рис. 2). За этот же промежуток времени объемная производительность вентиляторов снизилась в 1,7 раза (см. рис. 3). Ухудшились и теплотехнические характеристики воздухоохладителя: плотность теплового потока уменьшилась приблизительно на 50, коэффициент теплопередачи — на 60 %. Расход электроэнергии возрос почти на 10% (см. рис. 3). Результаты проведенной работы показывают, что инееобразование больше влияет на аэродинамическое сопротивление, чем на теплотехнические харак- КВт/(м2-Ю Но.кВт '• ' *Г8-\\0 1В А 2,8% 12 Л 2,6 8 А 2,4 * \ 2,2 0 4 8 12 16 20 24 28%ч Ри:. 3. Зависимость плотности теплового потока qFi коэффициента теплопередачи &, объемной производительности VB и потребляемой мощности Ne от продолжительности работы воздухоохладителя т 200 1АП 120 60 4П -5 -4 -3 -2 1 1 А -Я / 1 f , 1 \ f ^ *ч Л* < h" X С" *б > -0 1 ^ mm 1 *s aut Чаи
теристики аппарата. Это же отмечено в работах [1—3]. Снижение эффективности работы воздухоохладителей ВОГ-230 в процессе однофазного замораживания мяса связано в основном с быстрым нарастанием инея на первых рядах труб аппарата по ходу движения воздуха. Результаты испытания показывают, что аэродинамическое сопротивление в сечении /—/ растет непрерывно. По остальным сечениям оно вначале убывает в связи со снижением объемной производительности вентиляторов, а затем начинает увеличиваться (см. рис. 2). Однако гемп его изменения здесь более медленный, чем в сечении /—/. Основная влажностная нагрузка приходится на первые по ходу движения воздуха ряды труб воздухоохладителя. В период загрузки мяса, когда поступление влаги в камеру максимальное, рост аэродинамического сопротивления наблюдается только на первых рядах труб аппарата. Для восстановления работоспособности воздухоохладителей необходимо через 4—5 ч с начала загрузки камеры парным мясом провести промежуточное оттаивание (в течение 1,5—2 ч), которое замедляет темп изменения характеристик воздухоохладителя. Лишь к концу процесса замораживания (приблизительно за 18 ч непрерывной работы) аэродинамическое сопротивление ИЗОБРЕТЕНИЯ A1) 1191697 E1L F25 В49/00 B1) 3633918/23- 06 B2) 11.08.83 G1) Специальное конструкторское бюро «Титан» G2) Б. А. Ким E3) 621.574-523 I E4) E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНЫМИ МАШИНАМИ по сигналам командного прибора, снабженного контактами, содержащее переключатель, подключенный к источнику питания через первые контакты командного прибора и включающий кнопки управления холодильными машинами с парными выходными контактами и кнопку общего сброса, блок коммутации, включающий разделительные диоды и командные триггеры с двумя входными контактами каждый, промежуточные триггеры со своими двумя входными контактами и управляющие холодильными машинами цепочки, состоящие из реле времени, имеющего свои контакты, и из втор"ых контактов командного прибора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в устройство введены до- аппарата увеличивается в 2 раза, объемная производительность снижается в 1,3 раза, коэффициент теплопередачи — на 30 %, плотность теплового потока — на 20 %. Проведенные испытания показали, что в условиях большого влаговыде- ления и отрицательных температур воздухоохладители ВОГ-230 не могут эффективно работать без промежуточного оттаивания. Объемная производительность вентиляторов воздухоохладителя вследствие большого инееобразования на теплообменной поверхности снижается настолько, что не обеспечивает необходимую скорость воздуха @,8 м/с) у бедренной части полутуши. Чтобы повысить эффективность работы воздухоохладителей, необходимо увеличить шаг ребер первых рядов труб батареи до 30—40 мм. Список использованной литературы 1. Сундиев Н. П., Герасимов Н. А., Сертина И. В. Определение времени промежуточного оттаивания сухих подвесных воздухоохладителей.— Холодильная техника, 1979, № 1, с. 35—36. 2. X м а л а д з е О. Ш. Аэродинамическое сопротивление воздухоохладителей в условиях инееобразования.— Холодильная техника, 1985, № 3, с. 25—28. 3. Яну ш ев с кий В. И. Опыт эксплуатации воздухоохладителей типов ВОП и ВО Г на холодильниках мясной промышленности Белорусской ССР.— Холодильная техника, 1977, № 12, с. 46—48. полнительные разделительные диоды, через каждый из которых выходные контакты кнопки управления каждой последующей холодильной машины соединены со средней точкой управляющей цепочки предыдущей холодильной машины, а вторые входы промежуточных и командных триггеров через соответствующие разделительные диоды соединены с выходным контактом кнопки общего сброса. A1) 1191699 E1L F25 D3/10, В60 РЗ/20 F1) 823191 B1) 3731902/28-13 B2) 21.04.84 G1) Физико-технический институт низких температур АН УССР G2) В. И. Бондаренко, В. К. Северин E3) 625.244 E4) E7) КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ по авт. св. № 823191, отличающийся тем, что, с целью повышения качества замороженных продуктов, он снабжен приспособлением для распыления сжиженного газа, содержащим коллектор, подсоединенный к системе подачи сжиженного охлаждающего газа через управляющий клапан, соединенные с коллектором вертикальные трубки, сообщенные с размещенными в горизонтальных зазорах между ярусами лотков ответвлениями, проходное сечение которых возрастает по мере их удаления от коллектора. 51
A1) 1195146 E1LF 24F3/06 B1) 3754750/29-06 B2) 14.06.84 G1) Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений G2) С. И. Жадин, И. Г. Сенатов, В. И. Синицын, Л. В. Мишин, Н. Д. Эйкалис, А. И. Лупарев E3) 697.04 E4) E7) УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая расположенные по ходу воздуха секцию первого подогрева, воздухоподогреватель, контактный аппарат с оросительным устройством с входным трубопроводом, секцию второго подогрева, подающий и возвратный трубопроводы подвода теплоносителя, к которым при помощи индивидуальных прямых и обратных трубопроводов подсоединены секции подогрева, а воздухоподогреватель прямым трубопроводом подключен к подающему трубопроводу, регулирующий и двухпозиционный клапаны, дополнительный трубопровод и источник холодо- носителя, причем первый клапан установлен на прямом трубопроводе секции первого подогрева, второй — на обратном трубопроводе секции второго подогрева, а дополнительный трубопровод соединен с прямым трубопроводом секции первого подогрева после регулирующего клапана и с обратным трубопроводом секции второго подогрева до двухпозиционного клапана, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности работы, воздухоподогреватель подключен обратным трубопроводом к обратному трубопроводу секции первого подогрева, установка снабжена теплообменником, который установлен в контактном аппарате за оросительным устройством по ходу воздуха и подключен к источнику холодоносителя. A1) 1195149 E1LF 25B9/02 B1) 3739427/23-06 B2) 11.05.84 G2) Ю. В. Чижиков, Л. П. Левин E3) 621.575 E4) E7) УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащая источник сжатого воздуха с напорным трубопроводом, подключенным к сопловому аппарату вихревой трубы, заключенной в рубашку с воздушной и жидкостной полостями, последняя из которых соединена с камерой энергетического разделения вихревой трубы, имеющей также патрубок вывода охлажденного потока, соединенный с охлаждаемым объектом, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности поддержания параметров в охлаждаемом объекте и эксплуатационной надежности, она дополнительно содержит нагреватель, расположенный в напорном трубопроводе, и датчики влажности и температуры, установленные на входе и выходе из охлаждаемого объекта, жидкостная полость рубашки соединена с камерой энергетического разделения, а воздушная полость соединена одним трубопроводом с вводом соплового аппарата, а другим с атмосферой, последний снабжен регулирующим клапаном с приводом, при этом привод и нагреватель имеют энергетическую связь с указанными датчиками. A1) 1195155 E1) 4F 25 В 45/00 B1) 3753670/23-06 B2) 14.06.84 G1) Всесоюзный про- ектно-технологический институт по электробытовым машинам и приборам G2) А. М. Уханов, t. И. Скуратов, Е. И. Рашковский, В. Я. Чупин E3) &1.56 E4) E7) СТЕНД ДЛЯ ЗАПРАВКИ ХЛАДО- НОМ И МАСЛОМ ХОЛОДИЛЬНОГО АГРЕГАТА, содержащий дозаторы хладона и масла с подводящими Линиями и заправочной магистралью, снабженной краном, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности дозирования и эксплуатационной надежности, он дополнительно содержит вторую заправочную магистраль со своим краном, подключенную к подводящей линии хладона, причем дозатор масла выполнен в виде одноштокового пневжщилиндра, штоковая полость которого подключена к подводящей линии масла и к первой заправочной магистрали, а дозатор хладона выполнен мембранного типа с двумя камерами, одна из которых подключена к первой заправочной магистрали, а другая — к подводящей линии хладона. (И) 1195156 E1) 4F 25 С 1/100 B1) 3518059/28-13 B2) 03.12.82 G1) Одесский инженерно-строительный институт G2) В. С. Майсо- ценко, А. Б. Цимерман, М. Г. Зексер, С. Е. Агрич E3) 621.58 E4) E7) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЬДА ИЗ РАСТВОРА, содержащая компрессионную холодильную машину с льдогенератором и растворопровод, отличающаяся тем, что, с целью снижения затрат электроэнергии, она снабжена аппаратом косвен но-испарительного охлаждения воздуха, содержащим сухой и влажный каналы, и поверхностным теплообменником со сборником пресной воды, растворопровод посредством одного трубопровода подключен к влажному каналу аппарата косвенно-испарительного охлаждения и посредством другого трубопровода подсоединен к конденсатору холодильной машины, при этом выход сухого канала аппарата косвенно-испарительного охлаждения связан с входом в одну из полостей поверхностного теплообменника, выход влажного канала соединен через конденсатор с входом в другую полость поверхностного теплообменника, а сборник пресной воды соединен с льдогенератором. A1) 1195157 E1L F25 D3/10 B1) 3725375/30-15 B2) 09.04.84 G1) Институт биологической "физики АН СССР G2) И. В. Крастс, А. М. Хохлов E3) 664.8.037.5 E4) E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММИРУЕМОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ БИООБЪЕКТОВ» содержащее теплоизолированную камеру замораживания, систему подачи хладагента под давлением, регулятор подачи хладагента и электронный блок управления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения расхода хладагента и элект- роэшфгии, повышения надежности в работе, устройство дополнительно содержит теплообменник, установленный на выходе камеры замораживания, а регулятор подачи хладагента установлен на выходе теплообменника и снабжен двумя подключенными к нему на входе последовательно и параллельно электромагнитными клапанами. A1) 1195158 E1) 4F 25 D 13/00, 17/06 B1). 3661810/28-13 B2) 29.07.83 G1) Одесский техно-< логический институт холодильной промышленности G2) П. Г. Красномовец, А. П. Коцюбинский, Н. И. Островский, В. К. Финк E3) 621.565.7 E4) E7) УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, содержащая соединенные между собой морозильные аппараты, каждый из которых включает корпус и теплооб- менную секцию с вентиляторной установкой, и воздухосборник, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и эксплуатационной надежности, теплообменные секции и вентиляторные установки морозильных аппаратов установлены в воздухосборнике, теплообменные секции выполнены в виде единого теплообменника, при этом каждая из вентиляторных установок соединена посредством подводящего трубо- 5?
провода с соответствующим морозильным аппаратом, а воздухосборник сообщен с морозильными аппаратами с помощью рециркуляционных трубопроводов. (И) 1200087 E1) 4 F 25 В 43/00, F 04 В 49/06 B1) 3744502/23-06 B2) 22.05.84 G2) Г. А. Левченко, И. Н. Харитонов E3) 621.57 E4) E7) ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО КОМПРЕССОРА ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащее установленные во всасывающем вертикальном трубопроводе сетчатую перегородку с подвижным шариком над ней и ограничители подъема шарика, а также нагреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, устройство дополнительно содержит индуктивный дифференциальный трансформатор с электромагнитным реле, имеющим контакты, и магнитный контактор, причем шарик выполнен из магнитного материала, а участок всасывающего трубопровода между перегородкой и ограничителями подъема шарика — из диамагнитного материала, при этом нагреватель выполнен в виде электрической спирали, навитой на участок всасывающего трубопровода перед перегородкой и подключенной к источнику электропитания через магнитный контактор и контакты электромагнитного реле, а первичная обмотка трансформатора размещена вокруг всасывающего трубопровода на расстоянии от перегородки в сторону ограничителей, превышающем диаметр шарика. (И) 1200088 E1L F 25 В 49/00, 39/02, F 25 D 21/04 B1) 3419991/23-06 B2) 08.04.82 G2) Н. И. Патлайчук, А. П. Хомуленко E3) 621.56 E4)E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОТТАЙКОЙ ИСПАРИТЕЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащее дроссельный вентиль и байпасную линию с установленным в ней двух- позиционным регулятором расхода хладагента, отличающееся тем, чтс, с целью повышения надежности, регулятор расхода хладагента выполнен в виде двух сообщенных между собой через отверстие камер, од tea из которых подсоединена к выходу дроссельнбго вентиля и снабжена сильфоном, заполненным управляющей жидкостью, преимущественно дистиллированной водой, и имеющим шток, перекрывающий соединительное отверстие между камерами, а другая включена в байпасную линию. (И) 1200090 E1L F25 С 1/12 B1) 3731627/28-13 B2) 21.04.84 G2) С. О. Филин, Ю. А. Смирнов, Н. С. Кирпач E3) 621.582 E4)E7) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КУБИЧЕСКОГО ЛЬДА В ЛЬДОГЕНЕРАТОРЕ, пре- I дусматривающий охлаждение ячеек льдоформы, поочередное заполнение их водой, отделение и удаление льда из сопряженной с ними другой части ячеек льдоформы, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат, поочередно заполняют водой четьые и нечетные ячейки и одновременно охлаждают все ячейки, при этом нечетные ячейки заполняют водой после окончания льдообразования и четных, а лед из четных ячеек извлекают в интервале между окончанием заполнения водой нечетных ячеек и моментом достижения льдоформой отрицательной температуры. A1) 1200091 E1L F 25 D 13/00 B1) 3728668/28- 13 B2) 23.04.84 G1) Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт мясной и молочной промышленности G2) Б. С. Бабакин, А. М. Бражников, М. А. Еркин, И. И. Киселев, Г. И. Кропин, В. Н. Белоногий E3) 621.565 E4)E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА, включающее теплообменник и размещенный рядом с ним электрод, подключенные к источнику постоянного тока, кожух с щелевыми отверстиями и направляющими козырьками и вентилятор, отличающееся тем, что, с целью повышения теплопередающей способности и снижения энергозатрат, оно снабжено соединенным с вентилятором термоэлектрическим реле, один из термоэлементов которого установлен непосредственно на поверхности теплообменника, а другой расположен между теплообменной поверхностью и электродом, при этом последний выполнен в виде экрана, установленного эквидистантно теплообменнику. A1) 1200092 E1L F 25 D 17/06, А 47 F 3/04 B1) 3724940/28-13 B2) 07.03.84 G1) Марийское производственное объединение торгового машиностроения сМарихолодмаш» G2) Б. И. Шаряев, В. А. Барское, А. И. Заплатин, Г. Д. Шалагин, В. А. Тихомиров E3) 621.565 E4)E7) ОХЛАЖДАЕМЫЙ ПРИЛАВОК, содержащий теплоизолированный корпус, короб для продуктов, размещенный в корпусе с образованием между их стенками и днищем каналов для циркуляции воздуха, установленные в канале между коробом и днищем корпуса испаритель и вентилятор, направляющие жалюзи, отличающийся тем, что, с целью сохранения качества продуктов путем охлаждения короба для продуктов по всем поверхностям, прилавок снабжен диагональной перегородкой, установленной в канале между передними стенками корпуса и короба, и ]-образной перегородкой, установленной в канале между задними стенками корпуса и короба так, что ее параллельные составляющие имеют контакт с верхней и нижней частями короба, а направляющие жалюзи размещены в верхней части верхнего канала между передними стенками короба и корпуса, при этом каждый участок соединения двух смежных стенок короба и корпуса представляет собой дугу окружности. A1) 1196630 E1L F25 С 1/12 B1) 3744083/28- 13 B2) 29.03.84 G2) С. О. Филин, Ю. А. Смирнов, В. А. Гернер E3) 621.565 E4)E7) ЛЬДОГЕНЕРАТОР, содержащий льдоформу, имеющую тепловой контакт с источником холода, приспособление для извлечения льда, включающую герметичную камеру, установленную под льдоформой, отделенную от нее эластичной перегородкой и заполненную жидкостью с низкой температурой замерзания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы льдогенератора и упрощения его конструкции, в качестве жидкости в герметичной камере используют водный раствор соли NaCl концентрации 2—5 мае. %, при этом камера имеет тепловой контакт с источником холода. 53
В Международной организации по стандартизации УДК [061.1:389.6] .053 VI ПЛЕНАРНОЕ ЗАСЕДАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО КОМИТЕТА «ОХЛАЖДЕНИЕ* ИСО На VI пленарном заседании Технического комитета «Охлаждение» (ТК86) Международной организации по стандартизации (ИСО), организованном в Москве ГКНТ, Центральным советом ИСО, Госстандартом и Минхиммашем при участии Минлегпище- маша и Минстройдормаша, было рассмотрено состояние работы по стандартизации холодильной техники, рабочих веществ и масел в рамках ИСО. Одновременно с пленарным заседанием ТК86 было проведено заседание подкомитета 3, на котором был рассмотрен и одобрен представленный Секретариатом ПКЗ (СССР) проект стандарта ИСО на методы испытаний холодильных машин. В пленарном заседании приняли участие представители НРБ (Министерство машиностроения, Комитет стандартов, Институт холодильной техники), Великобритании (Британская организация по стандартизации), Венгрии (Комитет стандартов), ФРГ (Организация по стандартизации — ДИН), СССР (Минхиммаш, ВНИИхолодмаш, Госстандарт, ВНИИНмаш, ВНИИторгмаш), США (АШРАЕ, Институт машиностроения, Государственная испытательная лаборатория), ЧССР (ЧКД, Институт пищевой и холодильной техники), Швейцарии (фирма «Сулзер Бразез»), Швеции (Общество механиков) и Японии (Токийский морской институт, фирмы «Мацусита», «Мицубиси»). С докладом,о работе Секретариата ТК86 за период 1979—1984 гг. выступил председатель Технического комитета А. В. Быков. Докладчик отметил, что в настоящее время в работе ТК86 принимают участие 17 стран-членов и 26 стран-корреспондентов. Деятельность ТК и его рабочих органов — восьми подкомитетов (ПК) и двух рабочих групп (РГ) — осуществляется с учетом рекомендаций важнейших международных организаций, в том числе СЭВ, МЭК, МИХ, Европейских комитетов изготовителей холодильного оборудования, домашнего электрооборудования, вентиляционного оборудования, Международной организации Союза потребителей и др., технических комитетов ИСО «Химия», «Нефтепродукты и масла», «Воздухоохладители», «Вопросы потребления» и «Измерение жидкостных потоков в закрытых каналах». В настоящее время утверждены и действуют 18 международных стандартов (МС) и рекомендаций (Р). Докладчик остановился на состоянии работ по выполнению программы, принятой V пленарным заседанием, сообщил о выполнении резолюции V заседания и.основных направлениях новой программы работ, связанных с тепловыми насосами. Представитель США г-н Хон (АШРАЕ) сообщил о деятельности Секретариата ПК1 «Безопасность» по разработке проекта МС «Установки холодильные. Требования безопасности». В настоящее время разработаны и рассмотрены в странах четыре редакции проекта стандарта, но еще не согласованы вопросы о его распространении на малые холодильные установки и классификации помещений в зависимости от холодильных систем, применяемых хладагентов, их общественного и производственного назначения. Для решения этих вопросов в ноябре 1985 г. в ФРГ проведено заседание ПК и выпущено дополнение к данному проекту стандарта о требованиях безопасности тепловых насосов. Представитель СССР И. Ф. Яцунов (ВНИИхолодмаш) доложил о деятельности Секретариата ПКЗ «Испытания холодильных систем» и о разработке ПКЗ проекта МС «Испытания холодильных машин», который распространяется на методы определения холодопроизводительности холодильных машин (на базе объемных компрессоров), охлаждающих жидкие и газообразные хладоносители в режимах без инёеоб- разования и влаговыпадения, на заводах- изготовителях и при эксплуатации. Методы определения холодопроизводительности агрегатов, холодильных машин, работающих в режимах с инееобразованием и влаго- выпадением, будут разработаны в последующие годы. Кроме того, делегация СССР предложила разработать в рамках ПКЗ стандарт на методы испытаний холодильного оборудования на базе турбокомпрессоров. Выступление представителя Секретариата ПК4 «Испытания холодильных компрессоров» г-на Ньюсона (Великобритания) было посвящено пересмотру МС 917—74 «Испытания холодильных компрессоров» и разработке проекта стандарта «Холодильные компрессоры. Представление эксплуатационных данных». Было отмечено, что при 54
пересмотре МС 917—74 внесены изменения, направленные на повышение достоверности полученных результатов испытаний и снижение их трудоемкости, в том числе впервые стандартизована в рамках ИСО методика расчета погрешности определения холодо- производительности за счет погрешностей приборов. При разработке стандарта на представление эксплуатационных данных компрессоров предложена методика определения характеристик холодопроизводитель- ности и потребляемой мощности, без применения сравнительных режимов. На заседании был зачитан отчет Секретариата ПК5 «Конструкция и испытания бытовых холодильников и морозильников» о разработке стандартов на характеристики бытовых холодильников и морозильников и методы определения их уровня шума. Было принято решение о прекращении действия МС 2410 «Бытовые холодильники. Методы испытаний» как несоответствующего современным требованиям. Представитель Секретариата ПК6 «Испытания кондиционеров» г-н Хон рассказал о разработке проекта стандарта на методы испытаний комнатных кондиционеров. В результате обсуждения принято предложение СССР о дополнении стандарта требованиями к тепловым насосам. Новый проект стандарта будет выпущен в 1986 г. В докладе представителя Секретариата ПК7 «Конструкция и испытания торговых холодильных шкафов» г-на Ньюсона отмечено, что в настоящее время действуют стандарты: МС 1992 «Торговые холодильные шкафы (прилавки, витрины охлаждаемые). Методы испытаний», состоящий из восьми частей («Расчет линейных размеров площадей и объемов», «Общие условия испытаний», «Температурные испытания», «Испытания на размораживание», «Методы определения конденсации водяных паров», «Испытания на потребление электрической энергии», «Испытания на случайный механический контакт»), и МС 5160 «Торговые холодильные прилгвки. Технические характеристики». Было решено продлить срок действия этих стандартов на три года. Вместе с тем по предложению делегаций СССР, США, Нидерландов и ФРГ Секретариату ПК7 поручено подготовить предложения о пересмотре стандартов. Одновременно рассмотрено предложение Секретариата ПК7 о включении в программу работ двух новых тем на основе британских стандартов «Торговые холодильные шкафы закрытого типа. Технические условия» и «Сборные холодильные камеры. Технические условия». Присутствующие на заседании делегации высказали различные мнения о целесообразности включения этих тем, в связи с чем Секретариату ПК'' поручено повторно рассмотреть их и доложить на VII пленарном заседании ТК86. В докладе г-на Хона о деятельности Секретариата ПК8 «Хладагенты и масла, применяемые в холодильной промышленности» было сообщено о пересмотре МС 817—74 «Хладагенты. Цифровые обозначения», который распространяется на органические и неорганические хладагенты. Стандарт в 1985 г. направлен в Центральный совет ИСО для регистрации. В 1987 г. будет разработано дополнение к стандарту, распространяющееся на новые хладагенты и рабочие вещества тепловых насосов. Планом работы ПК8 предусмотрена разработка проектов МС «Хладагенты. Технические требования. Методы испытаний» и «Минеральные и синтетические масла для холодильной промышленности». Проведенная техническими комитетами «Химия» и «Нефтепродукты» необходимая работа позволит ПК8 в октябре 1987 г. разослать первые рабочие проекты стандартов. На заседании было рассмотрено предложение проф. Стоука (Дельфский технологический университет, Нидерланды) о принятии на себя руководства РГЗ «Испытания воздухоохладителей с инееобразованием и влаговыпадением» и продолжении работы по стандарту на испытания воздухоохладителей с влаговыпадением и инееобразованием. Заседание согласилось с предложением проф. Стоука. . Большая дискуссия развернулась по деятельности РГ4 «Термодинамические и теп- лофизические свойства хладагентов» в связи с тем, что в разных странах используются различные данные о свойствах хладагентов и разные уравнения и исходные данные для расчета термодинамических и тепло- физических величин, несмотря на имеющиеся материалы МИХ. Заседание приняло резолюцию о необходимости разработки МС, содержащего таблицы и диаграммы свойств хладагентов и рабочих веществ тепловых насосов и предложило всем странам сообщить мнение о возможности принятия материалов МИХ в качестве исходных данных для стандарта ИСО. VI пленарное заседание одобрило работу Секретариата ТК86 и переизбрало в третий раз директора ВНИИхолодмаша д-ра техн. наук А. В. Быкова председателем Технического комитета «Охлаждение» Международной организации по стандартизации на 1986—1989 гг. Результаты работы совещания нашли отражение в единогласно принятых 24 резолюциях, в которых одобрена работа секретариатов ПК и РГ и утверждена программа работы Технического комитета «Охлаждение» на 1986—1989 гг., предложенная СССР. В. Б. ШПЕНЦЕР 55
«Мехагропром-85» УДК 663.674.002.5 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МОРОЖЕНОГО В Минске с 25 сентября по 2 октября 1985 г. в помещении Манежа легкой атлетики проходила выставка «Мехагропром-85», организованная фирмой «МК- ОРГА-АГ» (Швейцария) и ВО «Экспоцентр» (Москва). Наряду с линиями и оборудованием для производства различных видов мясных и молочных продуктов на выставке экспонировались автоматические комплектные линии для выработки и упаковки мороженого на палочках, в плитках, конусах, фризеры для изготовления мягкого мороженого, пилотные установки для проведения экспериментов с целью разработки новых видов мороженого, раздатчики фруктов и другое оборудование. Так, фирма «Альфа-Лаваль Гроуп» (Дания) представила линию с эскимогенера- тором карусельного типа «Ролло-27» производительностью 18000 порций эскимо в час. Эскимогенератор состоит из закалочной формы, двух дозаторов, палочкозабивателя, съемной карусели с глазировочной ванной, ванн для холодного и горячего рассола, устройства для его нагрева, испарителя, механизма для передачи эскимо на отводной транспортер, пульта управления. Вращение закалочной формы с ячейками, заполненными мороженым, осуществляется от электродвигателя через редуктор, вариатор и систему передач. В отличие от закалочной формы рассольная ванна неподвижна. Горизонтальная перегородка делит ее на верхнюю закалочную и нижнюю распределительную камеры, под которыми расположен испаритель. Из него рассол подается вначале в распределительную, а затем в закалочную камеры, переходит в поддон и возвращается в испаритель. Линия комплектуется фризерами и заверточной машиной. Наличие на эскимогенераторе двух дозаторов позволяет изготавливать двухслойное мороженое (при условии работы двух фризеров). Фирма «Марк» (Италия) экспонировала линию «Марклаин 714—200» для выработки и упаковки мороженого порциями по 80 г в вафельных стаканчиках необычной формы. Производительность линии 7000 порций мороженого в час. Линия снабжена электронной системой управления технологическим режимом и его контроля. В состав линии входят: два поочередно работающих пастеризатора, которые, помимо нагревания смеси, диспергируют ингредиенты с помощью высокоскоростных миксеров, гомогенизатор, пластинчатый охладитель, ванна ледяной воды в комплекте с холодильным компрессором и циркуляционным насосом, чаны для хранения и выдерживания смеси, фризеры, заверточный автомат. В зависимости от производительности линия комплектуется фризерами непрерывного действия «Джелмарк» производительностью 80, 160, 300, 600, 1000 л/ч. Фризеры изготавливаются из нержавеющей стали и поставляются с холодильными машинами. При температуре смеси на входе во фризер 4 °G температура мороженого на выходе из него равна —5 °С. Благодаря такой низкой температуре выходящим из фризера мороженым можно наполнять трубочки, конусы и делать сэндвичи. Фризеры «Джелмарк» производительно- стью 600 л/ч обеспечивают двухстадийное замораживание смеси, производительностью 1000 л/ч — трехстадийное — до более низких температур (—8 °С). Для проведения лаборатррных, экспериментов с целью разработки, новых видов мороженого фирма «Марк» выпускает специальные пилотные установки^.В одноблоч- ную пилотную установку, изготовленную из нержавеющей стали, входят пастеризатор, гомогенизатор, два чана выдерживания смеси, ванна ледяной воды, регулятор температуры пастеризации и охлаждения, контрольный щит распределения воды и контрольный электрощит управления. К установке подсоединяется фризер непрерывного действия «Джелмарк» производительностью 80 л/ч. Линии типа «Ролло» установлены на многих фабриках и в цехах мороженого нашей страны. Линия фирмы «Марк» максимальной производительностью 7000 порций мороженого в час пущена в эксплуатацию в прошлом году на Московском хладокомбинате № 8. Л. Д. АКИМОВА 56
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА УДК 621.56/.58:664.8/.9 ИЗ БЮЛЛЕТЕНЕЙ МИХ Продолжительность замораживания продуктов в зависимости от их конечной I температуры Авторами предложена модификация эмпирической формулы для определения продолжительности замораживания продуктов в зависимости от различных их конечных температур. Для многих из проведенных 275 опытов отклонение между измеренной экспериментально и определенной по усовершенствованной формуле продолжительностью замораживания составило в среднем 0,2 % при стандартном его значении 6,8 % (до модификации формулы отклонение составляло соответственно 2,4 и 8,5 %). В 11 % проведенных экспериментов рассчитанная по новой формуле и фактическая продолжительность замораживания совпадала в 90 % случаев и соответствовала определенной по другим опубликованным методам. Cleland А. С, Earle R. L.— /. Food Sci, US. (США), 49, 1984/08, M 4, pp. 1230—1232. БМИХ, 1985, № 3, с. 306. Сравнение трех систем поддержания высокой относительной влажности воздуха в овощехранилищах Три одинаковые камеры были оборудованы различными системами охлаждения и увлажнения воздуха: камера А — с циркуляцией воздуха через завесу разбрызгиваемой форсунками холодной воды; камера В — с теплозащитной воздушной рубашкой; камера С — с обычной системой охлаждения и увлажнителем воздуха. Через 5 мес работы было установлено, что наибольшие потери массы овощей от усушки были в камере А. В камере С наряду с увеличением массы овощей возросли также потери их от порчи. Perrin P. W.— Proc. th int. Congr. Re [rig., Paris, 1983, FR. (Франция), 4, 1984, pp. 243—247. БМИХ, 1985, M 3. с 308. Влияние регулируемой газовой среды на удлинение сроков хранения некоторых летних плодов Проведены исследования влияния хранения в регулируемой газовой среде (РГС) типа 3:5 (по-видимому, 3 % кислорода и 5 % углекислого газа — прим. ред.) на потери и содержание главных химических компонентов следующих плодов: сладкой и кислой вишни, сливы, абрикосов, груш. В результате исследований установлено, что сроки хранения в РГС могут быть увеличены по сравнению с продолжительностью хранения в обычной атмосфере кислой вишни на 20 дней, сладкой вишни на 30, сливы на 35, абрикосов на 42, груш Вильяме на 90 дней. Потери массы плодов не превышали 10 %. Gherghi A. et at.— С. R. 16° Congr. int Froid, Paris, 1983, FR. (Франция) 3, 1984, pp. 189—194. БМИХ, 1985, № 3, с. 311. Устранение летучих запахов из холодильных камер Наличие в холодильных камерах запахов, выделяемых хранимыми овощами, приводит к значительному ухудшению их качества и уменьшению срока хранения. В статье предлагаются способы очистки атмосферы камеры от порождающих запахи летучих веществ. Автор указывает, что лучшим способом очистки является обработка воздуха в оросительном аппарате водой или раствором перманганата. Gorini F. L.— Atti 1st. sper. Valor. tec not. Prod, agric. IT. (Италия), 5, 1982 (опубликовано в 1984 г.), pp. 141—150. БМИХ, 1985, № 3, с. 328. Усушка свежих овощей в камерах хранения с различными системами охлаждения Исследованы две холодильные камеры: с теплозащитной воздушной рубашкой и с традиционным способом охлаждения. В камерах хранили морковь, сельдерей, турнепс, петрушку, хрен, редьку,, салат кочанный, кольраби, цветную капусту, лук-порей. При испытаниях выявлено, что в камере с теплозащитной воздушной рубашкой относительная влажность воздуха была 97 %, а в камере с традиционной системой охлаждения, в которой усушка овощей была больше,— 93 %. Weichmann J.— Proc. 16 th int Congr. Refrig. Paris, 1983, FR. (Франция), 4, 1984, pp. 237—241. БМИХ, 1985, № 3, с. 328. 57
Влияние температуры воздуха в камере на качество быстрозамороженного французского картофеля при длительном хранении Проведены исследования изменения качества быстрозамороженного картофеля в процессе хранения при температурах 255, 258, 261, 264 и 267 К (—18, —15, —12, —9 и —6 °С). Установлено, что органолептиче- ские свойства продукта ухудшаются с повышением температуры хранения и увеличением его срока. Оптимальный срок хранения при этих температурах — соответственно 24, 18, 10, 6 и 5 мес. Ludwig I. W.— Therm. Process. Qual. Foods. Elsevier, GB. (Англия), 1984, pp. 735—739. БМИХ, 1985, № 3, с 312. Аппарат для приготовления ледяной воды, используемой при охлаждении молока в процессе доения Аппарат, поддерживающий температуру воды около 0,5 °С в течение всего цикла доения, включает в себя цилиндрический контейнер, в который вставлены два испарителя, выполненные из расположенных коак- сиально цилиндров различных диаметров, а также мешалку для циркуляции воды. На поверхности испарителей намораживается слой льда. Форма испарителей обеспечивает равномерное охлаждение молока. Fau М. et al.— Fr. Pat. Appl., FR. (Франция), FR 2522795 Al, 1983. БМИХ, 1985, № 3, с 323. Испарительная система промышленных холодильных установок. В статье освещена реконструкция системы охлаждения холодильника с заменой постаментных воздухоохладителей, центробежных вентиляторов и воздуховодов подвесными воздухоохладителями с осевыми вентиляторами. Вместо оттаивания батарей воздухоохладителей орошением гликолем применено оттаивание горячими парами хладагента с использованием поплавкового клапана высокого давления для отвода образующегося конденсата. Сохранена ца- сосно-циркуляционная система охлаждения. Установлено модульное устройство, контролирующее в любое время число одновременно работающих воздухоохладителей из 36 смонтированных. В результате реконструкции было сэкономлено 46 % энергии, что позволило за первый год эксплуатации окупить 50 % затрат на реконструкцию. Stamm R. Н.— Heat. Piping Air Cond., US. (США), 56, 1984/09, № 9, pp. 111—114. БМИХ, 1985, № 3, с. 326. Озон стратосферы: перспективы оптимистичные Национальная Академия наук США опубликовала результаты нового исследования состояния слоя стратосферного озона (на которое влияет эмиссия фреонов из холодильных установок и других источников — прим. ред.). Согласно этим исследованиям, истощение слоя озона к концу XXI века составит только 2—4 % вместо 15—18 %, предсказанных в 1977 г. Новую оценку эволюции слоя озона позволила сделать усовершенствованная математическая модель, способствовавшая лучшему пониманию атмосферной химии. Сох J. Е.— ASHRAE J., US. (США), 26, 1984/07, № 7, p. 8. БМИХ, 1985, № 3, с. 282. Охлаждение масла в винтовом компрессоре Масло в установке с винтовым компрессором обычно охлаждают в теплообменнике водой или жидким хладагентом, подаваемым из конденсатора. Недавно для этой цели стали использовать новый способ — впрыск жидкого хладагента в корпус компрессора. В статье дан сравнительный анализ различных способов охлаждения масла, их влияния на работу компрессора и стоимость холодильной установки. Новый способ оценивается как требующий меньших капитальных затрат, но больших эксплуатационных расходов. La Monica G.— Freddo, IT. (Италия), 37, 1983/07—08, № 4, pp. 256—260; 1983/09—10, № 5, pp. 331—337. БМИХ, 1985, № 3, с. 298: 58
СЛМВ0ЧНЫ1 ОТДЕЛ УДК [621.646.4:537.81] :621.М4.5 БЛОК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КЛАПАНОВ ДЛЯ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ В. Л. ТУРЕЦКИЙ, С. X. ЩУЧИНСКИЙ В 1985 г. ЦКБарматуростроения закон- 1^ чило разработку блока электромагнитных клапанов (далее — блок клапанов) из нержавеющей стали, предназначенного для работы в системе гидравлического регулирования производительности винтовых компрессоров холодильных машин и установок, в том числе и на судах, поднадзорных Регистру СССР, с неограниченным районом плавания. Блок клапанов, выполненный из четырех электромагнитных клапанов прямого действия, включает в себя следующие основные детали и узлы (см. рис. 1): корпус, состоящий из четырех отдельных корпусов, соединенных длинными шпильками; четыре электромагнитных привода, имеющих одну общую коробку, снабженную двумя сальниковыми вводами (расположены с торцевой стороны коробки) для подвода двух питающих кабелей для каждой пары электромагнитных приводов Внутри коробки имеются четыре клеммы для подвода питающих проводов и проводов от катушек электромагнитного привода. Каждый из электромагнитных приводов состоит из катушки, сердечника, трубки в сборе, кожуха электромагнита. Сердечник является запорным устройством и выполнен с уплотнением из фторопласта. Уплотнение в затворе осуществляется за счет давления рабочей среды, массы и пружины сердечника. Характеристика электромагнитного привода Ток Переменный Напряжение, В 220±§§, 380±if Частота, Гц 50; 60 (для тропиков) Мощность, В-А при частоте 50 Гц 50 при частоте 60 Гц 60 Режим работы Циклический — 720 циклов в течение 1 ч равномерно (допускается непрерывное включение в течение не более 20 мин с паузой не менее 10 мин, с не более чем трехкратным повторением) Конструкция блока клапанов приведена на рис. 1. При обесточенных катушках электромагнитных приводов УА1, УА2, УАЗ и УА4 сердечники перекрывают проходные отверстия корпусов. При подаче давления в штуцер П и напряжения на катушки электромагнитных приводов УА2 и УАЗ рабочая среда проходит через штуцер В в полость привода, при этом из другой полости привода рабочая среда проходит в штуцер сброса С. 280 Рис. 1. Конструкция блока электромагнитных клапанов с Dy6: /—4 — корпуса электромагнитных клапанов; 5 — резиновое кольцо; 6 — пружина; 7 — кожух; 8 — трубка в сборе; 9 — сердечник; 10 — катушка; // — шпилька; К, В — штуцеры, соединяющие внутренние каналы блока; П — штуцер подачи; С — штуцер сброса 59
При подаче напряжения на катушки электромагнитных приводов УА1 и УА4 рабочая среда из штуцера Я проходит через штуцер К в полость привода, при этом из другой полости привода рабочая среда проходит в штуцер С. Технические и эксплуатационные характеристики блока клапанов Диаметр прохода Рабочая среда условного мм Давление рабочей среды, МПа (кгс/см2) Температура рабочей среды, °С* Перепад давлений на закрытом блоке клапана, обеспечивающий открытие затвора электромагнитным приводом, МПа (кгс/см2) Вакуумная плотность по отношению к внешней среде, Па (мм рт. ст. остаточного давления)** Коэффициент условной пропускной способности, м3/ч: через штуцер К через штуцер В Температура окружающей среды, °с*** Относительная влажность окружающей среды при 35 °С, % Назначенный ресурс 6 (диаметр в седле 3 мм) Маслофреоновые смеси с содержанием 90—100% масел ХС-40, XA-30bR12, R22 и R502, масла ПФГОС-4 в R12, R13, R22 и R502 и масла ХС-40, ХА-30 в R13; маслоамми- ачные смеси с содержанием 90— 100 % масла ХА-30 2,5 B5) 15—55 0-2,5 @—25) 133 A,0) 0,16 0,13 —50^-50 До 100 60 000 A,5-10е) на 10 лет, ч (циклов) Вероятность безотказной работы в течение гарантийного срока службы с доверительной вероятностью 0,95 Масса, кг Не менее 0,9 14,0 * Допускается повышение температуры рабочей среды до 90 °С (не более 1 ч в месяц), при этом требования к срабатыванию не предъявляются. ** Время воздействия вакуума не более 10 % от общего срока службы. *** Допускается повышение температуры окружающей среды до 65 °С при обесточенном электромагнитном приводе. Блок клапанов герметичен в затворе по рабочей среде при перепаде давлений от 0,1 до 2,5 МПа. Допускаются протечки в затворе не более 0,1 см3/мин по рабочей среде и 100 см3/мин по воздуху при испытании блока на заводе-изготовителе. Суммарное время нахождения катушки электромагнитного привода под напряжением за 10 лет не более 20000 ч. Время срабатывания блрка клапанов на открытие и закрытие не более 0,5 с. Установочное положение блока клапанов — на горизонтальном трубопроводе, элекгромагнитным приводом вверх. Допускается отклонение электромагнита от вертикали на угол не более 15° в любую сторону. Присоединение блока клапанов к трубопроводу — щтуцерно-ниппельное (см. рис. 2). Присоединительные концы выполнены в соответствии с ОСТ 26-07-553—81. По требованию заказчика блок клапанов может быть изготовлен с расточкой в ниппеле по ГОСТ 5890—68. Направление подачи рабочей среды — на сердечник. Тип блока клапанов — нормально-закрытый. Обозначение номера чертежа Т90008-006 Т90008-006-01 Т90008-006-02 Т90008-006-03 Т90008-006-04 Т90008-006-05 Т90008-006-06 Т90008-006-07 Т90008-006-08 Т90008-006-09 Т90008-006-10 Т90008-006-11 Исполнение Нормальное Экспортное Тропическое Нормальное Экспортное Тропическое Нормальное Экспортное Тропическое Нормальное Экспортное Тропическое Характеристика электромагнитного привода На 1ряжение, В 220 220 380 380 Частота, Гц 50 60 50 60 Мощность, В*А 50 , 60 50 60 60
S30 Рис. 2. Варианты присоединения блока клапанов: , а — с расточкой в ниппеле по ГОСТ 5890—68; б — по ОСТ 26-07-553—81; / — накидная гайка; 2 — фторопластовая прокладка; 3 — ниппель Рис. 3. Коробка для подсоединения электромагнитного привода: / — электрические провода; 2 — клеммы; 3 — резиновое кольцо; 4 6 — сальниковый ввод заглушка; 5 — втулка; Исполнение электромагнитных приводов IP54 по ГОСТ 14255—69 (см. рис. 3). На блоке предусмотрено два болта заземления, выполненных по ГОСТ 21130—75. Сальниковый ввод блока рассчитан на уплотнение питающего кабеля диаметром 14 мм, но по заказу блок клапанов может поставляться и с сальниковым вводом для уплотнения кабеля диаметром 10 или 12 мм. Материалы, применяемые в конструкции блока клапанов, имеют малую восприимчивость к поверхностному загрязнению, исключают внутреннее загрязнение, не выделяют токсичных и дурно пахнущих веществ |на всех режимах работы и в нерабочем г состоянии. Блок клапанов обеспечивает надежную и устойчивую работу при длительном крене судна до 15°, дифференте до 10°, а также при бортовой качке до 45° и килевой до 10° от вертикали с периодами качки от 7 до 19 с. По условиям эксплуатации блок клапанов относится к группам УХЛ;4, ОМ-5, У-4 и Т-4 по ГОСТ 15150—69. Блок клапанов может быть установлен как в помещении, так и вне помещения. Уровни шумовых нагрузок блока клапанов соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.003—76, а вибрационных нагрузок — требованиям ГОСТ 12.1.012—78. Гарантийный срок эксплуатации блока клапанов 2 года со дня ввода, в эксплуатацию. Гарантийная наработка 300000 циклов. При заказе блока клапанов следует указывать: наименование, диаметр условного прохода, номер чертежа, наружный диаметр подводящего кабеля, тип штуцерно- ниппельного присоединения, номер технических условий. Серийное производство блока клапанов будет организовано с 1986 г. в Ленинградском производственном объединении арма- туростроения «Знамя Труда». 61
ИЮБРЕТЕНШа A1) 1195174 E1) 4F 28 D 15/02 B1) 3752271/24-06 B2) 07.06.84 G2) В. М. Басов, А. С. Клепанда, А. В. Фомин E3) 621.565.58 E4) E7) 1. ТЕПЛОВАЯ ТРУБА, содержащая корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации, причем зона транспорта состоит из двух каналов, а зоны испарения и конденсации снабжены компенсационными емкостями, при этом компенсационная емкость зоны конденсации имеет регулирующее устройство, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, компенсационная емкость зоны конденсации выполнена в виде U-образной трубки, а регулирующее устройство — в виде соединяющего ее колена контура с последовательно установленными в нем нагревателем, регенератором и охладителем, а каналы зоны транспорта снабжены клапанами. 2. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде двух коаксиально установлен- РЕФЕРАТУ УДК 621.565.945:536.24 О наружном теплообмене в пенно-испарительном воздухоохладителе. МЕРЧАНСКИЙ В. Д., БА- ХЕНСКИЙ В. А. «Холодильная техника», 1986, № 3. Исследован процесс теплоотдачи от орошающей жидкости к наружной стенке трубок спираль- но-змеевикового теплообменника с непосредственным кипением хладагента в унифицированном пенном теплообменном аппарате. Описаны экспериментальная установка, режимы испытаний. Предложена зависимость для определения коэффициента теплоотдачи от орошающей жидкости к наружной стенке трубок теплообменника, учитывающая конструктивную характеристику рассчитываемого теплообменника. Иллюстрация 1. Список литературы — 7 названий. УДК 621.577 Теплонасосная установка для комплексного теп- лохладоснабжения. ЛАТЫК ВС. «Холодильная техника», 1986, № 3. Описана опытно-промышленная теплонасосная установка для комплексного теплохладоснабже- ния и приведены термодинамические показатели ее работы для теплового и холодного периодов года. Эффективность работы установки в течение года характеризуется высоким коэффициентом комплексной эффективности F,6—11,5), что указывает на преимущество одновременной выработки тепла и холода. Таблица 1. Иллюстрация 1. Список литературы — 5 названий. ных цилиндров со сферическими заглушками на торцах, а каналы зоны транспорта образованы продольными перегородками из теплоизоляционного материала. A1) 1196629 E1L F 25 В 39/02, F 28 D 7/00, F 28 В 1/06 B1) 3770005/23-06 B2) 06.07.84 G1) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт холодильной промышленности G2) В. Н. Ломакин, Г. Т. Репина, М. Н. Чепурной E3) 621.57 E4)E7) 1. ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЬ, содержащий корпус с поддоном, установленные в корпусе батареи с пластинчатыми ребрами и вентилятор, размещенный в вытяжном патрубке, отличающийся тем, что, с целью повышения его теплотехнических характеристик и надежности, на корпусе со стороны, противоположной вытяжному патрубку, дополнительно установлены с возможностью перемещения вдоль осей ребер гребенчатые рассекатели, охватывающие своими зубьями с двух сторон ребра батарей. 2. Воздухоохладитель по п. 1, отличающийся тем, что зубья рассекателей имеют толщину, составляющую 0,03—0,08 величины их перемещения вдоль осей ребер. УДК Ь28.84.004.183:677 Сопоставление энергетических затрат различных систем кондиционирования воздуха. КОКО- РИН О. Я. «Холодильная техника», 1986, № 3. В системах кондиционирования воздуха (СКВ) на текстильных предприятиях для охлаждения приточного воздуха часто используется режим адиабатного увлажнения. Это ведет к малым рабочим перепадам энтальпий и большим крат- ностям воздухообмена (более 30 1/ч). Применение для этих целей холодной воды от холодильных станций позволяет значительно увеличить рабочий перепад энтальпий и сократить кратности воздухообменов. Однако энергетические затраты на единицу поглощаемых тепло- избытков в цехе в обоих традиционных СКВ примерно одинаковы. Использование методов двухступенчатого испарительного охлаждения приточного воздуха позволяет в полтора раза сократить затраты электроэнергии в СКВ, удаляющей из цеха одинаковые теплоизбытки. Иллюстраций 3. Список литературы — 2 названия. УДК 621.565:621.35 Электрохимическое охлаждение. БЫКОВ А. В., ЩЕРБАКОВ В. С. «Холодильная техника», 1986, № 3. Рассмотрен один из способов получения искусственного холода — электрохимическое охлаждение путем проведения эндотермической реакции и использования эффекта поглощения тепла. Описано несколько электрохимических систем охлаждения, разработанных у нас в стране и за рубежом. Анализ этих систем и стендовые исследования показали перспективность их применения и целесообразность внедрения в промышленность. Иллюстраций 4. Список литературы — 6 названий. 62
УДК 621.565.9-91.001.57 УДК F21.564.323:536.7] @84.21) Моделирование процесса движения жидкости и Термодинамические свойства и диаграммы водных продукта в скороморозильном аппарате бескон- растворов бромистого лития. ВЕРБА О. И., ГРУЗ- вейерного типа. ВЕНГЕР К. П., НОВИКОВ В. И. ДЕВ В. А., ЗАХАРЕНКО Л. Г., ПСАХИС Б. И. «Холодильная техника», 1986, № 3. «Холодильная техника», 1986, № 3. Рассматривается механизм перемещения продук- С учетом новых экспериментальных данных уточ- та в организованном гидропотоке некипящеи нены термодинамические свойства водных раство- жидкостью с использованием желоба спиральной ров бромистого лития в области параметров со- формы. Разработанная математическая модель стояния, представляющие интерес при проектировании АБХМ. Результаты даны в виде аналитических зависимостей, таблиц и диаграмм. Сопоставлены р, Т, \- и /, Т, ^-диаграммы позволяет с достаточной точностью рассчитать процесс перемещения продукта в таком гидрожелобе. Предлагается конструктивное решение на модульной основе скороморозильного аппарата с использованием организованного перемещения продукта жидким хладоносителем. Таблица 1. Иллюстраций 5. Список литературы — 4 названия. разных авторов. Примерный расчет АБХМ показал, что использование новых таблиц приводит к изменению требуемых поверхностей теплообмена на 10—30 %. Таблиц 3. Иллюстраций 3. Список литературы 10 названий. УДК 621.565.945: [62Г.565.92:637.5.037] ^Повышение эффективности работы воздухоохладителей ВОГ-230 в камере однофазного замораживания мяса. ЕВРЕИНОВА В. С, МАЛЕВАННЫЙ Б. Н., МАЧУЛИН В. И., СКОРОБО- ГАТОВ А. В. «Холодильная техника», 1986, № 3. УДК 621.565.92 го охлаждения пищевых продуктов афа для интенсивно- БАР- М Приведены результаты промышленного испытания воздухоохладителей ВОГ-230, обслуживающих камеру замораживания парного мяса в полутушах. Показано изменение теплотехнических, аэродинамических и энергетических характеристик аппарата в процессе инееобразова- ЧЕРНЕНКО Е. Н. «Холодильная техника», 1986, № 3. Описана конструкция холодильного шкафа ШХ-И для интенсивного охлаждения кулинарных изделий, готовых блюд, расфасованных в фу емкости в передвижном стел результаты испытаний шкаф; ния. Даны рекомендации по повышению эф- по охлаждению кулинарных изделий в фу фективности работы воздухоохладителей в условиях большого выделения влаги и отрицательных температур. Иллюстраций 3. Список литературы — 3 названия. ональных емкостях, овощей и фруктов в деревянной таре; используемой для их транспортировки и хранения, и опытного хранения замороженного мяса криля при температуре —18±2 °С. Таблица 1. Иллюстраций 2. УДК 621.515:012.1.001.5 Исследование испарительного охлаждения проточной части воздушного компрессора. ЗАХАРОВ Ю. В., ВИРШУБСКИЙ И. М., ДОРОЖИН- СКИЙ С. В. «Холодильная техника», 1986, № 3. В статье рассмотрены процессы тенломассооб: мена в проточной части воздушного компрес- УДК [628.84:621.362] :631.372 Термоэлектрический радиационно-конвективный кондиционер для кабины транспортного средства. , ТОЛСТЫХ В. В., ДЖУНЬ В. А., ЯШИН В. А., ГАВЕЛ Я И. В. «Холодильная техника», 1986, № 3. Описана конструкция и принцип работы нового сора с испарительным охлаждением. В резуль- термоэлектрического радиационно-конвективного тате теоретического анализа этих процессов уста- кондиционера с раздельным регулированием ра- новлены необходимые условия для реализации изотермического процесса сжатия в компрессоре, что приводит к снижению потребляемой мощности. Получены зависимости для определения расхода воды на испарительное охлаждение и возможного повышения температуры в компрессоре. диационнои и конвективной составляющих теплообмена, предназначенного для создания комфортных тепловых условий в кабине транспортного средства. Приведены техническая характеристика кондиционера и результаты его испытаний. Таблиц 2. Иллюстраций 3. Список литературы 2 названия. УДК 621.565.92:629.114.444 УДК 637.1.037 О развитии начального звена холодильной цепи. Совершенствование холодильной обработки и ЗАЙЦЕВ В. П., МЕКННИЦКИЙ С. Я. «Холодильная техника», 1986, № 3. Указывается на необходимость хладообеспечения начального звена холодильной цепи. Предлагает - хранения молочных продуктов. ФИЛЬЧАКО- ВА Н. Н. «Холодильная техника», 1986, № 3. ся создать передвижной цех первичной холо- Представлены научно-исследовательские разработки ВНИКТИхолодпрома (совместно с други- дильной обработки пищевого сырья и продук- ми научно-исследовательскими институтами) в тов. Для этого на автоплатформе следует области создания интенсифицированных способов смонтировать холодильную установку, включающую роторный скороморозильный аппарат. Передвижной холодильный цех в сочетании с перед- охлаждения и замораживания молочных продуктов и установления оптимальных условий их хранения. Внедрение их в промышленность вижной рыбодобывающей установкой даст значи- позволит выпускать молочную продукцию высо- тельный эффект в освоении природных рыбных кого качества и реализовывать ее с минималь- запасов внутренних водоемов. Иллюстрация 1. ными потерями. Список литературы 9 названий. 63
УДК 621.565-52:681.513.2 УДК 021.577:658.26.004.183 Функциональные возможности систем автоматизации холодильных установок на основе микропроцессорной вычислительной техники. МАЙОРОВ В. В. «Холодильная техника», 1986, № 3. Рассмотрены функциональные возможности систем автоматизации холодильных установок, построенных на основе релейно-контактных элементов и микропроцессорной вычислительной техники. Описаны задачи и состав информационных и управляющих функций для каждого из этих исполнений систем автоматизации. Иллюстрация 1. Список литературы — 3 названия. Опыт использования теплонасосных установок для теплохладоснабжения Самтредской чайной фабрики. ГОМЕЛАУРИ В. И., ВЕЗИРИШВИ- ЛИ О. Ш., МИРИАНАШВИЛИ Н. А. «Холодильная техника», 1986, № 3. Приведены результаты исследований и опытной эксплуатации теплонасосной установки (ТНУ) для комплексного теплохладоснабжения технологических процессов переработки чая. Показана высокая эффективность комплексной системы теплохладоснабжения. Иллюстраций 3. Список литературы — 5 названий. УДК 621.575:553.7.031.5 Комплексное использование геотермальных вод для теплохладоснабжения чайной фабрики. КАКАБАДЗЕ В. Ш., ВЕЗИРИШВИЛИ К. О. «Холодильная техника», 1986, № 3. Приведена схема комплексного использования геотермальных вод для теплохладоснабжения чайной фабрики с применением абсорбционных бромистолитиевых агрегатов. Оцениваются перспективы вовлечения этого нетрадиционного источника энергии в топливно-энергетический комплекс Грузии. Иллюстраций 3. Список литературы — 4 названия. УДК 725.355 Арочные холодильники из легких металлоконструкций для хранения плодоовощной продукции и винограда. КАЛАМЕЭС М. А., ПИЛЬВ Р. О.,^ НОВИКОВА Г. В., КУЗНЕЦОВ С. В. «Холо-Ц дильная техника», 1986, № 3. Описан холодильник арочного типа из легких металлических конструкций для охлаждения и хранения плодов и овощей, построенный в пос. Хай- рабаде Сурхандарьинской обл. Узбекской ССР. Использование подобных конструкций холодильников позволяет значительно сократить сроки строительства, снизить трудозатраты и уменьшить потери массы продуктов. Иллюстрация 1. Редакционная коллегия: Л. Д. Акимова (зам. ответственного редактора), Н. Д. Абрамов, Е. М. Агарев, Л. Ф. Бондаренко, д-р техн. наук, проф. В. М. Бродянский, д-р техн. наук А. В. Быков, В. В. Васютович, И. М. Гиндлин, д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголин, А. П. Еркин, д-р техн. цаук И. М. Калнинь, д-р техн. наук, проф. Э. И. Каухчешвили, В. Д. Леонов, А. П. Леонтьев, Г. А. Новиков, д-р техн. наук, проф. В. В. Оносовский, д-р техн. наук, проф. И. И. Орехов, О. В. Петров, Н. К. Плотников, Н. Ф. Ролина, Ю. Я Сенягин, А. Н. Сергиенко, В. М. Шавра Художественно-технический редактор С. А. М е з в р и ц; в и л и Корректоры Т. Р. Сидорова, Н. В. Рыбникова •Рукописи не возвращаются Журнал-приложение «Холодильная техника» Головной журнал «Пищевая7 и перерабатывающая промышленность» Сдано в набор 20.01.86. Подписано в печать 10.02.80. Т-03086. Формат 70X108 1/16. Высокая печать. Усл.-печ. л. 5,6. Усл. кр.-отт. 6,13. Уч.-изд. л. 7,24. Тираж 10 920 экз. Заказ 100 Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костякова, 12. Телефон 216-77-00 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполигра.фпром» Государственного комитета С(^СР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 142300, г. Чехов Московской области 64
Машинный зал теплохладостанции на Самтредской -айной фабрике •^статья об опыте использования теплонасосных установок: для тепло- хладоснабжения Самтредской чайной фабрики публикуется в этом номере журнала)