Текст
                    ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУРНАЛ
МИНИСТЕРСТВА МЯСНОЙ
И МОЛОЧНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ
ХОЛОДИЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
МОСКВА
холодильная
*"" техника
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
ИЗДАЕТСЯ С 1923 ГОДА
СОДЕРЖАНИЕ
CONTENTS
Пазий М. Н., Дедовский И. И. Эффективное
использование техники — важное условие повышения качества
молока
Михов В. В. Как экономить энергоресурсы
Кузьмин М. П., Креймер Н. Г., Лемешко В. К. Пуги
сокращения расхода электроэнергии при холодильной
обработке и хранении пищевых продуктов
Гоголин А. А., Медникова Н. М., Косой О. В., Потап-
чик Г. Н. О выборе экономичного типа конденсатора
холодильной установки для различных климатических
зон
Пекарев В. И., Игумнов В. Мм Ведайко В. И.
Исследование винтового компрессора сухого сжатия в режимах
каскадной холодильной машины
Савицкий И. К., Катерухин В. В., Смойловская И. А.
Производственные холодильные установки на R22 для
судов флота рыбной промышленности
Коханский А. И., Живица В. И. Динамика давлений и
температур при влажном ходе компрессора
Марусейцев Ю. Д., Каппель А. С, Лебедев В. Ф.
Термодинамическая оценка работы абсорбционного водо-
аммиачного теплового насоса
Никульшина Д. Г., Попова Э. М., Дольская В. И.,
Изотов В. Н., Лучин В. А., Старых Ю. В. Исследование
влияния гидрофобного покрытия на тепловые и
аэродинамические характеристики воздухоохладителей
Рябушева Т. Им Гуйго Э. И., Петрунина Е. Б.
Термодинамические свойства хладагента R218
Латышев В. П., Грицын М. Н., Цирульникова Н. А.
Метод расчета плотности мясных и молочных продуктов
по их составу
Жокина 3. И., Ниценко Т. П., Афонина Л. Д.,
Папина Н. И. Новые формы естественной убыли мяса и
мясопродуктов при перевозках в авторефрижераторах
Новые виды продукции
Оленев Ю. Ам Шпякина Н. Н. Мороженое «Полюс»
В порядке обсуждения
Жадан В. 3. Термодинамическая теория тепловлажност-
ных процессов в камерах холодильников
Гоголин А. А. К вопросу о тепловлажностных процессах
в камерах холодильников
ОБМЕН ОПЫТОМ
Малкин Л. Ш., Филенко А. И. Универсальный индикатор
контроля влажности жидкостей и газов
Чернявский Э. И. Фильтрующий элемент для газовых и
жидкостных фильтров
В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУ
Фаерштейн Ю. О. Эксплуатация холодильной установки
МАВ-П для кондиционирования воздуха в
пассажирских вагонах
ИЗОБРЕТЕНИЯ
В ЦК ПРОФСОЮЗА РАБОЧИХ ПИЩЕВОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Семинар по дальнейшему развитию социалистического
соревнования
В НТО ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Всесоюзный общественный смотр «НТК-79» (наука,
техника, качество)
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА
Гиндлин И. М. Руководство по холодильному хранению
скоропортящихся продуктов
НОВОСТИ ИНОСТРАННОЙ ТЕХНИКИ
Хассел Д. Автоматически поворачивающиеся
солнцезащитные жалюзи
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ
Раев А. А., Берсенева Н. С, Афанасьев Е. Д., Туболев-
ский С. Л., Гришин Е. Ф. Холодильно-нагревательная
машина для фруктовых холодильников ХМФ-32
РЕФЕРАТЫ
26
28
30
33
35
38
39
48
49
53
55
56
56
59
60
62
Paziy M. N., Detsovsky I. I. Effective Utilization of
Machinery-Impotent Condition of Increasing Quality of
Milk
Mikhov V. V. How To Economize Energy Resources
Kuzmin M. P., Kreimer N. G., Lemeshko V. K. Methods of
Reducing Electric Power Consumption at Refrigerated
Treatment and Storage of Foodstuffs
Gogolin A. A., Mednikova N. M., Kosoy O. V., Potap-
chik G. N. Selection of Economic Refrigerating Plant
Condenser for Different Climatic Zones
Pekarev V. I., Igumnov V. M., Vedaiko V. I.
Investigation of Dry-Compression Screw Compressor Under
Cascade Refrigerating Machine Conditions
Savitsky I. K., Katerukhin V. V., Smoilovskaya I. A.
Production R22 Refrigerating Plants for Fishing Industrv
Fleet
Kokhansky A. I., Zhivitsa V. I. Dynamics of Pressures
and Temperatures at Wet Stroke of Compressor
Maruseitsev U. D., Kappel A. S., Lebedev V. F.
Thermodynamic Estimation of Absorption Aqua-Ammonia Heat
Pump Operation
Nikulshina D. G., Popova E. M., Dolskaya V. I., 1го-
tov V. N., Luchin V. A., Starykh U. V. Investigation
of Influence of Hydrophobic Coating Upon Thermal and
Aerodynamic Characteristics of Air Coolers
Ryabusheva T. I., Guigo E. I., Petrunina E. B.
Thermodynamic Properties of Refrigerant-218
Latyshev V. P., Gritsyn M. N., Tsirulnikova N. A.
Method of Calculating Density of Meat and Dairy
Products by Their Composition
Zhokina Z. I., Nitsenko T. P., Afonina L. D., Papi-
na N. I. New Norms of Shrinkage of Meat and Meat
Products During Transportation in Refrigerated Trucks
New Production
Olenev U. A., Shpyakina N. N. Ice Cream «Polyus»
For Discussion
Zhadan V. Z. Thermodynamic Theory of Thermal and
Humid Processes in Cold Store Rooms
Gogolin A. A. On Problem of Thermal and Humid
Processes in Cold Store Rooms
PRACTICE EXCHANGE
Malkin L. S., Filenko A. I. Universal Indicator for
Humidity Control of Liquids and Gases
Chernyavsky E. I. Filtering Element for Gas and Liquid
Filters
ASSISTANCE TO PRACTICAL WORKER
Fayerstein U. O. Operation of Refrigerating Plant MAB-II
for Air Conditioning in Passenger Railcars
INVENTION S
AT CENTRAL COMMITTEE OF TRADE UNION
OF FOOD INDUSTRY WORKERS
Seminar on Further Advance of Socialist Emulation
AT SCIENTIFIC-TECHNICAL SOCIETY OF FOOD
INDU STRY
АН-Union Social Review «SEQ-79» (Science, Engineering,
Quality)
AT INTERNATIONAL INSTITUTE OF
REFRIGERATION
Gindlin I. M. Handbook on Refrigerated Storage of
Perishable Products
FOREIGN TECHNICAL NEWS
Hassel D. Automatically Turning Solar-Protective Blinds
REFERENCE DATA
Rayev A. A., Bersenyeva N. S., Afanasyev E. D., Tu-
bolevsky S. L., Grishin E. F. Refrigerating-Heating
Machine XMF-32 for Fruit Cold Stores
SUMMARIES
11
16
28
30
33
35
38
39
44
47
48
•19
53
55
56
59
60
62
(gj Издательство «Пищевая промышленность», «Холодильная техника», 1979 г.


РЕШЕНИЯ XXV СЪЕЗДА КПСС — В ЖИЗНЬ! «ДОЛГ ПАРТИЙНЫХ, СОВЕТСКИХ И ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ ВСЕМЕРНО УСТРАНЯТЬ НЕПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕРЖКИ И ПОТЕРИ, ДОБИВАТЬСЯ БЕРЕЖНО- ГО РАСХОДОВАНИЯ МЕТАЛЛА, ТОПЛИВА, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ВСЕХ МАТЕРИАЛЬНЫХ, ФИНАНСОВЫХ И ТРУДОВЫХ РЕСУРСОВ. ВАЖНО, ЧТОБЫ РЕЖИМ ЭКОНОМИИ КАК ОДИН ИЗ ГЛАВНЫХ ПРИНЦИПОВ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ОСУЩЕСТВЛЯЛСЯ В КАЖДОЙ ОТРАСЛИ, В КАЖДОМ ПРОИЗВОДСТВЕННОМ КОЛЛЕКТИВЕ, НА КАЖДОМ РАБОЧЕМ МЕСТЕ.» Из постановления ноябрьского A978 г.) Пленума ЦК КПСС КАК ЭКОНОМИТЬ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ В. 3. МИХОВ, Министерство мясной и молочной промышленности СССР XXV съезд КПСС поставил задачу «...совершенствовать структуру топливно-энергетического баланса. Рационально сочетать различные виды топлива; шире применять наряду с нефтью и газом уголь, сланцы, гидроэнергию и атомную энергию. Улучшить использование топлива, полнее вовлекать вторичные топливно-энергетические ресурсы». В мясной и молочной промышленности, как и в других отраслях, потребление топлива и эпергоресурсов год от года возрастает, что видно из приведенных ниже данных. 1980 г. (по плану) 9,0 1966 г. 1975 г. Топливо, млн. т у. т. Электроэнергия, млрд. кВт- ч Т е п л оэнер г и я, мл н. Гка л 5,3 3 25 ,1 ,4 7,7 5,8 44,5 6,9 55,1 ПО сравнению увеличится с в Следовательно, в 1980 г. 1966 г. потребление топлива 1,7 раза, а по сравнению с 1975 г. в 1,16 раза; электроэнергии соответственно в 2,2 раза и 1,18 раза, теплоэнергии в 2,16 и 1,93 раза. Задачу рационального и бережного расходования топлива, тепло- и электроэнергии, выдвинутую партией как одну из важнейших межотраслевых задач, работникам мясной и молочной промышленности приходится решать постоянно. С этой целью за три года десятой пятилетки осуществлен ряд мероприятий по техническому перевооружению энергетического хозяйства мясной и молочной промышленности, совершенствованию технологических процессов, концентрации производства и переработки мяса и молока, модернизации оборудования, ис: пользованию вторичных энергетических ресурсов, сокращению энергозатрат на холодильную и тепловую обработку мясных и молочных продуктов. В частности, на предприятиях установлено 696 паровых котлов новой конструкции взамен морально устаревших, 285 комплектов средств автоматического регулирования процессов горения в котлах, около 350 приборов учета и контроля. На 460 котлах проведены наладочные работы с выдачей режимных карт, свыше 200 систем переведены с парового на водяное отопление и более 120 котельных — с твердого на прогрессивные виды топлива. Подготовлено на курсах повышения квалификации 6500 работников энергетических служб предприятий. В результате за этот период сэкономлено против утвержденных норм 324 тыс. т у. т., 2217 тыс. Гкал тепло- и 390 млн. кВт-ч электроэнергии, что равносильно сокращению затрат на производство продукции в размере 27,3 млн. руб. Однако уровень организаторской работы по соблюдению режима экономии и обеспечению рационального потребления топливных и энергетических ресурсов на многих предприятиях еще отстает от требований сегодняшнего дня. Об этом состоялся обстоятельный разговор на прошедшей 27—29 марта 1979 г. в Минске Всесоюзной научно-практической конференции. В работе конференции приняли участие заместитель Председателя Совета Министров Белорусской ССР Д. А. Данилов и заведующий отделом легкой и пищевой промышленности ЦК КПБ В. К. Лисун, заместители министров мясной и молочной промышленности союзных республик, ' специалисты Госплана СССР, отраслевых научно-исследовательских, проектных и учебных институтов, начальники управлений и отделов союзных и республиканских министерств, генеральные директора и главные инженеры всесоюзных промышленных 4
и производственных объединений, руководители предприятий отрасли, всего 166 человек. На конференции отмечалось, что одним из наиболее серьезных недостатков хозяйственной деятельности является невыполнение рядом предприятий и организаций мясной и молочной промышленности заданий по экономии энергоресурсов, ежегодно устанавливаемых в размере в среднем не ниже 3% утвержденных норм. Не выполняется также задание пятилетнего плана по снижению норм расхода топлива и электроэнергии от уровня норм Ш75 г. Наибольшее отставание допущено Минмясомол- промами РСФСР, Казахской ССР, Латвийской ССР, Таджикской ССР и ВПО «Союз- консервмолоко». Как подчеркивалось в докладах и рекомендациях конференции, главными причинами этого следует считать упущения в руководстве предприятиями, недостаточно энергичное осуществление курса партии и правительства на повышение эффективности производства и экономии топлива и энергии. Следует выделить ряд узловых моментов в борьбе за экономное расходование энергоресурсов. Во-первых, для успешного выполнения заданий но экономии топлива и энергии требуется обеспечить творческий подход к решению этой задачи, высокий уровень организованности и дисциплины во всех звеньях управления производством и непосредственно на рабочих местах. Важное значение в повышении эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в отрасли имеют разработка и осуществление в системе Минмясомолпрома СССР конкретных организационно-технических мероприятий на десятую пятилетку, направленных на улучшение использования энергетического и энергопотребляющего оборудования, рост технического уровня энергетического хозяйства, снижение затрат энергии в проектах новых и реконструируемых предприятий, расширение тематики научных исследований в области создания новых технологических процессов и оборудования с улучшенными энергетическими характеристиками. Минмясомолпромами союзных республик, промышленными и производственными объединениями и предприятиями ежегодно разрабатываются организационно-технические мероприятия по обеспечению дополнительной экономии топлива, тепловой и электрической энергии, которые утверждаются Минмясомол- промом СССР. Практика показывает, что там, где выполняются эти мероприятия и высок уровень ответственности за соблюдение режима экономии энергоресурсов, дело идет хорошо. В 1978 г. задания по дополнительной экономии выполнили Минмясомолпромы Грузинской ССР, Молдавской ССР, Армянской ССР и Эстонской ССР. Хороших результатов добились Ставропольское производственное объединение молочной промышленности, Саратовское и Ярославское производственные объединения мясной и молочной промышленности, Киевский, Котовский, Криворожский, Артемовский, Витебский, Полоцкий, Лидский, Алма-Атинский, Целтптградский, Тбилисский, Ереванский молкомбинаты, Макеевский и Севастопольский гормолзаводы, Таллинский комбинат молпродуктов, Ижевский молочноконсервный комбинат и другие предприятия. Вместе с тем некоторые производственные объединения и предприятия формально относятся к планированию этой важной работы. Планы мероприятий по экономии топливных и энергетических ресурсов порой сводятся к общим рекомендациям. В них не учитываются передовой опыт предприятий и разработки научно-исследовательских и учебных институтов по совершенствованию технологических процессов, отсутствуют комплексный подход и единство организационных, технических и воспитательных мер. На ряде предприятий непроизводительные потери и перерасход топлива и энергии связаны с нарушениями производственной дисциплины и недостаточной организованностью и ответственностью за порученное дело. Из 62 обследованных в 1978 г. предприятий отрасли на 47 G5,8%) выявлен нерациональный расход электрической энергии и на 52 (83,9%) —тепловой. Значительные потери электроэнергии при выработке и использовании холода в результате нарушений технологических процессов установлены на Череповецком, Курском, Красноармейском, Бакинском, Каунасском мясокомбинатах, Уфимском и Душанбинском мясоконсервных комбинатах, Горьковском молкомбинате, Одесском № 2 и Борисовском гормолзаводах. Более 50 предприятий B,0% общего числа предприятий отрасли) перерасходовали в истекшем году 13,3 тыс. т топлива, 78 предприятий B,8%) —201,7 тыс. Гкал теплоэнергии, 40 предприятий A,5%)—9,1 млн. кВт-ч электроэнергий. Вторым узловым моментом в борьбе за экономное расходование энергоресурсов является правильное планирование и строгий учет расхода энергоресурсов. Конференция критически рассмотрела состояние нормирования расхода топливно-энер- 5
гетических ресурсов в отрасли и пришла к выводу, что эта работа находится на недостаточно высоком уровне. Имеются факты завышения норм расхода по сравнению с достигнутым уровнем, утверждения норм без учета производственных возможностей и передового опыта предприятий. Зачастую отсутствует дифференцированный подход к установлению норм для разных предприятий. Нормы разрабатываются все еще опытно-статистическим путем. Не организован надлежащий учет расхода топлива, тепловой и электрической энергии. В-третьих, значительные резервы экономии кроются в использовании вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). По данным Московского технологического института мясной и молочной промышленности, общий годовой объем ВЭР составляет на мясокомбинате средней мощности около 11 тыс. Гкал, на молзаводе — до 3,5 тыс. Гкал. Полное использование этой энергии дало бы значительный экономический эффект. Однако не на всех предприятиях принимаются должные меры к утилизации ВЭР, отсутствует методика определения их качества и направлений использования. В-четвертых, важным резервом экономии топлива и энергии является обеспечение строящихся и реконструируемых предприятий проектными решениями по рациональному потреблению тепловой и электрической энергии. В-пятых, отраслевым научно-исследовательским организациям следует больше внимания уделять снижению расхода энергетических ресурсов при разработке новых технологических процессов и оборудования, особенно в основном производстве, предусматривать полное использование вторичных энергетических ресурсов. Наконец, необходимо поднять роль социалистического соревнования за экономию топливно-энергетических ресурсов и шире распространять положительный опыт работы объединений и предприятий мясной и молочной промышленности, добившихся наилучших результатов в снижении расхода топлива и энергии, расширять практику ведения трудящимися личных счетов экономии по опыту работы Кемеровского обкома КПСС. Рассмотренные узловые моменты борьбы за экономию и бережливость нашли конкретное отражение в принятых Всесоюзной научно-, практической конференцией рекомендациях. В частности, рекомендовано: — Разработать по каждому министерству мясной и молочной промышленности союзной республики, объединению, предприятию и организации конкретные планы организационно-технических мероприятий на 1979—1980 гг. 6 и одиннадцатую пятилетку по снижению расхода и сокращению потерь энергетических ресурсов, предусматривающих: объемы и сроки внедрения новых технологических процессов, прогрессивного технологического и энергетического оборудования, обеспечивающих сокращение энергопотребления и потерь топлива, тепловой и электрической энергии; дальнейшее техническое перевооружение энергетического хозяйства; меры по максимальному вовлечению в производство вторичных энергетических ресурсов, а также полной замене к 1981 г. парового отопления на водяное; наведение должного порядка в нормировании потребления топлива и энергии с учетом введения научно обоснованных дифференцированных норм; оснащение предприятий необходимыми приборами контроля расхода энергоресурсов с целью организовать до конца пятилетки повсеместно надлежащий учет потребления тепловой и электрической энергии; внедрение до конца 1981 г. Положения о планово-предупредительном ремонте энергетического оборудования; широкое использование передового опыта работы по экономии топливно-энергетических ресурсов; укрепление энергетических служб предприятий и объединений, обучение и повышение квалификации инженерно-технических работников и рабочих кадров. — Повсеместно внедрить в течение 1980— 1981 гг. научно обоснованные удельные нормы расхода топлива, тепловой и электрической энергии на основе новых инструкций по нормированию на предприятиях мясной и молочной промышленности. — Осуществить дополнительные меры по повышению роли и ответственности научно-исследовательских организаций и проектных институтов за быстрейшую разработку и внедрение принципиально новых технологических процессов и оборудования и проектных решений, обеспечивающих наиболее рациональное расходование топлива и энергии и полное использование вторичных энергетических ресурсов. Признано также целесообразным разработать проект и построить при одном из мясокомбинатов холодильник, на .котором предусмотреть прогрессивные методы холодильной обработки и хранения мяса, оптимальную систему холодоснабжения, использование современного оборудования; зарекомендовавшие себя проектные решения распространить и на другие предприятия.
Конференцией одобрены также основные направления по дальнейшему повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в мясной и молочной промышленности: — Разработка и внедрение технологических процессов производства, требующих меньших удельных затрат топливно-энергетических ресурсов, в том числе расширение объемов поставки в торговую сеть охлажденного мяса и полуфабрикатов в соответствии с заданиями на десятую пятилетку; использование охлажденного мяса в виде жилованных блоков при производстве колбасных изделий и консервов; широкое внедрение быстрого охлаждения вареных колбасных изделий; разработка и внедрение эффективных методов холодильной обработки мяса, птицы и продуктов их переработки, включая интенсивное охлаждение и однофазное замораживание мяса; организация производства творога на поточно-механизированных линиях и замораживания его в блоках в скороморозильных аппаратах* — Совершенствование проектных решений для новых и реконструируемых предприятий мясной и молочной промышленности, в частности, применение в проектах прогрессивных технологических процессов и современного высокопроизводительного оборудования, систем автоматического регулирования расхода электроэнергии холодильными установками; внедрение децентрализованных полностью автоматизированных фреоновых установок, дверей с механическим приводом для холодильников отрасли, оборотного водоснабжения, насосно-циркуляционных систем непосредственного охлаждения при реконструкции действующих предприятий; использование надежных и экономичных методов защиты грунтов под холодильниками от промерзания. — Техническое перевооружение энергетического хозяйства, включая автоматизацию хо- лодильно-компрессорных установок (автоматическое регулирование температуры в холодильных камерах); внедрение автоматических (АВ-3 и АВ-4) и создание эффективных воздухоохладителей; разработку новых способов удаления инея с теплопередающих поверхностей охлаждающих устройств, систем маслоот- деления и регенерации отработанного масла; применение тепловых насосов; использование теплоты перегрева и конденсации хладагентов для технологических нужд; разработку и внедрение приборов для измерения холодопроиз- водительности компрессоров; повсеместное и полное обеспечение контрольно-измерительными приборами и приборами автоматики; применение для изоляции трубопроводов современных изоляционных материалов на основе модифицированных пенопластов. — Широкое использование вторичных энергетических ресурсов. — Сокращение затрат на холодильную обработку мясных и молочных продуктов" путем улучшения технического состояния и эксплуатации холодильников, использования в зимнее время естественного холода для поддержания необходимых температур в холодильных камерах, применения аккумуляторов холода, перевода пластинчатых установок для молока на охлаждение ледяной водой. — Внедрение нового и модернизированного оборудования, обеспечивающего сокращение удельных затрат энергии, в том числе: машин для измельчения замороженных блоков мяса производительностью 4000 кг/ч, скороморозильных аппаратов АРСА, УРМА, ГКА-4, СФАР-800, автоматизированных пластинчатых пастеризационно-охладительных установок для молока, линий М1-ОЛК для расфасовки творога в блоки с упаковкой в полиэтиленовую пленку и последующим замораживанием в скороморозильных аппаратах. — Концентрация производства и переработки мяса и молока и в связи с этим строительство новых и реконструкция действующих предприятий, сокращение мелких цехов, убойных пунктов и сепараторных отделений, совершенствование управления производством, расширение централизованной доставки сырья на перерабатывающие предприятия, замена малопроизводительной и морально устаревшей техники на оборудование повышенной единичной мощности. — Развитие социалистического соревнования за экономию топливно-энергетических ресурсов, широкое распространение передового опыта предприятий, добившихся наилучших результатов в рациональном и бережном потреблении топлива, тепловой и электрической энергии. Рекомендации Всесоюзной научно-практической конференции одобрены Коллегией Мин- мясомолпрома СССР. В 1979 г. перед мясной и молочной промышленностью стоят большие и сложные задачи. Предусмотрено сэкономить 3% топливно-энергетических ресурсов — значит, снизить себестоимость продукции на 16 млн. руб. Должны быть приняты также дополнительные меры по преодолению отставания в выполнении заданий пятилетнего плана. В 1980 г. предстоит снизить удельные нормы расхода теплоэиергии по сравнению с плановыми нормами 1975 г. на 5%, а электроэнергии — на 5,6%. Выполнить задания пятилетки — дело чести трудовых коллективов отрасли. I
УДК 621.56/.59.004.18 Пути сокращения расхода электроэнергии при холодильной обработке и хранении пищевых продуктов Канд. техн. наук М. П. КУЗЬМИН, канд. техн. наук Н. Г. КРЕЙМЕР, В. К. ЛЕМЕШКО Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Вопросы снижения энергозатрат в настоящее время приобретают все более актуальное значение в связи с уменьшением мировых запасов топлива. Кроме того, у нас в стране с каждым годом увеличивается число вводимых в строй новых производственных мощностей, что заставляет считать эту проблему одной из главных народнохозяйственных проблем. На предприятиях мясной и молочной промышленности затраты электроэнергии на выработку холода, согласно проектным данным, должны составлять 25—30% от общего количества потребляемой предприятием электроэнергии, а фактически иногда достигают50—60%. В дальнейшем доля этих энергозатрат может даже увеличиться в связи с постоянной тенденцией к снижению температуры хранения и интенсификацией процессов термообработки продуктов. На расход электроэнергии влияет множество факторов. Их можно разделить на зависящие от принятых проектных решений (этажность холодильников, тип изоляции, система охлаждения, применяемое оборудование, удельные нагрузки) и от уровня и совершенства эксплуатации. При эксплуатации холодильников перерасход электроэнергии связан как с выработкой, так и с потреблением холода. При выработке холода перерасход электроэнергии может быть вызван наличием воздуха в холодильной системе, замасливанием поверхности и скоплением масла в теплообменных аппаратах и охлаждающих устройствах (батареях и воздухоохладителях); образованием значительной снеговой шубы на охлаждающих устройствах; неэффективным использованием теплообменной поверхности (подтопление конденсаторов, неравномерное орошение испарительных конденсаторов, наличие водяного камня-накипи, недозаполнение охлаждающих устройств); работой компрессоров влажным ходом или с большим перегревом паров на всасывании; неправильном изменением схем при эксплуатации (подключение объектов к системам охлаждения с более низкими температурами кипения, увеличение производительности установок без соответствующего увеличения теплообменной поверхности и диаметра трубопроводов); плохим состоянием изоляции трубопроводов. При потреблении холода перерасход электроэнергии может быть обусловлен повышенными теплопритоками из-за повреждения или увлажнения изоляции ограждающих конструкций камер холодильника, ухудшения защиты от солнечной радиации, а также через дверные проемы. Качественному и количественному анализу влияния эксплуатационных факторов на расход электроэнергии посвящена специальная тема, включенная в тематический план ВНИХИ в 1979 г. Однако 'и предварительные расчеты позволяют оценить влияние основных из перечисленных факторов. Предварительные расчеты сделаны для холодильника мясокомбината производственной мощностью 100 т в смену; установленная мощность электродвигателей холодильных установок, по данным Гипромясо, составляет 1530 кВт, годовой расход электроэнергии около 7,65 млн.кЬг-ч. Расчеты показывают, что повышение температуры конденсации на ГС увеличивает расход электроэнергии в среднем на 3,5%. Одна из причин повышения температуры конденсации — наличие воздуха в холодильной системе. Обследованием предприятий установлено, что по этой причине температура конденсации может повышаться на 10—15 С, а перерасход электроэнергии достигать 35—50%. Для рассматриваемого холодильника это составит 2,7— 3,8 млн.кВт-ч в год. Образование водяного камня толщиной 1,5 мм, например на трубах испарительного конденсатора, повышает температуру конденсации на 2,8°С, что вызывает перерасход электроэнергии на 0,75 млн.кВт-ч в год. Неравномерное орошение водой или подтопление конденсатора может снизить полезную поверхность на 10%, в результате температура конденсации повысится на 1—1,5°С, а расход электроэнергии возрастет на 0,3—0,4 млн.кВт-ч в год. 8
Примерно такой же перерасход электроэнергии будет, если при реконструкции или расширении производства увеличивается число компрессоров, а поверхность конденсаторов остается прежней. Одновременное действие всех факторов, влияющих на повышение температуры конденсации, может привести к перерасходу электроэнергии более чем на 3,7—5,0 млн.кВт-ч в год. Расчеты показывают, что при снижении температуры кипения на 1°С электроэнергии расходуется в зависимости от режима работы на 2,6—4,5% больше нормы. Температура кипения снижается в результате замасливания теплообменных поверхностей и накопления масла в охлаждающих устройствах, образования значительной снеговой шубы, недозаполнения жидким аммиаком охлаждающих устройств. Если принять, что на рассматриваемом предприятии все охлаждающие устройства заполнены маслом только на треть (это вполне возможно при нижней подаче аммиака), теплообменная поверхность фактически уменьшается на 33%. Для отвода через нее того же количества тепла температура кипения должна быть снижена на 3,3°С, что приведет к перерасходу электроэнергии на 0,75 млн. кВт-ч в год. При замасливании внутренней поверхности теплообменных аппаратов и охлаждающих устройств температура кипения практически снижается на 1—2 С, что ведет к увеличению расхода электроэнергии на 0,23—0,46 млн.кВт-ч в год. На некоторых предприятиях практикуется поддержание требуемых температур в камерах путем подачи в охлаждающие устройства жидкого аммиака из системы с более низкими температурами кипения. Например, в камеру с температурой воздуха —13°С подают хладагент из системы с температурой кипения —30°С, а в камеры хранения мороженых грузов — хладагент с температурой —40°С вместо —30°С. Перерасход электроэнергии в этих случаях весьма существенен — от составляет 35—60% на каждую камеру. Не учитывая даже этого отклонения от нормальной эксплуатации, перерасход электроэнергии от одновременного влияния замасливания, снеговой шубы и недозаполнения батарей составит 1,85—2,3 млн.кВт-ч в год. Перечисленные потери влияют на увеличение удельного расхода электроэнергии на выработку холода из-за неправильной эксплуатации холодильных установок. На рассматриваемом холодильнике мясокомбината в машинном отделении и мясоперерабатывающем корпусе имеется около 4700 пог. м изолированных труб. При частичном разрушении или увлажнении изоляции перерасход электроэнергии может достигать 0,1 млн.кВт-ч в год. Теплозащитные свойства ограждений холодильников ухудшаются в зависимости от материала изоляции от 2 (жесткие минераловат- ные плиты и минеральная пробка) до 1,1 раза (пенополистирол) через 15 лет. Если принять наихудшие условия — снижение теплоизолирующих свойств ограждений в 2,5 раза, на мясокомбинате перерасход электроэнергии по этой причине достигает 0,3 млн.кВт-ч в год. Значительные теплопритоки обусловлены влиянием солнечной радиации. Это относится, в первую очередь, к одноэтажным холодильникам с плоской кровлей. При отсутствии солнцезащиты (светлая окраска, посыпка, экранирование фольгоизолом или асбоцементными листами) кровля из рулонных материалов нагревается иногда до 70СС, что вызывает среднесуточное увеличение теплопритоков на 20—30%. Дополнительные потери электроэнергии от солнечной радиации могут составить около 0,03 млн.кВт-ч в год. Потери холода через дверные проемы сопоставимы с потерями от солнечной радиации. Так, если на холодильнике только четыре из 32 дверей, соединяющих низкотемпературные камеры с коридорами, открыты в течение 1 ч в сутки, перерасход электроэнергии составит около 0,04 млн.кВт-ч в год. Таким образом, в целом потери электроэнергии при потреблении холода достигнут ~0,4 млн. кВт-ч в год. Если все рассмотренные эксплуатационные факторы действуют на холодильнике одновременно, суммарный перерасход электроэнергии (без учета всех остальных действующих факторов) составит 5,0—8,0 млн. кВт-ч в год, т. е. он даже несколько превысит проектное значение годового расхода электроэнергии на холодильнике. Отсюда следует, что для компенсации всех потерь холода необходимо более чем вдвое увеличить мощность компрессорного парка. На практике же, как показало обследование предприятий, в некоторых случаях даже при двух- трехкратном превышении мощности холодильного оборудования над проектной не всегда удается получить необходимые технологические режимы в камерах. Во ВНИХИ выполнен ряд работ, направленных на снижение расхода электроэнергии в процессе эксплуатации холодильных установок: разработаны три новых способа удаления инея с теплопередающей поверхности воздухоохладителей. Они позволяют интенсифицировать процесс оттаивания, сократить его продолжительность, наиболее экономно расходовать тепло 2 Холодильная техника № б 9
и электроэнергию, предотвратить повышение температуры воздуха в камере. Экономия составляет 120 тыс.кВт-ч электроэнергии в год на один воздухоохладитель; созданы и внедрены автоматические отделители воздуха АВ-2, АВ-3 и АВ-4; разработана рациональная схема маслоотде- ления, маслоснабжения компрессоров и регенерации отработанного масла с применением маслоотделителей новой конструкции. Использование ее снизит замасливание холодильной системы и тем самым уменьшит расходы электроэнергии на 600 тыс. кВт-ч в год на одном предприятии; сконструированы испарительные конденсаторы. Так, для мясокомбината производственной мощностью 200 т в смену применение испарительных конденсаторов ИК-200 вместо кожухотрубных типа КТГ с градирней обеспечивает экономию 130 тыс. м3 воды в год (в три раза меньше). Годовая экономия электроэнергии составляет 400 тыс. кВт-ч. В настоящее время ВНИХИ разрабатывает: децентрализованные системы охлаждения на базе фреоновых холодильных машин. Экономия электроэнергии— 500 тыс.кВт-ч в год на одну систему; метод восстановления изоляционных ограждений путем нанесения изоляции на наружные поверхности стен холодильника. Это позволит уменьшить расход электроэнергии на 180 тыс. кВт-ч при условной емкости холодильника 30 тыс. т; оптимальную систему хладоснабжения мясокомбинатов. Данная система позволит на предприятии производительностью 200 т/смену экономить 500 тыс.кВт-ч электроэнергии в год; конструкцию воздухоохладителя с улучшенными энергетическими и аэродинамическими характеристиками. Экономия от применения 100 таких воздухоохладителей (поверхностью охлаждения по 100 м2) составит 240 тыс. кВт-ч электроэнергии в год. К работам ВНИХИ, направленным на экономию электроэнергии, следует отнести организацию перевозок охлажденного мяса с механизированной загрузкой-разгрузкой транспорта. Снижение потерь холода от внешних теплопритоков через дверные проемы при уменьшении времени загрузки-разгрузки приведет также к экономии электроэнергии. В текущем году проводятся исследования по использованию вторичных энергоресурсов для обогрева грунта под зданиями холодильников. Обогревают грунт обычно электрическими нагревателями или, реже, воздухом, на что затрачивается электроэнергии 7—10 Вт/м2. Использование для обогрева грунта имеющихся на холодильнике вторичных энергоресурсов, в частности тепла перегрева и конденсации хладагента, даст существенную экономию электроэнергии и снизит эксплуатационные затраты. К эксплуатационным факторам, влияющим на энергозатраты при потреблении холода, относятся факторы, связанные с холодильной обработкой и хранением пищевых продуктов. Вопросы сокращения энергозатрат при холодильной обработке и хранении продуктов должны решаться в тесной связи с потерей их массы. Поэтому борьба за экономию электроэнергии является одновременно борьбой за сокращение потерь пищевых продуктов. Большое значение для экономии электроэнергии имеет совершенствование способов холодильной обработки и хранения продуктов, при которых достигается существенное снижение их потерь. Так, при двухстадийном охлаждении мяса на 39—40% сокращаются потери продуктов по сравнению с обычным одностадийным охлаждением при практически одинаковом расходе электроэнергии на выработку холода. Тем самым уменьшается удельный расход электроэнергии на холодильную обработку мяса. Большие резервы экономии электроэнергии в результате снижения расхода холода на замораживание кроются в увеличении объемов производства блочного мяса и субпродуктов для промышленной переработки. Замораживание мяса блоками в скороморозильных аппаратах по сравнению с замораживанием полутуш в камерах позволяет сократить расход холода, а следовательно, и электроэнергии в 3—4 раза, т. е. на 40—45 кВт-ч на 1 т при одновременном уменьшении потерь продукта в 5—7 раз. При общем расходе мяса на колбасное производство около 3 млн. т половина этого количества вырабатывается из замороженного сырья. Переход на производство колбасы из замороженного мяса в блоках даст экономию электроэнергии — около 60 млн. кВт-ч. Переход на прогрессивный способ разделки мяса на сортовые отруба и упаковка его в полимерные пленки с затариванием в ящики и формированием грузового пакета увеличивает загрузку камер хранения в 2 раза, что равнозначно сокращению расхода электроэнергии на выработку холода примерно в 2 раза при одновременном значительном сокращении потерь. Внедрение водно-аэрозольного охлаждения вареных колбас вместо ныне применяемого в промышленности поочередного охлаждения водой и воздухом позволит снизить затраты электроэнергии в 5 раз, воды — в 6 раз. Расчетами установлено, что на холодильное консервирование продуктов электроэнергии затрачивается на 30% меньше, чем на тепловую 10
обработку, при этом резко сокращается потребность в дефицитных таро-упаковочных материалах, в рабочей силе. В связи с этим необходимо расширить сферу применения искусственного холода, в частности, путем развития промышленного производства быстрозамороженных готовых УДК 621.5.044B11/213) для различных климатических зон Д-р техн. наук, проф. А. А. ГОГОЛИН, канд. техн. наук Н. М. МЕДНИКОВА, О. В. КОСОЙ, Г. Н. ПОТАПЧИК Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Экономическая эффективность от применения водяного, комбинированного или чисто воздушного охлаждения различна и в основном зависит от климатических и физических факторов. На основании сравнительного технико-экономического анализа еще несколько лет назад предпочтение отдавали водяной и комбинированной системам охлаждения, сейчас во многих случаях — воздушной [1, 10, 11]. Это объясняется тем, что ранее при определении затрат на оборудование учитывали не все характерные переменные. В настоящей работе сопоставлены три типа конденсаторов при работе их в различных климатических условиях. В качестве критериев сопоставления принимали: приведенные затраты, расход электроэнергии на обслуживание холодильной установки, расход свежей воды. При проведении расчетов рассматривалось лишь то оборудование, работа которого непосредственно связана с работой конденсаторов. Эффективность конденсаторов рассматривалась для двух уровней температур кипения (соответственно — двух вариантов холодильных установок): вариант А — холодильная установка с винтовым агрегатом S3-900, работающим с температурой кипения t0=—15°С. Холодопроиз- водительность агрегата при этой температуре кипения и температуре конденсации tu=3J0°C составляет 372 кВт. Тепловая нагрузка на конденсаторы ~450 кВт (с учетом тепла, выделяемого при работе водяных насосов); вариант Б — холодильная установка с двумя двухступенчатыми компрессорными агрегатами АД 130-3, работающими с температурой кипения t0 = —40°С. Холодопроизводительность блюд, полуфабрикатов, замороженных фруктов, ягод, соков, овощей. Изыскание и использование всех имеющихся резервов для снижения энергозатрат при производстве и потреблении искусственного холода будет способствовать успешному выполнению решений XXV съезда КПСС. каждого агрегата при t0=~-40°C и /К=30°С составляет —174 кВт. Тепловая нагрузка на конденсаторы от одного агрегата —220 кВт. Рассмотрены следующие конкурентоспособные типы конденсатор ж / — водяной, кожухотрубный, с пленочной вентиляторной градирней; // — воздушный, ребристотрубный, цельностальной конструкции; /// — испарительный. В расчетах учитывали, что при одинаковой тепловой нагрузке конденсаторов температура конденсации определяется площадью поверхности и эффективностью работы конденсаторов. В табл. 1 приведены технические характеристики оборудования, в табл. 2 — капитальные затраты для трех рассматриваемых типов конденсаторов [3, 5—7]. Эксплуатационные расходы включают амортизационные отчисления, расход на текущий ремонт, стоимость свежей воды, стоимость электроэнергии на привод электродвигателей компрессоров, вентиляторов конденсаторов, градирни и водяных насосов. Затраты на обслуживание для всех вариантов приняты одинаковыми. Расход электроэнергии, потребляемой электродвигателями компрессоров, вентиляторов конденсаторов и градирен, зависит от параметров атмосферного воздуха. В связи с этим дальнейший расчет проведен для одиннадцати городов, представляющих разные климатические зоны страны: Москвы, Батуми, Омска, Киева, Таллина, Ашхабада, Улан-Удэ, Петропавловска- Камчатского, Целинограда, Архангельска, Фрунзе, В качестве исходных использовали параметры комплекса температуры и относительной влажности воздуха, полученные по результатам четырех метеорологических наблюдений в сутки за период с 1936 по 1965 гг. [4]. По этим данным для каждого города вычислена продолжительность стояния определенных температурно- О выборе экономичного типа конденсатора холодильной установки 2* II
Т а б л и ц а 1 Характеристики Типы конденсаторов Компрессорный агрегат при /0 = — 15 иС при t0 = —40 С Конденсатор Общая наружная теплопередающая поверхность, м2 Вентилятор Общая производительность вентиляторов по воздуху, м3/ч Мощность, потребляемая вентиляторами конденсаторов и градирни, кВт Расход циркулирующей воды, м3/ч Мощность, потребляемая водяными насосами, кВт Градирня Расход свежей воды, м3/ч КТГ-90 90 — — 3,7X2 = 7,4 76 при />0 50 при 1<0 19 при Г>0 12,5 при г<Г0 ГПВ-320 1,52 при />0 ,0 при i"<0. S3-900 АД130-ЗХ2 КРТ-500Х5 510x5=2550 К109-19 14 000x4x5 = 280 000 1,6X4X5=32 — — — — — — — ИК-125 137 УК-12 13 000x3 = 39 000 3x1,75 = 5,25 30 при Г>0 0 при /<Ч) 4 при />0 0 при *<Ч) — 0,75 при />0 0 при i<^0 Таблица 2 Показатели Типы конденсате рои У Цена конденсатора КТГ-90, руб. Стоимость строительной конструкции машинного зала под конденсаторами КТГ-90 (площадь под КТГ-90 7 м2), руб. Цена градирни ГПВ-320, руб. Стоимость двух водяных насосов с электродвигателями, руб. Стоимость пяти конденсаторов КРТ-500, руб. Цена конденсатора ИК-125, руб. Стоимость двух водяных насосов ЗК-9, руб. Общая стоимость оборудования, руб. Стоимость монтажных работ B0% от стоимости оборудования), руб. Стоимость долевого участия в расширении сооружений водоснабжения, руб. Общие капитальные затраты, руб. 2 000 420 4 500 396 7 316 1463 6 275 15 054 20 800 20 800 4 160 24 960 6 500 200 6 700 1 340 3 096 11 136 влажностных параметров воздуха, для которых найдены соответствующие им энтальпии i. Для всех названных городов построены гистограммы, определяющие, сколько часов в год энтальпия (или температура) воздуха соответствует значениям, приведенным на графиках (рис. 1, а, б). При этом интервал Ai(At) принимали равным 10 кДж/кг A0°С) с тем, чтобы он превышал ошибку отнесения. Для всех точек, попадающих в этот интервал, энтальпию (или температуру) принимали соответствующей середине интервала. Мощность, потребляемую электродвигателями компрессора, вентиляторов и насосов, устанавливали в каждом интервале Ai(At) с учетом длительности стояния этих параметров в течение года для каждого из трех типов конденсаторов. Годовую стоимость электроэнергии на привод электродвигателей компрессоров, вентиляторов, насосов рассчитывали по соотношению Сэ - Дэ. э2(/Уэг (*)Тг Ш), где Цэ э — Цена 1 кВт-ч электроэнергии, равная 0,02 руб.; Д'э . it) — мощность, потребляемая электродвигателем в течение времени т г ^), кВт; Ti (t) — время, в течение которого значения i (t) лежат в соответствующем интервале, ч. т.ч 2200 2000 1800 1600 1W0 1200 1000 800 600 W0 200 -U г4= 1-2 А 4--! 0 L ^_^ -1 i[ rJ J ? 2 -> i JT 0 <t L_ 0 I 1 ¦h u 60 6 йж//< ZY woo woo 3600 3200 2800 2W0 2000 1600 1200 800 WO 0 4 7 0-Ji 7-2 1 j 0 r- -1l I J I I J 7 L j] 1 .J V6 1_ > 2 _«— 0 J ]"• 1 V * p 1 1 1 ot;c Рис. 1. Распределение энтальпий (а) и температур (б) воздуха в течение года для городов Таллин и Ашхабад. в
Мощность, потребляемая электродвигателем компрессора S3-900 (вариант А) с геометрической степенью сжатия 2,6 при t0= — 15°С в интервале температур конденсации 2Ос/^40°С, может быть выражена зависимостью #а = 41 +1,75^4- 0,035/,;, а мощность, потребляемая электродвигателями двухступенчатого компрессорного агрегата АД130-3 (вариант Б) при t0=---~40°C в интервале температур конденсации 30^/К^45°С, в порядке первого приближения, — зависимостью NB = 58 4- 1,2/к. Установлены соотношения, связывающие температуру конденсации с параметрами атмосферного воздуха для каждого из трех рассматриваемых типов конденсаторов. Кожухотрубный конденсатор с градирней. Температура конденсации /к определяется температурой воды на входе в конденсатор tw, которая равна температуре воды на выходе из градирни, поэтому величину tw находили из характеристики градирни ГПВ-320. Она связана с энтальпией окружающего воздуха соотношением tw =-' 1214 -f 60/ 106-И Температура конденсации 1214+ 60i 'к =¦ 106 + i ¦At, где At = ¦ Qk Vcppi\K Qn — тепловая нагрузка конденсатора, кВт; V — расход воды через конденсатор, м3/с; с-р — удельная теплоемкость воды, кДж/(кг-К); р — плотность воды, кг/м3; 1]к — коэффициент охлаждения конденсатора. При энтальпии окружающего воздуха i>0 кДж/кг расход воды через конденсатор КТГ-90 составляет У=0,021 м3/с, скорость воды в трубах до=1,4 м/с, коэффициент теплопередачи, отнесенный к внутренней поверхности труб, Лвн=1,15 кВт/(м2-К) [91. При *<0 кДж/кг расход воды через конденсатор КТГ-90 равен 0,014 м3/с, скорость воды в трубах — 0,9 м/с, коэффициент теплопередачи — 0,93 кВт/(м2-К) [91. При энтальпии окружающего воздуха 1<0 режим работы вентиляторов градирни подбирают таким, чтобы охлажденная вода имела температуру не ниже 15°С (принято 16°С), коэффициент рабочего времени вентилятора составлял примерно 0,5. Коэффициент охлаждения конденсатора г|к определяли по известному соотношению: Т)к = 1 — ехр — где FBn— площадь внутренней теилопередающей поверхности конденсатора, м2. Для каждого интервала Дт с соответствующей ему энтальпией i установили значения tjk, At, tK и N9 компрессоров. Затем с учетом длительности стояния Ат с соответствующей энтальпией атмосферного воздуха для каждого из городов подсчитали расход электроэнергии, потребляемой электродвигателями компрессора S3-900 (вариант А) и двух компрессорных агрегатов АД130-3 (вариант Б). Воздушный конденсатор. Температура конденсации определяется температурой воздуха на входе в аппарат: tK = tB+M, где At -- Qk Уъсръ9вЦк VB—количество циркулирующего воздуха, м3/с: с7? в—удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг-К); рв — плотность воздуха, кг/м3; ku — коэффициент теплопередачи, отнесенный к наружной поверхности, равный 26 Вт/(м2-К); Fn—площадь наружной теплопередающей поверхности конденсатора, м2. Подставляя значения параметров Ув, F119 pB и б'РБ, получаем т]к=0,519. Для каждого интервала Ат с соответствующим ему значением tB рассчитаны (как и для кожухо- трубного конденсатора) температура конденсации и мощность, потребляемая электродвигателями компрессоров. Затем, как и для водяного конденсатора, определен расход электроэнергии, потребляемой электродвигателями компрессоров. Испарительный конденсатор. Для этого типа конденсатора температура конденсации определяется по формуле где tw п — температура водяной пленки, СС;' F — площадь поверхности труб конденсатора, м2; k — коэффициент теплопередачи от конденсирующегося аммиака к водяной пленке, кВт/(м2 • К). Выражая twu через энтальпию окружающего воздуха [2, 8], получаем: 'к = где В • AGVit 68 (i + В) — 653 i+? + 106,4 Л=0,96; 0к_ kF » •массовый расход воздуха через аппарат, кг/с; 13
o'F G X t)j = 1 — e u = 1 — exp X / _ 0^96x1,25x0,07X137X3600 39000x1,13 = 0,64, где о' = Л(^а, Ра; —-р~^=^1,25 (Т7^—поверхность соприкосновения воды и воздуха); о — коэффициент массообмена (на основании результатов испытаний И К-125 а — 0,07 кг/ (м2 с). Приняв &=1,0 кВт/(м2-К), для каждого из городов подсчитали температуру конденсации и мощность, потребляемую электродвигателями компрессоров, и расход электроэнергии. В табл. 3 приведены годовые расходы воды и электроэнергии для всех рассматриваемых вариантов конденсаторов. На рис. 2 приводятся данные по расходу электроэнергии на работу компрессорно-кон- денсаторной группы холодильных установок для всех рассмотренных вариантов в зависимости от среднегодового значения энтальпии воздуха в каждом из одиннадцати городов. Как видно из рис. 2, во всех климатических зонах, кроме зоны с сухим и жарким климатом (Ашхабад), годовой расход электроэнергии оказывается минимальным при использовании воздушных конденсаторов. Так, для условий Тал- Таблица 3 Показатели Среднегодовая энтальпия атмосферного воздуха, кДж/кг Годовой расход свежей воды, м3 / // /// Годовой расход электроэнергии на привод компрессоров, МВт-ч ( 1А 10 = —15°С НА (III A ( 1Б t = -40 °С ЦБ \ IIIБ Годовой расход электроэнергии на привод вод-шых насосов, МЗт-ч / // III Годовой расход электроэнергии на привод вентиляторов конденсаторов и градирен, МВт-ч / // /// Общий годовой расход электроэнергии на работу компрессор- но-конденсаторной группы, МВт-ч ( М f« = — 15°С{ ПА \ III A \ 1Б tQ = — 40 СС ЦБ (ill Б сз и а о о 16,3 11900 6 232 1 102 796 1 063 1 615 1 393 1 590 148 33 55 239 45 1 306 1 035 1 143 1820 1632 1670 S S >> со из 36,3 15960 6 570 1222 1012 1201 1685 1 549 1674 166 35 64 288 45 1453 1 301 1 282 1 916 1837 1755 о s О 10,8 11 400 5411 1 103 788 1067 1616 1 385 1 592 142 28 51 216 45 1296 1 005 1 142 1 809 1 601 , 1 690 со си К 22,0 12 350 6 464 1 130 867 1095 1 621 1442 1610 154 34 57 256 45 1 342 1 123 1 176 1 834 1 698 1670 X X со Н 18,1 12 340 6 495 1088 768 1061 1607 1 376 1 590 154 34 57 251 45 1 300 1019 1 141 1819 1 628 1670 ч о т < 20,9 13 070 6 568 1 180 1 131 1 160 1660 1 604 1650 163 35 63 280 45 1 406 1 412 1241 1 887 1 885 1731 сг, СЗ >> 7,7 11 136 4 974 1098 775 1 065 1613 1 374 1591 139 64 49 198 45 1287 974 1 129 1802 1 572 1 655 Петро- павловск- Камчат- СКИЙ 11,8 11 789 6 507 1 051 696 1004 1 566 1 326 1 554 147 69 54 256 45 1253 952 1074 1 767 1 582 1 623 6 X « 2. 12,5 11 579 5 590 1 103 814 1073 1616 1402 1 596 144 68 52 '213 45 1 300 1027 1 140 1814 1615 1 664 X * 11,6 11 629 5 993 1075 731 1039 1 599 1 347 1 576 145 68 53 214 45 ! 1274 945 1 108 1798 1 561 1 644 Фрунзе 23,3 12 606 6 447 1 135 946 1 108 1635 1492 1618 156 75 59 249 45 1351 1 195 1 183 1851 1741 1693 14
I I I I || I III1 I U LLilJ LJ LiJ 1 I II 1С 20 JO ;,кДж/кг Рис. 2. Годовой расход электроэнергии на работу ком- прессорно-конденсаторной группы холодильных установок в зависимости от среднегодовой энтальпии воздуха: I — водяной конденсатор с пленочной вентиляторной градирней; // — воздушный конденсатор; /// — испарительный конденсатор. лина, Омска, Москвы использование воздушного конденсатора вместо кожухотрубного с градирней обеспечит экономию 300 тыс. кВт-ч электроэнергии B5%) в расчете на одну холодильную установку холодопроизводительностью 370 кВт при t0=—15°С и 200 тыс. кВт-ч A2%) в расчете на установку с той же холодопроизводительностью при /0=—40°С. По расходу электроэнергии испарительный конденсатор занимает промежуточное положение между воздушным и кожухотрубным с градирней. Для приморских городов (Таллин, Петропавловск-Камчатский, Архангельск) годовой расход электроэнергии оказывается несколько ниже, чем можно ожидать, исходя из среднегодового значения энтальпии, что объясняется отсутствием пиковых значений температур в летний период. На рис. 3 представлены приведенные годовые затраты на работу компрессорно-конденса- торной группы холодильных установок для всех вариантов конденсаторов. По приведенным затратам испарительный конденсатор имеет некоторые преимущества: во всех климатических зонах затраты оказываются на 20% ниже, чем при использовании кожухотрубного конденсатора с градирней. Как и следовало ожидать, воздушный конденсатор не выгоден в зонах с жарким, особенно сухим (Ашхабад) климатом, но в других зонах применение его, несмотря на некоторое увеличение приведенных затрат E%), вполне оправдывается сокращением расхода электроэнергии. При серийном изготовлении воздушных конденсаторов, когда стоимость их заметно снизится, использование этих аппаратов будет оправдано и экономически. Все расчеты были проведены для случая постоянной технологической нагрузки, что близко подходит к условиям работы крупных предприятий химической, молочной и мясной промышленности, выпускающих готовую продукцию. Для предприятий, связанных с заготовкой пищевых продуктов, более характерно сезонное изменение технологической и тепловой нагрузки холодильной установки. Если в порядке пер- 11 il 1 1 I I i I Ц 1 1 ю го 50 Щж/м Рис. 3. Приведенные годовые затраты на работу ком- прессорно-конденсаторной группы холодильных установок в зависимости от среднегодовой энтальпии воздуха (¦/, //,.///— см, обозначения на рис. 2). 15
вого приближения принять, что в период с декабря по февраль нагрузка холодильной установки снижается на 50%, то годовой расход электроэнергии при использовании воздушного конденсатора равен годовому расходу электроэнергии при использовании испарительного конденсатора. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Абдульманов Х.А., Васильев В. Я. Сравнение эффективности аммиачных холодильных машин с воздушным и водяным охлаждением конденсаторов. — Холодильная техника, 1973, № 8. 2. Гоголин А. А., Медникова Н. М. О расчете испарительных конденсаторов. — Холодильная техника, 1978, № 2. 3. Градирни пленочные вентиляторные с щелевой насадкой типа ГПВ. М., ВНИХИ, 1978. 4. Данные по климату СССР. Комплексные характеристики температуры и относительной влаж- УДК 621.514.5.001.5 Канд. техн. наук В. И. ПЕКАРЕВ, В. М. ИГУМНОВ, В. И. ВЕДАЙКО Ленинградский технологический институт холодильной промышленности При эксплуатации поршневых компрессоров в составе каскадных холодильных машин, как правило, возникают трудности со смазкой, а также с возвратом масла из аппаратов. В связи с этим создание каскадной холодильной машины с компрессорами без смазки является весьма актуальной проблемой, особенно для нижнего каскада. В целях определения основных характеристик и возможности применения компрессора без смазки на экспериментальном стенде кафедры холодильных машин Ленинградского технологического института холодильной промышленности был испытан винтовой компрессор сухого сжатия (ВКС) в режимах нижней ветви каскадной холодильной машины на R13. Стенд представляет собой каскадную холодильную машину. В нижнем ее каскаде установлен экспериментальный винтовой компрессор сухого сжатия, а в верхнем — маслозаполнен- ный винтовой компрессор с регулированием хо- л одопроизводител ьности. Характеристики экспериментального компрессора: наружный диаметр роторов Dtl= = 100 мм, длина нарезной части L=110mm, профиль — окружной, число зубьев на веду- ности за год. Под ред. С. А. Сапожниковой. Обнинск, Инф. центр, 1975. 5. Методика определения экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в мясной и молочной промышленности. М., ВНИИМП, 1978. 6. Прейскурант № 23—01. Оптовые пены на насосы. М., 1971. 7. Прейскурант № 23—02. Оптовые цепы на оборудование холодильное и компрессорное, вакуум-насосы, оборудование для производства и хранения продуктов разделения воздуха. Ч. 1. Оптовые цены на оборудование холодильное и компрессорное. М., 1978. 8. Р е к о м е н д а ц и и по расчету и подбору испарительных конденсаторов. М., ВНИХИ, 1978. 9. Теплообменные аппараты холодильных установок/ Г. Н. Данилова, С. Н. Богданов, О. П. Иванов и др. — Л., Машиностроение, 1973. 10. М а с k e n s i e R. — Australian Refrig., Air- Condit. and Heat., 1976, vol. 30, № 9. 11. T h ol 1 e W. E. — Kaltetechnik und Klimaiisi- erung, 1971, Bd. 23, № 2. щем валу 4, на ведомом 6, зазоры по линии контакта 0,06—0,08мм, по KopnycvO.l— 0,15 мм, LIDbl = \X Нижний каскад экспериментального стенда работает по паровому кольцу с частичной конденсацией рабочего вещества. Для получения необходимой температуры всасывания в схеме предусмотрен смеситель, в который впрыскивается жидкий хладагент. В процессе испытаний изменялись параметры работы экспериментального компрессора: частота вращения п ведущего ротора от 183 до 267 с-1, что соответствует окружной скорости на наружном диаметре от 60 до 85 м/с; давление всасывания от 0,0642 до 0,288 МПа (f0=— 90ч 60°С); давление нагнетания от 0,288 до 0,856 МПа (*к=—60 -г—30°С); температура всасывания в компрессор от —60 до +10°С при давлении 0,1 МПа, что соответствует перегреву рабочего вещества от 20 до 90°С. Результаты, полученные при обработке экспериментальных данных, даны на рис. 1 и 2. Анализ представленных характеристик показывает, что коэффициент подачи и адиабатный КПД винтового компрессора сухого сжатия при его работе на R13 в диапазоне температур кипения —90ч—60°С и степени повышения давления ян от 2,2 до 4 достаточно высоки на оп- Исследование винтового компрессора сухого сжатия в режимах каскадной холодильной машины 16
Рис. 1. Зависимость коэффициента подачи к от наружной степени повышения давления сжатия лн и частоты вращения ведущего ротора п. Рис. 2. Зависимость адиабатного КПД т]ад от наружной степени повышения давления зтн и частоты вращения ведущего ротора п (обозначения точек аналогичны рис. 1). тимальных окружных скоростях, соответствующих пж250 с-1. Коэффициент подачи меняется от 0,91 при ян=2,2 до 0,87 при лн=4, т. е. А,=/(лн) имеет пологий характер. Адиабатный КПД меняется от 0,75 при ян= =2,5 до 0,7 при лн =4, т. е. зависимость т]ад~ =f(nH) также носит пологий характер. Даже при более высокой степени повышения давления ян=5 коэффициент подачи и адиабатный КПД имеют высокие значения — 0,82 и 0,63 соответственно, что дает возможность в отдельных случаях использовать винтовые компрессоры сухого сжатия при степенях повышения давления более 4. Проведенный теоретический анализ протечек винтового компрессора показал, что в исследуемой конструкции машины протечки между роторами и корпусом составляют значительную величину. Это вызвано отсутствием в данной конструкции уплотняющего усика по гребням ведущего и ведомого роторов, а также тем, что данная конструкция компрессора предназначалась для сжатия воздуха и, следовательно, имела завышенные допуски зазоров на температурное расширение. Этого можно избежать при проектировании ВКС специально для сжатия R13 и, тем самым, повысить коэффициент подачи и адиабатный КПД. Установлено, что зависимости k=f(n) и т|ад= =f(n) в зоне оптимальных окружных скоростей также носят пологий характер. При изменении окружной скорости на наружном диаметре ведущего ротора на 10% от оптимума К меняется менее чем на 1,5, г)ад — на 3%. Это позволит при конструировании компрессоров изменять окружную скорость в определенных пределах без существенного снижения объемных и энергетических показателей. На рис. 3 показаны экспериментальные значения оптимальных окружных скоростей в зависимости от степени повышения давления. На 3 Холодильная техника № 6 и, м/с 120 100 80 60 2^ <^ 3, 1^ -•••"i „—*"""J / *а Рис. 3. Зависимость оптимальной окружной скорости на наружном диаметре ведущего ротора от наружной степени повышения давления / — воздух; 2 — R13; 3 — хлор. этом же графике представлены для сравнения оптимальные окружные скорости сухих винтовых компрессоров, сжимающих воздух и хлор, полученные другими авторами. Было также проанализировано влияние режима работы на показатели экспериментального компрессора. Результаты экспериментального исследования показали, что при постоянном значении яи с повышением давления всасывания от 0,1 до ~0,3 МПа коэффициент подачи и адиабатный КПД не изменяются, а с его уменьшением от 0,1 до 0,06 МПа они снижаются на 4—5%. Это объясняется увеличением относительной доли потерь на всасывании, ведущих к уменьшению коэффициента подачи. Для выявления влияния перегрева на всасывании на характеристики винтового компрессора была проведена серия опытов при давлении всасывания 0,1 МПа и его температуре от —60 до +10°С с интервалом 15°С, что соответствует перегреву от 20 до 90°С. Исследования показали, что коэффициент подачи и адиабатный КПД незначительно повышаются с увеличением перегрева. Так, при 17
изменении температуры всасывания с —60 до +10°С значение X возрастает на 1,3%, а значение г]ад — на 2—3%. Это связано с изменением зазоров между винтами, а также между винтами и корпусом при их температурной деформации. Изменение характеристик компрессора вследствие тепловой деформации корпуса в каждом конкретном случае может быть различным и°-за особенностей конструкции компрессора. Тип применяемых подшипников, их размещение, месторасположение шестерен связи, особенности конструкции корпуса будут влиять на тепловые деформации. Значения X и т]ад зависят от вели- УДК 629.12:621.565.564.25 И. К. САВИЦКИЙ, В. В. КАТЕРУХИН, И. А. СМОИЛОВСКАЯ ВНИИхолодмаш В последнее десятилетие основным направлением развития производственных судовых холодильных установок явилось создание и внедрение автоматизированных установок, работающих на нетоксичных и взрывобезопасных хладагентах. В девятой пятилетке на ~60% судовых холодильных установок в качестве хладагента использовали аммиак. Однако его взрывоопас- ность и токсичность требовали строгого соблюдения правил техники безопасности, например, расположения холодильных машин в специально оборудованных помещениях с усиленной рабочей и аварийной вентиляцией, устройствами для создания водяных завес и другими специальными противопожарными защитами. Выполнение этих требований усложняло конструкцию и повышало стоимость судна. Применение вместо аммиака в качестве хладагентов фреонов позволяет улучшить условия труда, повысить безопасность и полностью автоматизировать судовые холодильные установки, а также упростить их обслуживание. Вместе с тем отпадает ряд ограничений Правил Регистра СССР, в том числе касающихся применения систем непосредственного охлаждения. Эти факторы являются определяющими при выборе хладагента [2, 4]. Реализацией основного направления развития производственных холодильных установок (ПХУ) явилась разработка и создание установок и чины рабочих зазоров и не зависят при равных зазорах от температуры всасывания. Это также подтвердил теоретический анализ влияния температуры всасывания на характеристики компрессора. Таким образом, результаты исследований показали, ЧТО ЗаВИСИМОСТИ k = f(nn) И Лад^Л^н) для экспериментального винтового компрессора сухого сжатия, работающего на R13, имеют пологий характер, а сами коэффициенты достаточно высоки при степени повышения давления до яи=5. Это свидетельствует о возможности использования исследованного типа компрессора в нижней ветви каскадной холодильной машины. комплектующего оборудования на R22 для новых судов флота рыбной промышленности: больших автономных траулеров (БАТ) типа «Адмирал Головко», креветочных траулеров, малых транспортных рефрижераторов (МТР) типа «Радужный» и транспортных рефрижераторов (ТР) типа «Татарстан». Производственные холодильные установки этих типов судов холодопроизводительностью от 24 до 814 кВт B1—700 тыс. раб. ккал/ч) работают при температурах кипения — 42 -f- 0°C (в зависимости от режимов потребителей холода и вида перевозимого груза), температурах охлаждающей воды до 32°С и окружающего воздуха до 45°С. Характеристики установок приведены в табл. 1, принципиальные схемы — на рис. 1,2 [6, 8]. В настоящее время эксплуатируются более 20 судов типа МТР «Радужный», семь судов типа БАТ «Адмирал Головко» [6], одно судно типа ТР «Татарстан» [8]. Специализированное холодильное оборудование и комплектующие изделия поставляются для судов типа «Адмирал Головко» Казанским компрессорным заводом, транспортных рефрижераторов типа «Радужный» и «Татарстан» — заводом «Красный факел» и Черкесским заводом холодильного машиностроения, креветочных траулеров — ПО «Мелитопольхолодмаш». Производственные холодильные установки выполнены в виде автономных машин для каждого или группы потребителей холода с одной температурой кипения хладагента. Производственные холодильные установки на R22 для судов флота рыбной промышленности 18
Таблица 1 Показатель Назначение установки Холодопроизводитель- ность Q0 кВт (ккал/ч) Компрессорный агрегат тип количество установленная мощность электродвигателей компрессоров, кВт Конденсатор тип количество поверхность, м2 расход охлаждающей воды, м3/ч Воздухоохладитель тип количество «Адмирал Головко» Замораживание рыбы, поддержание температуры воздуха в трюмах —28° С, производство льда 700F00000) при t*0 = —42° С, С! = 28° С 5ВХ-350/5фс 6 960 МКТР80 6 480 600 BOMB-160 А 12 «Радужный» Поддержание температуры воздуха в трюмах —25; —5; 0°С 61 E2400) при tc = —35° С, twl =28ЭС А-22ФУУМН90 3 (в том числе один резервный) 102 МКТР22-25 3 (в том числе один резервный) 75 (с учетом резервного) 30 ВОМВ-160Б 4 Тип судна «Татарстан» Поддержание температуры воздуха в трюмах —28; —8; 4° С 168A44 000) при t0 = — 38° С, ^1=30° С, А-22ФУУМН90 6 244 МКТР22-25 6 150 75 BOMB-160 А 9 Креветочные траулеры Замораживание креветок, поддержание температуры воздуха в трюмах —25° С, предварительное охлаждение креветок в ванне 21,3 A8300) при t0 = —35° С, ^1 = 28° С и 8,2G000) при t0 = —15° С, tWi = 28 С МАКБ18С-22 МХАБ18С-22 МАКБ4-22 1 1 1 22 МКТР (входят в компрессор- но-конденсаторный агрегат) 3 26 20 ВОТ-60 2 tQ — температура кипения: ** / температура охлаждающей воды. Кормодои трюм „ . + Дренаж при носоооитрюм ошаиопШ Л^1 p-Ajl _ in-JL-ejJ Рис. 1. Принципиальная схема холодильной установки МТР типа «Радужный»: 1 — компрессор 22ФУУМН90; 2 — маслоотделитель; 3 — конденсатор МКТР22-25; 4 — фильтр-осушитель; 5 — ресивер РЛ22-01; 6 — воздухоохладитель BOMB-160 Б; 7 — регенеративный теплообменник. fe^ -*> Рис. 2. Принципиальная схема холодильной установки креветочного траулера: 1 — компрессор 2ФУУБСС18; 2, 5 — конденсатор; 3 ~ маслоотделитель; 4 — компрессор 2ФВБС4; 6 — змеевик бака предварительного охлаждения креветок; 7 — регенеративный теплообменник; & — фильтр-осушитель; 9 — воздухоохладитель ВОТ-60; 10 — злектровентилятор. 19
t— 1 jB 1 If УВоздух -J*J>4* d*® iiii[*4"* Щ ц 11 ' ; У шГ 1 у A 1 226Ь Рис. 3. Воздухоохладитель BOMB-ШОВ: 1 — теплообменная секция; 2 — распределитель; 3 коллектор. В установках всех судов применено непосредственное кипение хладагента R22. Принудительная его циркуляция в воздухоохладителях или плитах скороморозильных аппаратов осуществляется с помощью герметичных электронасосов, а в морозильном аппарате АМП 1,6К кре- веточных траулеров — струйным насосом (инжектором). Холодильное оборудование размещается централизованно в рефрижераторных машинных отделениях (РМО). Охлаждение трюмов на всех судах воздушное, с помощью оребренных воздухоохладителей поверхностью 160 м2 (рис. 3) и 60 м2 (для креве- точных траулеров). Оребрение теплообменных секций воздухоохладителей выполнено с переменным шагом по ходу воздуха. Воздухоохладители установлены в специальных выгородках трюмов, над ними смонтированы \Газоо&^ ршный 7ГЯГ электровентиляторы. Охлажденный воздух поступает в трюмы снизу, через отверстия в под- грузовых решетках. Оттаивание воздухоохладителей осуществляется горячими парами хладагента, подаваемыми от нагнетательной линии. Сконденсировавшийся хладагент отводится в ресивер или в воздухоохладители, работающие в это время в режиме охлаждения. Воздухоохладители креветочных траулеров оттаиваются электронагревателями, встроенными в конструкцию аппарата. Сравнение систем воздушного охлаждения трюмов на различных судах приведено в табл. 2. В соответствии с требованиями Правил Регистра СССР в установках предусмотрена возможность охлаждения трюмов в случае неисправности обслуживающего их основного оборудования. Для этого в ПХУ судов типа «Адмирал Головко» в качестве резервных используются компрессорный агрегат и конденсатор, обслуживающие льдогенераторы, в ПХУ МТР Таблица 2 Судно Б AT типа «Адмирал Голов- БМТ типа «Меридиан» «Прометей» Транспортный рефрижератор «Амурский залив» «Остров Русский» «Берингов Пролив» «Карл Льбкнехт» «Радужный» «Татарстан» Емкость трюмов, V, м3 3450 2380 1800 14000 12279 16400 13025 650 2502 Установленная поверхность воздухоохладителя F, м2 2000 1590 694 7066 5600 5750 5728 600 1593 Холодопроизводитель- ность установки Q0, кВт (ккал/ч) 134A15000) 127A09000) 84G2000) 510 D40000) 510 D40000) 442 C80000) 466 D00000) 61 E2400) 168A44000) F/V, м2/м3 0,58 0,67 0,38 0,51 0,46 0,35 0,44 0,92 0,63 F/Qo, mVkBt [м-/(ккал/ч)] 15 @,0174) 12,6@,0146) 8,3@,0096) , 13,8@,0161) 10,9 @,0127) 13,1 @,0152) 12,3@,0143) 9,9@,0115) 9,5@,011) 20
«Радужный» — резервный компрессорный агрегат и конденсатор, используемый для любого из двух трюмов. В ПХУ ТР «Татарстан» в случае выхода из строя одного из двух агрегатов или конденсаторов второй агрегат обеспечивает поддержание в трюме температуры воздуха —25°С. На креветочных траулерах один из двух компрессоров, входящих в агрегат МАКБ18С-22, — резервный. В судовых аммиачных холодильных установках для получения температур кипения ниже —25°С использовали двухступенчатые машины с поршневыми или ротационными бустер-компрессорами. В настоящее время на судах для температур кипения —30 Ч 45°С применяют одноступенчатые винтовые компрессорные агрегаты типа 5ВХ-350/5фс [3], поршневые компрессорные агрегаты А-22ФУУМН90 и МАКБ18С-22 (рис. 4, 5) со специальными клапанами и уменьшенным мертвым объемом, соответственно 3,75 и 2%, а также поршневые бессальниковые компрессоры 2ФУУБС18 в холодильном агрегате МХАБ18С-22 с обычными клапанами [5, 7]. При t0= —35-1 40°С холодильный коэффициент 8 винтовых компрессорных агрегатов ниже е поршневых компрессоров со специальными клапанами и уменьшенным мертвым объемом соответственно на 11—17 и 5—8% и выше 8 поршневых компрессоров с обычными серийными клапанами соответственно на ~10 и 2—8% (рис. 6). Несмотря на то, что при этих условиях энергетические показатели одноступенчатых винтовых компрессоров несколько хуже, чем поршневых, их главные преимущества — высокая надежность и долговечность, плавное регулирование холодопроизводительности, высокая степень автоматизации, динамическая уравновешенность, низкая температура нагнетания — способствовали широкому применению этих машин в холодильных установках. Рис. 4. Компрессорный агрегат А-22ФУУМН90: / — компрессор 22ФУУМН90, 2 — муфта, 3 — маслоотделитель ФМН50, 4 — щит приборов, 5 — электродвигатель А02- 82-8/4М. Рис. 5. Компрессорно-конденсаторный агрегат МАКБ18С-22: 1 — компрессор 2ФУУБСС18, 2 — маслоотделитель; 3 — конденсатор.
е is t* 1,7 if 1,5 it 1,3 1,2 n to _J_ 2 I / 1 V 1 V N , 1 \ S l 1 -ftf -Jtf -J? -J* -J2 -Jtf ^ #><< Рис. 6. Холодильный коэффициент одноступенчатых компрессорных агрегатов: 1 — А-22ФУУМН90 (специальные клапаны); 2 — МАКБ18С-22 (специальные клапаны); 3 — 5ВХ-350/5фс; 4 — А-22ФУУМН90 (серийные клапаны); 5 — МХАБ18С-22 с компрессором 2ФУУБС18 (серийные клапаны). Использование одноступенчатых винтовых компрессоров позволило упростить схему, обслуживание и автоматизацию холодильных установок. Винтовые компрессоры хорошо себя зарекомендовали при работе в судовых условиях. В настоящее время для новых судов флота рыбной промышленности ведутся работы по созданию одноступенчатых винтовых компрессорных агрегатов меньшей холодопроизводи- тельности — 175 кВт A50 тыс. ст. ккал/ч), расширению диапазона рабочих температур кипения (низкотемпературные и высокотемпературные модификации), повышению энергетических характеристик за счет двухступенчатого дросселирования. Температурная напряженность компрессоров снижается в винтовых компрессорах благодаря заполнению их маслом, в поршневых — водяным или воздушным охлаждением. При испытаниях и эксплуатации фактическая температура нагнетания была ниже расчетной: в винтовых компрессорных агрегатах она не превышала 50—60°С; в поршневых со специальными клапанами с водяным (агрегат А-22ФУУМН90) или воздушным охлаждением (МАКБ18С-22) 85—95°С, без обдува 120— 130°С. Температура нагнетания поршневых компрессоров 2ФУУБС18 с обычными клапанами составляет 100—120°С, без обдува 130—150°С [5, 7]. Автоматическое регулирование холодопроиз- водительности осуществляется: в винтовых компрессорах — по давлению всасывания, плавное, в диапазоне 10—100%; в поршневых компрессорных агрегатах — по температуре воздуха в трюме, ступенчатое, изменением скорости вращения электродвигателя и пуском — остановками (агрегата МАКБ18С-22 также байпасированием). Все компрессорные агрегаты, кроме агрегата МАКБ4-22, имеют маслоотделители. Конденсаторы всех агрегатов и установок горизонтальные, кожухотрубные с водяным охлаждением, с накатными мельхиоровыми трубками, латунными трубными решетками и бронзовыми крышками. Конденсаторы обеспечивают поддержание температуры конденсации не выше 37—38°С при максимальной температуре охлаждающей воды w\ =32°С. Для всех систем холодильных установок применены регенеративные теплообменники. Опыт испытаний и эксплуатации показывает, что регенеративные теплообменники улучшают условия работы установок, обеспечивая доиспа- рение хладагента при изменении тепловой нагрузки и малых перегревах в испарителях, и значительно переохлаждают жидкость перед регулирующим вентилем. Последнее особенно важно при наличии большой протяженности и подъемов трубопроводов. Для обеспечения устойчивой работы ПХУ при изменении тепловых нагрузок и режимов необходимо тщательно выбирать емкости ресиверов, особенно для систем с насосной циркуляцией хладагента и при параллельной работе компрессорных агрегатов и конденсаторов с водорегуляторами. В таких установках предъявляют также специальные требования к размерам и расположению трубопроводов. Для возврата масла из испарителей системы в установках с принудительной циркуляцией хладагента применяют теплообменники-выпари- ватели, в которые подается парожидкостная смесь из напорной линии электронасосов [6] или из верхнего слоя жидкого хладагента в отделителе жидкости [5]. При эксплуатации всех установок наблюдались нормальная циркуляция и возврат масла из испарительных систем. В производственной холодильной установке БАТ типа «Адмирал Головко» с винтовыми компрессорами применено масло ХА-30, в холодильных установках первых двенадцати малых транспортных рефрижераторов типа «Радужный», ТР типа «Татарстан» и креветочных траулеров — масло ХФ22-24, на МТР типа «Радужный», начиная с тринадцатого судна, и на пятом БАТ «Петр Сгибнев» использовано новое синтетическое масло ХС-40 из опытной партии. На БАТ «Петр Сгибнев» проверяли работоспособность холодильной установки при использовании в ней масла ХС-40. 22
На основании результатов эксплуатации в первом и втором рейсах, а также лабораторного анализа проб масла принято решение о целесообразности постепенного расширения применения масла ХС-40 в судовых холодильных установках с винтовыми компрессорными агрегатами на R22. При эксплуатации холодильных установок на R22 с различными смазочными маслами во время оттаивания трюмных воздухоохладителей наблюдалось частое засорение фильтров перед ТРВ и распределителей белой загустевшей массой. При отеплении вскрытых фильтров загустевшая масса исчезала, после прогревания ТРВ и распределителей обеспечивался проход жидкого хладагента — это свидетельствует о наличии влаги в системе. Технологические потребители (/0=—14-f- 0°C) и системы кондиционирования воздуха обслуживались холодильными установками на R12 с компрессорно-конденсаторными агрегатами МАК40РЭ, МАК60РЭ, МАК80РЭ. Для технологических потребителей использовали водный раствор хлористого кальция, охлаждаемый в кожухотрубных испарителях, для кондиционирования воздуха применяли кондиционеры с непосредственным кипением R12 в воздухоохладителях. На новых судах холодильные установки для технологических потребителей и систем кондиционирования воздуха будут выполняться также на R22 с применением разрабатываемых в настоящее время поршневых и высокотемпературных винтовых компрессорных агрегатов [1]. Чтобы выявить возможности повышения надежности и долговечности холодильного оборудования, проводятся обследования производственных холодильных установок, сбор эксплуатационной статистики о сроках службы, периодичности проведения регламентных работ оборудования. Расчеты показывают, что внедрение на судах фреоновых холодильных установок вместо аммиачных дает большой экономический эффект благодаря снижению текущих эксплуатационных и капитальных затрат, повышению коэффициента долговечности. Это достигается, в основном, автоматическим регулированием холодопроизво- дительности, снижением массы установки (исключается рассол и рассольное оборудование), увеличением ресурса винтовых компрессорных агрегатов (более чем в 2,5 раза), сокращением обслуживающего персонала. Несмотря на более высокую по сравнению с аммиачными установками стоимость оборудования холодильной установки БАТ типа «Адмирал Головко», годовой экономический эффект от внедрения одной установки составляет 44 тыс. руб. Годовой экономический эффект от внедрения одной установки на R22 транспортных рефрижераторов типа «Татарстан» по сравнению с аммиачной, установкой ТР типа «Сибирь» составляет 38 тыс. руб. При расчетах не учитывали, что с переходом на R22 температуры замораживания и хранения мороженой продукции на 5—6°С ниже, чем на судах типа БМРТ и ТР типа «Сибирь» с аммиачными холодильными установками. Это, в свою очередь, улучшает качество рыбопродукции, не учитываемое расчетом. Использование фреоновых установок повышает безопасность работы и улучшает условия труда. Опыт эксплуатации судов подтвердил целесообразность следующих основных решений производственных холодильных установок: применение хладагента R22; одноступенчатое сжатие для t0= —35-. 45CQ в винтовых маслозаполненных компрессорах, поршневых со специальными клапанами и водяным или воздушным охлаждением; использование систем непосредственного охлаждения; насосная подача хладагента, когда это обусловлено конструкцией технологических аппаратов. Наибольшее распространение на судах находит централизованное размещение холодильного оборудования при автономном обслуживании потребителей холода, которое следует считать оптимальным. Эти основные решения производственных холодильных установок сохранятся на ближайшие годы для вновь проектируемых судов. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ [.Быков А. В., К а л н и н ь И. М. Развитие холодильного машиностроения в СССР. — Холодильная техника, 1975, № 8. 2. Кан А. В., Матвеев В. И. Холодильное оборудование рыбо-промыслового флота. М., Пищевая промышленность, 1974. 3. К а н ы щ е в Г. А. Винтовые агрегаты 5ВХ-350/5фс и 5ВХ-350/2,6а — IV. — Холодильная техника, 1975, № 10. 4. Малые холодильные установки и холодильный транспорт. Справочник. М., Пищевая промышленность, 1978. 5. Плиточный морозильный аппарат/В. В. Ка- терухин, И. А. Смойловская, Л. А. Кузнецова и др. — Холодильная техника, 1978, № 3. 6. Производственная холодильная установка больших автономных траулеров типа «Адмирал Головко»/И. К. Савицкий, В. В. Катерухин, И. А. Смойловская и др. — Холодильная техника, 1978, № 1. 7. Судовые низкотемпературные агрегаты, работающие на хладагенте 22 для креветочных траулеров/В. В. Катерухин, И. А. Смойловская, Л. А. Кузнецова и др. — Труды ВНИИхолодмаша, 1977. 8. Холодильная установка транспортного рефрижератора «Татарстан»/И. К. Савицкий, В. В. Катерухин, И. А. Смойловская и др. — Холодильная техника, 1978, № 9, 23
УДК 621.57.041:E32.11+536.5) Динамика давлений и температур при влажном ходе компрессора Канд. техн. наук А. И. КОХАНСКИЙ, В. И. ЖИВИЦА Одесский технологический институт холодильной промышленности Существующая система автоматической защиты не может полностью предотвратить гидравлические удары, которые продолжают оставаться основной причиной аварий компрессоров [5]. В двухступенчатых холодильных установках с промежуточным сосудом наибольшая вероятность влажного хода и гидравлического удара имеется у компрессора второй (высокой) ступени, т. е. после промежуточного сосуда. Существующие поплавковые датчики контроля уровня хладагента в промежуточном сосуде обладают низкой надежностью. Так, по данным работы [2], отказы поплавковых регуляторов уровня достигают 23%. Эти малонадежные регуляторы управляют еще менее надежными исполнительными механизмами — соленоидными вентилями, процент отказов которых составляет около 48%. Во время переходных процессов бывают ложные срабатывания поплавковых регуляторов или недопустимо большое запаздывание срабатывания. Так, резкое уменьшение давления в промежуточном сосуде приводит к набуханию всей массы жидкого аммиака в нем. Плотность образующегося вспененного аммиака намного ниже плотности жидкого аммиака, при этом поплавок регулятора тонет в образующейся пене или, при малом объеме поплавковой камеры и малой массе поплавка, дает ложный сигнал. Для выявления динамической связи параметров промежуточного сосуда и компрессора была проведена серия экспериментальных исследований на агрегате АДС-РАБ-200 с промежуточным сосудом 60 ПСз. Контролировали следующие величины: температуры всасывания и нагнетания обеих ступеней, до и после змеевика промежуточного сосуда, в паровой и жидкостной его зонах; давление кипения и нагнетания обеих ступеней, в промежуточном сосуде, всасывания второй ступени, конденсации; расход хладагента через змеевик и для поддержания уровня в промежуточном сосуде; расход электроэнергии на электродвигатели обеих ступеней агрегата. В качестве датчиков давления использовали реостатные приемники давления типа «П», которые были индивидуально протарированы вместе с самопишущим прибором на грузопоршне- вом манометре. Температуру измеряли термометрами сопротивления и регистрировали самопишущим мостом ЭМП-209МЗ; расход хладагента — турбинным расходомером ТРЗ-52, специально приспособленным для измерений в среде аммиака; силу тока — электроизмерительным прибором Ц-90. Агрегат был переведен на режим ручного управления. Сняты режимы нормальной работы и влажного хода. При нормальной эксплуатации давление в промежуточном сосуде остается практически постоянным, давление всасывания второй ступени немного колеблется около некоторой средней величины, меньшей чем в промежуточном сосуде на величину падения давления во всасывающем трубопроводе D кПа). Для получения динамики процессов при влажном ходе в систему вносилось возмущение вследствие искусственного подъема уровня в промежуточном сосуде за аварийную отметку с помощью ручного регулирующего вентиля. На рисунке показана динамика развития влажного хода ступени высокого давления. Из всех контролируемых величин отобраны те, изменение которых было наиболее значительным. Подача жидкого хладагента в промежуточный сосуд имеет вид импульсной функции (кривая 1). При этом значительно увеличивается давление I ill I I I I ! I I 1 О 12 3 ± 5 6 7 8 9t, МО2 Изменение давлений и температур при влажном ходе компрессора: / — расход жидкости, подаваемой в промежуточный сосуд; 2 — давление в промежуточном сосуде; 3 — давление всасывания компрессора 2-й ступени; 4 — температура нагнетания компрессора 2-й ступени; 5 — температура всасывания компрессора 2-й ступени. 24
в нем и на всасывании второй ступени. За 2 мин увеличение давления составило 80 кПа @,8 кгс/см2). При закрытии ручного регулирующего вентиля давление за 1 мин понижается на —40 кПа @,4 кгс/см2). Наступление режима влажного хода отмечали по резкому падению температуры нагнетания второй ступени — за 2 мин со 140 до 40°С—и изменению уровня шума от работающего компрессора в сторону низких частот. При этом отмечались резкие колебания давления всасывания второй ступени. Наибольшая скорость изменения давления 4 кПа/с [0,04 кгс/(см2-с)]. Характер изменения давления в промежуточном сосуде более плавный. В некоторые моменты времени наблюдались локальные превышения давления всасывания второй ступени над давлением в промежуточном сосуде до 15 кПа @,15 кгс/см2). Это явление может быть объяснено резким вскипанием отдельных част.иц жидкости, попадающих во всасывающую полость нагретого компрессора. Пульсирующий характер вскипания при больших перегревах исследован в работе [4]. Температура всасывания второй ступени (см. рисунок) меняется незначительно и плавно. В работе [6] предлагается защита от влажного хода по понижению температуры нагнетания, однако из приведенных графиков видно, что ее изменение относительно начала влажного хода происходит с большим запаздыванием (около 2 мин). В то же время начало развития влажного хода практически без запаздывания следует за резким понижением давления в промежуточном сосуде и на всасывании второй ступени. В работе [3 ] описано развитие процесса влажного хода в одноступенчатой установке и показан аналогичный характер изменения давления всасывания во времени. После Определения допустимой скорости изменения давления и взаимосвязи давлений всасывания и в промежуточном сосуде можно будет построить элементы автоматической защиты и разработать систему, обеспечивающую экономичные и безопасные режимы работы установки. Аналогичную задачу применительно к объектам теплоэнергетики решали ранее [7], в основном, экспериментальным путем. Были получены количественные характеристики предельных скоростей изменения давления. Техническая реализация возможных схем регулирования и защиты была затруднена из-за отсутствия простого и надежного прибора для измерения этих изменений. В последнее время создан принципиально- новый прибор — дифференциатор давления [1], предназначенный для преобразования скорости изменения давления в унифицированный выходной сигнал. Прибор работает по принципу использования прямого пьезоэффекта кристаллического кварца. Количественные значения указанных величин будут определены для объектов холодильной техники в результате совместного применения математического моделирования и экспериментальных ^исследований. Изменения параметров при этом будут записываться на многоканальном широкодиапазонном самописце. Из полученных критериев будут выбраны уставки для дифференциатора, при превышении которых срабатывает система защиты или сигнализации. Для сравнения давлений в промежуточном сосуде и всасывания будет применено реле разности давлений. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Вайнберг М. А., Зайгермахер Д. М., Плескачев А. А. НИИтеплоприбор на ВДНХ СССР. — Приборы и системы управления. 1978, № 5. 2. Геллер С. Л., Завелион Г. Е. Анализ качества проектов автоматизации и монтажа схем холодильной автоматики. — Холодильная техника, 1977, № 2. 3. Кендра Ю. С. Переходные процессы и анализ предпосылок влажного хода компрессора. — В кн.: Холодильная техника и технология, Киев, 1968, вып. 7. 4. М алых Н. В. Вскипание перегретых жидкостей.— Известия СО АН СССР, серия технических наук, 1974, № 3, вып. 1. 5. С е н я г и н Ю. Я. Предупреждение аварий аммиачных поршневых компрессоров. — Холодильная техника, 1978, № 2. 6. Ц и б а н о в B.C. Автоматическая противоаварий- ная защита двухступенчатых аммиачных компрессоров. М., Пищепромиздат, 1957. 7. III у м с к а я Л. С. Скорость изменения давления в барабанных котлах при нестационарных режимах. — Теплоэнергетика, 1954, № 4. 4 Холодильная техника № 6 25
УДК 621.575.577.036.7.001.5 Термодинамическая оценка работы абсорбционного водоаммиачного теплового насоса Канд. техн. наук Ю. Д. МАРУСЕЙЦЕВ, А. С. КАППЕ ЛЬ Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства Д-р техн. наук, проф. В. Ф. ЛЕБЕДЕВ Московский институт народного хозяйства им. Г. В. Плеханова Эффективность теплоэнергетических и холодильных установок оценивают с помощью технико-экономических и энергетических показателей. Важнейшим из них является критерий термодинамического совершенства, с помощью которого можно сопоставить действительную затрату энергии с минимально необходимой для получения заданного эффекта. Эксергетический анализ абсорбционной холодильной машины проводил ряд исследователей [1—4, 6]. Однако некоторые из них ограничились рассмотрением работы машины только при фиксированном режиме эксплуатации. Большой интерес представляет распределение значимости составляющих в общем балансе машины при изменении режимных параметров. Так, при понижении температуры кипения уменьшаются холодопроизводительность машины и расход теплоносителя, но при этом увеличивается удельная эксергия теплоносителя. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании абсорбционных тепловых насосов (АТН), приближая заданную температуру кипения к оптимальной. С понижением температуры кипения в абсорбционных холодильных машинах (АХМ) существенно перестраиваются рабочие процессы во всех ее аппаратах. Для поддержания интервала дегазации в оптимальных пределах и получения требуемой холодопроизводительности приходится повышать температуру нагрева в генераторе. В результате при неизменных температурных напорах теплообмен между греющим паром и раствором в генераторе перемещается в зону более высоких температур. Обратное явление наблюдается в испарителе для охлаждения теплоносителя, где температура кипения понижается. Известно [1 ], что потеря эксергии Ае при теплообмене определяется уравнением &e = Q—гт т Т0. с. A) где Q — тепловая нагрузка в испарителе; Tv Т2 — начальная и конечная температура теплоносителя; Т0. с — температура окружающей среды. Из уравнения A) видно, что величина Ае обратно пропорциональна квадрату средней температуры теплоносителя. Таким образом, с понижением температуры кипения эксергетические потери в генераторе должны уменьшиться, а в испарителе возрасти. Если АТН используют для получения горячей воды заданной температуры, то с понижением температуры кипения возрастают температурные напоры на горячем конце абсорбера и водяного холодильника растворов и, следовательно, эксергетические потери в этих аппаратах. Более сложная картина наблюдается в конденсаторе. Снижение температуры кипения при неизменных размерах ректификационных устройств несколько ухудшает качество очистки пара, и конденсация водоаммиачного пара при неизменном давлении осуществляется при повышенной температуре. Потеря эксергии, связанная с теплообменом при конечной разности температур, возрастает, несмотря на уменьшение тепловой нагрузки аппарата. В результате полная эксергетическая потеря в конденсаторе может увеличиться или уменьшиться в зависимости от степени влияния того или иного фактора. Авторами показаны результаты эксергетиче- ского анализа работы экспериментального АТН (рис. 1) на различных режимах, наиболее часто встречающихся в эксплуатационных Условиях. Необходимые для подсчета эксергии потоков расходы рабочих веществ и их параметры были определены экспериментальным путем. Анализировали работу следующих агрегатов экспериментального АТН: холодильного блока (испаритель, регулирующий вентиль, газовый переохладитель); абсорбера с водоаммиачным насосом; горячего блока (генератор со змеевиком обратной подачи, дефлегматор); конденсатора с водяным переохладителем; водяного охладителя раствора с водяным циркуляционным насосом. При проведении экспериментов определяли параметры, необходимые для расчета эксерге- тических потерь в каждом агрегате по следующим уравнениям. 28
fc* " A Рис. 1. Принципиальная схема экспериментального абсорбционного теплового насоса для одновременного получения холода и горячей воды: ; — куб генератора; 2 — поверхность нагрева; 3 — змеевик обратной подачи; 4 — колонна контактной ректификации; 5 — дефлегматор на растворе; 6 — водяной дефлегматор; 7 — конденсатор с водяным переохладителем; 8 — паровой переохладитель; 9 — испаритель; 10 — регулирующий вентиль; 11 — насос для раствора; 12 — абсорбер; 13 — водяной холодильник раствора; Т ^ — температура воды на входе в конденсатор; Т — температура воды на выходе из водяного холодильника раствора. Эксергетические потери в холодном блоке: Аех.б = Т0.с U>AsT. б-!2"), B) где D — расход хладагента; Asx. б — приращение энтропии хладагента в холодном блоке; Q0 — холодопроизводительность; Тр — средняя температура теплоносителя. Эксергетические потери в абсорбере: Деа = Т0. с {WAs w a - DAsa), C) где W — расход воды; AsW3L—приращение энтропии воды, нагреваемой в абсорбере; Asa — изменение энтропии рабочего вещества в процессе абсорбции (с учетом работы насоса для водоаммиачного раствора). Эксергетические потери в горячем блоке: Лег. б = Т-о. с i(DAsr, c+WAswr. б - 7^), D) где Asr.6 — приращение энтропии рабочего вещества в горячем блоке; Aswr. б—приращение энтропии воды, нагреваемой в водяном дефлегматоре; Qh — тепло, подводимое к генератору; Th — температура греющего пара. Эксергетические потери в конденсаторе: Лек - 7V с (WAsw к - DAsK), E) где Asw к — приращение энтропии воды, нагреваемой в конденсаторе и водяном переохладителе; 4* AsK — уменьшение энтропии рабочего вещества в* конденсаторе и водяном переохладителе. Эксергетические потери в водяном охладителе раствора: Лев. х = Г0. с (WAsw в. х - DAsB. x), F) где Asw в, Xj AsB.x — соответственно изменения энтропии- воды и рабочего вещества в водяном охладителе с учетом работы водяного насоса. Эксергию греющего пара, поступающего в генератор, определяли по уравнению Лег. п = Qh Th~TTu°'c G> 1 h и принимали за 100%. При охлаждении теплоносителя в испарителе и нагреве воды во всех аппаратах их эксергия возрастет. Приращение эксергии теплоносителя определяли по зависимости Agp = Q07Vc7T7''> . (8> Приращение эксергии воды, нагреваемой в АТН: Aew = W \iw - iw - ro. с (sw - Q], (9> где iw, sw — энтальпия и энтропия поступающей в АТН воды; iw, sw — энтальпия и энтропия нагретой в АТН воды. Для сравнения было подсчитано возможное приращение эксергии того же количества воды при непосредственном нагреве ее греющим паром, расходуемым на АТН. При этом температура T*w подогретой воды составит: К =7-; + %-, (Ю> где Тш — температура поступающей в АТН воды, а возрастание ее эксергии Г* где cw — теплоемкость воды. Распределение эксергии греющего пара между полезными потоками (охлажденный рассол, горячая вода) и эксергетические потери в агрегатах АТН показаны на рис. 2. Результаты экспериментов подтверждают изложенные выше предположения о влиянии температуры кипения на составляющие эксер- гетического баланса машины. Эксергетическая кривая генерируемого холода имеет максимум при температуре кипения Т0=258 К A3%). Пологий характер кривой свидетельствует о возможности эксплуатировать 27
юох 278 273 266 26J 258 253 Ш/к* Рис. 2. Эксергетические характеристики экспериментального АТН в зависимости от температуры кипения в испарителе: / — эксергия, получаемая теплоносителем; 2 — эксергия, получаемая водой при прямом нагреве; 3 — 2 — эксергия, получаемая водой в АТН; 4 — потери эксергии в генераторе; 5 — потери эксергии в конденсаторе; 6 — потери эксергии в абсорбере; 7 — потери эксергии в холодном блоке; 8 — потери эксергии в водяном холодильнике; машину на смежных режимах без заметного снижения ее экономичности. Эксергия, полученная горячей водой, практически одинакова на всех режимах и поэтому максимумы КПД машины и общего эксергети- ческого КПД совпадают. Общий эксергетиче- ский КПД исследованного АТН колеблется в пределах 37—43%. В то же время эксергетический КПД прямого нагрева воды греющим паром не превышает 26%. Большая часть эксергетических потерь относится к генератору. Даже при низких температурах кипения, где доля потерь эксергии минимальна, она составляет 23%, т. е. 45% всех УДК 621.565.945:E32.2-f533.6).001.5 Канд. техн. наук Д. Г. НИКУЛЬШИНА, Э. М. ПОПОВА, В. И. ДОЛЬСКАЯ, В. Н. ИЗОТОВ, В. А. ЛУЧИН Одесский технологический институт холодильной промышленности Ю. В. СТАРЫХ Завод «Океан» Наличие инея на теплопередающих поверхностях воздухоохладителей ухудшает их тепловые и аэродинамические характеристики. Один из способов уменьшения инееобразо- вания — гидрофобизация теплопередающих поверхностей созданием защитных пленок [3]. потерь. Аналогичные результаты были получены в работах [2, 4, 5]. Существующие конструкции генераторов (включая ректифицирующие устройства) еще далеки от совершенства, следовательно, еще имеются большие резервы повышения экономичности АТН и АХМ. Потери в холодном блоке, водяном охладителе и абсорбере примерно одинаковы и возрастают при снижении температуры кипения на 3—10%. Потери в конденсаторе равны 13—15%. Их дальнейшее снижение возможно в результате совершенствования систем очистки пара от примесей воды. Результаты проведенного анализа свидетельствуют о том, что абсорбционный тепловой насос имеет достаточно высокие эксергетические показатели, которые должны обеспечить ему широкое практическое применение в различных отраслях народного хозяйства. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Б а е р X. Термодинамика холодильного цикла с дросселированием. — В кн.: Эксергетический метод и его приложение, М., 1967. 2. К и н а н Д. Термодинамика. М., Энергия, 1963. 3. О н о с о в с к и й В. В., Ильин А. Я- Термодинамический анализ процессов обращенной абсорбционной машины. — Холодильная техника, 1965, № 4. 4. Шаргут Я. Эксергетический баланс абсорбционных холодильных установок. В кн.: Эксергетический метод и его приложение, М., 1967. 5. Шаргут Я-, Петела Р. Эксергия. М., Энергия, 1968. 6. Crass mann P. — Allg. Warmetechnik, 1959, 9, № 415. Весьма перспективны в качестве защитных покрытий кремнийорганические полимеры. Их отличительными свойствами являются: высокая гидрофобность, обусловленная направленной ориентацией радикалов в сторону, противоположную обрабатываемой поверхности; эксплуатационная устойчивость; экономичность. Нами использовалось двухслойное кремний- органическое покрытие КГ-1. Ничтожная толщина пленки, ориентированный характер полярных групп и органических радикалов, химическая фиксация покрытия на основе полисилок- сановой жидкости без специальной термической Исследование влияния гидрофобного покрытия на тепловые и аэродинамические характеристики воздухоохладителей 28
обработки придают его устойчивости специфический характер, обусловленный длительным процессом гидролиза, который способствует повышению прочности покрытия в период эксплуатации [1 ]. Опытные модели листоканальных воздухоохладителей с гидрофобным покрытием и без него испытывали в аэродинамическом кольце. Листоканальный воздухоохладитель представляет собой пакет панелей, объединенных с помощью гребенок так, что между ними образуются волнообразные каналы для прохода воздуха в поперечном по отношению к движению хладагента направлении (рис. 1). Интенсивность инееобразования в процессе работы воздухоохладителей оценивали по изменению их тепловых и аэродинамических характеристик. В качестве холодильной установки использовали двухступенчатый низкотемпературный агрегат ФДС-0,3 [2]. Воздухоохладители испытывали при температурах воздуха tB =—35-i—46°С, относительной влажности ф=60-^95% и скорости воздуха ш=4-М0 м/с. Тепловые балансы сводили по хладагенту, воздуху и электроэнергии, потребляемой электрогрелками. Расход хладагента определяли объемным расходомером; давления конденсации и кипения — образцовыми манохметрами и вакуумметрами с соответствующими пределами измерений; расход воздуха для каждого режима — с помощью трубки скоростного напора с микроманометром типа ММН; аэродинамическое сопротивление воздухоохладителя — дифманометром. Влажность воздушного потока регулировали изменением мощности парогенератора и контролировали прибором ИИГ-1. Температуры измеряли медь-константановыми термопарами по компенсационной схеме с низкоомным потенциометром Р-306. Тепловую нагрузку на аппарат создавали электронагревательными эл ментами типа ТНВ и регистрировали прибором К-50. Толщину слоя инея оценивали с помощью термопарных гребенок, расположенных в каналах воздухоохладителя. Погрешность измерений, по оценке авторов, не превышает 10%. Момент подачи пара в аэродинамическое кольцо считали началом отсчета времени работы воздухоохладителя при соответствующей влажности. По результатам испытаний установлены зависимости аэродинамического сопротивления и коэффициента теплопередачи воздухоохладителя от продолжительности работы или толщины слоя инея — Др=/ (т) и k=f (т). Результаты испытаний представлены на рис. 2—4. Рис. 1. Листоканальный воздухоохладитель в сборе, КВт/СмЧО 40 ~ ~~"~ 20 20 т 0 f 2 5 <t f 6 7 8 Г,Ч Рис. 2. Зависимость коэффициента теплопередачи от продолжительности работы аппарата при tB=—35°С; Ф=80%: воздухоохладитель без гидрофобного покрытия; воздухоохладитель с гидрофобным покрытием. Гч ^  "+-.. •^^ ******— КВт/(м2-К) 40 Рис. 3. Зависимость коэффициента теплопередачи от продолжительности работы аппарата при tB=—4б°С: 1, 3 — при ф = 80%; 2, 4 — при ф=95%; воздухоохладитель без гидрофобного покрытия; воздухоохладитель с гидрофобным покрытием. Ар, Па 1100 1000 300 800 700 600 \/ •"" \у ? ¦<1 W ^ ^" 2 А -""" ""* __. 1 / "* 1 | / 2 7 f,Y Рис. 4. Зависимость аэродинамического сопротивления аппарата при tB=—46°С: 1,3 — приф = 80%; 2, 4 — приф = 95%; воздухоохладитель без гидрофобного покрытия; воздухоохладитель с гидрофобным покрытием. 29
Как видно из графиков (рис. 2, 3), коэффициент теплопередачи воздухоохладителя с гидрофобным покрытием снижается значительно медленнее, чем воздухоохладителя без покрытия. Наиболее наглядно видно преимущество воздухоохладителя с гидрофобным покрытием при сравнении зависимостей аэродинамического сопротивления от продолжительности работы для обоих типов аппаратов. 'JaK, в режимах с ф= =0,8 (см. рис. 4) рост Ар для воздухоохладителя без покрытия значительно, в 3—5 раз, превышает темп роста этой величины для воздухоохладителя с покрытием КГ-1. Из графиков видно, что аппарат без покрытия забивался инеем через 2 ч после начала работы, а такой же аппарат с гидрофобным покрытием продолжал работать длительное время. Причем величина аэродинамического сопротивления стремилась к постоянному значению. На режимах «большой влажности» (см. рис. 4) Ф=95ч-98% воздухоохладитель * без покрытия забивался инеем после одного часа работы. Аналогичный аппарат с покрытием работал в 2— 2,5 раза дольше. Характер роста аэродинамического сопротивления для обоих аппаратов в этих режимах приближается к линейной зависимости, но угловые коэффициенты, а следовательно, и абсолютные значения аэродинамического сопротивления значительно отличаются. Необходимо отметить, что воздухоохладители работали в тяжелых тепловлажностных условиях. Кроме того, импульс силы, необходимый для отрыва частиц инея от поверхности, был недостаточным, так как в каналах воздухоохладителей скорость воздуха не превышала 5— 6 м/с. При оптимальных для листоканальных поверхностей скоростях воздушного потока 8— Т. И. РЯБУШЕВА, д-р техн. наук, проф. Э. И. ГУЙГО, канд. физ.-мат. наук Е. Б. ПЕТРУНИНА Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Хладагент R 218 (перфторпропан), имеющий вы- •сокую молекулярную массу и низкую температуру кипения при атмосферном давлении, перспективен для использования в холодильных центробежных компрессорах [6], однако его свойства изучены недостаточно. Таблицы термодинамических свойств перфторпропана [2, 8] 9 м/с и, учитывая, что сила отрыва частиц инея от поверхности, обработанной покрытием КГ-1, в 10—30 раз меньше, чем от поверхностей с обычным покрытием, следует ожидать, что срок работы воздухоохладителя с гидрофобным покрытием без оттаивания еще более увеличится, а тепловые и аэродинамические характеристики улучшатся по сравнению с аналогичными величинами, полученными при испытаниях. Таким образом, исследования показали, что в результате применения двухслойного кремний- органического покрытия на листоканальной поверхности воздухоохладителя значительно снижается интенсивность инееобразования. Это приводит к увеличению коэффициента теплопередачи в среднем на 25—30%; темп роста аэродинамического сопротивления снижается в 3—5 раз; увеличивается продолжительность периода работы воздухоохладителя между оттаиванием в 2—2,5 раза; снижаются эксплуатационные затраты, связанные с удалением льда и инея. Проблемы долговечности и обновления гидрофобного покрытия являются немаловажными при эксплуатации теплообменных аппаратов. Испытания, проведенные нами в течение шести месяцев, показали стабильность антиадгезионных свойств данного покрытия. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. В о р о н к о в Н. Г., Пащенко А. А. Гидро- фобизация. Киев, Наукова думка, 1973. 2. Никульшина Л. Г., Затирка И. Ф., Дольская В. И. Экспериментальное исследование листоканального судового воздухоохладителя. — В кн.: Холодильная техника и технология, Киев, «Техшка», 1973, вып. 17. 3. Т к а ч е в А. Г., Богомолов В. А. Сравнение работы воздухоохладителей с различными антикоррозийными покрытиями. — Холодильная техника, 1976, № 12. составлены в основном по данным Брауна [7], который исследовал его сжимаемость в диапазоне температур 333,15—439,15 К и давлений 1,8— 6 МПа, плотность кипящей жидкости при температурах 223,15—373,15 К, давление насыщенного пара в интервале 213,15—341,15 К, а также критическую температуру. Отсутствие измерений калорических свойств жидкости и плотного пара в широком диапазоне температур и давлений послужило основанием для исследования изохорной теплоемкости перфторпропана. УДК 621.564.25:536.7 Термодинамические свойства хладагента R218 30
Изохорная теплоемкость была измерена авторами методом непосредственного нагрева вещества на адиабатической калориметрической установке [1], усовершенствованной введением дополнительного капилляра. По данным хрома- тографического анализа жидкой фазы, хладагент содержал 99,84% основного продукта. Исследование проведено на двух квазиизохорах (^!= 1,010, и2=2,64 см3/г) в двухфазной и однофазной областях в диапазоне температур от 173,15 до 383,15 К. Получено свыше 50 опытных точек. Расчетная относительная погрешность опытных данных не превышала 0,3%.. Разброс опытных точек относительно осредняющих кривых находился в пределах оцененной погрешности. Сглаженные значения изохорной теплоемкости cv в двухфазной области были пересчитаны на линию насыщения cv дв. Результаты пересчета представлены в тал. 1. Там же указаны опытные значения производной d2psldT2, найденные из тождества (dcvldv)r = Т (d2pJdT2) с точностью 10% в интервале температур 183,15— 213,15 К, и с точностью 1—5% в интервале 223,15—333,15 К. Таблица 1 т, к 183,15 193,15 203,15 213,15 223,15 233,15 243,15 253,15 U . get 0,8755 0,8975 0,9158 0,9261 0,9474 0,9695 0,9904 1,0120 d*ps/dTz, Па/К2 30,0 46,0 65,5 96,5 132,0 162,0 205,0 249,0 т, к 263,15 273,15 283,15 293,15 303,15 313,15 323,15 333,15 Я и. 1,0359 1,0794 1,0858 1,1124 1,1430 1,1806 1,2316 1,3080 d*ps/dT\ Па/К2 293 336 385 439 505 582 661 775 В табл. 2 приведены значения изохорной теплоемкости хладагента cv в однофазной области, измеренные на тех же квазиизохорах. С помощью квазистатических термограмм для перфторпропана были получены следующие удельные объемы на линии насыщения: v\ - 1,012±0,001 см3/г при Т = 336,87 К; »о = 2,648±0,003 см3/г при Т = 341,96 К; v3 = 5,120±0,006 см3/г при Т = 325,65 К. Сравнение опытных значений изохорной теплоемкости с'х с рассчитанными по таблицам [2, 8] показало, что наибольшие расхождения (до 50% при 7=183,15 К) наблюдаются с данными расчета по таблицам [8]. В диапазоне темпе- Таблица 2 Жидкость т, к 338,85 342,34 346,22 v- 103, м3/кг 1,012 1,013 1,014 0,9153 0,9081 г 0,9061 Пар т, к 347,57 352,42 357,76 371,58 382,09 и-103, м3/кг 2,652 2,654 2,657 2,658 2,659 Я U 0,9416 0,9348 0,9300 0,9205 0,9128 ратур 193,15—243,15 К расхождения с таблицами [2, 8] порядка 10%, а в диапазоне 253,15— 333,15 К — не превышают 5%. Таким образом, измерения изохорной теплоемкости показали, что имеющиеся таблицы для этого вещества нуждаются в уточнении. Нами составлено уравнение кривой упругости: п где т = Г/Гкр; 7кр = 345,05 К. Аппроксимация р, Т-данных Брауна и опытных значений d2ps /dT2 проведена по методу наименьших квадратов. Минимизируемый функционал имел следующий вид: 1 N* 1 + ^~ J,^[(^P.c,"("^")on] ' где Nt и No — число опытных точек; tii — статистический вес точки. Значения коэффициентов в уравнении A) оказались равными: *_! = 1,72547, х3 = 193,49878, *о = 4,86151, х4= —625,25021, хг = —38,95275, хъ = 605,70395, х2 = 50,14255, х6 = — 163,38327. Включение члена х A—тI'5 в уравнение A) обеспечивает равенство d2ps /dT2 бесконечности в критической точке и в то же время не усложняет математической обработки опытных данных. Среднеквадратичные отклонения опытных давлений ps и производной d2ps /dT2 от рассчитанных по уравнению A) не превышают соответственно 0,3 и 5%, в то время как для уравнений, рекомендуемых в работах [2, 7], расхождения по d2ps /dT2 достигают нескольких десятков процентов, особенно в низкотемпературной области. С работой [5] согласование по d2pJdT2 находится в пределах оцененной погрешности. 31
7% = Гкр + V л7A-р7Ркр)/: Л3 = 54,1967 Аь= —9,78699 Л4 = 14,9981 Л6 = —8,59722 Л7= —1,87378 Расхождения между экспериментальными и опытными значениями плотности кипящей жидкости не превышали 0,1%. Искомое уравнение состояния принято в форме, рекомендуемой в работе [4]. Для жидкости оно имеет вид: '-'¦+',|ДЧ'-^У(-г&)'. <2> для газовой области, как указано в работе [4], оно приводится к обычной вириальной форме: Р /л Sj=»l i -yRT-x + 2 2 *u-Jr-, (з) где fl = 44,216-103 Па.см3/(г-К). Поиск оптимального набора коэффициентов осуществлялся на основании совместной обработки разнородных экспериментальных данных. При аппроксимации учитывали опытные данные ОТИПП по сжимаемости жидкости, опытные точки Брауна и значения cv в однофазной области, полученные в настоящей работе. Было обеспечено также выполнение правила Максвелла на десяти выбранных изотермах при 173,15— 333,15 К с равномерным шагом через 20 К. Значения коэффициентов преде тавлены в табл. 3. Среднеквадратичное расхождение о между результатами экспериментальных исследований Т а б л и ца 4 т, к 173,15 183,15 193,15 203,15 213,15 223,15 233,15 243,15 253,15 263,15 273,15 283,15 293,15 303,15 313,15 323,15 333,15 345,05 Р- 10~5, Па 0,0164 0,0397 0,0862 0,1706 0,3130 0,5383 0,8770 1,3647 2,0422 2,9550 4,1536 5,6927 7,6312 10,031 12,960 16,481 20,670 26,621 Р", кг/м3 0,214 0,490 1,009 1,903 3,336 5,512 8,674 13,12 19,24 27,50 38,56 53,27 72,85 99,05 134,60 184,40 260,20 628,00 Р\ кг/м3 1824,3 1792,4 1760,1 1727,0 1692,9 1657,8 1621,3 1583,1 1543,0 1500,5 1455,1 1406,3 1352,9 1293,7 1226,1 1145,5 1039,7 628,0 i", кДж/кг 530,95 536,60 542,49 548,61 554,92 561,40 567,99 574,60 581,17 587,58 593,75 599,55 604,91 609,70 613,83 617,13 619,05 606,30 i''» к Д ж/кг 405,54 413,87 422,87 431,72 440,67 449,82 459,22 468,89 478,89 489,25 500,00 511,15 522,72 534,73 547,28 560,62 575,43 606,30 г, кДж/кг 125,41 122,73 119,62 116,89 114,25 111,58 108,77 105,71 102,28 98,33 93,75 88,40 82,19 74,97 66,55 56,51 43,62 0,00 Я 0,8837 0,8763 0,8733 0,8740 0,8776 0,8835 0,8911 0,8998 0,9092 0,9187 0,9281 0,9368 0,9446 0,9512 0,9564 0,9597 0,9698 1,3326 s', кДж/(кг-К) 0,5745 0,6212 0,6691 0,7137 0,7567 0,7986 0,8397 0,8802 0,9203 0,9602 1,0000 1,0397 1,0793 1,1190 1,1590 1,2000 1,2439 1,3326 кДж'(кг-К) 10,973 9,402 8,059 7,011 6,168 5,482 4,920 4,455 4,062 3,723 3,423 3,151 2,899 2,664 2,445 2,249 2,089 ..' и. 0,545 0,916 0,886 0,886 0,903 0,924 0,949 0,977 1,008 1,043 1,077 1,111 1,143 1,175 | 1,213 I 1,271 1,382 Таблица 3 Значения коэффициентов в уравнениях состоянии 011 fl1? «13 flu АоО а?л а?,?, #23 fl30 «31 аМ #40 я л ai2 жидкости = —43,3625 = — 105,6860 = —216,4992 = 39,6101 = 105,8382 = — 373,3987 = 168,7974 = 767,6071 = — 488,2675 = 1173,1609 = 3195,7643 = —76,7738 = 31,0418 = 168,2378 &01 ьоъ Ь<K &04 ^05 Ьи ьл?, ь1ч Ь,4 *15 ьп Ь,, ь„ ьы газа = — 19,71222 = 237,62659 = — 686,89159 = 286,68985 = 293,12844 = 73,85819 = — 806,57568 = 2429,3494 = — 353,05922 = 665,82908 = — 102,63114 = 936,25143 = — 2891,7991 = 1988,9321 Ь*Ц = ь31 = *„~ ЪЪЪ = ^34 = ьи = ^42 = 374,14392 58,13804 — 378,57653 1153,0219 — 926,68592 — 11,42771 11,18648 В 1978 г. в Одесском технологическом институте пищевой промышленности им. М. В. Ломоносова измерена сжимаемость жидкого пер- фторпропана методом гидростатического взвешивания в диапазонах температур 133,15— 313,15 К и давлений 2,5—50 МПа с точностью не более 0,09%. Выполненная нами экстраполяция изотерм сжатой жидкости до пересечения с кривой упругости позволила определить плотность кипящей жидкости в этом диапазоне температур. При аппроксимации данных Брауна, результатов проведенной экстраполяции и опытного значения р' при Г=336,87 К были найдены коэффициенты уравнения [3] 32
p, v, Т-зависимости перфторпропана и расчетными данными по уравнению B) составляет 0,15%, по уравнению C) — 0,35%. Отклонения расчетных значений изохорной теплоемкости c'vhb 0T опытных составляет 5% при температурах 333,15 и 183,15 К. В диапазоне 323,15—193,15 К отклонения не превышают 3%. Среднеквадратичное расхождение с опытными данными по изохорной теплоемкости в однофазной области равно 0,5%. С помощью полученных уравнений A)— C) рассчитаны таблицы термодинамических свойств перфторпропана в состоянии насыщения в диапазоне температур 173,15—345,05 К и таблицы термодинамических свойств перегретого пара и сжатой жидкости (по изотермам) в диапазоне 173,15—473,15 К. Энтальпия и энтропия кипящей жидкости при 0°С приняты соответственно равными 500 кДж/кг и 1 кДж/(кг-К). В табл. 4 приведены при различных температурах Т давление насыщения р, плотность р, энтальпии i, энтропии s, изохорные теплоемкости cv^B для кипящей жидкости и сухого насыщенного пара (обозначены соответственно ' и "), а также теплота парообразования г. по их составу Канд. техн. наук В. П. ЛАТЫШЕВ, М. Н. ГРИЦЫН, Н. А. ЦИРУЛЬНИКОВА Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Платность относится к числу важных свойств пишевых продуктов, достоверные данные о которых нужны для расчетов тепло- и массообмена. Для расчета плотности в первом приближении продукты рассматривают как смесь компонентов, определяющих их состав [3]. Продукт находится в равновесии с окружающей его средой с температурой Г, К и давлением р, Па. Компоненты изменяют объем в зависимости от температуры и давления. При этом масса продукта сохраняется. При растворении компонентов друг в друге их суммарный объем не меняется. В таком случае плотность продуктов рассчитывают как плотность смесей по широко известной формуле [3], основанной на представлении, что удельный объем смеси равен сумме произведений массовых долей на удельные объемы компонентов. Эта формула имеет вид: _L = lla_A.., ,_k A) Р Pi ' Р2 ' ••" ' Рп ' ^ ' СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Изохорная теплоемкость аммиака/А. В. Клейкий, Т. И. Рябушева, Н. С. Ершова, Л. П. Бруй. — Холодильная техника, 1973, № 8. 2. К л е ц к и й А. В., Ц у р а н о в а Т. Н. Термодинамические свойства фреона 218. — В кн.: Холодильная техника и технология, Киев, 1970. Вып. 9. 3. Клецкий А. В. Уравнение состояния жидкого фреона-22. — В кн.: Техника низких температур, Л., 1971. 4. Клецкий А. В. Структура взаимосогласованных уравнений состояния хладагентов. — В кн.: Машины и аппараты холодильной криогенной техники и кондиционирования воздуха. Л., 1976. 5. Перед ьштейн И. И., Парушин Е.Б. Обобщенные температурные зависимости для давления насыщенных паров и плотности кипящей жидкости. — В кн.: Термодинамические свойства важнейших рабочих веществ холодильных машин. М., 1976. 6. Чистяков Ф. М. Холодильные турбоагрегаты. М., Машиностроение. 1967. 7. Brown J.—J. Chem. Eng. Data, 1963, N« 8. 8. F a n g F., Joffe J. — J. Chem. Phys., 1967, vol. 47. где ?i> ?2> •••» ?n —массовые доли компонентов в смеси, п причем ^ h = 1 ; Р> Pi> Рг» •••» 9п — плотность соответственно продукта и его компонентов. Применим формулу A) для расчета плотности молочных продуктов, говядины и свинины. При этом принимаем, что число компонентов п=4 (сухие обезжиренные вещества, жир, вода, лед). Тогда формула A) примет вид: где р, рс, Рж> Рв> Рл — плотность соответственно продукта, сухих обезжиренных веществ, жира, входящего в состав продукта, воды и льда, кг/м3; !о 1ж> ?в — массовые доли соответственно сухих обезжиренных веществ, жира, входящего в состав продукта, воды; со— доля вымороженной воды; определяется по соотношениям, полученным во ВНИХИ [7]. Плотность сухих веществ рассчитываем по опытным данным для плотности продукта и известным плотностям жира, воды и льда. Полученное значение плотности относим к монолит- уд к 637.053.001.24 Метод расчета плотности мясных н молочных продуктов 33
ной частице сухого обезжиренного вещества. Экспериментально это значение может быть проверено по измерению плотности идеально спресованных сухих обезжиренных веществ. В случае пористости е компонента плотность определяют по соотношению Рс = Рс6A-е), C) е=-^ ¦ D) где рс&, Vt — плотность и объем пористого продукта; V — плотность и объем монолитного продукта. Плотность компонентов рассчитывают по следующим соотношениям. По литературным данным [7], плотность льда подчиняется зависимости: при 173,15^7^273,15 рл = 916,8 [1 — 1,53- Ю-4 (Г — 273,15) ]. E) Табулированные данные по плотности дистиллированной воды [8] аппроксимированы уравнением: рв= 1000 — 48,6-Ю-3 | Г —277,15 | — 4,01-10—3 (Г — — 277,15J. F) Опытные данные ВНИХИ по плотности свиного жира аппроксимированы зависимостями: при 273,15^ Г< 373,15 65 Рж.св.= 928,9 — 0,148 Г + ехр 0,105 (Г — 273,15); G) при 77^7^273 Рж-св= 1052 —0,3774 Г. (8) Плотность монолита сухих обезжиренных веществ молока рассчитана по плотности молока (?в=0,875, 1Ж=0,037), по данным [I], и молочного жира (|ж =0,993, 1В =0,005), поданным [б]: при 273<Г<313 РсОМО = 2502A-1,2-Ю-з Г); (9) при 313<Т<353 Рсомо = 1711 О - °>292' 10~3 7)« 0°) Плотность молочного жира рассчитана по плотности сливок (Нв=0,151, ?ж =0,834) по данным [12] и определенному по формуле (9) Рсомо' при 273<Т<333 Рж.м = 932 — 0,4286 (Т — 273,15) — 6,75-10~3 (Т — — 273,15J; A1) при 333^74373 Ржм = 908 — 0,4286G-273,15). A2) Для выполнения расчетов плотности сухих обезжиренных веществ во ВНИХИ по методике авторов была исследована плотность натуральной говядины (?в=74,9%, |ж=2,5%) и вареной 34 (SB=54,6%, ?ж = 1,2%) в течение 1 ч до полной готовности, натуральной свинины (?в=71,3%, |ж=7,1%) и вареной (?в=57,2%, ?ж=4,3%). По опытным данным и данным по плотности говяжьего жира [9] была рассчитана для диапазона 77—373 К плотность сухой обезжиренной натуральной говядины: р== 1551 A —0,225-Ю-3 Г), A3) сухой обезжиренной натуральной свинины: р== 1770A —0,645-Ю-3 Г), A4) сухой обезжиренной вареной говядины: р = 1394A —0,25Ы0~3Г), A5) сухой обезжиренной вареной свинины: р = 1659 A — 0,688- Ю-3 Т). A6) На рис. 1 дано сравнение расчетных и ранее опубликованных значений плотности компонентов. Предложенные зависимости плотности от температуры позволили расширить температурный диапазон применимости формулы A) и таким путем повысить достоверность результатов расчетов. На рис. 2, 3 приведено сравнение рассчитанных по формуле A) значений плотности сливок, сливочного масла, натуральных и вареных говядины и свинины со значениями, опубликованными в литературе [4, 10—12], и опытными данными авторов. Расчетные значения плотности совпадают с опытными и опубликованными в пределах точности последних. Следователь- 200 250 300 350 Т,К Рис. 1. Плотность компонентов мясных и молочных продуктов: 1 — COMO [3]; 2 — COMO (расчетные данные); 3 — сухие обезжиренные вещества натуральной говядины (расчетные данные); 4 — сухие обезжиренные вещества натуральной свинины (расчетные данные); 5 — сухие необезжиренные вещества натуральной говядины и свинины [11]; 6 — молочный жир (расчетные данные); 7 — молочный жир [4 ]; 8 — молочный жир [2 ].
Рис. 2. Плотность натуральной и вареной говядины и свинины: а _ область субкриоскопических температур; б — область су- перкриоскопических температур; /, 2, 3, 4 — расчетные зависимости плотности соответственно вареной говядины, вареной свинины, натуральной говядины, натуральной свинины; 5 — говядина натуральная, упитанность выше средней (?в = 74,5%) [11]; 6 — натуральная свинина (?в = 76,8%) [ll]; 7 — натуральная говядина, упитанность ниже средней, (|в=78,5%) [11]; 8 — измельченное жилованное говяжье мясо высшего сорта [б]; 9 — измельченное жилованное говяжье мясо I сорта [6 ]; 10 — измельченная нежирная свинина [б ]; О ~ говядина натуральная; # — говядина вареная; П — свинина натуральная; Ц — свинина вареная. но, формула A) может быть применена к молочным и мясным продуктам в широком диапазоне температур. Уточненные и определенные авторами зависимости плотности компонентов от температуры и метод аддитивности могут быть рекомендованы для расчета плотности мясных и молочных продуктов по их составу. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Барановский Н. В. Пластинчатые теплообменники пищевой промышленности. М., Машгиз, 1962. 2. И н и х о в Г. С. Биохимия молока. М., Пище- промиздат, 1956. 3. Кук Г. А. Пастеризация молока. М., Пищепром- издат, 1951. 4. Л и п а т о в Н. Н. Сепарирование молока. М., Пищепромиздат, 1960. 5. Производство молочного жира за рубежом УДК 637.5.82.004.16:629.1-444.72 3. И. ЖОКИНАг Т. П. НИЦЕНКО, Л. Д. АФОНИНА, Н. И. ПАПИНА Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности С 1 октября 1978 г. введены в действие новые нормы естественной убыли мяса и мясопродуктов при перевозках в авторефрижераторах. *~-~ ys=J5=*x——-- 1 5 U\ L_ I I J 275 300 325 350 Т, К Рис. 3. Плотность сливок и сливочного масла: i — сливки жирностью 35% [12]; 2 — расчетная плотность сливок (gB = 35%), 3 — сливки жирностью 60% 112 J; 4 — расчетная плотность сливок (?ж = 60%); 5 — сливочное масло, полученное в маслоизготовителе периодического действия (?в = = 16%, I =82,5%) [10]; 6— расчетная плотность сливочного масла (|ж = 82,5%). и топленого масла в СССР. М., ЦНИИТЭИмясомол- пром, 1971. 6. Разработка поточно-механизированного процесса приготовления фарша для производства вареных колбас/Л. П. Лаврова, В. П. Воловинская, Н. Д. Кравченко и др. — В кн.: Труды ВНИИМПа, 1959, вып. 9. 7. Рекомендации по расчетам теплофизиче- ских свойств пищевых продуктов. М., В НИХ И, 1977. 8. Справочник химика. Т. 1. М., Л., Госхим- издат, 1962. 9. Теплофизические характеристики пищевых продуктов и материалов. Справочное пособие. Под ред. проф. А. С. Гинзбурга. М., Пищевая промышленность, 1975. 10. Харламов С. Объемный вес фасованного сливочного масла. — Молочная промышленность, 1962, № 3. 11. Чернее ва Л. И. Исследование тепловых свойств пищевых продуктов. М., Госторгиздат, 1956. 12. Ч у б и к И. А., М а с л о в А. М. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов. М., Пищевая промышленность, 1970. Нормы естественной убыли установлены на остывшее, охлажденное, мороженое мясо, полукопченые, варено-копченые и вареные колбасы, мороженые субпродукты, мясокопчености, мясную кулинарию, мясо птицы, жир-сырец, шпик. 35 Новые нормы естественной убыли мяса и мясопродуктов при перевозках в авторефрижераторах
Утвержденные нормы являются контрольными и применяются в тех случаях, когда при приемке груза, перевозимого в авторефрижераторах, обнаружена фактическая недостача, которая определяется путем сопоставления массы продукта, указанной отправителем (изготовителем) в сопроводительном документе, с фактически принятой массой продуктов, зафиксированной в приемном акте (получателем). Документ распространяется на предприятия государственной и кооперативной торговли, мясной промышленности, а также на автотранспортные предприятия независимо от их ведомственной подчиненности. Нормы разработаны Всесоюзным научно- исследовательским институтом холодильной промышленности (ВНИХИ) Минмясомолпрома СССР и его Северо-Кавказским отделением, Всесоюзным научно-исследовательским институтом экономики торговли и систем управления (ВНИИЭТсистем — головная организация) Министерства торговли СССР и Центральной научно-исследовательской лабораторией (ЦНИЛ) Министерства автомобильного транспорта РСФСР на основе экспериментальных материалов, полученных в результате опытных перевозок мяса и полукопченых колбас в авторефрижераторах с предприятий мясной промышленности на распределительные холодильники Московской городской конторы Росмясомол- торга, а также на основе отчетных данных распределительных холодильников и данных опытных перевозок мяса, выполненных проектно- конструкторским и технологическим бюро (ПКТБ) Минмясомолпрома Киргизской ССР. Естественную убыль мяса и полукопченых колбас при перевозках в авторефрижераторах определяли двумя методами: опытно-производственным и опытно-статистическим. Первый заключался в экспериментальном определении фактической естественной убыли при перевозках мяса и мясопродуктов в авторефрижераторах; второй — в анализе и обобщении отчетных материалов о фактической естественной убыли мяса и мясопродуктов при промышленных перевозках в авторефрижераторах. Опытные перевозки проведены с мясокомбинатов, расположенных на различном расстоянии от Москвы B00, 300, 500, 800, 1200, 1400 км), на распределительные холодильники №1,7, 9, 10 Московской городской конторы Росмясомол- торга в теплое (май — октябрь) и холодное (ноябрь — апрель) время года. Формирование и отгрузка опытных партий продуктов и приемка их на холодильниках проводились комиссиями из представителей ВНИХИ, СКО ВНИХИ, ВНИИЭТсистем, ЦНИЛа, а также мясокомбинатов (при отгрузке) и холодильников (при Приемке). Всего было перевезено более 100 опытных партий мяса и полукопче«ых колбас общей массой более 600 т. Температура отгруженных продуктов соответствовала требованиям нормативно- технической документации и составляла: мяса остывшего 7—13°С, охлажденного 1,5—4°С, мороженого —6-. 13°С, колбас полукопченых 3—4°С. Температура воздуха в кузове авторефрижератора и температура мяса и мясопродуктов соответствовали требованиям, предъявляемым к перевозке скоропортящихся продуктов этим видом транспорта. Проанализированы и обобщены отчетные данные распределительных холодильников Москвы, Ленинграда, Минска за 1974—1975 гг. о фактических размерах потерь указанных продуктов при перевозках в авторефрижераторах. Всего было подвергнуто анализу около 6000 партий продуктов (одна партия продуктов — один рефрижератор). Кроме того, проанализированы и обобщены материалы по естественной убыли охлажденного мяса ПКТБ Минмясомолпрома Киргизской ССР, полученные при опытных перевозках в условиях Киргизской ССР. Нормы естественной убыли по основным видам мяса и мясопродуктов, имеющим наибольший объем перевозок, приведены в таблице. Нормы естественной убыли при перевозке в авторефрижераторах мяса и мясопродуктов, кроме мороженого мяса и субпродуктов, установлены едиными независимо от времени года; для мороженого мяса и субпродуктов — даны в зависимости от теплого и холодного периодов и приведены в процентах к массе нетто отгруженного продукта. По сравнению с действующими нормами (средними за теплый и холодный периоды года), предусмотренными для перевозок обычным автомобильным транспортом, нормы естественной убыли охлажденного и остывшего мяса при перевозках в авторефрижераторах на расстояние от 50 до 500 км ниже в среднем на 12%, на расстояние более 500 км—на 24%. Нормы для вареных колбас при перевозках свыше 50 км ниже в среднем на 10%; для сарделек и сосисок установлены на 20% выше норм, предусмотренных для вареных колбас; для полукопченых колбас — на уровне действующих норм для обычного автомобильного транспорта, но усредненных за оба периода года. Установлено, что при перевозке сырокопченых колбас естественная убыль отсутствует. Также отсутствует естественная убыль при перевозке мороженого мяса и субпродуктов в теплый период года на расстояние до 500 км. При перевозке же этих продуктов в холодный период года на расстояние до 500 км, а в теплый и холодный периоды—свыше 500 км нормы естественной убыли снижены по сравне- 36
Продукт Мясо остывшее и охлажденное (в тушах, полутушах, четвертинах и торговых отрубах) Мясо мороженое (в тушах, полутушах, четвертинах и торговых отрубах) Колбасы вареные Колбасы полукопченые и варено-копченые Дальность перевозки, км До 50 От 51 до 100 От 101 до 500 Более 500 До 50 От 51 до 100 Более 100 Более 500 До 50 От 51 до 100 Более 100 До 50 От 51 до 100 Более 100 Период года В течение года То же » Холодный То же » Теплый В течение года То же » В течение года То же » Норма естественной убыли, % к массе нетто продукта 0,05 0,08 Увеличивается на 0,03 на каждые 100 км Увеличивается на 0.02 на каждые 100 км 0,02 0,04 Увеличивается на 0,01 на каждые 100 км 0,01 на каждые 100 км 0,08 0,12 Увеличивается на 0,05 на каждые 100 км 0,05 0,09 I Увеличивается на 0,02 на каждые 100 км нию с указанными выше действующими нормами. Предусмотрены также нормы естественной убыли мяса птицы, упакованного в полимерные пленки, мороженого мяса в блоках, упакованного в ящики и короба из гофрированного картона, полимерную пленку и другие виды упаковки. При перевозке пищевого топленого жира нормы естественной убыли не применяются, так как данный продукт выпускается в расфасованном виде. Введение в действие разработанных норм естественной убыли позволит более правильно оценивать фактические потери мяса и мясопродуктов при перевозках в авторефрижераторах. Расчетная экономия от введения в действие этих норм составит при перевозке 1000 т как остывшего, так и охлажденного мяса— 650 руб.; мороженого мяса—380 руб.; вареных колбас — 970 руб. В разработке норм естественной убыли мяса и мясопродуктов при перевозке в авторефрижераторах участвовали: 3. И. Жокина, Т. П. Ни- ценко, Н. И. Папина, Л. Д. Афонина — ВНИХИ; В. П. Ванькевич, В. С. Коротаева, В. В. Булычева — ВНИИЭТсистем; А. А. Го- рынина, Н. Н. Дмитриенко, Е. А. Ратова — СКО ВНИХИ; В. А. Трегубов, Л. Н. Буянова, Н. Л. Горелова — ЦНИЛ.
НОВЫЕ ВИДЫ ПРОДУКЦИИ УДК 663.67 Мороженое «Полюс» Канд. техн. наук Ю. А. ОЛЕНЕВ, Н. Н. ШПЯКИНА Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Мороженое «Полюс» разработано Всесоюзным научно-исследовательским институтом холодильной промышленности в соответствии с требованиями рационального использования пищевого сырья и сбалансированного питания. Мороженое указанного вида имеет приятный вкус, достаточную сладость, а также эластичную консистенцию. По содержанию сухих веществ оно приближено к сливочному мороженому в результате введения дополнительного количества желирующего картофельного крахмала, что, в свою очередь, повысило вязкость смеси и способствовало при ее фризеровании и закаливании мороженого формированию мелкокристаллической структуры продукта. Содержание сухого обезжиренного молочного остатка составляет 10%, энергетическая ценность мороженого «Полюс» без наполнителя — 6722 кДж/кг., Для приготовления мороженого «Полюс» используется молоко коровье и продукты его переработки, сахар-песок, желирующий картофельный крахмал, ванилин, орехи, плоды и ягоды в соответствии с отраслевым стандартом на мороженое. По физико-химическим показателям мороженое «Полюс» должно отвечать следующим требованиям: Без наполни- п С плодами теля Ореховое и ЯГОдаМи Содержание, % жира, не менее 8,0 7,5 6,6 сахарозы, не менее 12,0 11,3 14,0 сухих веществ стабилиза- 2,0 1,9 1,6 тора желирующего картофельного крахмала, не менее всего сухих веществ, не 32,0 35,8 31,7 менее Кислотность, °Т, не более 22,0 22,0 50,0 Вкус и аромат мороженого чистый, характерный для данного вида продукта и используемого для его изготовления сырья, без посторонних привкусов и запахов; консистенция однородная по всей массе мороженого (без ощутимых кристаллов льда, комочков жира и стабилизатора), достаточно плотная; цвет— ровный, характерный для данного вида мороженого. По микробиологическим показателям мороженое «Полюс» должно соответствовать следующим требованиям: общее количество микробов в 1 мл не должно превышать 100 тыс. для всех видов мороженого; титр кишечной палочки допускается не ниже 0,3 (при посеве в трех пробирках по 0,1 мл в каждую кишечную палочка допускается не более как в одной пробирке); должны отсутствовать патогенные микроорганизмы. Мороженое «Полюс» следует хранить на предприятиях не более двух месяцев. При выпуске с предприятия температура мороженого должна быть не выше —12°С, при транспортировке необходимо поддерживать указанную температуру. В торговой сети допускается хранить мороженое при температуре не выше —12СС не более 5 дней. Мороженое «Полюс» выпускается весовое и фасованное порциями по 50 и 100 г: брикеты без глазури с вафлями и без вафель (в этикетках или пакетиках), бумажные стаканчики с бумажными крышками, вафельные стаканчики (в этикетках, пакетиках, а также маркированных бумажных салфетках без упаковки). Техническая документация (ТУ 49 406—77) на мороженое «Полюс» утверждена Минмясо- молпромом СССР. Экономический эффект от внедрения мороженого нового вида составляет 10 руб. на 1 т. Мороженое «Полюс» освоено Сочинским мол- комбинатом, Волжским гормолзаводом (Марийская АССР) и Таллинским холодильником № 1. 38
В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ В свете решений июльского и ноябрьского A978 г.) Пленумов ЦК КПСС большое значение имеет проблема сокращения потерь при хранении пищевых продуктов, в том числе овощей и фруктов. В связи с этим особую актуальность приобретают теоретические исследования процессов, происходящих в штабелях продуктов при холодильном хранении и влияющих на их усушку. Проф. В. 3. Жаданом предложена термодинамическая теория указанных процессов, которая оспаривается некоторыми специалистами. Учитывая пользу всестороннего обсуждения этого важного вопроса, редакция открывает дискуссию по термодинамической теории публикацией статей проф. В. 3. Жадана и проф. А. А. Гоголина. Редакция обращается ко всем специалистам с просьбой принять участие в данной дискуссии. УДК 621.036.7.001.1.006.5 Термодинамическая теория тепловлажностных процессов в камерах холодильников Д-р техн. наук, проф. В. 3. ЖАДАН Одесский технологический институт холодильной промышленности ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1. Испаряющая влагу поверхность пищевых продуктов, подвергающихся холодильному хранению, всегда меньше общей геометрической поверхности. «Сухие» (практически паронепроницаемые) участки покровного слоя (например, пергаментообразные корочки подсыхания на мясе, восковой налет на поверхности фруктов), выделяющие при охлаждении явное тепло, чередуются с «влажными» участками, выделяющими скрытое тепло, связанное с потерями влаги. 2. Прерывистая подача рабочего тепла в охлаждающие приборы (периодическое оттаивание их, позиционная система регулирования) обусловливает колебания температуры воздуха и хранящегося в камере продукта. Фазы нагревания продукта . чередуются с фазами охлаждения, вызывающего потери влаги. Продукт выступает в роли промежуточного теплоносителя в передаче к охлаждающим приборам значительной части тепла, проникающего через ограждающие конструкции камеры. По данным разных исследователей, амплитуда колебания температуры хранения мороженого мяса составляет 2—4°С [9] вместо допустимых ±0,5°С, а в отдельных случаях достигает 5°С в течение двух—трех дней [7]. По результатам многолетних наблюдений установлено, что среднесуточная температура воздуха в камерах хранения фруктов колеблется от—0,1 до 3,4°С [2]. Амплитуда колебаний температуры продукта при цикличной работе холодильной машины может достигать ГС и выше [1]. Из опыта известно, что паронепроницаемое укрытие штабелей снижает, но не исключает усушки: влага конденсируется в фазах охлаждения в нарастающем количестве на внутренней поверхности укрытия и в прилегающем к нему слое продукта. 3. Поскольку при холодильном хранении все пищевые продукты подвергаются пульсирующему охлаждению и их объединяет идентичная в теплофизическом отношении микроструктура покровного слоя, возникает возможность описать единым принципом (одной обобщенной расчетной формулой) процессы влагообмена при охлаждении, замораживании и холодильном хранении продуктов животного и растительного происхождения, независимо от системы охлаждения. 4. Влагообмен в камерах холодильников можно рассматривать двояко: как процесс поверхностного испарения влаги в воздух (традиционная трактовка) и как процесс обработки вентилирующего воздуха участками явного и скрытого тепла покровного слоя охлаждаемых продуктов, что составляет сущность термодинамической теории. 5. На пищевые продукты с монотонной структурой поверхности (например, фрукты и овощи, поступающие на замораживание непосредственно после мойки) термодинамическая теория тепловлажностных процессов не распространяется. Ш
ТЕРМИНОЛОГИЯ Вентилирующий воздух — воздух, движущийся внутри штабеля под воздействием механических или гравитационных сил, вступающий в непосредственный контакт с поверхностью продукта и обладающий по отношению к нему охлаждающей и осушающей способностью. Прямой процесс, или процесс в штабеле, — изменение состояния вентилирующего воздуха при контакте его с поверхностью охлаждаемого продукта. Компенсирующий процесс—отвод тепла и влаги от рециркулирующего воздуха в охлаждающих приборах. Координирующий процесс— процесс, связывающий прямой и компенсирующий процессы с образованием при рециркуляции замкнутого цикла. Коэффициент испарительной способности продукта — доля влажной поверхности продукта. Температура в камере — температура вентилирующего воздуха на выходе из штабеля. ПРОЦЕССЫ В ОХЛАЖДАЕМОМ ШТАБЕЛЕ Обобщенная расчетная формула Физической моделью штабеля в период охлаждения продукта может служить система «калорифер — увлажнитель». В качестве калориферов выступают сухие участки покровного слоя продукта, в качестве увлажнителей — влажные участки. Доля последних, выражаемая коэффициентом испарительной способности продукта, может быть установлена по отношению коэффициентов влагообмена натурального продукта и продукта, сплошь покрытого водяной пленкой (ледяной коркой — при температуре ниже криоскопической), найденных экспериментально при одинаковых условиях. Коэффициент испарительной способности мяса средней упитанности, по данным Д. Г. Рютова, составляет 0,63 [10, с. 64], фруктов и овощей—менее 0,5 [4, с. 61]. В штабеле, составленном из однородного продукта, источники явного и скрытого тепла располагаются в чередующемся порядке. Рассмотрим процессы в штабеле (рис. 1), ориентируясь на типичные значения общего подогрева вентилирующего воздуха (до 3°С) и обычные пределы колебаний равновесной относительной влажности воздуха в камере (от 0,80 до 0,98). Пусть точка А характеризует равновесное состояние воздуха в камере. Одновременно она будет точкой конечного состояния вентилирующего воздуха. Предположим, что, покидая штабель, воздух соприкасался с сухой поверхностью продукта и процесс шел по линии ВА. На участке СВ происходило увлажнение воздуха с оп- А и % № Ф Т/г J a Рис. 1. Схема процессов в штабеле (фаза охлаждения): а — логическая схема процессов; б — схема процессов в d, t-диаграмме; / — источник скрытого тепла; 2 — источник явного тепла; t — температура воздуха в камере; ?„ — температура приточного воздуха; / G, FE, DC, ВА — процессы нагревания вентилирующего воздуха при контакте его с сухими участками покровного слоя продукта; KI, GF, ED, СВ — процессы увлажнения воздуха; КА — результативный процесс в штабеле. ределенным коэффициентом эффективности процесса. Увлажнению воздуха предшествовало нагревание его источником явного тепла — процесс DC. Перед этим снова было увлажнение — процесс ED и т. д. В штабеле находится однородный продукт с одинаковой характеристикой «калориферов» и «увлажнителей»: каждый источник явного тепла (калорифер) нагревает воздух на одну и ту же разность температур, каждый источник скрытого тепла (увлажнитель) имеет один и тот же коэффициент эффективности и вызывает одинаковое по величине приращение влагосодержания воздуха. Рассматривая последовательно чередующиеся процессы нагревания и увлажнения вентилирующего воздуха, придем к точке К параметров приточного воздуха. Соединив сходственные точки (например, Л, С, ?, G, /С), получим линию результативного процесса КА, которая практически совпадает с линией постоянной относительной влажности воздуха в d, /-диаграмме: cp^const, A) где ф — относительная влажность вентилирующего воздуха. Уравнение A) представляет собой математическое описание тепловлажностного процесса в штабеле. Оно получено из предположения, что условия чередующейся ассимиляции тепла и влаги вентилирующим воздухом являются 40
стереотипными. Эти условия соблюдаются для однородного продукта. Известно, что локальная усушка продукта в штабеле практически не зависит от направления движения вентилирующего воздуха (например, в насыпи картофеля высотой до 6 м не обнаруживается какого-либо закономерного различия в потерях продукта в низу и верху штабеля), следовательно, потенциал локальной усушки для всего процесса остается одинаковым. Это подтверждает закон постоянства относительной влажности вентилирующего воздуха. Рассмотрим связь между прямым и компенсирующим процессами (рис. 2). Связать их можно единственным способом: опустить вертикаль из точки К до пересечения ее с линией компенсирующего процесса ABC", Выясняется, что указанная связь не может быть осуществлена без координирующего процесса ВК, протекающего по линии постоянного влагосодержания воздуха (до штабеля нет источников влаговыделений). Существует логическая связь между расстоянием точки А от пограничной кривой и длиной отрезка В/С, в основе которой лежат прежде всего теплопритоки через ограждающие конструкции камеры. Линии постоянной относительной влажности воздуха в узком интервале изменения температуры при обычном влажностном режиме в холодильных камерах практически параллельны. Для любых двух точек на линии прямого процесса справедливо уравнение At дЗ = e,«* const, B) где Ai — ассимиляционная способность вентилирующего воздуха по теплу, кДж/кг; Рис. 2. Замкнутый цикл процессов:. КЛ — прямой процесс; ЛВС" — компенсирующий процесс; ВК — координирующий процесс; t — температура воздуха в камере; / II температура приточного воздуха; 'р.п ратура рабочей поверхности охлаждающих приборов. Ad— ассимиляционная способность вентилирующего воздуха по влаге, кг/кг; е* —тепловлажностная характеристика процесса при данной температуре в камере, кДж/кг. Из уравнения B) следует: Aim Q_ Adm^W =** > где т — общий за процесс расход вентилирующего воздуха, кг; Q — теплопритоки к вентилирующему воздуху, кДж; W — усушка продукта, кг; Усушка продукта вычисляется по формуле Q W= ?-. C) Расчет сводится к обоснованию теплопритоков к вентилирующему воздуху. При первичном охлаждении или замораживании Q = тп (i„ — iK) A — ерд) еб D) где ти — масса продукта, кг; 'н» 'к — начальная и конечная среднеобъемные энтальпии продукта, кДж/кг; ?Рд — коэффициент, учитывающий долю тепла, отводимого радиацией в специальных радиационных системах охлаждения мяса (для свинины можно принимать еРд = 0,15, для говядины ерд = 0,25); eq — коэффициент, учитывающий тепло биофизических [4, с. 132] или биохимических процессов при медленном (более 20 ч) охлаждении. При холодильном хранении Q = QbhO — ет.э) — Qo» E) где Qbh — внешние теплопритоки в холодильную камеру, кДж; ет э — коэффициент теплотехнической эффективности системы охлаждения, представляющий собой долю внешних теплопритоков, которые переносятся к охлаждающим приборам без участия продукта как промежуточного теплоносителя (определяется при испытании типовых систем охлаждения, для обычных систем етэ =0,1-7-0,3 [4, с. 86]); Q6 —тепло дыхания растительных продуктов, кДж. Тепловлажностную характеристику процесса г( следует находить по уравнению B), принимая подогрев и относительную влажность вентилирующего воздуха в соответствии с реальными условиями и используя для вычислений известные уравнения термодинамики влажного воздуха. Можно также пользоваться формулами автора [4, с. 81]: для температур от 0 до 15С е* = 6385— 147/, где t—температура в камере, °С; для температур от 0 до —25°С е* = 6385— 1,21 Р — 335/. F) G) 41
Для интервала температур —25 Ч- —40°С в формулу G) вводится сомножитель — поправочный коэффициент 25-И efi=l- -45". Во всех случаях t берется со своим знаком. Результаты расчетов и опытные данные В табл. 1 приведены известные обобщенные данные Д. Г. Рютова по удельной усушке мяса (в граммах на 1 ккал тепла, проникающего в камеру) [10, с. 64], подтверждающие закон постоянства относительной влажности вентилирующего воздуха, на основании которого получены формулы C) и G). Тип охлаждающих приборов Поверхностный воздухоохладитель Потолочная ребристая батарея Потолочная пучковая батарея Пристенная однорядная батарея Потолочная однорядная батарея Удельная усушка мяса, г/ккал О о 1 II о 1 ё ъ 0,35 0,32 0,30 0,27 0,26 и ОО 1 II ОО К 1 &** 1 0,20 0,18 0,17 0,15 0,14 Таблица 1 г w-iol >> 1 О 1 Рют С с*-, о2 1,75 1,78 1,76 1,80 1,86 w 1* —18 со N_ s j 4 >* О *в«г- o с к 1,78 1,78 1,78 1,78 1,78 ^ <v X <v о X a, + 1,7 0 + U —2,2 —4,3 В табл. 2 сопоставляются те же данные Д. Г. Рютова и результаты расчетов по формуле C) с учетом ет.э [3]. Полное совпадение расчетных значений с данными Д. Г. Рютова подтверждает теорию и правомочность понятия «коэффициент технологическо й эффективности системы охлаждения» как характеристики ее конструктивных особенностей: этот коэффициент оказался (как и должно быть) не зависящим от температуры воздуха в камере. В работе [11, с. 129] установлено, что снижение температуры хранения на 10°С сокращает потери мороженого мяса и рыбы примерно в 2 раза (при условии сохранения внешних тепло- притоков). Приняв температуры в камере равными соответственно —10 и —20°С, получили с помощью формул C) и G) снижение усушки в 2,08 раза. В табл. 3 сравниваются нормативные данные по теплу дыхания и потерям влаги овощами [6, с. 21] в январе, когда внешние теплопритоки отсутствуют, и результаты расчетов по формуле C) с учетом формул E) и F). Температура в камере принята 0°С. Д. Г. Рютовым [8] было установлено, что изменение загрузки камеры от 40 до 100% практически не влияет на абсолютную усушку мяса, что находится в полном соответствии с формулами C) и E). Этот факт за последние 20 лет не нашел объяснения. Закон постоянства относительной влажности вентилирующего воздуха соблюдается также для охлаждения и замораживания продуктов. «Лестница», состоящая из линий процессов увлажнения и нагревания вентилирующего воздуха (см. рис. 1), вначале крупноступенчатая, а к концу обработки продукта холодом стано- Таблица 3 Продукт Картофель Морковь Лук 03 х *-. 2 в- 4 н о ^ Ч «ц С К сз Н х х 8,6 10,0 8,5 Потери влаги, гДТ'Ч) [6J 4,9 7,2 6,2 по формуле C) 5,6 6,6 5,6 Расхождение, % + 10,4 —8,3 —9,6 Таблица 2 Тип охлаждающих приборов Поверхностный воздухоохладитель Потолочная ребристая батарея Потолочная пучковая батарея Пристенная однорядная батарея Потолочная однорядная батарея 8т. э 0,07 0,17 0,21 0,30 0,34 t=. по Д. Г. Рютову [101 0,35 0,32 0,30 0,27 0,26 Удельная усушка -10°С по формулам C), G) 0,36 0,32 0,30 0,27 0,25 мяса, г/ккал i = по Д. Г. Рютову [10] 0,20 0,18 0,17 0,15 0,14 -18°С по формулам C), G) 0,20 0,18 0,17 0,15 0,14 42
вится мелкоступенчатои, но это не нарушает общей закономерности внутриштабельного процесса — протекания его по линии, близкой к линии постоянной относительной влажности воздуха. Появляется неожиданная возможность описать сложнейший нестационарный процесс тепло- и влагообмена при охлаждении и замораживании простой расчетной формулой C). Тепло, выделяемое продуктом, вызывает его усушку. Относительно достоверными можно считать только такие опытные данные по усушке охлаждаемых и замораживаемых полутуш мяса, которые сопровождаются сведениями о температуре в центре бедра и на его поверхности. Поверхность полутуш более развита, чем поверхность шара с определяющим размером 0,1 м, поэтому, руководствуясь указаниями в работе [12] и данными других литературных источников, мы сочли возможным рекомендовать временно пользоваться следующими уравнениями: для говядины *с.о. = 0,37*ц + 0,56/п, где tc Q — среднеобъемная температура полутуши, °С; tn—температура в центре бедра, °С; tu = температура на поверхности бедра, °С; для свинины 0,41 *ц + 0,62 tu. В табл. 4 для сравнения приведены опытные данные по усушке мяса при охлаждении и замораживании из работы [121 и результаты наших расчетов. Энтальпии мяса находили по таблице Д. Г. Рютова [10, с. 52]. В табл. 4 в первой строке приведены результаты более чем 100 опытов по охлаждению свинины в камерах с радиационной системой охлаждения, во второй строке — усредненные данные многочисленных опытов по охлаждению свинины в потоке воздуха. Остальные данные относятся к говядине. Усушка овощей при охлаждении рассмотрена в работе [5]. Как видно из табл. 1—4, результаты расчетов вполне сопоставимы с опытными данными. Изложенное объяснение механизма внутри- штабельных тепловлажностных процессов и обобщенная формула C) согласуются с научным положением об аналогии между конвективным теплообменом и влагообменом. Например, увеличение скорости движения воздуха отразится на отводе как явного, так и скрытого тепла (см. рис. 1), в результате чего сократится продолжительность процесса при прежнем количестве отведенной влаги. Коэффициент испарительной способности мяса в процессе хранения снижается. Вентилирующий воздух, покидая возрастающую площадь сухого участка поверхности продукта, приобретает более высокий потенциал увлажнения, что обеспечивает прежнее соотношение между потоками явного и скрытого тепла. В приведенных примерах определяющую роль играет теплообмен. Обратная связь, по-видимому, не всегда соблюдается. Например, подача в штабель воздуха с нетипично низкой относительной влажностью повлечет за собой небольшое отклонение линии процесса в сторону пограничной кривой: применение «мокрых» рассольных воздухоохладителей, по данным Д. Г. Рютова, увеличивает усушку продукта на 10% [10, с.64]. Подобное может происходить при неправильной установке вентилятора — после воздухоохладителя. Вредное влияние тепла, выделяемого вентилятором, можно учесть в этом случае, введя это тепло в теплопритоки к вентилирующему воздуху с учетом коэффициента рабочего времени [4, с. 80]. Непрерывная работа вентиляторов в камерах хранения, с позиций термодинамической теории тепловлажностных процессов, недопустима, хотя на практике она нередко применяется. Таблица 4 Температура, °С начальная в толще бедра 39,0 39,0 38,2 38,2 38,2 5,0 36,0 на поверхности бедра 29,0 29,0 17,3 — 1,4 — 1,4 2,0 21,0 конечная в толще бедра 6,2 6,2 5,0 —2,9 0,0 -2,8 —12,8 на поверхности бедра 5,5 5,5 2,0 —31,9 — 15,8 —31 ,8 — 18,0 воздуха 3,0 3,0 0,5 —34,0 —34,0 —34,0 —21,3 Усушка, [12] (в скобках указаны страницы литературного источника) 1,30 (с. 15) 1,55 (с. 16) 1,10 (с. 232) 0,42 (с. 232) 0,36 (с. 232) 0,31 (с. 232) 1,20 (с. 271) Уи расчеты 1,29 1,52 1,07 0,35 0,33 0,30 1,19 Расхождение, % —0,8 —1,9 —2,7 —16,6 —8,3 -3,2 —0,8 43
Обильный экспериментальный материал по усушке пищевых продуктов, имеющийся в литературе, к сожалению, не поддается обработке из-за отсутствия сведений, позволяющих подсчитать теплопритоки к вентилирующему воздуху. Этот важнейший фактор не учитывался при проведении исследований. Накопление достоверных опытных данных позволит, при необходимости, уточнить предельно простую расчетную формулу C), но заранее можно сказать, что общий поправочный коэффициент для частных случаев не выйдет за пределы 0,85—1,15. Изложенная теория тепловлажностных процессов будет полезной при совершенствовании существующих и создании новых систем охлаждения. Важнейшие практические рекомендации, вытекающие из теории и направленные на снижение потерь продукции, сводятся к следующему. — Охлаждать и замораживать пищевые продукты необходимо воздухом минимально допустимой температуры, при выборе которой следует учитывать приведенные затраты и технологические требования (при охлаждении температура поверхности продукта не должна быть ниже криоскопической, нельзя продолжать процесс до полного выравнивания температуры поверхности продукта и воздуха). — При холодильном хранении пищевых продуктов требуется максимальная защита их от внешних теплопритоков путем применения средств и устройств внекамерного охлаждения. Получившая большое распространение и считающаяся одной из лучших воздушная система охлаждения с общеобменной вентиляцией имеет наиболее низкий коэффициент технологической эффективности. УДК 621.036.7.001.1.006.5 Д-р техн. наук, проф. А. А. ГОГОЛИН Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Основным тепловлажностным процессом в холодильной камере является процесс взаимодействия воздуха со штабелем продуктов. При этом возможны три случая: взаимодействие с продуктами, не выделяющими ни тепла, ни влаги (консервы в банках, пищевые продукты в герметичной упаковке); взаимодействие с продуктами, не выделяющими тепла, но выделяющими влагу (все пищевые продукты без герметичной упаковки, кроме СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Вейнберг Б. С. Температура камеры при цикличной работе холодильной машины. — Холодильная техника, 1971, № 8. 2. Высоцкая О. М., Р о с с о в с к и й Л. С. Хранение фруктов в камерах с различными системами охлаждения. — Холодильная техника, 1963, № 4. 3. Ж а д а н В. 3. Основная закономерность тепло- и влагообмена в камерах хранения мороженого мяса. — В кн.: Холодильная техника и технология, Киев, Техшка, 1975. Вып. 21. 4. Ж а д а н В. 3. Теплофизические основы хранения сочного растительного сырья. М., Пищевая промышленность, 1976. 5. Ж а д а н В. 3. Усушка пищевых продуктов при охлаждении. — Холодильная техника, 1979, № 8. 6. Нор м ы технологического проектирования зданий и сооружений для хранения картофеля и овощей. М., Стройиздат, 1967. 7. Розенберг А. С, Тимченко Е. Л., Бордова Л. А. Исследование условий эксплуатации системы холодильника № 1 Ленхладкомби- ната. — В кн.: Холодильная техника и технология, Киев, Техшка, 1975. Вып. 20. 8. Р ю т о в Д. Г. Потери мороженого мяса при хранении и способы их уменьшения. — Мясная индустрия СССР, 1956, № 2. 9. Технико-эксплуатационные характеристики распределительных холодильников/ С. Г. Чуклин, А. С. Розенберг, Р. Е. Торфичева и др. — В кн.: Холодильная техника и технология, Киев, Техшка, 1975. Вып. 21. 10. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. Т. 2, М., Госторгиздат, 1961. 11. Чуклин С. Г., Мартыновский B.C., Мельцер Л. 3. Холодильные установки. М., Госторгиздат, 1961. 12. Ill e ф ф е р А. П., С а а т ч а н А. К., Колчаков Г. Д. Интенсификация охлаждения, замораживания и размораживания мяса. М., Пищевая промышленность, 1972. сыра, фруктов и овощей, при стационарном хранении); взаимодействие с продуктами, выделяющими и тепло, и влагу (сыр, фрукты и овощи при стационарном хранении и все неупакованные пищевые продукты при их охлаждении или замораживании). В первом случае тесное взаимодействие воздуха камеры со штабелем ненужно, а во втором даже вредно из-за повышенной усушки. Поэтому при длительном хранении такие штабеля зачастую укрывают брезентом. В третьем — проникновение воздуха в штабель («вентилирующий воздух») необходимо для К вопросу о тепловлажностных процессах в камерах холодильников
отвода из него тепла. Этот процесс неизбежно сопровождается испарением влаги из продукта. Проф. В. 3. Жаданом применительно к третьему случаю разработана теория внутришта- бельных процессов, названная им термодинамической. Основным элементом теории является предположение об изменении состояния воздуха (при прохождении штабеля) по линии постоянной относительной влажности. Открытая В. 3. Жаданом зависимость <р=const является правильной для равновесного процесса при равномерном распределении тепловыделений по ходу воздуха в штабеле (Д*=const) и при постоянном коэффициенте эффективности адиабатического увлажнительного процесса т) (рис. 1, я). Из этого рисунка видно, что совпадение линии процесса изменения состояния воздуха в штабеле с линией cp0=const возможно лишь при определенном коэффициенте эффективности г] = =Ado/AdmaX. различном для разных значений Ф0 и выбранного интервала значений М. Примерное построение в /, d-диаграмме линий для процессов изменения состояния воздуха в штабеле (рис. 1, б) показало, что при Д;= 1кДж/кг линия ф0—const (ОБ) соответствует т]=0,26. Линии ОА и ОБ с другими коэффициентами эффективности асимптотически приближаются к линиям равновесной относительной влажности @,605 и 0,93) лишь после некоторого неравновесного переходного процесса. На рис. 1, б увлажнение принято адиабатическим (^const), однако и изотермическое увлажнение (t=const) приводит примерно к таким же результатам (линия ОБ при г]=0,23). Очевидно, в общем виде зависимость cp^const справедлива лишь в том случае, когда можно пренебречь начальным переходным процессом, в котором cp^const. Вопрос о влиянии начального переходного процесса, которое, как это видно из рис. 1, б, может быть значительным, и о допустимости расчета виутриштабельных процессов по методике В. 3. Жадана может быть решен . лишь экспериментальным путем. Соответствующие опытные данные в литературе пока что отсутствуют. Приведенные рассуждения применимы ко всем продуктам, равномерно выделяющим тепло и влагу, а не только к продуктам с чередующимися участками сухой и влажной поверхности. Представляется важным также проанализировать применение термодинамической теории для расчета холодильной камеры в целом. Такой примерный анализ сделан (рис. 2) для холодильной камеры с воздушным охлаждением, позволяющим пренебречь долей наружных теплопри- токов, поступающих к охлаждающей поверхности без участия продукта как промежуточного теплоносителя (по данным В. 3. Жадана эта ЦДж/кг Рис. I. Изображение в i, d-диаграмме процессов изменения состояния воздуха в штабеле продуктов, выделяющих влагу и тепло: а -— схема построения процесса; б — пример построения процессов при различных соотношениях между тепло- и влаговы- делениями. доля составляет ~7% от наружных теплопри- токов). Подогрев воздуха в вентиляторе принят постоянным и равным ГС. Наружный коэффициент охлаждения воздухоохладителя т]^0,7. Температура воздуха в камере 0°С, средняя температура наружной поверхности воздухоохладителя —5°С. Процесс 2—3 в воздухоохладителе протекает по «закону прямой линии», который при постоянной температуре охлаждающей поверхности выводится теоретически. Как видно из рис. 2, б, при относительной влажности воздуха в камере фх=0,95 процесс и — во Рис. 2. Упрощенное изображение процессов в холодильных камерах при относительной влажности воздуха ф!=0,95; фг =0,85; <p,. = 0,75; <р2,,, = 0,665: а схема; б — изображение процессов в С, ^-диаграмме; ХК — холодильная камера; В — вентилятор; ВО — воздухоохладитель; /, /', /", /'" — состояния воздуха на выходе из камеры; 2, 2'', 2", 2'" — состояния воздуха перед воздухоохладителем; 3, 3', 3", 3"' — состояния ия воздуха на входе в камеру. 45
3—1 изменения состояния воздуха в ней можно считать примерно совершающимся по линии cp=const. Однако при меньших значениях фх @,85 и 0,75) линия процесса значительно отклоняется от линии cp=const, а при фг=0,665 превращается в вертикальную прямую (d=const). Очевидно, что в процессах 3'—/' и 3"—/" линии изменения состояния воздуха не прямолинейны, как условно показано на рис. 2, б, а больше напоминают по характеру линию ОА на рис. 1, б, что подтверждает мнение о большом значении начального переходного процесса при прохождении воздуха через штабель. На основании сказанного сделаем следующие выводы. Предложенную В. 3. Жаданом для изменения состояния воздуха в штабеле зависимость ф— =const можно применять для продуктов, выделяющих тепло и влагу, если пренебречь начальным переходным процессом, в котором (p=^const. Правомерность такого пренебрежения должна быть доказана экспериментально. Применение термодинамической теории к процессам в холодильных камерах должно дать результаты, удовлетворительно совпадающие с опытными данными при высоких относительных влажностях воздуха в камерах. Поэтому ее надо рассматривать не как универсальную теорию, а как эмпирическое соотношение, пригодное в сравнительно узких пределах. В этих пределах эмпирические зависимости В. 3. Жадана для тепловлажностного отношения е,, вероятно, могут применяться. Их преимуществом является большая простота. Проверка этих зависимостей В. 3. Жаданом по известным опытным данным Д. Г. Рютова и П. А. Алексеева для охлаждения и замораживания продуктов дала хорошие результаты вследствие того, что эти данные были получены при высокой относительной влажности воздуха в камерах (около 0,95). ЛААААААААААА/ A/VVA/V4AAAM^^ К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ При подготовке статей для журнала «Холодильная техника» необходимо руководствоваться следующими правилами. 1. Статьи печатаются на пишущей машинке на одной стороне листа через два интервала и направляются в редакцию в двух экземплярах. 2. Размер статей для основного раздела не должен превышать 10 стр., для всех остальных — 7 стр. машинописного текста, число рисунков не должно быть более пяти. 3. Формулы вписываются разборчиво, с ' указанием прописных и строчных букв и с обводкой красным карандашом букв греческого алфавита и синим карандашом — латинского. 4. В статьях необходимо использовать Международную систему единиц (СИ). 5. Список использованной литературы приводится в конце статьи по алфавиту с соответствующими ссылками на нее в тексте. В списке использованной литературы указываются фамилия и инициалы автора, название книги, место издания, название издательства, год издания (или название статьи и журнала, или другого периодического издания, год, номер). Ссылки на рукописные работы не допускаются. 6. Рисунки и фотографии прилагаются в двух экземплярах. Чертежи и схемы выполняются четко карандашом или тушью согласно правилам черчения и с соблюдением ГОСТов. Представляемые светокопии должны быть новыми. Допустимый наибольший размер чертежа 420X594 мм. Подрисуночные подписи печатаются на отдельной странице. 7. Одновременно со статьей представляется реферат, в котором кратко излагается содержание статьи, приводятся данные о характере работы и основные ее результаты. Объем реферата не должен превышать 1/3 страницы машинописного текста.
ОБМЕН ОПЫТОМ УДК 621.57.041:543.275.1-4 Универсальный индикатор контроля влажности жидкостей и газов Канд. техн. наук Л. Ш. МАЛКИН, А. И. ФИЛЕНКО Ленинградский специализированный комбинат холодильного оборудования треста «Росторгмонтаж» Для определения влажности рабочей среды фреоновых холодильных машин чаще всего используют индикатор влажности ИВ-7 (ТУ-28 РСФСР 01.0,1-15.025.71.), принцип работы которого основан на изменении окраски чувствительного элемента при гидратации и дегидратации соли бромистого кобальта, нанесенной на его поверхность Ш. Основными недостатками индикатора являются низкая прочность целлюлозной основы чувствительного элемента и ограниченная область применения прибора (холодильные системы на R12 и R22 [3, 4]). Низкая прочность чувствительного элемента — следствие наличия в составе пропиточного раствора бромистоводородной кислоты, которая разрушает целлюлозную основу. В связи с этим предложена новая рецептура пропиточного раствора — без бромистоводородной кислоты [2]. Всесторонние лабораторные и промышленные испытания чувствительных элементов, пропитанных новым составом, проводившиеся с 1974 г., показали их значительные преимущества по сравнению с ранее выпускавшимися. Прочность целлюлозной основы чувствительного элемента в процессе эксплуатации индикатора значительно возросла. Кроме того, расширились область применения индикатора и диапазон измеряемых концентраций (см. таблицу). Обратимость окраски элемента, его чувствительность после пятилетней непрерывной эксплуатации не ухудшились. С 1978 г. индикаторы влажности ИВ-7 с чувствительными элементами, пропитанными составом, приготовленным по новой рецептуре, выпускаются Ленинградским специализированным комбинатом холодильного оборудования треста «Росторгмонтаж» Министерства торговли РСФСР серийно. Среда Смесь R 12 и масла Смесь R 22 и масла Смесь R502 и масла R30 Воздух Азот Аргон Двуокись углерода (ГОСТ 8050—64) Смесь аргона и 5% кислорода Смесь аргона и 20% двуокиси углерода Концентрация воды в контролируемой среде, мг/кг (температура среды 20±5°С) при окраске чувствительного элемента синей 5—10 ] Менее 15 Менее 10 Менее 50 7—30* — — — голубой 10—15 15—60 — 50—100 25—40** 130 30 40 бледно- голубой — — 50—60 100—170 — 130—200 — — розовой Более 55 Более 60 Более 60 Более 170 Более 200*** Более 200 — — Примечание. Температура точки росы, °С: * —60ч—50; ** —50ч- —45; *** менее —25. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. А. с. № 285336 (СССР). 2. А. с. № 501344 (СССР). 3. М а л к и н Л. III., Ф и л е н к о А. И., М о з о - л я к о Л. М. Индикаторный способ контроля влажности во фреоновых герметичных холодильных машинах.— Холодильная техника, 1972, № 11. 4. М а л к и н Л. III., Ф и л е н к о А. И., М о - з о л я к о Л. М. Индикаторный способ контроля влажности фреона-22 в холодильных машинах. — Холодильная техника, 1974, № 6.
УДК 621.57.049.3 Фильтрующий элемент для газовых и жидкостных фильтров Э. И. ЧЕРНЯВСКИЙ Череповецкий металлургический завод В газовых и жидкостных фильтрах, применяемых в холодильных установках и автономных кондиционерах, используется фильтрующий элемент, состоящий из каркаса со сверлеными отверстиями и фильтрующей сетки. Сверленые отверстия сравнительно быстро забиваются механическими частицами, в связи с чем требуется частая очистка или замена фильтрующего элемента, а это связано с разгерметизацией холодильной установки и потерей хладагента. В целях повышения пропускной способности фильтрующего элемента автором было предложено отверстия в каркасе выполнять в виде продольных пазов, чередующихся с ребрами жесткости, также имеющими отверстия. В такой конструкции увеличивается проходное (живое) сечение при сохранении прежних размеров фильтрующего элемента. Предлагаемая конструкция показана на рисунке. Каркас 1 фильтрующего элемента может быть цилиндрическим. По длине каркаса выполнены сквозные продольные пазы 2 для прохода газовой или жидкостной среды, размер и количество которых зависят от диаметра каркаса. Пазы чередуются с ребрами жесткости 3, минимальная ширина которых выбирается из условий механической прочности каркаса и сохранения его цилиндрической формы. В ребрах жесткости и на цилиндрической поверхности каркаса, свободной от продольных пазов, сверлятся отверстия 4. Для установки в корпус фильтра фильтрующий элемент имеет направляющие выступы 5, для уплотнения в корпусе — уплотнительную риску 6, для вынимания из корпуса — отверстие 7, для установки поджимающей пружины— стакан 5, примыкающий ко дну 9 фильтрующего элемента. Каркас / обвертывают фильтрующей сеткой 10, например, из латунной проволоки (сетку можно припаять к каркасу). Применение описанного фильтрующего элемента позволяет увеличить продолжительность работы фильтра до очистки или замены фильт- Фильтрующий элемент. рующего элемента, сокращает время на обслуживание холодильных установок и автономных кондиционеров и снижает потери хладагента. Предложение внедрено в цехе промышленной вентиляции в 1977 г. 48
В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУ УДК 621.565.004:628.84:625.23 Эксплуатация холодильной установки МАВ-И для кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах Ю. О. ФАЕРШТЕЙН Проектно-конструкторское бюро Главного управления вагонного хозяйства МПС На железных дорогах СССР большое количество купированных пассажирских вагонов и вагонов-ресторанов оборудовано установками кондиционирования воздуха. В основном это вагоны завода Аммендорф (ГДР). Остальные—вагоны типа «Микст» * машиностроительного завода имени Вильгельма Пика в г. Дьёре (ВНР) с холодильной машиной «Стоун-Кэрриер» на базе компрессора 5Ф-40, спальные вагоны Ленинградского вагоностроительного завода (категория СВ) и вагоны поездов с централизованным энергоснабжением Калининского вагоностроительного завода. Купированные вагоны постройки ГДР имеют несколько модификаций: 47К — с принудительной вентиляцией и кондиционированием воздуха, 47КК — с принудительной вентиляцией, кондиционированием воздуха и комбинированным (электро-угольным) отоплением, 47КрК — аналогичные 47К, но оборудованные радиокупе. В этих вагонах, так же как и в вагонах-ресторанах типа СК, используется для кондиционирования воздуха холодильная машина типа МАВ-П машиностроительного завода в г. Шкой- диц (ГДР). С ее помощью поддерживается температура 20—25°С при температуре окружающего воздуха 40°С. Характеристика холодильной машины МАВ-П приведена ниже. Техническая характеристика машины МАВ-П Холодопроизводительность, нетто, ма- 31 ,8 шины, кВт Установленная мощность холодиль- 14,7 но Г. машины (без вагонного вентилятора), кВт Масса холодильной машины (без уче- 1415 та рамы компрессорного агрегата) Мощность электрического калорифера 6 при напряжении ПО В, кВт * «Микст» — вагону с четырехместными купе, половина которых оборудована мягкими диванами. Компрессор тип у расчетная холодопроизводитель- 32,5 ность, кВт, при /0 ---- 5 "С и /к ----- 55 °С объемная производительность, м3/ч 93 диаметр цилиндров, мм 80 число цилиндров 4 ход поршня, мм 58 частота вращения вала, об/мин 1450 количество ступеней регулирования 3 способ регулирования Отжим всасывающих клапанов марка масла ХФ12-18 количество заливаемого в картер 4 масла, л масса компрессора, кг 92 Конденсатор поверхность охлаждения, м2 185 теплосъем, кВт 39,5 количество охлаждающего возду- 17 120 ха, м3/ч электродвигатель вентилятора мощность, кВт * 1,7 частота вращения, об/мин -~ 1 (>75 масса конденсатора, кг 265 Воздухоохладитель поверхность, м2 100 масса, кг 141,5 Холодильная машина МАВ-П состоит из компрессорного агрегата, включающего компрессор 12 (рис. 1) с электродвигателем 10; конденсаторного агрегата, состоящего из конденсатора 3 с вентилятором 2; ресивера 14 и фильтра- осушителя 16\ воздухоохладителя (испарителя) 6 с терморегулирующими 4 и электромагнитными вентилями; системы автоматического регулирования холодопроизводительности и манометровой станции, смонтированной на специальном щите 9. Участки 18 всасывающего и нагнетательного трубопроводов проложены в непосредственной близости и покрыты общим слоем изоляции, что позволило создать гвоеобразный переохладитель. Рис. 1. Принципиальная схема холодильной установки МАВ-П. 49
Из-за недостатка места для монтажа компрессорный и конденсаторный агрегаты размещены под кузовом вагона и лишь воздухоохладитель в комплекте с водяным и электрическим калориферами установлен в пространстве между крышей и подшивным потолком вагона. Компрессорный агрегат массой 580 кг подвешен под вагоном на легко демонтируемой раме трубчатого сечения. При этом можно снимать отдельно компрессор и его электродвигатель без демонтажа рамы. Между кузовом вагона и рамой агрегата предусмотрены вибропогло- щающие резиновые амортизаторы. Конденсаторный агрегат массой около 480 кг крепится к кузову вагона также с помощью амортизаторов. Монтаж конденсатора и компрессора под вагоном, с одной стороны, создал благоприятные условия для охлаждения работающего компрессора и обдува воздухом конденсатора, с другой стороны, агрегаты оказались в среде, предельно насыщенной пылью, а в ненастную погоду — и влагой. Оседая на теплопередающей поверхности конденсатора, пыль с влагой создают механически прочный налет, значительно снижающий эффективность работы аппарата. Корпус непрямоточного компрессора отлит из алюминиевого сплава. Для повышения герметичности стенки компрессора изнутри покрыты специальной эпоксидной смолой. На наружной поверхности картера отлиты ребра, способствующие охлаждению масла, что позволило эксплуатировать компрессор при температуре окружающего воздуха 50°С. Привод компрессора осуществляется от электродвигателя постоянного тока с рабочим напряжением 110 В и мощностью 13 кВт. Максимальное расчетное давление нагнетания 2000 кПа B0 кгс/см2). Валы компрессора и электродвигателя соединены полужесткой муфтой, сглаживающей погрешности центровки осей агрегатов. Корпус муфты одновременно играет роль маховика, для чего обод ее сделан утолщенным. В картер компрессора вмонтирован электрический подогреватель мощностью 120 Вт, обеспечивающий выпаривание из масла хладагента перед пуском установки. Это предотвращает унос масла и предохраняет компрессор от работы на аварийном режиме. После включения компрессора подогрев автоматически прекращается. А Система смазки компрессора принудительная от шестереночного насоса производительностью не ниже 3 л/мин при частоте вращения ведущей шестерни 960 об/мин и противодавлении 0,3 МПа C кгс/см2) при температуре масла до 60 С. Коленчатый вал в месте выхода из корпуса компрессора имеет сальник, состоящий из двух угольных колец и комплекта распорных пружин. » Конструкция клапанного узла обеспечивает защиту компрессора от гидравлического удара. Холодопроизводительность регулируется отключением одновременно двух или трех цилиндров компрессора с помощью специального механизма, в который автоматически электромагнитными вентилями 13 подается из ресивера газообразный хладагент. Работой электромагнитных вентилей в свою очередь управляют шесть терморегуляторов (ртутно-контактные термометры), установленных в перегородке между четвертым и пятым пассажирским купе вагона. При этом обеспечивается снижение холодопроизводитель- ности соответственно на 60 или 30%. Нагнетательная сторона компрессора через вентиль 17 шлангом 15 из фреоностойкой резины в металлической оплетке соединена с конденсатором 3, а всасывающая сторона через вентиль 11 трубопроводом 7—с испарителем. Конденсатор скомпонован из восьми последовательно расположенных оребренных медных труб, обдуваемых с помощью вентилятора наружным воздухом. Герметичность конденсатора при изготовлении проверятеся газообразным азотом давлением 1,96 МПа B0 кгс/см2) изнутри под слоем воды. Механическая прочность проверяется водой под давлением 2,4 5 МПа B5 кгс/см2). Сварной ресивер / объемом 34 л рассчитан на рабочее давление 17,6 кПа A8 кгс/см2). При изготовлении он испытывается при тех же условиях, что и конденсатор. В цилиндрическую часть ресивера вмонтированы смотровые стекла, в корпус которых помещен белый поплавок из полимерного материала, что облегчает наблюдение за уровнем жидкого хладагента. В нижней части корпуса ресивера установлен предохранительный клапан мембранного типа, рассчитанный на аварийное давление. Если давление превышает 2,45 МПа B5 кгс/см2), то мембрана лопается и практически весь фреон выбрасывается в атмосферу через отверстие в крышке клапана. Чтобы снова использовать предохранительный клапан, испорченную мембрану надо заменить новой. После срабатывания предохранительного клапана и утечки фреона систему необходимо отвакуумировать и осушить для повторной заправки хладагентом по установленной технологии. Фильтр-осушитель представляет собой латунную гильзу, заполненную цеолитом марки NaA DA). На выходе из гильзы расположен металло-керамический конус-фильтр с отверстиями размером 50 мкм. В целях уплотнения зерен адсорбента и предотвращения образования абразивной пудры на входе в гильзу фильтра помещена подвижная латунная сетка и пружина, постоянно спрессовывающая цеолит. so
Хладагент подводится и отводится от фильтра-осушителя по медным трубкам диаметром 12 мм, впаянным в два коллектора. Для увеличения пропускной способности параллельно установлены три фильтра. На их корпусе имеется стрелка, указывающая направление движения хладагента. В целях предохранения цеолита во время хранения от попадания увлажненного воздуха и грязи гильзу заполняют сухим азотом под давлением, превышающим атмосферное, и плотно закрывают штампованными заглушками. Воздухоохладитель (рис. 2) в комплекте с водяным и электрическим калориферами выполнен в виде единого агрегата массой 550 кг, смонтированного на общей раме. Агрегат имеет три точки опоры, которые маркированы желтой краской. Агрегат устанавливают на место через люк в крыше вагона. Воздухоохладитель состоит из двух секций. Расположение труб шахматное. Число рядов труб по вертикали 10 и по горизонтали 10 или 12. Жидкий хладагент в змеевики поступает через распределители 5 (см. рис. 1). Подача жидкого хладагента регулируется с помощью ТРВ марки TEF-12 фирмы «Данфосс» (Дания), управляющих двумя электромагнитными вентилями марки EVID-10. Отключение этими вентилями секций воздухоохладителя является одним из вариантов регулирования холодопроизводительности установки в целом. Эта система работает в совокупности с механизмом отжима всасывающих клапанов компрессора. Автоматическая и безаварийная работа кондиционера МАВ-П обеспечивается управляющими и контрольно-измерительными приборами. Манометровой щит станции 9 расположен в служебном купе вагона. На нем установлены манометры для контроля за давлением всасывания и нагнетания компрессора, давлением масла в системе смазки, а также реле максимального давления. Для замены манометров предусмотрены три запорных ручных вентиля мембранного типа. При оценке режима работы холодильной машины, кроме абсолютных показаний манометров, пользуются значениями температурных перепадов, которые при нормальных условиях должны быть в определенных пределах. Требуемые значения основных параметров работы установки указаны ниже. Давление всасывания, МПа 0,21—0,31 B,15—3,19) (кгс/см2) Температура всасывания, °С 0—9 Давление нагнетания, МПа 0,65—1,26F,6—12,9) (кгс/см2) Температура конденсации, °С 30—55 Разность температур конденса- 15 ции и наружного воздуха, °С Давление масла в системе 0,078—0,127@,8—1,3) смазки, МПА (кгс/см2) Рис. 2. Воздухоохладитель установки МАВ-П: / — фланец крепления трубопровода отвода воды из калорифера; 2 — термочувствительный патрон ТРВ; 3 — поддон для сбора конденсата; 4 — фланец крепления трубы подвода горячей воды к калориферу; 5 — змеевик; 6 — распределитель жидкого хладагента; 7 — центробежный вентилятор; 8 — электродвигатель вентилятора; 9 — соединительная гармоника; 10 — воздухоохладитель; // — водяной калорифер; 12 — электрический калорифер; 13 — электронагревательные элементы; 14 — плавкий предохранитель перегрева воздуха G0°С); 15 — трубопровод подвода жидкого хладагента к ТРВ (проходит под агрегатом); 16 — трубопровод отсоса паров хладагента. На нагнетательной стороне компрессора установлено реле давления 8 типа RT-5 фирмы «Данфосс», которое останавливает компрессор при превышении давления нагнетания 1,765 МПа A8 кгс/см2) и вновь включает электродвигатель компрессора при его снижении до 1,47 МПа A8 кгс/см2). Дифференциал 0,29 МПа C кгс/см2) обеспечивает повторный пуск компрессора без повышенного противодавления, а следовательно, на сравнительно низком пусковом токе. Многолетний опыт эксплуатации установки кондиционирования воздуха МАВ-П выявил положительные и отрицательные ее стороны и позволил создать оптимальную систему технического обслуживания в межремонтный период. Периодичность и объем регламентных раб@т, обеспечивающие безотказное функционирование установки, указаны в специально разработанной инструкции Министерства путей сообщения. Строгое соблюдение ее требований позволяет предупредить или своевременно выявить преждевременные отказы отдельных узлов установки. Предусмотрены четыре вида технического осмотра и одна техническая ревизия. Технические осмотры проводятся: ежедневно—в пути следования, в пунктах формирования и оборота поезда (ТО-1) и перед отправлением в рейс (ТО-2); сезонно—весной (ВС) и осенью (ОС) в пунктах формирования поезда. Техническую ревизию (ТР) осуществляют через каждые полгода. 51
Учитывая, что компрессор является наиболее сложным звеном установки и имеет повышенную вероятность отказа, при техническом обслуживании ему уделяется наибольшее внимание. Проверке подлежат: узел сальникового уплотнения коленчатого вала, всасывающие и нагнетательные клапаны и отключающий механизм. Неисправность сальника устанавливают по утечке хладагента, определяемой с помощью течеискателя или по появлению маслянистого пятна в месте стыка деталей. Утечки хладагента возникают в результате некачественной сборки узла, а также засорения смазочного масла механическими примесями — неотфильтрованной пудрой цеолита или включениями коррозионного происхождения. Коррозия внутри аппаратов возникает вследствие проникновения влаги в холодильную машину при ее разгерметизации. Чтобы исключить появление в масле механических включений, необходимо строго соблюдать технологию перезарядки фильтров-осушителей и, особенно, металло-керамических конусов. К сожалению, распространено мнение, что фильтрующий конус можно очистить, промывая его в растворителях. При этом не учитывается, что размер фильтрующей ячейки настолько мал (около 50 мкм), что удалить из него разрушенный химическим реагентом микроскопический кусочек отложения без механического «встряхивания» невозможно. Единственно правильным способом очистки металло-керамических фильтров следует считать использование ультразвуковой ванны с соответствующим растворителем. Помимо технологичности, этот способ характерен высоким качеством очистки и высокой производительностью. При ремонте этого узла недопустима замена металлокерамического конуса на конус из латунной сетки. В качестве адсорбента следует применять синтетический цеолит типа NaA-2MLLI (ГОСТ 5.1290—72), получаемый из алюмосиликата. Хранить цеолит необходимо в запаянных коробках или таре, в которой можно создавать давление •азота, выше атмосферного не менее чем на 20 кПа @,2 кгс/см2). Основной способ предотвращения коррозии внутренней поверхности холодильной машины— это не допускать полной ее разгерметизации. Для этого при всех видах технического осмотра необходимо тщательно проверять течеискателем наиболее подверженные утечке хладагента места стыков холодильной машины (на рис. 1 они показаны толстыми стрелками). В случае обнаружения неплотности, месторасположение которой уточняется смачиванием мыльной водой, следует принимать экстренные и квалифицированные меры по локализации неисправного участка. Поскольку в систему при разгерметизации попал увлажненный воздух, то зарядке новой дозой хладагента должна предшествовать тщательная осушка, проводимая в определенной технологической последовательности. Чистоту и обезвоженность масла, применяемого для смазки компрессора, необходимо сохранять также и при его хранении, поэтому банки с маслом нельзя вскрывать раньше времени, а если есть подозрение, что в масло попал увлажненный воздух, то необходимо его осушить в специальной установке. От технического состояния клапанов зависит объемная производительность компрессора, а следовательно, и холодопроизводительность установки. Существует несложная технология проверки их технического состояния без разборки компрессора, которую нужно делать не реже чем через каждые шесть месяцев. Следует придерживаться и рекомендации завода-изготовителя, касающейся необходимости заменять клапаны через каждые 5000 ч работы агрегата при ресурсе компрессора до капитального ремонта 8000 ч. Многие неисправности предупреждает своевременная сезонная консервация и правильно проведенная расконсервация холодильной установки. Это мероприятие позволяет сохранить работоспособность установки кондиционирования воздуха и сберечь заправленный в нее хладагент. 52
ИЗОБРЕТЕНИЯ A1) 652419 B1) 2525749/23-06 B2) 19.09.77 2E1) F 25 В 49/00 E3) 621.574 G2) В. М. Буткин, В. И. Скачков E4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ КОНДЕНСАЦИИ ХЛАДАГЕНТА В ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ конденсатором воздушного охлаждения, ресивером и испарителем, содержащее разделительный элемент, размещенный после конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и уменьшения габаритов, разделительный элемент выполнен в виде сильфона, размещенного в ресивере и образующего в последнем две герметичные полости, одна из которых включена в линию связи конденсатора с испарителем, а другая заполнена инертным газом, преимущественно воздухом, служащим вместе с сильфоном силовым источником устройства. A1) 652420 B1) 2534284/23-06 B1) 28.09.77 2E1) F 25 D 21/12; F 25 В 1/00 E3) 621.574 G2) А. С. Бурлак, Ф. И. Давыдов, В. Ф. Ковалев G1) Специальное кон- структорско-технологическое бюро компрессорного и холодильного машиностроения E4) СПОСОБ ОТТАЙКИ ПРИБОРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ, преимущественно малых компрессионных холодильных машин, путем подачи в приборы паров хладагента из компрессора с образованием конденсата, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени оттайки, образовавшийся конденсат сливают в емкость, устанавливаемую между приборами охлаждения и компрессором, а затем испаряют теплом от присоединяемого к емкости внешнего источника, и образующиеся пары отсасывают компрессором. A1) 653472 B1) 2329809/25-08 B2) 01.03.76 2E1) F 16 К 15/00 E3) 621.646 G2) В. И. Аносов, Э. А. Татарников, Я. Л. Эпельман, Б. Е. Волков E4) ОБРАТНЫЙ КЛАПАН, в корпусе которого размещены шарнирно закрепленные на оси и вращающиеся вокруг нее подпружиненные запорные органы и неподвижный упор, отличающийся тем, что, с целью обеспечения контролеспособности, он снабжен рычагом, жестко закрепленным на оси и взаимодействующим с запорными органами при ее повороте. A1) 652428 B1) 2523818/23-06 B2) 05.09.77 2E1) F 28 D 5/00; F 25 В 39/02 E3) 621.565.944.2 G2) В. В. Кудрявцев, В. С. Тарасов E4) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 1. Способ охлаждения газа, преимущественно воздуха, путем испарения жидкого хладагента на тепло- обменной поверхности в режиме пузырькового кипения при прохождении образующихся паров через слой жидкого хладагента с последующей их сепарацией, отличающийся тем, что, с целью уменьшения капельного уноса, испарение и сепарацию ведут в две стадии, характеризующиеся различными тепловыми нагрузками и давлениями, большими в первой из стадий, и образующимися в этой стадии парами эжектируют пары, получаемые во второй стадии. 2. Установка для осуществления способа по п. 1, содержащая заполненный жидким хладагентом и сообщенной выхлопным патрубком с атмосферой расходный бак с сепарационным объемом и погруженный в жидкий хладагент рекуперативный теплообменник, отличающаяся тем, что бак разделен поперечной герметичной профилированной перегородкой на два разновеликих отсека, в большем из которых размещен входной участок теплообменника, и оба отсека в зоне се- парационного объема соединены эжекционной трубой. 3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что эжек- ционная труба выполнена Г-образного профиля и введена выходным концом в выхлопной патрубок. A1) 653476 B1) 2449503/29-08 B2) 26.01.77 2E1) F 16 L 1/00 E3) 621.643 C1) WP F 161/191409 C2) 23.02.76 C3) ГДР G2) Рудольф Хессе, Хорст Мертенс, Иоахим Шульце (ГДР) G1) ФЕБ Швермашиненбау «Карл Либкнехт» Магдебург Комбинат фюр Дизельмоторен унд индустрианлаген (ГДР) E4) КРОНШТЕЙН ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБ, содержащий жестко связанный с рамой монтажный держатель и несущий кронштейн, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности крепления труб больших диаметров или трубных секций, между монтажным держателем и несущим кронштейном установлен разъемный дистанционный элемент, выполненный, например, из низколегированного материала, а между разъемным дистанционным элементом, несущим кронштейном и монтажным держателем введены изолирующие элементы. A1) 649933 B1) 2494483/28-13 B2) 03.06.77 2E1) F 25 D 21/06 E3) 621.57.048 G2) В. А. Радионов, С. А. Ки- риличенко, Ю. А. Повстемский, К. С. Коротких, А. И. Чиченев E4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОТТАИВАНИЕМ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯ, содержащее корпус, патрубки подвода воздуха до и после воздухоохладителя, постоянный магнит, расположенный снаружи корпуса, и магнитоуправляемые контакты, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы устройства, корпус имеет цилиндрическую форму, расположен горизонтально, постоянный магнит охватывает цилиндрическую поверхность корпуса в его средней части, корпус заполнен электропроводной жидкостью с образованием воздушного пространства и магнитной неэлектропроводной жидкостью, создающей при взаимодействии с магнитом разрываемую перегородку, разделяющую корпус на две полости, при этом патрубки для подвода воздуха до и после воздухоохладителя сообщены с воздушным пространством каждой полости, а магнитоуправляемые контакты размещены в электропроводной жидкости, заполняющей каждую полость. 53
A1) 648821 B1) 2455551/29-06 B2) 25.02.77 2E1) F 28 С 1/06 E3) 621.175.3 G2) А. Г. Рехвиашвили G1) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Грузинской ССР E4) ОХЛАДИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее подключенные к водоподающему трубопроводу разбрызгиватели и размещенные под ними наклонные пленкообразующие щиты, отличающееся тем, что, с целью повышения теплосъема и уменьшения стоимости конструкции, щиты уложены на наклонной плоскости, между ними по высоте дополнительно установлены переливные лотки, а разбрызгиватели размещены над верхним участком каждого щита и соединены с вышерасположенным лотком. -jpj A1) 633558 B1) 2480511/23-26 B2) 26.04.77 2E1) В 01 D 41/00; В 08 В 3/12E3N6.067.3 G2) В. И. Орлов, В. П. Латышев, А. А. Попов, Н. А. Ушаков, А. А. Крылов, П. Д. Егорочкин G1) Проектно-конструкторско- технологическое бюро по вагонам E4) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ФИЛЬТРОВ, содержащее камеры очистки и слива с паровой и жидкостной полостями, коллектор, трубопроводы подачи и слива растворителя и источник сжатого газа, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регенерации и защиты окружающей среды от загрязнений растворителями, камера очистки снабжена трубопроводами отвода и подачи газа, первый из которых соединяет ее паровую емкость с жидкостной полостью камеры слива и снабжен компрессором, а второй — паровую емкость камеры слива с коллектором, причем последний снабжен упругой опорой и вибратором. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сливная камера выполнена герметичной и снабжена змеевиком, а между жидкостными полостями камер установлен фильтр. A1) 652417 B1) 2525658/23-06 B2) 16.09.77 2 E1) F 25 В 15/06 E3) 621.575 G2) Г. В. Курилов, С. И. Пыжов, А. Т. Балабанова G1) Донецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии E4) АБСОРБЦИОННАЯ БРОМИСТОЛИТИЕВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая генератор высокого давления, генератор низкого давления с конденсатором и нагреватели слабого раствора, установленные на линиях крепкого раствора, соответственно после генераторов высокого и низкого давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения металлоемкости, генератор высокого давления и нагреватель слабого раствора, установленный на линии крепкого раствора после этого генератора, размещены вместе с генератором низкого давления и конденсатором в общем корпусе. ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ! На складе издательства «Пищевая промышленность» имеется книга: Постольски Я., Груда 3. ЗАМОРАЖИВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ. Варшава., 1974. Пер. с польск. 608 с, 2 р. 50 к. В книге отражены достижения в области технологии и техники холодильной обработки и хранения пищевых продуктов. Авторы привлекли интересный материал о современном состоянии производства замороженных продуктов в странах мира. Большое внимание уделено характеристике сырья, способам сохранения его качества и методам подготовки к замораживанию. Дан глубокий анализ изменений, происходящих в продуктах при замораживании. Рассмотрено оборудование для замораживания продуктов, а также упаковочные машины. При описании технологических процессов производства основных видов быстрозамороженных продуктов (плоды и овощи, мясо и мясопродукты, молочные продукты, рыба и рыбопродукты) приводятся схемы механизированных линий. Авторы знакомят читателей с методами контроля при производстве и хранении быстрозамороженных продуктов, а также способами их транспортировки. Завершается книга главой о способах размораживания продуктов в условиях производства. Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся производством быстрозамороженных продуктов, а также может быть полезна студентам вузов пищевой, мясной, молочной и холодильной промышленности. Заказы на книгу (без денежных переводов) следует направлять по адресу: 113035, Москва, М-35, 1-й Кадашевский пер., 12. Отдел распространения издательства «Пищевая промышленность». Ы
В ЦК ПРОФСОЮЗА РАБОЧИХ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Семинар по дальнейшему развитию социалистического соревнования «Работать без отстающих, эффективно, качественно!»— под таким девизом в Москве в гостинице «Юность» с 10 по 12 апреля с. г. проходил семинар работников республиканских, краевых, областных, городских комитетов профсоюза рабочих пищевой промышленности и хозяйственных руководителей по дальнейшему развитию социалистического соревнования. Семинар был организован ЦК профсоюза рабочих пищевой промышленности. Открыла семинар председатель ЦК профсоюза Н. Л. Матросова. В своем докладе, посвященном организаторской работе комитетов профсоюза по мобилизации коллективов на выполнение государственных планов и принятых социалистических обязательств всеми предприятиями пищевых отраслей промышленности в свете указаний Генерального секретаря ЦК КПСС, Председателя Президиума Верховного Совета СССР товарища Л. И. Брежнева, она раскрыла сущность почина ростовчан «Работать без отстающих!» и показала огромное значение этого почина, нацеливающего коллективы промышленных предприятий на решение задачи по повышению эффективности и качества работы. Об опыте работы профсоюзных организаций предприятий пищевой промышленности Ростовской области по развитию движения «Работать без отстающих» доложил председатель Ростовского обкома профсоюза В. И. Гриненко. Организация социалистического соревнования в производственных объединениях, коллективах предприятий пищевых отраслей за повышение эффективности производства, обеспечение выполнения установленных планов и принятых социалистических обязательств нашла отражение в докладах председателей республиканского комитета профсоюза К. И. Кристесиашвили, Белорусского республиканского комитета профсоюза М. Г. Радченко и др. В выступлениях руководителей производственных объединений и предприятий пищевых отраслей промышленности, председателей профсоюзных организаций, передовиков и новаторов производства рассматривался опыт работы коллективов предприятий по выпуску продукции высшей категории качества; обеспечению темпов роста объемов производства без увеличения численности работающих; по планомерному изучению, распространению и внедрению опыта передовиков производства и организации постоянно действующих школ передового опыта; разработке, принятию и выполнению встречных планов коллективами предприятий пищевых отраслей промышленности; организации социалистического соревнования за улучшение использования производственных мощностей (развитие движения под девизом «Каждому станку — паспорт эффективности»), экономию и бережливость материальных и сырьевых ресурсов; внедрение на предприятиях лицевых счетов экономии, улучшение использования рабочего времени (развитие движения под девизом «Каждой минуте — рабочий счет») и т. д. Ряд выступлений был посвящен наставничеству как одной из форм повышения профессионального мастерства и воспитания молодых рабочих, организации соревнования за повышение эффективности работы на основе инженерного обеспечения под девизом «Социалистическим обязательствам — инженерное обеспечение и экономический расчет» и т. д. О ходе выполнения государственного пятилетнего плана экономического и социального развития пищевой, мясной и молочной промышленности и рыбного хозяйства рассказали Г. И. Клейман, Н. М. Есин и М. И. Малягина — заместители начальников планово-экономических управлений соответственно Минпи- щепрома СССР, Минмясомолпро- ма СССР и Минрыбхоза СССР. В.принятых семинаром рекомендациях определены показатели, закладываемые в основу обязательств по обеспечению работы без отстающих: для производственных объединений, управлений, предприятий: сверхплановый рост объемов производства, производительности труда; обеспечение требуемого уровня выпуска продукции высшей категории качества; разработка и внедрение новой .техники, прогрессивной технологии и передового производственного опыта; повышение квалификации кадров; улучшение использования производственных мощностей, оборудования, развитие движения «Каждому станку — паспорт эффективности»; улучшение использования рабочего времени и развитие движения «Каждой минуте — рабочий счет»; усиление борьбы за экономию и бережливость, повсеместное внедрение пятилетних лицевых счетов экономии; повышение творческой активности специалистов и рабочих, разработка творческих паспортов специалистами, планов ТЭКК (техника, экономика, качество, коммунистическое воспитание)—рабочими, планов творческого содружества рабочих и специалистов; защита рабочих диссертаций; разработка коллективами предприятий паспортов эффективности и качества, комплексных планов работы без отстающих, обеспечение высоких показателей прибыли, рентабельности, снижения себестоимости продукции и др.; для коллективов цехов, бригад, участков, а также для разработки индивидуальных социалистических обязательств: обязательное выполнение и перевыполнение производственного задания норм выработки; процент сдачи продукции с первого предъявления; разработка коллективных, индивидуальных лицевых счетов экономии, количественные показатели экономии материальных и трудовых затрат; разработка паспортов эффективности оборудования, повышение коэффициента сменности станков, мно гостаночное обслуживание, совмещение профессий и др.; ведение лицевых счетов использования рабочего времени под девизом «Каждой минуте — рабочий счет». Для обеспечения работы без отстающих предложен комплекс организационно-политических, и-део логических и технико-экономических показателей, также рекомендован комплексный план основных мероприятий. Для участников семинара были организованы экскурсии на предприятия пищевых отраслей промышленности г. Москвы. 55
В НТО ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Всесоюзный общественный смотр «НТК-79» (наука, техника, качество) Всесоюзный общественный смотр «НТК-79» проводится Центральным правлением НТО пиЧцевой промышленности, Минпищепромом СССР, Минмясомолпромом СССР, Минрыбхозом СССР и ЦК профсоюза рабочих пищевой промышленности в объединениях, на предприятиях, в научно-исследовательских, проектных и учебных институтах и других организациях пищевой, мясной, молочной промышленности и рыбного хозяйства СССР с 1 января 1979 года по 31 декабря 1979 года. В смотре могут участвовать первичные организации научно-техническо.го общества пищевой промышленности, республиканские, краевые, областные правле- В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА УДК 621.56/.59 Руководство по холодильному хранению скоропортящихся продуктов* (МИХ, 1976 г.) ХОЛОДИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ При проектировании зарубежных холодильников производительность холодильных установок определяют на основе подробных расчетов тепловых нагрузок, которыми учитывают теплопритоки через ограждающие изоляционные конструкции; от продуктов при охлаждении, замораживании и хранении (в том числе тепловыделения от дыхания плодов); при инфильтрации воздуха через дверные проемы холодильных камер; при цикличном оттаивании охлаждающего оборудования камер; от работающих в камерах подъемно-транспортных машин; от средств освещения камер и др. На холодильниках небольшой емкости за рубежом используют преимущественно фреоновые установки, на крупных холодильниках наиболее распространены аммиачные. При выборе хладагента руководствуются главным образохм его термодинамическими характеристиками и физиологическими свойствами. В холодильных установках крупной производительности иногда предпочтительнее применять фреоновые * Продолжение. Начало см. № 2, 4 за 1979 г. 56 иия и их секции, а также организации других научно- технических обществ — соисполнители заданий по планам науки, новой техники и программ по важнейшим научно-техническим проблемам. Цель Всесоюзного общественного смотра «НТК» — мобилизовать и направить творческую активность научно-технической общественности на успешное выполнение решений XXV съезда КПСС по ускорению темпов научно-технического прогресса, повышению эффективности производства, качества труда и продукции. При решении этих задач участники смотра особое внимание должны уделять досрочному и комплексному выполнению заданий программ по важнейшим научно- техническим проблемам, планов новой техники и повышению качества продукции, а также всемерному сокращению затрат ручного труда, особенно на ПРТС работах, рациональному использованию всех материальных ресурсов. Условия Всесоюзного общественного смотра выполнения планов развития науки и техники, заданий программ по важнейшим научно-техническим проблемам и повышения качества продукции «НТК-79» можно запросить по адресу: 103031, Москва, Кузнецкий мост, 19, НТО пищевой промышленности. турбокомпрессоры. Используют также ротационные компрессоры и все шире — винтовые. При определенных условиях для крупных холодильников могут оказаться экономически выгодными абсорбционные машины. Но, как правило, на зарубежных холодильниках применяют в основном компрессионные холодильные установки, преимущественно поршневого типа, работающие на аммиаке, которые и рассматриваются ниже. В настоящее время системы непосредственного охлаждения распространены на холодильниках значительно шире, чем рассольные системы, которые в некоторых случаях выгоднее или необходимы для более безопасной эксплуатации. Система непосредственного охлаждения требует меньших капиталовложений и меньшего расхода электроэнергии при эксплуатации. Однако это справедливо при условии, когда все камеры холодильника, присоединенные к одной испарительной системе, имеют одинаковую температуру. Рассольная система, обладающая некоторой аккумуляцией холода, способна обеспечить более стабильное охлаждение, несмотря на колебания тепловой нагрузки. Однако это преимущество проявляется лишь в небольших камерах. На крупных же холодильниках (емкостью более 10 тыс. м3) масса хранимых товаров и аккумуляция в них холода настолько велики, что изменение температуры в камере не может быть компенсировано за счет резерва холода в рассоле. Не следует недооценивать корродирующее действие рассола на оборудование и трубопроводы при эксплуатации. Наиболее экономичных режимов работы холодильных установок достигают при меньших перепадах между температурами охлаждаемых помещений и кипения аммиака. Для распределительных холодильников редко применяют децентрализованные холодильные установки с отдельными компрессорами, работающими на одну или несколько камер. Такое решение хотя и упрощает систему трубопроводов, но в целом обходится дорого, так как холодопроизводительность каждого компрессора должна соответствовать максимальной холодо- производительности обслуживаемой им камеры, поскольку невозможно обеспечить ее холодом за счет других камер холодильника. Кроме того, увеличение ко-
личества холодильных агрегатов приводит к росту количества вспомогательного оборудования (насосы и системы циркуляции воды, электроаппаратура, электрокабели и т. д.). На практике стремятся иметь минимальное число температур кипения с допустимыми перепадами температур для камер. Выбор температур кипения зависит от структуры емкости холодильника и режимов хранения и холодильной обработки продуктов. Камеры холодильника группируют по температурным режимам, например, около 0°С, от —10 до —20 -г- —25°С, ниже —25°С. Для каждого из этих режимов проектируют отдельную испарительную систему (сторона низкого давления) со своей температурой кипения. На зарубежных холодильниках обычно предусматривают две — три испарительные системы для камер хранения и одну для туннельных камер замораживания. Нередко, для большей гибкости холодильника в эксплуатации, камеры присоединяют ко всем испарительным системам. Получаемые при этом преимущества окупают затраты на дополнительные трубопроводы и запорную арматуру. При выборе производительности и количества холодильных компрессоров руководствуются размерами капитальных затрат, а также стремятся обеспечить однотипность и взаимозаменяемость компрессоров; резерв компрессоров, достаточный для поддержания температур в камерах после окончания рабочего дня (резервное оборудование обычно используют для работы на туннельные камеры замораживания, для покрытия пиковых и непредвиденных тепловых нагрузок); установку не менее трех компрессоров, из которых один — два с автоматическим регулированием холодо- производительности. Производительность и количество компрессоров выбирают с учетом общей стоимости оборудования установки (включая резерв), которая должна быть как можно меньшей. Центральное машинное отделение, обслуживающее весь холодильник, за рубежом считают рациональным решением. Машинное отделение связывают с холодильником трубопроводами минимальной протяженности. В машинном отделении устанавливают компрессоры, средства управления и контроля, конденсаторы и вспомогательное оборудование. Если требуется котельная, ее располагают отдельно, изолированно от машинного отделения. Часто в здании машинного отделения находятся трансформаторная подстанция, ремонтная мастерская и кладовая. Все оборудование (компрессоры, конденсаторы, электроаппаратура и приборы автоматики) должно быть недоступным для прибывающих на холодильник работников клиентуры. Машинные отделения автоматизированных холодильных установок оснащают сигнализаторами утечки аммиака, сблокированными с аварийной сигнализацией и отключением всей холодильной установки. Кроме того, предусматривают аварийную вентиляцию, включаемую в случае прорыва аммиака. Рекомендуется также оснащать машинное отделение противопожарными оросительными устройствами или углекислотными огнетушителями. Аварийная вытяжная вентиляция работает от автономного источника электроэнергии, причем пусковую аппаратуру для нее и противопожарных оросительных устройств монтируют снаружи, вне машинного отделения. В настоящее время за рубежом редко встречается возможность снабжения конденсаторов большим количеством дешевой свежей воды. Портовые холодильники используют морскую воду, температура которой в странах с умеренным климатом не превышает 18°С, но в ряде районов может достигать 24°С. Применяют специальные меры для защиты труб конденсаторов от коррозии и блокирования морскими водорослями, моллюсками. В портах с загрязненной мазутом водой водозабор удаляют от берега, что удорожает его сооружение. Аналогичные меры предосторожности рекомендуются и при охлаждении конденсаторов речной водой, температура которой изменяется значительно и в летнее время достигает 25°С даже в странах с умеренным климатом. Во многих местах пользуются грунтовой водой. Глубина скважины и качество воды зависят от свойств грунта и объема водопотребления соседних предприятий. Если техническими изысканиями выявлена недостаточность ожидаемого дебита источника, непригодность воды или высокая стоимость ее подготовки, предусматривают оборотное водоснабжение конденсаторов с отводом тепла за счет частичного испарения воды. В этих случаях применяют испарительные конденсаторы или кожухотрубные с градирнями. Для предотвращения образования водяного камня в испарительных конденсаторах и градирнях воду умягчают с устранением солей кальция. Надлежащей обработкой воды исключают возможность развития водорослей в конденсаторах и градирнях. Кроме того, важно следить за чистотой теплообмен- ной поверхности конденсаторов со стороны воды и аммиака (своевременно выпускать масло и воздух). При определенных условиях можно применять конденсаторы с воздушным охлаждением, имеющие по сравнению с водяными следующие достоинства: независимость от влажности наружного воздуха; возможность использования при недостатке воды или ее отсутствии; простота монтажа, менее дорогое и более легкое обслуживание (не требуется обработки воды, очистки труб от накипи, отложений). Недостатки воздушных конденсаторов: повышенная температура конденсации; пониженный коэффициент теплопередачи; больший занимаемый объем; больший расход электроэнергии, однако сравнимый с расходом на комбинированное воздушно-водяное охлаждение (испарительный конденсатор, градирня). В целом первоначальные затраты и эксплуатационные расходы по конденсаторам с водяным и воздушным охлаждением могут быть сопоставимыми, за исключением тех случаев, когда имеются источники большого количества дешевой воды и не требуется ее обратное охлаждение. Рекомендуется устанавливать несколько конденсаторов. Если конденсатор можно разделить на несколько секций, то допустимо иметь один аппарат. Это позволяет бесперебойно эксплуатировать холодильную установку в случае выхода из строя или ремонта конденсатора (или секции). Применяют два способа охлаждения камер — батарейное и воздушное. Пристенные и потолочные батареи используют в камерах с температурой ниже 0°С. Холодный воздух распределяется в них путем естественной конвекции. При этом не требуются вентиляторы и исключается тепловой эквивалент их работы. В камерах с батарейным охлаждением устанавливается более высокая относительная влажность воздуха. В камерах с большим грузооборотом, в которые могут поступать теплые продукты с температурой наружного воздуха, батарейное охлаждение неприемлемо вследствие низкой холодопроизводительности батарей. Оттаивание батарей требует больших трудозатрат, так как при невозможности полного или частичного отключения батарей приходится вручную очищать их от снега. При размещении потолочных батарей над проездами камер практически целесообразно оттаивать батареи горячим аммиаком, собирая талую воду в пластмассовые поддоны, расставляемые на полу. 57
Широкое применение за рубежом получило воздушное охлаждение камер. Воздухоохладители размещают внутри камер или в специальных помещениях. Распределение циркулирующего воздуха может быть канальным, бесканальным или посредством ложного потолка. Воздушное охлаждение с интенсивной теплоотдачей батарей воздухоохладителей позволяет сконцентрировать в камерах хранения холодильное оборудование большой производительности, что необходимо для охлаждения (домораживания) поступающих продуктов. Принудительная циркуляция воздуха обеспечивает равномерное распределение температуры по объему камеры. Воздухоохладители устанавливают так, чтобы избежать непосредственного обдувания продуктов холодным воздухом. За последние годы наметилась тенденция к замене обычных воздухоохладителей подвесными или поста- ментными (кондиционерами-диффузорами), аналогичными по принципу действия. Компактность аппарата, в общем корпусе которого заключены теплообменная батарея, вентилятор и устройство для оттаивания, позволяет устанавливать его внутри холодильной камеры, а комплектная заводская поставка снижает стоимость монтажа. Достоинством аппаратов является также исключение воздушных каналов, занимающих немалый объем в камерах и затрудняющих грузовые операции. Недостатком следует считать неудобство проведения ремонтных работ в низкотемпературных камерах. Для универсальных камер с переменным температурным режимом фирмы изготавливают подвесные воздухоохладители с двухскоростными электродвигателями вентиляторов, секционными батареями, электрокалориферами. На зарубежных холодильниках применяют различную компоновку воздухоохладителей в камерах: постаментные устанавливают на полу вдоль одной из стен камеры и оснащают соплами для раздачи воздуха по разным направлениям, при этом аппараты защищают от повреждений и оставляют возле них свободное место для возврата циркулирующего воздуха; ряд подвесных аппаратов монтируют под потолком вдоль центральной оси камеры или возле стены над проходом, благодаря чему исключаются потери полезного объема камер; особое внимание обращают на правильное распределение циркулирующего воздуха, обеспечивающее равномерную температуру в объеме камеры. В США и Канаде все еще используют мокрые воздухоохладители с кольцами Рашига, орошаемыми раствором гликоля или рассолом, реконцентранию которых осуществляют под вакуумом с подогревом теплом конденсации хладагента. Трубопроводы, запорную арматуру, электрокабели и пусковую аппаратуру воздухоохладителей любого типа защищают в камерах от повреждений и аварий, которые могут быть вызваны подъемно-транспортными средствами. В эксплуатации придают важное значение регулярному оттаиванию воздухоохладителей. При недостаточной установленной поверхности воздухоохладители оттаивают чаще, так как в этом случае возрастает удельная тепловая нагрузка и увеличивается разность температур воздуха на входе и выходе аппарата. Применяют различные способы оттаивания воздухоохладителей: горячим аммиаком, орошением водой, электрообогревом (преимущественно в небольших фреоновых установках). Эти способы часто комбинируют, используя, например, горячий газ и орошение водой, горячий газ и электрообогрев поддона. Талую воду отводят по обогреваемым трубопроводам, размещение и система обогрева которых должны быть тщательно проработаны. При любом способе оттаивание может быть ручным или автоматическим, с полным обособлением воздухоохладителей от камер. Некоторые зарубежные специалисты считают, что затраты на ручное оттаивание камерных батарей превышают затраты на электропривод вентиляторов воздухоохладителей. Для большей продолжительности работы воздухоохладителей между циклами оттаивания применяют увеличенный шаг оребрения нескольких рядов труб со стороны входа воздуха. При размещении воздухоохладителей в камерах (особенно в низкотемпературных) немалые теплопри- токи поступают в них в процессе оттаивания. В связи с этим в расчете расхода холода учитывают, что к аппаратам необходимо подвести в 2—3 раза большее количество тепла, чем необходимо для таяния снеговой шубы. В системах непосредственного охлаждения предусматривают насосную или безнасосную подачу хладагента в испарительное оборудование камер. Насосно-циркуляционная система несколько дороже безнасосной (требуются дополнительные расходы на установку насоса и электроэнергию для его работы, на изоляцию холодных трубопроводов распределения жидкого аммиака). Однако при насосной подаче благодаря многократной циркуляции хладагента ^порядка 4) получают хорошую теплоотдачу в испарительном оборудовании камер. Кроме того, упрощаются станции распределения жидкого аммиака по камерам, особенно если для оттаивания применяют горячий аммиак. В безнасосных системах предусматривают подачу в испарительное оборудование жидкого хладагента под давлением конденсации через терморегулирующие вентили (ТРВ) либо при низком давлении через индивидуальные для каждой камеры или общие отделители жидкости (ОЖ). В первом случае неизбежна потеря охлаждающей поверхности из-за недозаполнения аппаратов аммиаком, так как для нормальной работы ТРВ необходим перегрев всасываемых паров на несколько градусов. Были попытки улучшить теплоотдачу поверхности путем создания внутренней циркуляции аммиака в аппаратах, но этот путь не получил признания. Во втором случае для обеспечения питания камерного оборудования жидкостью приходится создавать необходимый напор подъемом ОЖ на достаточную высоту, что приводит к повышению рабочей температуры кипения вследствие влияния гидравлического столба. Для больших холодильников такая затопленная система не дает удовлетворительных результатов. Приходится наиболее удаленные от ОЖ камеры питать аммиаком с помощью ТРВ. В эксплуатации подобная смешанная система оказалась неприемлемой. Реализация насосных и безнасосных схем подачи хладагента связана с рядом трудностей, устранению которых зарубежные специалисты придают важное значение. Нормальная работа аммиачного насоса возможна лишь при правильном присоединении его к циркуляционному ресиверу, что позволяет избежать кавитации. Должны быть точно определены размеры ОЖ и емкость циркуляционных ресиверов, в особенности для систем с верхней подачей аммиака, в которых при остановке насоса жидкий аммиак сливается из испарительного оборудования камер. Кроме того, необходимо правильно выбрать фильтры, запорную арматуру, соленоидные вентили и принять меры против чрезмерного повышения давления, которое возможно в перекрытых участках системы вследствие температурного расширения жидкости. Подачу жидкого аммиака в циркуляционные ресиверы регулируют по уровню с помощью поплавковых регуляторов, ТРВ с чувствительным патроном на отметке контролируемого уровня или магнитными по- 58
плавковыми регуляторами, сблокированными с соленоидными вентилями. Емкость циркуляционных ресиверов должна быть принята с учетом полного исключения переполнения сосуда. Приборы аварийной сигнализации недопустимого повышения уровня жидкости или приборы аварийного отключения компрессоров должны обладать НОВОСТИ ИНОСТРАННОЙ ТЕХНИКИ УДК 699.86 Автоматически поворачивающиеся солнцезащитные жалюзи Д. ХАССЕЛ В крупном административном здании, построенном в 1961 г. в Гонолулу (Гавайские острова), были применены автоматические солнцезащитные жалюзи, позволивши^ значительно уменьшить расход холода на Рис. 1. Общий вид здания, оборудованного автоматически поворачивающимися жалюзи (вид с юго-востока). высокой степенью срабатывания, чтобы надежно защищать компрессоры от гидравлических ударов. (Продолжение следует) И. М. ГИНДЛИН Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Рис. 2. Нижняя часть жалюзи с одним из чувствительных элементов в левом нижнем углу: / — чувствительный элемент; 2 — жалюзи. кондиционирование воздуха. Климат в Гонолулу очень жаркий: летом температура повышается до 33, зимой достигает 25°С. Кроме того, в Гонолулу очень много солнечных дней, поэтому использование автоматических жалюзи, по-видимому, является идеальным решением проблемы защиты здания от солнечной радиации. Пятнадцать этажей двадцатиэтажного здания (рис. 1) затенены с четырех сторон с помощью 3565 вертикальных жалюзи (рис. 2) из анодированного алюминия, автоматически поворачивающихся в зависимости от положения солнца. Жалюзи с восточней и южной сторон имеют по два чувствительных элемента, с западной — один и с северной — ни одного. Чувствительные элементы крепят к жалюзи. Нужное положение жалюзи достигается с помощью автоматического устройства, управляющего электродвигателями. Последние приводят во вращение жалюзи с помощью тяг. Все элементы необходимо поддерживать в хорошем рабочем состоянии. При сильном ветре жалюзи в углах должны быть прикреплены к зданию, чтобы обеспечить наименьшие усилия в соединениях. Коррозия — это основная проблема. Так как здание расположено в полукилометре от океана, то в результате коррозии разъединяются все алюминиевые части. Повторное анодирование стоит 70000 долларов, покраска — 400000 долларов. Несмотря на высокую стоимость жалюзи, отказ от их использования повлек бы за собой значительное увеличение тепловой нагрузки на установку кондиционирования воздуха. Применение неподвижных жалюзи малоэффективно, так как солнце занимает разное положение в разное время года. Australian Refrigeration, Air Conditioning and Heating, March, 1978. Статью подготовили H. JL БАРУДИН, Э. Д. ШУВАТОВА 59
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ УДК 621.574.9:664.85.8.037 Холодильно-нагревательная машина для фруктовых холодильников ХМФ-32 A. A. PAEBr H. С. БЕРСЕНЕВА ВНИИхолодмаш Е. Д. АФАНАСЬЕВ, С. Л. ТУБОЛЕВСКИЙ Завод «Комплектхолодмаш» Е Ф. ГРИШИН ВНИИэлектропривод Холодильно-нагревательная машина ХМФ-32 предназначена для поддержания необходимого температурного режима в камере хранения фруктов. Машина изготавливается в климатическом исполнении «У» ка« тегории 2 ГОСТ 15150—69 с ограничением температуры окружающего воздуха до —30 до -f-35°C без воздействия атмосферных осадков, пыли и солнечной радиации. Рис. 1. Габаритные и присоединительные размеры компрессор но-конденсаторного агрегата: 1 — компрессор: 2 — конденсатор; 3 — манометр; 4, 5 — датчик-реле давления; 6 — датчик-реле температуры; 7 — вентилятор; 8 — ресивер; 9 — фильтр-осушитель; 10 — вентиль с электромагнитным приводом. 60
Техническая характеристика машины ХМФ-32 Хладагент Холодопроизводительность при температуре наружного воздуха 30 °С и температуре воздуха на входе в воздухоохладитель 2 °С, кВт(ккал/ч) Расход воздуха через воздухоохлади- тельные агрегаты, м3/ч Потребляемая (электрическая) мощность, кВт в режиме охлаждения в режиме нагревания Количество заряжаемого хладагента, кг Смазочное масло Количество заряжаемого масла, кг Мощность электронагревателей, кВт 37,2C2 000) 32 000 35,6 25,6 ПО ХФ12-16 16 18 Напряжение переменного тока, В силовой сети 380 цепи управления 220 Габаритные размеры, мм компрессорно-конденсаторного агре- 2250x1265x2040 гата воздухоохладительного агрегата 1820x1470x955 станции управления 800x400x1400 Масса, кг компрессорно-конденсаторного агре- 1000 гата воздухоохладительного агрегата 700 станции управления 200 335 335 ЯуЮ Воздух Газообразный хладагент, дуЗО •рОод питания, сальник СКСО-П-16 Газообразный хладагент, то уидкий хладагент ^а базе этих машин могут быть разработаны проекты холодильников емкостью до 2000 т с децентрализованной системой холодоснабжения. Машина ХМФ-32 компрессионная, одноступенчатая, с воздушным охлаждением конденсатора, непосредственным кипением хладагента. Машина состоит из компрессорно-конденсаторного L агрегата (рис. I), двух воздухоохладительных агрегатов с электронагревателями (рис. 2), станции управления (рис. 3) и комплекта монтажных узлов. Станция управления представляет собой комплектное устройство, включающее пуско-защитную аппаратуру, терморегуляторы, приборы световой и звуковой сигнализации. Холодильно-нагревательная машина ХМФ-32 работает в режимах охлаждения, обогрева и оттаивания инея. Управление машиной осуществляется по тем- 800 750 И т Рис. 2. Габаритные и присоединительные размеры воздухоохладительного агрегата: 1 — нагреватель; 2 — воздухоохладитель; 3 — терморегулирую- щий вентиль; 4 — электродвигатель; 5 — вентилятор. U U U Ьотб. 01 f ЧОО V ЕТТТ Рис. 3. Габаритные и присоединительные размеры станции управления.
пературе в камере хранения. В качестве регуляторов использованы полупроводниковые терморегуляторы типа ПТР-2, ПТР-3. Заданная температура в камере в диапазоне температур от +2 до —2°С поддерживается периодическим включением и выключением компрессоров (в зимнее время электронагревателей). Система автоматизации обеспечивает: автоматическое поддержание необходимой температуры; автоматическую защиту холодильной машины от аварийных режимов работы; защиту от подмораживания фруктов; автоматическое включение машины при восстановлении напряжения после его исчезновения; автоматическое переключение режимов (охлаждение или обогрев); рабочую и аварийную сигнализацию; автоматический переход на режим охлаждения пос- РЕФЕРАТЫ УДК 637.053.001.24 Метод расчета плотности мясных и молочных продуктов по их составу. ЛАТЫШЕВ В. П., ГРИЦЫН М. Н., ЦИРУЛЬНИКОВА Н. А. Холодильная техника, 1979, № 6. Экспериментально определена плотность натуральных и вареных говядины и свинины в диапазоне 77—373К, рассчитаны зависимости плотности молочного жира и сухих обезжиренных веществ молока, говядины и свинины от температуры. Сравнением опытных и опубликованных ранее значений плотности с расчетными по методу аддитивности показана применимость последнего в широком диапазоне температур для расчета достоверных значений плотности мясных и молочных продуктов по составу последних. Иллюстраций 3. Список литературы — 12 названий. УДК 629.12:621.565*564.25 Производственные холодильные установки на R22 для судов флота рыбной промышленности. САВИЦКИЙ И. К., КАТЕРУХИН В. В., СМОЙЛОВ- СКАЯ И. А. «Холодильная техника», 1979, №6. Даны основные технические решения производственных холодильных установок на R22 для траулеров и транспортных рефрижераторов четырех типов. Хо- лодопроизводительность холодильных установок от 24 до 814 кВт, рабочие температуры кипения — 42~0°С. Приведено краткое описание и дано сравнение установок. Таблиц 2. Иллюстраций 6. Список литературы — 8 названий. ле оттаивания (система оттаивания включается вручную). В станции управления предусмотрены клеммы для подключения реле времени или другого прибора, дающего сигнал на начало проведения процесса оттаивания. Компрессорно-конденсаторная часть и станция уп« равления монтируются снаружи холодильника под навесом или в антресольных помещениях над коридорами или платформами. Машина поступает с завода-изготовителя агрегати- рованной, с испытанными на прочность и плотность агрегатами, с компрессорно-конденсаторным агрегатом, заполненным хладагентом и маслом, с минимальным числом соединений при монтаже. Серийное производство машин ХМФ-32 готовится на заводе «Комплектхолодмаш», г. Страшены МССР. УДК 621.514.5.0П1.5 Исследования винтового компрессора сухого сжатия в режимах каскадной холодильной машины. ПЕКАРЕВ В И., ИГУМНОВ В. М., ВЕДАЙКО В. И. «Холодильная техника», 1979, № 6. Приведены результаты испытаний винтового компрессора сухого сжатия в режимах нижней ветви каскадной холодильной машины. Показано, что зависимость коэффициента подачи и адиабатного КПД для экспериментального винтового компрессора, работающего на R13, носит пологий характер, а сами коэффициенты имеют достаточно высокие значения при наружной степени повышения давления до 5. Определено влияние различных факторов на экономичность работы винтового компрессора. Результаты испытаний показывают возможность использования винтовых компрессоров сухого сжатия в каскадных холодильных машинах. Иллюстраций 3. УДК 621.564.25:536.7 Термодинамические свойства хладагента R 218. РЯ- БУШЕВА Т. И., ГУЙГО Э. И., ПЕТРУНИНА Е. Б. «Холодильная техника», 1979, № 6. Исследована изохорная теплоемкость перфторпропапа в диапазоне температур 173, 15—383,15 К на двух ква- зиизохорах. С помощью квазистатических термограмм установлены три значения удельных объемов на линии насыщения. Составлены уравнение для кривой упругости с учетом опытных значений производной dpsldT'2 и уравнение для плотности кипящей жидкости. Определены коэффициенты взаимосогласованных уравнений состояния для жидкости и газа. Получены уточненные таблицы термодинамических свойств перфторпропана в состоянии насыщения при 173,15—345,05 К. Таблиц 4. Список литературы — 8 названий. 62
УДК 621.5.044B11/213) УДК 621.565.004:628.84:625.23 О выборе экономичного типа конденсатора холодильной установки для различных климатических зон. ГОГОЛИН А. А., МЕДНИКОВА Н. М., КОСОЙ О. В.- ПОТАПЧИК Г. Н. «Холодильная техника» , 1979, № 6. Оценены (расчетным путем) годовой расход электроэнергии и годовые приведенные затраты на работу ком- прессорно-конденсаторной группы аммиачной холодильной установки при использовании трех типов конденсаторов: водяного кожухотрубного с градирней, воздушного и испарительного — для различных климатических зон страны. Во всех климатических зонах страны, кроме зоны с сухим и жарким климатом, годовой расход электроэнергии оказывается минимальным при использовании воздушных конденсаторов; испарительный конденсатор занимает промежуточное положение между воздушным и кожухотрубным конденсатором с градирней. По приведенным затратам испарительный конденсатор имеет преимущества перед другими типами конденсаторов. Таблиц 3. Иллюстраций 3. Список литературы — 11 названий. УДК 621.57.041:E32.11+536.5) Динамика давлений и температур при влажном ходе компрессора. КОХАНСКИЙ А. И., ЖИВИЦА В. И. «Холодильная техника», 1979, № 6. На основании экспериментальных исследований получена динамическая связь давлений и температур при влажном ходе компрессора ступени высокого давления. Показано существенное запаздывание изменения температуры нагнетания относительно начала влажного хода. Изменения давлений практически без запаздывания следуют за началом влажного хода. В некоторые моменты времени давление всасывания превышало давление в промежуточном сосуде. Полученные данные могут быть использованы для построения систем автоматической сигнализации и защиты компрессора. Иллюстраций 1. Список литературы — 7 названий. УДК 621.575.577.036.7.001.5 Термодинамическая оценка работы абсорбционного во- доаммиачного теплового насоса. МАРУСЕЙЦЕВ Ю. Д., КАППЕЛЬ А. С, ЛЕБЕДЕВ В. Ф. «Холодильная техника», 1979, № 6. На основе экспериментальных данных сделан термодинамический анализ работы во до аммиачного абсорбционного теплового насоса (АТН). Определены процессы, обладающие наибольшей необратимостью. Показана перспективность использования АТН в народном хозяйстве. Иллюстраций 2. Список литературы — 6 названий. Эксплуатация холодильной установки МАВ-Н для кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах. ФАЕРШТЕЙН Ю. О. «Холодильная техника», 1979, № 6. Описана конструкция кондиционера типа МАВ-Н пассажирского вагона 47К (ГДР) и дана краткая техническая характеристика основных аппаратов холодильной машины и агрегатов вагона с анализом наиболее часто возникающих отказов. Иллюстраций 2. УДК 621.565.945:E32.2+Б°-Ч Ъ ощ.К Исследование влияния гидрскро^чо.о покрытия на тепловые и аэродинамические характеристики воздухоохладителя. НИКУЛЬШИНА Д. Г., ПОПОВА Э. М., ДОЛЬСКАЯ В. И., ИЗОТОВ В. Н., ЛУЧИН В. А.» СТАРЫХ Ю. В. «Холодильная техника», 1979, № 6. Приведены результаты сравнительных испытаний двух листоканальных воздухоохладителей с гидробсфным покрытием и без него. Установлено, что в результате комплексного применения гидрофобного покрытия и листоканальной поверхности увеличивается удельный теплосъем с поверхности аппарата, уменьшается аэродинамическое сопротивление, увеличивается период работы воздухоохладителя между оттаиванием. Иллюстраций 4. Список литературы — 3 названия. УДК 621.57.049.3 Фильтрующий элемент для газовых и жидкостных фильтров. ЧЕРНЯВСКИЙ Э. И. «Холодильная техникам, 1979, № 6. Для повышения пропускной способности фильтрующего элемента газового и жидкостного фильтров предложено отверстия в каркасе элемента выполнять в виде продольных пазов, чередующихся с ребрами жесткости, также имеющими отверстия. Тем самым увеличивается продолжительность работы фильтра до очистки или замены фильтрующего элемента, сокращается время на обслуживание холодильных установок и автономных кондиционеров, снижаются потери хладагента. Иллюстраций 1. УДК 637.5.82.004.16:629.1-444.72 Новые нормы естественной убыли мяса и мясопродуктов при перевозках в авторефрижераторах. ЖОКИ- НА 3. И., НИЦЕНКО Т. П., АФОНИНА Л. Д., ПАПИНА Н. И. «Холодильная техника», 1979, № 6. Разъясняются отдельные положения новых норм, показано снижение их по отдельным видам продуктов по сравнению с ранее действовавшими. Таблиц 1. 63
УДК 021.036.7.001.1.006.5 УДК 621.57.041:543.275.1-4 Термодинамическая теория тепловлажностных процессов в камерах холодильников. ЖАДАН В. 3. «Холодильная техника», 1979, № 6. Изложена обобщенная теория тепловлажностных процессов при охлаждении, замораживании и холодильном хранении продуктов животного и растительного происхождения, которая базируется на реальных условиях в холодильных камерах, отличающихся нестабильностью температурного режима. Получена предельно простая формула для инженерных расчетов усушки продуктов при обработке холодом и холодильном хранении, использование которой требует обоснования единственной определяющей величины — теплопритоков к охлаждающему (замораживающему) продукт воздуху. Таблиц 4. Иллюстраций 2. Список литературы — 12 названий. Универсальный индикатор контроля влажности жидкостей и газов. МАЛКИН Л. Ш., ФИЛЕНКО А. И. «Холодильная техника», 1979, № 6. Разработана новая рецептура приготовления чувствительного элемента универсального индикатора влажности, дающая возможность значительно увеличить срок хранения, надежность индикатора, повысить его чувствительность, расширить диапазон измеряемых концентраций воды. Таблиц 1. Список литературы — 4 названия. УДК 621.036.7.001.1.006.5 К вопросу о тепловлажностных процессах в камерах холодильников. ГОГОЛИН А. А. «Холодильная техника» , 1979, № 6. Проанализирована термодинамическая теория внутри- штабельных процессов, созданная проф. В. 3. Жаданом. Указано на значительное влияние начального процес- . са, протекающего с переменной относительной влажностью воздуха. Область применения термодинамической теории ограничена зоной высоких относительных влажностей воздуха. Иллюстраций 2. УДК 663.67 Мороженое «Полюс». ОЛЕНЕВ Ю. А., ШПЯКИНА Н. Н. «Холодильная техника», 1979, № 6. Разработано мороженое «Полюс», содержащее по сравнению со сливочным меньше сахарозы и молочного жира. Приведены данные о его составе, энергетической ценности, качественных показателях, видах расфасовки, условиях транспортирования и хранения. Указаны предприятия, освоившие новый продукт. На первой странице обложки. Малый транспортный рефрижератор типа «Радужный». РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: М. П. Кузьмин (главный редактор), Л. Д. Акимова (зам. главного редактора). Н. Д. Абрамов, Е. М. Агарев, А. В. Быков, И. М. Гиндлин, д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголин, И. М. Калнинь, А. В. Кан, д-р техн. наук, проф. Э. И. Каухчешвили, Н. П. Коновалов, М. М. Позин.А. Н. Сергиенко, д-р техн. наук, проф. Г. Б. Чижов, М. М. Ша- поваленко, д-р техн. наук, проф. А. П. Шеффер. Технический редактор Н. Н. Зиновьева Рукописи не возвращаются Сдано в набор 10.05.79. Подписано в печать 11.06.79. Т-10653. Формат 84X1087,6 Усл.-печ. л. 6,72. Уч.-изд. л. 7,60 Тираж 14835 экз. Заказ 1006 Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костикова, 12. Телефон 216-86-73 Высокая печать. Объем 4,0 печ. л. Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 142300, г. Чехов Московской области