Текст
                    ISSN 0023-124X
Холоаильная
2 9i 1ехника
ежемесячный
теоретический
и научно-практический
ЖУРНАЛ
УЧРЕЖДЕН
ГОСУДАРСТВЕННОЙ
КОМИССИЕЙ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР
ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ
И ЗАКУПКАМ
И ВО «АГРОПРОМИЗДАТ»


ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ И НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ УЧРЕЖДЕН ГОСУДАРСТВЕННЫМ КОМИТЕТОМ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ И ЗАКУПКАМ И ВО "АГРОПРОМИЗДАГ' ИЗДАЕТСЯ С МОСКВА ВО ЯНВАРЯ 1923 ГОДА АГРОПРОМИЗДАГ' Холоаильная 2*91 lexHUKQ 0 НОМЕРЕ: БЫТОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХН ИКА: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ Пискунов В. В. Цены должны стимулировать совершенствование продукции (наши интервью) 2 Плужников О. П., Возный В. Ф., Лавренченко Г. К., Хмельнюк М. Г. Повышение энергетической эффективности двухкамерных бытовых холодильников 5 Бояркин В. А., Упорова И. Г., Алиев Г. С. Интенсификация теплообмена в конденсаторе бытового холодильника 7 Из истории развития бытовой холодильной техники 8 ЗА РУБЕЖОМ Шелашова С. Л., Барыкина Г. П. Энергетические характеристики бытовой холодильной техники 9 ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ Богданович Л. С, Клепанда А. С, Черепенников Г. Б., Кузнецов А. П. Перспективность применения грунтовых аккумуляторов холода в системах хладоснабжения 11 Гончарова Г. Ю., Елуфимова С. М., Виноградов В. Н. Пленочный льдоаккумулятор 12 Онищенко В. П., Соколов В. А., Вязовский В. П., Колесников С. А. Аккумуляторы холода в системах хладоснабжения 15 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Гутник С. Б., Древаль Ю. К. Разработка теплоизоляционных материалов с пониженным содержанием фреона 19 НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ Коган Б. Н., Генин Л. Л. Эффективность использования воздушных конденсаторов в крупных аммиачных холодильных установках . 20 Ломакин В. Ф., Онищенко О. А. Система регулирования давления конденсации 23 ИЗУЧАЮЩИМ ОСНОВЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Шавра В. М. Тема 2. Термодинамические основы и рабочие процессы холодильных машин 25 ОБМЕН ОПЫТОМ Круп и н Б. Б. Автомат для снятия фасок с торцов стержней электрических контактов 29 Оросители градирен из пластмассовых труб 30 Изобретения 18, 24, 28, 30, 34 ОХРАНА ТРУДА Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок 31 ХРОНИКА с Техника климатизации-90» Александров В. И., Скляревский Р. А., Мал кии Л. Ш. Техника для монтажа, обслуживания и ремонта холодильного оборудования 35 В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА Рекомендации по замораживанию и хранению пищевых продуктов 37 Из Бюллетеня МИХ 39 IN ISSUE: DOMESTIC REFRIGERATING EQUIPMENT: PROBLEMS AND SOLUTIONS Piskunov V. V. Prices must Stimulate Improvement of Produce (Our Interviews) 2 Piuzhnikov O. N., Vozny V. F., Lavrenchenko G. K., Khmel- nuk M. G. Increasing of Energy Efficiency of Two-Compartment Domestic Refrigerators 5 Boyarkin V. A., Uporova I. G., Aliyev G. S. Intensification of Heat Exchange in Condenser of Domestic Refrigerator 7 From History of Development of Domestic Refrigerating Equipment 8 ABROAD Shelashova S. L., Barykina G. P. Energetic Characteristics of Domestic Refrigerating Equipment 9 ECONOMY OF FUEL ENERGY RESOURCES Bogdanovich L S., Klepanda A. S., Cherepennikov G. N., Kuznetsov A. P. Prospects of Utilization of Soil Cold Accumulators in Cold Supply Systems 11 Goncharova G. Yu., Elufimova S. M., Vinogradov V. N. Film Ice Accumulator 12 Onischenko V. P., Sokolov V. A., Vyazovsky V. P., Kolesni- kov S. A. Cold Storage Systems in Cold Supply Systems 15 ENVIRONMENT PROTECTION Gutnik S. В., Dreval Yu. K. Development of Heat Insulating Materials with Reduced Content of Freon 19 SCIENCE, ENGINEERING, TECHNOLOGY Kogan B. N., Genin L. L. Efficiency of Air Condensers Utilization in Large Ammonia Refrigerating Plants 20 Lomakin V. F., Onischenko O. A. System of Condensing Pressure Regulation 23 FOR THOSE STUDYING BASICS OF REFRIGERATING ENGINEERING Shavra V. M. Theme 2. Thermodynamic Bases and Working Processes of Refrigerating Machines 25 PRACTICE EXCHANGE Krupin В. В. Automatic Device for Chamfering from Butt Ends of Electrical Contacts' Rods 29 Plastic Tubes Sprayers for Cooling Towers 30 Inventions 18, 24, 28, 30, 34 LABOUR PROTECTION Rules of Arrangement and Safe Operation of Ammonia Refrigerating Plants 31 MISCELLANY "Technique of Climatisation-90" Aleksandrov B. I., Sklyarevsky R. A., Matkin L. Sh. Technique for Installation, Servicing and Repair of Refrigerating Equipment 35 AT INTERNATIONAL INSTITUTE OF REFRIGERATION Recommendations on Freezing and Storage of Foodstuffs37 From Bulletin of IIR 39 ХОЛОДИЛЬНАЯ МОЗАИКА РЕФЕРАТЫ 9, 40 40 REFRIGERATING MOSAIC SUMMARIES 9, 40 40
БЫТОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ Дефицит бытовой холодильной техники — дело временное,— считает заместитель главного конструктора по бытовым холодильникам ПО «ЗИЛ» В ближайшие годы значительно увеличатся мощности * по ее производству, что может вызвать конкуренцию различных моделей и на советском рынке. Поэтому уже сейчас исследователи и конструкторы работают над совершенствованием качественных характеристик выпускаемых холодильников и морозильников. Различные аспекты этой темы отражены в публикуемой ниже подборке материалов. § En * * * * * Цены должны стимулировать совершенствование продукции Наши интервью В связи с развитием рыночных отношений в нашей стране заметно возрастает роль ценообразования на выпускаемую продукцию как экономического рычага в управлении производственным процессом. Проблема правильного установления цен волнует как изготовителей, так и потребителей продукции. Редакция попросила поделиться своим мнением о сложившейся у нас в стране практике ценообразования на бытовые холодильные приборы (БХП) заместителя главного конструктора по бытовым холодильникам ПО «ЗИЛ» В. В. П И- СКУНОВА. — Виктор Васильевич, среди потребителей распространено мнение, что на отечественные холодильники и морозильники цены устанавливаются произвольно, без экономического и технического обоснования. Ведь нередко цены на однотипные холодильники существенно различаются. Почему так происходит? Существуют ли какие-то единые законы ценообразования на БХП? — Такие законы существуют и имеют общие тенденции как у нас в стране, так и за рубежом. В мировой практике основным параметром при определении цен БХП является их емкость. По этому параметру определяется базовая цена. К ней начисляются надбавки за длительный срок хранения продуктов, удобство в эксплуатации и обслуживании, экономичность и другие дополнительные преимущества модели. Например, на рынке США покупателю наряду с холодильниками, оснащенными льдогенераторами, роликовыми опорами и другими элементами, создающими дополнительные удобства, предлагают такие же шкафы без этих удобств. Соответственно цена последних ниже на суммарную величину стоимости льдогенератора, роликовых опор и оплаты за их установку. В цене БХП находят отражение также варианты их цветового оформления. Базовая цена учитывает затраты на окрашивание в белый цвет как наиболее распространенный (например, в 1985 г. на рынке Франции более 80 % холодильников были белого цвета). За нестандартный цвет цена повышается, причем доплата тем выщ?, чем реже этот цвет заказывают. Существенное влияние на цену оказывают" популярность марки БХП и размеры эксплуатационных затрат. Так, за холодильники американской фирмы «Амана» потребитель готов платить более высокую цену, чем за равнозначные модели других фирм, так как «Амана» гарантирует возмещение убытков от порчи продуктов в холодильнике, если это произошло по ее вине. Американское общество защиты прав потребителей выступает за отражение в цене БХП эксплуатационных затрат на их обслуживание и ремонт, а также оплату электроэнергии,' поскольку американские холодильники имеют большие размеры и энергопотребление, чем западноевропейские и японские. С учетом перечисленных и других доплат за различные дополнительные потребительские свойства цены БХП одинаковой емкости могут значительно различаться между собой. Например, по данным торгового центра штата Мичиган (США), в 1979 г. цены на самые массовые в стране холодильники емкостью 540 дм3 колебались от 360 до 730 долларов, т. е. более чем в 2 раза. Цена 1 дм3 емкости в разных моделях была в пределах от 67 центов до 1 доллара 43 центов, причем с увеличением размеров холодильников эта цена возрастала. Через 9 лет в 1988 г. уровень цен на холодильники повысился в 1,5—2 раза, однако тенденции ценообразования не претерпели существенного изменения. Еще больший разброс цен на БХП отмечается на японском рынке. Согласно проспектным данным фирм «Тошиба», «Мицубиси», «Хитачи», «Санио», «Национал», «Шарп» и «НЕК», цены на БХП в 1988— 1989 гг. составляли от 53 тыс. до 400 тыс. йен. Цена 1 дм3 была в пределах 429—1283 йен (разница в 3 раза), в том числе для холодильников двух- и многокамерных емкостью до 425 дм3 — 429— 941 B,2 раза), для морозильников- шкафов емкостью до 328 дм3 — 618—1178 A,9 раза), для морозильников-ларей емкостью до 680 дм3 — 478—1283 йен B,7 раза). Однако в ценообразовании моделей холодильников и морозильников массового спроса имеются существенные различия: с увеличением емкости цена 1 дм3 холодильников растет, а морозильников падает. Значительным разнообразием характеризуется европейский рынок, где существенную роль играет наличие многих изготовителей, ведущих между собой острую конкурентную борьбу. Поэтому наибольшие отклонения в ценах БХП одинаковой емкости здесь диктуются популярностью или непопулярностью марки. Например, цены комбинированных холодильников- морозильников практически одинаковой емкости, но изготовленных разными фирмами — «Баукнехт», «Электролюкс» и «АЕГ — Санто», - составляли в 1987 г. соответственно 350, 360 и 465 англ. фунтов стерлингов. Однако принципы ценообразо-
вания в целом остаются те же, что и на американском и японском рынках: дополнительные преимущества дают надбавки к цене. Так, на западногерманском рынке в 1989 г. однокамерные холодильники емкостью до 235 дм3 стоили 500—700 з. г. м. (цена 1 дм3 —- 2,76—4,82 з. г. и.), а двухкамерные холодильники и комбинированные холодильники-морозильники емкостью до 409 дм3 — 569— 1399з.1\ м. B,60—4,44 з. г. м/дм3), т.-% цена БХП существенно возрастала при улучшении их потребительских свойств. Эту же тенденцию можно проследить и по морозильникам. Наиболее дорогие из них — с необмер- зающими стенками (принудительное охлаждение вентилятором), усиленной и улучшенной теплоизоляцией. Цена морозильника- шкафа емкостью 200 дм3 с обычной конвекционной системой охлаждения и стандартной теплоизоляцией стенок — 679 з. г. м. C,40 з. г. м/дм3), морозильника такой же емкости, но с необмер-^ зающими стенками (автоматическое оттаивание испарителя) — 1148 з. г. м, E,74 з. г. м/дм3), морозильника емкостью 217 дм3 с улучшенной теплоизоляцией — 1198 з. г. м. E,62 з. г. м/дм3). Цена морозильника-ларя емкостью 275 дм3 с обычной теплоизоляцией — 599,5 з. г. м. B,18 з. г. м/ дм3), ларя емкостью 285 дм3 с усиленной теплоизоляцией (с утолщенными стенками) — 779,5 з. г. м. B,74 з. г. м/дм3), а такого же ларя с более качественной теплоизоляцией—938 з.г. м. C,29 з. г. м/ дм3). Размер надбавки к цене за улучшение потребительских свойств изделия зависит от важности их для потребителя. Так, за удобства, создаваемые в БХП с необмерзающими стенками («ноу фрост»), западноевропейские покупатели согласны доплачивать к основной цене до 20%, хотя издержки производителей при внедрении принудительной системы охлаждения взамен обычной конвекционной больше чем 20 % (это является главной причиной, сдерживающей расширение выпуска таких холодильников в европейских странах). Для японского потребителя в условиях повышенной влажности окружающей среды весомость автоматизации оттаивания испарителя выше, чем для европейского, и он идет на повышенную оплату таких БХП, что стимулирует увеличение их производства. По данным фирмы «Тошиба», большинство моделей БХП, предназначенных для внутреннего рынка, имеют принудительную систему охлаждения. Следовательно, цены выступают как экономический критерий целесообразности повышения качества изделий и как барьер, препятствующий внедрению в производство нерентабельной продукции. — А как устанавливаются цены на БХП у нас в стране? Насколько цена на отечественные холодильники и морозильники отражает их качественные характеристики? — В действующем ценообразовании используют два основных метода расчета оптовых и розничных цен на БХП: нормативно-параметрический и затратный. Проектные цены на новую продукцию рассчитывают по нормативно-параметрическому методу. На однотипные БХП, удовлетворяющие действующим стандартам и имеющие минимальный набор элементов комфортности, устанавливают базовые цены в зависимости от общей емкости. Например, за базовую модель принимают холодильник с температурой в низкотемпературном отделении (НТО) —6°С (маркировка*). Более высокие по отношению к базовой модели показатели и дополнительные элементы комфортности дают право на надбавки к базовым оптовой и розничной ценам. Соотношение между надбавками к ценам должно быть равным соотношению базовых оптовых и розничных цен. На практике же эти соотношения колеблются в широких пределах. Разница между розничной и оптовой ценами является достоянием государства и торговли: отчисления в сумме 5—6 % розничной цены поступают в распоряжение торгующих организаций для покрытия их расходов на реализацию продукции и на развитие торгующей сети, остальная часть дохода — в госбюджет. Соотношение между предельной оптовой и розничной ценами, определяющее минимальные отчисления в госбюджет в виде налога с оборота, устанавливают по достигнутому уровню для усредненного БХП данного типоразмера по всем заводам-изготовителям. Для холодильников минимальной емкости это соотношение минимальное, для максимальной — максимальное. Для наглядности приведу таблицу ориентировочных базовых цен холодильников в зависимости от их общей емкости (в соответствии с прейскурантами 64—01 и 092). | Базовая цена, р. Предельная оптовая всего за 1 дм3 Розничная всего за 1 дм3 120 100 0,83 140 1,17 но ПО 0,78 170 1,20 160 120 0,75 200 1,25 Общая емкость, дм3 180 200 220 240 130 140 150 160 0,72 0,70 0,68 0,66 230 260 290 320 1,28 1,30 1,32 1,34 260 170 0,65 350 1,35 280 180 0,64 380 1,36 300 190 0,63 410 1,37 Из таблицы видно, что для холодильника емкостью 120 дм3 соотношение базовых розничной и оптовой цен равно 1,4 (минимальный налог с оборота), а для холодильника емкостью 300 дм3 — 2,16 (максимальный налог). Оптовая же цена 1 дм3 по мере увеличения емкости холодильника падает с 83 до 63 к. (что отражает снижение удельных затрат на изготовление), а розничная цена растет с 1,17 до 1,37 р. (что отражает перераспределение затрат от покупателей небольших холодильников к покупателям холодильников большой емкости). Надбавки к ценам за повышенные потребительские показатели и дополнительные устройства к базовой модели устанавливают независимо от емкости БХП, исходя из весомости создаваемых дополнительно удобств в эксплуатации. Например, за возможность продлить срок хранения замороженных продуктов с 3 недель до 3 месяцев за счет понижения температуры в НТО с —6 до —12 °С (маркировка ** надбавки составляют: к оптовой цене — 2 р., к розничной — 4 р.; с 3 недель до одного года за счет понижения температуры в НТО до —18 °С (маркировка***) — соответственно 4 и 10 р. На мой взгляд, более справедливо было бы устанавливать надбавки такого рода в зависимости от полезной емкости отделений (камер) для хранения различных видов продуктов (свежих, охлажденных, замороженных) при дифференцированной оценке стоимости 1 дм3. За возможность замораживать не менее 4 кг продуктов в сутки надбавки к оптовой и розничной ценам равны соответственно 5 и 10 р., за автоматическое оттаивание испарителя холодильной камеры— 10 и 20 р., за дополнительную дверь — 15 и 30 р., за столешницу — 5 и Юр. и т. д. Вместе с тем надбавки за экономичность и надежность БХП в эксплуатации, их привлекательность и престиж марки (показатели, играющие значительную роль на за- 1
рубежном рынке и имеющие важное значение для потребителя) отечественной системой ценообразования практически не предусматриваются. Оптовые цены на серийно изготовляемые холодильники и морозильники определяют по традиционному затратному методу, причем рассчитанная по фактическим затратам цена не должна превышать предельную оптовую цену, установленную по нормативно-параметрическому методу. Суммарные затраты изготовителя (полная себестоимость изделия) складываются из прямых затрат на изготовление#БХП (производственная себестоимость), затрат на тару и упаковку (в сумме — заводская себестоимость) и на доставку упакованного изделия к месту назначения. Производственная себестоимость складывается из затрат на материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия D5—75 % полной себестоимости в зависимости от размеров, конструктивных и технологических особенностей БХП, а также от организации и характера производства), на содержание и эксплуатацию оборудования (9— 18%), выплату зарплаты основным и вспомогательным рабочим C,5— 10%), содержание обслуживающего персонала и прочие производственные расходы (9—15%). Разница между оптовой ценой и полной себестоимостью определяет размер прибыли предприятия-изготовителя. Например, оптовые цены на двухкамерные холодильники емкостью 280 дм3 с морозильной камерой (МК) емкостью 45 дм3, рассчитанные с учетом фактических затрат на изготовление, составляют от 220 до 236 р. («Минск-15М» — 220 р., «Чинар-7М» — 228 р., «Па- мир-214» — 234 р., «Донбасс-214» - 236 р.), а максимальная оптовая цена холодильника «Орск-112», у которого МК на 5 дм3 меньше,— 245 р., что на 11,4 % выше, чем у холодильника «Минск-15М». Тем не менее «Орск-112» — низкорентабельная модель, а «Минск-15М» — высокорентабельная, к тому же наиболее популярная благодаря достаточно высокой надежности и современному дизайну. Такие колебания оптовых цен на холодильники с очень близкими потребительскими показателями отражают большие различия в затратах на их изготовление, вызванные разными условиями производства. «Минск-15М» — хорошо отработанная модель, изготавливаемая на производственных мощностях со значительным процентом амортизации,— требует минимальных затрат на оборудование, а «Орск-112» — вновь осваиваемая модель, изготавливаемая на новых производственных мощностях,— максимальных. Модели холодильников «Чи- нар-7М», «Памир-214» и «Донбасс-214» осваиваются заводами с 1987—1988 гг. (практически одновременно), но разница в рентабельности их производства весьма существенна. Сказываются технологические особенности и различия в организации производственных процессов. При низком уровне организации производства и несовершенной технологии затраты на изготовление превышают предельную оптовую цену и производство становится убыточным, так как изготовитель не имеет права увеличить цену и в то же время должен отчислить государству и торговле положенные им доли прибыли в виде налога с оборота и торговой скидки. При более совершенной организации производства и современной технологии предприятия получают от производства БХП сверхнормативную прибыль. Даже при относительно заниженных оптовых ценах к: предельной нормативной оптовой цене, рассчитанной по беззатратному методу на базе потребительских параметров по техническим условиям, прибыль от производства холодильников «Минском» и «Донбасс-214» значительно превышает нормативную по отрасли. Таким образом, существующая система ценообразования в определенной степени стимулирует снижение себестоимости БХП. — А зависят ли розничные цены на БХП от их себестоимости? — Розничные цены БХП не зависят от затрат на их изготовление. Например, при практически одинаковой производственной себестоимости холодильников «ЗИЛ-63» емкостью 260 дм3 и «Смоленск-ЗЕ» емкостью 120 дм3 розничная цена их различается более чем в 2 раза. Розничные цены устанавливают в соответствии с потребительскими характеристиками моделей — общей емкостью, емкостью НТО или МК, предельными сроками хранения замороженных продуктов, числом камер, наличием дополнительных устройств, повышающих комфортность БХП и отраженных в ТУ на оцениваемую модель. Кроме того, в последние годы в целях стимулирования освоения новой техники заводам дано право на временные надбавки к оптовым и розничным ценам за новизну изделия для компенсации повышенных затрат в пусковой период. При этом закон разрешает использовать часть налога с оборота для погашения затрат на новое оборудование. На отечественном рынке в настоящее время представлены холодильники советского производства емкостью от 30 до 350 дм3 т$ш. цене от 50 до 750 р. Причем npiiii наличии дополнительных усовершенствований розничные цены хо^ лодильников резко увеличиваются: например, по данным 1990 г. однокамерный холодильник «Бирюса-6» емкостью 280 дм3 стоил 385 р., а двухкамерный холодильник «Бирю- са-18» такой же емкости — 520 р. (оптовые цены составили соответственно 145 и 250 р.). — Следовательно, действующая в стране система ценообразования на БХП соответствует мировой практике? — В основном соответствует. Главный ее недостаток, на мой взгляд, заключается в многочисленных отступлениях от установленных правил. Наиболее отчетливо эти отступления проявляются в ценах на комплектующие изделия и запасные части к БХП. Оптовые цены на запчасти не пересматриваются десятилетиями. Соотношение между оптовыми и розничными ценами произвольное, по ряду позиций рентабельность чрезвычайно низкая, а есть такие позиции, -где оптовая цена оказалась выше розничной. Однако в целом критика цен отечественных БХП направлена не столько против их уровня, сколько против недостаточно высокой прибыли изготовителей относительно некоторых других отраслей. Ведь норматив прибыли в различных отраслях промышленности разный. Изменяется и база расчета нормативной прибыли. 10 лет назад нормативную прибыль рассчитывали от заводской себестоимости и составляла она 15 %. С 1982 г. расчет вели от собственных затрат (норматив 45 %). С 1 января 1991 г. за базу расчетов рекомендуют принимать затраты на оборудование (норматив 90 %) и основную заработную плату производственных рабочих (норматив 130 %). Сверхнормативная прибыль должна облагаться дополнительным налогом. Но при любой методике расчета нормативной прибыли фактическая прибыль определяется действительными затратами на изготовление БХП и прейскурантной оптовой ценой, которая всегда ниже предельной оптовой цены, рассчитанной по нормативно-параметрическому методу. Превышение затрат изготовителя конкретной модели БХП над средневзвешенными затратами на аналогичные изделия на других заводах приводят к снижению рентабельности производства и даже к прямым убыткам предприятия-изготовителя. Поэтому некоторые специалисты предлагают всю прибыль от выпуска БХП оставлять изготовителю, что-
бы дать ему возможность применять более совершенные, но и более дорогие материалы, повысить зарплату рабочим. При этом цену на продукцию самостоятельно должен устанавливать изготовитель. Однако исключение государства из числа участников распределения прибыли нельзя рассматривать как серьезное предложение. При любой системе ценообразования должны быть отчисления от прибыли в госбюджет для решения общегосударственных задач. Другие специалисты предлагают устанавливать свободные цены не на всю продукцию, а только на холодильники емкостью свыше 250 дм3 и экстра-класса. Постановлением Совета Министров СССР разрешено с 15 ноября 1990 г. формировать такие цены только на трехкамерные холодильники. — Как, по вашему мнению, будут устанавливаться цены в условиях рыночной экономики? — С развитием рыночных отношений все шире будут внедряться в практику договорные цены, будет формироваться единая налоговая политика. Но в любом случае, а тем более в условиях рыночной конкуренции, цены на БХП должны стимулировать их совершенствование. — А так ли это важно в условиях глубочайшего дефицита, когда наши покупатели мгновенно раскупают любые, даже далеко не современные модели? — Дефицит этот, по моему глубокому убеждению, временный. В настоящее время в нашей стране происходит интенсивное развитие БХП, создаются мощности для производства ежегодно до 10,5 млн шт. А годовая потребность нашей страны в БХП после насыщения рынка, по оценке ряда специалистов, будет составлять около 6,5 млн шт. В условиях свободного рынка при наличии избыточных мощностей выживут только высокорентабельные предприятия. Малорентабельные неизбежно должны, прекратить свое существование или срочно перепрофилировать свое производство. И действующие принципы ценообразования отечественных БХП, способствующие этому процессу и согласующиеся с мировой практикой, должны сохраняться и после введения единой налоговой системы. УДК 643.353:97:621.575 Ш% Повышение энергетической эффективности двухкамерных бытовых холодильников О. Н. ПЛУЖНИКОВ, В. Ф. ВОЗНЫЙ Киевское НПО «Веста» Д-р техн. наук, проф. Г. К. ЛАВРЕНЧЕНКО, канд. техн. наук М. Г. ХМ ЕЛЬ НЮ К Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики Современные направления развития бытовой холодильной техники, и в частности, увеличение производства двух- и многокамерных моделей большой емкости, обусловили рост ее энергопотребления, что потребовало поиска возможных путей улучшения энергетических характеристик. Это нашло свое отражение и в последних отечественных стандартах*, которые регламентируют энергетические показатели бытовых холодильников в соответствии с мировым уровнем. Основным показателем энергетической эффективности работы холодильника является суточное потребление электроэнергии, рассчитываемое по формуле: ?=0,024Г^Г, A) где W — мощность, потребляемая компрессором; QT — внешний теплоприток в шкаф холодильника; Qx — холодопроизводительность агрегата. С учетом того, что W=QJ еэ (где еэ — электрический холодильный коэффициент), уравнение A) можно записать в виде: ?=0,024 Е' B) Таким образом, значение Е определяется двумя основными параметрами: величиной внешних теплопритоков в шкаф и значением холодильного коэффициента, зависящим от степени совершенства компрессора и реального цикла холодильного агрегата. Так как двухкамерный холодильник с однопоточной (одно- компрессорной) схемой охлаждения рассчитан на достижение наилучших энергетических характеристик при температуре окружающего воздуха /в=25 °С, имеется большая вероятность переохлаждения холодильной камеры при /В=16°С и морозильной камеры при /в=32 °С. Вследствие этого для поддержания в моро- * ГОСТ 26678—85 «Холодильники и морозильники бытовые электрические компрессионные параметрического ряда. Общие технические условий». ГОСТ 16317—87 «Приборы холодильные электрические бытовые. Общие технические условия». зильной и холодильной камерах температур соответственно txl = =—18 °С и /х2=5°С требуются i дополнительные энергозатраты. При работе двухкамерных холодильников на R12 температура в морозильной камере—18 °С достигается при относительно низких температурах кипения (—25... —27 °С). Это вызывает увеличение потерь от внешней необратимости в испарителе холодильной камеры, а также ухудшение рабочих характеристик компрессора. Снизить энергопотребление в данном случае можно, уменьшив потери от необратимости, вызванные значительным температурным напором в испарителе морозильной камеры (например, за счет увеличения расхода хладагента). Как показывают расчетные и экспериментальные данные, величина теплопритоков QT в двухкамерный холодильник параметрического ряда КШД-270/80 составляет 50 Вт. Приняв при температуре окружающего воздуха 25 °С и температурах кипения хладагента —27 и —20 °С реальные значения электрических холодильных коэффициентов равными соответственно 0,75 и 1,00, получим, согласно B), значения энергопотребления бытовых холодильников: в первом случае ?"=1,6 кВт-ч/сут, во втором ?=1,2 кВт-ч/сут. Следовательно, относительное снижение суточного потребления электроэнергии при переходе с температуры кипения —27 °С на —20 °С составит 25 %. Это указывает на значительные резервы улучшения энергетических характеристик холодильника при обеспечении более высокого уровня температур кипения хладагента. Таким образом, если не учитывать потери от внешней необратимости, наилучшим будет термодинамический цикл с температурами кипения txl=—18 °С и tx2=b °C, реализуемый двумя системами охлаждения, каждая со своим компрессором. Однако, наряду с очевидными преимуществами таких систем (снижение энергопотребления более чем на 10 %), они имеют и существенные недостатки по сравнению с одноагрегатными: повышенная материалоемкость, высокая (в §5 3 * Л 1 X 2 Холодильная техника № 2
1,6 раза) трудоемкость изготовления. Однокомпрессорные системы охлаждения для двухкамерных холодильников, обладающие простотой однопоточных двухиспарительных и энергетическими показателями двухагрегатных, могут быть созданы на основе схем с эффективным регулированием холодопроизводи- тельности. Такие системы состоят из двухиспарительной части, соединенной с одним компрессорно-кон- денсаторным агрегатом, дроссельным устройством с одноходовым электромагнитным клапаном, выполняющим роль распределителя потока хладагента. Распределение потока хладагента осуществляется в рабочей части цикла охлаждения — при работе системы на полную компенсацию теплопритоков в холодильную камеру и частично в морозильную. Это обеспечивается при повышенной температуре кипения хладагента, что позволяет улучшить энергетические характеристики системы. Конечный период цикла — режим полной компенсации теплопритоков в морозильную камеру. При этом система работает при низкой температуре кипения с повышенным расходом хладагента через испаритель морозильной камеры, что также приводит к повышению энергетической эффективности агрегата. Сопоставление основных технико-экономических показателей трех вариантов систем охлаждения двухкамерных холодильников (рис. 1) свидетельствует о том, что наиболее перспективным является создание однокомпрессорных агрегатов для двухкамерных холодильников с применением схем, позволяющих при параллельной подаче хладагента эффективно регулировать холо- допроизводительность на уровнях 150% 160% Знергопо- Материала- Трудоемкость требление емкость РИС. 1. Технико-экономические показатели различных систем охлаждения двухкамерных холодильников: ?77Х-одноагрегатная однопо'точная; ^^-дбухагрегатная-, ШШ-одноагрегатная с регулируемой холодопроизводи тель ность ш При всем разнообразии схем с независимым регулированием холо- допроизводительности (рис. 2) роль электромагнитного клапана сводится к обеспечению первоочередного выхода на температурный режим холодильной камеры, последующего ее отключения и переключения работы системы только на морозильную камеру. Схемы с отключением испарителя холодильной камеры (рис. 2, а, б, в) холодильника с нижним расположением морозильной камеры предусматривают использование соединительного трубопровода между камерами, что потребует решения таких непростых задач, как его размещение в канале, создание надежной теплоизоляции. В противном случае на корпусе канала будет выпадать влага. РИС. 2. Схемы двухтемпературных агрегатов с регулируемой холодопроизводи- тельностью: а, б, в — с нижним расположением морозильной камеры; г — с верхним расположением морозильной камеры; / — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — общий дроссель; 4 — дроссель морозильной камеры; 5 — испаритель морозильной камеры; 6 — дроссель холодильной камеры, 7 — испаритель холодильной камеры; 8 — электромагнитный клапан Желательно найти также эффективное схемное решение, реализация которого привела бы к минимальному изменению конструкции агрегата двухкамерного холодильника. Этому требованию удовлетворяет агрегат с регулируемой хо- лодопроизводительностью, схема которого представлена на рис. 2, г. Анализ работы систем охлаждения с электромагнитным клапаном показывает, что независимое управление камерами холодильника дает возможность отказаться от электронагревателя, одной из функций которого является поддержание температурных режимов камер при низких температурах окружающего воздуха. Для определения показателей, характеризующих эффективность работы систем охлаждения с различными вариантами включения электромагнитного клапана, создан калориметрический стенд, схема которого представлена на рис. 3. На ряде трубок конденсатора установлены смотровые стекла; на сторонах всасывания и нагнетания компрессора — манометры; в основных точках, характеризующих термодинамический цикл,— термопары. Холодопроизводительность агрегата определяли по тепловой нагрузке на испаритель калориметра, которая складывается из мощности электронагревателя и количества РИС. 3. Схема калориметрического стенда для исследования холодильных агрегатов: / — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — капиллярная трубка; 4 — электромагнитный клапан; 5 — промежуточный сосуд; 6 — калориметр; 7 — манометр тепла, подводимого к калориметру. Отличительной особенностью исследуемой схемы агрегата является включение в систему капиллярной трубки, соединяющей конденсатор с выходом электромагнитного клапана, и дросселирование в трубке хладагента, отбираемого непосредственно из четвертого колена конденсатора. Испытания показали, что уменьшение рабочей площади конденсатора за счет прохождения основной части потока хладагента через капиллярную трубку и использования последних двух колен конден- ^с ф ис '•Я ГГ&- & Ч 5 '4- СЗ ' ф
сатора в качестве ресивера приводят к ухудшению условий работы агрегата и снижению его эффективности. Этот недостаток был устранён включением в систему охлаждения лшюлнительного промежуточного сосуда («оказано пунктиром) удлиненной формы с вертикальным расположением продольной оси, который соединен капиллярной трубкой и электромагнитным клапаном с испарителем. Такое конструктивное решение позволяет снизить потери холодопроизводи- тельности в процессе дросселирования и повысить эффективность холодильного цикла. Изменение пропускной способности дроссельного элемента при моделировании режима замораживания и хранения продуктов в двухкамерном холодильнике достигается путем переключения электромагнитного клапана. Результаты экспериментальных исследований на калориметрическом стенде холодильного агрегата на R12 с электромагнитным клапаном при температуре окружающего воздуха 25 °С представлены на рис. 4. УДК 643.353.97 по 120 100 ВО 60 « W г Чу А S /.. "rf УЛ -35 -50 -25 -20 t0tmC РИС. 4. Зависимость потребляемой мощности W и холодопроизводительности Qx холодильного агрегата от температуры кипения tQ хладагента при открытом (ф) и закрытом (X) электромагнитном клапане Как видно из рис. 4, при /о=—22....—18 °С, что соответствует дозе хладагента 0,16 кг, максимальная холодопроизводительность агрегата при работе с открытым электромагнитным клапаном равна 150 Вт, с закрытым клапаном — 80 Вт при потребляемой мощности соответственно 160 и 120 Вт. Проведенные экспериментальные исследования холодильного агрегата с электромагнитным клапаном для двухкамерного холодильника показали, что основным преимуществом этого агрегата является возможность получения двух различных уровней холодопроизводительности, необходимых при создании эффективной двухтемпера- турной системы. Интенсификация теплообмена в конденсаторе бытового холодильника В. А. БОЯРКИН, И. Г. УПОРОВА, Г. С. АЛИЕВ Ташкентский машиностроительный институт Общий парк бытовых холодильников в СССР превышает 70 млн шт. В связи с этим все более актуальной становится проблема снижения потребления ими электроэнергии. Одним из путей решения данной проблемы является интенсификация теплообмена в конденсаторе. Большая разность температур конденсации и окружающей среды в воздушных конденсаторах с естественной циркуляцией и, как следствие этого, высокие значения давления конденсации (особенно характерные для жарких климатических условий республик Средней Азии) нередко становятся причиной увеличения энергопотребления и повышения числа отказов бытовых холодильников. Интенсификация теплоотдачи от конденсатора к окружающей среде путем организации принудительного движения воздуха позволяет существенно сократить суточный расход электроэнергии компрессором. Кроме того, улучшается охлаждение кожуха мотор-компрессора, снижается температура его рабочей обмотки и масла, следовательно, повышается его надежность и долговечность. С целью улучшения энергетических и температурных характеристик агрегата бытового холодильника «Снежинка М» Самаркандского ПО «Электробытмаш» проведены его испытания в условиях принудительного обдува конденсатора. В этом агрегате применен f рубчатый конденсатор в виде плоского змеевика из стальной трубы диаметром 6X0,5 мм, к которому с двух сторон с шагом 8 мм приварены ребра из проволоки диаметром 1,5 мм. Общая площадь конденсатора 0Д7 м2. Техническая характеристика холодильника «Снежинка М» Общий внутренний объем, дм3 240 Объем низкотемпературного отделения, дм3 40 Температура в низкотемпературном отделении при температуре окружающей среды 32 °С, °С —12 Суточный расход электроэнергии при температуре окружающей среды 32 °С и средней температуре в холодильной камере 5°С, кВт'ч/сут 1,95 Габаритные размеры, мм высота 1435 ширина 580 глубина (без ручки) 600 Масса, кг, не более 67 Схема холодильника с дополнительным вентилятором представлена на рис. 1. РИС. 1. Холодильник «Снежинка М» с принудительным обдувом конденсатора: / — шкаф холодильника; 2 — мотор-компрессор; 3 — вентилятор; 4 — конденсатор с кожухом Для организации направленного потока воздуха на конденсаторе был установлен кожух из листового полистирола и закреплен осевой вентилятор с крыльчаткой диаметром 180 мм, частотой вращения 3,3...14,1 с B00...850 об/мин). Глубина холодильника с кожухом 600 мм.. В агрегатах других холодильников, осйащенных щитовыми и про- катно-сварными конденсаторами, кожух не требуется, так как в них и без него обеспечивается направленное движение воздуха. Для питания электродвигателя вентилятора использовали изготовленный из серийно выпускаемых элементов преобразователь напряжения, включенный в цепь терморегулятора и работающий синхронно с мотор-компрессором. Для выявления оптимального режима работы вентилятора экспериментально определены его основам 5/мин 2,5\ 5NtBm РИС. 2. Зависимость потребляемой мощности N от объемного расхода воздуха V 2
ные характеристики. Зависимость от объемного расхода воздуха затрачиваемой мощности показана на рис. 2. Кроме того, было исследовано влияние объемного расхода воздуха на температуру поверхности конденсатора (рис. 3). УДК 621.5.041:643.353.97 Из истории развития бытовой холодильной техники * 8 а* 3 1,0 1,5 2,0У,м3/тн РИС. 3. Зависимость от объемного расхода воздуха V температуры поверхности конденсатора /кд: 1,3 — соответственно с принудительным обдувом воздуха и без него; 2 — температура окружающей среды Как видно из рис. 3, увеличение объемного расхода воздуха сверх 2 м3/мин не приводит к существенному снижению температуры поверхности конденсатора. Этому расходу воздуха соответствует потребляемая мощность 3 Вт (см. рис. 2). РИС. 4. Зависимость от температуры окружающей среды toc суточного расхода электроэнергии Р и температуры поверхности конденсатора *кд: / — без принудительного обдува: 2 — с принудительным обдувом Результаты эксперимента (рис. 4) показали, что в оптимальном режиме работы вентилятора температура поверхности конденсатора снижается на 6 °С при *ос= =32 °С и на 10 °С — при /ос= =43 °С. Наибольшее сокращение суточного расхода электроэнергии A6%) наблюдается при /ос= =43 °С. Таким образом, испытания подтвердили целесообразность оснащения бытовых холодильников системой обдува конденсатора. Прообразом современного бытового холодильного шкафа можно считать аппарат французского инженера Ф. Карре, сконструированный в 1860 г. Это был тяжело управляемый аппарат, который требовалось сначала в течение часа разогревать, а затем уже использовать для получения льда A кг/ч). Этим же изобретателем в 1862 г. на Всемирной лондонской выставке была продемонстрирована коммерческая машина по производству блочного льда, которая представляла собой маленькую печку со встроенным котлом для жидкого аммиака. Испаряясь в результате нагрева, аммиак по трубке поступал в охлаждающий котел. Вследствие испарительного охлаждения вода, окружающая котел, замерзала, образовывая лед. Машина Карре производила лед центнерами, однако она не могла непосредственно охлаждать воздух или жидкость, как современные холодильники. Над решением этой проблемы работали во многих странах, стремясь уменьшить и габариты машины Карре, чтобы ее можно было устанавливать на кухне. Одним из путей достижения этой цели были поиски более экономичного и компактного источника энергии. В частности, в Швеции в машине Карре вместо печки использовали газовую горелку. Толчком в направлении создания современной бытовой холодильной техники стала разработка в 1874 г. мюнхенским ученым К. Линде холодильной машины. Исследуя различные существующие в то время системы производства холода на основе искусственного льда, он пришел к выводу, что их коэффициент полезного действия очень низок и что непосредственное охлаждение помещений и жидкостей было бы намного эффективнее и выгоднее. Убедив в этом производителей пива, К. Линде получил средства и помещения для разработки холодильной машины. Его первая холодильная машина, работающая на метиловом эфире, была испытана на Мюнхенском пивоваренном заводе. Созданная в 1874 г. вторая машина, работающая на аммиаке, до 1908 г. эксплуатировалась на пивоваренном заводе в Триесте. Эти машины и последующие модели имели большие эффективность, надежность и технический уровень, чем все предшествующие льдопроизводящие машины. К 1879 г. холодильные машины использовали в химической промышленности, на молочных фермах, на фабриках по производству масла и шоколада, на кораблях и железной дороге. И только в быту они еще долгое время не находили применения. Первые компрессионные бытовые холодильники с электродвигателем появились в 1912 г. А в 1916—1917 гг. в США началось их промышленное производство. Эти холодильники, имеющие форму сундука с темной, деревянной обшивкой, стоили 900 и более долларов и были предметами роскоши. Их выпуск увеличивался быстрыми темпами. В 1923 г. на кухнях Америки функционировало около 20 тыс. холодильников. РИС. 1. Холодильник «Электролюкс L15» A925 г.) \rv Вскоре у холодильников, как и у автомобилей, появились обтекаемые формы (рис. 1), и в 1933 г. их насчитывалось в стране 850 тыс. шт. Через 3 года их было уже 2 млн. шт., а в 1941 г. — 3,5 млн шт. Холодильник стал товаром массового спроса. РИС. 2. Холодильник немецкой фирмы «Бош» В Европе развитие производства холодильников проходило не так активно, как в Америке. Это отставание сохраняется и до настоящего времени. В 1933 г. на рынке Германии появился холодильник в виде барабана (рис. 2), а в 40-е годы — холодильники на высоких ножках с деревянной обшивкой. Товаром массового использования в Германии холодильник стал только в 50-е годы. Список литературы 1. I KZ —Haustechnik. 1987, № 20. 2. D е г Kuchenplaner. 1987, № 5.
УДК 643.353.97 ЗА РУБЕЖОМ Энергетические характеристики бытовой холодильной техники В многообразии современных направлений технического совершенствования бытовых холодильников и морозильников четко выделяется тенденция к созданию энергоэкономичных моделей. В США, Японии и странах ЕЭС разработаны директивы и стандарты, нормирующие уровни потребления электроэнергии бытовыми приборами или регламентирующие минимально допустимое значение их КПД. Причем производители обязаны снабжать выпускаемые ими изделия этикетками или специальными паспортами с указанием КПД и среднего энергопотребления, что дает покупателям возможность сравнивать приборы конкурирующих фирм по данным показателям. В настоящее время наиболее экономичные холодильники выпускают японские фирмы. Сравнение технических характеристик двухкамерных холодильников емкостью 200...300 дм3 свидетельствует о том, что японские модели потребляют на 40 % меньше электроэнергии, чем американские и итальянские. Современный холодильник в среднем на 33 % экономичнее моделей 70-х годов. Так, в Японии за период 1974—1984 гг. энергопотребление двухкамерными холодильниками в среднем сократилось на 70 %. Проведенные в 1985 г. в США испытания показали, что новейшие модели потребляют электроэнергии в среднем на 15 % меньше, чем холодильники образца 1980 г., и на 32,8 и 44,3 % меньше, чем соответственно холодильники и морозильники выпуска 1978 г. В ФРГ удельное энергопотребление холодильниками и морозильниками составило (в % к уровню 1978 г.) в 1980 г. — 90,6, в 1982 г. — 83, в 1985 г. — 76 %. Если в 1982 г. среди исследованных фирмой «Штифтунг варетест» холодильников емкостью 120... 160 дм3, продававшихся на рынке ФРГ, лишь несколько моделей имели показатель удельного энергопотребления (на 100 дм3 полезного объема) менее 0,8 кВт«ч/сут, то в 1986 г. таких моделей было уже большинство. Только у 8 моделей из 24 исследованных общее энергопотребление превышало 1 кВт«ч/сут (при минимальном значении 0,71 и максимальном 1,37). За 1978—1985 гг. экономия электроэнергии в ФРГ бытовыми холодильниками составила 21,5, а морозильниками — 36,8%. В дальнейшем в ФРГ ожидается снижение потребления электроэнергии холодильниками еще на 10—20 % после того, как будут осуществлены следующие мероприятия: оптимизация температурных зон внутри камеры; улучшение компрессионной системы (прямоточное всасывание, ротационный компрессор); увеличение КПД двигателя; модернизация рабочего конденсатора; увеличение поверхности конденсации. К 2010 г. в странах «Общего рынка» снижение среднего энергопотребления составит в расчете на холодильник — 30, морозильник — 34 % от уровня 1976 г. Среднегодовой темп снижения удельного энергопотребления в этот период должен достичь 3,1 %. В США темп снижения может оказаться выше, так как современные американские холодильники менее экономичны по сравнению с западноевропейскими. В соответствии со стандартом США экономия потребления электроэнергии холодильниками и морозильниками должна составить в 2000 г. не менее 10 % от уровня 1985 г. Исследования, проведенные в США, показали, что совершенствование отдельных узлов холодильника позволит значительно снизить расход электроэнергии: улучшение теплоизоляции холодильника и уплотнения двери — на 20—30 %; повышение механического КПД мотор- компрессора — на 12—16 %; уменьшение нагрева мотор-компрессора — на 14 %; улучшение теплоотдачи испарителем и конденсатором — на 8 %; оптимизация регулирования — на 4— 16%. При реализации перечисленных направлений в целом можно сократить потребление электроэнергии холодильниками на 35— 40%. В 1987 г. в США принят специальный закон о введении энергосберегающих технологий при создании бытовых приборов, который приведет к изменению конструкции около 75 % холодильников и кондиционеров. Улучшение показателей энергоэкономичности связано с дополнительными затратами производителей, что обусловливает повышение розничных цен. Вместе с тем размер надбавки к цене более эффективной модели в США ограничен максимальным сроком окупаемости, который не должен превышать 3 лет. Японские исследователи, которые добились существенного снижения энергопотребления бытовой холодильной техникой в основном за счет использования , более эффективной теплоизоляции и совершенных компрессоров, в последнее время работают над сокращением тепловых потерь в холодильном цикле при цикличной работе компрессора комбинированного холодильника- морозильника. Из-за попадания паров хладагента в испаритель холодопроизводительность поршневого компрессора снижается на 7,6— 12,3 %, а ротационного — на 11,9—17,4 %. Применение регулирующих вентилей для ограничения поступления паров хладагента в испаритель уменьшает потребление электроэнергии примерно на 10% при использовании поршневого компрессора и на 15 % — ротационного. Холодильная Нозаика Экономичный холодильник В 1977 г. средний американский холодильник потреблял в год 1900 кВт«ч электроэнергии. Затем был принят жесткий стандарт, обязывающий производителей к 1979 г. снизить потребление до 1500 кВтХ Хч в год, а к 1987 — до 1000. Сейчас поставлена новая цель: в 1993 г. средний холодильник будет потреблять 700 кВт'Ч в год. Цена холодильника выросла, но меньшие затраты на электроэнергию вскоре окупают повышение цены. Если заменить в США все 125 млн холодильников и морозильников на более экономичные новые модели, не понадобится работа 30 электростанций. Микрохолодильники Американский физик-теоретик У. Литтл в последние годы занялся конструированием миниатюрных холодильников, позволяющих получать довольно низкие температуры. Так, один из его приборов (не самый маленький) имеет размер 6Х 1,4X0,2 см и через несколько минут после в,клк? чения дает температуру —190 °С. Охлаждение происходит за счет расширения сжатого азота. Интересно, что в изготовлении микрохолодильников применяются некоторые методы, широко используемые в микроэлектронике. Так, каналы теплообменника (они всего в 1,5 раза толще человеческого волоса) протравливают кислотой в тонкой стеклянной пластине. Эти миниатюрные устройства применяют дли охлаждения деталей некоторых приборов, а также в физических и материаловедческих экспериментах. Контейнер-термос Для дальних перевозок скоропортящихся продуктов суда обычно оборудуют холодильными установками. Что бы избежать затрат энергии и хлопот по ремонту, фран цузская фирма «Маритерх предлагает отказаться от хо- 9
лодильников в пользу термосов-контейнеров с двумя оболочками внутри: алюминиевой и полистироловой. Как показал опыт, температура внутри такого контейнера за несколько недель плавания в тропиках повышается всего на 2...6°С. Сверхпроводящая антенна Антенна, будь она приемной или передающей, наиболее эффективно работает в том случае, если ее длина близка к длине волны. Но на практике это требование удается соблюсти не всегда, особенно в переносных радиоприемниках и передатчиках. Поэтому длину антенны стараются делать хотя бы в кратное число раз меньше длины волны, на которой она работает. Но при этом резко падает эффективность: так, антенна, которая в 20 раз короче своей длины волны, излучает или принимает лишь 5... 10 % поступающей в нее энергии. Инженеры из Бирмингемского университета (Великобритания) пришли к мысли попробовать на этой работе новые «теплые» сверхпроводящие материалы. Ведь потери в антенне связаны в основном с сопротивлением. Охлажденный до —183 °С двадцатимиллиметровый брусочек из сверхпроводящей керамики излучал на частоте 500 мГц (длина волны 54,5 см) в 16 раз эффективнее, чем такой же отрезок медного провода. Средство от бессоницы Специалисты одной японской фирмы, подметив, что люди страдающие бессоницей, часто переворачивают подушку, стремясь охладить разгоряченную голову, утверждают, что умеренное охлаждение головы помогает заснуть Это утверждение фирма поспешила материализовать, выпустив подушку со встроенным полупроводниковым холодильником. Питание холодильника осуществляется от батарейки. Температура подушки поддерживается примерно на 10 °С ниже температуры головы. Материалы по журналам «Наука и жизнь» подготовил Г. Д. АВЕРИН Повышения энергетического КПД холодильного цикла добиваются путем увеличения КПД компрессора, теплообменников, регулирующего вентиля и других элементов холодильной системы. Для улучшения теплообмена при испарении и конденсации хладагента на поверхности внутренней стенки используют различные способы интенсификации процесса, однако при этом одновременно растут и тепловые потери, что объясняется наличием в испарителе большой зоны эмульсионного течения хладагента, в которой изменяется степень сухости его паров. Японская фирма «Мицубиси дэнки» ^предложила оснастить испаритель разделителем фаз, с помощью которого 50 % расходуемого хладагента направлять к выходу по байпасной линии. В этом случае доля теплообмена в эмульсионной зоне уменьшится на 80 %, а потери давления снизятся примерно на 26 %. В результате теплообмен- ные характеристики испарителя улучшатся, однако из-за неполного разделения фаз холодопроизводительность повысится всего на 1 %. Путем совершенствования разделителя фаз и трубопроводов ее можно увеличить на 3 %. Перспективен с точки зрения экономии электроэнергии новый способ регулирования компресссионных холодильников с автоматическим оттаиванием инея. Фирмой «Данфосс» (Дания) была исследована целесообразность оттаивания испарителя холодильной камеры после каждого цикла охлаждения. На основе испытаний установлено, что оптимальное число циклов охлаждения, после которого нужно отстаивать испаритель, равно 18. При этом экономится 10 % электроэнергии, а температура в низкотемпературной камере повышается незначительно — на 0,6 °С. Возможны два пути дальнейшего развития этой идеи: применение мотор-компрессора с меньшей холодопроизводительностью и отказ от нагревательного элемента для оттаивания. Результаты испытаний показали, что в первом случае достигается дополнительная экономия электроэнергии, но температура в низкотемпературной и особенно в холодильной камерах повышается. Во втором случае температура в низкотемпературной камере без нагрузки очень сильно колеблется и повышается даже до —6 °С. Поэтому при отказе от нагревательных элементов для оттаивания надо найти способ, предотвращающий чрезмерный нагрев низкотемпературной камерь*, т. е. необходимо изменить конструкцию (геометрическую форму и расположение) испарителей холодильной и морозильной камер и т. д. Заметную экономию электроэнергии (не менее 5 %) можно получить, правильно эксплуатируя холодильники и морозильники. Известно, что расход электроэнергии увеличивается при большом слое инея на испарителе, помещении в холодильник горячей пищи, длительном и частом открывании двери, неправильной упаковке продуктов и т. д. Так, при толщине инея на испарителе от 6 до 7 мм холодопроизводительность уменьшается на 30 %, при толщине 10 мм — на 50—60 %. Повышение температуры окружающего воздуха до 30 °С увеличивает энергопотребление холодильниками на 45 %, понижение ее до 15 °С снижает расход электроэнергии на 14 %. Снизить максимальную нагрузку и обеспечить экономию электроэнергии при эксплуатации холодильника позволяет оснащение его аккумулятором холода. Первой.в 1978 г. начала выпускать аккумуляторы холода и комплектовать ими холодильники и морозильники фирма «Либхерр» (ФРГ). Аккумулятор холода представляет собой прямоугольный герметичный кожух, заполненный незамерзающим раствором (хладагент, раствор соли и др.), который охлаждается в морозильнике до —15 °С (заряжается). Длительность зарядки холодильного аккумулятора зависит от мощности компрессора и объема аккумулятора. Помещенный затем в холодильник, такой аккумулятор холода увеличивает срок хранения продуктов на 80 % при отключении тока и выходе на режи^. В жаркие дни аккумулятор холода может служить для охлаждения на столе скоропортящихся продуктов. Он сохраняет продукты свежими 10... 15 ч при транспортировке их в переносной сумке-холодильнике. Благодаря аккумулятору холода с хлористым аммиаком новые морозильники без осаждения инея фирмы «Осби» (Швеция) потребляют на 15 % меньше электроэнергии, чем старые модели. В ФРГ разрабатывают холодильные и морозильные шкафы, которые аккумулируют холод при работе и не нуждаются в электроэнергии в течение 16 ч и более. Внутри холодильного шкафа в них помещен теплообменник, окруженный резервуаром, наполненным водой с антифризом, который служит аккумулятором холода. Продолжительность зарядки аккумулятора холода определяется его емкостью и мощностью (холодопроизводительностью) компрессора. Суточное потребление электроэнергии холодильником емкостью 115 дм с аккумулятором холода при температуре окружающего воздуха 25 °С составляет 0,2 кВт-ч. Наиболее рационально использование холодильников с аккумуляцией холода от солнечных батарей в местах, которые еще не присоединены к энергосистеме, а также в транспортных средствах. Западные фирмы проявляют интерес и к такому методу экономии расхода электроэнергии в быту, как использование отходящего тепла холодильного цикла. Образцы морозильников с системой регенерации тепла были продемонстрированы фирмами «АЕГ», «Бош» и др. Сэкономленной энергии, получаемой таким путем от одного морозильника, достаточно для обеспечения примерно 50 % потребности в горячей воде семьи из четырех человек. Список литературы 1. Влияние научно-технического прогресса на развитие капиталистического рынка бытовых электроприборов // БИКИ. 1987, № 9. 2.Зарубежный опыт // ЭИ. М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш. 1987, № 2. 3. Die moderne Kuche. 1987, № 5. 4. ERT. 1985, № 2457. 5. К а 11 e-und Klimatechnik. 1987, № 2. Обзор подготовили* С. Л. ШЕЛАШОВА, Г. П. БАРЫКИНА Киевское НПО « Веста»
экономия ТОПЛИВНО- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ УДК 621.565.2 Перспективность применения грунтовых аккумуляторов холода в системах хладоснабжения Канд. техн. наук Л. С. БОГДАНОВИЧ, канд. техн. наук А. С. КЛЕПАН ДА, канд. техн. наук Г. Б. ЧЕРЕПЕННИКОВ, А. П. КУЗНЕЦОВ Проблема сохранения и переработки сельскохозяйственной продукции во многом обусловлена отсутствием надежных, недорогих источников холода и трудностями в энергоснабжении. С этой точки зрения аккумулирование холода атмосферного воздуха в зимнее время или холода, вырабатываемого холодильными машинами в период, когда есть избыток электроэнергии, с последующим расходованием накопленного холода в периоды пиковых тепловых нагрузок может не только решить вопрос о недорогих источниках холода для систем хладоснабжения, но и обеспечить экономию энергоресурсов и их рациональное использование как на отдельных предприятиях, так и в отрасли в целом. О перспективности применения аккумуляторов холода свидетельствует ежегодное расширение рынка их сбыта за рубежом. По некоторым оценкам, рост превышает 50% в год [9]. Возрос интерес к грунтовым аккумуляторам холода, хотя возможность их применения в виде геовентиляционных систем известна давно [5]. Такие аккумуляторы могут быть кратковременного и длительного действия. В [6] описан аккумулятор, в котором холодоаккумулирующей средой является насыщенный водой грунт A2X4, 5X3, 5 м), изолированный от прилежащего грунтового массива водонепроницаемой пленкой. В грунте уложены полиэтиленовые трубы, по которым с помощью насоса циркулирует хладо- носитель — антифризный раствор или воздух, охлаждаемый в воздушном теплообменнике (рис. 1). ^«1 3 '/// РИС. 1. Схема грунтового аккумулятора где холода [6]: / — воздушный теплообменник; 2 — насос; 3 — термоизоляция; 4 — теплообменник; 5 — грунтовая засыпка Хл адоемкость рассматривае- мых грунтовых аккумуляторов холода достигает 2500 кВт-ч при коэффициенте возврата 52—55 % общего количества накопленного холода, т. е. потери холода составляют 48—45 %. Улучшением гидроизоляции потери холода можно снизить до 25—30 %. На рис. 2 показана предложенная авторами система хладоснабжения с грунтовым аккумулятором холода, в котором предусмотрена комбинированная зарядка: вентиляция холодным наружным воздухом и применение двухфазных термосифонов в воздушном тракте и в испарительном контуре холодильной машины, работающей в период льготного тарифа на электроэнергию [1]. Попытка классифицировать известные грунтовые аккумуляторы холода предпринята в [4]. Их предлагается разделить на две группы, исходя из характера процессов аккумулирования (зарядки) и расхода (разрядки) холода — без фазового перехода и с фазовым переходом «вода — лед». При незначительном влагосодержании грунтовой засыпки повышение хла- доемкости аккумулятора достигается в основном увеличением объема грунтовой засыпки. Объем грунтовой засыпки Vs, м3, необходимый для% накопления заданного количества холода QL, кВт-ч, может быть рассчитан по следующим зависимостям [4]: для аккумуляторов без фазового перехода Vs=QL/(c\tsFr)t A) для аккумуляторов с фазовым переходом У8=(Ы[(сМ8+<>М)Рг], B) с удельная теплоемкость не- замерзшей грунтовой засыпки, кДж/(кг«К); РИС. 2. Схема мого грунтового тора холода A): / — контейнер с засыпкой; 2 — воздуховод; 3 — регулирующая заслон ка; 4 — холодильная маши на; 5 — термосифон; 6 — вентилятор Это — типичная система с «активной» (насосной) зарядкой холодом. Возможна и «пассивная» зарядка — с помощью сезонно- действующих охлаждающих устройств [2]. А/5 — изменение температуры грунтовой засыпки, К; Fr — коэффициент возврата холода, %; qw — масса воды в единице объ- ill 1шмда:ж §5 I
12 ема грунтовой засыпки, кг/м3; hif — удельная теплота плавления льда, кДж/кг. Эффективность грунтовых аккумуляторов холода зависит от способности грунтовой засыпки удерживать большое количество воды, что позволяет также упростить и удешевить гидроизоляцию, препятствующую миграции влаги в прилежащий грунтовый массив. В табл. 1 представлены тепло- физические характеристики разных грунтовых засыпок и их максимальное влагосодержание. ТАБЛИЦА 1 оъ оъ а; I Грунтовая засыпка Горная порода Песок Глина Торф Максимально возможное содержание, кг/м3 — 240 450 920 Удельная теплоемкость сухой грунтовой засыпки, кДж/ (кг-К) — 1,216 1,344 — Плотность сухой грун- засыпки, кг/м3 2720 1 1520 1600 120 Ниже указана хладоемкость, кВт«ч, грунтового аккумулятора холода объемом 200 м3 при различных грунтовых засыпках: торф 12520 глина 6480 песок 3600 Приведенные значения хладо- емкости получены в предположении, что по назначению использовано 75 % накопленного холода. Достичь такого высокого коэффициента возврата можно лишь при наличии у аккумулятора теплоизоляции. При отсутствии теплоизоляции грунтовые аккумуляторы холода следует рассчитывать, используя коэффициент возврата, определяемый экспериментально или из решения системы уравнений совместного тепловлагопереноса в системе «засыпка — грунтовый массив» [3]. Для оценки технико-экономических показателей грунтовых аккумуляторов холода с различными холодоаккумулирующими средами предложено [4] использовать два показателя: ес — стоимость единицы холода, учитывающую все виды затрат; uf — коэффициент, представляющий собой отношение полезно использованного накопленного холода к затратам на его извлечение (прокачку хладоносителя через теплообменник аккумулятора). Этот коэффициент по своей сути аналогичен холодильному коэффициенту холодильной машины. В табл. 2 для различных холодо- аккумулирующих сред приведены значения ес и uf, отнесенные к аналогичным показателям паро- компрессионной холодильной машины'. ТАБЛИЦА 2 Холодоаккумулирующая среда Горная порода Грунт без фазового перехода с фазовым переходом Лед (вода) ес 2,44 3,96 0,775 0,655 uf 5 9,2 7,8 6,16 Коэффициент Uf для аккумулятора с фазовым переходом приведен отнюдь не для оптимальной по тепловым свойствам грунтовой засыпки. Тем не менее, как видно из табл. 2, именно такой грунтовый аккумулятор холода представляется наиболее перспективным для многих отраслей народного хозяйства и прежде всего для агропромышленного комплекса, где особенно остро ощущается потребность в простых и относительно недорогих источниках холода. Конкурен-, тоспособность подобных устройств по отношению к энергопотребляющим источникам холода еще более возрастет, если будут повышены цены на электроэнергию и топливо. К сожалению, широкому внедрению грунтовых аккумуляторов холода препятствует [7, 8]: отсутствие надежных высоко- УДК 621.58 эффективных грунтовых теплообменников и методик их оптимизации; недостаточная изученность процессов совместного тепло- и массо- переноса в системе «теплообменник — влагонасыщенная холодоаккумулирующая среда (грунтовая засыпка) — грунтовый массив»; трудности определения тепло- физических свойств грунтовых засыпок, особенно композиционных, Исключающих несколько компонентов с разными теплофизическими свойствами. Решение этих проблем будет способствовать созданию эффективных грунтовых аккумуляторов холода различного целевого назначения. Список литературы 1. А. с. 1576808 СССР; 1590878 СССР. 2. В ас ил ьев Л. Л., В а аз С. Л. Замораживание и нагрев грунта с помощью охлаждающих устройств. Минск: Наука и техника, 1986. 3. Гр и нч и к Н. Н., К л еп а н д а А. С, Кузнецов А. П. Математическая модель тепловлагопереноса в почвах с учетом явления термоосмоса // Биологические науки. 1988, № 12. 4. Bahadori Mendi N. // Energy. V. 9, 1984, № 7, 589—604. 5. В an sal N., Sod ha M. // Tunneling and Underground Space Technology. V. 1, 1986, № 2, 177—182. 6. Francis Ed. // Solar Age, V. 10, 1985, № 4, 67—69. 7. S v e с О. // Int. J. of Energy research. V. 11, 1987, 573—581. 8. Walton M. // Underground Space. V. 9. 1955, № 1, 5—15. 9. W e n d 1 a n d R. // ASHRAE F. 1989, № 5. Пленочный льдоаккумулятор Канд техн. наук Г. Ю. ГОНЧАРОВА, С. М. ЕЛУФИМОВА, В. Н. ВИНОГРАДОВ ВНИКТИхолодпром Для значительной части объектов агропромышленного комплекса характерна неравномерность тепловой нагрузки в течение суток. Это обусловливает целесообразность аккумуляции холода в системах охлаждения таких объектов. В мировой практике в молочной, пивоваренной и других отраслях промышленности, в системах кондиционирования воздуха достаточно широко распространены системы охлаждения с льдо- аккумуляторами. Применяемые в настоящее время льдоаккумулято- ры всех типов работают по принципу плавления льда в большом объеме и имеют один общий недостаток — весьма незначительный коэффициент теплоотдачи от льда к воде, не превышающий, как правило, 500...600 Bt/(m2-K). Это ограничивает скорость разрядки льдоаккумулятора и, как следствие, холодопроизводительность системы в целом. Процесс тепломассообмена можно существенно интенсифицировать, если реализовать принцип обтекания плавящейся поверхности льда тонкой пленкой охлаждаемой жидкости. В этом случае коэффициент теплоотдачи практически на порядок выше. Более высокая интенсивность процессов тепломассообмена в пленке во многом объясняется пассивной турбулизацией потока, т. е. без использования турбулизирую- щих устройств (потребляющих электроэнергию), а также наличием волн на стекающей пленке, интенсифицирующих процесс тепло- подвода к обтекаемой поверхности льда. Для цилиндров и каналов отно-
шение коэффициентов теплоотдачи при пленочном обтекании поверхности апл и заполненном жидкостью сечении сц^ по эмпирическим оценкам [1] определяется зависимостью: «об 46<<*вн-6) где dBH — внутренний диаметр ци- _ линдра или канала; 6 — средняя толщина стекающей пленки. Исходя из большей эффективности пленочного обтекания плавящейся поверхности льда была поставлена задача — создать новый тип льдоаккумулятора, работающего на этом принципе, с высокой интенсивностью теплоотдачи и возможностью гибкого регулирования скорости плавления в процессе разрядки. С этой целью провели экспериментальное исследование, позволившее получить расчетные зависимости, описывающие пленочное обтекание плавящейся поверхности льда. Ранее было установлено [3, 6], что льдоаккумулятор с трубчатым испарителем эффективнее льдоаккумулятора с пластинчатым испарителем. Поэтому при проектировании нового типа льдоаккумулятора сделали математическое опи- сани^>лленочного обтекания трубных пупков, вертикальных и горизонтальных, с фазовым переходом на границе раздела. Однако за основу при разработке льдоаккумулятора приняли горизонтальный трубный пучок. Льдоаккумулятор с горизонтальным трубным пучком имеет ряд преимуществ перед льдо- аккумулятором с вертикальным трубным пучком, в частности: в аналогичных режимах обтекания более высокий коэффициент теплоотдачи от льда вследствие дополнительной турбулизации при отрыве и падении потока жидкости; более простую систему распыления охлаждаемой жидкости; большую заполненность проходного (живого) сечения; удобную компоновку, компактность. Математическое описание процесса теплообмена в пленке при горизонтальном отрывном течении значительно сложнее, чем на вертикальной трубе достаточно большой длины, где профиль скоростей можно считать установившимся. Это — типичный случай теплообмена на гидродинамическом и термическом начальном участке. В связи с этим все имеющиеся математические модели базируются на достаточно грубых допущениях, применимы только к зоне псевдоламинарного режима течения пленки и не могут быть использованы для описания горизонтальных отрывных турбулентных режимов обтекания. Пленочное обтекание горизонтальных пучков и одиночных труб экспериментально исследовали 3. В. Семилет, В. Г. Риферт, Б. В. Андреев [4, 5], А. Д. Чу- маченко, В. Г. Букин. Полученные ими результаты относятся к обтеканию твердых поверхностей без фазового перехода на границе обтекания. Влияние плавления на коэффициент теплоотдачи в этих условиях до настоящего времени не изучали. Результаты опытов по плавлению льда в большом объеме к пленочному обтеканию применить нельзя. В связи с этим проведена серия экспериментов в целях: определить коэффициент теплоотдачи от льда <хл к воде при пленочном отрывном обтекании горизонтальных плавящихся ледяных цилиндров; сравнить его с коэффициентами теплоотдачи, полученными другими авторами в тех же гидродинамических режимах без фазового перехода на границе; изучить на базе этого сравнения влияние плавления на коэффициент теплоотдачи. Анализ литературных источников показал, что единого мнения в оценке влияния различных факторов на интенсивность теплоотдачи при обтекании пучков горизонтальных труб не существует, некоторые данные противоречивы. Тем не менее все численные зависимости, обобщающие результаты экспериментальных исследований в зоне испаряющихся пленок, как правило, представлены в виде функции: a=f(rv,S/d)y где а — коэффициент теплоот- • дачи, Bt/(m2-K); rv — объемная плотность орошения труб, м2/с; S/d — отношение шага труб по вертикали к диаметру трубы. Отношение S/d в значительной мере определяет ударное турбули- зирующее воздействие набегающего потока на каждый последующий ряд трубного пучка. В льдоаккумуляторе это отношение периодически меняется по мере 13 s * * 1 х ?? РИС. 1. Схема экспериментального стенда: / — компрессор; 2 — льдоаккумулятор; лирующий вентиль; 7 — водомер; 8 — 12 — фильтр-осушитель; 13 — смотровое 3 — испаритель; 4 — направляющее уст- теплообменник; 9 — сливной бак; 10 — стекло; 14 — ротаметр; IS — водяной кон- ройство; 5 — распылитель; 6 — водорегу- весы; // — ручной регулирующий вентиль; денсатор 3 Холодильная техника № 2
14 ©> ©> % « 1 изменения толщины льда. При проектировании его начальное значение (без слоя льда) выбирают в основном исходя из максимально возможного заполнения живого сечения и компактности аппарата. Поэтому была поставлена задача — выявить зависимость коэффициента теплоотдачи от льда к поде [):, от объемной плотности орошения труб 1\. Эксперименты проводили на стенде, схема которого показана на рис. 1. Основные элементы стенда: льдоаккумулятор со зме- свиковым испарителем, компрессор, водяной конденсатор, теплообменник, имитирующий тепловую нагрузку, сливной мерный бак, установленный на весах, регулирующие вентили. Льдоаккумулятор состоит из теплоизолированной емкости, расположенного в ней испарителя в виде плоского вертикального змеевика из медной трубки диаметром 16 мм, имеющего четыре горизонтальных участка труб с шагом ПО мм и рабочей длиной 400 мм; распылителя с направляющим устройством, обеспечивающим равномерное разбрызгивание отепленной воды над поверхностью верхнего горизонтального участка испарителя. дая воду. Происходила разрядка л ьдо а кку м ул ято р а. Количество расплавленного льда определяли по разности масс воды, поданной на охлаждение в льдоаккумулятор и поступившей в сливной бак. В процессе плавления льда через относительно короткие периоды времени Аг, в течение которых толщина льда на трубках.изменялась весьма незначительно (поэтому площадь обтекаемой поверхности можно считать неизменной и равной средней за период), измеряли температуру и массу воды на входе в льдоаккумулятор и выходе из него. Из теплового баланса льдоак- кумулятора по измеренным значениям массы и температуры воды и количеству оттаявшего льда определяли суммарную Q и удельную q тепловые нагрузки за данный период. Среднее за период значение коэффициента теплоотдачи ал находили по формуле Q где ДГ — средняя за период Ат разность между температурами воды и поверхности льда (измерения показа- исследования представлены на рис. 2 в виде зависимости коэффициента теплоотдачи ал от объемной плотности орошения труб Гу. Практически во всем исследованном диапазоне значений Г,<1,8Х Х10-4 м*/с интенсивность теплоотдачи при плавлении льда в пленочном режиме обтекания была существенно выше, чем при объемном плавлении. Коэффициент теплоотдачи ал в 8... 10 раз превышал максимальные значения для аккумуляторов с объемным плавлением и достигал 5000... 5200 Вт/(м2-К). На цис. 2 нанесены зависимости a=f(Tv) для пленочного обтекания горизонтальных ледяных цилиндров без фазового перехода на границе, полученные 3. В. Семилет, Дж. Плэггом, А. Д. Чумаченко. Из сопоставления видно, что коэффициент теплоотдачи с плавлением превышает коэффициент теплоотдачи без плавления в аналогичных гидродинамических режимах, т. е. фазовый переход на границе интенсифицирует процесс теп- лоотвода к пленке. Это позволяет сделать вывод о большей эффективности предлагаемого типа льдоаккумулятора по сравнению с льдоаккумуляторами с объемным плавлением. <х,Вт/(мгЮ РИС. 2. Зависимость коэффициента теплоотдачи а от объемной плотности орошения rv no данным: / — авторов; 2 — А. Д. Чумаченко; 3 — Дж. ?1лэгга; 4 — 3. В. Семилет DJ a,f6 Г,кг/(см) Во время эксперимента теплоизолированную емкость заполняли водой и включали компрессорио- конденсаторный агрегат. На трубках змеевика намораживался слой льда до максимальной толщины 32 мм. Происходила зарядка льдоаккумулятора. Затем компрессорно-конденса- торный агрегат отключали, вода из аккумулятора сливалась в бак. Отепленная до заданной температуры в теплообменнике вода разбрызгивалась вдоль верхнего горизонтального участка змеевика и тонкой пленкой стекала по периметру всех его четырех ледяных цилиндров. Лед плавился, охлаж- ли, что во всех опытах температура поверхности льда была 0°С), °С; F — средняя за период Дт площадь поверхности обтекания, м2. Значение F определяли как сумму площадей поверхностей четырех горизонтальных ледяных цилиндров по их средним за период диаметрам. По мере плавления конфигурация ледяных цилиндров изменялась. Площадь теилообменной поверхности рассчитывали по соответствующим соотношениям для сложных геометрических поверхностей. Результаты экспериментального Полученные результаты аппроксимировали следующей численной зависимостью: ал=а/(/\,), где а — коэффициент теплоотдачи для аналогичного режима обтекания без фазового перехода на границе, рассчитанный по методике [4], Вт/(м2.К); f(Tv)— функция, определяющая влияние плавления на интенсивность теплоотдачи при пленочном обтекании. Обобщение экспериментальных данных позволило аппроксимировать функцию f(fv) степенной за-
внсимостью вида: где / ?р — граничное значение объемной плотности орошения, равное \-ltir4 м2/с, полученное для вертикальных ледяных цилиндров [2], разделяющее различные по знаку зоны влияния плавления на интенсивность теплоотдачи в пленке. Таким образом, коэффициент теплоотдачи ал рассчитывают по соотношениям: (Р \ 0,44 _Х @,025 Reg^Pr0'4) Ж для S/2=2...1,5, п >u@,01 Reg^Pr0-4) 0== 4*. для S/a=l,2...1,5, где к — теплопроводность, .Вт/ (м2-К); Ке„л — критерий Рейнольдса для пленки, равный 4/\, вяз- v — кинематическая кость, м2/с;' Рг — критерий Прандтля; 5ПЛ— средняя толщина стекающей пленки, мм; S/d—отношение, рассчитанное по среднему за период плавления диаметру _ледяного цилинд- pad. f У Значения 6ПЛ и |^епл в эмпирических зависимостях {4] рассчитывают: и—1,35"V 1200q2 лока для фермы в 100 голов A500 л/сут молока). В системе охлаждения два параллельных блока, каждый из которых состоит из модуля льдоаккумулятора и компрессорно-конденсаторного агрегата. На экспериментальном стенде испытали один блок МПЛА с холодильным агрегатом UF-DL-1,5 (Япония) с герметичным компрессором и конденсатором воздушного охлаждения, работающим на R12. Холодопроизводительность агрегата в стандартном режиме (*<,«=—15 °С, iK=30 °С) составляла 2,1 кВт A800 ккал/ч). Результаты испытаний системы охлаждения с опытным льдоакку- мулятором показали, что в зависимости от объемной плотности орошения и интервала времени между пиковыми тепловыми нагрузками льдоаккумулятор снимает 60...90 % пиковой тепловой нагрузки (т. е. установленная мощность холодильного агрегата может составлять от 10 до 40%). Скорость плавления льда можно варьировать изменением расхода подаваемой воды и, как следствие, объемной плотности орошения rv. При изменении Tv от 0,3-Ю-4 до 1,0-Ю-4 м2/с скорость плавления льда увеличивалась более чем в 2 раза. Соответственно более чем вдвое возрастала холодопроизводительность системы A2 кВт вместо 5 кВт). Это связано с тем, что согласно представленным на рис. 2 данным в исследованном диапазоне изменения объемной плотности орошения [@,3...1,0).10-4 м2/с)] средний коэффициент теплоотдачи от льда составлял от 1600 до М500 Вт/(м2.К). Результаты испытаний льдоаккумулятора с пленочным обтеканием плавящейся поверхности льда подтвердили его высокую эффективность и возможность гибкого регулирования скорости плавления льда. Системы охлаждения, комплектуемые модульными пленочными льдоаккумуляторами, позволят снимать пиковые нагрузки, в 3...7 раз превышающие холодопроизводительность установленных агрегатов. Кроме того, они более компактны и менее металлоемки по сравнению с системами охлаждения, комплектуемыми водяными аккумуляторами. К выпуску первой серии модульных пленочных льдоаккумуля- торов с 1991 г. приступает ПО «Энергоспецмонтаж». Они предназначены для комплектации систем охлаждения молокоприемных пунктов производительностью 10 и 20 т/сут и низовых молочных заводов. Список литературы 1. Воронцов Е. Г., Та на на й- к о Ю. М. Методы расчета и исследования пленочных процессов. Киев: TexHiKa, 1975. 2. Гончарова Г. Ю., Виноградов В. " Н., Елуфимова С. М. Определение характеристик пленочных течений с плавлением поверхности обтекания в системах с льдо- аккумуляцией // Системы хладо- снабжения с аккумуляторами холода. М.: НПО «Агрохолодпром», 1988. 3. Гончарова Г. Ю., Медовар Л. Е. Анализ процессов в льдоаккумуляторах с децентрализованным хладоснабжением // Холодильная техника: 1986, № 2. 4. С е м и л е т 3. В. Оросительные теплообменники химических производств. Киев: Машгиз, 1961. 5. Риферт В. Г., Андреев Б. В. Обобщение данных по конвективному теплообмену и кипению в пленке, стекающей по горизонтальной трубе / Кипение, и конденсация. Рига: 1981. 6. Mednikova N. М., G о п с h а г о- va G. Y., Yuryev^ S. N. // Internationaler Kongress fur Kalte- technik, Wien, 1987. где \i — динамическая вязкость воды, кг»с/м2; Г — массовая плотность орошения, кг/(ч«м); q — плотность воды, кг/м3. Полученная эмпирическая зависимость положена в основу расчета процесса разрядки пленочного льдоаккумулятора. Он# дает возт можность определять скорость плавления льда, регулировать ее, изменяя плотность орошения и активную поверхность орошения, и согласовывать с графиком тепловой нагрузки объекта и холодопро- .изводительностью установленного компрессорно-конденсаторного агрегата. На основании проведенных расчетов разработан и изготовлен опытный экземпляр модульного пленочного льдоаккумулятора (МПЛА), предназначенного для работы в системе охлаждения мб- 3 УДК 621.565.45 Аккумуляторы холода в системах хладоснабжения Канд. техн. наук В. П. ОНИЩЕНКО, канд. техн. наук В. А. СОКОЛОВ, В. П. ВЯЗОВСКИЙ, С. А. КОЛЕСНИКОВ Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики Аккумуляторы холода обычно применяют в системах с неравномерной во времени тепловой нагрузкой на технологические аппараты в периоды, когда ее значение превышает холодопроизводительность холодильной установки. Емкость аккумулятора при" этом определяется накоплением «излишков» холода при эксплуатации конкретной холодильной установки. Возможна более жесткая постановка задачи— создание таких аккумуляторов, которые полностью удовлетворяли бы потребность в холоде при отключенной холодильной установке. Для повышения эффективности аккумуляторов холода необходимо уменьшить внешние и внутренние потери энергии, обусловленные внешними теплопритоками, процес-
$ з I 2 •8 сами теплопроводности, естественной конвекцией, работой мешалок, смешением холодных и теплых потоков хладоносителя в аккумуляторе, поскольку эти потери приводят к повышению температурного уровня. В мировой практике широко распространены емкостные (обычно водяные) аккумуляторы холода. Из их резервуаров ледяная вода либо вытесняется, либо сливается, причем в последнем случае внутренние потери меньше на ^20%. Уменьшить геометрические размеры аккумуляторов можно путем использования для аккумуляции холода теплоты фазового перехода [2]. Однако намораживание льда толщиной 20...30 мм при температуре кипения — 15...— 20 °С приводит к перерасходу электроэнергии до 20—35 % против получения в испарителе ледяной воды при температуре кипения —5... —7 °С. Более экономичны аккумуляторы холода чешуйчатого льда [3], поскольку при его толщине 2...3 мм на теплообменной поверхности коэффициент теплопередачи выше, чем при толщине льда 20... 30 мм. Но и в таких аккумуляторах процесс намораживания льда протекает при низких температурах кипения хладагента — не выше —17...—18 °С. Детальный технико-экономический анализ [7] показал, что на предприятиях с большой суточной потребностью в ледяной вой^по суммарным затратам системы хладоснабжения на базе жидкостных (ледяная вода) аккумуляторов холода на 10—30 % эффективнее систем на базе аккумуляторов с намораживанием льда. Для предприятий с малой суточной потребностью в ледяной воде выгоднее применять аккумуляторы с намораживанием льда (или льдогенераторы) — более высокая стоимость эксплуатации компенсируется малой первоначальной стоимостью проектирования, монтажа и самого оборудования, его компактностью и высокой степенью заводской готовности. На основании изложенного авторами [6] было признано целесообразным отказаться от аккумуляции холода цутем намораживания льда и там, где это экономически выгодно по суммарным затратам, применить аккумуляторы ледяной воды. Аналогичные предложения были высказаны в работах [4, 5]. Очевидно, что в этом случае увеличивается объем аккумулятора, а стабилизация температуры хладоносителя в нем достигается установкой буферной емкости, в которую сливается хла- доноситель, отепленный в технологических аппаратах. Существующие в молочной промышленности системы хладоснабжения с аккумуляторами холода [4—6] можно разделить на три типа (см. рисунок) : с общей (одноконтурной) подачей хладоносителя в технологические аппараты, испаритель, аккумулятор; с раздельной (двухконтурной) подачей хладоносителя в технологические аппараты, испаритель, аккумулятор; с раздельной циркуляцией потоков холодного и теплого хладоносителя, с буферной емкостью, причем установка двух буферных емкостей будет способствовать стабилизации тепловых нагрузок на испаритель при «зарядке» одной из емкостей аккумулятора (на рис. в представлен трехъемкостный аккумулятор — две рабочие емкости и одна буферная). возможность «зарядки» аккумулятора в ночное время в целях снижения затрат на электроэнергию; возможность стабилизации тепловых нагрузок на холодильное оборудование; степень автоматизации работы системы хладоснабжения; возможность сокращения численности обслуживающего персонала. На общей методологической основе — по балансу лотоков массы и теплоты — были составлены математические модели всех трех систем в целях получения закономерности изменения во времени объема V(t), температуры t(x) и других характеристик хладоносителя в аккумуляторе. Например, при раздельной подаче хладоносителя эти закономер- *-$?> 4 f 2 *S *» J Ж *}~#T*i ? / * ^U =Ф1 T-'r I» | ж *: ¦ i/ j_J/ i_i e4~'-^ fr- <fr ' » ¦ /r- t—r_ * ¦0 Система хладоснабжения с аккумулятором холода: а — с общей подачей хладоносителя в технологические аппараты; б — с раздельной подачей хладоносителя в технологические аппараты; в — с раздельной циркуляцией потоков холодного и отепленного хладоносителя; / — аккумулятор холода; 2 — испаритель; 3 — технологические аппараты; 4 — буферная емкость (условно) При сравнении указанных типов систем хладоснабжения учитывали: диапазон изменения температуры хладоносителя в аккумуляторе холода в зависимости от его объема; требуемую холодопроизводи- тельность испарителя холодильной установки относительно ее значения в период пиковой нагрузки; ности описываются обыкновенными нелинейными дифференциальными уравнениями с запаздывающими аргументами: dV(x) 1 п + 2 Ок(т)ррт,(т)]- /с= 1 - 2 Gk(t)pMt)]}; A) к=0 vyl) dx * ' р[<(т)]»тах {X> lm" '"(T)' 7ЩГ I + + z олтИМт)]{, _t(x)_
где р, с — плотность и удельная теплоемкость хл а доносителя, зависящие от температуры; /и(т) — температура теплого хладоносителя из испарителя: Мт).-/(*-2в)-ДМт-В); т — время; / — температура хладоносителя; 2В — время циркуляции хладоносителя между аккумулятором и испарителем; Af© (т) — подохлаждение хладоносителя в испарителе; GK (т) —- объемный расход хладоносителя (индекс *с=0-— соответствует испарителю); U. к — температура хладоносителя, возвращающегося из к-го технологического аппарата (к=1...п), U. к(т) ^(т-2ёк)+ДМт--Ск); 2СК — время циркуляции хладоносителя между аккумулятором и к-ым технологическим аппаратом; А*к (т)— подогрев хладоносителя в к-ом технологическом аппарате; /тах — максимально допустимая температура хладоносителя, обеспечивающего охлаждение продукта до максимально допустимой температуры (нуль отсче- ;. та для количества холода, имеющегося в аккумуляторе). М. *.(т) Значения АЦт), шк(т) можно измерить, а также рассчитать по математическим моделям испарителя и технологических аппаратов. Численное решение уравнений A), B) даёт возможность прогнозировать закономерности изменения во времени У(т), 1(т), а непосредственные измерения — контролировать эти величины в процессе работы системы хладо- снабжения. Таким образом, уравнения A), B) совместно с математическими моделями испарителя, технологических аппаратов, а также уравнениями, описывающими гидравлику конкретных сетей хладоносителя, позволяют создать на базе микропроцессорной техники автоматизированную систему управления процессами «зарядки» и «разрядки» аккумуляторов. Важно при этом так организовать управление работой насосов системы хладоснабжения, чтобы были обеспечены требуемые расходы хладоносителя через испаритель и технологические аппараты. Экспериментальные исследования показали, что плавное регулирование расходов в диапазоне 0,3—1,2 номинального (характерного для насоса в конкретной гидравлической сети) может быть достигнуто путем регулирования частоты вращения ротора электродвигателя. Для этого используют отечественные преобразователи частоты тока типа ТПТР соответствующей мощности. В результате снижаются расходы электроэнергии на работу насосов. При проектировании необходимо выбрать такие объем аккумулятора и холодопроизводитель- ность испарителя, которые обеспечили бы: / — допустимый диапазон изменения температуры хладоносителя в период пиковой нагрузки максимальной продолжительностью ттах ПРИ максимальном расходе хладоносителя G\ пик на технологические аппараты; // — «зарядку» аккумулятора в межпиковый период продолжительностью xmin при среднем расходе хладоносителя G\ cp на тешюобмен- ные аппараты. В последнем случае детальный анализ уравнений A), B) не имеет смысла, поэтому, пренебрегая зависимостью теплофизических свойств от температуры и периодами запаздывания, получим: <*У(т)Л*т = 0; V(t) =l/= const, при этом уравнение B) существенно упрощается: я dt{T) к=2 dz V C) В период пиковой нагрузки исходя из C) получаем, что при одновременной работе испарителя и технологических аппаратов f(r)= г? — т-Но, D) где t0 — начальная температура хладоносителя в аккумуляторе. В D) Ali равно максимальному значению Д/к (?), А/0 — минимальному значению А/0 (т). По D) легко вычислить минимальный объем аккумулятора, удовлетворяющий требованию /, а интегрируя C),— необходимую холодопроизводительность испарителя, удовлетворяющую требованию //. Для систем: с общей подачей хладоносителя (рис. а): V — G'™«(A*i—А*о)ттах . r min a 4 .» с раздельной подачей хладоносителя (рис. б): min / л ттах» *тах *Р с общей и раздельной подачами хладоносителя: Q„n=G'"™W + SlcpTmjn ^. E) Tmax ' Tmin Сравнивая значения Vmin для систем с общей и раздельной подачами хладоносителя, получаем, что в первом случае минимальный объем аккумулятора несколько меньше. Если объем аккумулятора *V> Vmin, то рабочая температура хладоносителя *(ттах)< <: Сах» следовательно, больше теплоты будет отведено от продукта, а требуемая холодопроизводительность испарителя будет равна расчетному значению E). Поскольку пиковая тепловая нагрузка Quen-HHK3* G1 пшСрМ\, F) получаем для систем с общей и раздельной подачами: 14- ^>cpTmin Чсисп.ш 0|пикТта„ ^ G) 1 + - Анализ уравнения G) на базе реальных значений Gu Tmin> ттах показывает, что применение*аккуму- ляторов ледяной воды позволяет уменьшить холодопроизводительность испарителя в схемах с общей и раздельной подачей на 10... 15 % относительно пиковой тепловой нагрузки. Эти схемы можно рекомендовать для предприятий, где имеются ограничения на установку аккумуляторов- резервуаров большого объема, а также допустимы значительные колебания температур хладоносителя. Известно, что молоко, охлажденное до 6 °С, можно хранить только 6 ч, а охлажденное до 4 °С—12 ч. Требуемые технологией температуры могут быть достигнуты только либо с помощью мощной холодильной установки (QHcn^QHcn'mnc), ЛИбО ПуТвМ ИС- пользования аккумулятора холода большого объема и без смешения холодного и отепленного потоков хладоносителя (рис. в). Указанное техническое решение позволяет, стабилизировать температуру хладоносителя, подаваемого в технологические аппараты, и охлаждать поступающее молоко до температуры <4°С. При этом, в отличие от предыдущих схем, dt/dx&O, а отклонения температуры от ее среднего значения могут быть вызваны только тепловыми процессами, протекающими внутри аккумулятора. Такая схема хладоснабжения более экономична, чем
.8 §! <3 En, две предыдущие. К ней предъявляют следующие требования: объем каждой из двух емкостей должен обеспечить работу технологических аппаратов в течение Tmax + Tmin» a ХОЛОДОПрОИЗВОДИТеЛЬ- ность испарителя должна «зарядить» неработающую емкость за тот же промежуток времени: Vmin — 2 ( GI пикТтах + GI cPTmin) • (8) Значение QHCn для указанной схемы определяют по формуле E). Путем подбора соответствующего оборудования холодильной установки, выбора оптимальных режимов его работы, использования эффективной теплоизоляции для емкостей и трубопроводов можно в такой схеме свести к минимуму потери электроэнергии при выработке холода. Снизить расходы можно при наличии различных тарифов на электроэнергию в течение суток. В настоящее время двухставоч- ный тариф 1:3, принятый в республиках Прибалтики, Белоруссии, сельских районах СССР, позволяет более чем в 2 раза уменьшить финансовые затраты, если «заряжать» аккумулятор ночью и не использовать холодильную установку в дневное время. В этом случае значение Vmin (двух емкостей) определяется суточной потребностью в хладоносителе, а хо- лодопроизводительность испарителя — временем тзар действия низкого (ночного) тарифа на электроэнергию: Vhcii''' Тзар (9) Благодаря использованию буферной емкости поток» холодного и теплого хладоносителя не смешиваются, поэтому можно повысить перепад температур хладагент — хладоноситель в испарителе до оптимального значения A0...11 °С) и обеспечить эффективные условия теплообмена. Считается также, что ночная «зарядка» аккумулятора приводит к снижению температуры конденсации хладагента. Последнее экономически выгодно, однако сэкономленная при этом электроэнергия примерно равна ее затратам на дополнительную перекачку хладоносителя. В целом применение трехъем- костного аккумулятора холода обеспечивает реальное снижение установленной мощности компрессоров и холодопроизводительности испарителей в 2...3 раза против их значения в схемах без аккумулятора холода. Система хладоснабжения на базе аккумулятора холода с раздельной циркуляцией потоков холодного и теплого хладоносителя внедрена на Беляевском молочном заводе Одесской области. Проект системы хладоснабжения и автоматизации разработан Одесским институтом низкотемпературной техники и энергетики и ОСМНУ «Хладмонтажавтомати- ка». Все процессы «зарядки» и подачи хладоносителя автоматизированы [1]. Система управления оснащена датчиками температуры, сигнализаторами уровня воды в емкостях, сигнализаторами давлений всасывания и нагнетания водяных насосов, использованы клапаны с пневмоприводом. В летний период завод перерабатывает до 100 т молока в сутки, для его охлаждения требуется около 300 м3 ледяной воды. Установленная емкость аккумулятора холода 200 м3 при наличии буферной емкости 100 м3. Холодильная установка, обеспечивающая охлаждение воды, работает по без- насосному варианту и состоит из двух компрессоров НФ-411 (один резервный), испарителя 90ИП. Аккумулятор холода «заряжают» в ночное время за 6 ч. Саккумули- рованной ледяной воды в количестве 200 м3 достаточно для работы технологических аппаратов в течение рабочего дня до 16... 18 ч без включения холодильной установки. Недостающие 100 м3 ледяной воды получают в период с 12 до 18 ч, длительность «зарядки» одной емкости не превышает 3 ч. В зимнее время молочный цех обеспечивается ледяной водой, получаемой только при ночной зарядке аккумулятора. Температура ледяной воды в аккумуляторе составляет 1±0,5°С. Ее колебание вызвано процессом естественной конвекции воды внутри аккумулятора. Емкости аккумулятора холода изолированы слоем рипора толщиной 100 мм. Принятые технические решения позволили снизить расход электроэнергии на 25—30 % по сравнению с ранее применявшимся льдоакку- мулятором, годовой экономический эффект составляет 35 тыс. р. При введении льготных тарифов на электроэнергию в течение суток экономическая эффективность системы хладоснабжения существенно возрастет. Кроме того, системы хладоснабжения на базе аккумуляторов холода с раздельной циркуляцией холодного и теплого потоков хладоносителя целесообразно применять и при модернизации молочных заводов. В этом случае их производительность может быть увеличена при имеющихся холодопроизводительности компрессоров, мощности трансформаторных подстанций и питающих кабельных вводах. Полученные результаты позволяют рекомендовать для внедрения на молочных заводах и других аналогичных предприятиях системы хладоснабжения на базе жидкостных аккумуляторов холода, использовать полученные соотношения при проектных расчетах. Список литературы 1. Автоматизированная система управления аккумулятором холода молочного завода / Б. К. Богданов, В. П. Вязовский, В. А. Соколов, С. М. Гришин // Холодильная техника. 1987, № 4. 2. Аккумуляторы холода для систем холодоснабжения предприятий агропромышленного комплекса / Н. М. Медникова, В. П. Пытченко, А. Я. Заславер, Ю. А. Вольных // Холодильная техника. 1987, № 4. 3. Иванова Р. Б., Коробов А. В. Аккумуляторы холода с льдогенераторами чешуйчатого льда // Холодильная техника. 1980, № 11. 4. Коноваленко Е. Д., Процен- ко В. М. Водоохлаждающие машины для молочнотоварных ферм // Холодильная техника. 1984, № 9. 5. Система охлаждения молока для центральных молокоприемных пунктов // В. Н. Виноградов, Л. Е. Медовар, А. В. Верещетин, Е. И. Рат- нер // Холодильная техника. 1984, № 9. 6. Чумак И. Г., Онищенко В. П., Шахневич В. И., Вязовский В. П. Рациональная схема холодоснабжения ^геплообменного оборудования с промежуточным хла- доносителем // Холодильная техника и технология. Киев, 1983, вып. 37, с. 87—92. 7. Tamblyn R. Т. // Heating Piping Air Cond. 1988. V. 60, № 8, 27—30, 51—52. (ill) 1532780 E1L F 25 D 23/02 B1) 4399749/31-13 B2) 08.01.88 Gl) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института технической эстетики и Алитусский завод холодильников G2) А. И. Черепок, И. М. Дец, Ю. Т. Гайдне E3) 621. 565 E4) E7) ДВЕРЬ ХОЛОДИЛЬНИКА, содержащая панель с герметизирующей прокладкой и узел для крепления ее к корпусу, включающий кронштейн с отверстием и направляющий элемент, укрепленные на панели кулачок, установленный с возможностью взаимодействия с направляющим элементом, и палец, размещенный в отверстии кронштейна, а также прижимную пружину, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения повреждения герметизирующей прокладки, кулачок закреплен на панели жестко, отверстие в кронштейне выполнено в виде прорези, а палец размещен в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения, направляющий элемент снабжен осью для закрепления на корпусе, при этом концы пружины укреплены на пальце кулачка и оси направляющего элемента.
УДК 662.998 Разработка теплоизоляционных материалов с пониженным содержанием фреона Канд. хим. наук С. Б. ГУТНИК, канд. техн. наук Ю. К. ДРЕВАЛЬ В НИ КТИхолодпром Наиболее распространенными теплоизоляционными материалами в холодильной технике|за последнее десятилетие стали уретановые и изоциануратуретановь& пеноплас- ты. Так, в развитых странах 95 % бытовых холодильников имеют теплоизоляцию из подобных материалов. Такая популярность этих пенопластов обусловлена их низкой теплопроводностью — 0,019...0,025 Вт/(м-К), простотой технологии производства и долговечностью. Однако практически во всех пенополиуретановых композициях в качестве вспенивающего агента используется фреон R11 (трифтор- хлорметан), который, по мнению специалистов, является одним из наиболее активных антропогенных факторов, разрушающих озоновый слой атмосферы. Поэтому возникла необходимость снижения содержания R11 в пенополиуретановых композициях и последующей полной замены его экологически безопасными вспенивающими агентами. Эта работа интенсивно проводится крупнейшими зарубежными фирмами. Так, транснациональный концерн ИСИ, который только в 1989 г. вложил в такие разработки 13 млн фунтов стерлингов, уже применяет для изоляции домашних холодильников жесткие пенополиуретаны со сниженным на 50 % содержанием R11 без заметного ухудшения их теплоизоляционных свойств [1]. Аналогичные исследования осуществляют фирмы «Байер» (ФРГ), «Дюпон» (США), «Мицуи» (Япония) и др. В частности, в 1989 г. фирма «Мицуи» освоила промышленное производство пено- полиуретановой композиции WBS- 710 со сниженным на 50% содержанием RI1 (суммарное содержание 6,5 %). Поскольку Советский Союз присоединился к международным со-* гл а тениям по фрсонам, отечественные предприятия, производящие изделия с использованием пенополиуретанов, также ориентируются на сокращение содержания R11. В лаборатории теплоизоляционных материалов и конструкций ВНИКТИхолодпрома в 1988... 1989 гг. проводились исследования по снижению содержания R11 в отечественных пенополиуретанах типа А-6Т. После предварительных экспериментов предложена частичная замена R11 водой в полиольных премиксах на основе олигоэфиров таллового масла и триэтаиоламина. При этом во избежание резкого повышения концентрации поверхностно-активных веществ воду в прем икс следует вводить непосредственно перед изготовлением. Механизм действия такой замены состоит в том, что введенная вода реагирует с изоцианатами с выделением двуокиси углерода, играющей роль вспенивающего агента :^_^. R-NCO+H2O+R- NH2+C02|. Количество вводимой воды определяют исходя из требуемой кажущейся плотности пенопласта и концентрации остаточного агента R11 таким образом, чтобы суммарное давление газов (фреона и диоксида углерода) в ячейках пенопласта приблизительно соответствовало атмосферному. В результате исследований получена заливочная композиция, включающая смесь А-бТЗ марки Б и компонент Б-6Т, с общим содержанием R11 в пределах 6,5... 7,0 %, что соответствует действующим международным требованиям. Одновременно достигнуто повышение жизнеспособности композиции: время старта составляет 17...25 с. Новая композиция прошла промышленные испытания при изготовлении методом стендовой заливки (с боковой или торцевой стороны) трехслойных панелей длиной до 7,2 м для сборных холодильных камер. Установлено, что применение данной композиции позволяет сократить продолжительность созревания изделий в пресс-форме до 35 мин и таким образом повысить производительность стенда на 10...15 %. Отобранные из панелей фрагменты утеплителя исследованы на приборе «Ана- кон» (Великобритания). Средний коэффициент теплопроводности пенопласта составил 0,022 Вт/(м«К) при средней кажущейся плотности 50 кг/м3. В настоящее время Липецкий опытный завод резино-пластмас- совых изделий освоил серийный выпуск трехслойных панелей разных размеров с применением но- 4 о вой композиции. Вместе с тем уменьшение со- j? держания R11 в пенополиурета- J; новых композициях — это времен- * ный выход на несколько ближай- ших Л1«т. Радикальное решение— Щ полная замена R11 экологически яГ безопасными вспенивающими аген- 2 тами — требует значительно боль- § ших затрат времени и ресурсов, 2 чем 50 %-ное сокращение. ^ За рубежом в качестве наибо- § лее вероятных альтернативных 2 вспенивающих агентов' рассматри- § вают не входящие в ограничитель- *§ ный список фреоны R123 (дихлор- § трифторэтан) и R141b (дихлор- *< фторэтан) [2]. Экологическая безопасность этих соединений обусловлена наличием в их молекулах незамещенных атомов водорода и низким удельным содержанием хлора. Французская фирма «Каннон Франс» предлагает применять для вспенивания полиуретанов двуокись углерода путем прямого впрыскивания ее в головку заливочной машины [3]. ВНИКТИхолодпромом избрано третье направление: использование в качестве альтернативных вспенивающих агентов химически инертных низкокипящих жидкостей, не содержащих хлора. Эта работа находится на начальной стадии, но уже сейчас выявились дополнительные трудности. В частности, предстоит решить проблему совместимости высокоинертных жидкостей с полиольными премиксами.'Тем не менее первые результаты обнадеживают: из отечественного сырья получены образцы пенополиуретана, не содержащего R11, с кажущейся плотностью 45...60 кг/м3. В настоящее время новые пенопласты проходят тепло- физические испытания. Список литературы 1. International J. of Refrig. 1989, v. 12, № 5, 303. 2. Mann M., Philips B. // Kunst- stoffe. 1989, Bd. 79, № 4, 328...332. 3. Revue generate du froid. 1989, v. 75. №5,261.
НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.565.044.004.17 Эффективность использования воздушных конденсаторов в крупных аммиачных холодильных установках Б. Н. КОГАН, Л. Л. ГЕНИН Проектно-конструкторский кооператив «Мороз> (Москва) В настоящее время проблема широкого использования воздушных конденсаторов в системах охлаждения весьма актуальна в связи с возрастающими _, экологическими требованиями к п^омыщле^ньш^и сададсдщ1^п^м|дприятиям. Воздушные конденсаторы целесообразно " примёУя1^Пта;шдй1а ь- ньдх установках различной холодо- п^оизводйт^ьнбсТи, ^ ""особенно в наличия в ней большого количества солей и различных примесей, а также при ее значительной себестоимости, например, когда~~етои- мость^ 1 ^г-т^ЩЩ€^№тёг более превышает с^е^ппокТ* стоимость 1 кВт-ч эл^Мршшергии. Аммиачные воздушные конденсаторы серийно выпускает завод «Комплектхолодмаш» (г. Страшены), а также заводы перерабатывающих отраслей промышленности АПК (ЯЮ-ФКБ с теплопере- дающей поверхностью 520 м2). Основной параметр при расчете воздушных конденсаторов — температура наружного воздуха, определяющая температуру и давление конденсации хладагента. Если ее значение*будет принято заниженным, то в летнее время возможны случаи, когда тепловая нагрузка может превысить холодопроизво- дительность установки. Как известно, наиболее интенсивен теплообмен в кожухотрубных конденсаторах. При наличии (как правило) оборотной системы водоснабжения они обеспечивают и наиболее низкую расчетную летнюю температуру конденсации, так как градирни для холодильных установок выбирают при высоте зоны охлаждения воды не более 3 °С и ее ширине не более 4 °С (высота зоны охлаждения — разность температур охлажденной воды и поступающего воздуха по смоченному термометру, ширина — значение подохлаждения воды). Например, для условий Москвы при использовании таких конденсаторов в сочетании с оборотной системой расчетная летняя температура конденсации составит 30 °С. В т8~"ж^ время для воздушных конденсаторов обычно принимают перепад температур конденсаций и наружного воздуха порядка 10... 12 °С, при этом расчетная летняя температура конденсации будет значительно выше, чем для кожухотрубных конденсаторов, я для условий Москвы составит 35Т37 5С. Естественно, что повышение температуры конденсации повлечет возрастание потребления мощности уппплнлкчыми агрегатами, т. е. увеличение энергопотребления холодильной установки в пелом. Таким образом, применение воа- пупшыу упнпрнг^тпров в аммиачных холодильных установках имеет только следующие существенные преимущества — полностью исклю- чается использование воды в хо- л од и л]^д?^]Е^ "eTjEjjcjN^ н а б- женияДнасосная станция, градир- Однакп ...было бы совершенно тJЧJCJшx^^aacQдax^--xQЛQдил ьной установки с воздушными конден-_ саторамит руководствуясь ~~толы«Г ^ летними эксплуатационными параметрами ее работы. В каждом конкретном случае лодильной установки при внедре- нии воздушных конденсаторов следует определять путем суммирования месячных расходов, исходя из действительной тепловой нагрузки в расчетный период. Ниже подробно проанализированы и ^сопоставлены по годовым расходам электроэнергии и воды, два варианта технического решения холодильной установки оптово-розничного плодоовощного объединения Ленинградского района Москвы. i ft первом иариянте игпппк^гтя- Ьш кожухотрубные конденсаторы». |?0_ЖЩШи^- BQ3Душные. Центральная холодильная станция сооружена в 1972 г. Она оснащена поршневыми компрессорами одноступенчатыми (АУ200) и двухступенчатыми (ДАУ50) суммарной холодопроизводительно- стью 3,5 ГВт C Гкал/ч), а также кожухотрубными конденсаторами, которые вместе с линейными ресиверами размещены *в компрессорном цехе. Система оборотного водоснаб- жения состоит из вентиляторных градирен, резервуара для воды и циркуляционных насосов. В настоящее время возникла настоятельная потребность в реконструкции холодильной станции в связи с моральным и физическим износом поршневых компрессоров, выходом из строя части градирен, а также необходимостью приведения холодильной установки в соответствие с п. 8.1.13 «Правил устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок» (М.: ВНИКТИхолод- пром, 1981). При разработке проекта реконструкции и технического перевооружения станции было принято решение взамен поршневых компрессоров установить 12 винтовых агрегатов марки 21А280-7-1, два из которых с электродвигателями мощностью 55 кВт используются в качестве бустер-агрегатов. Однако вопрпг п наиболее рапип» нальном типе конпенгатора быд решен только после теплотехнических, Цергетиче™"^ И МЩЩМИ ческих расчетов При определении тепловой нагрузки на кожухотрубные конденсаторы число одновременно работающих в течение года (по месяцам) компрессоров выбрано на основании обобщения многолетних практических данных, представленных службой эксплуатации станции. Для упрощения теплотехнических и энергетических расчетов
принята средняя температура кипения аммиака /о=—7 °С. При теплотехнических расчетах наиболее сложно вычислить температуру конденсации в каждом месяце. Для ее определения необходимо знать климатические данные: температуру воздуха, _его относи- т^ъщю вда чения этих параметров принимали по СНиП 2 01.01 —82 «Строительная клйжатология и геофизика». Расчетные данные по температуре конденсации аммиака по месяцам в течение года при использовании кожухотрубных конденсаторов совпали с данными службы эксплуатации станции. В зимний период (декабрь, январь, февраль), когда эксплуатация вентиляторных градирен значительно усложняется из-за обмерзания ее конструкций, приходится искусственно поддерживать температуру охлажденной воды не ниже 10 °.С (расчетная температура охлажденнрйводы Значительно сложнее определить расчетную температуру конденсации при использовании воздушных конденсаторов. В этом случае следует учитывать несколько факторов: необходимость обеспечения поступления достаточного количества * В. А. Гладков, Ю. И. Арефьев, В. С. Пономаренко. Вентиляторные градирни. М.: Стройиздат. 1978. аммиака из линейных ресиверов в циркуляционные при изменяющейся разности давлений Ар конденсации и кипения хладагента без постоянной подрегулировки с помощью ручной регулирующей арматуры; конструктивную особенность аммиачных винтовых агрегатов, для которых при наружной степени сжатия рк/р0<2 резко падает энергетический коэффициент к\е и, следовательно, возрастает энергопотребление винтовых агрегатов. Учитывая вышеуказанные факторы, температуру конденсации в зимнее время приходится поддерживать не ниже 12 °С (принята расчетная температура *К=120С)^ В летнее время расчетная температура конденсации составляет 35 °С, т. е. в 13 ч дня она выше на 11 °С средней максимальной температуры воздуха наиболее жаркого месяца или на 16...19°С среднемесячной температуры воздуха (СНиП 2.01.01—82). Аналогичный перепад между среднемесячной температурой воздуха и температурой конденсации принят в сентябре и октябре, т. е. в период работы максимального числа компрессоров при наибольшей тепловой нагрузке на холодильную установку. Исходя из расчетных температур конденсации, а также практических данных по загрузке компрессорного парка станции в течение года были подсчитаны тепловые нагрузки на конденсаторы для обоих вариантов. Их вычисляли с учетом того, что часть теплоты сжатия отводится непосредственно циркулирующим в винтовом агрегате маслом, а затем передается воде, подаваемой в маслоохладители агрегата. Все расчетные данные сведены в табл. 1. Из анализа данных в табл. I следует, что при использовании воздушных конденсаторов из-за более высокой температуры конденсации в период с июня по октябрь число задействованных винтовых агрегатов будет несколько больше, чем для варианта с кожухотрубными конденсаторами. Несмотря на то, что максимальная тепловая нагрузка на конденсаторы приходится на сентябрь — октябрь, необходимое число аппаратов рассчитывали по нагрузкам, приходящимся на летний период эксплуатации установки при расчетном перепаде температур конденсации и воздуха Д/ = 10°С. Тепловая нагрузка на воздушный конденсатор марки ВКЛ-800 составит 240 кВт B06400 ккал/ч) (ТУ 26-03-475-88). Для снятия суммарной тепловой нагрузки на воздушные конденсаторы в летний период требуется установить 12 таких конденсаторов. При принятой для сентября и октября температуре конденсации значение A t будет на 25...40 % выше, чем в летний период. Расчетная тепловая нагрузка составит порядка 300 кВт B58000 ккал/ч), так что 12 установленных конден- |2Ь S 8ч * Л ¦8 ТАБЛИЦА 1 Месяц года январь февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь 1 ноябрь декабрь Расчетная температура конденсации, °С 17 17 17 17 22 30 30 30 22 17 17 17 Кожухотрубные конденсаторы Число одновременно работающих агрегатов 21А280-7-1 4 2 2 4 5 6 6 6 7 7 4 3 Суммарная холодопроиз- водительность агрегатов, кВт (ккал/ч) 1817 A562400) 908 G81200) 908 G81200) 1817 A562400) 2218 A907350) 2512 B160000) 2512 B160000) 2512 B160000) 3105 B670290) 3179 B734200) 1817 A562400) 1363 A171800) Тепловая нагрузка на стороне нагнетания, кВт (ккал/ч) с учетом тепла, Отводимого маслоохладителями 1989 A710500) 994 (855250) 994 (855250) 1989 A710500) 2472 B125700) . 2Щ ' B499120) 2906 B499120) 2906 B499120) 3460 B976980) 3481 B993375) 1989 A710500) 1492 A282875) без учета тепла, отводимого маслоохла- дителям%х. 1803 A550500) 901 G15250) 901 G75250) 1803 A550500) 2239 A925700) 2627 B259120) 2627 B259120) 2627 B259120) 3135 B696980) 3155 B713375) 1803 A550500) 1352 A162875) Расчетная температура конденсации, °С 12 12 12 20 25 35 35 35 30 25 12 12 Число одновременно работающих агрегатов 21А280-7-1 4 2 2 4 5 6,2 6,2 6,2 . 7,4 7,25 4 3 Воздушные конденсаторы Расчетная тепловая нагрузка на агрегаты, кВт (ккал/ч) 1817 A562400) 908 G81200) 908 G81200) 1817 A562400) 2218 A907350) 2512 B160000) 2512 B160000) 2512 B160000) 3105 B670290) 3179 B734200) 1817 A562400) 1363 A171800) Тепловая нагрузка на стороне нагнетания, кВт (ккал/ч) с учетом тепла, ^отводимого маслоохладителями 2000 A720440) 1000 (860220) 1000 (860220) 1982 A704560) 2480 B132500) 2924 B514720) 2924 B514720) 2924 B514720) 3584 ,C082250) 3595 C092125) 2000 A720440) 1500 A290330) без учета теп- I ла, отводимого маслоохладителями 1814 A560440) 907 G80220) 907 G80220) 1796 A544560) 2247 A932500) 2645 B274720) 2645 B274720) 2645 B274720) 3258 B802250) 3270 B812125) 1814 A560440) 1361 A170330)
саторов ВКЛ-800 обеспечат снятие максимальной тепловой нагрузки в сентябре—октябре. Для охлаждения масла в маслоохладители винтовых агрегатов марки 21А280-7-1 нужно подавать воду из системы оборотного водоснабжения или, например, водный раствор этилеигликоля, который следует охлаждать в так называемых «сухих радиаторных» градирнях. В настоящее йремя на предприятии действует оборотная система водоснабжения, в состав которой входит вентиляторная градирня, имеющая 10 секций размером в плане 4X4 м. Часть секций пригодна для дальнейшей эксплуатации. В связи с этим при реконструкции и техническом перевооружении станции было принято решение использовать две секции для охлаждения воды, подаваемой в маслоохладители. На основании изложенного выполнены необходимые энергетиче- ТАБЛИЦА 2 ~"г*** Показатели Месяцы январь февраль апрель май сентябрь октябрь ноябрь декабрь Примечания Мощность, кВт, потребляемая компрессорными агрегатами 296 водяными насосами 60 вентиляторами градирни — Вариант с использованием кожухотрубных конденсаторов 148 30 148 30 296 60 43,0 380 74 53 576 87 62 576 87 62 576 87 62 532 104 74 518 105 75 296 60 222 45 При отрицательной среднемесячной температуре вентиляторы отключены 710 698 356 267 Суммарная потребляемая мощность, кВт 356 178 178 399 507 725 725 72 Суммарный расход электроэнергии за месяц, кВт-ч 242792 109648 121396 263340 345774 478500 494450 4941ПО 468600 476036 234960 182094 Расход воды на пополнение циркуля*- • ционнон системы, м3/ч 9,0 4,0 4,0 17,0 21,0 25 25 25 30 30 9,0 6,0 Расход воды на пополнение циркуляционной системы (в месяц), м3/мес 6138 2464 2728 11220 14322 16500 17050 17050 19800 20460 5940 4092 Вариант с использованием воздушных конденсаторов Мощность, кВт, потребляемая компрессорными агрегатами 292 146 146 300 4?0^~ 682 682 682 710 609 292 219 вентиляторами воздушных конденсаторов 15 — 8 53 68 83 83 83 83 83 45 8 водняными насосами 6,0 3,0 3,0 6,0 7,0 8,0 8,0 8,0 10 10 6,0 4,0 вентиляторами • градирни — — — 4,0 5,0 6,0 6,0 6,0 7,0 7,0 — — Суммарная потребляемая мощность, кВт 313 149 157 363 500 779 779 779 810 709 343 231 Суммарный расход электроэнергии за месяц, кВт-ч 213466 91784 107074 239580 341000 514140 531278 531278 534600 4*}538 226380 157542 Расход воды на пополнение циркуляционной системы, м3/ч 1,0 0,5 0,5 1,5 2,0 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 1,0 0,5 Расход воды на пополнение циркуляционной системы (в месяц), м3/мес 682 308 341 990 1364 1650 1705 1705 1980 2046 660 341 В феврале вентиляторы отключены При отрицательной среднемесячной температуре вентиляторы отключены
ские расчеты для обоих вариантов (табл. 2) — с использованием кожухотрубных и воздушных конденсаторов при следующих исходных данных: Расход электроэнергии вентилятором одной секции градирни производительностью 80 MV4 на охлаждение 1 м3 воды, кВтХ Хч/м3 0,1 Расход элекроэнергии насосом на перекачку 1 м3 воды, кВт-ч/м3 0,14 Унос воды в градирне, % летом 4 зимой 2 Суммарная мощность электродвигателей вентиляторов воздушного конденсатора ВКЛ-800, кВт 9 \^потр== = 7,5 кВт) Число часов работы винтовых компрессоров, насосов, вентиляторов в сутки, ч 22 Потребляемая мощность электродвигателя винтового агрегата 21А280-7-1 при температуре кипения t0= = —7 °С и температуре конденсации tK, °C 35 НО 30 96 25 84 22 76 20 75 17 74 12 73 Ширина зоны охлаждения воды в градирне, °С 4 Расход воды на охлаждение маслоохладителей одного винтового агрегата 21А280-7-1, м3/ч 10 При определении потребляемой мощности электродвигателем винтового агрегата 21А280-7-1 коэффициенты подачи к и энергетический це принимали по данным стендовых испытаний агрегата на московском заводе холодильного машиностроения «Компрессор». Из анализа табл. 2 следует, что при использовании воздушных конденсаторов перерасход электроэнергии за год составит 59620 кВт-ч, или порядка 1,5 % общего количества электроэнергии, затрачиваемой на работу оборудованием станции при использовании кожухотрубных конденсаторов в сочетании с оборотной системой водоснабжения. Годовой расход воды при внедрении воздушных конденсаторов .уменьшается на 123992 м3 в год (или в среднем на 344 м3/сут). С учетом стоимости 1 кВт«ч электроэнергии 0,02 р. и 1 м3 воды 0,04 р. расчетный годовой экономический эффект при установке воздушных конденсаторов составит: S= 123992 • 0,04—59620 • 0,02= =3767 р. Однако не только небольшой экономический эффект при использовании воздушных конденсаторов является определяющим фактором при их выборе. Главным доводом в пользу их установки является сокращение в 10 раз годового расхода питьевой воды. . Проведенный анализ убедительно показал, что конденсатор в каждом конкретном случае следует выбирать на базе сопоставимых инженерных и экономических расчетов. УДК 621.565.044:681.513 Система регулирования давления конденсации Канд. техн. наук В. Ф. ЛОМАКИН, О. А. ОНИЩЕНКО Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики В установках большой холодо- производительности в основном используют конденсаторы с водяным охлаждением. Если в процессе эксплуатации расход или температура охлаждающей воды значительно меняются, то заданное значение давления конденсации рКЗ поддерживают с помощью регулятора давления путем изменения количества охлаждающей воды, циркулирующей через конденсаторы. Такое регулирование имеет недостаток: при отрицательных возмущениях (например, при понижении температуры воды) давление конденсации становится меньше заданного, а повышение его до рк.з увеличивает расход электроэнергии на выработку холода. Авторами предлагается система регулирования давления конденсации, в которой регулятор будет реагировать лишь на отклоне- л А \ коо~ Арн СрР+С( -^<8Н -ъ ГрН ш АРк ,Ш CpP+Cf п* и\ м |— ЕГ U-J РИС. 1. Структурная схема АСР давления конденсации: а — существующая (с ПИ-регулятором); б — предлагаемая (с ПИ-регулятором и логическим блоком); /— запаздывающее звено; // — объект; /// — апериодическое звено первого порядка; IV — ПИ-регуля- тор; V — переключатель; VI — логический блок, р — оператор Лапласа; Т — постоянная времени объекта; х — входное воздействие; у — выходной сигнал регулятора ния рк в сторону, большую, чем ркз, т. е. на положительные возмущения. Если рк будет меньше Ркз, то регулятор не сработает. Для проверки способа на цифровой ЭВМ были исследованы автоматические системы регулирования (АСР) давления конденсации рк с пропорционально-интегральным (ПИ) регулятором — существующая и предлагаемая (рис. 1). Исследования проводили по методикам [3, 4], динамические параметры конденсатора как управляемого* объекта определяли в результате обработки [1] экспериментальной кривой разгона конденсатора холодильной машины МКТ80 по каналу «расход воды — давление конденсации рк» (данные А. И. Ейдеюса, КВИМУ). Установлено, что время запаздывания т3 = 0,3 мин, постоянная времени Г = 3,5 мин, коэффициент передачи Коб=0,005 МПа на 1 % хода регулирующего органа (ХРО) — клапана, установленного на трубопроводе подачи воды в конденсатор. Параметры настройки ПИ-регу- лятора выбраны следующими: Ci = = 1430% ХРО/(МПа-мин), С0= = 3500% ХРО/МПа. В обе АСР при неизменной настройке регуляторами /?кз = 0 вносили одинаковое положительное возмущение Х= 20 % и анализировали отклонение ±Арк. На рис. 1 существующая структурная схема представлена в виде последовательно соединенных звеньев: запаздывающего и апериодического первого порядка, к которым подключен ПИ-регулятор. Предлагаемая схема по сравнению с существующей дополнена логический блоком и переключателем. Последний может находиться в положениях / (обратная связь системы замюнута) и 2 (обратная связь системы разомкнута). Положение переключателя в любой момент времени зависит от выходного сигнала V логического блока, уровень которого опре-
деляется значением рк и может принимать одно из двух значений — логического нуля или логической единицы. Закон функционирования логического блока: { 1 при Рк>Рк.3; U==z \ О При рк<Рк.з. Уставку срабатывания ?/з логического блока можно регулировать в процессе настройки системы, изменяя тем самым уровни срабатывания ключа. Дрк.*Па 24 §! 3 I § I РИС. 2. Графики переходных процессов в АСР давления конденсации: / — с ПИ-регулятором; 2 — с ПИ-регуля- тором и логическим блоком Результаты исследований АСР приведены на рис. 2. Кривая / показывает, что при использовании существующей схемы процесс регулирования является длительным, для него характерны высокая частота и большая амплитуда колебаний давления конденсации. При переходе на предлагаемую схему (кривая 2) продолжительность регулирования и степень колебания давления рк уменьшаются, и в конце процесса регулирования значения рк достигают заданного значения. Такой характер протекания процесса объясняется значениями динамических параметров конденсатора и регулятора, что приводит к следующему. Во время переходного процесса, когда рк<Рк.з (регулятор отключен), величина X из-за запаздывания в АСР имеет положительное значение, в результате давление рк возрастет и через определенное время превысит заданное (нулевое) значение. Это приведет к повторному срабатыванию регулятора. Процесс будет повторяться до тех пор, пока давление конденсации не достигнет заданного значения ркз- Очевидно, что если на вход предлагаемой АСР поступит отрицательное возмущение, например Х=—20 % ХРО, то регулятор не сработает, и давление в конденсаторе будет отличаться от заданного на Арк=/СобХ==0,005 (—20) = =—0,1 МПа. В рассматриваемом случае установилось давление конденсации Рк<Рк.з, поэтому потребление электроэнергии снизилось. При реализации предлагаемого регулятора в качестве логического блока можно использовать компаратор с регулируемыми уровнями срабатывания по схемам [2, 5], выполненным на операционных усилителях серий К140, К157 (или других с напряжением питания ±15 В). Выходной сигнал компаратора может управлять реле типа РЭС, контакты которого будут замыкать и размыкать цепь обратной связи в АСР. В этом случае предлагаемый регулятор с переключающейся структурой легко реализовать на общепромышленных регуляторах, например электронном типа Р25.1, формирующем ПИ-закон регулирования совместно с исполнительным механизмом типа МЭО с постоянной скоростью. При этом потребуется незначительная переработка указанного регулятора. Таким образом, использование АСР, работающих по предлагаемому способу, позволит улучшить качество процесса регулирования давления конденсации при положительных возмущениях системы и снизить затраты электроэнергии на выработку холода при отрицательных возмущениях. Список литературы 1. Копелович А. П. Автоматическое регулирование в черной металлургии. М.: Металлургиздат, 1963. 2. Л е н к Д ж. Электронные схемы: Практическое руководство. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 3. Машинное проектирование систем автоматического управления / Под ред. В. А. Букатова. Л.: Судостроение, 1978. 4. Мел с а Д ж. Л., Джонс Ст. К. Программы в помощь изучающим теорию линейных систем управления. Пер. с англ. М:Машиностроение, 1981. 5. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. М.: Мир, 1983. A1) 1537987 E1M F 25 В 39/04 B1) 4313914/23-06 B2) 08.10.87 G5) В. М. Шлейников E3) 621.57 E4) E7) 1. КОНДЕНСАТОР, содер жащий кожух с торцовыми днищами и размещенным внутри него пучком труб, закрепленных в трубных досках, и масло- и грязеотделители, соединенные с нижней частью кожуха, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, он дополнительно снабжен хомутиками, выполненными из сма«*ив?емого материала, при этом трубы в пучке выполнены синусоидальными, впадины в которых обжаты хомутиками. 2. Конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что хомутики выполнены веревочно-шнуровыми. 3. Конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что хомутики выполнены из полосового материала. A1) 1536179 E1M F 25 D 13/00 B1) 4135600/25-13 B2) 23.06.86 G2) Р. К. Никульшин, Б. В. Федоренко, Ю. Ф. Качанов, И. В. Вайсман, Г. В. Ткачев E3) 621.565 E4) E7) ТЕРМОКАМЕРА, сод«р жащая конденсатор, расположенный на наружной стенке теплоизолированного корпуса и сообщенный жидкостным и паровым трубопроводами с испарительными элементами термосифона, и установленный в камере воздухоохладитель, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат и ускорения выхода на заданный режим, испарительные элементы термосифона выполнены в виде панелей с вертикальными щелевыми каналами и образуют боковые стенки корпуса, а конденсатор выполнен в виде панели с полостью, разделенной поперечными ребрами для перемешивания жидкого хладагента и установлен с уклоном относительно верхней стенки корпуса, причем нижняя часть конденсатора связана посредством жидкостного трубопровода с нижней частью щелевых каналов испарительных элементов, а верхняя часть щелевых каналов испарительных элементов — с верхней частью конденсатора посредством парового трубопровода. A1) 1537986 E1M F 25 В 29/00 B1) 4404143/23-06 B2) 05.04.88 G1) Омский политехнический институт G2) Е. Я. Борочин, В. Д. Галдин, В. И. Гриценко, С. В. Растворов E3) 621.575 E4) E7) ТЕПЛОХЛАДОАГРЕГАТ, содержащий сообщенный с атмосферой газовый циркуляционный контур и установленные в нем компрессор, камеру сгорания, турбину, экономайзер, влаго- отделитель, регенераторы с линиями прямого и обратного потоков, детандер и сепаратор твердого диоксида углерода, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем увеличения производительности твердого диоксида углерода, установка дополнительно содержит четыре теплообменника, соединенных попарно параллельно друг другу посредством переключающихся клапанов и снабженных газовой и жидкостной полостями, при этом жидкостные полости первой пары теплообменников подключены к контуру после экономайзера и сепаратора твердого диоксида углерода, а второй пары — к атмосфере и к линии обратного потока после регенератора, газовые полости первой пары теплообменников подключены к контуру перед влагоотделителем и к линии обратного потока перед регенератором, а второй пары — перед компрессором и к атмосфере.
ИЗУЧАЮЩИМ ОСНОВЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ УДК 621.57.011:536.7 ТЕМА 2 Термодинамические и рабочие процессы Впервые искусственным путем была получена низкая температура (—40°С) в 1759 г. Ломоносовым, который использовал для этого смесь водного льда с азотной кислотой. Однако холодильные машины появились намного позже. Первая холодильная машина, парокомпрессионная на этиловом эфире, была создана в 1834 г. в Англии Джекобом Перкинсом. Через 40 лет в Германии Карл Линде сконструировал первую аммиачную холодильную машину, ставшую прообразом современных машин*. Холодильные машины, работающие в области умеренного холода (см. тему 1 в № 1 за 1991 г.), в зависимости от вида используемой энергии делят на три основные группы: парокомпрессионные (использующие механическую энергию), абсорбционные и пароэжек- торные (теплоиспользующие), термоэлектрические (использующие непосредственно электрическую энергию). Процессы, происходящие в холодильных машинах, объясняет термодинамика, являющаяся теоретической базой как теплотехники, так и холодильной техники. Круговые процессы или циклы Первый закон термодинамики как частный случай закона сохранения и превращения энергии говорит о возможности превращения теплоты в механическую работу и наоборот в определенных количественных соотношениях. ОСНОВЫ холодильных машин Отношение теплоты к работе всегда постоянно. Его можно обозначить через константу Л: A = Q/L; Q=AL. Константу Л называют тепловым эквивалентом работы. В системе единиц СИ механическую работу и теплоту измеряют в Джоулях (Дж), поэтому в этой системе Л = 1. Следовательно, Q=L. Соотношения между единицами измерения энергии приведены в таблице. Единица измерения энергии т Эквивалентные единицы кДж ккал ЛкВт-ч кГс-м 1 0,239 0,00278 102,0 4,19 1 0,00116 427 3600 860 1 367 200 0,00981 0,00234 2,72-10—6 1 В основе действия парокомпрес- сионных, абсорбционных и паро- эжекторных холодильных машин лежит второй закон термодинамики (или второе начало), который применительно к холодильным машинам гласит: для передачи теплоты от менее нагретого тела (холодного) к более Прямой цикл Обратный цикл //////////////// Т, * О развитии холодильного машиностроения в СССР можно ознакомиться в статьх А. А. Гоголина, опубликованных в № 4, 7, 8 за 1989 г. А1 Л&о Г, 7777777777777777 РИС. 1. Принципиальная схема действия теплового двигателя (а) и холодильной машины (б) нагретому (горячему) необходимо затратить энергию. На рис. 1 показаны принципиальные схемы действия теплового двигателя (а) и холодильной машины (б). В тепловом двигателе происходит прямой круговой процесс или цикл — последовательное изменение состояния рабочего вещества и возвращение его в исходное состояние. В прямом цикле при подводе теплоты Q от источника с высокой температурой Т2 совершается работа L. При этом часть теплоты —Q0 переходит к источнику с низкой температурой 7V Энергетическую эффективность теплового двигателя оценивают термическим КПД, показывающим, какая часть тепловой энергии Q превратилась в работу L: Термический КПД всегда меньше 1. В холодильной машине происходит обратный круговой процесс или цикл. При совершении работы L теплота Qo с помощью рабочего вещества передается от источника с низкой температурой Т\ к источнику с более высокой температурой 7V Таким образом, для цикла холодильной машины можно дать следующее определение: обратным круговым процессом или циклом холодильной машины называется замкнутый процесс последовательного изменения состояния циркулирующего в ней рабочего вещества за счет затраты энергии, при этом осуществляется перенос теплоты Qo от охлаждаемой среды к более теплой окружающей среде — воздуху или воде. Цикл холодильной машины показан на рис. 2, а. Энергетическую эффективность холодильной машины оценивают холодильным, коэффициентом, представляющим отношение теплоты Qo к работе I, которую нужно затратить, чтобы отвести ее от источника с низкой температурой: e=Q0/L. Холодильный коэффициент может быть в несколько раз больше 1. Он зависит от разности темпера- » тур Т2—Т\. С ее увеличением он уменьшается. Машину, в которой происходит также обратный цикл, но теплота Qo переносится от окружающей среды с температурой Т2 к нагреваемой среде (с ограниченными размерами), имеющей температуру Гз, называют тепловым насосом. Таким образом, тепловой насос предназначен для поддержания более высокой температуры Тъ по
Si I 3 I сравнению с температурой окружающей среды Г2. Цикл теплового насоса показан на рис. 2,6. Энергетическую эффективность теплового насоса оценивают к о э ф- ф и д и е н т о м п р е о б раз о в а- ния (его называют также отопительным коэффициентом или коэффициентом трансформации теплоты): ". -. .^::,-.;.-, ,, ,--^,..;, Так как теплота, подведенная к нагреваемой среде, а <?о/?—е, TO |1=sE+1. Следовательно, энергетическая эффективность теплового насоса выше, чем энергетическая эффективность холодильной . машины. В прямом и обратном циклах Q=Qo+L. (на рис. 2 циклы а и в) или от окружающей среды (цикл б); 1—2, 5—6, 9—10 — сжатие паров рабочего вещества в компрессоре; 2—3, 6—7, 10—11 — конденсация паров рабочего вещества в конденсаторе, при этом теплота Q (цикла а) или Qr (цикла бив) передается окружающей или нагреваемой среде; 3—4, 7—8, 11—12 — дросселирование рабочего вещества в регулирующем вентиле. Таким образом, парокомпрес- сионная холодильная машина должна иметь четыре обязательных элемента: компрессор, конденсатор, испаритель и регулирующий вентиль (рис. 3). В испарителе за счет кипения рабочего вещества при низкой температуре теплота Q0 отводится от охлаждаемой среды — воздуха в V 7 *• 1 6 -О- «О / fr Нагреваемая Т 10 среда Окружающая среда 11 Ъ о РИС. 2. Циклы холодильной машины (в), теплового насоса (б) и комбинированный цикл (в) Возможен также комбинированный цикл (рис. 2, в). В этом случае теплота Q0, отводимая от охлаждаемой среды с температурой Г|, передается нагреваемой среде с температурой Г3. Осуществляя такой цикл, одновременно получают холод Qo и теплоту Qr. Очевидно, что энергетическая эффективность комбинированного цикла выше, чем раздельного охлаждения и нагрева. В реальных условиях одновременное получение холода и теплоты с помощью одной и той же машины, при взаимосвязанных величинах Qo и Qr, не всегда целесообразно. Парокомпрессионная холодильная машина ft 3 Охлаждаемая среда системе непосредственного охлаждения (например, в домашнем холодильнике), воды или рассола в системе с хл а доносителем (насос направляет его в батареи, расположенные в охлаждаемрм помещении). РИС. 3. Принципиальная схема паро- компрессионной холодильной машины: КМ -— компрессор; КД ~ конденсатор; РВ — регулирующий вентиль; Я — испаритель; 1, 2,3,4 — точки цикла а (см. рис. 2) мощью охлаждающей среды — воздуха или воды,— которая при этомдагревается. Жидкое рабочее вещество из конденсатора проходит через регулирующий вентиль, где происходит процесс дросселирования (см. тему 1). При этом падают давление и температура рабочего вещества. Температура кипения /о рабочего вещества в испарителе зависит от давления кипения ро, а оно, в свою очередь,— от производительности компрессора. Температуру кипения поддерживают такой, чтобы обеспечить необходимую (заданную) температуру охлаждаемой среды. Для понижения температуры кипения необходимо понизить давление кипения, что можно сделать, увеличив производительность компрессора. Температура конденсации tK рабочего вещества и соответствующее ей давление кипения рк зависят главным образом от температуры среды, используемой для охлаждения конденсатора. Чем она ниже, тем ниже будут температура и давление конденсации. Величины Ро и рк в значительной мере влияют на производительность компрессора. Они же в основном определяют и количество энергии, которое необходимо для его работы. Абсорбционная и пароэжекторная холодильные машины Из теплоиспользующих холодильных машин широкое примене- РИС. 4. Принципиальная схема абсорбционной холодильной машины: АБ — абсорбер; Я — насос; Г — генератор; остальные обозначения см. на рис. 3 В пароком пресс ион ной холодильной машине происходят следующие процессы: 4—/, 8—5, 12—9 — кипение рабочего вещества (хладагента) в испарителе, при этом теплота Q0 отводится от охлаждаемой среды Пары рабочего вещества из испарителя отсасываются с помощью компрессора, сжимаются и нагнетаются в конденсатор. В нем теплота Q отводится от конденсирующегося рабочего вещества с по- ние имеют абсорбционные и паро- эжекторные. В абсорбционной холодильной машине (рис. 4) рабочее вещество не однокомпонентное, как в парокомпрессионной холодильной ма-
шине, а двухкомпонентное—например, водоаммиачный раствор, в котором аммиак является хладагентом, а вода абсорбентом (поглотителем). В генераторе (кипятильнике) при подводе к нему теплоты Qr раствор выпаривается. Пар с высокой концентрацией легкокипящего компонента (аммиака) поступает в конденсатор, а оставшаяся жидкость (слабый раствор, близкий по концентрации к воде) — в абсорбер. Сконденсированная в конденсаторе жидкость направляется в испаритель. Образующийся здесь за счет теплоты Q0, отбираемой от охлаждаемой среды, пар подводится к абсорберу, в котором он поглощается слабым раствором, поступившим из генератора. Этот процесс, называемый абсорбцией, сопровождается выделением теплоты Qa, которая отводится из аппарата с помощью холодной воды. Крепкий, насыщенный поглощенным паром, раствор из абсорбера насосом перекачивается в генератор. Помимо водоаммиачного раствора, в абсорбционных холодильных машинах широко применяют раствор бромистого лития, в котором хладагентом является вода, а абсорбентом — бромистый литий. Энергетическую эффективность абсорбционной холодильной машины оценивают тепловым коэффициентом: s QP+V где LH — тепловой эквивалент работы насоса. Таким образом, в этой мацшне роль компрессора выполняют генератор, абсорбер и насос. Основное количество энергии, необходимое для ее работы, подводится к генератору в виде теплоты Qr. Количество электроэнергии, необходимое для привода насоса, незначительно. По сравнению с парокомпрес- сионными абсорбционные холодильные машины более надежны в эксплуатации, но существенно уступают им по металлоемкости и энергетическим затратам. При одинаковой подведенной теплоте Qo теплота Qr будет существенно больше теплового эквивалента работы компрессора L (см. формулу для определения холодильного коэффициента е). Учитывая это, абсорбционные холодильные машины целесообразно применять на предприятиях, где имеется дешевая тепловая энергия для обогрева генератора. В пароэжекторной холодильной машине (рис. 5) рабочим веществом обычно служит вода. В кипятильнике (котле) вода кипит при подводе теплоты Qr. Образующийся пар высокого давления поступает в эжектор (пароструйный аппарат). При истечении из сопла эжектора он развивает большую скорость, в результате чего его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию струи, засасывающую пар низкого давления из испарителя. Хладоноси- тель РИС. 5. Принципиальная схема пароэжекторной холодильной машины: КП — кипятильник; Э — эжектор; С — сопло эжектора; СМ — камера смешения эжектора; остальные обозначения см. на рис. 3, 4 После смешения рабочий пар из кипятильника и голодный пар из испарителя в эжекторе сжимаются и направляются в конденсатор. Пар конденсируется при отводе теплоты Q с помощью охлаждающей воды. лЛз конденсатора часть воды через регулирующий вентиль поступает в испаритель, а другая часть насосом подается в кипятильник. Пароэжекторную холодильную машину, работающую на воде, широко используют в центральных системах кондиционирования воздуха, где х^адоносителем также является вода со сравнительно высокой температурой A0...12°С). Однако и при такой температуре давление кипения рабочего вещества (воды в испарителе) будет значительно ниже атмосферного. При этом возможен подсос воздуха из атмосферы в машину, что нарушает ее работу. Энергетическую эффективность пароэжекторной машины, как и абсорбционной, оценивают тепловым коэффициентом е Qr+V Работа насоса LH значительно меньше теплоты Qr и ею можно пренебречь. Если в качестве источника Qr есть возможность использовать теплоту как отход другого производства, то пароэжекторные холодильные машины могут быть вполне энергетически выгодны. В абсорбционной и пароэжекторной холодильных машинах совмещены прямой и обратный циклы. Поэтому тепловой коэффициент можно представить в виде произведения термического КПД прямого цикла и холодильного коэффициента обратного цикла: Термоэлектрическая холодильная машина Термоэлектрическую холодильную машину уместнее называть охлаждающим устройством из-за весьма специфической конструкции. В термоэлектрическом охлаждающем устройстве низкую температуру получают с помощью полупроводниковых термоэлементов, соединенных последовательно в батарею. Термоэлемент (рис. 6) состоит из двух с различной проводимостью полупроводников — электронного (—) и дырочного (+). Они последовательно соединяются металлическими пластинами, образующими спаи. При прохождении постоянного электрического тока один из спаев охлаждается и имеет температуру Гх, а другой — нагревается и имеет температуру Тг. При этом к первому спаю подводится из окружающей среды теплота Q0, а от второго отводится теплота РИС. 6. Принципиальная схема термоэлемента: / — холодный спай; 2 — горячий спай; 3 — источник постоянного тока; 4 — полупроводники Количество подводимой теплоты (теплота Пельтье) можно представить как Qo=eTJ, где е — коэффициент, зависящий от свойств полупроводниковых материалов; / — сила тока. При изготовлении термоэлектрических охлаждающих устройств используют соединения висмута, сурьмы, селена и другие достаточно дорогие полупроводниковые материалы. Применяя современные термоэлементы, можно получить разность температур Тг—7,х=20... 60 °С. Однако по энергетической эффективности термоэлектрические охлаждающие устройства существенно уступают парокомпрессион- ным холодильным машинам, из-за чего они не нашли широкого промышленного применения. Вместе с тем благодаря высокой надежности, конструктивной простоте, компактности, бесшумности, долго-
28 §5 41 1 вечности термоэлектрические охлаждающие устройства используют там, где предпочтение отдают указанным качествам,— в установках специального назначения, охлаждаемых барах-холодильниках, транспортных холодильниках небольшой емкости, водоохладителях, кондиционерах специального назначения. Вихревая труба Помимо рассмотренных холодильных машин, распространение нашли вихревые трубы (охладители), к которым энергия, необходимая для их работы, подводится с воздухом, имеющим обычно температуру окружающей среды. Принципиальная схема вихревой трубы показана на рис. 7. Тепло проходят через диафрагму и выходят с другого конца трубы с более низкой, чем начальная, температурой. Температура холодного потока зависит от давления воздуха на входе в сопло и от отношения массы холодного потока к общей массе воздуха, поступающего в трубу. При начальном давлении 0,3... 0,5 МПа можно получить на холодном конце трубы температуру воздуха на 50 °С ниже начальной. Вихревая труба по энергетической эффективности уступает паро- компрессионной холодильной машине, воздух обладает большой осушающей способностью. Поэтому вихревая труба может представлять интерес благодаря простоте РИС. 7. Принципиальная схема вихревой трубы: / — корпус; 2 — сопло; 3 — диафрагма; 4 — вентиль Предварительно сжатый воздух поступает в трубу через сопло, направленное по касательной линии к внутренней поверхности. Поток воздуха закручивается в трубе. Молекулы воздуха, двигающиеся по поверхности трубы с большой скоростью, направляются к вентилю, а молекулы в центральной части потока с малой скоростью конструкции лишь для Лабораторных и специальных установок. Список литературы 1. Теоретические основы тепло- и хладотехники: Под ред. Э. И. Гуйго. Л.: Изд-во ЛГУ, 1974. 2. Холодильные машины: Под общей ред. И. А. Сакуна. Л.: Машиностроение, 1985. Материал подготовил канд. техн. наук, доц. В. М. ШАВРА ВЗИПП Уважаемые читатели! Редакция принимает заказы от государственных организаций, кооперативных, малых и совместных предприятий, а также от частных лиц на публикацию рекламных объявлений в журнале «Холодильная техника». СТОИМОСТЬ РЕКЛАМЫ (в руб.): на 1 полосу обложки 2000, в тексте 1500, на 1/2 полосы соответственно 1000 и 750. Обращаться по адресу: 125422, Москва, ул. Костякова, 12, редакция журнала «Холодильная техника». A1) 1537982 E1M F 25 В 13/00//F 25 В 29/00 B1) 4310271/23-06 B2) 30.06.87 G1) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. М. М. Федорова G2) Ю. П. Апальков, А. В. Авраимов, Е. П. Волков, В. И. Мялковский E3) 621.57 E4) E7) ТЕПЛОВОЙ НАСОС, со держащий компрессор, реверсивный клапан, конденсатор, испаритель, регулирующий вентиль, испаритель-конденсатор, причем испаритель и конденсатор соединены с испарителем-конденсатором своими линиями связи, каждая из которых состоит из последовательно расположенных отдельного и общего участков, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности при работе на неазеотропной смеси хладагентов, цилиндр компрессора имеет устройство дозаправки, на каждом отдельном участке линий связи конденсатора и испарителя с испарителем-конденсатором установлен обратный клапан, на общем участке этой линии — регулирующий вентиль, а испаритель-конденсатор подключен к устройству дозаправки через регулятор момента впрыска. A1) 1530161 E1L А 23 С 3/04, F 25 D 3/00 B1) 4370120/30-13 B2) 28.01.88 G1) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологиче- ский институт холодильной промышленности и Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения G2) В. Н. Корниенко, В. В. Клименко, Н. Н. Машкова, Л. К. Казенное E3) 621.565 E4) E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ, вклю чающее теплообменник, аккумулятор холода, холодильную машину со змееви- ковым испарителем, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат, аккумулятор снабжен перемешивающим приспособлением, обечайкой,коак- сиально установленной в аккумуляторе с образованием кольцевого зазора между их стенками и торцевых зазоров между крышкой и днищем аккумулятора, а также перфорированной перегородкой, прикрепленной к стенке корпуса аккумулятора и к одному из торцов обечайки, при этом испаритель холодильной машины размещен внутри обечайки, а теплообменник состоит из двух секций, выполненных в виде змеевика, одна из которых расположена в кольцевом зазоре, а другая внутри испарителя холодильной машины, при этом перфорированная перегородка и перемешивающее приспособление размещены в зоне соединения секций теплообменника.
УДК 621.912 Автомат для снятия фасок с торцов стержней электрических контактов Б. Б. КРУП И Н Смоленский завод холодильников Предприятия, выпускающие герметичные холодильные компрессоры, изготовляют стержни проходных электрических контактов из проволоки или пруткового проката методами рубки или резки, после чего, как правило, необходимо обрабатывать торцы и снимать фаски под требуемыми углами. На Смоленском заводе холодильников разработан универсальный автомат оригинальной конструкции для снятия фасок, отличающийся сравнительной простотой, малыми габаритами, высокой точностью и легкостью переналадки при переходе на обработку деталей других типоразмеров (а. с. 1593918) ных кругов) и вертикальной (для торцевания деталей) плоскостях. Редуктор 4 приводит в движение одну пару шнеков B3 и 24), а редуктор 15 — вторую A4 и 17), которые вращаются в противоположном направлении. Для синхронизации их вращения служат зубчатые ремни 5 и 16. Шнеки 23 и 24 имеют левую нарезку канавок, а шнеки 14 и 17' — правую. Благодаря этому при перемещении обрабатываемой заготовки от лотка по канавкам сначала первой пары шнеков, а затем второй поочередно снимаются фаски с обоих ее концов. Заготовка, захваченная канавками шнеков, вращаясь вокруг своей оси, перемещается относительно покрытого резиной прижима. Для улучшения сцепления заготовок с прижимом он оснащен эластичной магнитной вставкой типа В-55 (ТУ 38105588—85), что способствует равномерному снятию припуска и повышению точности обработки. Автомат работает следующим образом. После пуска автомата заготовки засыпаются в подающую чашу, откуда поступают в прием- Техническая характеристика автомата Производительность, тыс. шт/ч Размеры обрабатываемой заготовки, мм длина диаметр Установленная мощность, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг 3...4 30...40 2,5...4 1,8 1000Х600Х Х950 230 А-А Автомат (см. рисунок) состоит из станины с укрепленным на ней вибробункером, включающим вибропривод и подающую чашу, электропривода с редукторами 4 и 15, приемного лотка, расположенного на выходе из подающей чаши, шлифовальных кругов 8 и 20, установленных с противоположных сторон станины, и электродвигателей 6 и 18, смонтированных на суппортах 7 и 19. Суппорты могут перемещаться в горизонтальной (для компенсации изнашивания шлифоваль- ?J5Jповернуто) 14 12 Схема автомата для снятия фасок: / — подающая чаша; 2 — вибропривод; 3 — приемный лоток; 4, 15 — редукторы электропривода; 5, 16 — зубчатые ремни; 6, 18 — электродвигатели; 7, 19 — суппор- 22 23 25 ты; 8, 20 — шлифовальные круги; 9 — заготовка; 10 — приемное окно; // — тара; 12 — лоток; 13 — станина; 14, 17, 23, 24 — шнеки; 21 — пульт управления; 22 — прижим; 25 — магнитная вставка 29 $ I 3 X
30 8 * А ный лоток. Скатываясь по его наклонной плоскости, они захватываются канавками шнеков 23 и 24, синхронно вращающихся по часовой стрелке со скоростью <ов (см. разрез А—А). Далее заготовка захватывается прижимом и под воздействием сил трения Frp и магнитного взаимодействия FMar совершает вращательное (со скоростью <од) и поступательное движение, соприкасаясь одним торцом с прижимом, который с усилием N постоянно поджимает заготовку. В это время второй торец обкатывается по периферии шлифовального круга 6\ ширина которого должна быть не менее длины окружности заготовки. Частота вращения заготовки прямо пропорциональна пути, который она проходит, соприкасаясь с магнитной вставкой прижима, и обратно пропорциональна диаметру заготовки. Для снятия фаски заготовка должна повернуться не менее чем на один оборот. После снятия одной фаски в центральной зоне автомата заготовка попадает на шнеки 14 и У7, которые вращаются против часовой стрелки. В результате встречного вращения заготовка упирается в противоположную плоскость прижима обработанным торцом, а с противоположного торца, проходящего под шлифовальным кругом, фаска снимается. В процессе снятия фаски со стороны шлифовального круга на заготовку действуют силы FT и FR (см. разрез Б—Б). Результирующая сила F стремится повернуть заготовку, чему противодействуют пара шнеков и прижим с магнитной вставкой. Перемычки между канавками шнека довольно малы, вследствие чего заготовки проходят через зону обработки на небольшом расстоянии друг от друга, что обеспечивает высокую производительность автомата. Поворачиваясь, шнеки захватывают очередную заготовку с наклонной плоскости лотка, а остальные заготовки передвигаются на расстояние, равное их диаметру, освобождая место для следующей заготовки, поступающей из подающей чаши. После окончания обработки деталь проходит поверхность прижима и под действием собственной массы поступает в приемное окно, а затем по лотку — в тару для готовых изделий. Минимальная перенастройка суппортов автомата обеспечивает снятие фасок с заготовки под любым заданным углом. Внедрение автомата на Смоленском заводе холодильников позволило высвободить одного человека. УДК 621.565.93.001.76 Оросители градирен из пластмассовых труб В последние годы в нашей стране и за рубежом проводят исследования по изысканию новых коррозие- стойких полимерных материалов для изготовления основных элементов градирен — оросителей и водо- уловителей, которые обычно выполняют из древесины. Предложено заменить деревянные оросители вентиляторных градирен на полимерные (полиэтилен высокой плотности ПЭВП) из гофрированных труб диаметром 63 мм (ТУ 6—05—224—83). Такие оросители установлены в секционных вентиляторных градирнях: ТП 901-6-51 — 4-секционная градирня с площадью орошения 64 м2; ТП 901-6-48 — 2-секционная градирня с площадью орошения 144 м2; ТП 901-6-48 — 3-секционная градирня с площадью орошения 144 м2; * градирня с вентилятором фирмы «НЕМА» с площадью орошения 400 м2. Ороситель — блок квадратного сечения высотой 1,0 м. Блок изготовляют на специальной формовочной установке путем сваривания торцев труб — при резке торцы труб оплавляются. Готовые блоки устанавливают по высоте в 2—  яруса на подготовленной металлической площадке. Простота изготовления блоков и их установки позволяют сократить сроки производства и монтажа, а малая их масса A1,5 кг) — - обходиться без вспомогательных подъемных механизмов. Блоки можно изготовлять на специально оборудованных участках или базах и доставлять к месту монтажа автотранспортом. Применение оросителей из полимерных блоков дает возможность: сократить расход древесины до 105 м3 на одну градирню с вентилятором фирмы «НЕМА» и в среднем до 60...80 м3 на одну секционную градирню; продлить межкапитальный ремонт градирен до 25 лет (вместо 8 лет для градирен с деревянными оросителями). Годовой экономический эффект 5 тыс. р. в расчете на одну градирню площадью 400 м2. Виды и условия оказания технической помощи при внедрении — по прямым договорным связям. Состав документации, необходимой для внедрения, — 621.1 Н 0—693. По вопросу получения комплектной документации обращаться по адресу: 400078, г. Волгоград, пр. Ленина, 100. Трест «Оргтех- строй» (информ. листок № 88—55 Волгоградского ЦНТИ). ¦A1) 1537969 E1M F 24 F 3/14 B1) 4133126/23-06 B2) 14.10.86 G1) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности G2) Ю. В. Мальгин, Ю. Н. Цветков, А. И. Ваньшин E3) 621.56 E4) E7) СПОСОБ ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛООБ- МЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ путем ее обдува потоком газа, в который предварительно распыляют жидкость в виде капель, и испарения последних с получением холодильного эффекта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения путем уменьшения температуры потока, жидкость распыляют под воздействием ультразвукового поля, а обдув тепло- обменной поверхности потоком газа ведут со скоростью, при которой время прохождения каплями жидкости над теплообменной поверхностью не,- превышает половины времени их полного испарения. A1) 1532781 E1L F 26 В 5/06 А 23 С 1/08 B1) 4400417/31-13 B2) 31.03.88 G1) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологи- ческий институт холодильной промышленности G2) Э. И. Каухчешвили, Г. В. Семенов, Н. Э. Каухчешвили, Э. Е. Клюева, Н. А. Бабицкая, А. Л. Калмыков, В. И. Ивашов E3) 664.8.047 E4) E7) СПОСОБ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ ПЛАСТИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ, преимущественно пищевых, включающий дозирование их в емкости, замораживание и введе-* ние в продукт сублимируемого вещества, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, в качестве сублимируемого вещества используют твердую углекислоту, имеющую форму, подобную форме емкости, причем углекислоту вводят перед замораживанием.
УДК 621.565.59.78:62-78 Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок* Раздел 4 Категория помещений по взрыво- пожарной и пожарной опасности. Классы взрывоопасных зон. Специальные требования 4.1. В соответствии со СНиП 2.11.02—87 и ОНТП 24—86 по взрывопожарной и пожарной опасности для машинных (аппаратных) и конденсаторных отделений устанавливается категория А; для холодильных камер с температурой более 10 °С — категория В; для камер с температурой 10 °С и менее, а также помещений аммиачных распределительных устройств производственных цехов с технологическим оборудованием, содержащим аммиак,— категория Д. 4.2. При некруглосуточном обслуживании автоматизированных холодильных установок в помещениях машинных (аппарат* ных) и конденсаторных отделений** обязательна установка сигнализаторов аварийной концентрации паров аммиака в воздухе помещений и индикаторов утечки***. При концентрации аммиака более 500 мг/м3 @,07%) индикаторы утечки должны давать предупредительный сигнал в помещение постоянного дежурства пер- * Продолжение. Начало см. в № 1 за 1991 г. ** Класс взрывоопасной зоны В-16 помещений машинных (аппаратных) и конденсаторных отделений сохраняется и в случае некруглосуточного обслуживания. *** При отсутствии индикаторов утечки необходимо обеспечить постоянную работу вытяжной вентиляции и наличие двух независимых сигнализаторов аварийной концентрации. сонала и включать вытяжную вентиляцию. При концентрации 1500 мг/м3 @,21 %) сигнализаторы аварийной концентрации должны выключать электропитание всей холодильной установки и одновременно включать аварийную и вытяжную вентиляцию, евето-звуковую сигнализацию и сирену типа ПВ-СС (или другого аналогичного типа), а также табло над входом в машинное (аппаратное) отделение, предупреждающее о загазованности помещения. Число индикаторов (или датчиков) утечки следует определять из расчета один датчик не более чем на 20—25 м2 площади помещения (для многоточечных приборов) или один одноточечный прибор на 75—100 м2. В каждом помещении должно быть установлено не менее двух независимо действующих сигнализаторов аварийной концент- ра\ши. Установка индикаторов утечки и сигнализаторов аварийной концентрации паров аммиака необязательна при круглосуточном обслуживании холодильной установки. 4.3. Допустимые уровни взры- возащиты или степень защиты оболочки электротехнических изделий, устанавливаемых в помещениях машинных (аппаратных) и конденсаторных отделений аммиачных холодильных установок, должны приниматься по табл. 4.1, составленной в соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок» — ПУЭ (приложение 6). 4.4. Ограждающие конструкции здания машинного (аппаратного) и конденсаторного отделений должны иметь легкосбрасываемые элементы общей площадью не менее 0,05 м2 на 1 м3 объема здания. При этом оконные переплеты должны быть застеклены обычным оконным стеклом. 4.5. Электрораспределительные устройства и трансформаторные подстанции не допускается размещать непосредственно в машинных (аппаратных) и конденсаторных отделениях. Их устройство, размещение и ограждающие конструкции должны соответствовать ПУЭ (приложение 6). 4.6. При наличии в системах автоматизации центральных командных пунктов с применением устройств сигнализации, управления и регулирования эти устройства должны быть размещены в обособленном помещении, смежном с машинным (аппаратным) отделением и оборудованном в соответствии с ПУЭ. В разделяющей оба помещения стене допускается устройство окна в соответствии со СНиП 2.01.02—85 «Противопожарные нормы». Яри этом в помещении командного пункта должен поддерживаться подпор воздуха, создаваемый не связанной с машинным (аппаратным) отделением системой приточной вентиляции. 4.7. Исполнение аварийного и вытяжного вентиляторов машинного (аппаратного) и конденсаторного отделений должно быть искробезопасное, а их электродвигателей — взрывозащищенное (с любым уровнем взрывозащи- ты)*, приточных вентиляторов— обычное, а их электродвигателей — закрытое при размещении в венткамерах и установке на воздуховодах в них обратных клапанов. При отсутствии последних приточные венткамеры относятся к классу В-16. В соответствии с п. 4.99 СНиП 2.04.05—86 оборудование, предназначенное для вентиляции помещений с производством категории А — машинное (аппаратное) и конденсаторное отделения аммиачных холодильных установок,— должно располагаться вне обслуживаемых помещений. Поэтому расположение венткамер в помещении машинного (аппаратного) и конденсаторного отделений недопустимо. 4.8. Машинные (аппаратные) и конденсаторные отделения, а также существующие подземные проходные туннели с аммиачными трубопроводами и распределительной арматурой должны иметь ава- 31 ©> оъ О X * Допускается применение электродвигателей не во взрывозащи- щенном исполнении, если при работе вентиляции исключено попадание в них воздушно-аммиачной смеси.
рийное освещение от независимого источника (в соответствии с ПУЭ), которое должно автоматически включаться при отключении рабочего освещения. В объектах второй категории электроснабжения, имеющих два ввода электропитания, светильники рабочего освещения следует питать от одного трансформатора, а светильники аварийного освещения — от другого трансформатора. Для объектов, имеющих третью категорию электроснабжения и соответственно один ввод электропитания, в качестве независимого ~* I источника электроэнергии могут 32! служить аккумуляторные батареи. «ч Для местного освещения при осмот- 5 ре, ремонте, чистке и т. п. внутри 25 аппарата, сосуда, компрессора ^ и пр. должны применяться светиль- ?, ники напряжением не более 12 В, с ^ уровнем взрывозащиты не ниже по- g вышенной надежности против к взрыва. * 4.9. Холодильные камеры с тем- 5 пературой О °С и менее должны «' быть оборудованы системой сигна- | лизации «Человек в камере». * Устройства для подачи из ка- 5 меры свето-звукового сигнала о должны быть размещены около J дверей камеры на высоте не более * 50 см от пола, обозначены светящимися указателями с надписью о недопустимости загромождения их грузом и защищены от повреждений. Сигнал «Человек в камере» должен поступать в помещение с постоянным дежурством персонала. 4.10. Холодильники и машинные (аппаратные) отделения, а также наружные конденсаторно-ре- сиверные установки должны иметь устройства молниезащиты II категории в соответствии с РД 34.21.122—87 («Инструкция по молниезащите»). 4.11. Для экстренного отключения электропитания всего оборудования холодильной установки и рабочего освещения должны быть смонтированы снаружи на стене машинного (аппаратного) отделения кнопки аварийного отключения — по одной у рабочего входа и у двери каждого запасного выхода. Одновременно с отключением электропитания оборудования эти кнопки должны включать в работу аварийную и вытяжную вентиляцию, сирену (см. п. 4.2) и аварийное освещение. 4.12. При строительно-монтажных работах и в процессе эксплуатации аммиачных холодильных установок должны соблюдаться «Типовые правила пожарной безопасности для промышленных предприятий», «Правила пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ», а также требования «Типовой инструкции по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывопожаро- опасных объектах» (приложение 7) и ГОСТ 12.1.004—85 «Пожарная безопасность. Общие требования». Размещение и хранение в машинном (аппаратном) и конденсаторном отделениях посторонних предметов, не связанных с эксплуатацией, не допускаются. Машинное (аппаратное) и конденсаторное отделения холодильной установки должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения в соответствии с приложением 8. Использование противопожарного оборудования и инвентаря для хозяйственных, производствен- ТАБЛИЦА 4.1 Требования к электрооборудованию для холодильных установок* Допустимый уровень Класс I взрывозащиты или взрыво- степень защиты опасной I в зависимости зоны от класса I взрывоопасной зоны Электрические машины (стационарные и передвижные) В-16 Без средств взрывозащиты. Оболочка со степенью защиты не менее IP44. Искрящие части машины (например, контактные кольца) должны быть заключены в оболочку также со степенью защиты не менее IP44 В-1г Повышенной надежности против взрывов Электрические, аппараты и приборы Стационарные В-16 Без средств взрывозащиты. Оболочка со степенью защиты не менее IP44** В-1г Повышенной надежности против взрыва — для аппаратов и приборов, искрящих или подверженных на- * греву более 80 °С Передвижные или являющиеся чащъю передвижных и ручные ^-» переносные В-16, Повышенной надежности В-1г против взрыва Электрические «светильники Стационарные В-16 Без средств взрывозащиты. Степень защиты IP53** В-1г Повышенной надежности против взрыва i Переносные I В-16, Повышенной надежности В-1г против взрыва * Для наружных холодильных установок — см. п. 7.3.64 ПУЭ (приложение 6). ** Допускается изменение степени защиты оболочки от проникновения воды (вторая цифра обозначения) в зависимости от условий окружающей среды. ных и других нужд, не связанных с пожаротушением, запрещено. Все средства пожаротушения, противопожарное оборудование и инвентарь необходимо содержать в исправном состоянии и располагать на видных местах со свободным доступом. Директор предприятия назначает приказом лицо, ответственное за исправное состояние средств пожаротушения. Осмотр и проверку противопожарного оборудования проводит специальная комиссия, назначаемая директором предприятия. Раздел 5 Контрольно-измерительные приборы и предохранительные устройства 5.1. В аммиачных холодильных установках должны быть смонтированы обратные клапаны на нагнетательных трубопроводах каждого компрессора (включая ступени промежуточного сжатия) вблизи от него, а также на общей для групп компрессоров нагнетательной магистрали в непосредственной близости от конденсаторов. На общей для групп компрессоров нагнетательной магистрали при установке маслоотделителя барботажного типа обратный клапан должен быть расположен до него (по ходу движения паров аммиака). 5.2. В визуальных указателях уровня жидкости в кожухотруб- ных аппаратах, сосудах, ресиверах необходимо применять только плоские смотровые стекла. Такие указатели уровня должны иметь приспособления для их автоматического отключения (типа «12 с 13 бк» или аналогичных) в случае поломки стекол. 5.3. Аммиачные манометры и мановакуумметры (ГОСТ 2405— 80) нужно использовать класса точности не ниже 2,5 (ГОСТ 8625— 77) и устанавливать так, чтобы была исключена их вибрация, а их показания были отчетливо видны; циферблат должен быть расположен в вертикальной плоскости или с наклоном вперед до 30°. Диаметр манометров и мано- вакуумметров, устанавливаемых на высоте до 2 м от уровня площадки наблюдения за ними, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 м — не менее 160 мм. Установка манометров выше 3 м от площадки наблюдения не допускается. Манометр необходимо выбирать с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы. На шкале манометра на делении, соответствующем разрешенному рабочему давлению, владельцем установки должна быть нане-
сена красная черта. Вместо нее можно прикрепить, обеспечив плотное прилегание к стеклу, металлическую пластину, окрашенную в красный цвет. Для аммиачных систем разрешается применять только те манометры (мановакуумметры), на которых имеется надпись «аммиак». 5.4. На каждой всасывающей магистрали испарительной системы холодильной установки с неагре- гатированными машинами до отделителя жидкости (по ходу паров) должен быть установлен мано- вакуумметр, а на каждом нагнетательном трубопроводе компрессора — манометр, подводящая трубка к которому присоединяется за обратным клапаном (по ходу паров аммиака). При наличии нескольких ступеней статия должны быть смонтированы манометры для определения промежуточных давлений. У каждого компрессора должны быть установлены мановакуумметры и манометры для наблюдения за рабочими давлениями всасывания, нагнетания, в системе смазки и в картере. Манометры или мановакуумметры должны быть соответственно на всех аппаратах, сосудах, аммиачных насосах, технологическом оборудовании с непосредственным охлаждением, а также на коллекторах (жидкостных, всасывающих, оттаивательных) распределительных аммиачных станций, соединенных трубопроводами с оборудованием холодильных камер. 5.5. Все установленные манометры должны быть запломбированы или иметь клеймо поверки. Поверку манометров необходимо проводить через каждые 12 месяцев, а также каждый раз после ремонта в соответствии с указанием Госстандарта СССР. Не реже одного раза в 6 месяцев необходимо дополнительно поверять рабочие манометры контрольным с записью результатов этих поверок в журнал контрольных проверок. При отсутствии контрольного манометра допускается дополнительную поверку выполнять поверенным рабочим манометром, имеющим с поверяемым манометром одинаковые шкалу и класс точности. 5.6. Не допускается применять манометр, если на нем отсутствует пломба или клеймо: просрочен срок поверки; стрелка манометра при его выключении не возвращается на нулевую отметку шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора; разбито стекло или имеются другие повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний. 5.7. На нагнетательном и всасывающем трубопроводах каждого компрессора должны быть установлены гильзы для термометров (на расстоянии от 200 до 300 мм от запорных вентилей) с кожухами для защиты термометров от механических повреждений. 5.8. Кожухотрубные (и элементные) аппараты, сосуды (ресиверы, промежуточные сосуды и др.) и технологическое оборудование с непосредственным охлаждением (скороморозильные аппараты, льдогенераторы и фризеры) должны иметь пружинные предохранительные клапаны (типа Е 29139). Устанавливать запорные органы между аппаратом (сосудом) и предохранительным клапаном запрещается. Для обеспечения непрерывной работы оборудования (при поверке клапанов) и уменьшения потерь аммиака необходимо установить переключающий вентиль с двумя предохранительными клапанами, который при любом положении шпинделя вентиля обеспечивает соединение с аппаратом (сосудом) обоих или одного из предохранительных клапанов (типа Е 29139). Каждый из этих клапанов должен быть рассчитан на полную пропускную способность. Запрещается присоединение нескольких аппаратов (сосудов) к одному общему предохранительному клапану, а также установка* заглушек и предохранительных пластинок вместо предохранительных клапанов. 5.9. Размер и конструкция предохранительных клапанов в компрессорах должны соответствовать требованиям технических условий заводов-изготовителей, а на аппаратах (сосудах) — требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». 5.10. Предохранительные клапаны аппаратов • (сосудов) на нагнетательной*-~й всасывающей сторонах должны быть отрегулированы на начало открывания при давлении, указанном в паспортной документации завода-изготовителя. При наличии в холодильной установке аппаратов (сосудов) с различными разрешенными давлениями их предохранительные клапаны должны быть отрегулированы на начало открытия: на стороне всасывания — при давлении 1,2 МПа A2 кгс/см ); на стороне нагнетания — при давлении 1,8 МПа A8 кгс/см2).* Предохранительный пружинный клапан компрессора, соединяющий при своем открывании полости нагнетания и всасывания (или ступени сжатия), должен быть отрегулирован на открывание при разности давлений в соответствии с инструкцией завода-изготовителя. 5.11. В компрессорах, имеющих вместо пружинных предохранительных клапанов чугунные предохранительные пластинки, последние должны разрываться при разности давлений не более 1,6 МПа A6 кгс/см2). Предохранительные пластинки должны иметь на нерабочей части клеймо завода-изготовителя (или мастерской) с указанием разности давлений разрыва. Применение пластинок без клейма или самодельных, а также установка двух или более пластинок вместо одной запрещается. Толщина нерабочей 33 части предохранительной пластинки должна быть 2 мм. g* 5.12. В системах непосредствен- j> ного охлаждения с автоматическим закрыванием жидкостных и ^ всасывающих вентилей батарей *s и воздухоохладителей необходимо * устанавливать предохранительные § клапаны на всасывающих трубо- § проводах с выпуском паров во 5 всасывающие магистрали за запор- *" ные вентили (по ходу аммиака) | или в трубопровод аварийного л выброса аммиака. Эти клапаны § должны быть отрегулированы на 1 начало открывания при избыточ- § ном давлении 1,2 МПа A2 кгс/см2). * 5.1& В системах с оттаиванием охлаждающих устройств горячими парами аммиака на трубопроводе отбора горячих паров после запорного вентиля (по ходу паров аммиака от места отбора к охлаждающим устройствам) необходимо устанавливать предохранительный клапан, который должен быть отрегулирован на начало открывания при избыточном давлении 1,2 МПа A2 кгс/см2). 5.14. Выпуск паров аммиака в атмосферу через предохранительные клапаны должен быть выполнен с помощью трубы, выводимой на 1 м выше конька крыши наиболее высокого здания в радиусе 50 м, но на высоте не менее 6 м от уровня территории и не менее 3 м от площадок обслуживания, находящихся в радиусе 15 м. Не допускается направлять вниз устье трубы для выппуска хладагента, при этом труба должна быть защищена от скопления атмосферных осадков. Диаметр трубы, отводящей пары аммиака, должен быть не меньше диаметра предохранительного клапана. Сопротивление отводящей трубы должно быть минимальным и не превышать 5 % от давления начала открывания клапана. Допускается присоединение предохранительных клапанов к общей отводящей трубе, поперечное сечение которой должно быть не менее 50 % суммы сечений
отдельных отводящих труб в случае, если число отводящих труб более четырех, и не меньше суммы сечений отводящих труб, если число отводящих труб равно четырем или менее. 5.15. Крышки безопасности в цилиндрах компрессоров должны быть прижаты штатными буферными пружинами. Не допускается устанавливать буферные пружины от других компрессоров или незаводского изготовления. . 5.16. Предохранительные кла- A1) 1543205 E1M F 25 В 49/00 B1) 4313584/40-13 B2) 06.10.87 G1) Киевское научно-производственное объединение «Электробытприбор» и Саратовское электроагрегатное производственное объединение G2) Л. М. Ды- марский, А. А. Пустовойтов, В. А. Молчанов E3) 663.1 E4) E7) СИСТЕМА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ХОЛОДИЛЬНИКОВ, содер жащая конвейер с установленными на нем холодильниками, датчики температуры, размещенные в камерах холодильников, измерители температуры, числа включений и потребляемой энергии, включенные в цепи питания холодильников, управляющий вычислительный комплекс с подключенным к нему устройством отбраковки и устройством отображения, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени испытаний и повышения их достоверности, она снабжена шинами измерения, управления и определения типа изделия, блоками подключения, число которых соответствует числу испытываемых холодильников, подсоединенных к датчикам температуры, блоком управления и последовательно соединенными устройствами ввода алфавитно-цифровой информации и системным контроллером, первый информационный вход которого связан с выходом измерителя потребляемой энергии, второй информационный вход — с выходом измерителя температуры, а управляющий выхрд подключен к первому входу блока управления, первый и второй информационные выходы последнего подключены соответственно к входам измерителей потребляемой энергии и температуры, а его первый управляющий выход через шину управления связан с первым входом управления блока подключения, первый информационный выход которого через шину измерения связан с первым информационным входом блока управления, второй информационный выход блока подключения связан через шину измерения с вторым информационным входом блока управления, третий информационный выход блока подключения через шину определения типа модели связан с третьим информационным входом блока управления, а второй управляющий выход блока управления связан через шину управления состоянием объекта с вторым управляющим входом блока подключе- паны компрессоров должны проверяться не реже одного раза в год, a npeAoxpaiiHTeffbHbie-jwianaHH на аппаратах (сосудах) —не реже одного раза в 6 месяцев. Колпак и ограждающее устройство предохранительного клапана необходимо пломбировать с составлением об этом акта. Для каждой холодильной установки необходимо иметь не менее одного запасного пружинного предохранительного клапана (каждого установленного диаметра прохода), законсервированного для длительного хранения, а для каждого компрессора с пластинчатыми предохранительными клапанами — по шесть запасных чугунных калиброванных (клейменных) пластинок. Предохранительный клапан и пломбу с него обслуживающий персонал снимает по указанию лица, ответственного за исправное состояние и безопасное действие аппаратов (сосудов), и в его присутствии. ния, а четвертый информационный выход последнего связан с первым управляющим входом системного контроллера, выход которого подключен к управляющему вычислительному ком- , плексу. A1) 1536180 E1M F 25 D 13/00, 29/00 B1) 4409670/30-13 B2) 26.01.88 G1) Киевское научно-производственное объединение «Электробытприбор» G2) И. П. Науменко, Ю. Е. Нико- лаенко, В. Н. Тихонова E3) 621.565 E4) E7) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОХОДИМОСТИ ДВУХТЕМПЕРАТУРНОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ШКАФА, предусматривающий переворачивание его низкотемпературной камерой вниз, размещение в ней нагревателя для создания теплового потока, установку холодильного шкафа с закрытыми дверями обеих # его камер в испытательной камере со стабилизированной температурой воздуха в ней с обеспечением*зазора между холодильным шкафом и полом испытательной камеры, включение нагревателя и нагрев воздуха за счет теплового потока от него в обеих камерах холодильного шкафа, измерение температур воздуха в камерах и подводимого нагревателем теплового потока, обеспечение понижения температуры воздуха в обеих камерах при постоянном хепловом потоке от нагревателя в низкотемпературную камеру, повторное измерение температур воздуха в камерах и теплового потока нагревателя и расчет теплопроходимо- сти с использованием значений измеренных величин на участках теплоизоляционного ограркдения низкотемпературной, высд**еггемпературной камер и перегородки между ними, отличающийся те^1, что, с целью упрощения способа и снижения энергозатрат, понижение температуры воздуха в обеих камерах холодильного шкафа обеспечивают открыванием двери высокотемпературной камеры с доведением температуры воздуха в последней до значения, равного температуре в испытательной камере, а расчет теплопро- ходимости производят по следующим формулам Q (АЛ-А/з) ¦ 1_ 'а/1 (а/,-а/3) ; _ Q(Afi-/f)Af3 _ kFsAh Atf (A/1— Д*3)Д*2 А*2 ' ¦, , Q(Ah-At\) A/HA/i-A/з) ' где kF\, kF2, kjFz — теплопроходимость теплоизоляционного ограждения низкотемпературной камеры, высокотемпературной камеры и перегородок между ними (включая дверь низкотемпературного отделения в однокамерных холодильниках) соот- . ветственно, Вт/°С; Q — тепловой поток (мощность) нагревателя, Вт; A/i, A*2, А*з —разность темпера- • тур воздуха в низкотемпературной и испытательной камерах, в высокотемпературной и испытательной камерах, в низкотемпературной камере и высокотемпературной камере соответственно, измеренных до понижения температур, °С; А/1 — разность температур воздуха в низкотемпературной и испытательной камерах, измеренных после понижения температур, °С. A1) 1545047 E1M F 25 D 23/08 B1) 4400903/31-13 B2) 30.03.88 G1) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности G2) А. Г. Федотов, В. Н. Филаткин, Е. А. Федотов, Е. Б. Петрунина E3) 621.565 E4) E7) 1. ДВЕРЦА ХОЛОДИЛЬНОГО ШКАФА, содержащая теплоизолированный корпус с пазами, эластичную оболочку, состоящую из двух камер, одна из которых выполнена толстостенной, размещена в пазу корпуса и снабжена ниппелем для подачи воздуха, а другая выполнена тонкостенной, покрыта снаружи гидрофобным материалом, содержит уплотняющий магнит, обращенный к корпусу шкафа, и имеет внешний участок, обращенный к корпусу шкафа, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности при эксплуатации, оболочка выполнена разъемной, причем тонкостенная камера содержит участки, размещенные между стенками толстостенной камеры и пазом в корпусе, а в наружной боковой стенке этой камеры выполнены отверстия. 2. Дверца по п. 1, отличающаяся тем, что один из участков тонкостенной камеры, расположенный между стенками толстостенной камеры и пазом, выполнен короче другого.
«ТЕХНИКА КЛИМАТИЗАЦИИ-90» УДК 621.757.002.5/.72.004.67 Техника для монтажа, обслуживания и ремонта холодильного оборудования На международной выставке «Техника климатизации — 90», проходившей в 1990 г. в Москве, была широко представлена техника для монтажа, обслуживания и ремонта холодильного оборудования*, в том числе электронные приборы, инструменты и приспособления, присоединительные элементы. Среди электронных приборов внимание специалистов привлек измерительный тестер АС-610 (ампервольтомметр) фирмы «Конт- рол Пауэр Системе» (США), позволяющий бесконтактным спосо- РИС. 1. Электронный измерительный тестер АС-610 бом при помощи двух щупов измерять в широких диапазонах силу тока — до 6000 А, напряжение— до 1000 В, сопротивление — до 20 кОм и частоту — до 2 кГц (рис. 1). Индикация показателей цифровая. Прибор имеет звуковую сигнализацию о достижении предельного значения измеряемого параметра. Конструк- * Обзор части экспонатов, представленных на международной выставке «Техника климатизации-90», см. журнал «Холодильная техника», 1990, № 7. ция тестера обеспечивает удобство его использования в условиях ограниченного рабочего пространства и безопасность эксплуатации. Другой прибор этой фирмы, широко применяемый при обслуживании холодильных установок,— бесконтактный индикатор напряжения VS-300 со световой и звуковой сигнализацией (рис. 2), позволяющий определить наличие напряжения на токоведущих частях оборудования при двух значениях переменного тока: 25... 1500 В и 1500...120 000 В. Прибор может быть также использован для проверки состояния транзисторов, конденсаторов и «прозвонки» электроцепей с помощью электрошнуров с зажимами, входящих в комплект. Индикатор прост в эксплуатации, надежен. Масса его не более 145 г. Интересен также электронный термометр Т-200 (рис. 3) этой фирмы, предназначенный для замеров температуры газовой и жидкой сред в пределах от —50 до 150 °С с использованием трех термопар длиной до 4,5 м. С помощью переключателя отдельно снимаются показания температуры среды с каждой из термопар, а также устанавливается разность между показаниями температур любых двух термопар. Индикация температуры — цифровая. Прибор РИС. 2. Примеры применения индикатора напряжения VS-300 РИС. 3. Электронный термометр Т-200 удобен в эксплуатации, компактен. Масса его не превышает 0,9 кг. Нуско-защитная аппаратура экспонировалась на выставке фирмами США «Сапко» и «Ватско». Фирма «Сапко» производит миниатюрные пусковые реле типа RO, РО, ICG, предназначенные для компрессоров холодильных установок. Использование в конструкциях реле твердотельных полупроводниковых элементов в качестве коммутирующих узлов обеспечивает быстродействие, малое потребление энергии, надежность. Электронные пусковые реле типа RO, применяемые в качестве пуско-защитных устройств для герметичных компрессоров производительностью от 63 до 248 Вт, 35 н
предотвращают перегрев обмоток электродвигателя при пуске, размыкают цепь при превышении номинальной нагрузки и осуществляют повторный его пуск через 4 мин. Они могут также использоваться в сочетании с пусковыми конденсаторами. Электронные пусковые реле типов РО и ICG предназначены (взамен пусковых токовых реле) для пуска герметичных компрессоров с однофазным электродвигателем производительностью от 60 до 373 Вт, а также компрессоров с электродвигателями с пусковыми конденсаторами. Конструкция реле данных типов обеспечивает легкость их установки и демонтажа. Фирма «Ватско» выпускает электронные устройства для защиты одно- и трехфазных двигателей компрессоров. Применение в схемах устройств твердотельных полупроводниковых элементов способствует значительному повышению уровня их технических характеристик и, в первую очередь, показателей надежности и быстродействия. Устройства имеют хорошие массогабаритные характеристики. Например, устройство ЕАС-404 этой фирмы обеспечивает защиту однофазных электродвигателей при коротких замыканиях, токовых перегрузках и недопустимых повышениях или снижениях питающего напряжения B4, 120/240 В), а также отключает цепь при мгновенном исчезновении напряжения в сети. Выдержка времени при отключении — до 5 мин. Устройство коммутирует пусковые токи до 20 А. Упрощенная модификация этого устройства — ЕАС-705, рассчитанная на защиту электродвигателей только от короткого замыкания, имеет регулируемую выдержку времени от 1 до 8 мин и небольшие E0X50X20 мм) размеры. Для компрессоров с трехфазными двигателями предназначено защитное устройство ЕАС-803, которое, наряду с защитой от короткого замыкания, недопустимых колебаний напряжения, исчезновения питания, обеспечивает также защиту при пропадании и перекосе фазы или изменении порядка чередования фаз. Выдержка времени при отключении регулируется в пределах от 15 с до 15 мин, при этом возврат устройства в исходное положение может быть автоматическим или ручным. Прибор снабжен переключателем на два диапазона напряжения в пределах 285...405 и 430...610 В с плавной его регулировкой в каждом диапазоне. Фирма «Ватско» демонстрировала также устройство ТТ, используемое для визуального определения наличия замкнутых или разомкнутых контактов в любом электроприборе, имеющем контактную группу (плавкие предохранители, реле, выключатели, переключатели и др.). Устройство ТТ выпускается в модификациях, рассчитанных на напряжение 24, 120, 240 и 460 В, и устанавливается параллельно контролируемому электроприбору. Когда электроприбор разомкнут, загорается красный глазок индикатора. Устройство обладает высокой надежностью и безопасностью, низкой стоимостью и минимальными размерами. - Большой интерес представляют индикаторы заполнения установки хладагентом фирмы «Ват- ско», устанавливаемые на жидкостных трубопроводах холодильных установок (рис. 4). По изменяющемуся в размерах и по форме пятну на смотровом стекле индикатора можно судить о количестве заряженного хладагента: небольшой кружок свидетельствует о его отсутствии, а эллипс — о нормальном заполнении. РИС. 4. Типы индикаторов заполнения холодильной установки хладагентом: / — неразъемный (на пайке, сварке); 2 — разъемный цапковый; 3 — разъемный цапково-муфтовый Инструменты и приспособления представляли фирмы ИТЕ (Бельгия), «Ватско» (США), «Ротенбер- гер» (ФРГ), «Империал» и др. Из большого количества инструментов этих фирм отметим расширители-экспандеры с набором сменных раздвижных пуансонов моделей ТЕМ-5 и ТЕМ-5А (ИТЕ), Е и К («Ротенбергер») для труб диаметром от 10 до 42 мм. Инструменты предназначены для изготовления раструбов на концах соединяемых с помощью пайки и сварки медных, алюминиевых, стальных труб одного или разных диаметров. Следует также отметить набор инструментов фирмы «Ротенбергер» для изготовления ответвлений методом вытяжки (с помощью храповика или дрели) горловин на трубах из меди, алюминия, стали. Ответвление осуществляется пуансоном в форме крюка, который позволяет вводить его в предварительно просверленное в стенке трубы отверстие. Большое разнообразие присоединительных элементов, рассчитанных на широкий диапазон условных проходов труб, демонстрировали фирмы ИТЕ, «Контрол Пауэр Системе», «Ватско», «Империал». Среди них следует отметить самозапирающиеся клапаны с выступающим сердечником фирмы «Ватско», изготовляемые в виде штуцеров или тройников с присоединением на резьбе или пайке (сварке) и устанавливаемые на трубопроводах, аппаратах, емкостях, зарядных переносных станциях и других узлах. Открытие прохода клапана происходит при воздействии на его сердечник нажимным устройством быстросъемной гайки, надеваемой на штуцер клапана. РИС. 5. Быстросъемная гайка с нажимным устройством на шланге: / _ узел присоединения шланга с быстро- съемной гайкой; 2 — быстросъемная гайка с нажимным устройством Такими гайками (рис. 5) снабжаются и предлагаемые фирмой «Империал» герметичные зарядные шланги, переходники проходного и углового типа моделей 8-С, 9-С, 10-С для быстрого контроля давления и выполнения других операций, вентиль 12-С для перепуска хладагента. Конструкция гайки, способ крепления, надежное уплотнение позволяют легко и быстро вручную устанавливать и снимать ее без применения инструмента и исключают утечку хладагента. Все представленные на выставке экспонаты указанных фирм отличаются тщательной эргономической проработкой конструкции, удобством и безопасностью их эксплуатации. В. И. АЛЕКСАНДРОВ, Р. А. СКЛЯРЕВСКИЙ ИПК «Автоматика-сервис» Канд. техн. наук Л. Ш. МАЛКИН лскхо
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА J УДК 637.1/.5.037 Рекомендации по замораживанию и хранению пищевых продуктов* Замораживание птицы и яйцепродуктов ПТИЦА Домашнюю птицу — цыплят, кур, петушков, индеек, уток, молодых цесарок и гусей — сохраняют в основном путем замораживания. Наибольшую часть из общего объема замороженной птицы во всем мире составляют, по-видимому, замороженные цыплята-бройлеры, хотя во многих странах наблюдается тенденция к реализации их в охлажденном состоянии. Так, в США свыше 90 % всех бройлеров продают охлажденными. После убоя и обескровливания птицу подвергают шпарке путем погружения в горячую воду. Цыплят бройлеров, предназначенных для замораживания, обычно подвергают жесткой шпарке — выдерживанию в воде температурой около 60 °С в течение 60—80 с. После такой операции облегчается удаление перьев на пероощипываю- щих машинах. Вместе с перьями удаляется наружный слой эпидермиса. Это облегчает упаковку птицы в пластиковые мешочки перед замораживанием, придает гладкость поверхности тушек, снижает бактериальную обсемененность. Жесткая шпарка непригодна для птиц, которых предполагается реализовывать в охлажденном виде, так как поверхность тушек, лишенная слоя эпидермиса, быстро приобретает коричневую окраску при сухом воздушном охлаждении и легко обсеменяется микроорганизмами. Шпарка — весьма ответствен- * Продолжение. Начало см. № 9—11 за 1990 г и № 1 за 1991 г. ный процесс. Повышение температуры воды на несколько градусов или удлинение времени на 20—30 с может привести к жесткости мяса. Бройлеров перед замораживанием можно также подвергать мягкой шпарке — выдерживанию в воде с температурой около 53 °С в течение приблизительно 3 мин. После этого тушки ощипывают без удаления наружного слоя эпидермиса. Мягкую шпарку широко применяют в США и других странах, где предпочитают тушки с желтым цветом кожи (благодаря пигменту, находящемуся в щэпидермисе). В других странах считают такие тушки менее привлекательными, по сравнению с тушками, которых подвергали жесткой шпарке (хотя различие едва заметно). Индеек и уток ошпаривают при 59 °С в течение 2 мин, а гусей при 58...60 °С в течение 2,5 мин. У этих тушек не всегда происходит удаление наружного слоя эпидермиса. Случайное повышение температуры шпарки может неблагоприятно подействовать на консистенцию мяса в наружных слоях. Избыточная шпарка может также ухудшить товарный вид (трещины на коже). Тушки, предназначенные для замораживания, всегда потрошат, часто полностью механизированным способом. Потроха следует хорошо промыть, прежде чем снова вложить их в тушку перед замораживанием. После потрошения тушки обычно промывают струей воды. Струйные сопла должны быть расположены так, чтобы эффективно орошать тушки. Это приведет к некоторому уменьшению количества бактерий на поверхности продукта. Затем птицу охлаждают в'одой или воздухом. Охлаждение водой проводят в противоточных или проточных охлаждающих аппаратах с мешалкой — двух-трех последовательно расположенных танках с быстро циркулирующей в них водой ( с переполнением). Температуру охлаждающей воды в последнем танке поддерживают ниже 4 °С. Для этого добавляют небольшие кусочки льда. Лед должен полностью растаять, чтобы тушки не выходили из охладителя с кусочками льда внутри полости. При условии правильного проведения процесса прямоточное охлаждение может быть гигиенически удовлетворительным. В странах, входящих в Европейское экономическое сообщество (ЕЭС), предписывается использовать противоточные охладители. Воду с температурой ниже 4 °С следует подавать на участок выхода тушек из системы танков и затем снова направлять против их движения. Тушки пропускают через танки с помощью винта Архимеда или какого-либо другого «волокущего» устройства. Вода на входе тушек в охладитель должна иметь температуру не выше 16 °С. Воду в охладителях перемешивают путем вдувания в нее воздуха. В соответствии с предписаниями ЕЭС приняты следующие нормы расхода воды на тушку: при промывании орошением тушек массой менее 2,5 кг — 1,5 л, массой 2,5—5 кг — 2,5 л, массой более 5 кг — 3,5 л; для охлаждения тушек такой же массы соответственно 2,5; 4 и 6 л. Воду лучше охлаждать в генераторах холодной воды, а не с помощью льда, что позволяет избежать его попадания в птицу и позволяет значительно экономить капитальные затраты на электроэнергию. Однако температура воды будет выше, чем температура кашицы из воды и льда. При охлаждении птицы в воде ее масса увеличивается за счет поглощения воды. Ее количество не должно превышать установленного предела (например, в США, Канаде, Южной Африке — 8%). Контроль осуществляют взвешиванием птицы до и после охлаждения. Птицу, не предназначенную для замораживания, можно охлаждать, например, в туннелях с интенсивным движением воздуха. В соответствии с правилами гигиены рекомендуется использовать только такие компоновки туннелей, в которых тушки висят в один ряд, чтобы вытекающий из одной тушки сок не загрязнял другие. Охлаждение воздухом редко используется для птицы, предназначенной для замораживания. Оно не влияет на срок хранения 37 ©> ^ 1 § * *
глубоко замороженного продукта, однако может несколько снизить срок хранения при — 12°С. Часто обсуждается вопрос: улучшает ли вкус и консистенцию птицы период созревания перед замораживанием? В США и Канаде индейки иногда выдерживают перед замораживанием в течение 12—24 ч при О °С. Имеются данные- о том, что период созревания от 2 до 4 ч несколько улучшает нежность мяса бройлеров. У замороженной молодой индейки кости становятся розово- красными или коричневыми при ч варке, что не нравится потребите- 38 * лям. Только значительное увеличение скоростей замораживания по 5 сравнению с принятыми в промыш- 2} ленности может предотвратить это явление. Хорошо промытую птицу можно *s замораживать сразу после потро- g шения, т. е. обойтись без пред- § верительного охлаждения. Неизве- § стно, применяется такой процесс 8 или нет. Он может привести к Jj получению более жесткого продук- 5 та и, безусловно, некоторому обес- S цвечиванию. § Способ замораживания выби- *§ рают в зависимости от того, какой § хотят видеть упакованную заморо- ** женную птицу. Так, упакованную индейку и упакованных бройлеров иногда подмораживают, пропуская через охлажденный пропиленгли- коль или раствор хлористого кальция в течение 15—35 мин (быстрое подмораживание). Этим достигается привлекательный внешний вид замороженного продукта (белый цвет поверхности). Тушки практически всегда замораживают упакованными в пленку и уложенными в картонную тару. Замораживание осуществляют в скороморозильных аппаратах с интенсивным движением воздуха (скорость 3...4 м/с) при температуре —30...—35 °С. При этом крышки с картонных коробок снимают для ускорения процесса. Картонные коробки могут быть закрыты крышками, если в них имеются достаточно большие отверстия по бокам для облегчения циркуляции воздуха вокруг тушек. В больших аппаратах было бы заманчиво замораживать тушки без коробок, например на конвейере. Однако потом трудно хорошо разместить в картонной коробке замороженные тушки. Птицу кусками замораживают так же, как и отдельные тушки, т. е. после упаковки в пленку и укладки в коробку. Кроме побеления поверхности при быстром подмораживании и обесцвечивания костей при медленном замораживании, скорость замораживания оказывает небольшое влияние на конечное качество продукта. Для домашнего употребления замороженную птицу целесообразно размораживать в холодильнике: небольшого размера — в течение 16—20 ч, крупную — 2—3 дня. В промышленных условиях размораживание тушек птицы практически всегда проводят в танках с питьевой проточной водой. При правильном проведении этот процесс не оказывает неблагоприятного влияния на стойкость при хранении или на микробиологическое состояние птицы. Размороженную птицу часто разделывают на порции или полуфабрикаты, а затем, чтобы сохранить, повторно замораживают. Такая обработка и повторное замораживание не оказывают неблагоприятного влияния на конечное качество продукта, если они проводятся в контролируемых условиях. ЯЙЦО И ЯЯЦЕПРОДУКТЫ Замораживание яйцепродуктов является весьма выгодным способом сохранения их в целях дальнейшего использования при производстве многих пищевых продуктов. Яичные продукты редко замораживают для розничной реализации или хранения в дрмашнем морозильнике. Яйца замораживают в скорлупе или в виде отдельных компонентов. Замороженный яичный меланж, альбумин (белки) и желтки с сахаром используют главным образом при выпечке хлебобулочных изделий, солений желток — при изготовлении майонеза и приправ для салатов, а простой желток, без сахара и соли, включают в рецептуры лапши и детского питания. Заморокенные яичные продукты можно включать в качестве ингредиентов в готовые блюда или предварительно отваренные блюда, а также в свежие продукты, предназначенные для замораживания. Смесь для яичницы-болтуньи упаковывают в пластиковый мешочек и замораживают, перед приготовлением ее размораживают и варят в этом мешочке. В последнее время стали замораживать вареные яйцепродукты, предназначенные для реализации: омлеты, суфле, нарезанные кубиками отварные яйца и «длинные яйца» (рулеты из желтка, окруженного белком). Замороженные яичные продукты вырабатывают из чистых яиц любой категории. Яйца сортируют, сильно треснутые — удаляют; а грязные — моют. Все яйца проходят овоскопирование. Следует использовать свежие яйца, особенно если желток требуется отделить от белка. Мембрана, окружающая желток, может разорваться при очистке несвежего яйца. В момент разбивания или очистки яйцо должно иметь температуру 3...5 °С для сохранения качества при приготовлении и для облегчения отделения желтка от белка. Температура может быть выше (от 10 до 20 °С), если требуется получить более высокое процентное содержание альбумина из скорлупы. Однако после разбивания или очистки такое жидкое яйцо необходимо по возможности скорее охладить до 5 °С. Яйца обычно пастеризуют (в некоторых странах этого требует закон) перед замораживанием для уничтожения патогенных организмов, особенно сальмонелл. Требования к времени и температуре пастеризации в разных странах различны. Для яичного меланжа условия пастеризации в США — 3,5 мин при 60...62 °С, во Франции и Англии — 2,5 мин при 64 °С. Простой желток в США пастеризуют в течение 3,5 мин. Жидкий альбумин без коагуляции можно пастеризовать при 57 °С в течение 3,5 мин или при 52... 53 °С с использованием перекиси водорода. Полезен тест на альфа-амилазу (только в целом яйце, а не в продукте, состоящем из одного альбумина) как индикатор достаточной пастеризации, когда применяется температура 64 °С или выше. В Нидерландах пастеризация яиц не считается обязательной. Там установлены микробиологические стандарты на конечный продукт: для непастеризованного — общая обсемененность менее 106/г, отсутствие сальмонелл в 20 г и Entero- bacteriaceae в 0,01 г, для пастеризованного — общая обсемененность ниже 105/г, отсутствие сальмонелл в 20 г и Enterobacteriaceae в 0,1 г. Размороженный желток становится комковатым и клейким. Же- лирование вызывается агрегацией липопротеинов низкой плотности при кристаллизации. На степень желирования оказывают влияние скорость замораживания, температура и длительность низкотемпературного хранения и скорость размораживания. Желирование желтка (и белка) может быть сведено к минимуму подмешиванием 5—10 % соли, 10 % сахарозы или 5 % глицерина к целому яйцу или желтку. Гомогенизация и коллоидное измельчение могут также свести к минимуму желирование. Однако ни один из указанных видов обработки полностью не предотвратит его. Фракция альбумина вареных яиц становится резинистой и теряет влагу в цикле замораживания — размораживания. Это можно свести к минимуму путем криогенного замораживания с помощью жидкой двуокиси углерода или жидкого азота.
Омлеты и суфле также замораживают обычно в криогенных жидкостях. Жидкие яичные продукты замораживают в пластиковых или металлических контейнерах. Имеется тенденция к уменьшению размеров контейнеров для облегчения размораживания. Если раньше были распространены контейнеры емкостью 10—15 кг, то в настоящее время чаще используют пластиковые контейнеры на 5 кг, в которых продукт замораживают, отгружают и продают. Меньшее количество продукта, 2—4 кг, упаковывают в картонную тару с пластиковым покрытием, как для молока. Жидкие яичные продукты обычно замораживают в скороморозильных аппаратах с интенсивным движением воздуха при температуре —30...—40 °С или в камерах замораживания при —23...—30 °С. Продолжительность замораживания зависит от типа и размера упаковки и условий проведения процесса. Для продуктов в контейнерах емкостью 2 кг на замораживание в скороморозильных аппаратах при —40 °С требуется около 5 ч, для продуктов в контейнерах емкостью 15 кг в камерах замораживания при —23 °С — около 2 дней. Контейнеры перемещают из камеры замораживания в камеру хранения через 60 ч. Скорость замораживания — важный параметр качества целого яйца. Вспенивающая способность его может снизиться, если оно замораживается недостаточно быстро (температура в аппарате —35 °С или ниже). То же происходит с яичной смесью, если ее не гомогенизируют перед замораживанием. Добавление соли или сахара может быть полезным. Предварительно отваренные яичные продукты обычно замораживают в жидкой двуокиси углерода или жидком азоте. Яичные продукты упаковывают после замораживания. Замороженные яйца высокого исходного качества можно размораживать в контролируемых условиях и повторно замораживать. Непастеризованные или неотварен- ные замороженные яичные продукты нельзя повторно замораживать после размораживания. Размораживать яичные продукты следует по возможности быстро в хороших санитарных условиях, чтобы не допускать увеличения обсемененности бактериями. Выдержка или частичное размораживание в холодильной камере при температуре не выше 4 °С, а затем размораживание при комнатной температуре значительно снизят время, в течение которого яичные продукты испытывают воздействие температур выше 5 °С. Так приостанавливают рост сальмонелл. Размораживание можно ускорить путем принудительной циркуляции воздуха. Яичные продукты, замороженные в металлических или пластиковых контейнерах, для ускорения размораживания помещают под проточную холодную воду. Температура размораживающей воды не должна превышать 45 °С, чтобы не «сварились» наружные слои яйца. Замороженный бе- УДК 621.56/.58 Из Бюллетеня МИХ лок, предназначенный для производства сухого белка, можно размораживать при комнатной температуре. Размороженные яичные продукты следует немедленно использовать или хранить в охлажденном состоянии лишь очень непродолжительное время, причем температура продукта всегда должна быть ниже 5 °С. Метод определения утечки хладагента из бытового холодильника Метод основан на определении линейного увеличения» концентрации хладагента по времени. Для этого холодильник помещают в специальную камеру, в которую поступает хладагент из места утечки агрегата. Через закрытый циркуляционный контур этот хладагент направляется к чувствительному детектору, который показывает величину утечки. Для калибровки прибора, измеряющего концентрацию R11 и R12, используют трубы, через которые проникает определенное количество хладагента. Zelinger Z. et al. // Prum. Potravin, CS. (Чехословакия), 40, 1989, № 1, 33... 34. БМИХ. Т989, № 6. С. 724. Проблемы, связанные с потерями фреонов из бытовых холодильников В Швейцарии ежегодно из-за поломок оборудования бытовых холодильников теряется более 200 т фреонов. Для предотвращения этих потерь разрабатываются специальные мероприятия. В 1991 г. будет введено в действие постановление о технических мерах по устранению потерь фреонов. Inwyler С. И Haus. Tech., СИ. (Швейцария), 2, 1989/01...02, № 1...2, 20...22. БМИХ. 1989, Мб. С. 701. Потребление электроэнергии бытовыми холодильниками: сравнительные лабораторные и эксплуатационные исследования Потребителям, специалистам, прогнозирующим потребление электроэнергии и разрабатывающим энергетическую политику, необходимо иметь точные данные об энергопотреблении электробытовых приборов. Однако сравнение результатов исследований в течение 15 лет 327 бытовых холодильников у владельцев и в лаборатории показало, что в последнем случае годовой расход электроэнергии для холодильников классического типа примерно на 3 % выше. Для прогнозирования очень важно знать также пиковое потребление электроэнергии. Результаты лабораторных исследований оказались на 26 % меньше, чем реальное ежемесячное пиковое энергопотребление холодильниками. Meier A. /С., Heinemeier /С Я // ASHRAE Trans., US. (США), 94, 2 partie, 1988, 1737... 1744. БМИХ. 1989, № 6. С. 725..J27. Новый эффективный регулятор температуры в холодильных камерах и торговом оборудовании Создан новый электронный регулятор температуры, позволяющий поддерживать почти постоянную температуру теплопередающей поверхности испарителя. Это достигается посредством непрерывного контроля и плавного (с весьма малыми вариациями) изменения подачи в испаритель хладагента. При таком способе регулирования температура поверхности батарей из оребренных труб никогда не становится очень низкой, что обычно наблюдается при традиционном двухпозиционном регулировании. Использование нового электронного регулятора в камерах хранения свежих продуктов позволяет снизить потери их массы и уменьшить образование снеговой шубы на оребренных трубах. Freddo, IT. (Италия), 43,1989/03— 04, М 2, 233—235. БМИХ. 1990, М 1. С. 70. 39 §5 1 I
Холодильная мозаика Холодильная мозаика 8 Н 1 4 Если тесто заморозить Хлебопекарная промышленность Канады, США и стран западной Европы переживает настоящую революцию. Пекари стремятся обеспечить потребителей абсолютно свежими изделиями — хлебом, сдобой, булочками, пирожными в любое время дня. В этом им успешно помогает новая технология выпечки из замороженных полуфабрикатов. — Теперь булочки пекутся прямо в магазинах,— рассказывает Д. Ланнинг, вице-президент корпорации «Рич Про- дактс»,— и горячими подаются тут же. На сегодняшний день в Северной Америке насчитывается более 20 тыс. крошечных, но весьма эффективных мини-пекарен при универсамах, а также и при мелких продуктовых магазинах. В чем же преимущество новой технологии, с которой познакомились советские специалисты? Использование замороженных полуфабрикатов снимает необходимость хранить большое количество готового хлеба. Его просто выпекают теперь по мере надобности, в соответствии со спросом на данный час. Налицо огромная экономия за счет исключения порчи продуктов и резкое повышение товарооборота. Ведь мини-пекарни можно установить и в гостиницах, и в ресторанах. Кроме того, мини-печи фирмы «Дой- он» не требуют долгой подготовки кадров. Для их обучения достаточно недели. «Правда» Овощехранилище с РГС Многие покупатели жалуются на низкое качество овощей и фруктов, которые продаются в магазинах больших городов. Одна из причин — устаревшее оборудование очень многих овоще- и фруктохра- нилищ. Известно: даже охлажденные плоды полей и садов относительно быстро «сгорают», окисляясь кислородом. Но нельзя полностью устранить кислород: растительным клеткам нечем будет дышать. В настоящее время овоще- и фруктохранилища с регулируемой газовой средой (РГС) являются самыми эффективными. В них в герметичных объемах создается избыток азота и углекислого газа и недостаток кислорода. В результате замедляются биохимические и физиологические процессы, плоды как бы погружаются в «спячку». Срок хранения увеличивается в 1,5... 2 раза. В совхозе «Родина» близ Грозного в хранилищах с РГС яблоки лежат 8 мес, выход кондиционной продукции 97%. С помощью азота создается консервирующая среда и в силосных башнях, в которых хранятся зерно, корма,семена сельскохозяйственных растений. Становится невозможным перегрев и самовозгорание, гниение и развитие вредителей растений. «Молодежный календарь» Банк картофеля* В Лиме, столице Перу, при Международном центре картофеля создана коллекция видов, разновидностей и сортов этой ценной культуры. В ней хранится 13 тыс. образцов клубней и семян. Клубни, обработав дезинфицирующими растворами, подсушивают и хранят в холодных помещениях, ежегодно высаживая на опытных полях Центра. Семена замораживают и хранят при температуре —20 °С. Богатый материал широко используется в селекционной работе. «Наука и жизнь» * Печатается с сокращением. УДК 621.565.044.004.17 Эффективность использования воздушных конденсаторов в крупных аммиачных холодильных установках. КОГАН Б. Н., ГЕНИН Л. Л. «Холодильная техника», 1991, № 2. Дается технико-экономический анализ выбора системы конденсации аммиака для центральной холодильной станции ЛОРПО г. Москвы. Рекомендуется внедрять на аналогичных предприятиях воздушные конденсаторы марки ВКЛ- 800, серийно выпускаемые отечественной промышленностью. Таблиц 2. УДК 621.565.45 Аккумуляторы холода в системах хла- доснабжения. ОНИЩЕНКО В. П., СОКОЛОВ В. А., ВЯЗОВСКИЙ В. П., КОЛЕСНИКОВ С. А. «Холодильная техника», 1991, № 2. Проанализированы основные тенденции развития систем хладоснабжения на базе аккумуляторов холода, в которых в качестве хладоносителя используется, вода. Дано сравнение различных систем хладоснабжения с точки зрения энергетических и финансовых затрат на производство холода,, стабилизации температуры хладоносителя, объемов резервуаров-аккумуляторов в холодо- производительности оборудования. Приведены результаты внедрения на Беляевском молочном заводе Одесской области системы хладоснабжения на базе аккумуляторов холода с раздельной циркуляцией потоков холодного и теплого хладоносителя. Иллюстрация 1. Список литературы — 7 названий. УДК 621.565.044:681.513 Система регулирования давления конденсации. ЛОМАКИН В. Ф., ОНИЩЕНКО О. А. «Холодильная техника», 1991, № 2. Рассмотрена автоматическая система регулирования (АСР) давления конденсации в конденсаторах с водяным охлаждением. Предложена структурная схема АСР, позволяющая повысить качество процесса регулирования и снизить затраты электроэнергии на выработку холода. Приведены результаты моделирования на ЭВМ существующей и предлагаемой систем, описана их работа. Даны рекомендации по реализации АСР. Иллюстраций 2. Список литературы — 5 названий. ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Л. Д. Акимова РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Е. М. Агарёв, Ю. П. Алёшин, д-р техн. наук, проф. В. М. Бродянский, д-р техн. наук, проф. А. В. Быков, В. В. Васютович, И. М. Гиндлин, д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголии, А. П. Еркин, д-р техн. наук И. М. Калнинь, Н. П. Коновалов, д-р техн. наук, проф. В. В. Оносовский, д-р техн. наук, проф. И. И. Орехов, О. В. Петров, Р. П. Сенина (зам. главного редактора), Ю. Я. Сенягин, д-р техн. наук, проф. И. Г. Чумак, В. М. Шавра РЕДАКЦИЯ: Т. Ф. Алёшина, Л. А. Володина, 3. Д. Мишина, Н. В. Чабан Художественное и техническое редактирование М. Г. Печковской Художник-график О. М. Иванова Коррекор Г. А. Казакова Рукописи не возвращаются Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костикова, 12 Телефон 216-77-00 Сдано в набор 13.12.90. Подписано в печать 29.01.91. Формат бОХвв1/»- Бумага кн.-журн. Офсетная печать. Усл.-печ. л. 4,9. Усл. кр.-отт. 5,88. Уч.-изд. л. 6,74. Тираж 8 020 экз. Заказ 7101. Цена 1 р. 20 к. Набрано на ордена Трудового Красного Знамени Чеховском полиграфическом комбинате Государственного комитета СССР по печати 142300, г. Чехов Московской области Отпечатано в Подольском филиале ПО «Периодика» Государственного комитета СССР по печати 142100, г. Подольск, ул. Кирова, 25
Гаукцион научно-технических идей и разработок^ НПО «Агрохолодлрем» предлагает СИГНАЛИЗАТОР КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРОВ АММИАКА СКПА-01 1 "V .'' '—'"¦'¦ ¦ 14 11 ' ' ¦ т <т » ¦и . —«б •'• V» '¦ "» шри-^^иини i ¦ ,ш щшщт,^^т,т-^—^ш^тт^^щт1 iiiiiiiii. l '-"', ' г -' 'ЧЗДмвдаядо ч-: т^ «. Сигнализатор концентрации паров аммиака СКПА-01: / — устройство управления и сигнализации; 2 — адсорбционный чувствительный элемент (датчик); 3 — кабель; 4 — устройство для проверки прибора на месте установки Сигнализатор предназначен для непрерывного контроля за содержанием паров аммиака в воздухе помещений со стационарными холодильными аммиачными установками (компрессорный цех, аппаратное помещение), а также выдачи сигналов для обесточивания оборудования, включения аварийной вентиляции при достижении пороговой концентрации. Работа сигнализатора основана на измерении изменяющегося сопротивления полупроводникового слоя адсорбционного чувствительного элемента (датчика), электропроводность которого зависит от количества адсорбированных из окружающего воздуха молекул аммиака. Новый прибор надежен в работе и способен заменить четыре прибора Я10-СКА-01. Чувствительный элемент (датчик) выполнен в соответствии с требованиями к помещениям класса В-16. Устройство управления и сигнализации, имеющее степень защищенности IP 20, устанавливают в помещении, где расположен командно-сигнальный щит (КСЩ). Сигнализатор рекомендуется эксплуатировать при температуре воздуха в помещении от 10 до 35 °С и относительной влажности при 20 °С от 30 до 80 %, атмосферном давлении от 84 до 106,7 МПа, воздействии внешних переменных или постоянных однородных магнитных полей напряженностью 400 А/м. Годовой экономический эффект от внедрения одного сигнализатора 600 р. Заказы направлять по адресу: 125422, Москва, ул. Костикова, 12, Опытный завод ВНИ КТИхолодпрома. (Устройство и принцип действия сигнализатора описаны более подробно в статье, помещенной в этом номере журнала)
шшшшшшшшшшшшяшшшшшшшшшшш^шшшшшшшшшшшшшшшмшшшшшшшшшштшшшшшшшшшшшшшшшшш 'КЦИОН НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИДЕЙ И РАЗРАБОТОК АУКЦИОН НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИДЕЙ И РАЗРАБОТОК V' НПО «Агрохолодпром» ПРЕДЛАГАЕТ ^^^^ -^^ ^^^^ у-^m -«<*» ~^*-"- ¦¦ ^- д§ ^ -¦•¦ ¦•¦-¦ ¦¦-•¦•••-• Воздухоотделитель предназначен для автоматического удаления воздуха и других неконденсирующихся газов из систем холодильных установок. Воздухоотделитель состоит из отделительного блока, элемента отбора давления, щита сигнализации. Отделение воздуха из газовой смеси, подаваемой в воздухоотделитель из конденсатора или линейного ресивера холодильной установки, происходит путем конденсации паров аммиака из этой смеси в межтрубном пространстве корпуса теплообменника при кипении жидкого аммиака. Воздухоотделитель автоматически включается в работу при наличии разности давлений газовой смеси и чистого аммиака. Сигнал на включение поступает от элемента отбора давления. Щит сигнализации позволяет контролировать работу воздухоотделителя в автоматическом режиме. Предусмотрена возможность ручного управления соленоидными вентилями. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Рабочее вещество Площадь теплообмен- ной поверхности, м2 Расчетное давление, МПа Напряжение переменного тока, В Аммиак 1.0 2,5 220 Габаритные размеры, мм блока отделительного элемента отбора давления щита сигнализации Масса, кг 1210Х755Х Х2500 330Х240Х Х550 523X31 ОХ Х750 430 ГОДОВОЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ОДНОГО ВОЗДУХООТДЕЛИТЕЛЯ СОСТАВЛЯЕТ 16 ТЫС. Р. Изготовитель — завод «Комплектхолодмаш» (Молдова). За справками обращаться по адресу: . 125422, Москва, ул. Костикова, 12. НПО nArp^^'h ^?*,-эм»>.