Текст
                    ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУРНАЛ
МИНИСТЕРСТВА
МЯСНОЙ И МОЛОЧНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
И КОНСТРУКТОРСКО-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ
ХОЛОДИЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО -ЛЕГКАЯ И ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ-
1984
ИЗДАЕТСЯ С 1923 ГОДА
СОДЕРЖАНИЕ
-^Решения декабрьского A983 г.) Пленума ЦК КПСС —
| выполним!
РЕШЕНИЯ XXVI СЪЕЗДА КПСС — В ЖИЗНЬ!
Бригадной форме организации и стимулирования труда —
широкое внедрение!
Батуева Н. А. Бригадная форма организации и
стимулирования труда на Московском хладокомбинате № 8
За экономию топливно-энергетических ресурсов
Коган Б. Н. Об использовании вторичных энергетических
ресурсов в холодопотребляющих производствах
Везиришвили О. Ш. Пути сокращения энергозатрат на
чайных фабриках при комплексном применении тепло-
насосных установок
Ионов А. Г., Коновалов В. Л., Смелков Н. А.
Эффективность эксплуатации судовых холодильных установок
с отбором пара винтовыми компрессорами при
промежуточном давлении
Дорошенко А. В., Вистяк В. Б., Антоненко Г. С, Кивен-
зор С. У. Эффективность работы холодильной машины
с испарительной ступенью воздушного конденсатора
Гиндоян А. Г., Дифанов Б. В. Минимально допустимый
уровень теплозащиты эксплуатируемых зданий
холодильников
Реализация Продовольственной программы СССР —
важнейшая задача пятилетки
Федоров В. Г., Ильинский Д. Н., Скарбовийчук А. М.
Влияние параметров воздуха на испарительную
способность мяса при его охлаждении
НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ
Вычужанин В. В., Медзеновский В. Б. Исследование
характеристик судового центрального кондиционера
Ломакин В. Ф. Универсальный метод анализа и синтеза
двухпозиционных систем регулирования
Милованов В. И., Воробьев Ю. М. Диагностика
технического состояния герметичных поршневых холодильных
компрессоров измерением их производительности
Прохоров В. И., Булычева О. П., Страшевский А. В.
Комбинированный способ получения тумана с помощью
воздушных холодильных машин
Наер В. А., Яковлев Ю. А. Влияние свойств
полупроводниковых материалов на характеристики
термоэлектрических охладителей
В порядке постановки вопроса
Пискарев А. И. О системном подходе к исследованиям
и разработкам процессов холодильной технологии
||ОБМЕН ОПЫТОМ
Чистов Л. П. Опытно-промышленный модернизированный
образец линии М6-ОЛ2В для производства
мороженого
Шихов Г. Л., Лапицкий А. Ф. Эффективность применения
крышных воздухоохладителей при однофазном способе
замораживания мяса
ИЗОБРЕТЕНИЯ
В Международном институте холода
Из докладов комиссии О на XVI Международном
конгрессе по холоду
НОВОСТИ ИНОСТРАННОЙ ТЕХНИКИ
Белозеров Г. А., Силаева Н. В., Верюгина В. А.,
Фролова Н. И. Тенденции развития сборных холодильных
камер за рубежом
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ
Семенова С. М. Регуляторы температуры электрические
ТЭЗПЗ, ТЭ4ПЗ, ТЭ2П
РЕФЕРАТЫ
15
23
27
28
31
35
49
50
52
58
CONTENTS
Decisions of December A983) Plenum of CC CPSU Will Be
Fulfilled!
DECISIONS OF XXVI CONGRESS OF CPSU-INTO LIFE!
Wide Introduction of Brigade Form of Labour Organization
and Incentive!
Batuyeva N. A. Brigade Form of Labour Organization and
Incentive at Moscow Refrigerated Combine No. 8 6
For Economy of Fuel-Energy Resources
Kogan B. N. Utilization of Secondary Energy Resources
in Refrigeration-Consuming Production 8
Vezirishvili O. S.h. Methods of Decreasing Energy
Consumption at Tea Factories by Complex Application of
Heat-Pump Units 11
lonov A. G., Konovalov V. L.t Smelkov N. A. Effectiveness
of Operating Marine Refrigerating Plants with Vapour
Take-Off by Screw Compressors at Intermediate Pressure 15
Doroshenko A. V., Vistyak V. В., Antonenko G. S., Kiven-
zor S. Y. Effectiveness of Refrigerating Machine
Operation with Evaporator Stage of Air-Cooled Condenser 19
Gindoyan A. G., Lifanov B. V. Minimum Permissible Level
of Thermal Protection of Operating Buildings of Cold
Stores 23
Realization of Food Program of USSR-Most Important Task
of Five-Year Plan
Fyedorov V. G., Ilyinsky D. N., Skarboviychuk A. M. Effect
of Air Parameters on Evaporating Capacity of Meat
at Chilling 27
SCIENCE, ENGINEERING, TECHNOLOGY
Vychuzhanin V. V., Medzekovsky V. B. Investigation of
Characteristics of Marine Central Air Conditioner 28
Lomakin V. F. Universal Method of Analyzing and
Synthesizing On-Off Control Systems 31
Milovanov V. I., VorobyeV U. M. Diagnostics of Technical
Condition of Hermetic Reciprocating Refrigerating
Compressors by Measuring Their Capacity 35
Prokhorov V. I., Bulycheva O. P., Strashevsky A. V.
Combined Method of Mist Formation by Air Refrigerating
Machines 40
Nayer V. A., Yakovlev U. A. Effect of Properties of
Semiconductor Materials on Characteristics of
Thermoelectric Coolers 44
Stating A Question
Piskarev A. I. System Approach to Investigations and
Development of Processes in Refrigerating Technology 46
PRACTICE EXCHANGE
Chistov L. P. Experimental-Industrial Modernized Sample
of Line M6-OL2V for Ice Cream Hardening 49
Shikhov G. L., Lapitsky A. F. Effectiveness of Utilizing
Roof-Mounted Air Coolers at Single-Phase Meat Freezing 50
INVENTIONS
AT INTERNATIONAL INSTITUTE OF REFRIGERATION
From Papers of Commission CI at XVI International
Congress of Refrigeration 56
FOREIGN TECHNICAL NEWS
Byel-ozerov G. A., Silayeva N. V., Veryugina B. A.,
Frolova N. I. Trends in Development'of Prefabricated
Cold Rooms Abroad
REFERENCE DATA
Semenova S. M. Electric Temperature Regulators TE3P3,
TE4P3, TE2P
SUMMARIES
58
©Издательство «Легкая и пищевая промышленность», «Холодильная техника», 1984 г.
1


ляется создание комплексных и сквозных бригад в сфере обслуживания. В целях улучшения использования железнодорожного и автомобильного транспорта, сокращения сверхнормативных простоев, своевременного отпуска мясных и молочных продуктов в торговую сеть в технологическом цехе созданы комплексные сменные бригады, в состав которых включены грузчики, кладовщики, ветеринарные врачи, товароведы, сменные инженеры. Однако до сих пор не решена еще сложная проблема материального стимулирования труда ИТР и материально ответственных , работников, вхо- УДК 658.26.004.183:62-68 ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В ХОЛОДОПОТРЕБЛЯЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВАХ Б. Н. КОГАН Источником тепловой энергии на таких предприятиях, как холодильники, фабрики мороженого, мясокомбинаты и т. д., могут быть теплоносители со сравнительно низкой температурой. Это открывает перспективу для использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) на различных пищевых производствах, потребляющих холод. В настоящее время ВЭР от работающей холодильной установки на этих предприятиях, по существу, не используют. Такое положение объясняется рядом причин, к числу которых следует отнести: несовпадение сезонности тепловых и холодильных нагрузок; отсутствие практически целесообразных, простых и надежных проектных решений; цикличность работы холодильной установки и частое несовпадение в течение суток холодильных и тепловых нагрузок. Единственным источником ВЭР при работе холодильной установки является тепло компримирования. Сжа- дящих в эти бригады. Им продолжают выплачивать ежемесячно премию за выполнение плана оптового товарооборота и прибыли — основного показателя работы хладокомбината. Сейчас продумывается единая система оценки вклада в успех работы бригады всех ее членов. Опыт работы бригад нового типа на хладокомбинате № 8 еще небольшой, нет пока рекордов в этих бригадах, но уже сейчас видно, что создание их позволило поднять на новую качественную ступень уровень производства на каждом участке, укрепить трудовую дисциплину. тый в компрессоре пар отдает промежуточному теплоносителю — воде — тепло сначала при снятии перегрева, а затем в процессе конденсации. Поскольку в крупных холодильных установках пищевых производств в качестве хладагента, как правило, применяют аммиак, теплоноситель (вода) имеет весьма невысокий тепловой потенциал — в пределах 30—35 °С. Тепло более высокого потенциала может быть получено только при снятии перегрева паров аммиака. Однако при установке винтовых компрессоров, которые получают все более широкое распространение на всех холодопотреб- ляющих пищевых производствах, температура нагнетания паров аммиака невелика из-за охлаждения их смазочным маслом. Она всегда несколько ниже, чем температура пара при адиабатном сжатии, и не превышает примерно 100 °С. В этом случае теплоноситель, который используют для технологических нужд, может быть нагрет за счет охлаждения перегретых паров аммиака максимально до температуры 60—65 °С, а количество отведенного от хладагента тепла при этом составит около 7 % от его общего количества, получаемого в процессе конденсации паров аммиака при работе холодильной установки. Нагреть же теплоноситель до температуры 90 °С для подачи его непо- За экономию топливно-энергетических ресурсов 8
средственно в систему отопления, без дополнительного подогрева от теплофикационной сети, не представляется возможным при использовании тепла компримирования аммиачных винтовых холодильных машин. Каковы же направления по применению тепла сжатия холодильных компрессоров на пищевых цроизвод- ствах? Прежде всего его можно круглогодично использовать для нагрева теплоносителя, циркулирующего по трубам, уложенным под полом камер хранения холодильника предприятия, в целях предотвращения пучения грунта. Конструктивное и схемное решения установки для нагрева, например, водного раствора этиленгликоля, циркулирующего в системе обогрева грунта, зависит от типа холодильных машин, которыми оснащено холодопотребляю- щее предприятие. Если холодильная установка укомплектована поршневыми компрессорами, работающими с максимальной температурой нагнетания 130 °С, теплоноситель следует нагревать в специальном аммиачном теплообменнике, куда поступают перегретые пары из поршневых компрессоров. Такое решение диктуется также и тем обстоятельством, что для конденсации паров аммиака в последние годы широко применяют испарительные конденсаторы, и отбор тепла компримирования другим способом не представляется возможным. В зимний период при недостаточном количестве тепла перегретых паров температуру теплоносителя до заданных параметров повышают в водо- водяном теплообменнике, в который подается горячая вода из системы отопления. При оборудовании холодильной установки винтовыми агрегатами наиболее целесообразно использовать для нагрева теплоносителя часть тепла сжатия, а также тепло от механической работы винтового компрессора, которые отводятся от масла водой в маслоохладителях винтовых компрессоров. Вода с температурой 25—30 °С после маслоохладителей поступает в специальный теплообменник-смеситель, в котором она нагревает циркулирующий в системе обогрева грунта водный раствор этиленгликоля (рис. 1, а). При недостаточном количестве тепла в зимнее время в теплообменник- смеситель подают воду из системы теплоснабжения, в нем она смешивается с циркулирующей по замкнутому контуру водой системы оборотного водоснабжения холодильной установки. Охлажденная вода сливается в емкостный резервуар и используется для пополнения системы оборотного водоснабжения. Теплообменник-смеситель не сложен по конструкции и работает при давлении не свыше 0,6 МПа. Для распределительных холодильников емкостью 3000 и 5000 т тепловая нагрузка и требуемая поверхность теплообменника-смесителя для нагрева водного раствора этиленгликоля, циркулирующего под полом низкотемпературных камер, составят соответственно 37 и 53 кВт и 2,8 и 4,0 м2 при расчетной температуре воды, используемой для нагрева этиленгликоля, 25—30 °С и его температурах на входе и выходе теплообменника 4 и 8 °С. За счет сбива тепла перегретых паров аммиака может быть получен вода из системы теплоснабжения Вода от оборотной системы ъ_г Охлажденный Нагретый бодный растбор йодный растбар этиленгликоля этиленглиноля а Рис. 1. Схема подключения теплообменников для нагрева теплоносителей теплом компримирования: К конденсатору теплоносителя Вход теплоносителя 6 резервуар системы а — с теплообменником-смесителем: / — теплообменник-смеситель; 2 оборотного водоснабжения; б — с водоаммиачным теплообменником: 3 — компрессорный агрегат типа А-110-7-1; 4 — водоаммиач- ный теплообменник 9
теплоноситель (вода) с температурой 60 °С, используемый для различных технологических нужд. Например, холодильная установка холодопроизводи- тельностью 600 кВт при температуре кипения /0=—40 °С и конденсации /К = 35°С обеспечит нагрев ~ 1,5 м3/ч воды от 20 до 60 °С в специальном теплообменнике, где хладагент охлаждается от 100 до 65 °С (рис. 1,6). Известно, что на многих пищевых производствах одновременно используют холод и тепло. Так, например, на фабрике мороженого требуется охлаждать смесь мороженого рассолом с температурой —6-1—7 °С. При этом смесь сначала охлаждается в водяных трубчатых охладителях водопроводной водой. Вода нагревается примерно на 15 °С, затем догревается до 60 °С в бойлере, подключенном к сети центрального теплоснабжения, накапливается в баках-аккумуляторах, из которых поступает для использования на различные технологические нужды предприятия. Продолжительность и период подачи рассола в теплообменники совпадает со временем охлаждения смеси водой. На фабрике мороженого мощностью 8—10 т в смену расход холода на охлаждение рассола составляет около 185 кВт, а количество тепла, необходимое для нагрева воды, используемой на технологические нужды,— 250-f- 4-290 кВт. В этом случае представляется целесообразным осуществлять комплексное производство тепла и холода, которое позволит: утилизировать тепловым насосом потери, неизбежные в цикле холодильной машины; за счет работы холодильной машины получать постоянный источник тепла. В настоящее время при проектировании фабрик мороженого для охлаждения рассола в машинном отделении предусматривают два агрегата типа А-110-7-1 или один типа А-220-7-1, соответствующий аммиачный испаритель и рассольные насосы. Московский завод холодильного машиностроения «Компрессор» рекомендует использовать для работы по циклу теплового насоса компрессоры типа П110 и П220 в сочетании с исп рительно-конденсаторными агрегатами АИК-400 или АИК-900, а в качестве хладагента применять R12. При осуществлении теплонасосного цикла этот хладагент обеспечивает умеренное рабочее давление конденсации, допустимые разности давлений на поршень и приемлемое соотношение давлений всасывания и нагнетания. Для нагрева воды, поступающей на технологические нужды, до 60 °С температура конденсации на высокой стороне теплового насоса должна быть равна 65 °С, а температура кипения R12, при которой охлаждается рассол,— 10 °С. В этом случае отношение давлений конденсации и кипения рк/р0<8, а их разность рк—ро < 15. Холодопроизво- дительность агрегата типа А-110-2-1 (R12) составляет около 93 кВт, тепло- производительность теплового насоса — 130 кВт. Коэффициент преобразования установки Af = 3,6. Следовательно, чтобы получить температуру кипения —10 °С, на фабрике мороженого мощностью 8—Ют в смену достаточно установить два агрегата типа А-110-2-1 в сочетании с испа- рительно-конденсаторным агрегатом типа АИК-400, работающих по схеме теплового насоса (рис. 2). Такая установка дает возможность одновременно получать тепло и холод, так как отношение требуемых количеств их для предприятия близко к отношению теплопроизводительности теплонасосного цикла и его холодопроиз- водительности. Технико-экономические показатели работы холодильной установки с аммиачными компрессорами (первый вариант) или фреоновыми (второй вариант) при температуре кипения — 10 °С для фабрики мороженого мощностью 8—10 т в смену представлены в таблице. /Зч>- ТеплоситеЖ > для нагреда -Г1'г Нагретый теплоноситель к потребителям Рис. 2. Схема теплонасосной установки: / — испаритель; 2 — регенеративный теплообменник; 3 — компрессорный агрегат типа А-110-2-1; 4 — конденсатор; 5 бак-аккумулятор; 6 — теплообменник (во- дофреоновый) (псз. I, 2, 4 относятся к агрегату АИК-400) 10
Показатели Количество устанавливаемых агрегатов типа А-110-7-1 типа А-110-2-1 Мощность, потребляемая электродвигателями компрессоров, кВт Суточный расход электроэнергии при выработке холода (исходя из продолжительности работы компрессоров в среднем 16 ч в сутки), кВт • ч Расход тепла, вырабатываемого холодильными агрегатами для нагрева теплоносителя до температуры 60 °С, кВт (Гкал/ч) Первый вариант (обычный цикл) 2 60 960 Второй вариант (цикл теплового насоса) 2 100 1600 256 @,22) Стоимость оборудования в обоих сопоставимых вариантах примерно одинакова, поэтому в расчете экономической эффективности ее не учитывали. Из анализа таблицы следует: перерасход электроэнергии при работе холодильной установки по циклу теплового насоса составляет 640 кВт в сутки, а стоимость ее при отпускной цене за 1 кВт, равной 0,03 руб. (для Москвы) — Si = 19,2 руб/сут; суточное количество выработанного агрегатами А-110-2-1 тепла составляет 3,5 Гкал D100 кВт -ч). Отпускная цена 1 Гкал тепла — 11 руб. (для Москвы). Следовательно, стоимость выработанного установкой тепла — S2 = 37руб/сут. При продолжительности работы фабрики мороженого в среднем в течение 220 дней в году экономический эффект от использования установки, | одновременно производящей тепло и хо- - лод, равен: 5= (S2—5,J20 = 3900 руб/год. В соответствии с комментариями к «Правилам устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок» допускается размещение фреоновых холодильных машин, работающих по циклу тепловых насосов, в помещениях аммиачных холодильных установок при условии, что все электрооборудование и приборы автоматики фреоновых машин соответствуют требованиям, предъявляемым к помещениям класса взрывоопасно- сти В-16. Полученный экономический эффект от применения холодильной установки, вырабатывающей одновременно тепло и холод, для фабрики мороженого подтверждает целесообразность использования подобных установок и на других холодопотребляющих пищевых производствах. УДК 621.577:658.26.004.183 ПУТИ СОКРАЩЕНИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА ЧАЙНЫХ ФАБРИКАХ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ПРИМЕНЕНИИ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК Канд. техн. наук О. Ш. ВЕЗИРИШВИЛИ Комплексное теплохладоснабжение чайных фабрик с применением тепло- насосных установок (ТНУ) является перспективным и экономически эффективным направлением * при решении проблем рационального использования топливно-энергетических ресурсов, повышения качества продукции и сокращения потерь пищевых продуктов. Конкретная реализация общих закономерностей развития комплексного теплохладоснабжения на базе ТНУ осуществляется на чайных фабриках. На чайных фабриках одновременно используют тепло для технологических процессов завяливания C8—40 °С), подсушки F0 °С), сушки A00 °С) и холод для технологического кондиционирования воздуха в цехах и холодильного хранения сырья при 3,5 °С [3]. Обязательное условие производства высококачественного чая — строгое соблюдение оптимальных температур- но-влажностных режимов при переработке листа. Для обеспечения нормального протекания биохимических процессов необходимо точно поддерживать оптимальные параметры воздуха в цехах. В настоящее время на действующих чайных фабриках отсутствует кондиционирование воздуха и лишь в рол- лерно-ферментационном цехе искусственно увлажняют внутренний воздух. Для процессов завяливания, подсушки и сушки воздух до указанных температур подогревается в малоэкономичных Количество устанавливаемых агрегатов типа А-110-7-1 типа А-110-2-1 Мощность, потребляемая электродвигателями компрессоров, кВт Суточный расход электроэнергии при выработке холода (исходя из продолжительности работы компрессоров в среднем 16 ч в сутки), кВт • ч Расход тепла, вырабатываемого холодильными агрегатами для нагрева теплоносителя до температуры 60 °С, кВт (Гкал/ч) 2 60 960 2 100 1600 256 @,22) 11
огневых калориферах, отапливаемых мазутом. В них практически нельзя регулировать температуру и влажность нагреваемого воздуха. Это вызывает пересыхание листа, причем теряется значительное количество растворимого танина. Без кондиционирования возду ха трудно обеспечить оптимальный температурно-влажностный режим в це хах, что также приводит к ухудшению качества продукции. Отсутствие холодильных камер для хранения чайного листа на фабриках при большой сезонности поступления сырья вызывает необходимость повышения мощности фабрик в 3 раза против их среднесезонной производительности, что значительно удорожает их строительство и эксплуатацию. Неравномерная загрузка чайных фабрик повышает удельный расход энергии, затрудняет организацию труда производстве и удорожает готовую продукцию. Все вышесказанное свидетельствует необходимости разработки внедрения рациональных систем теплохла- доснабжения чайных фабрик. Эта актуальная проблема может быть решена с наименьшими затратами путем комп-* лексного использования ТНУ. Принципиальная технологическая схема комплексного применения ТНУ для теплоснабжения чаезавялочного агрегата и хладоснабжения холодильной камеры, осуществленная на Губской чайной фабрике, представлена на рис. 1. Рассол, охлажденный до —3 °С в испарителе ТНУ, направляется в воздухоохладители конвейерного чаехрани- лища, в котором охлаждается и хранится зеленый чайный лист. Вода в конденсаторе, воспринимая тепло от конденсирующегося хладагента R 2, нагревается до 45 °С и, циркулируя в воздухонагревателе, повышает до 38—40 °С температуру воздуха, который используется для завяливания чайного листа. В качестве ТНУ использована холодильная машина ХМ-22ФУУ400/ . Эффективность указанной схемы определена эксергетическим КПД, который для рабочего режима оказался равным 0,63 Комплексная ТНУ, проверенная в условиях промышленной эксплуатации на Губской чайной фабрике, имела высокие технологические и экономические показатели 2]. частности, потери сухих веществ был снижены в 5 раз, качество продукции повысилось на 13—15 %, расход энергоресурсов при комплексном теплохладо- снабжении от ТНУ уменьшился в 4— 5 раз по сравнению с расходом энергоресурсов при раздельном получении тепла и холода. Принципиальная технологическая схема ТНУ для теплоснабжения чае- завялочно-фиксационного комбинированного агрегата (ЧЗФКА), используемого для подсушки чайного листа, и технологически-комфортной системы кондиционирования воздуха СКВ) в цехах фабрики показана на рис. 2. БО°С tH =90°C Рис. 1. Принципиальная технологическая схема комплексного применения ТНУ для теплоснабжения чаезавялочного агрегата и хладоснабжения холодильной камеры: / — воздухонагреватель; 2 — конвейерное чаехранили- ще; 3 — конденсатор КФ-130; 4 — испаритель ИФ-200; 5 — компрессор АК.-ФУУ400/1; 6 — воздухоохладитель На технологичЕСка- комсрортное СКВ Рис. 2. Принци- 1 пиальная технологическая схема ТНУ {а) для теплоснабжения ЧЗФКА и технологически- комфортной СКВ и процессы в I, d- диаграмме (б): 1 — вентилятор; 2 — ЧЗФКА; 3 — воздухонагреватель КТЦ-63; 4 — конденсатор КФ- 130; 5 — компрессор АК-ФУУ400/1; 6 — испаритель ИФ-200; 7 — воздухоохладитель КТЦ- 63; 8 — вентилятор СКВ; 9 - РВ U „
В ТНУ вода, являющаяся промежуточным теплоносителем, воспринимая в конденсаторе тепло от конденсирующегося хладагента, нагревается до 70 °С, и, циркулируя в воздухонагревателе, повышает температуру воздуха до 60 °С. Нагретый воздух поступает в ЧЗФКА и подсушивает чайный лист при производстве зеленого чая. Выходящий из ЧЗФКА отработанный влажный воздух с температурой 30 °С проходит через воздухоохладитель, в котором охлаждается до 22 °С, отдавая тепло воде, направляемой в испаритель ТНУ. Воздух с температурой 22 °С и ф = 65 % поступает в цехи фабрики и используется для технологически- комфортного кондиционирования. Часть этого воздуха подается в роллерно-ферментационный цех, в котором имеется доувлажнитель- ная система, и процесс в цехе проходит в соответствии с показанным на рис. 2, б. Вследствие этого достигаются требуемые оптимальные технологические параметры воздуха / = 21 °С, ф = 98 %. Другая часть воздуха направляется в цехи фабрики, где происходит ассимиляция тепла, при этом устанавливаются параметры воздуха / = 24 °С, Ф=60%. Теоретические и экспериментальные исследования доказали эффективность применения в качестве хладагента указанной ТНУ смеси R12 и R142 для получения горячей воды с температурой до 70 °С при температуре кипения 10 °С. Эффективность комбинированного цикла характеризуется эксергетиче- ским КПД, равным в рабочем режиме 0,6. Экспериментальные исследования технологически-комфортной системы кондиционирования воздуха (СКВ), действующей на базе «отбросного» холода рассматриваемой ТНУ, показали преимущество предложенной схе- I мы. Экспериментально подтверждено, что в случае использования указанной схемы, отпадает необходимость в холодильных машинах и кондиционерах, поскольку параметры воздуха, охлажденного в воздухоохладителе ТНУ, полностью соответствуют как технологическим, так и комфортным требованиям. Таким образом, при комплексном использовании ТНУ без дополнительных затрат решается проблема создания технологически-комфортной СКВ цехах фабрики [1]. j W5°G Рис. 3. Принципиальная технологическая схема ТНУ для теплоснабжения процесса сушки чайного листа: / — калорифер КТЦ-31; 2 — электрокалорифер СФО-160; 3 — вентилятор; 4 — чаесушильная печь; 5 — вентилятор отработанного воздуха; 6 — воздухоохладитель КТЦ- 31; 7 — испаритель ИФ-400; 8 — РВ; 9 — конденсатор КФ-260; 10 — компрессор АК-ФУУ400/2 Опыт эксплуатации ТНУ, действующей на Самтредской чайной фабрике, показал, что работа предложенной СКВ обеспечила увеличение содержания в чае танина на 18—23 и экстрактных веществ на 2—5 %, т. е. обусловила значительное повышение качества продукции. Расход энергоресурсов при комплексном использовании ТНУ снизился в 3 раза по сравнению с их расходом при раздельном получении тепла и холода [1 ]. На рис. 3 приведена принципиальная технологическая схема ТНУ для сушки чайного листа, работающей на хладагенте R142. Воздух нагревается до температуры 85 °С в калорифере в результате теплообмена с водой, имеющей температуру 90 °С, затем в электрокалорифере до температуры 105 °С и поступает в чаесушильную печь. Отработанный влажный воздух при температуре 55 °С проходит через воздухоохладитель, в котором охлаждается до 35 °С, при этом из воздуха отводится влага. Длительная эксплуатация ТНУ доказала возможность и технико-экономическую эффективность их создания на базе отечественных серийных паро- компрессионных агрегатов, работающих на R142, и использования для получения горячей воды с температурой 90 °С. Благодаря этому открываются перспективы широкого применения ТНУ в системах промышленных потребителей взамен традиционных топливных котельных или огневых калориферов. Применение ТНУ позволяет разработать оптимальные технологические ре жимы, обеспечивающие как повышение 13
качества продукции, так и достижение благоприятных энергетических показателей. Автором предложено сушить чайный лист при повышенных влагосодер- жаниях теплоносителя — воздуха. Это приводит к возрастанию степени равномерности сушки, предотвращению пересыхания чайного листа и сркращению на 11 —13% потерь растворимого танина. Опыт эксплуатации показал преимущество разработанной системы теплоснабжения от ТНУ. Экономия энергоресурсов при ее использовании, по сравнению с использованием существующей системы теплоснабжения, составила 0,65—0,67 т усл. топлива на каждую тонну продукции. Длительные экспериментальные исследования в производственных условиях показали, что внедрение разработанной системы комплексного теплохладо- снабжения от ТНУ значительно меняет масштабы и структуру энергопотребления чайных фабрик. В таблице приведены удельные расходы топлива и электроэнергии на 1 т готовой продукции при существующей и разработанной теплонасосной схемах теплохладоснабжения. Технологические процессы Завяливание и подсушка Сушка Технологическое кондиционирование Прочие Итого Существующая Топливо, т усл. топлива 0,54 0,66 — — 1,2 Элек- тро- энер- гия, МВт • ч — 0,4 0,8 1,2 схема Всего ресурсов*, МВт • ч 1,5 1,8 0,4 0,8 4,5 работанная схема Элек- тро- энер- гия, МВт • ч 0,55 1,25 — 0,8 2,6 * При сопоставлении принимали, что на выработку 1 МВт • ч расходуется 0,36 т усл. топлива Из таблицы следует, что при переходе на разработанную схему комплексного теплохладоснабжения от ТНУ значительно возрастает уровень электрификации производства чая, а расход жидкого топлива полностью прекращается. При переводе всех чайных фабрик на теплонасосное теплохладоснабжение суммарная годовая экономия топлива составит свыше 100 тыс. т мазута. Ввиду того, что чайные фабрики работают сезонно (май—сентябрь), когда в энергосистеме Грузии превалирует сезонная энергия ГЭС, чайные фабрики, оборудованные ТНУ, явятся потребителями—регуляторами этой энергии. Технико-экономическую эффективность применения ТНУ определяли при сравнении следующих вариантов: I — теплоснабжение от огневых калориферов, хладоснабжение от холодильных машин; II — теплоснабжение от электрокалориферов, хладоснабжение от холодильных машин; III — теплоснабжение от топливных котельных, хладоснабжение от холодильных машин; IV — комплексное теплохладоснабжение от ТНУ. Результаты технико- экономического сопоставления вариантов на примере типовой чайной фабрики (производительностью 1000 т продукции в год) приведены ниже (в числителе указаны замыкающие затраты при стоимости 1 т усл. топлива 45 руб., в знаменателе — 68 руб.; для вариантов II и IV замыкающие затраты на электроэнергию составляют 18,6 руб/ /МВт • ч). Варианты I II III IV 208,2 1ЛЛ„ 189,8 %пл л Приведенные затраты, т^ГТГ 199,7 161,4 тыс. руб. ^5'У 2Ш'5 Из представленных данных видно, что по приведенным затратам вариант с использованием ТНУ является наиболее эффективным. Следует отметить, что в этих расчетах не учтена эффективность применения ТНУ, связанная с улучшением качества чая, которая была определена Грузгипропищепромом в размере 118,7 тыс. руб/ год. Перевод на теплонасосное теплохладоснабжение от ТНУ всех фабрик даст годовую % прибыль свыше 10 млн. руб. Как показывает опыт эксплуатации ТНУ, внедрение систем комплексного теплонасосного теплохладоснабжения является особенно эффективным, так как позволяет: отказаться от использования жидкого топлива, заменив его сезонной энергией ГЭС; обеспечить строгое соблюдение оптимальных технологических параметров и, тем самым, значительно повысить качество выпускаемой продукции; 14
наряду с теплом получить холод и организовать хранение сырья без снижения его качества, тем самым значительно повысить коэффициент использования производственных мощностей фабрики; осуществить технологически-комфортное кондиционирование воздуха в цехах фабрики в целях создания благоприятных предпосылок для повышения качества продукции, а также улучшения санитарно-гигиенических условий и тем самым повышения производительности труда; значительно повысить уровень электрификации при минимуме народнохозяйственных затрат. Обобщение опыта внедрения ТНУ на чайной фабрике позволило поставить на реальную основу проблему перевода на теплонасосное теплохладоснабжение и других объектов пищевой промышленности (винодельческие заводы, Молочные комбинаты, птицефабрики и др.). Список использованной литературы 1. Везиришвили О. Ш. Экспериментальное исследование теплонасосной установки, работающей на смеси R12 и R142.— Холодильная техника, 1980, № 8, с. 7—10. 2. Гомелаури В. И., Вез и р и ш вил и О. Ш. Эффективность холодильного хранения чайного листа на фабриках с теплонасосным тепло- хладоснабжением.— Холодильная техника, 1980, № 2, с. 6—9. 3. Гомелаури В. И., Рати а ни Г. В. Применение тепловых насосов на чайных фабриках.— Холодильная техника, 1958, № 4, с. 45—48. УДК 629.123.44:621.514.5.004.18 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК С ОТБОРОМ ПАРА .ВИНТОВЫМИ КОМПРЕССОРАМИ 11РИ ПРОМЕЖУТОЧНОМ ДАВЛЕНИИ Канд. техн. наук А. Г. ИОНОВ, канд. техн. наук В. Л. КОНОВАЛОВ, Н. А. СМЕЛ КОВ Большинство современных крупнотоннажных рефрижераторных судов отечественного рыбопромыслового флота оборудовано холодильными установками с винтовыми компрессорами. Широкое распространение получают установки, работающие по схеме с отбором пара при промежуточном давлении. Эффективность применения подобных схем неоднократно обсуждалась в периодической печати [1, 3, 4], а положительные результаты испытаний холодильных установок, работающих по таким схемам [2], послужили основанием для их использования на серийных судах-рефрижераторах. Существуют две основные схемы работы винтового компрессора с отбором пара при промежуточном давлении [4] : с переохлаждением жидкости высокого давления перед регулирующим вентилем в теплообменнике- переохладителе и с двухступенчатым дросселированием хладагента (включает промежуточный сосуд). В судовых холодильных установках применяют первую схему, хотя она энергетически менее выгодна, чем вторая, так как конечная температура переохлаждения жидкости в теплообменнике-переохладителе на 3—5 °С выше, чем температура насыщенной жидкости после промежуточного сосуда. Однако в связи с большой протяженностью трубопроводов и разветвлен- ностью системы судовой холодильной установки, обусловливающей значительное гидравлическое сопротивление, а также с необходимостью поддержания постоянного давления перед терморегул ирующи ми вентилями не менее 1 МПа для равномерного распределения хладагента по секциям воздухоохладителей морозильных аппаратов LBH и батарей грузовых трюмов схема с двухступенчатым дросселированием в судовых установках с винтовыми компрессорами распространения не получила. Впервые производственная холодильная установка, работающая по схеме с отбором пара при промежуточном давлении, внедрена на серийном судне-рефрижераторе — большом морозильном рыболовном супертраулере типа «И. Бочков» постройки ПНР. Особенностью этой холодильной установки является возможность ее работы как по схеме с отбором пара при промежуточном давлении из теплообменника- переохладителя («экономайзера»), так и по обычной одноступенчатой схеме. Это дает возможность сравнить параметры работы установок при различных режимах и определить, насколько эффективно применение схе- 15
Таблица 1 Холодильная установка I II III Винтовой компрессорный агрегат Марка, номер S3-900A/04, № 1, 2 S3-900/03, № 3 S3-900A/04, № 4 S3-900/04, № 5 Геометрическая степень сжатия 3,6 4,8 3,6 3,6 чество 2 1 1 1 Холодо- произво- дитель- ность, кВт 114 95 133 418 Установленная мощность двигателей, кВт 155 125 150 160 Температура кипения, °С —43 —40 —40 -10 Масса хладагента в системе, кг 2800 2600 1600 мы с отбором пара винтовыми компрессорами при промежуточном давлений. Производственный холодильный комплекс судов указанного типа состоит из трех отдельных холодильных установок с одноступенчатыми винтовыми компрессорными агрегатами, работающими на хладагенте R22 (табл. 1). Установка I предназначена для замораживания рыбы в конвейерном морозильном аппарате LBH-31,5 производительностью около 30 т в сутки при начальной температуре рыбы 10 °С и конечной в центре замороженного блока —25 °С; охлаждения воздуха в рыбомучном и консервном трюмах до 12 °С; охлаждения рыбной муки до 30—35 °С в шнековых транспортерах. Установка II служит для замораживания рыбы в двухсекционном плиточном морозильном аппарате типа ZPPmp (ПНР) паспортной производительностью 18 т в сутки; охлаждения воздуха в трюмах готовой мороженой продукции до —25ч—28 °С; охлаждения пресной воды для глазуровочного устройства. Назначение установки III — предварительное охлаждение рыбы в трех бункерах емкостью 20 м3, оснащенных змеевиковыми батареями из гладких стальных оцинкованных труб с непосредственным кипением в них R22. Винтовые компрессорные агрегаты № 1, 2, 4 производства народного предприятия «Кюльаутомат» (ГДР) работают по схеме одноступенчатого сжатия с отбором пара из экономайзера при промежуточном давлении. На рис. 1 изображена схема холодильной установки с винтовым компрессорным агрегатом № 4, экономайзером и плиточным морозильным аппаратом. Экономайзер 6 представляет собой кожухотрубный аппарат затопленного типа, в котором переохлаждается хладагент R22, поступающий в циркуляционный ресивер 2 плиточного морозильного аппарата 13. Постоянный уровень жидкого хладагента в экономайзере поддерживается с помощью регулятора уровня 5, связанного с соленоидным вентилем 7. Масло из экономайзера возвращается через соленоидный вентиль // и теплообменник 10. В теплообменнике 8 выпаривается масло из хладагента, часть которого (~5—7%) отбирается от нагнетательной линии насоса 12. Испарившийся в теплообменниках 8 и 10 хладагент поступает во всасывающий трубопровод винтового компрессорного агрегата /. Соленоидные вентили 7 и 11 связаны между собой, т. е. включаются от одного датчика уровня 5, что обеспечивает поступление смеси масла и R22 2 J\—«- } 9 z^^^jC^—^^Л т J_ Рис. 1. Схема холодильной установки судна «И. Бочков» с плиточным морозильным аппаратом: / — винтовой компрессорный агрегат S3-900A/04 № 4; 2 — циркуляционный ресивер; 3, 7, И — соленоидный вентиль; 4, 5 — регулятор уровня; 6 — экономайзер; 8, 10 — теплообменник для выпаривания масла; 9 — конденсатор; 12 — фреоновый насос; 13 — плиточный морозильный аппарат ZPPmp 16
Таблица 2 Показатели Температура хладагента, °С кипения в охлаждающих устройствах всасывания нагнетания промежуточного всасывания после экономайзера Давление хладагента, МПа кипения в экономайзере конденсации Работа с экономайзером компрессора агрегата М 1 Воздушный аппарат LBH-31,5 —44 —37 52 —29 —15ч—18 i o,i6 | 1,15 компрессора агрегата № 2 Плиточный аппарат ZPPmp —44 —31 60 —30 —5ч— 25 0,13-0,16 | 1,15 Работа без экономайзера компрессора агрегата № 1 Воздушный аппарат LBH-31,5 —41 —32 58 25 1,15 компрессора агрегата № 2. Плиточный аппарат ZPPmp —41 —29 66 25 1,15 в теплообменник 10 при понижении заданного уровня хладагента. Для защиты винтового компрессора от влажного хода на экономайзере установлен датчик регулятора уровня 4, который подает сигнал на остановку компрессора при превышении максимально допустимого уровня хладагента. На судне «Казань»A0-е судно типа «И. Бочков») Калининградской базы тралового флота в четвертом промысловом рейсе в районе Юго-Восточной части Тихого океана на основе полученных показателей в течение 129 сут был проведен анализ работы холодильного комплекса, определены рациональные режимы, исследована эффективность работы винтовых компрессоров по схеме с отбором пара из экономайзера при промежуточном давлении. Параметры работы холодильных установок фиксировали с интервалом в 60 мин при установившихся режимах. Эксплуатация холодильных установок показала, что экономайзеры целесообразно подключать после достижения винтовым компрессором 100 %-ной | производительности. Максимальная эф- * фективность экономайзера достигается при непрерывной его работе и правильном регулировании подачи жидкого R22 в межтрубное пространство, обеспечивающей максимально возможное переохлаждение R22 в трубах. В табл. 2 даны основные параметры работы холодильной установки с экономайзером и без него. Во время рейса обезглавленную потрошеную ставриду предварительно охлаждали в бункерах до 3—4 °С. После разделки и мойки ее температура повышалась до 10—11 °С. Затем рыбу замораживали в морозильных аппаратах до среднеконечной температуры в замороженном блоке —18-=- Ч—21 °С. Продолжительность замораживания в воздушном морозильном аппарате при работе с промежуточным отбором пара составляла примерно 175 мин (в обычных условиях 200 мин). Для плиточного аппарата продолжительность замораживания сократилась со 120 до 100 мин. Производительность морозильных аппаратов за 23 ч работы составила: воздушного 39,6 и плиточного 17,3 т. Суммарные энергетические затраты при работе компрессоров с экономайзером и без него приведены в табл. 3. Данные табл. 2 и 3 подтверждают теоретические расчеты [1], согласно которым при работе винтового компрессора по схеме с отбором пара при промежуточном давлении существенно увеличивается холодопроизво- дительность при незначительном повышении мощности, потребляемой компрессорами. Для переохлаждения хладагента R22, поступающего к регулирующим венти- Таблица3 Режим работы С экономайзером Без экономайзера Потребляемая мощность, кВт винтовыми компрессорами агрегатов № 1 140,3 122,8 № 2 119,0 122,6 № 3 111,3 115,6 № 4 134,7 122,6 сум- мар- 505,3 483,6 2 Холодильная техника № 3 17
лям морозильного аппарата LBH-31,5, оказывается вполне достаточной работа одного из двух экономайзеров, включенных схему, так как при работе обоих экономайзеров одновременно температура переохлаждения хладагента не понижалась ниже —18 °С, в то время как мощность, потребляемая компрессором, увеличивалась почти на 15 кВт Сравнительно широкий диапазон изменения температуры хладагента R22 после переохлаждения в экономайзере, полученный для винтового компрессорного агрегата № 2, объясняется что циркуляционный ресивер хладагент поступает не равномерно, циклично, в зависимости от того, открыт или закрыт соленоидный вентиль 3 ). Интересны также схемы холодиль- установок, в которых винтовые компрессоры работают циклу двухступенчатого сжатия с отбором пара при промежуточном давлении. Эти схемы применены на серийных судах типа «Орленок» и «Цефей», построенных для СССР в ГДР. На рис. 2 изображена схема комбинированной холодильной установки судна типа «Орленок» с роторным плиточным морозильным аппаратом FGP-25 воздухоохладителем, установленным в грузовом трюме. Холодильная установка работает по циклу двухступенчатого сжатия с отбором пара при промежуточном давлении как ступенью низкого давления с теплообменником выпаривания масла, так ступенью высокого давления с экономайзером 7 и воздухоохладителем 5 грузового трюма. Жидкость после конденсатора и линейного ресивера переохлаждается последовательно в три этапа: в межтрубном пространстве экономайзера до температуры —5-.— °С, теплообменнике 13 выпаривания масла и регенеративном теплообменнике 2 —25ч—35 °С. Промежуточное охлаждение перегретого после компрессорного агрегата сг низкого давления происходит смешивания его с сухим насыщенным из экономайзера 14. Жидкость теплообменнике 13 переохлаждается результате регенеративного теплообмена с частью жидкости, отбираемой со стороны нагнетания 10 с целью непрерывного возврата масла из циркуляционного ресивера 11 во всасывающую полость винтового компрессорного агрегата 3. Пар из экономайзера 7, в котором жидкость, поступающая к регулирующим вентилям воздухоохладителей 5 грузового трюма, переохлаждается до —10ч- —15 °С, отсасывается при промежуточном давлении винтовым компрессором агрегата 4У либо компрессором агрегата ступени высокого давления 2, в зависимости от нагрузки на то или иное охлаждающее устройство. На рис. 3 изображена схема комбинированной холодильной установки ЩЖЗш Рис. 2. Схема комбинированной холодильной установки судна типа «Орленок» с роторным морозильным аппаратом и воздухоохладителем, установленным в грузовом трюме: / — конденсатор; 2 — винторой компрессорный агрегат высокого давления S3-315A; 3 — винтовой компрессорный агрегат низкого давления S3-900A; 4 — винтовой компрессорный агрегат S3-315A; 5 — воздухоохладитель грузового трюма; 6 — ручной регулирующий вентиль; 7, 14 — экономайзер; 8 — соленоидный вентиль; 9 — роторный плиточный морозильный аппарат FGP-25; 10 — фреоновый насос; // — циркуляционный ресивер; 12 — регенеративный теплообменник; 13 — теплообменник выпаривания масла 10 J 10 3 Рис. 3. Схема комбинированной холодильной установки судна типа «Цефей»: / — морозильный аппарат LBH-31,5; 2 ~ воздухоохладитель грузовых трюмов; 3 — регулирующий вентиль; 4 — винтовой компрессорный агрегат высокого давления S3-900A; 5 — винтовой компрессорный агрегат низкого давления S3-1800A; 6 — винтовой компрессорный агрегат низкого давления S3-900A; 7 — конденсатор; 8, 9 *_ экономайзер; 10 — соленоидный вентиль 18
судна типа «Цефей», которая может работать по циклам как одноступенчатого, так и двухступенчатого сжатия. При работе по циклу одноступенчатого сжатия, который является основным, поток жидкого хладагента после конденсатора 7 и линейного ресивера переохлаждается в экономайзере 8 до 8—12 °С, а затем в экономайзере 9 до —8-^ —12 °С. Пар из экономайзера 9 отсасывается одним из компрессоров агрегата ступени низкого давления, а пар из экономайзера 8 — компрессором агрегата ступени высокого давления. Схемой предусмотрен отбор пара из экономайзера 9 при давлении всасывания компрессора агрегата 4. При работе по циклу одноступенчатого сжатия пар из обоих экономайзеров отсасывается при промежуточном давлении любым из трех компрессоров. Особенностью конструкции экономайзеров холодильных установок судов типа «Орленок» и «Цефей», в отличие от установки судна «И. Бочков»,является то, что основной поток жидкости переохлаждается в межтрубном пространстве, в то время как часть жидкости, поступающая через ТРВ и распределительное устройство в каждую трубку экономайзера, отсасывается компрессором при промежуточном давлении. Применение на этих судах экономайзеров с кипением хладагента в трубках существенно упрощает схему установки, позволяет избавиться от монтажа датчиков уровня на экономайзерах, упростить электрическую схему и систему автоматического регулирования винтовых компрессоров, обеспечивает стабильный возврат масла в компрессоры, что способствует надежной эксплуатации установки в целом. Анализ работы рассматриваемых холодильных установок с винтовыми ком- 1прессорами на промысловых судах дает основание считать, что применение схем с отбором пара при промежуточном давлении позволяет увеличить хо- лодопроизводительность установок, улучшить их энергетические и технико-экономические показатели. Список использованной литературы 1. Анализ эффективности двухступенчатого дросселирования в схеме с одноступенчатым компрессором / А. В. Быков, И. М. Кал- нинь, Г. А. Канышев и др.— Холодильная техника, 1976, № 6, с. 10—14. 2. Ионов А. Г., Кан А. В. Особенности холодильного комплекса головного учебно- промыслового судна «Призвание».— Холодильная техника, 1979, № 10, с. 31—35. 3. Калнинь И. М., Шварц А. И., Зискин Г. Ф. Холодильная система с винтовым компрессором и двухступенчатым дросселированием хладагента.— Холодильная техника, 1983, № 4, с. 7—9. 4. Повышение энергетической эффективности работы холодильных винтовых компрессоров / Д. Моземанн, В. Манн, А. Г. Ионов и др.— Холодильная техника, 1978, № 9, с. 11 — 13. УДК 621.175.49.004.15 ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ С ИСПАРИТЕЛЬНОЙ СТУПЕНЬЮ ВОЗДУШНОГО КОНДЕНСАТОРА Канд. техн. наук А. В. ДОРОШЕНКО, B. Б. ВИСТЯК, Г. С. АНТОНЕНКО, C. У. КИВЕНЗОР* Предварительное испарительное охлаждение воздуха на входе в воздушный конденсатор холодильной машины или иной аппарат воздушного охлаждения позволяет расширить температурные границы его использования, обеспечивая нормальную эксплуатацию машин или технологических линий в условиях жаркого сухого климата [1, 2]. Охлаждение впрыскиванием капельной влаги в набегающий воздушный поток малоэффективно и ненадежно. Попадание капель воды на ребра приводит к их быстрому разрушению, особенно в условиях химических производств [1]. Использование комбинированных систем с автономным тепло- массообменным аппаратом для обработки воздуха [1] усложняет схему и увеличивает энергозатраты (в связи с поворотами потоков в дополнительных воздуховодах). Авторами предложена испарительная ступень воздушного конденсатора (ИСВК), устанавливаемая непосредственно на входе воздуха в воздушный конденсатор и выполненная в виде по- перечноточного насадочного пакета (рис. 1) с сечением, равным сечению конденсатора, глубиной, не превышающей 200 мм, малой массой (до 15 кг) и незначительным сопротивлением движению воздушного потока E0 Па). * Р а б о т а выполнена под руководством д-ра техн. наук, проф. В. П. Алексеева — ОТИХП. 2* 19
Рис. 1. Испарительная ступень всюду шного конденса - тора: / *— камера водораспределения; 2 — поролоновые прокладки; 3 — водораспределитель; 4 — корпус; 5 — направление движения воды; 6 — установочная пластина камеры водораспределения; 7 — направление Движения воздуха; 8 — листы насадки; 9 — погружной насос; 10 — уровень воды в поддоне; // — поддон Использование насадочных листов с регулярной шероховатостью поверхности полностью предотвращает вынос капель на ребра и трубки конденсатора, обеспечивает равномерность распределения воды по поверхности листа, минимальные значения плотности орошения при высокой эффективности охлаждения. Листы 8 насадки размещены в прорезях установочной пластины 6 камеры водораспределения и поддона //, причем в камере водораспределения между листами уложены прокладки из поролона, плотно перекрывающие верхнее сечение пакета. Вода подается по водораспределителю 3 и равномерно растекается по поверхности листов. На- садочный лист изготовлен из алюминиевой фольги толщиной 0,3 мм, прошедшей двойную последовательную прокатку в вальцовочном станке. Геометрия листа: высота и шаг основного рифа 3,5 й 14 мм, вспомогательного рифа соответственно 0,5 и 14 мм. Основное рифление выполнено вертикальным, вдоль направления движения стекающей водяной пленки, вспомогательное — под углом 75 ° к основному. Вспомогательное рифление создает регулярную шероховатость, обеспечивая, наряду с интенсификацией теплообмена в пленке, равномерное распределение ее по всей поверхности листа и предотвращение продольного сноса в направлении движения воздушного потока. Число листов в ИСВК 46, величина эквивалентного диаметра d3 канала 22 мм, расстояние между листами насадки 7 мм, удельная поверхность насадки 175 м2/м3. Корпус 4 выполнен из алюминия. В отличие от эксплуатационных условий, когда ИСВК крепят в виде дополнительного навесного блока непосредственно на фланцевом разъеме воздушного конденсатора, во время испытаний (рис. 2) после нагревателя воздуха /, между ИСВК и воздушным конденсатором и после воздушного конденсатора были установлены воздуховоды 21 с участками замеров параметров воздуха. Для рециркуляции воды применили насос 20 ультратермостата УТ-15 19. Мощности, потребляемые во- доохлаждающей установкой 12, определяли с помощью измерительного комплекта К-505, расход воды — ротаметром PC-7 8, воздуха — трубкой Пито 2, параметры воздуха — термометрами с ценой деления 0,1 °С. Испытания проводили на серийной водоохлаждающей установке УВ-10, обслуживаемой компрессором марки КП-127 производства НРБ. ИСВК испытывали при работающей установке УВ-10 и при неработающей — в автономном режиме адиабатного испарительного охлаждения. Каждую опйтную точку снимали дважды: при включенном ИСВК (подача воды на орошение) и отключенном ИСВК. В обоих случаях воздух перед поступлением в воздушный конденсатор проходил через насадку ИСВК и, поскольку сопротивление последнего проходу воздуха при орошении и без него приблизительно одинаково, расход воздуха, обеспечиваемый вентилятором воздушного конденсатора, оставался неизменным. / 2 J *t56 7 8310 11 13 ft 15 16 17 18 IS 20 Рис. 2. Схема испытательного стенда: / — нагреватель воздуха; 2 — трубка Пито; 3, 4, 5; 9, 10, 11; 13, 14, 15 — участки замера параметров воздуха соответственно на входе в ИСВК; на входе и выходе из воздушного конденсатора; 6 — водораспределитель ИСВК; 7 — место замера температуры воды; 8 — ротаметр РС-7; 12 — водоохлаждающая установка УВ-10; 16 —автотрансформатор РНО-10; 17 — насадочная часть ИСВК; 18 — поддон. ИСВК; 19 — ультратермостат УТ-15; 20 — насос; 21 — воздуховод 20
Опыты проводили при температуре воздуха на входе в ИСВК *в1 « « 25-^50 °С, плотности орошения q = 1 ч-7 м3/ (м2 • ч), соотношении потоков В=0,05-т-0,2, скорости воздуха в каналах насадки wB =3,5 м/с, относительной влажности <р=12-=-36% при работающих установке УВ-10 и ИСВК. Предварительное исследование процесса адиабатного охлаждения воздуха на лабораторном стенде при скорости воздуха шэ =3,04-4,0 м/с и плотности орошения qw=9 м3/ (м2 • ч) показало, что повышение относительной влажности от 10 до 60 % приводит к небольшому уменьшению эффектив- й ности ИСВК: где ?А — эффективность ИСВК; * *в2> *м — температура соответственно воздуха на выходе из ИСВК и по влажному термометру. Так, при (р=11 % величина ?А = =0,655, а при ф=61 % — 0,612. Сделанные выводы позволили сократить объем испытаний. Результаты исследования процессов, протекающих в ИСВК, представлены на рис таблице. ' В опытно-промышленном образце ИСВК процесс охлаждения воздуха проходил при незначительном отклоне- рабочих УВ-10 и 3, 4 и в й0,квт(ккал/ч) 16,28 , Шоо)\ f5t12 A3000)\ « 20 30 W t6t,°C Рис. 3. Зависимость холодопроизводительности Q0 от температуры воздуха на входе в ИСВК*В|: О — УВ-10 работает без ИСВК; • — УВ-10 работает с ИСВК NHtHBm 8,0 5,0 J^\ 20 JO w 50t6l;c Рис. 4. Зависимость потребляемой мощности NK от температуры воздуха на входе в ИСВК *В1 (обозначения см. рис. 3). Номер опыта 1 * 1 3* 4* 5** 6** Температура воздушного потока, °С Вход в ИСВК По сухому термометру 24,4 30,2 35,2 39,5 45,0 49,8 По влажному термометру 15,0 16,8 18,3 19,8 21,7 24,4 Вход в конденсатор По сухому термометру 24,8 22,0 30,0 24,8 35,1 26,7 40,1 29,6 31,5 35,5 По влажному термометру 15,0 14,8 16,8 16,6 18,3 18,3 20,0 19,7 21,3 24,5 Выход из конденсатора По сухому термометру 38,4 35,9 43,0 38,8 49,5 40,8 54,4 42,5 43,9 49,4 По влажному термометру 15,6 19,2 21,0 20,9 24,8 21,8 23J* 24,3 26,8 Параметры рециркулирующей воды пература, °С 7б\0 205 21,9 24,6 Расход, кг/с 0,150 0,175 0,175 0,175 0,175 0,175 Подпитка, кг/с. 102 0,139 0,167 0,222 0,250 0,278 0,333 Рабочие параметры компрессора Давление денсации, МПа 1,02 0,97 1,12 1,03 1,31 1,07 1,45 1,18 1,20 1,30 пература денсации, °С 45,8 44,0 49,3 46,1 55,7 47,7 60,1 51,4 52,4 55,6 Расход OX- J лаж- дае- мой воды, кг/с 1 1,622 1,622 1,601 1,613 1,605 1,613 t,613 1,617 1,611 Холоде- ! про- изво- ди- тель- ность, кВт 16,30 17,11 15,42 16,54 14,78 16,21 14,18 115,60 15,23 14,84 ребляв^ мая мощность, кВт 5,2 5,0 5,55 5,20 6,05 538 6,50 I 5,55 5,6 г Примечания. 1. * В числителе указаны параметры работы УВ-10 без ИСВК, в знаменателе — с ИСВК. 2. ** Приведены параметры работы УВ-10 с ИСВК. 3. Значения мощности, потребляемой УВ-10 с ИСВК, указаны с учетом дополнительных затрат на привод насоса. 21
нии от изоэнтальпы, а в воздушном конденсаторе — при неизменном влаго- содержании воздушного потока, что подтверждает отсутствие попадания капельной влаги на его рабочую поверхность. В результате испытания установлено следующее: при /в1 > 40 °С температуры воздуха перед ИСВК и после воздушного конденсатора практически одинаковы; распределитель жидкости достаточно эффективен — визуальный контроль показал, что вода распределяется по всему сечению насадки равномерно даже при ^ = 1,0 м3/ (м2 • ч); регулярная шероховатость поверхности обеспечивает перераспределение воды в объеме насадочного слоя и устойчивость стекающей пленки; использование ИСВК несколько улучшает распределение воздушного потока в сечении воздушного конденсатора; в ИСВК, в отличие от различных распылительных устройств, может быть использована вода любого качества, не требующая особой подготовки (как показал восьмилетний опыт эксплуатации градирен с регулярной насадкой, при значениях йъ =204-25 мм существенных отложений на рабочих поверхностях не происходит, не говоря о полном забивании каналов); расход воды на подпитку составил 8—12 л/ч. Кроме того, отмечена высокая эффективность процесса испарительного охлаждения воздуха в ИСВК при минимальных значениях плотности орошения. Установлено также, что с ростом tBl увеличивается эффективность ИСВК. Так, при ^,=30°С ?А=0,4, при 40 °С — 0,56 и при 60 °С — 0,7 (В=0,11). Из рис. 3 видно, что при tBl > >40 °С установка УВ-10 неработоспособна. Применение ИСВК не только делает ее работоспособной в диапазоне /в1 =40^-50 °С, но приводит к росту холодопроизводительности Q0, увеличивающейся с повышением tBl. При tBl =30 °С холодопроизводительность установки УВ-10 без ИСВК такая же, как и ее хлодопроизводитель- ность при tBl =40 °С, но с использованием ИСВК. Потребляемая мощность в обоих случаях практически равна. Рост холодопроизводительности достигается при одновременном снижении энергозатрат (см. рис. 4), что отчетливо иллюстрирует возможности использования ИСВК. Рециркуляция воды в серийной ИСВК осуществляется водяным насосом, установленным непосредственно в поддоне ИСВК. На основании проведенной работы можно сделать следующие выводы. — Ступень предварительного испарительного охлаждения воздуха на входе в воздушный конденсатор холодильной установки, отличаясь малыми габаритными размерами и массой, простотой и надежностью решения, расширяет температурный диапазон использования воздушного конденсатора вплоть^ до 50 °С. — Многоканальная упорядоченная насадка с регулярной шероховатостью поверхности обеспечивает надежную сепарацию капельной влаги в пределах насадочного слоя, равномерность распределения водяной пленки при минимальных значениях плотности орошения, малое аэродинамическое сопротивление. — ИСВК можно использовать в районах с жарким сухим климатом при высоких температурах наружного воздуха (/в1 >40 °С) и его низкой относительной влажности в качестве дополнительного навесного блока к воздушному конденсатору. В обычном температурном диапазоне (при tBl =25-ь -=-40 °С) его применение должно быть обосновано техноэкономическим расчетом. В 1984 г. намечен выпуск опытной партии ИСВК в ПО «Одесхолодмаш». Список использованной литературы 1. Шмеркович В. М. Современные конструкции аппаратов воздушного охлаждения.— Обзорная информация. Серия ХМ-1, Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение*" М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1979, с. 16—#Г 2. Shi pes К. V. Noise Control of Air-Cooled Heat Exchangers. "Hudson" Firm's Materials (USA), 1972, pp. 6—9.
УДК 662.998:621.565.92 МИНИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ УРОВЕНЬ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ЗДАНИЙ холодильников Канд. техн. наук А. Г. ГИНДОЯН, Б. В. ЛИФАНОВ Повышение стоимости электроэнергии [6] выдвигает задачу пересмотра уровня теплозащиты зданий холодильников в целях обеспечения оптимальных условий эксплуатации. Особенно это касается холодильников, спроектированных и построенных на основе ЦЬНиП II—П. 2—62, а также холодильников, у которых термическое сопротивление слоя теплоизоляции ограждений из-за ее увлажнения в процессе эксплуатации существенно снижено. Очевидно, что имеется экономически целесообразный предел снижения уровня теплозащиты, ниже которого дальнейшая эксплуатация наружных ограждений становится неэффективной. Предельно допустимое снижение этого уровня определяется физическим состоянием конструкций, величиной энергетических затрат и другими технико- экономическими показателями [1]. Авторами предложено устанавливать предельно допустимое снижение уровня теплозащиты из условия, при котором приведенные затраты на существующие ограждения начинают превышать приведенные затраты на восстановление ограждения, причем с более высоким уровнем теплозащиты, соответствующим оптимальному для современных условий. Приведенные затраты на эксплуатируемые ограждения включают единовременные затраты на дополнительное оборудование, необходимое для выра- ^||гки холода, компенсирующего сверхнормативные теплопритоки; ежегодные эксплуатационные расходы, связанные с выработкой холода и усушкой продуктов, а также прочие текущие издержки. Приведенные затраты на восстановление ограждений состоят из единовременных затрат на восстановление конструкций и расходов на эксплуатацию ограждения с восстановленными (повышенными) теплозащитными свойствами. Если при расчете учитывать потери от усушки продуктов, то уровень теплозащиты здания холодильника, определяемый технико-экономическими по- казателями,значительно повысится. Сокращение усушки продуктов путём увеличения сопротивления теплопередаче наружных ограждений в целях снижения теплопритоков малоэффективно [4]. Установлено [3], что относительное снижение теплоизоляционных свойств ограждений мало зависит от первоначального уровня теплозащиты. Предельно допустимое, с экономической точки зрения, снижение теплоизоляционных свойств наружных ограждений, особенно с учетом потерь от усушки неупакованных продуктов, наступает значительно быстрее физического износа конструкций и истечения нормативного срока службы здания. Если учитывать возможные потери от усушки неупакованных мясопродуктов, то с чисто экономической точки зрения будет оправдано усиление теплоизоляции .наружных стен низкотемпературных камер из пенопо- листирола уже через 10 лет после начала эксплуатации холодильника [3] и менее чем через 5 лет при менее эффективной теплоизоляции, что практически мало реально. Поэтому в статье потери от усушки неупакованных мясопродуктов и их влияние на минимальный уровень теплозащиты ограждений не рассматриваются. Снижения усушки продуктов, особенно на холодильниках с малой оборачиваемостью грузов, следует добиваться осуществлением комплекса организационно-технологических мероприятий (экранирование наружных ограждений, совершенствование технологии обработки, хранение продуктов в специальной упаковке и др.). Анализ структуры приведенных затрат показывает [5], что без учета потерь, вызываемых усушкой продукта, минимальный уровень теплозащиты ограждений с достаточной для практических целей точностью можно устанавливать путем сравнения затрат на устройство дополнительной теплоизоляции и сокращения расходов на выработку холода. В связи с этим минимальный уровень теплозащиты наружных ограждений действующих холодильников /?min можно определить из неравенства: ЬЭХ>КТ, A) где ДЗХ—годовое увеличение расходов на выработку холода, связанное с несовер- 23
шенством теплоизоляции, руб/(м2Х Хгод); / /Ст — единовременные затраты на восстанов- • ление теплозащитных свойств ограждений, приведенные к одному году срока окупаемости, руб/(м2 • год). Выражение A) можно представить в виде: э?-э;>#ст, B) где Э*, Э\ - Щу °0 ' — годовые расходы на выработку холода соответственно при фактическом и первоначальном (нормативном) сопротивлении теплопередаче, руб/(м2 • год), ЭФ = 3'Х/Я$; Э;=Э'х//?0; — годовые расходы на выработку холода, отнесенные к единице сопротивления теплопередаче ограждения, руб • К/(Вт • год); — сопротивление теплопередаче ограждения соответственно фактическое и нормативное, м2 • К/Вт. Расходы Эх определяют по формуле: 3'=Д/ятаСх, C) где Д/ — расчетная разность между температурами внутреннего и наружного воздуха, °С; п — продолжительность работы холодильной установки в течение года, ч; т — коэффициент пересчета холодопроиз- водительности холодильной установки при переводе ее с рабочих на «стандартные» условия работы; а — коэффициент, учитывающий потери холода в трубопроводах; Сх — стоимость холода при работе холодильной установки в «стандартных» условиях руб/ (Вт • ч). Единовременные затраты КТ в общем случае складываются из следующих слагаемых: КТ=КХ + К2 + КЪ + К^ D) где К затраты на восстановление теплоизоляционных конструкций; К2 — потери прибыли от простоя холодильных камер во время ремонта; /С3 — затраты на демонтаж и последующий монтаж приборов охлаждения; КА — затраты на демонтаж заменяемых теплоизоляционных конструкций. Затраты К\ зависят от стоимости единицы дополнительного термического сопротивления, затраты К2 — К^ — в основном от способа повышения теплозащитных свойств ограждений. Зависимость увеличения расходов на выработку холода от степени снижения R0 наружных стен холодильников, построенных по строительным нормам 1962 г. и эксплуатируемых в средней климатической зоне СССР A0°С< </ср год>0 °С), показана на рис. 1. Представленная зависимость определена при значениях исходных величин, входящих в выражение C), указанных в таблице. *кам' °С —30 — 10 38 18 ч/год 8640 8640 m 4,2 1.7 а 1,1 1,06 руб/(Вт-ч) 2,15 • 10 Из данных, приведенных на рис. 1, следует, что чем ниже температура^ воздуха в камере, тем более cyiP щественно снижение теплозащитных свойств наружных ограждений влияет на увеличение стоимости производства холода, используемого для компенсации увеличившихся теплопритоков. Так, АЭХ в случае снижения R§ в 2 раза по сравнению с первоначальным значением увеличивается при /кам = —10 °С на 2,2 руб/м2, а при *кам=— 30 °С — на 8,3 руб/м2. В последнем случае потери холода достигают 20 Вт/м2. С помощью выражений A), B) можно оценивать теплозащитные свойства ограждений действующих холодильников и принимать решения о повышении уровня их теплозащиты в двух характерных случаях: при снижении первоначального (проектного) значения сопротивления теплопередаче /?0 до экономически обоснованного минимального значения #$=#„,{„; 3,9 2,8 2*о\= * Г44^ 1 1 \2,2 2 Щ"/(ф 1 I I I I \8,3 0\-~— 0 2 Ч Б 8 йЭ^руМмЧод) Рис. 1. Зависимость увеличения дополнительных годовых расходов АЭХ от фактического сопротивления теплопередаче ограждения Rf холодильников, эксплуатируемых в средней климатической зоне, при температуре воздуха в камере'кам^ 24
при сохранении первоначального значения сопротивления теплопередаче Rt=R0 в связи с введением новых норм проектирования теплозащиты. В соответствии с выражениями A) и B) минимальную величину сопротивления теплопередаче R min можно установить при известном значении /Ст, соответствующем предельно допустимому с экономической точки зрения увеличению расходов на производство холода АЭХ и зависящем от предполагаемого способа повышения теплозащитных свойств эксплуатируемых ограждений. При замене теплоизоляционных конструкций, принимая jR*=Rm.n, в соответствии с B) можно записать: /?min = К^Щ ' E) Значение /?min устанавливают также с помощью графика, связывающего величины ДЭХ, /Ст и Rmin (рис. 2). При усилении теплоизоляции путем нанесения дополнительного теплоизоляционного слоя значение /Ст неизвестно. В этом случае Rmin рассчитывают из совместного решения уравнений: A3x=A/?min);/(T=/(/?min). fain* м2к/вт О 1 W*0 6 дйдх,Кт,руб/(м2год) Рис. 2. Зависимость увеличения дополнительных расходов ДЭХ на охлаждение и единовременных затрат /Ст на замену теплоизоляции ограждающих конструкций от минимальной величины сопротивления теплопередаче Rmitl для покрытия камеры с /кам = —20 °С: / — расчет ЛЭХ для средней климатической зоны по нормам СНиП II—105; 2 — то же, по нормам СНиП И-П. 2—62 Примеры. 1. Из условия предполагаемого повышения теплозащитных свойств способом замены существующей теплоизоляции определим Rmin для двух значений R0 совмещенных покрытий: соответствующих нормам теплозащиты зданий холодильников 1962 г. (СНиП Н-П.2—62) и совре- менным нормам, предусматриваемым проектом новой главы СНиП II — 105. «Холодильники. Нормы проектирования». Величину Rmin легко найти по графику на рис. 2. Требуемое термическое сопротивление нового слоя теплоизоляции R™n вычисляют как разницу между нормативным сопротивлением теплопередаче ограждения и термическим сопро* тивлением его конструктивной части /?к, т. е, /?JJn = RQ—RK (величину R0 определяют по соответствующим СНиП). Значение RK для типовых совмещенных покрытий равно 0,2 м2 • К/Вт. В первом случае #?" = 4,3—0,2=4,1 м2 • К/Вт, во втором — R™=* -5,2—0,2 = 5,0 м2 • К/Вт. По данным технико-экономических исследова* ний, приведенные единовременные затраты на замену существующей теплоизоляции типового совмещенного покрытия с использованием пенопласта ПСБ-С, линейно зависящие от величины /?2?п, для рассматриваемого примера опреде* ляются из выражения [2]: /Ст = 0,76#?п+1,2. Следовательно, в первом случае /Ст = = 4,3 руб/м2 и во втором — /Ст ==5,0 руб/м2. Из данных графика (см. ри*с. 2) следует, что при условии /СТ=АЭХ для первого случая tfmin^1^ м2 • К/Вт и для второго — Rmin = = 1,9 м2. К/Вт. 2. Рассмотрим усиление теплоизоляции наружных стен толщиной в 1,5 кирпича (RK = = 0,6 м2 • К/ Вт) изнутри пенопластом ПСБ-С и определим значение Rmin и затраты /Ст. В этом случае зависимость затрат от величины /?2з" должна быть представлена в виде: Для рассматриваемого примера в соответствии с [2]: /Ст = 0,72#?п + 3,5. Для совместного решения уравнений АЭХ = =f(Rmin) и KT=f(r/?min) затраты /Ст представляем в виде: Кт =0,72 (Яо - 0,6 - Rmin) -f- 3,5. Пользуясь данными рис. 3, определяем, что #min = l,7 м2.К/Вт; /Ст = 5,3 руб/м2 (пересечение линий / и 2). Оправданная величина дополнительного термического сопротивления слоя теплоизоляции при этом составляет /?J°5=/?0—/?к—/?min = 4,8—0,6— 1,7 = 2,5 м2 • К/Вт. Следовательно, толщина дополнительного слоя теплоизоляции может быть принята равной 6 Из = /СпХ Ьиз= 2,5x0,046 = = 0,11 м. На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы: минимально допустимый с экономической точки зрения уровень теплозащиты наружных ограждений зданий эксплуатируемых холодильников зави* 25
Ктт,мгК/8т *~ \г *\ 1 ! &3x=f(Rmin) gn Km ~f 'Rmin 'Л'из ' ^7 5 д йЭх,Кт,руй/(мЧод) Рис. 3. Зависимость увеличения дополнительных расходов АЭХ на охлаждение и единовременных затрат КТ на усиление теплоизоляции ограждающих конструкций от минимальной величины сопротивления теплопередаче Rmin для покрытия камеры с tKaM = —20 °С: / — расчет ЛЭХ для средней климатической зоны по нормам СНиП II—105; 2 — Кт = 0,72 Я*™+ 3,5 сит от температуры воздуха в охлаждаемых помещениях, первоначального уровня теплозащиты и предполагаемого способа его повышения; теплозащитные свойства ограждений с более низким первоначальным уровнем теплозащиты экономически оправдано повышать при его относительно меньшем снижении (при одном и том же способе его повышения). Рассмотренная методика определения минимально допустимого уровня теплозащиты позволяет оценивать существующий уровень теплозащиты зданий действующих холодильников в сравнении с принятым в проекте, а также с вводимыми вновь нормативными (оптимальными) значениями. С помощью методики можно, в частности, установить: чему равно экономически обоснованное предельное снижение теплозащитных свойств ограждений; каково допустимое увеличение дополнительных затрат на производство холода; каковы экономически оправданные затраты на повышение уровня теплозащиты выбранным способом. По результатам оценки существующего уровня теплозащиты ограждений можно установить целесообразность доведения его до оптимального значе/ ния и выбрать оптимальный способ повышения теплоизоляционных свойств. Список использованной литературы 1. Богуславский Л. Д. Экономическая эффективность оптимизации уровня теплозащиты зданий. М.: Стройиздат, 1981. 98 с. 2. Гиндоян А. Г., Лифанов Б. В. Выбор способа усиления теплоизоляции действующих холодильников.— Холодильная техника, 1983, № 6, с. 14—17. 3. Гиндоян А. Г., Лифанов Б. В. Допустимое снижение сопротивления теплопередаче наружных ограждений холодильников.— Холодильная техника, 1979, № 8, с 42—45. 4. Гиндоян А. Г., Лифанов Б. В., Ходырева В. Т. Об оптимизации толщины слоя тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий холодильников. — Холодильная тех- ка, 1980, № 2, с. 9—13. 5. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве. СН 423—71. М.: Стройиздат, 1979. 40 с. 6. Тарифы на электрическую и тепловую энергию, отпускаемую энергосистемами и электростанциями Министерства энергетики и электрификации СССР. Прейскурант № 09— 01. М.; Прейскурантиздат, 1980. 47 с. ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ОВОЩЕЙ В Ионаве закончились испытания пяти новых мощных холодильных камер, принятых в эксплуатацию в новом овощехранилище заготконторы. г- — Тем самым завершено строительство второй очеред$* овощехранилища, — рассказал его директор А. Григалю- нас. — Здесь будет действовать 11 холодильных камер. Емкости хранилища рассчитаны на единовременное хранение 1770 т овощей и 1500 т картофеля. Все процессы, связанные с подачей и сортировкой овощей, комплексно механизированы. Сейчас завершается монтаж двух новых высокопроизводительных линий по расфасовке овощей и сульфит up ованию (специальной обработке) картофеля. Открыт также цех квашения и засолки капусты и огурцов. Сооружение подобного хранилища позволяет полностью решить проблему заготовки и хранения овощей и картофеля для жителей города и района. К. ВЛАДИМИРОВ Из газеты «Советская Литва» 26
Реализация Продовольственной программы СССР важнейшая задача пятилетки УДК 641.1:536.423.1 ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА НА ИСПАРИТЕЛЬНУЮ СПОСОБНОСТЬ МЯСА ПРИ ЕГО ОХЛАЖДЕНИИ Канд. техн. наук В. Г. ФЕДОРОВ, канд. техн. наук Д. Н. ИЛЬИНСКИЙ, А. М. СКАРБОВИЙЧУК I Определение влияния параметров холодильной обработки или хранения мяса в камерах с воздушным охлаждением на его испарительную способность позволяет выбирать рациональные значения этих параметров в целях снижения потерь массы от усушки. На установке, описанной в [1], изучали испарительную способность еи парного говяжьего мяса I категории с соединительной поверхностной пленкой при скорости охлаждающего воздуха 2, 4 и 6 м/с и его температуре 0± 1,5 °С. Температуру поверхности образцов мяса и эталона (слой ткани, непрерывно увлажняемый водой) поддерживали в каждом опыте на уровне 33—35, 12—15 или 3—5 °С, т. е. для условий начала, середины и конца процесса охлаждения, с помощью электронагревателей, расположенных под образцом и эталоном. Толщина образцов 3—5 мм. На такую глубину зона испарения влаги ни в одном из опытов не перемещалась, что подтверждается результатами работы [3], в которой влажность поверхностных слоев мяса определяли после охлаждения путем нарезания образцов толщиной 0,5— 1 мм и высушивания их до постоянной массы. ** В качестве аргумента при обработке опытных данных была выбрана интегральная плотность испарения, кг/м2 поверхности продукта [2] : / «$/<т)А, A) где / — интенсивность испарения (плотность потока массы), кг/(с • м2); т — время обработки, с. Это тепломассообменная характеристика поверхностного слоя продукта равна массе влаги, испарившейся в процессе охлаждения с единицы поверхности, и соответствует, например, изменению средней влажности продукта при его сушке. На рисунке а приведены результаты серии опытов с образцами мяса при температуре его поверхности /n = 12-f- -г-15 °С. Изменение испарительной способности еи в зависимости от скорости воздуха w свидетельствует о неравномерном распределении влаги в поверхностном слое. В начальный момент времени, когда / = 0, испарительная способность мяса при любой скорости воздуха одинакова и близка к единице. В процессе охлаждения градиент влажности в поверхностном слое мяса будет тем больше, чем выше скорость воздуха из-за более активного испарения. Это приводит к разным значениям испарительной способности при одинаковой суммарной усушке. Кроме того, градиент влажности при наличии поверхностной пленки может быть иным, чем при ее отсутствии. Таким образом, с увеличением скорости воздуха возрастает вероятность появления в поверхностном слое участка, препятствующего испарению. Это нужно учитывать при создании программированных поточных способов холодильной обработки мяса. Как видно из рисунка а, испарительная способность мяса еи при одинаковой суммарной усушке / ниже, когда скорость воздуха больше. В результате исследования испарения с поверхности образцов, взятых 0,2 де ^ 1,кг/мг Зависимость испарительной способности еи парного говяжьего мяса I категории от интегральной плотности испарения /: а — температура поверхности образца frt= 12-f 15 °С; б — скорость воздуха ш = 4 м/с; 1, 2, 3 — для w 2, 4, 6 м/с; 4,5,6 — для ta 5, 15, 35 °С 27
из парных бараньих туш, Л. Герберт и др. [3] пришли к выводу, что соединительная поверхностная пленка не создает дополнительного сопротивления испарению влаги. Этот вывод основан на том, что в эпюрах влажности поверхностных слоев образцов не было обнаружено скачков для любого момента времени в .процессе охлаждения. Даже после 23 ч охлаждения воздухом при температуре 2 °С, относительной влажности 90 % и скорости 1,4 м/с влажность пленки снизилась всего вдвое — от 0,8 до 0,4 кг/кг сухих веществ. Увеличение скорости воздуха до 3,7 м/с [3] не дало новых данных о роли соединительной пленки в испарении с поверхности туши. Для проверки влияния соединительной поверхностной пленки говяжьей полутуши на потери массы были проведены опыты с образцами без этой пленки. Испарительная способность в этом случае резко возросла, в отдельных опытах превысила единицу (видимо, из-за увеличения поверхности испарения образца по сравнению с эталоном), и начала снижаться лишь при / = 0,3 + 0,5 кг/м2. UUWA ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ УДК 628.84.004.1.001.5:629.12 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВОГО ЦЕНТРАЛЬНОГО КОНДИЦИОНЕРА В. В. ВЫЧУЖАНИН, канд. техн. наук В. Б. МЕДЗЕНОВСКИЙ Энтальпия — один из параметров воздуха, конкретная величина которого должна быть обеспечена в соответствии со строительными нормами и правилами для стационарных систем кондиционирования воздуха (СКВ) или требованиями, предъявляемыми к судовым системам. Некоторые исследователи считают, что необходимо создание регуляторов энтальпии, так как при уп- На рисунке б приведены данные, серии опытов с образцами при различной фиксированной температуре поверхностной пленки tn и ш= 4 м/с. Из рисунка видно, что при более высокой температуре tn пленка подсыхала активнее, т. е. при меньших значениях /. Иными словами, высокие скорости воздуха w целесообразно создавать при высоких значениях /п, следовательно, в начале процесса холодильной обработки. По мере охлаждения мяса, т. е. снижения tm уменьшается количество отводимого от продукта тепла. Поэтому высокие значения скорости воздуха нецелесообразны. Список использованной литературы 1. Метод определения испарительной способности пищевых продуктов /В. Г. Федоров, Л. В. Декуша, Д. Н. Ильинский и др.— Холодильная техника, 1982, № 8, с. 44—47. 2. Скарбовийчук А. М., Федоров В. Г., Декуша Л. В. Определение интенсивности испарения влаги при термической обработке пищевых продуктов. — Мясная индустрия СССР, 1982, № 7, с. 45—46. 3. Herbert L. S., LovettD. A., RadfordR. D. Evaporative weight loss during meat chilling.— Food technology in Australia, 1978, № 4, pp. 145—148. равлении работой СКВ в соответствии с процессом обработки воздуха в /, d- диаграмме повышается эффективность эксплуатации — сокращаются расходы тепла, холода и электроэнергии. В настоящее время нет прецизионных регуляторов энтальпии воздуха, основанных на применении современных электронных элементов, для сложных объектов автоматизации, например су- j довых центральных кондиционеров, представляющих собой совокупность тепломассообменных аппаратов, т. е. нет регуляторов, учитывающих внутренние связи между ними и их реальные динамические свойства. В целях создания подобных регуляторов экспериментально исследован судовой центральный кондиционер. Основное внимание при этом уделяли выявлению внутренних связей и определению параметров, характеризующих состояние воздуха в переходных процессах во всех режимах воздухообра- 28
ботки («летнем» и «зимнем»). Полученные результаты аппроксимированы передаточными функциями. Объект испытания — широко распространенный двухканальный высоконапорный центральный кондиционер «Бриз-56» суммарной производительностью по воздуху 5600 м3/ч, холодо- производительностью 121 кВт, тепло- производительностью 123,7 кВт и потребляемой мощностью 9,6 кВт. Кондиционер (рис. 1) состоит из противопылевого фильтра /, электровентилятора 2, воздухонагревателей первой и второй ступеней 3, 6, воздухоохладителя 4, парового увлажнителя воздуха 5. Конструктивно он выполнен моноблочным, изолированным от внешних теплопритоков. Корпус кондиционера имеет малую тепловую емкость, поэтому его влиянием в переходных процессах можно пренебречь. Наиболее инерционные звенья — теплообменные аппараты. Теплосодержание / и влагосодержание d на входе в кондиционер, непосредственно за теплообменными аппаратами и увлажнителем воздуха определяли с помощью усовершенствованного промышленного подогревного гигрометра ГП-225, обладающего линейными статическими и хорошими динамическими характеристиками, подключенного к двенадцатиточечному автоматическому самопищущему потенциометру КСП-4 с растянутой шкалой. Расход воздуха изменяли заслонками 17 и 18, расположенными на стороне подачи наружного и рециркуляционного воздуха, хладагента и Рис. 1. Функциональная схема судового центрального кондиционера: / — противопылевой фильтр; 2 — электровентилятор; 3, 6 — воздухонагреватели соответственно первой и второй ступени; 4 — воздухоохладитель; 5 — увлажнитель воздуха; 7—16 — места определения тепло- и влагосодержания воздуха; 17,18 — заслонка пара — соответствующими регулирующими вентилями. Динамические характеристики тепло- обменных аппаратов определяли методом активного эксперимента — внесением в систему ступенчатого единичного возмущения. Анализ динамических характеристик кондиционера позволяет обосновать выбор управляемых параметров и управляющих воздействий объекта управления. Управляемые параметры и управляющие воздействия установлены исходя из критериев обеспечения точности поддержания теплосодержания и влагосодержания, минимизации затрат тепла, холода и электроэнергии, достижения оптимальных переходных режимов. В качестве входных возмущающих воздействий приняты: теплосодержания Iu 12, /3 и /4 соответственно перед воздухонагревателем первой ступени, воздухоохладителем, паровым увлажнителем и воздухонагревателем второй ступени. Входными управляющими воздействиями являются расходы: GlH, G2H, Ga — пара через воздухонагреватели первой и второй ступеней и увлажнитель воздуха; Gp — хладагента R12 через воздухоохладитель; V — воздуха через теплообменные аппараты. Выходные управляемые параметры — теплосодержание и влагосодержание воздуха на выходе из теплообменных аппаратов и увлажнителя воздуха. Для установления влияния входных возмущающих и управляющих воздействий последовательно изменяли один из параметров при неизменных других. Серию опытов повторяли при увеличении амплитуды испытательного сигнала, которая в соответствии с практикой исследования динамических харак- Воздух из помещений 29
Передаточные функции WAP) W2(P) W3(P) wt(P) wb{P) wap) wap) wap) W9(P) WI0(P) WU(P) w,AP) W13(P) W,AP) w,AP) WiAP) Каналы воздействий Я.ыхЮМвхС) j,AP)/dAP) /i(/>)//t(P) l АР)/l АР) 1ЛР)Пг(Р) 1ЛР)/'ЛР) d2(P)/dAP) I АР) IV (P) h(P)/V(P) d2(P)/V(P) i<(P)/V(P) IAP)/Giv(P) dAP)/Gp(P) h(P)/Op(P) lAP)IGl(P) dAP)/G„(P) IAP)/G2„(P) Коэффициент усиления k 2,662 0,327 0,421 0,516 0,387 0,812 —0,465 0,330 0,372 —0,411 0,813 2,751 —0,980 4,575 1,720 0,629 Единица измерения кДж/г кДж/(кг. %) — — — — кДж/(кг.%) То же г/(кг.%) кДж/(кг. %) То же г/Скг.%) кДж/(кг. %) То же г/(кг.%) кДж/(кг. %) Постоянная времени Т, с 2,9 0,9 1,4 1,5 1,2 2,7 1,3 1,3 1,6 1,1 6,1 6,7 8,2 2,8 2,3 ' 6,4 /j — энтальпия воздуха после электровентилятора теристик промышленных объектов [1] выбрана в интервале 0,1—0,15 от максимально возможного значения. Передаточные функции Wx (P) — — Wl6(P) в операторной форме получены в результате обработки экспериментальных переходных характеристик методами Симою, Ормана [4] по усредненным переходным функциям и имеют вид: ^(Р) = 1ЛГ, A) где Р — оператор; \ k — коэффициент усиления; Т — постоянная времени. В таблице для «летнего» и «зимнего» режимов обработки воздуха приведены коэффициенты усиления, постоянные времени передаточных функций по соответствующим каналам возмущающих и управляющих воздействий. В «летнем» режиме работает воздухонагреватель первой ступени и воздухоохладитель в режиме осушения, в «зимнем» режиме — оба воздухонагревателя и паровой увлажнитель воздуха. Систему дифференциальных уравнений динамических режимов работы кондиционера легко получить с учетом структурной схемы (рис. 2) и таблицы. Модель многосвязного объекта при установившихся режимах описывается системой дифференциальных уравнений при Р=0. Передаточная функция W2(P), полученная в результате изменения процентного соотношения наружного и рециркуляционного воздуха на входе Рис. 2. Структурная схема судового центрального кондиционера Щ(Р\ \Wf3(P)\ \wn(P)\ №1н(Р) \мр(р) ЩН(Р) 30
в кондиционер, свидетельствует об эффективности управления этим способом в области малых отклонений энтальпии воздуха от заданных оптимальных значений. При этом одновременно уменьшаются расходы тепла, холода и электроэнергии. В области больших отклонений энтальпии статическую точность ее поддержания можно обеспечить изменением расходов воздуха, теплоносителя и хладагента. Статическая точность поддержания выходных параметров для многосйяз- ного объекта (центрального кондиционера) при автоматическом управлении по одному из каналов может быть определена по методике, изложенной в работе [3]. В соответствии с динамическими свойствами объекта (см. таблицу) управление изменением расхода теплоносителя или хладагента для судовой СКВ наиболее эффективно, так как коэффициенты усиления по каналам GlH—/2, Gp—/3, Gn—/3, G2h— /4 значительно больше коэффициентов усиления по каналам V—/2, V—/3, V—/4, а значения статических ошибок при управлении будут минимальны. По каналам воздействия на изменение расхода теплоносителя или хладагента имеется незначительное транспортное запаздывание, которым можно пренебречь. Следовательно, в области малых отклонений энтальпии от* заданных значений управлять работой СКВ можно, изменяя процентное соотношение наружного и рециркуляционного воздуха. В остальных случаях целесообразно применять многосвязное управление по GlH, G2h, Gp и Gn. Из анализа передаточных функций следует, что теплообменные аппараты — это устойчивые объекты, с самовыравниванием. Особенность управления центральным кондиционером заключается в выборе количества управляемых параметров и построения такой многосвязной системы регулирования, которая при минимальной технической сложности позволила бы получить максимальный экономический эффект. Полученная модель судового центрального кондиционера с учетом установленного характера внутренней взаимосвязи между параметрами и выбранных управляемых параметров и управляющих воздействий совместно с аналитическим выражением, приведенным в работе [2], была использована при разработке регулятора энтальпии. Результаты исследования характеристик судового центрального кондиционера учтены разработке технико- эксплуатационных требований к схемам автоматизации судовых систем кондиционирования воздуха. Список использованной литературы 1. Балакирев В. С, Дудников Е. Г., Ц и р л и н А. М. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. М.: Энергия, 1967, 232 с. 2. Кринецкий И. И., Вычужанин В. В. Расчет энтальпии влажного воздуха. — Холодильная техника, 1983, № 3, с. 29—30. 3. Морозовский В. Т. Многосвязные системы автоматического регулирования. М.: Энергия, 1970, 288 с. 4. Симою М. П. Определение коэффициентов передаточных функций линеаризованных звеньев и систем авторегулирования. — Автоматика и телемеханика, 1957, т. XVIII, № 6, с. 24—27. УДК 681.53 УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ДВУХПОЗИЦИОННЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ Канд. техн. наук В. Ф. ЛОМАКИН Автоматические системы регулирования (АСР) с релейными двухпозицион- ными регуляторами (Рп-регуляторами) широко применяют в холодильной технике. Они надежны в работе, просты в настройке и обслуживании, хорошо сочетаются с современными вычислительными комплексами автоматизированных систем управления технологическими процессами. При их проектировании и наладке определяют показатели качества регулирования (параметры автоколебаний) — период колебания регулируемого параметра и диапазон его поддержания в рассматриваемом объекте при выбранной настройке Рп-регулятора. В частности, по методикам [2, 4] можно найти показатели качества двух- позиционного регулирования температуры в тепловых объектах, а также составляющие периода колебаний температуры, что имеет важное практическое значение. В этом случае показатели качества регулирования можно использовать не только при компоновке двухпозиционных АСР из серийно вы- 31
пускаемых средств автоматики, но и при составлении рациональных схем сигнализации об отклонении температуры от допустимого значения, определении продолжительности включения, например, соленоидного вентиля, и более полном анализе составляющих периода колебаний температуры. Для определения показателей качества регулирования параметров в любых объектах предложены универсальные методики [1, 3]. Однако по методике [1] их можно определять лишь в двухпозиционных АСР без зоны нечувствительности, которые широкого распространения в технике не получили. Методика [3] громоздка и по ней, в частности, сложно вычислить величину регулирующего воздействия регулятора. Кроме того, обе эти методики не пригодны для нахождения показателей качества регулирования в объектах с несимметричными характеристиками. Предлагается простой универсальный графоаналитический метод определения показателей качества для системы двухпозиционного регулирования параметров (в том числе и составных частей периода колебаний) в любых статических объектах, которые с достаточной для практики точностью могут быть аппроксимированы уравнением апериодического одноемкостного звена с запаздыванием. Этот метод лишен отмеченных выше недостатков, и суть его заключается в следующем. С помощью уравнения апериодического одноемкостного звена получен ряд зависимостей в безразмерной форме, по которым построены графики для определения составляющих периода колебания параметра и его граничных значений (рис. 1,2). По этим графикам и предлагаемым ниже простейшим формулам находим показатели качества регулирования для конкретной двухпозиционной АСР. Исходными величинами должны быть динамические параметры статического объекта (в общем случае рассматриваем объект с несимметричными характеристиками, у которых постоянные времени при разных знаках возмущения неодинаковы): Гв, ^о и тз.в * тз.о — постоянные времени и время запаздывания при разных знаках возмущающего воздействия; хв и х0 — установившиеся значения параметра при поступлении регулирующей среды (рассола или ледяной воды) 32 т/т 2,6 2,2 1,8 1,ь 1.0 0,6 0,2х 0,2 $4 0,6 0,8 Л Рис. I. График для определения составляющих периода колебания параметра в объекте 6,1 ЦЗ 0,5 0,7 0,3 1,1 tfts/T Рис. 2. График для определения граничных значений параметра в объекте в объект и прекращении ее подачи. Кроме того, нужно располагать требуемым диапазоном Д*3 поддержания параметра в объекте и задать зону нечувствительности (дифференциал Ах) Рп-регулятора: где хи х2 — соответственно верхнее и нижнее граничное значение параметра.
Задаваемый дифференциал всегда должен находиться внутри диапазона Д#3, причем вначале его следует располагать симметрично среднему значению заданного диапазона. Допустим, что двухпозиционная АСР работает следующим образом. Увеличение параметра в объекте до значения хх приводит к срабатываниюРп- регулятора, который включает подачу регулирующей среды в объект. Однако в течение времени запаздывания т3 в параметр продолжает расти и достигает значения х3 в, а затем начинает уменьшаться. При достижении им значения х2 Рп -регулятор прекращает подачу среды в объект, но и в этом случае в течение времени запаздывания т3 0 параметр продолжает уменьшаться, достигая значения х30. В дальнейшем он повышается, и работа АСР повторяется. Процесс понижения параметра в объекте будем считать его рабочим состоянием, а повышения — нерабочим. По предлагаемой методике определим составляющие периода колебаний параметра: тв и т0 — продолжительность изменения параметра от хх до х2 и от х2 до х{; ту в и ту0 — продолжительность изменения параметра от л^в до хх и от х30 до х2\ граничные значения параметра д^0 и д^в, получаемые в процессе двухпозиционного регулирования. Согласно введенным обозначениям рабочая часть периода а нерабочая часть тн = ту.о"Ьто*+*тз.в* Период колебания тп параметра в диапазоне х30—хзв равен сумме тр и тн. Для составления схемы сигнализации необходимо знать длительность т^Тз.з+Тув и т2=т3.0+туо, в течение которой параметр имеет значения соответственно выше и ниже дифференциала Рп-регулятора. Продолжительность включения ПВ соленоидного вентиля вычисляют по формуле: ЯВ = 100тот/тп, где тот — продолжительность нахождения соленоидного вентиля в открытом положении, тот = тз.в "•" ту.в ' тв* Для определения отрезков времени тв и т0 вычисляем коэффициенты: *и = (*2—х*)/(х\— *в); К = (х\—х0)/(х2—Хо)> A) B) 'затем по графику на рис.1 при Х = ХВ и А,=А,0 находим соответственно отношения тв/Тв и т0/Г0, из которых получаем значения тв и т0. Для определения граничных параметров х30 и хзв вычисляем отношения т30/Тв и тзв/Г0 и коэффициенты: м<3.о. = (х2—хъ) I (х0—хъ); C) \^з.в^(х0—х1)/(х0—хв)у D) а затем по графику на рис. 2 находим соответственно у30 и узв. Далее по следующим уравнениям рассчитываем искомые параметры: х3.о=хв + Уь.0{Хо—хв) E) и ¦^з.в^^о 'Ys-b'-^o Хв). (О) Расстояния между кривыми на рис. 2 при одной и той же величине отношения xJT одинаковы, что упрощает пользование графиком. Для нахождения отрезков времени тув и туо вычисляем коэффициенты Ту.в = (Х\—хв) I (хзл—хв); G) Vo = (x2—x0) I (x30—xj (8) и по рис. 1 при А, = А^В и Я = Яу0 находим соответственно величины отношений тув/Гв и ту о/Го, из которых получаем Для объектов с симметричными характеристиками, у которых ТВ=Т0, величины т0, тв, х309 хзъ, туо и ту в определяем аналогично. Если запаздыванием в объекте можно пренебречь, то в нем по данной методике определяем лишь т и то» поскольку в этом случае тп=тв + т0; тув=туо=0, а хзв=хх и При расчете ряда конкретных объектов установлено, что численные значения величин, найденных по данной и другим методикам, одинаковы. Описанную методику можно использовать не только для расчета показателей качества двухпозиционного регулирования параметров в статических объектах, но и для синтеза этих АСР. Действительно, если при определенном дифференциале Рп-регулято- ра (вначале задают минимально возможное его значение) фактичуеский диапазон поддержания параметра *з.в—*з.о в объекте не превышает за- данн(?го, а частота срабатываний Рп- регулятора w = 1 /тп отвечает техническим требованиям, то данный объект 33
доожет быть оснащен двухпозиционной АСР. Пример расчета. По описанной методике определим показатели качества двухпозиционной системы регулирования температуры вина в пластинчатом охладителе непрерывного действия типа В01-У2,5, установленном Молд- виншампанкомбинате. Вино, охлаждают ледяной водой. При производительности охладителя по вину 40 дал/ч экспериментально получены его динамические параметры: Т =65,2 с; Т =118,7 с; т3.в = 10 т3.о = 30 с; лгв = 5,8°С и *0=17°С. Температура вина, на охладителя в соответствии с технологическими требованиями должна быть в диапазоне 7—12 °С, т. е. Л*3 = 5°A Дифференциал Рп-регулятора принят равным 2 °С с граничными температурами *,= °С и х2 = 9рС, Найдем величины т0 тв, х30 хзв, туо и Сначала уравнениям A) и B) вы- 0,61 и Яо = 0,75, затем по рис. 1 находим соответствующие значения тв/7^ = 0,48 и то/7'о=0,28, откуда: тв=65,2 • 0,48 = 31,3 с и т0= 118,7-0,28 = 33,2 с. Для определения х30 и хзъ рассчитываем отношения тзо/Гв = 30/65,2=0,46 и тзв/Т0 = = 10/118,7 = 0,08 и по уравнениям C) и D) вычисляем ц,зо=0,29 и цзв=0,54. Далее по рис. 2 находим соответственно 7з.о=^»^ и Y3.b~0»5. Затем по уравнениям E) и F) определяем ^з.о=7,8 °С и *8Л- 11,4 °С. Для нахождения тув и туо по уравнениям G) и (8) вычисляем А,ув = 0,93 и Хуо = 0,87 и по рис. 1 определяем соответствующие им значения TyB/rB = 0,07 и туо/Го = 0,13, из которых получаем ту в = 65,2 • 0,07 = 4,6 си хО,13=1Мс. По найденным величинам вычисляем: числяем а ту.0=118,7х тп—гТу в"Н-тв+т3 0+ту 0+т0-|-т3 в — = 4,6 + 31,3 + 30+15,4 + 33,2+10= 124,5 с или 0,035 ч; т1=тз.в+ту.в==Ю + 4,6=14,6 с» т2=тзо+туо = 30+15,4 = 45,4 с; © = 1/тп= 1/0,035 = 29 вкл/ч; .+т.)/тп-100A0+4,6+ + 31,3)/124,5 = 37%. ПВ = 100(тзв + тув. Итак, при дифференциале Рп-регулятора Дл=11—9=2 °С получили, что температура вина на выходе из охладителя колеблется от 7,6 до 11,4°С, т. е. за заданный диапазон G— °С) не выходит. При этом в каждом периоде колебания в течение =14,6 с температура вина выше 1 °С, а в течение т2 = 45,4 с — ниже 9 °С. Эти данные показывают, что некоторых схемах сигнализации вместо термореле могут быть использованы времени. Частота и продолжительность включения Рп-регулятора отвечают техническим требованиям. Поэтому -охладитель В01-У2,5 производительностью 40 дал/ч ниже может быть оснащен двухпозиционной АСР. На комбинате охладитель ВО 1-У2,5 оснастили двухпозиционной АСР, состоящей из электроконтактного термометра типа ТПГ-СК и соленоидного вентиля СВМ-40. В системе применено реле времени, выполненное на тиратро- МТХ-90, которое включает звуковой сигнал при т, = 19 с (принято с запасом). Установлено, что расчетные значения тп и других величин близки к экспериментальным. Отмечено, что в процессе эксплуатации АСР колеблются температура и расход ледяной воды, что приводит длительному поддержанию температуры вина на значении 10—10,5 °С. Данная АСР надежно работает в течение 3 лет. Предложенная методика была также применена при проектировании двухпозиционной АСР температуры бродильной смеси на выходе из пластинчатого охладителя, эксплуатируемого на Алитусском виншампанкомбинате. Описанная методика позволит специалистам оперативно решать задачи анализа и синтеза двухпозиционных АСР параметров в статических одноем- костных объектах с симметричными и несимметричными характеристиками. Список использованной литературы 1. К о п е л о в и ч А. П. Автоматическое регулирование в черной металлургии. Краткий справочник. М.: Металлургия, 1963. 408 с. 2. Метод определения параметров автоколебаний в двухпозиционной системе регулирования температуры/В. Ф. Ломакин, Д. Е. Романов, Г. Н. Мура-шко и др.— Холодильная техника, 1980, № 10, с. 29—30. 3. Наладка автоматических систем и устройств управления технологическими процессами/ А. С. Клюев, А. Т. Лебедев, Н. П. Семенов и др.— М.: Энергия, 1977, 400 с. 4. Ужанский В. С. Автоматизация холодильных установок.— М.: Пищевая промышленность, 1966. 272 с. ХОЛОДИЛЬНИК ПОД ГОРОДОМ В Монголии находится самый южный на планете очаг вечной мерзлоты, которая занимает две трети территории республики. Известно, какие трудности возникают из-за нее у строителей, земледельцев, шахтеров... А можно ли извлечь пользу из вечной мерзлоты? Монгольские ученые нашли способ, как использовать естественный холод. Так, в районе Улан-Батора появились склады. Сейчас их уже девять. О. КУЛИШ Из газеты «Комсомольская правда»
ОТ РЕДАКЦИИ Предложенный В. И. Миловановым и Ю. М. Воробьевым метод диагностики технического состояния герметичных поршневых холодильных компрессоров представляет большой интерес для практики. Однако отсутствие проверки метода в условиях длительной эксплуатации не дает пока возможности рекомендовать его к широкому применению. Предлагая читателям статью указанных авторов, редакция считает, что ознакомление с предлагаемым методом диагностики широких кругов новаторов и рационализаторов-холодильщиков расширит возможности его эксплуатационной проверки. УДК 621.57.041-213.3.01 1.004.6.001.5 ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГЕРМЕТИЧНЫХ ПОРШНЕВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ КОМПРЕССОРОВ ИЗМЕРЕНИЕМ ИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ Канд. техн. наук В. И. МИЛОВАНО В, Ю. М. ВОРОБЬЕВ В последние годы все большее внимание уделяется проблеме диагностики технического состояния машин и механизмов [1, 8, 9]. Особенно актуально решение этой проблемы для герметичных холодильных компрессоров, что обусловлено, в первую очередь, невозможностью их разборки и ремонта в условиях эксплуатации. В процессе исследований герметичных поршневых компрессоров различных типов [5, 7] выявлены теоретические и практические зависимости их теплоэнергетических показателей от времени работы и условий эксплуатации. Знание этих зависимостей позволяет приступить к практическому осуществлению диагностики технического состояния компрессоров. Цель диагностики — установление степени износа важнейших деталей компрессора и уменьшения его производительности в результате их износа, а также оценка на основании этих данных отработанного и оставшегося ресурса работы и возможности обеспечивать заданные параметры в охлаждаемом объеме. Идеальным был бы такой метод диагностики, при котором учитывали бы виброакустические, теплоэнергетические, электрические и прочие показатели компрессора, а также показатели износа и старения его деталей, узлов, хладагента и смазочного масла. Однако в этом случае потребовалось бы оснастить его многочисленными датчиками и высокоточными измерительными системами, что в условиях эксплуатации нереально. В связи с этим целесообразно применять методы, учитывающие только какие-либо определенные показатели. При этом диагностика технического состояния компрессора, работающего в составе замкнутой герметизированной холодильной системы, должна осуществляться на базе принципов без- разборности, универсальности измерительных методов и средств, высокой оперативности и эффективности их применения. В последнее время ведутся исследовательские работы в области акустической диагностики технического состояния холодильных компрессоров [1, 2, 9]. Известен метод диагностики, основанный на спектральном анализе проб масла, отобранных из картера компрессора [10]. Помимо большой сложности и стоимости применения, эти методы диагностики базируются на показателях, лишь косвенно связанных с отработанным ресурсом компрессора и степенью износа его деталей и поэтому не являющихся достаточно достоверными, чтобы служить основанием для замены компрессора на новый без дополнительных признаков нарушения его работоспособности. Достоверными можно считать показатели, непосредственно связанные с отработанным ресурсом. Таким показателем является, например, производительность компрессора. Зависимость ее от времени однотипна для компрессоров одной и той же модели. Кроме того, она практически не зависит от условий монтажа и эксплуатации компрессоров и других случайных факторов. Авторами разработан метод диагностики технического состояния герметичных поршневых компрессоров, основанный на измерении их производительности в рабочих условиях. Разработке метода предшествовало сравнительное 35
исследование точности и практической применимости различных способов измерения расхода хладагента [3]. Для практического выполнения такой диагностики на основании ранее выполненных исследований [5] построены зависимости, связывающие ресурс герметичного пдршневого компрессора с его производительностью. Зависимости построены для компрессоров типа ПГ, так как из отечественных герметичных поршневых компрессоров они разработаны позже других моделей, имеют большую производительность, и задача диагностики их технического состояния является наиболее актуальной. В первую очередь на основе методики [6] были рассчитаны и построены графические зависимости холодо- производительности и массовой производительности компрессора ПГ-5 от величины зазора в сопряжении поршень — цилиндр при различных режимах работы (рис. 1, а). Затем по общеизвестным в холодильной технике формулам рассчитаны и построены графические зависимости холо- допроизводительности и массовой производительности компрессора ПГ-5 от величины относительного мертвого объема (рис. 1, б), определяемой из линейного мертвого пространства — замыкающего звена соответствующей размерной цепи. Износ сопряжений механизма движения компрессора в процессе его эксплуатации приводит к росту зазоров, входящих в данную размерную цепь в качестве составляющих звеньев, и к соответствующему увеличению линейного мертвого пространства и относительного мертвого объема компрессора. Рис. 1, б дает представление о влиянии суммарного эксплуатационного износа сопряжений механизма движения компрессора ПГ-5 на его производительность. По результатам исследования износостойкости деталей компрессора ПГ-5 [4] составлена таблица суммарных приращений зазоров в сопряжениях этого компрессора, влияющих на его производительность. Приращения геометрических параметров указаны в представленной таблице за первую тысячу часов ОфКИт 10 8 т 2 0 250 200 150 100 50 - — - * ¦ * ¦ — -"—' to * —, ~— - 5 5r/fim -5/W Т _5/50 -5/40 -15/56 —1 7 1 --н-г_3 -15/30 I _l I I Л гЗ/ '-13 -t f5/5 <7/7 */7J /7У? r— Q\ Щ I и t 1 35 1102utMKM %8 5,0 42 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6ft 6,6C,% 5 Рис. 1. Расчетная зависимость холоде-производительности Q0 Ma компрессора ПГ-5 от диаметрального зазора 2Д в линдр (а) и от величины относительного мертвого объема С (б): при работе на хладагенте R12; при работе на R22 и массовой производительности сопряжении поршень — ци- 36
Геометрический параметр Диаметральный зазор в сопряжении поршень — цилиндр, мкм Радиальный зазор в сопряжении, мкм нижний подшипник — коленчатый вал шатун — коленчатый вал шатун — поршневой палец поршень — поршневой палец Линейное мертвое пространство, мкм Относительный мертвый объем, % Приращение геометрического параметра за тысячу часов работы компрессора ПГ-5 первую 3,00 1,25 2,75 1,25 1,38 6,63 0,021 вторую 0,75 0,50 2,50 0,95 0,50 4,45 0,014 третью и каждую последующую 0,60 0,35 1,60 0,85 0,47 3,27 0,010 работы компрессора, когда идет интенсивный процесс приработки поверхностей трения; за вторую тысячу часов, когда процесс изнашивания замедляется, но еще не является установившимся; за третью и каждую последующую тысячу часов работы, когда процесс изнашивания уже носит установившийся характер. На рсновании выявленных соотношений интенсивностей роста зазоров в различных сопряжениях расчетным путем определено влияние суммарного роста всех узоров на снижение, производительности компрессора. Текущее снижение производительности dMax, соответствующее ресурсу работы компрессора т, вычисляли по формуле [6]: dM N ат -*Лр (Afa.T-A«) Cdcx-\,\vXc-j X X <«¦?-) d^ где М. , — коэффициент подогрева всасываемого в цилиндры газа; — коэффициент потерь соответственно от дросселирования во всасывающих клапанах, от обратного расширения газа, оставшегося в мертвом объеме; — теоретическая массовая производительность идеального компрессора (при коэффициенте подачи Я=1); Л/=0,5/цОД[я-ф2A-р)]; 1 — число цилиндров компрессора; 3 — средний диаметр зазора; А— величина радиального зазора в сопряжении; угол поворота кривошипа, соответствующий началу нагнетания; коэффициент, выражающий отношение величины протечек газа через зазор поршень — цилиндр в процессе сжатия к величине протечек за тот же период при отношении давлений p2/Pi> р2 — давление газа в полости соответственно низкого и высокого давлений; Ф2 Р- # = /Сг/3 -V трх (m + l)Qf .(tfi+1-.tfi+l); m = \|?fc; у— эмпирический коэффициент, учитывающий особенности реального процесса течения газа в зазоре; k — показатель адиабаты; q2 — плотность газа в полости соответственно низкого^и высокого давлений; «-(s"S*?-) 1.5 к — поправка Кориолиса; г — коэффициент сопротивления трения по длине поршня; L — длина образующей поршня; с= (^I/m'-l; щх — показатель политропы расширения газа, оставшегося в мертвом объеме; dcx — текущее значение эксплуатационного приращения относительного мертвого объема; F-hL- 8Д' d\ -текущее значение эксплуатационного приращения зазора поршень — цилиндр. На основании расчета для ряда режимов работы компрессора ПГ-5 построены графики изменения его холодо- производительности и массовой производительности под влиянием одновременно увеличивающихся диаметрального зазора в сопряжении поршень — цилиндр и относительного мертвого объема компрессора (рис. 2). Полученные графические зависимости позволяют при известном действительном ресурсе компрессора или допустимом снижении его производительности выполнять диагностику техническо- 37
<7/J" /0 # 47 60 80 ^тыач Рис. 2. Зависимость холодопроизводительности Q0 и массовой производительности Ма компрессора ПГ-5 от влияния одновременно увеличивающихся диаметрального зазора 2Д в сопряжении поршень — цилиндр и относительного мертвого объема С: : при работе на хладагенте R12; — при работе на R22 ^' го состояния и определять отработанный ресурс путем измерения расхода хладагента в одном из трубопроводов работающей холодильной установки. Методика расчета ресурса герметичного поршневого холодильного компрессора подробно рассмотрена в работе [6]. Расчетный ресурс компрессора наносится на сводную диаграмму зависимости массовой производительности компрессора от отработанного ресурса во всем диапазоне рабочих режимов в виде вертикальной линии (см. рис. 2). Она отделяет зону допустимого снижения производительности от зоны снижения ее сверх допустимых пределов. Отклонение холодопроизводительности нового герметичного фреонового компрессора от номинального значения на ±7 % разрешено государственным стандартом. Уменьшение холодопроизводительности герметичного компрессо- 38 ра в процессе эксплуатации в результате износа деталей никакими докумен тами не регламентируется. Однако при выборе холодильного оборудования малой холодопроизводительности для конкретной цели назначают ее запас не менее 10 %. Поэтому можно считать допустимым в номинальном режиме работы герметичного компрессора в течение срока его эксплуатации уменьшение холодопроизводительности на такую же величину. Для реализации предлагаемого метода диагностики технического состояния герметичного компрессора в жидкостный трубопровод холодильной машины, подготовленной к эксплуатации, перед дроссельным органом монтируется рас- ходомерное устройство, позволяющее с допустимой погрешностью A —1,5 %) измерять расход хладагента во всем диапазоне рабочих режимов (порядок расчета параметров такого устройства, его общий вид и требования к монтажу, а также результаты испытаний на хладагенте подробно изложены в рабо- те [3]). Расходомерное устройство для подключения к нему измерительного комплекта оснащается специальным отборником давления. Устройство имеет самодействующий запорный элемент, автоматически перекрывающий отверстие в присоединительном штуцере при отключении измерительного комплекта. Конструктивное исполнение отборников давления может быть различным (например, на базе серийно выпускаемой муфты ИП-24). На рис. 3 показан один из вариантов, изготовленный и испытанный в Одесском технологическом институте холодильной промышленности. Герметичность его проверяли с помощью галоидного течеискателя, при этом утечки хладагента не обнаружено при установке прибора на самую чувствительную шкалу. Проверка и экспериментальная отработка предлагаемого метода измерения производител ьности компрессора осу- ществлены во ВНИИхолодмаше на калориметрическом стенде типа СКЛ-12. Для дополнительного контроля точности измерения стенд был оснащен турбинным расходомером «Турбоквант» производства ВНР с верхним пределом измерения 0,6 м3/ч и погрешностью ±0*5 %. Измерения проводили во всем рабочем диапазоне режимов работы
Рис. 3. Отборник давления: / — корпус; — втулка; 3 — седло клапана; 4 — клапан; 5 — уплотнительные прокладки; 6 — шток клапана; 7 — пружина компрессора ПГ-5 при различных зазорах в сопряжении гильза — поршень, которые обеспечивались путем шлифовки поршня [7]. Испытания показали высокую точность измерений при использовании расходомерного устройства в виде диафрагмы с входным конусом и модулем m =0,1820. Расхождение значений массовой производительности компрессора ПГ-5, полученных в результате измерений диафрагмой и «Турбоквантом», не превышало 2 %. Изготовленные измерительные диафрагмы установлены также на двух холодильных машинах с компрессорами ПГ-5 и ПГ-7 и проходят длительные испытания в эксплуатационных условиях. Измерять производительность компрессора в условиях эксплуатации можно в любом режиме работы. Следует лишь добиться установившихся параметров работы компрессора с гарантированными перегревом на всасывании в компрессор и переохлаждением жидкости в зоне установки сужающего устройства. Это легко осуществить созданием значительной нагрузки на испаритель (например, при открытых дверях холодильного оборудования) и стабилизацией количества охлаждающих конденсатор воды или воздуха. При таких условиях клапан ТРВ открывается на постоянную величину и исключаются колебания в его работе. При проектировании малых холодильных машин с герметичными компрессорами поверхность конденсатора и количество заряжаемого в систему хладагента подбирают таким образом, чтобы обеспечить его переохлаждение перед дросселирующим органом на 3—5 °С. Благодаря этому достигается нормальная работа расходомерного устройства во всем диапазоне рабочих режимов компрессора. При измерении производительности компрессора в условиях эксплуатации необходимо контролировать следующие параметры цикла холодильной машины: давления конденсации и кипения, температуры всасывания пара и переохлаждения жидкости в зоне установки сужающего устройства. По давлениям кипения и конденсации устанавливают режим работы, в котором следует определять производительность и отработанный ресурс компрессора по сводной диаграмме, применяя при необходимости интерполирование. Зная температуру всасывания, можно пересчитать результаты измерения производительности компрессора на условия, для которых построена сводная диаграмма. Давления и температуры хладагента измеряют образцовыми манометрами и потенциометром с тарированными термопарами. В результате измерения массовой производительности герметичного поршневого компрессора с помощью расходомера переменного перепада давлений с одновременной фиксацией параметров цикла холодильной машины определяют снижение производительности компрессора в одном из его рабочих режимов и по сводной диаграмме — соответствующие величины отработанного и оставшегося ресурса компрессора. Таким образом осуществляют диагностику технического состояния герметичного поршневого компрессора и оценивают степень целесообразности его замены в холодильном оборудовании. В связи с экономичностью предложенного способа диагностику технического состояния герметичных компрессоров можно проводить в процессе эксплуатации холодильного оборудования в обычных условиях предприятий торговли и общественного питания. Список использованной литературы 1. Белобородый В. С, Супонев В. В., Кулаев Д. X. Некоторые вопросы техни- 39
ческой диагностики узлов холодильных поршневых, машин. — В кн.: Тезисы докладов IV Всесоюзного совещания по технической диагностике. М., 1979, с. 142—144. 2, Береснев В. Н. Некоторые результаты исследования виброхарактеристики поршневого компрессора.— В кн.: Машины и аппараты холодильной, криогенной техники и кондиционирования воздуха. Л., 1978, вып. 3, с. 164— 171. 3 Воробьев Ю. М., Милованов В. И. Определение производительности герметичных холодильных компрессоров типа ПГ. — Холодильная техника, 1982, № 8, с. 24—27. 4 Кашкин М. П., Бежанишвили Э. M.t Милованов В. И. Исследование изнашивания деталей высокооборотных герметичных компрессоров типа ПГ.— Холодильная техника, 1980, № И, с. 17—23. 5. Милованов В. И. Влияние зазора поршень — цилиндр герметичного компрессора на его показатели.— Холодильная техника, 1969, № 7, с. 19—24. 6. Милованов В. И. Повышение долговечности малых холодильных компрессоров. М-- Пищевая промышленность, 1980. 180 с. 7. Милованов В. И., Кашкин М. П. Исследование влияния зазора в сопряжении гильза цилиндра — поршень на показатели герметичного высокооборотного компрессора ПГ-5 при его работе на хладагентах R12, R22, R502. — В кн.: Тезисы докладов III Всесоюзной научно-технической конференции по холодильному машиностроению. М., 1982, с. 180—181. 8. Мокроус М. Ф. Опыт диагностирования авиационных газотурбинных двигателей по термогазодинамическим параметрам рабочего процесса.— Тезисы докладов IV Всесоюзного совещания по технической диагностике. М., 1979, с. 79—82. 9. Прибор для определения предельного состояния холодильных поршневых крмпрессо- ров/В. Н. Можин, Я. Н. Аршанский, Д. X. Кулаев и др.— Инф. листок № 840. Л.: ЦНТН, 1976. 4 с. 10. Смыслов В. И. Ускоренные испытания холодильных компрессоров на долговечность. Обзор, информ. Серия ХМ-7, Холодильное машиностроение. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. 76 с. УДК 621.573 КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТУМАНА С ПОМОЩЬЮ ВОЗДУШНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН Д-р техн. наук В. И. ПРОХОРОВ, канд. техн. наук О. П. БУЛЫЧЕВА, А. В. СТРАШЕВСКИЙ Совершенствование технологии во многих отраслях промышленности часто связано с соблюдением определенного микроклимата, который создается специальными технологическими системами кондиционирования воздуха (СКВ). Для камер испытания различной электроаппаратуры, производственных помещений, в которых протекают процессы обработки текстильных волокон, бумаги и других капиллярно-пористых материалов, желательно, чтобы воздух, поступающий из технологических СКВ, находился в состоянии тумана. При разработке СКВ, обеспечивающих это требование, важным является выбор способа генерации тумана, позволяющего получить наиболее высокую концентрацию капель с возможно меньшим размером. Известны два основных способа: конденсационный, при котором водяной пар конденсируется из воздуха, и дисперсионный, при котором мелкие частицы образуются дроблением воды. Конденсационные способы получения тумана путем смешивания объемов воздуха с различной температурой и вла- госодержанием, его парового увлажнения и расширения в детандере воздушной холодильной машины (ВХМ) достаточно подробно проанализированы в работе [4]. Все конденсационные способы характеризуются изменением энтальпии воздуха в процессе получения тумана: при паровом увлажнении — повышением, расширении в детандере — снижением, смешивании — усреднением по отношению к энтальпии компонентов смеси. Для диспергирования различных жидкостей разработано большое количество распыливающих устройств, отличающихся по способу передачи энергии жидкости: форсунки струйные и центробежные; с газовым или пневматическим распыливанием; с вращающимися распылителями; форсунки и распылители акустические и ультразвуковые и др. При работе этих устройств энтальпия жидкости и газа почти не меняется. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что целесообразно использовать туман, содержащий капли диаметром <20 мкм, так как его можно перемещать по воздуховодам и он легко ассимилируется воздухом помещения. Капли такого размера имеются в естественном тумане, их получают также с помощью конденсационного способа туманообразования. Образование тумана и аэрозолей, содержащих капли <20 мкм, дисперсионным способом осложняется тем, что процент воды, переходящей в аэрозольное 40
состояние, невелик, при этом распиливающие устройства следует дополнительно снабжать специальными приспособлениями для сепарации крупных капель. На основании опубликованных технических данных различных распиливающих устройств [2, 3, 5, 6] можно подсчитать расход энергии на диспергирование воды в этих устройствах. Имеющиеся данные по режимам работы акустических форсунок и дискового распылителя Мея позволили подсчитать расход энергии на распиливание с различной степенью дисперсности 1 кг воды. Дисперсный состав образующихся капель оценивали по среднему объемно-поверхностному диаметру d32: (о ф,кДж/кг благи <*32 = 2ISV где i — число капель диаметром dt. Результаты расчета представлены на рис. 1. На графике также нанесены точки, характеризующие расход энергии на образование 1 кг диспергированной воды, содержащейся в тумане, полученном иными способами. При получении тумана с помощью пневмоакустических форсунок (точка 5) количество воды и воздуха, проходящих через форсунку, составляло соответственно 0,5 • 10~3 и 0,83 X Х10~3 кг/с. После прохождения сепараторов количество диспергированной воды уменьшалось до 0,013 • 10~3 кг/с, при этом образовывался устойчивый туман. Из приведенных данных видно, что расход энергии резко возрастает с уменьшением диаметра капель.* Интересно отметить, что расход энергии на образование взвешенных капель с йз2 = 10 мкм конденсационным способом соответствует затратам энергии на образование капель такого же диаметра дисперсионным способом. Исключение наблюдается лишь при использовании механических центробежных форсунок, в которых расход энергии существенно ниже. Однако для получения высокодисперсных аэрозолей гео- * Приведенные данные касаются только затрат энергии на образование капель и могут быть использованы в тех случаях, когда температура тумана несущественна. В других случаях необходимо учитывать затраты энергии на поддержание заданной температуры. W3 3 № |4| Ц[|\ \\*Л \ \\\w \ 1 \ \Ч\ \ и\ \ 19 \ \ Ш \ \ о \ \ 1 1»' м, о м ——1 1 1 1 1 \ 1 Н1г Н —Ь- ' L \ F 111 чщ \ \ i ¦\\\ \\Уг 111 [ ! Ш N Ш 4 5 6 7 89101 2 J Ч 5 6 7 8 9К^й^мки Рис. 1. Удельный расход энергии LyA на образование тумана, содержащего 1 кг дисперсной влаги, различными способами: / — акустические форсунки; // — дисковый распылитель Мея; / — пневматический распылитель Коллисона [2]; 2 — турбо- холодильник 1277ЖТ (данные авторов); 2' — то же, при передаче работы расширения на привод; 3 — ультразвуковой распылитель "Wetmaster" [7]; 4 — комбинированный способ туманообразования в турбохолодильнике 1277ЖТ; 4' — то же, при передаче работы расширения на привод; 4" — доля кинетической энергии потока, затрачиваемая на распыливание жидкости в сопловом аппарате турбохолодильника; 5 — пневмоакустические форсунки (данные авторов) метрические размеры форсунок должны быть малыми: при йЪ2 = 7Ь мкм диаметр сопла составляет ~1 мм, при d32=50 мкм — 0,25—0,3 мм, давление воды при этом около 20 • 105 Па [3, 5] Дальнейшее увеличение дисперсности требует соответственного уменьшения проходных сечений форсунок, что усложняет технологию их изготовления и снижает надежность работы. Для получения тумана с каплями диаметром d32<20 мкм механические форсунки, как гЕравило, не используют. 41
При образовании капель с d32 — = 10 — 20 мкм производительность всех распиливающих устройств очень мала и в случае их использования для генерации тумана потребуется большое количество распылителей. Так, для получения тумана с содержанием взвешенной влаги Дйж=5 г/кг сухого воздуха при производительности кондиционера, равной 3,3 кг/с, следовало бы установить около 50 ультразвуковых распылителей типа WM-33B-10 (габаритные размеры распылителя 300X400X230 мм) или около 900 дисковых распылителей Мея (габаритные размеры каждого 92x92x130 мм). При этом в большинстве случаев существуют ограничения по максимальной производительности распыливаю- щих устройств. В аппаратах, где энергия на распы- ливание передается воде потоком сжатого воздуха (пневматические и акустические форсунки), капли выбрасываются вместе с потоком рабочего воздуха, поэтому максимальное значение Дйжшх определяется соотношением масс распыливаемой воды Gw и сжатого воздуха GB. Эта величина зависит от требуемой дисперсности распыливания. Так, при GW/GB = 1/7 модальный диаметр капель для акустических форсунок составляет 10—20 мкм, а при GW/GB = 1/1,6 возрастает до 20—40 мкм [5]. Поскольку масса капель, образующих дисперсную фазу тумана, обычно на порядок меньше суммарной массы распыливаемой воды, предельное содержание влаги в тумане, образованном пневматическими распылителями, следует принимать равным @,01 -=-0,1) X XGJGB. Таким образом, получение тумана дисперсионным способом имеет ограничения и по достижению требуемых Дйж, и по массо-габаритным характеристикам. Проанализируем теперь возможности применения конденсационного способа генерации тумана в турбодетандере. Режим работы конкретного детандера зависит от величины работы расширения Лд, которая, в свою очередь, определяется давлением рх и температурой tx воздуха на входе, а также значением изоэнтропных КПД т]д, характеризующих термодинамическое совершенство процесса расширения. Если заданы параметры воздуха после расширения *. — температура t2, энтальпия /2, давление р2 и влагосо- держание d2, то можно записать систему уравнений, полностью определяющих параметры воздуха на входе в детандер: 0 622 I /,=*!+B5(Ю+1,86/,)-^ffexp(9,77— I 4054 I 236 + /, ,; I р,- а - A) [, li35 1 4.B73 + *,) -I I . 0,622 д / 4054 \ I d.mex=-7rexp (9,77—236+77 J.J где /,, tx, рх, dx max — соответственно энтальпия, температура, давление и максимальное влагосодер- жание воздуха на входе в детандер. Полученное значение dx max, вычисленное для условий полного насыщения воздуха водяными парами, является максимально возможным для заданных условий. Соответственно определяют и максимальное количество взвешенной влаги Мж тах на выходе из детандера: Л^жтах. = ^1тах—d2- B) Расчет, выполненный для турбодетан- дерных агрегатов конструкции НАТИ и турбохолодильной машины МТХМ2- 50, работающих в номинальном режиме в интервале температур 0—20 °С, соответствующем характерным режимам работы ВХМ в системах кондиционирования, с Ад = 28 и 38 кДж/кг и т|д = = 0,65 и 0,815, показывает, что величина А^жтах составляет 4—5,2 г/кг сухого воздуха (турбодетандер НАТИ) и 5,5—7,0 г/кг сухого воздуха (МТХМ2- 50). Таким образом, получение высокодисперсного тумана с Д^ж>5-^7 г/кг сухого воздуха затруднено вследствие ограничений, связанных с термодинамическими особенностями рассмотренных двух основных способов генерации или с конструктивно-компоновочными решениями. Исходя из изложенного, представляет интерес комбинированный способ получения тумана с помощью ВХМ. Сущ- * П р и образовании тумана конденсационным методом, в отличие от дисперсионного метода, количество капель и температура тумана взаимосвязаны. 42
ность его состоит в том, что взвешенная мелкодисперсная влага образуется в результате не только конденсации водяных паров из воздуха, но и аэромеханического распыливания дополнительно подаваемой воды. В работе [1] отмечено, что попадающая в проточную часть турбины вода дробится в осевом зазоре, и через рабочее колесо проходят в основном капли диаметром <10 мкм, что соответствует дисперсности естественного тумана. Комбинированный способ туманооб- разования экспериментально исследовали на установке, показанной на рис. 2. Сжатый воздух приводил в действие турбохолодильник, в сопловой аппарат которого подавали воду. Вода поступала из мерного сосуда под действием избыточного давления в теплообменнике, соединенном с магистралью сжатого воздуха. В процессе испытаний измеряли температуру, давление и влагосодержание воздуха до и после детандера, частоту вращения ротора, расходы воды и воздуха, количество взвешенной влаги в тумане. По результатам измерений вычисляли удельную работу расширения и расход энергии на распыливание (см. рис. 1, точки 4, 4'). Расход энергии по сравнению с ее расходом при использовании конденсационного способа (см. рис. I, точки 2, 2') снизился пропорционально количеству распыливае- Рис. 3. Соотношение удельных расходов энергии, кДж/кг сухого воздуха, на получение холода и распыливание влаги в детандере: Рис. 2. Схема экспериментальной установки для исследования комбинированного способа туманообразования: / — теплообменник; 2 — мерный сосуд для - воды, подаваемой в сопловой аппарат; 3 — измеритель влаго- содержания (в паровой и дисперсной фазах); 4 — турбохолодильник 1277ЖТ; 5 — датчик для измерения частоты оборотов ротора 9 11 i i i И ДЛ" Лад — располагаемый адиабатный теплоперепад в детандере; Л' — действительный теплоперепад в детандере при конденсационном способе образования тумана; Л" — действительный теплоперепад в детандере яри комбинированном способе образования тумана; ДЛ' — потери энергии в детандере при конденсационном способе образования тумана; ' — дополнительный расход энергии при комбинированном способе образования тумана мой воды. В проведенных испытаниях с турбохолодильником 1277ЖТ Мж увеличилось на 5—5,5 г/кг, при этом удельный расход энергии сократился вдвое. На рис. 3 схематично показано соотношение удельных расходов энергии на получение холодами распыливание воды в детандере. Действительный теплоперепад в детандере при комбинированном способе генерации тумана, по сравнению с теплоперепадом при конденсационном способе, уменьшается на величину ДА" (удельные расходы кинетической энергии воздуха на аэродинамическое распыливание воды, ускорение движения капель воды в сопловом аппарате и потери энергии за счет ударного тормозящего воздействия капель воды на рабочие лопатки из-за различного направления векторов скорости воздуха и воды). Указанные расходы энергии, отнесенные к единице массы дисперсной фазы образующегося тумана, представлены на рис. 1 точкой 4". Эта величина не характеризует действительных расходов энергии при комбинированном способе генерации тумана, но оказывается полезной при сравнении эффективности различных турбодетандеров, используемых для Получения тумана. Дисперсный состав тумана в экспериментах определяли измерением и подсчетом капель, улавливаемых на предметное стекло с последующим фотографированием с помощью микроскопа типа МБИ-6. Пробы отбирали и результаты измерений обрабатывали по обычной методике [2, 3, 5]. Для описанного режима работы детандера капли размером до 10 мкм составляют 7— % от суммарной массы распыливаемой воды. Дальнейшее улучшение энерге иче- ских показателей комбинированного
способа образования тумана связано с увеличением доли мелкодисперсных капель в результате выбора оптимального режима работы детандера и конструкции его проточной части, В настоящее время на основе результатов проведенных исследований ведутся работы по созданию опытно-технологической системы кондиционирования воздуха на текстильном предприятии. Список использованной литературы 1. Адлер М. В., Соколов Ю. Е. К вопросу об образовании тумана на выходе из воздушного турбодетандера.— Изв. вузов СССР. Энергетика, 1968, JNfc'9, с. 58—62. 2. Грин X., Лейн В. Аэрозоли — пыли, дымы и туманы. М.: Химия, 1969. 428 с. 3. Пажи Д. Г., Галустов В. С. Распылители жидкостей. М.: Химия, 1979. 214 с. 4. Прохоров В. И. Предельное увлажнение воздуха и получение тумана.— В кн.: Вентиляция и кондиционирование воздуха. Межвузовский тематический сборник. Рига, 1973, с. 116—130. 5. Распыливание жидкостей / Ю. А. Дитя- кин, Л. А. Клячко, Б. В. Новиков и др. М.: Машиностроение, 1977, 208 с. 6. Хавкин Ю. И. Центробежные форсунки. Л.: Машиностроение, 1976. 7. Supersonic humidifier "Wetmaster" WM- SSB-10. Instruction. Manual. Nippon humidifier MFG Co. Ltd.T- 1976, 27 p. УДК 621.565.83 ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ОХЛАДИТЕЛЕЙ Д-р техн. наук, проф. В. А. НА ЕР, Ю. А. ЯКОВЛЕВ Габариты о-массовые и электрические характеристики термоэлектрических охладителей можно улучшить путем изменения таких свойств полупроводниковых материалов, как удельное электрическое сопротивление г и коэффициент термо-ЭДС а в пределах постоянного или мало изменяющегося комплекса Z. Анализ проведен для следующих диапазонов изменения величин а и г, которые реально возможны при существующей технологии производства полупроводниковых материалов: 3=200-^-250 мкВ/К; г= A,04-2,0) • 10-з Ом -см. При этом величина Z слабо меняется вблизи максимального значения Z« «B,8-3,0) • К) 1/К. Известно, что основным параметром, определяющим габаритно-массовые характеристики термоэлектрических охладителей, является высота термоэлемента /, масса т которого пропорциональна квадрату выс<-пгы. Минимальное значение / зависит от условий теплообмена на спаях и относительной величины контактных электрических сопротивлений. Ниже рассмотрен случай интенсивного теплообмена на спаях, когда определяющим фактором в выборе высоты оказывается только относительное контактное электрическое сопротивление. Влияние контактного электрического сопротивления на высоту термоэлемента может быть учтено путем введения поправки в величину Z' где Z' — комплексная характеристика полупроводниковых материалов с учетом контактного электрического сопротивления; гк — удельное электрическое сопротивление единицы площади контакта. Энергетическая эффективность термоэлектрических охладителей при заданных температурах определяется величиной Z', которая, как видно из уравнения A), для выбранных полупроводниковых материалов зависит от относительного значения контактного электрического сопротивления, т. е. от комплекса rjrl. Величину гк можно считать постоянной и равной минимальному значению, соответствующему современной технологии коммутации термоэлементов. При этих условиях постоянство величины Z/ будет определять следующую связь между г и/: \ г/=const. B) В рассматриваемом диапазоне изменения термоэлектрических параметров увеличение г всегда сопровождается ростом коэффициента термо-ЭДС а. Рассмотрим, как изменяются в режиме максимальной энергетической эффективности и при постоянной холодо- производительности Q01 основные параметры термоэлемента — сила тока, отношение l/s (s — площадь сечения ветви термоэлемента) и масса — при изменении величин а и г в пределах Z = const. 44
Естественно, что при принятых допущениях энергетическая эффективность термоэлемента также остается неизменной. Из известных соотношений для оптимального значения силы тока /0 и отношения (//s)o D-). Qo.(A*2~D аМ(МТ0— Т) аАТ rlo(M-l) C) D) вытекает, что оптимальное значение силы тока при увеличении удельного электрического сопротивления материала снижается из-за роста коэффициента термо-ЭДС а, а отношение (l/sH после подстановки C) в D) оказывается пропорциональным комплексу а2/г. а№ E) где А — постоянная при принятых допущениях величина. Масса полупроводниковых материалов, необходимых для изготовления термобатареи заданной холодопроизво- дительности Q0, может быть определена из соотношения m = 2Qlsn, F) где q— плотность полупроводниковых материалов; п— число термоэлементов в термобатарее. Значение п находят из соотношения: л-Qo/Qoi. G) В режиме максимальной энергетической эффективности холодопроизводи- тельность термоэлемента определяют по уравнению О - 5^ М(Т-Т0)(МТ0-Т) Уо1" ГЛ (М-\)ЦМ+\) (8) После подстановки B), G) и (8) в F) и учитывая, что Z = a2/rX, получим: m=BQ- (9) где В, так же как и А, постоянная величина. Отметим, что при выводе уравнения (9) предполагалось равенство площадей р- и /г-ветвей термоэлемента. Легко показать, что аналогичный результат получается и для любого другого режима работы термобатареи, характеризуемого постоянным значением холодильного коэффициента. Таким образом, из приведенных выше соотношений следует, что проходя- 0,9 Z8 0,7 0,6 0,5\ ОЛ 0,5 1 2 0,75 0,5 ОМ 0,88 ом 0t80 0J6 0,72 0,65 0,9 0,95 a2d/a0% Зависимость / A) и m B) от относительного изменения комплекса а2 а /а\ о0 щии через термоэлемент ток, отношение //5 и масса полупроводникового материала в термобатарее пропорциональны соответственно величинам 1/ц, а2/г и 1/а2/*. С помощью этих соотношений можно оценить особенности конструкции термоэлектрического охладителя при использовании различных материалов без подробного его расчета. В практике исследования полупроводниковых материалов часто используют комплекс а2а(а = 1/г). На рисунке показаны изменения относительных величин fh = a\r/a?r и Т=а0/а в зависимости от относительного изменения комплекса а2а в вышеуказанных пределах значений а и а. За опорные приняты величины а0~200 мкВ/К и а0 = 1000 Ом • см. Из графиков видно, что в пределах относительно небольшого изменения комплекса а2о удается существенно, в 2—Ъ раза, сдкратить затраты полупроводниковых материалов на изготовление термобатареи заданной холодопро- изводительности и уменьшить на 20— 25 % силу тока. Таким образом, приведенную методику можно использовать не только в. пределах основного принятого допущения, а именно: Z = const. Весьма полезно оценивать габаритно-массовые и электрические характеристики термоэлектрического охладителя в зависимости от свойств полупроводниковых материалов с учетом того, что при увеличении а и г будут потери Z, т. е. потери энергетической эффективности. 45
В порядке постановки вопроса УДК 664.8/.9.037.001.5 О СИСТЕМНОМ ПОДХОДЕ К ИССЛЕДОВАНИЯМ И РАЗРАБОТКАМ ПРОЦЕССОВ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ А. И. ПИСКАРЕВ Системный подход — это методологическое направление в науке, одним из важнейших принципов которого является рассмотрение всех проблем, объектов как единого целого, как единой системы, во взаимодействии и взаимосвязи всех их сторон. Широкое распространение системный подход находит в биологии, физике, химии, во многих технических науках, в кибернетике. Расширяется его применение при решении многих проблем как теоретического, так и практического характера. Системный подход представляется необходимым в научных исследованиях и практических разработках в области технологии холодильного консервирования пищевых продуктов. Все пищевые продукты, подвергаемые различным процессам холодильного консервирования, по своему химическому составу и биологической характеристике представляют собой сложные биосистемы. В таких объектах животного происхождения, как рыба, мясо, в постмортальный период происходят сложные ферментативные процессы, изменяется соотношение свободной и связанной воды, что приводит к изменению некоторых важных в технологическом отношении показателей физического и физико-химического характера, структурно-механических свойств мышечной ткани и ее гидрофильных свойств. Сложными многофазными системами являются молочные продукты, а как биологические жидкости они имеют ряд особенностей, выделяющих их среди других продуктов. Это может проявляться в процессах замораживания и последующего холодильного хранения молочных продуктов. В химическом и биологическом отношениях сложными являются и продукты растительного происхождения. Холодильная технология представляет собой «гибридную» отрасль научно- технических знаний, базирующуюся в основном на научных основах физики и химии, методы исследования, которых позволяют раскрывать процессы, происходящие в продуктах, и их взаимосвязи. Подобно тому как в исследованиях по биологии при использовании достижений биометрии обращается внимание на необходимость учета специфики объекта, при исследовании процессов холодильного консервирования биологических объектов, каковыми являются пищевые продукты, на это также надо обращать внимание. Специфика объектов и их обработки, биологическая природа объектов должны учитываться как при изучении качественных изменений в результате воздействия холода и, следовательно, условий и сроков их хранения, так и при разработке и решении вопросов физического характера. Вот некоторые примеры. Применение быстрых и сверхбыстрых методов охлаждения мяса сразу после убоя животного вызывает так называемое «холодовое сокращение», что отрицательно влияет на качество мяса. Это явление, как известно из материалов ряда исследований, зависит от температуры: при температуре ниже 10 °С ионы Са+ задерживаются в мышечных фибриллах и этим способствуют сокращению; при 14—19° С этого не происходит, сокращение минимальное. Гистологическими исследованиями рыбы при замораживании [4] выявлено влияние постмортального состояния на ее морфологическую структуру. Так, в треске, замораживаемой сразу после вылова (состояние pre-rigor), хорошо сохраняется структура волокон при скорости замораживания 0,70—0,75 см/ч (толщина блоков 60 мм, температура воздуха —30Ч 35° С, продолжительность замораживания 4, 5 ч), а в треске, замораживаемой через 5 сут после вылова (состояние post-rigor), при таких же условиях структура волокон сильно нарушается (рис. 1). Нарушение морфологической структуры влияет на качество рыбы, в частности консистенцию ткани, ее гидрофильные свойства, что вызывает потери массы при последующей переработке замороженной рыбы. Для того чтобы сохранить морфо- 16
Рис. 1. Поперечные срезы ткани с замороженной трески: а — состояние — состояние post-rigor логическую структуру рыбы, большие замораживания. Постмортальное состояние влияет на количество вымороженное ак, при быстром замораживании рыбы в состоянии pre-rigor в исследованиях [9] было выморожено 39,8 % воды, состоянии post-rigor — 60 %, при мед- замораживании ственно 55,2 и 62% От постмортального состояния зависят также криоскопическая температу ра, структурно-механические свойства мышечной ткани [1, 5, 10] и ее гидрофильные свойства, энергия связи влаги, энтальпия. У объектов растительного происхождения температура замерзания находится в зависимости от условий замораживания, главным образом температуры замораживающей среды. Чем она ниже, тем ниже температура замерзания [8]. Например, для клубней картофеля при температурах замораживающей среды —11,1; —5,8; —2,9 °С температура замерзания соответственно —1,78; ¦ —1,45; — 1,22°С; для свеклы при температуре среды —17,2; —5,8 °С температура замерзания соответственно —2,5; — 2,15 °С. Как показано исследованиями [2, 7], качество рыбы при замораживании и ^холодильном хранении связано с изменениями, происходящими при ее хранении в охлажденном состоянии до замораживания. Следовательно, при оценке качества после замораживания и хранения необходимо учитывать изменения качества, которые произошли при хранении до замораживания. На качество рыбы в процессе хранения в замороженном состоянии при относительно высоких температурах могут оказать влияние и другие факторы, например особенности контактирования продукта с замораживающей средой. Системный подход необходим в исследованиях и разработке таких вопросов, как, например, применение при холодильном хранении дополнительных к холоду технических средств. В опыт с замороженной свининой [6] было установлено, что сохранение ее качества при хранении в среде газообразного азота (99%) зависит от температуры воздуха камере: при относительно высокой температуре ( 12 °С) качество стало снижаться после 2,5 мес, при пониженной температуре (—30 °С) не было отмечено разницы в качестве в течение 12 мес. Это наблюдается и в процессе хранения замороженной рыбы использовании антиокислителей, холодильной технологии при изуче- анализе процессов нередко применяются математические исследования. С помощью математических зависимостей описываются некоторые явления и процессы биологического характера, например характер биохимических изменений в замороженных продуктах при хранении в зависимости от температуры (соответствие закону Аррениуса) влияние температуры охлаждения на развитие микроорганизмов (соответствие правилу Вант-Гоффа). Математические методы исследования биологических объектов при правильном их использовании способствуют познанию закономерностей органической природы, позволяют обнаруживать связи между различными явлениями и процессами. Однако применяемые в холодильной технологии математические зависимости не всегда отражают специфику биологических объектов. Приведем примеры. Изменения качества замороженных продуктов при хранении имеют экспоненциальный характер. Исходя из этого была предложена математическая зависимость продолжительности хранения от температуры: т=л. ю-0-05'- Для различных продуктов приняты соответствующие значения А. В частности, для рыбы значения А установлены в зависимости от ее жирности: для жирной А = 1,26, для нежирной А = 1,78. При этом не учитывается химический состав рыбы, который является определяющим фактором при изменении ее качества, влияющим на продолжительность хранения. 47
Рис. 2. Продолжительность хранения замороженной рыбы различных видов при температурах * = —35, —25 и — 18°С: а — сельдь каспийская; б — осетр; в — салака; г — ставрида атлантическая; д — килька каспийская Как показали исследования [3], продолжительность хранения не всегда связана с количественным содержанием жира, это проязляется даже в пределах одного вида рыб из одного бассейна. Как видно из рис. 2, где приводятся данные по хранению сельдевых рыб из Волго-Каспийского бассейна, сельдь каспийская (черноспинка) с содержанием жира 20—21 % хранится дольше, чем анчоусовидная килька каспийская с содержанием жира 1,5— 2,5 %. Салака с содержанием жира 6—8% также хранится дольше, чем менее жирная килька каспийская. Меньшим изменениям при хранении подвергаются и осетровые рыбы, содержащие 10—12% жира. Состав липи- дов — содержание ненасыщенных жирных кислот — является предпосылкой к развитию окислительных процессов в замороженной рыбе при хранении. Это следует, иметь в виду при установлении величины А. Не пригодна указанная математическая зависимость для определения продолжительности хранения сливочного масла. Продолжительность его хранения зависит от сезона производства (лето — зима). Это вызвано разным химическим составом сырья, поэтому для масла, выработанного летом, установлен срок хранения до 12 мес, а для масла зимнего периода производства — до 3 мес. Для определения продолжительности замораживания известно несколько формул, которые позволяют на основе параметров замораживающей среды и объекта замораживания рассчитать продолжительность цикла. Однако эти формулы отражают в основном тепло- физическую сторону процесса и не учитывают, что продолжительность замораживания должна обеспечивать сохранение качества продукта, прежде всего — морфологическую структуру его ткани, которая, в свою очередь, связана с постмортальным состоянием. Поэтому вначале следует с учетом постмортального состояния ткани устанавливать необходимые скорости замораживания, обеспечивающие сохранение морфологической структуры, и уже исходя из этого определять продолжительность замораживания, а формулы для расчета продолжительности процесса применять для выявления необходимых параметров работы морозильных установок. Приведенные примеры показывают, что в научных исследованиях процессов холодильной технологии, при разработке практических рекомендаций технологического характера и технических решений для реализации технологических процессов необходим комплексный, целостный, системный подход. Список использованной литературы 1. Гакичко С. И., Фомичева К. М., Дубровская Т. А. Хранение североморской сельди в охлажденной морской/ воде.— Холодильная техника, 1962, № 5, с. 31—35. 2. Пискарев А. И., Каминарская А. К., Лукьяница Л. Г. Качественные изменения рыбы при замораживании. М.: Госторгиздат, 1960. 40 с. 3. Пискарев А. И., Ковалева А. П., Лукьяница Л. Г. Основные пути сохранения качества замороженной рыбы при холодильном хранении.— В кн.: Исследования в области холодильной техники и технологии. М., 1980, с. 108—113. 4. П и с к а р е в А. И., Крылов Г. И., Лукьяница Л. Г. Характеристика гистологических изменений рыбы при замораживании.— Холодильная техника, 1958, № 4, с. 48—52. 5. Федор ова Н. К., П иска рев А. И. Структурно-механические свойства мышечной ткани рыбы и их изменения при замораживании.— Холодильная техника, 1969, № 10, с. 40—44. 6. Хранение замороженных продуктов живот- . ного происхождения при пониженных темпе-' ратурах / А. И. Пискарев, М. А. Дибирасулаев, Л. В. Куликовская и др. М.: ЦНИИТЭИмясо- молпром СССР, 1978. 36 с. 7. Хранение мороженой рыбы / А. И. Пискарев, А. К. Каминарская, А. П. Борновало- ва и др. М.: Госторгиздат, 1963. 53 с. 8. Церевитинов Ф. В. Химия и товароведение свежих плодов и овощей. М.: Новый агроном, 1930. 700 с. 9. Love R. M.- J. of Food Sci., 1961, Vol. 27, № 6, pp. 544—550. 10. Love R. M., Haraldsson S. В.— J. Sci. Fd. Agric, 1961, № 12, pp. 442—445. Ж 48
ilillH ОПЫТОМ УДК 663.674.002.5 ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЙ МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ ОБРАЗЕЦ ЛИНИИ М6-ОЛ2В ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МОРОЖЕНОГО Л. П. ЧИСТОВ Узкое место скороморозильных аппаратов всех линий для производства мороженого — несовершенная конструкция аммиачных батарей, выполненных в виде пакетов из вертикальных труб со спиральными ребрами. Результатом поиска новых прогрессивных решений стал опытно-промышленный модернизированный образец линии для производства мороженого в вафельных и бумажных стаканчиках (М6-ОЛ2В), включающий скороморозильный аппарат с батареями из горизонтальных змеевиковых труб, оребре- ние которых выполнено из штампованных пластин. В результате существенно увеличена поверхность охлаждения, уменьшено аэродинамическое сопротив- ление,улучшен контакт между ребрами и трубой. Батареи оцинкованы. Линию М6-ОЛ2В производства Кап- сукского завода продовольственных автоматов им. 50-летия СССР установили на Вологодском хладокомбинате. В целях подготовки площади для монтажа и испытания линии был демонтирован морально устаревший брикетогенератор рассольного типа, на котором вырабатывали не более 1,5 т эскимо и фруктового льда в смену. Аммиачные жидкостные и газовые трубопроводы заменены на трубопроводы большего сечения. Вместо фризера ОФИ установлен фризер Б6-ОФШ. Наладка и пуск линии осуществлены Капсукским СКБ расфасовочно- упаковочных автоматов и Капсукским заводом продовольственных автоматов. Большую работу проделали их специалисты С. И. Жюрис, Г. П. Сталерайтис, Р. И. Самулайтете, а также специалисты Вологодского хладокомбината Ю. В. Гусев, Г. Н. Подхомутов, Е. С. Вцкторова. Испытаниями установлено, что на модернизированной линии улучшен режим закаливания мороженого и увеличена паспортная производительность с 450 до 500 кг/ч. В настоящее время сменная производительность линии М6-ОЛ2В составляет 3,5—3,6 т. против 3,0—3,2 т на линии М6-ОЛВ. При поддержании в скороморозильном аппарате температуры воздуха —35 °С температура мороженого на выходе достигает —15ч 17 °С. Это говорит о большом резерве мощности. Практически в аппарате поддерживается температура воздуха — 27 ч- Ч 28 °С, как и в аппаратах эксплуатируемых линий ОЛС и М6-ОЛВ. При этом температура мороженого на выходе обеспечивается равной —10ч- -=- — И °С. Опытный образец регулярно эксплуатируется с декабря 1982 г. За время его работы поломок не было. За 186 смен выработано 650 т мороженого. Хотя образец работает надежно, рационализаторами хладокомбината внесены некоторые изменения в его конструкцию. Так, в вакуумной системе (на сборнике осадка) механизма на- крывания бумажных дисков установлен клапан подсоса, регулирующий глубину вакуума. Механизм работает устойчиво при 30—50 кПа @,3—0,5 кгс/см2). Кроме того, этот механизм приспособлен к традиционно применяемым дискам диаметром 55 мм вместо дисков диаметром 65 мм, предусмотренных в опытном образце. Несколько изменена форма присосков для дисков: сферическая форма заменена плоской. В этом случае бумажные диски удерживаются более надежно и не осыпаются. Приставные рельсы скороморозильного аппарата разрезаны на две части, шарнирно соединены и убираются во внутрь аппарата. Чтобы при переходе в нижнее положение плунжеры не ударялись о корпус, на рычаге установлен ограничитель, который с помощью регулирующего винта предотвращает увеличение плеча рычага сверх нормативного. Экономический эффект от внедрения линии за 10 мес — 63 тыс. руб. Опыт эксплуатации линии показал, что она надежна в работе, имеет запас мощности.
УДК 637.5*62.037:621.565.945.004.15 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КРЫШНЫХ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЕЙ ПРИ ОДНОФАЗНОМ СПОСОБЕ ЗАМОРАЖИВАНИЯ МЯСА Г. Л. ШИХОВ, А. Ф. ЛАПИЦКИЙ Для внедрения способа однофазного замораживания мяса на Иркутском мясокомбинате при активном участии директора В. Я. Бронштейна и главного инженера Н. В. Амитирова реконструирована камера холодильника. Камера (сетка колонн 5x5 м) расположена на четвертом — последнем этаже. До реконструкции она была оборудована пристенными и потолочными батареями из гладких труб. При проведении реконструкции на перекрытии здания холодильника на металлической раме были смонтированы три крышных воздухоохладителя типа ВОКР поверхностью охлаждения по 1200 м2, разработанных Челябинским ПКБ и изготовленных Болоховским опытно-механическим заводом (рис. 1), и три центробежных вентилятора Ц4-76 № 16 с расходом воздуха 72 000 м3/ ч и напором 82 кг/ м2 каждый. Воздухоохладители собраны из элементов с пластинчатыми насадными ребрами с шагом 13,6 и 17,5 мм. Поверхность соответственно 113 и 85 м2, размер элементов 2300x700x470 мм. Удельная поверхность воздухоохлади- Рис. 1. Схема установки воздухоохладителя ВОКР-1200 над камерой замораживания мяса: / — всасывающий воздуховод; 2 — центробежный вентилятор Ц4-76 № 16, 3 — мягкая вставка; 4 — электродвигатель вентилятора; 5 — воздухоохладитель ВОКР-1200; 6 — подвесной путь; 7 — нагнетательный воздуховод; 8 — перегородка между туннелями камеры телей 60 м2/ т замораживаемого мяса, удельный расход воздуха 60 м3/ м2 охлаждающей поверхности. Каждый воздухоохладитель снабжен поддоном, всасывающим и нагнетательным воздуховодами, центробежным вентилятором. Изоляция воздуховодов, воздухоохладителей, кожухов вентиляторов выполнена из материала ПСБ-С. Камера замораживания мяса разделена перегородками на три сообщающихся между собой туннеля размером 25x5 м каждый. Система воздухорас- пределения обеспечивает циркуляцию воздуха вдоль туннелей. В камере имеются двери для подачи мяса на замораживание и выгрузки его после холодильной обработки. В компрессорном цехе смонтированы два аммиачных холодильных агрегата АД-260. Система охлаждения — насос- но-циркуляционная с нижней подачей аммиака (рис. 2). Для улучшения эксплуатационных характеристик диаметр всасывающего патрубка аммиачных насосов увеличен до 100 мм. Для обеспечения эффективности и требуемой скорости замораживания необходимо своевременно оттаивать воздухоохладители горячими парами аммиака и орошением водой. Опыт эксплуатации показывает, что при хорошей работе орошающего устройства снимать снеговую шубу можно без подачи горячих паров аммиака. При этом снижаются затраты труда и электроэнергии. Продолжительность оттаивания 60—70 мин. В связи с большой скоростью воздуха (8 м/с), поступающего из потолочного проема, и в соответствии с правилами техники безопасности и производственной санитарии камеру загружают при неработающих вентиляторах воздухоохладителей. При полной загрузке камеры процесс замораживания парного мяса, в зависимости от его вида, длится 25—27 ч, включая время оттаивания воздухоохладителей. Мощность камеры замораживания после реконструкции возросла вдвое и составила 60 т/ сут без расширения площади холодильника. В результате сокращения затрат труда на транспортировку мяса из камеры охлаждения в камеру замораживания заметно возросла производительность труда. 50
На компрессор ^ Рис. 2. Насосно-циркуляционная система охлаждения с нижней подачей аммиака в вертикальные коллекторы воздухоохладителей: / — аммиачный насос ЦНГ-70М; 2 — вертикальный циркуляционный ресивер 5РДВ; 3 — воздухоохлади* тель ВОКР-1200 Мясокомбинат Емкость камеры замораживания, т Площадь поверхности охлаждающих приборов, м2 Площадь поверхности пола камеры, Длина подвесных путей, м Продолжительность холодильной обработки, Потери мяса от усушки, % Иркутский Курский Вологодский Липецкий Алитусский Лиепайский 60 30 11 45 30 32 Крышные воздухоохладители ВОКР-1200ХЗ ВОКР-850Х2 375 144 240 120 Потолочные воздухоохладители 113X6 230X7 21бХб 230X5 65 196 144 159 44 120 130 25—27* I Не измерялись 20* 22—24** 16—18 48 28—32 40—45 1,2—1,3** 1,1 — 1,2 Не измерялись 1,36—1,39 1,9—2,0 * Без учета времени загрузки. ** В числителе указаны технологические параметры при скорости воздуха 1,5—2,5 м/с в зоне бедра, в знаменателе 2,0—2,7 м/с. Г Сравнительная характеристика камер замораживания мяса, оборудованных потолочными и крышными воздухоохладителями, на холодильниках Иркутского, Курского, Вологодского, Липецкого, Алитусского, Лиепайского мясокомбинатов представлена в таблице. Организованное распределение холодного воздуха в грузовом ооъеме камеры при его скорости 2,0—2,5 м/ с в зоне бедра полутуши сокращает продолжительность замораживания мяса на Иркутском мясокомбинате. Применение воздухоохладителей типа ВОКР в районах Сибири позволяет в зимний период замораживать мясо, используя естественный холод, что значительно снижает расход электроэнергии на холодильную обработку. В этом случае воздухоохладитель отключают, а наружный холодный воздух подается вентилятором в камеру. Электроэнергия расходуется только на привод вентиляторов. 51
A1) 1055945 B1) 3392768/28-13 B2) 08.02.82 3E1) F 25 D 13/00; F 25 D 17/06 E3) 621.565.3 G2) П. Г. Красномовец, И. Г. Чумак, А. П. Коцюбинский G1) Одесский технологический институт холодильной промышленности E4) D7) СПОСОБ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ в морозильной камере, предусматривающий создание в ней давления охлаждающего газа выше атмосферного, отличающийся тем, что, с целью уменьшения усушки продукта и повышения интенсивности процесса замораживания, давление в камере поддерживают в пределах 0,5—1,5 МПа, при этом скорость охлаждающего газа над продуктом обеспечивают в пределах 1,0—3,0 м/с. A1) 1057752 B1) 3372354/28-13 B2) 24.12.81 3E1) F 25 D 3/10 E3) 625.244 G2) В. И. Бонда- ренко, Б. И. Веркин, В. А. Гончаров, Г. К. Кладов G1) Физико-технический институт низких температур АН УССР E4) E7) КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ПРОДУКТОВ, содержащий теплоизолированный корпус, вентилятор, двустенный сосуд для хладагента с испарителем, систему регулировки температуры, включающую исполнительный механизм, установленный на линии подачи хладагента из сосуда в корпус, отличающийся тем, что, с целью подзарядки аккумулятора при работе контейнера от последнего, в качестве испарителя использован связанный с аккумулятором термогенератор с радиатором, имеющим тепловой контакт с горячими спаями и связанным с внешней стенкой сосуда для хладагента через сильфон, а холодные спаи термогенератора жестко соединены с обеспечением теплового контакта с внутренней стенкой сосуда. (И) 1057753 B1) 3448711/28-13 B2) 07.04.82 3E1) F25 D 11/02 E3) 621.565.923 G2) И. А. Перепелица, В. П. Красильников G1) Кишиневский завод холодильников E4) E7) МОРОЗИЛЬНИК преимущественно бытового назначения, содержащий теплоизолированный шкаф, теплоизолированную перегородку, делящую внутренний объем шкафа на отделение замораживания и отделение хранения, холодильный агрегат с испарителем, установленным в отделении замораживания, и испарителями, установленными в отделении хранения, терморегулятор, блок управления и трехходовой клапан, смонтированный на трубопроводе, соединяющем испаритель отделения замораживания с испарителями отделения хранения, отличающийся тем, что, с целью ускорения замораживания вновь загруженных изделий без увеличения энергозатрат, он снабжен дополнительным испарителем, установленным в отделении замораживания, вход которого соединен с трехходовым клапаном, а выход — с всасывающим трубопроводом компрессора холодильного агрегата, при этом терморегулятор расположен в отделении хранения и скоммутирован с компрессором, трехходовым клапаном и блоком управления. (И) 1057754 B1) 3434694/28-13 B2) 05.05.82 3E1) F 25 D 17/02; F 25 D 13/06 E3) 621.565 G2) Б. Ш. Хайтин, А. С. Токарь, В. Н. Коно- ненко, Р. К. Степанюк, В. М. Сопряжинский E4) E7) МОРОЗИЛЬНЫЙ ПЛИТОЧНЫЙ АППАРАТ, содержащий установленные в камере с возможностью вертикального перемещения по направляющим теплообменные плиты и механизм разведения плит с захватами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, захваты выполнены в виде вертикально расположенных одна над другой скоб, каждая из которых охватывает равное количество плит, при этом каждая скоба снабжена приводом для обеспечения горизонтального перемещения, а на плитах смонтированы штыри, взаимодействующие со скобами. (И) 1059050 B1) 3424500/29-15 B2) 16.04.82 3E1) Е 02 В 1/00 E3) 627.823.4 G2) Я. Г. Айн- биндер, Г. И. Важное, С. Н. Вассерман, Ю. С. Даниэлян, В. П. Елисеев, И. М. Катунин, Е. И. Мищенко, Р. В. Серикова, Н. В. Табаков, Г. Я. Томас G1) Государственный научно-исследовательский институт нефтяной и газовой промышленности им. В. И. Муравленко E4)СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛЕДОТЕХНИЧЕСКИХ РАБОТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. E7) 1. Способ выполнения ледотехнических работ преимущественно на дне водоема в предварительно огражденном ледяной стенкой котловане, отличающийся тем, что, с целью ускорения выполняемых работ и повышения эффективности их, замкнутую ледяную стенку образуют с помощью опускаемых на дно понтонов с хладо- носителями, после чего из пространства, ограниченного ледяной стенкой, выкачивают воду, убирают осевший ледяной покров водоема, одновременно закрывают в этих местах дно котлована защитным покрытием, удаляют незамерзший грунт с защитным покрытием до проектной отметки, укладывают его в подлежащее возведению сооружение, послойно поливают водой и замораживают, после чего устанавливают теплогидроизоляцию, механическую защиту ее и комплектующее оборудование возводимого сооружения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения степени промораживания тела ледяного массива между понтонами и сбоку их, пробуривают в этих местах скважины, опускают в них герметичные контейнеры из мягкого материала, например полиэтилена, с охлаждающей средой, естественная циркуляция которой в них в зимнее время создает дополнительное промерзание. 3. Устройство выполнения ледотехнических работ, преимущественно для создания замкнутой ледяной стенки, включающее холодильный агрегат с хладоносителями в виде трубчатых змеевиков, отличающееся тем, что, с целью ускорения выполняемых работ и повышения эффективности их, трубчатые змеевики установлены внутри погружаемых понтонов или подвешены на шарнирах к бортам поверхностных понтонов с возможностью поворота, при этом корпуса погружаемых понтонов снабжены кингстонами и клапанами вентиляции, а понтоны обоих типов V-образными трубами, верхние концы которых расположены на разных высотах, а нижние присоединены к змеевикам. 52
A ) 1059181 B1) 3409690/22-03 B2) 12.03.82 3E1) Е 21 С 39/00 E3) 622.281.5 G2) П. А. Ру- сило, А. Н. Душкин, В. С. Ямщиков, В. М. Безденежных, П. П. Рыжов G1) Всесоюзный научно- исследовательский институт золота и редких металлов E4) E7) АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ПОРОД, включающий измерение времени распространения продольных и поперечных волн, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и скорости измерений при уменьшении их трудоемкости, измерение времени распространения продольных и поперечных волн производят периодически в одной из точек зоны опорного давления, после чего определяют его изменение, в соответствии с которым по установленным зависимостям изме- времени распространения волн на определенной базе производят оценку их напряженно-деформированного состояния. A1) 1059372 B1) 3516578/23-06 B2) 26.11.82 3E1) F 25 В 41/06 E3) 621.574 G2) С. И. Бурцев, О. П. Иванов, В. В. Немировская G1) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт холодильной промышленности E4) E7) КАПИЛЛЯРНАЯ ТРУБКА ДЛЯ ДРОССЕЛИРОВАНИЯ ЖИДКОГО ХЛАДАГЕНТА с патрубками подвода жидкого хладагента и отвода парожидкостной смеси, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости и расширения зоны регулирования расхода жидкого хладагента, трубка на части длины выполнена с равномерно расположенными пережимами. A1) 1060890 B1) 3440978/25-06 B2) 20.05.82 3E1) F 25 В 9/00 E3) 621.512 G2) А. К. Бреу- сов, Г. А. Гороховский, Ю. П. Мелехин, Д. П. Ме- лехин G1) Омский политехнический институт E4 E7) КОМПРЕССОР, содержащий цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами, дифференциальный поршень, установленный в ци- ^ линдре с образованием сообщенных между собой посредством подогревателя, регенератора и теплообменника теплой и холодной полостей и полости расширения, последние из которых сообщены между собой при подходе поршня к крайним положениям, и установленную в полости расширения подпружиненную втулку, взаимодействующую с поршнем в его крайних положениях, причем участок поршня меньшего диаметра снабжен отбортовкой, ограничивающей его перемещение относительно втулки, и расположен в ее отверстии с зазором, сообщающим холодную полость с полостью расширения, отличающийся тем, что, с целью повышения степени сжатия, отбортовка расположена в полости расширения, втулка подпружинена относительно последней, а участок поршня большего диаметра подпружинен относительно цилиндра. A1) 1060891 B1) 2766965/23-06 B2) 16.05.79 3E1) F 25 В 9/02 E3) 621.574 G2) Б. А. Скобелев, Д. М. Боуш, Р. Т. Базетов E4) E7) 1. МИКРОХОЛОДИЛЬНИК, содержащий теплообменник из трубок, навитых на сердечник, и термодатчик, соединенный с гермо- выводами через токопроводы, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем уменьшения теплопритоков, на сердечнике выполнены продольные канавки, а токопроводы выполнены в виде микрослоев металла, размещенных в канавках. 2. Микрохолодильник по п. 1, отличающийся тем, что толщина микрослоев меньше глубины канавок. A1) 1060892 B1) 3447948/28-13 B2) 03.03.82 3E1) F 25 D 13/00; F 25 D 17/06 E3) 621.576. 629.135.21.9 G2) В. Д. Мокеев E4) E7) ТЕРМОБАРОКАМЕРА, содержащая герметичный корпус с размещенными в нем теплообменником и вентилятором, двухступенчатый компрессор с испарителем и конденсатором, подсоединенным к линии охлаждающей воды, контур жидкого теплоносителя с циркуляционным насосом, вакуум-насос, трубопроводы с пневматическими клапанами и устройство управления, отличающаяся тем, что, с целью увеличения полезного объема и снижения энергозатрат, она снабжена дополнительными циркуляционным насосом и двумя теплообменниками, один из которых установлен на нагнетательном трубопроводе компрессора и связан трубопроводами с основными теплообменником и циркуляционным насосом, а другой размещен на трубопроводе для выхода охлаждающей воды из конденсатора и сообщен трубопроводами с испарителем через дополнительный циркуляционный насос. A1) 1060893 B1) 3482413/28-13 B2) 12.08.82 3E1) F 25 D 13/00; F 25 D 17/06 E3) 664.8.037 G2) В. 3. Жадан, Л. И. Балыкова, В. А. Гуд- ковский, Н. Н. Дидык, Е. Г. Щебетовская G1) Одесский технологический институт холодильной промышленности E4) E7) ХОЛОДИЛЬНАЯ КАМЕРА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СОЧНОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ, включающая ограждающие конструкции с теплоизоляцией,, систему охлаждения с принудительной циркуляцией воздуха, помещенную внутри холодильной камеры с образованием воздушных продухов с ее ограждающими конструкциями, герметичную емкость для размещения продукции, выполненную из газонепроницаемого синтетического материала с высоким коэффициентом теплопроводности и снабженную системой поддержания требуемого газового состава, отличающаяся тем, что, с целью сохранения качества продукции в процессе хранения путем предотвращения попадания на нее капель влаги, потолок герметичной емкости выполнен с уклоном не менее 15° и имеет со стороны внутреннего объема емкости покрытие из пористого материала с капиллярными свойствами. 53
A1) 1060894 B1) 3434695/28-13 B2) 05.05.82 3E1) F25 D 13/06 E3) 621.565.4 G2) В. С. Козлов, Ю. Н. Гриднев, В. А. Кудлаев G1) Свердловское головное проектно-конструкторское бюро Промышленного объединения «Росмясомолрем- проект» E4) E7) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ И ЗАМОРАЖИВАНИЯ ШТУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно пельменей, содержащая формующий узел, кинематически связанный с устройством для подмораживания изделий, выполненным в виде установленного на полом валу барабана с рубашкой для циркуляции хладагента, сообщенной с полым валом, нож со шнеком для отделения и перемещения изделий к устройству для окончательного замораживания и устройства для загрузки и выгрузки изделий, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения расхода электроэнергии, устройство для окончательного замораживания изделий выполнено в виде цилиндров, каждый из которых снабжен смонтированным на валу шнеком и охлаждающей рубашкой, сообщенной с полым валом, при этом цилиндры равномерно установлены внутри барабана, а устройства для загрузки и выгрузки изделий выполнены в виде секторных емкостей, укрепленных с соответствующих торцов на каждом цилиндре и жестко соединенных одна с другой и с барабаном. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в цилиндрах выполнены окна для сообщения с секторными емкостями устройства для выгрузки изделий. A1) 1054401 B1) 3427095/23-26 B2) 22.04.82 3E1) С 09 К 5/00 E3) 621.564.2 G2) В. И. Дмитриев, В. Г. Картофяну, В. Е. Писаренко, Ю. А. Козмеску G1) Кишиневский политехнический институт им. С. Лазо E4) E7) РАБОЧЕЕ ВЕЩЕСТВО ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КОМПРЕССИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК СО ВСТРОЕННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, включающее пентафторхлорэтан и дифторхлорметан, отличающееся тем, что, с целью снижения давления конденсации и увеличения удельной теплоемкости, оно дополнительно содержит трифтортрихлорэтан при следующем соотношении компонентов, мае. %: Дифторхлорметан 42,4—45,1 Трифтортрихлорэтан 7,7—13,1 Пентафторхлорэтан Остальное A1) 1054633 F1) 624070 B1) 3418447/23-06 B2) 06.04.82 3E1) F 25 В 1/00 E3) 621.574 G2) B. С. Майсоценко, А. Б. Цимерман, М. Г. Зексер, C. Е. Агрич E4) E7) ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА по авт. св. № 624070, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, она дополнительно содержит заполненный водой бак, нижняя часть которого соединена посредством трубопровода, снабженного гидравлическим клапаном, с установкой для косвенно-испарительного охлаждения воздуха, и погруженный в бак теплообменник, расположенный между испарителем и компрессором. A1) 1054634 B1) 3453655/23-06 B2) 16.06.82 3E1) F 25 В 1/06 E3) 621.574 G2) В. А. Джа- марджашвили, И. К. Толмачева, Л. Р. Хачатурян, Д. Г. Цхвирашвили G1) Грузинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений E4) E7) ПАРОЭЖЕКТОРНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА, содержащая парообразователь, испаритель, конденсатор и эжектор, рабочее сопло которого подключено к парообразователю, приемная камера — к испарителю, а диффузор — к конденсатору, связанному с испарителем и через конденсатный насос — с парообразователем, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, рабочее сопло эжектора снабжено охлаждающей рубашкой, включенной в линию связи конденсатного насоса с парообразователем. A1) 1054635 B1) 3475833/23-06 B2) 28.07.82 3E1) F25 В 11/00 E3) 621.57 G2) Ю. Л. Некрасова E4) E7) ТУРБОХОЛОДИЛЬНИК, содержащий масляный картер с каналами охлаждающего воздуха в его стенках и сапуном и примыкающую к торцу картера улитку компрессора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения загрязнения окружающего воздуха, в стенках картера параллельно каналам охлаждающего воздуха выполнены дополнительные каналы, посредством которых сапун соединен с пространством между торцом картера и улиткой компрессора. (И) 1054636 B1) 7770625/25-06 (89) 137375 ГДР B2) 06.06.79 3E1) F 25 В 31/00 E3) 621.512 C1) WP F 25 В/206198 C2) 22.06.78 C3) ГДР G2) Цшёрнер Раинер, Фёлцке Вольфганг (ГДР) G1) ФЕБ Комбинат Луфт-унд Кэлтетехник (ГДР) E4) E7) ХОЛОДИЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР, в частности поршневой компрессор с принудительной смазкой, работающий на растворимых в масле холодильных агентах, предпочтительно с горизонтально расположенным коленчатым валом и работающим от него погруженным в смесь масло — холодильный агент насосом подачи смазочного масла, отличающийся тем, что на валу насоса , подачи смазочного масла неподвижно насажено вращающееся в течение всего времени работы компрессора в смеси масло для холодильных машин — холодильный агент вихревое колесо. (И) 1054639 B1) 3394419/28-13 B2) 17.12.81 3E1) F 25 D 13/00; F 25 D 17/06 E3) 621.565.4 G2) А. Ф. Глуцкий E4) E7) ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ПРИБОРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ, содержащий камеру с расположенным вокруг нее теплоизоляционным слоем, вентилятор, установленный на линии подвода воздуха в камеру, и линию для отвода воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения тепловых характеристик приборов охлаждения, теплоизоляционный слой расположен вокруг камеры с образованием полости, при этом последняя заполнена твердым поглотителем влаги и подключена через регулятор давления к линии для отвода воздуха из камеры для обеспечения прохождения воздуха в камере и в полости противотоком. 54
A1) 1049718 B1) 3382942/28-13 B2) 07.01.82 3E1) F 25 D 3/00; E 04 В 2/20 E3) 621.565 G2) В. М. Шляховецкий G1) Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт E4) E7) ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий ограждение, теплоизоляционный слой, защитный экран с вмонтированными в него трубами для циркуляции хладагента, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь хранимого продукта за счет уменьшения теплопритоков, холодильник снабжен дополнительным экраном, состоящим из листотруб- ных панелей и установленным снаружи теплоизоляционного слоя, турбиной, компрессором, конденсатором, насосом, дроссель-вентилем, при этом основной экран расположен между ограждением и теплоизоляционным слоем, турбина и компрессор установлены на одном валу и связаны с паровым патрубком конденсатора, а жидкостный патрубок конденсатора связан с насосом дроссель-вентилем, основной экран подключен к всасывающему патрубку компрессора и дроссель- вентилю, а дополнительный экран подсоединен к турбине и насосу. A1) 1051356 B1) 3386926/23-26 B2) 08.02.82 3E1) F 17 С 9/00 // F 25 D 3/10 E3) 621.59 G2) И. Л. Ходорков, В. А. Бренайзен, В. В. Хо- доркова, М. А. Ротинян E4) E7) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОХЛАЖДАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащая теплоизолированный резервуар для криожид- кости с нагревателем и криостат, соединенный трубопроводами с вентилями для жидкости и пара с резервуаром, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и уменьшения теплопритоков при исследовании объектов различной формы, криостат снабжен двумя расположенными под углом друг к другу люками, один из которых снабжен съемной крышкой, а резервуар снабжен верхним люком, соединенным с открытым люком криостата. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью облегчения монтажа, криостат выполнен цилиндрическим и снабжен дополнительным люком со съемной крышкой, расположенной напротив одного из основных люков. A1) 1052802 B1) 3461805/23-06 B2) 05.07.82 3E1) F 25 В 27/00; F 25 В 15/06; F 24 F 3/14 E3) | 621.575 G2) О. Клыщаева, А. Какабаев, А. Хан- дурдыев G1) Научно-производственное объединение «Солнце» АН ТССР E4) E7) ГЕЛИОУСТАНОВКА ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая контур циркуляции раствора, в котором последовательно установлены регенератор, обогреваемый солнечной энергией, сборник, насос, греющая полость двухполостного охладителя и осушительная камера со сливным патрубком, опущенным в сборник, а также контур циркуляции воды, в который включены увлажнительная камера, насос, градирня и охлаждающая полость охладителя, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости, градирня объединена с охладителем один листотрубный аппарат с греющей полостью в трубной части. (И) 1051367 B1) 3450635/24-12 B2) 07.06.82 3E1) F 28 G 1/12 E3) 621.7.02 G2) Л. П. Ше- лудько, Е. И. Пахомов, Г. К. Родюшкин G1) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева E4) E7) СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ, заключающийся в том, что упругие очищающие элементы вводят в теплоноситель перед входом в теплообменник и пропускают их через трубки теплообменника, отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки путем равномерного распределения очищающих элементов по сечению теплообменника, в теплоноситель вводят по меньшей мере три группы упругих очищающих элементов, в первой из которых используют упругие очищающие элементы с плотностью 80—85 % от qt в количестве 2—3 % от N, во второй — с плотностью 90—95 % от qt в количестве 6—7 % от N, в третьей — с плотностью 100—105 % от qt в количестве 2—3 % от N, где дт — плотность теплоносителя, N — общее число очищаемых трубок теплообменника. A1) 1052803 B1) 3378438/28-13 B2) 04.01.82 3E1) F25 С 1/12 E3) 621.565.4 G2) В. П. Смирнов G1) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии E4) E7) ЛЬДОГЕНЕРАТОР, содержащий корпус со штуцерами для подсоединения к системам подачи хладагента и замораживаемого вещества, размещенную в корпусе льдоформу, связанную с приводом, и приспособление для скалывания льда, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, льдоформа представляет собой установленную в полости корпуса с обеспечением контакта с его стенками шестерню, вокруг которой в корпусе выполнены дугообразные каналы, герметично сообщенные со штуцером подачи хладагента, а приспособление для скалывания льда выполнено в виде взаимодействующего с шестерней червяка. A1) 1052804 B1) 3473748/28-13 B2) 19.07.82 3E1) F 25 С 5/02; А 01 К 75/00 E3) 621.581 G2) А. Ф. Николаев, С. Д. Алатин, В. И. Маркус, Ю. Т. Чернов G1) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А. А. Жданова E4) E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОРЕЗАНИЯ ЩЕЛЕЙ ВО ЛЬДУ ВОДОЕМОВ, содержащее передвижную раму, связанный с приводом и укрепленный на держателе рабочий орган, движи тель, включающий цилиндрические элементы с выступами для сцепления со льдом, и приспособление для заглубления рабочего органа, отли чающееся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и повышения производительности, оно снабжено дополнительным приводом движитель содержит закрепленную на раме втулку, внутря которой расположен сообщенный с дополнитель ным приводом ал, а цилиндрические элементы с выступами закреплены на го концах, приэтом держатель рабочего органа жестко связан с втулкой.
i МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ЖСЙОДД УДК |66.047.25:621.56/.5Э] @48.8) ИЗ ДОКЛАДОВ КОМИССИИ C1 НА XVI МЕЖДУНАРОДНОМ КОНГРЕССЕ ПО ХОЛОДУ В комиссию С1 XVI Международного конгресса по холоду было представлено 44 доклада 118 авторов из 13 стран. Доклады были посвящены следующим основным проблемам: аналитическим и экспериментальным исследованиям процессов замораживания; сублимационной сушке пищевых продуктов, биологических материалов и медицинских препаратов; криоконсер- вированию биологических объектов; криохирургии. Ниже приведено краткое содержание докладов, объединенных в тематические группы. Более подробно рассмотрены доклады, в которых излагаются результаты перспективных аналитических и экспериментальных исследований, представляющие наибольший научный и практический интерес. Аналитические и экспериментальные исследования процессов замораживания. Внутриклеточные структуры кристаллов, образованных при быстром замораживании различных биообъектов (клетки ткани животных, микроорганизмы), изучены с помощью электронного микроскопа исследователем Токую Ней (Япония). Установлена зависимость форм кристаллов от скорости охлаждения и свойств материалов. Процесс переноса тепла при замораживании печени исследован на криохирургическом стенде С. Августиновичем (США). В качестве криожид- кости использован азот. Получена серия термограмм, характеризующих температурное Поле в различных зонах объектов, в функции скорости замораживания и вида объекта. При повторном цикле замораживания процесс ускоряется (очевидно, как следствие повышения теплопроводности ткани, подвергнутой ранее процессу замораживания—размораживания). Заданная скорость понижения температуры до —160° С обеспечивалась с помощью специального терморегулятора. М. В. Шейве и др. (ФРГ) показана возможность определения рационального значения скорости замораживания. Для этой цели необхо^ димо знать предельную величину внутриклеточной концентрации солей, теплопроводность воды и критическую температуру объекта. Расчетные значения скорости, полученные для грануло- цитов, хорошо согласуются с экспериментально определенными с помощью криомикроскопа. Авторы приходят к выводу, что массовое содержание солей, равное 4,56 %, является предельным значением, выше которого наступает необратимость. Аналитическое исследование процесса внутриклеточного замораживания в функции его скорости выполнено канадскими специалистами Мкганн, А. Тирнер и др. Объектом изучения были гранулоциты человека. Установлены коэффициенты теплопроводности и изменение объема клеток (под воздействием осмотического шока). Рекомендуемая скорость замораживания — не менее 30- °С/мин. Следует отметить тенденцию перехода к аналитическим методам определения оптимальных скоростей замораживания биообъектов. Для этой цели расчетные методы сочетают с экспериментальными исследованиями, в которых делается попытка связать качество восстановленных объектов с параметрами процесса замораживания. Однако в приведенных выше докладах показаны лишь первые шаги в этом направлении. Сублимационная сушка пищевых продуктов, биологических материалов и медицинских препаратов. Число докладов представленных по этой теме более чем в 2 раза превышает их число на предыдущем конгрессе (Венеция, 1979 г.). В них рассматриваются многие стороны сублимационного консервирования. Так, группа советских исследователей (А. М. Бражников, Л. В. Калмыкова, О. А. Филлипенко и др.) представила результаты изучения процесса сублимационного консервирования материнского молока. Показано влияние температуры сушки на сохранность качественных показателей. Полученные результаты свидетельствуют о возможности создания в стране «банка материнского молока». Французские специалисты Б. Шайлот и др. экспериментально выявили влияние на процесс сублимационной сушки оксигемоглобина в присутствии а-глюкозы и мезо-иноситола. Опыты проводили с применением молекулярной спектроскопии. Отмечено, что использованные протекторы дают ограниченный эффект, а сам механизм их действия пока мало изучен. П. Рамбурт, Ж. Годийон и др. (Франция) представили доклад, в котором оценивается возможность применения «сублиопротекторов» для сублимации гемоглобина. Использованный авторами ацетилтриптофан четко ингибирует формирование метмиоглобина и ведет себя, следовательно, как эффективный «сублиопротектор». Другая группа французских специалистов (Ж. Годийон, М. Алери и др.) предложила и осуществила сублимационную сушку плазмы крови человека в пластических пакетах, тем самым сократив почти в 3 раза массу упаковки. Качество плазмы после хранения не претерпело изменений. Болгарские исследователи (И. Гегов и др.) определили содержание аскорбиновой кислоты, цвет и уровень восстановления (оводнения) сублимированных клубники и малины после двухлетнего хранения. Опыты показали их высокую восстанавливаемость (до 90 %), практически полное сохранение аскорбиновой кислоты и цвета. Одновременно отмечается, что 35 % ароматообра- зующих веществ теряется в процессе сублимации. При хранении потери их снижаются. Клубника и малина признаны вполне пригодными для сублимационного консервирования. Т. Рове (Англия) и Д. Грейф (США) в своих докладах осветили проблему широкомасштабного применения сублимации в производстве медпре- паратов. Они отметили, что необходимо при этом обращать внимание на три основных момента: стабильность качества и чистоту препаратов, экономику, методы сохранения готового продукта. Особое внимание авторы уделили необходимости исключить возможность микробиаль- ного обсеменения готовой продукции. Французские специалисты (Ж. Прео и др.) подробно осветили основные этапы процесса сублимационного консервирования вирусов. 56
Сублимационная сушка термолабильных дрожжей выполнена кубинскими учеными (Т. Мо- рейра и Р. Дельгадо). С помощью современных прецизионных методов исследования они установили основные параметры процесса, влияющие на качество продукта. В докладе Э. И. Каухчешвили, Н. К. Жу- равской (СССР) рассмотрен метод сублимационной сушки, основанный на деструкции. Процесс сушки протекает непрерывно при стабильных параметрах. Качество получаемого продукта более высокое, чем качество продукта, высушенного обычным методом. Новый метод сушки предназначен для получения порошковидных продуктов (кефир, йогурт, соки и т. п.). Ж. Хавелка и М. Вава (ЧССР) доложили об особенностях процесса сублимационной сушки (параметры, продолжительность, производительность) продуктов, содержащих спирт. Установлено, что в этом случае следует существенно понизить температуру, при которой протекает процесс. Представлена номограмма для определения производительности установки в зависимости от параметров процесса и толщины продукта. В докладе В. П. Латышева и др. (СССР) освещен вопрос регулирования подвода тепла в процессе сублимационной сушки с целью повышения ее эффективности. Эффект достигается также при колебании давления в процессе сублимации, что было показано в докладе А. С. Гинзбурга, В. А. Воско- бойникова и др. (СССР). Изучая процесс сублимационной сушки на разных установках с различным уровнем подвода тепла, кубинские исследователи (Э. Седьмая и др.) пришли к выводу, что низкий уровень подвода тепла в первом периоде удлиняет процесс и может привести к оттаиванию объектов сушки при повышении температуры. Испанские специалисты Ж. Морено и М. Каль- во анализировали изменение температуры в процессе сублимации. Используя экспериментальные данные, они получили формулы, позволяющие определять термографический профиль и другие параметры процесса. Н. Вильмер (ФРГ) представлен доклад по контролю качества биообъектов в процессе сублимационной сушки. Исследования проведены на фармацевтических продуктах с использованием микропроцессоров, которые и дали ожидаемые результаты. П. Мерика (ЧССР) предложил систему контроля качества сублимированных трансплантантов, созданную на основе 17-летнего опыта работы «банка тканей». В докладе рассматриваются все основные этапы процесса контроля. Анализ представленных докладов показывает, что современные исследования в области сублимационного консервирования направлены на создание новых, более эффективных процессов и режимов, повышение качества получаемой продукции, использование ЭВМ для регулирования режимных параметров, разработку аналитических методов расчета процесса. Криоконсервирование биологических объектов. В докладе о проблеме и перспективе крио- консервирования эритроцитов, представленном Н. Т. Тереховым и М. М. Петровым (СССР), рассмотрены возможности использования ограниченно низких температур для подобного консервирования. Другая группа советских специалистов (А. Г. Федотенков и др.), исследуя процесс замораживания лимфоцитов, пришла к выводу, что 15 %-ное введение глицерина сокращает активность лимфоцитов по сравнению с активностью клеток другого индивидума. Показана возможность длительного (в течение 15—16 лет) сохранения в жидком азоте костного мозга без изменения свойств при введении 15 %-ного глицерина. В этом же направлении выполнена работа Ф. Божана, О. Хартмана и др. (Франция). В докладе Л. И. Федоровой (СССР) рассмотрено влияние продолжительности замораживания эритроцитов, которая составляет трое суток, на их сохранность при 4 °С. Сравнивая уровень выживаемости лимфоцитов человека, консервированных различными методами при различных режимах, специалисты ЧССР (Р. Клен и др.) показали эффективность двухэтапного процесса замораживания. Доклад с изложением результатов исследования криоконсервирования гранулоцитов был представлен В. А. Аграненко (СССР). Им приведена программа замораживания и вводимые криопротекторы DMSO и DMAA, которые могут быть предпочтительней глицерина. Вопросам эффективности криопротекторов и оценке качества биообъектов посвящены доклады французских исследователей (Ж. Ренар, И. Хейман; Ж. Фабр, Ж. Пюжоль и др.; Ж. Бенет и Ж. Прео). Ж. Матесом и др. (ГДР) предложена новая группа специфических агентов, способных повысить криосопротивление некоторых биоматериалов (клетки и ткани). . Криохирургия. Группа итальянских специалистов (М. Филипи и др.) представила доклад, в котором изложены методы и описана аппаратура для криовоздействия в офтальмологии. М. Филипи в своем самостоятельном докладе подробно остановился на методе термических испытаний криозондов. Развитие криомедицины в Китае (главным образом криохирургии и криотерапии) освещено Чанг Сонг-Инг. Группа авторов из Китая (Тиан Вао-Тонг и др.) доложили о результатах криовоздействия. Доклад иллюстрирован фотографиями. Подобная тема представлена также в докладе Хи Да-Хе (Китай). * * * В научных исследованиях, посвященных сублимации, прослеживаются две четкие тенденции: развитие аналитических, расчетных методов определения параметров процесса, способных обеспечивать заданное качество объекта и экономичность производства; существенное повышение качества постановки экспериментальных исследований. Для этой цели используют высокопрецизионные инструментальные методы, микропроцессоры, дисплеи. В прикладных вопросах, относящихся к внедрению результатов исследований, можно отметить: широкое применение методов криоконсервирования биологических объектов и, в первую очередь, элементов человеческой крови и костного мозга; совершенствование методов криоконсервирования путем использования новых, более эффективных криоконсервантов; совершенствование криотехнических средств, использование современных систем дисплеизации, 57
процессоров, обеспечивающих строгое программирование параметров; Было показано, что в медицинскую практику целесообразно внедрять методы криотерапии, криохирургии, криоконсервирования и др. Их применение открывает новые пути профилактики и лечения многих заболеваний. УДК 621.565.92*71» @48.8) ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СБОРНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ КАМЕР ЗА РУБЕЖОМ Канд. техн. наук Г. А. БЕЛ ОЗЕРО В, Н. В. СИЛАЕВА, В. А. ВЕРЮГИНА, канд. техн. наук Н. И. ФРОЛОВА Сборные холодильные камеры являются наиболее распространенным и экономичным видом холодильного оборудования, используемым в предприятиях торговли и общественного питания. За рубежом уделяется большое внимание повышению технического уровня и потребительских свойств сборных камер, благодаря чему в последнее время значительно расширилась номенклатура этих изделий,и в некоторых случаях они заменяют другие, более энергоемкие виды оборудования, например холодильные шкафы. В 70-е годы за рубежом сборные камеры изготавливали параметрическими рядами из панелей с заливочной тепловой изоляцией и с хладо- снабжением преимущественно от выносных холодильных агрегатов. В настоящее время при сохранении указанных тенденций развития все большее распространение получают сборные камеры, обслуживаемые моноблочными, полностью автоматизированными холодильными машинами. Ими оборудуют камеры емкостью до 18 м3, а камеры больших объемов укомплектовывают как блочными машинами, так и машинами с выносными холодильными агрегатами. Такие камеры производят фирмы «Хуурре», «Поркка», «Метос» (Финляндия); «Костан» и «Арнег» (Италия); «Санио» и «Хитачи» (Япония); «Боннэ» (Франция); «Фостер» (Великобритания) и др. Усилия зарубежных фирм в настоящее время направлены на снижение металлоемкости, повышение надежности и улучшение потребительских свойств изделий. Общий подход к конструкции панелей, к устройствам для их стяжки, к технологии производства сохраняется прежним. В пределах одной фирмы средне- и низкотемпературные камеры выполняют с постоянной толщиной тепловой изоляции 75—80 мм, что оправдано стремлением к унификации выпускаемых изделий. Рис. 1 Общие виды сборных холодильных камер со встроенными моноблочными машинами зарубежных фирм: а — «Арнег» (Италия); б -— «Костан» (Италия); в —«Хуурре» (Финляндия) 58
Камеры емкостью 100—200 м3 некоторые фирмы (например, «Хуурре», «Хитачи», «Арнег») изготавливают также параметрическими рядами из унифицированных теплоизолированных панелей с толщиной изоляции 50—80 мм для средне- и 100—150 мм для низкотемпературных камер. Из этих панелей можно собирать стационарные камеры требуемой емкости и конфигурации непосредственно на предприятиях торговли и общественного питания. В соответствующее место монтируют холодильную машину полной заводской готовности и подводят к ней электропитание. Основные преимущества камер с моноблочными машинами — значительное снижение трудоемкости выполнения монтажных и наладочных работ; уменьшение площади, занимаемой оборудованием; снижение затрат на изготовление и повышение удобств при техническом обслуживании или замене холодильных машин в процессе эксплуатации. На рис. 1 изображены сборные камеры, вы- \ пускаемые фирмами «Арнег», «Костан» и «Хуурре». Моноблочные машины, которыми укомплектованы камеры, представляют собой блок, смонтированный из компрессорно-конденсаторного агрегата, воздухоохладителя, приборов автоматики и необходимой пускозащитной аппаратуры. Большинство фирм поставляет машины в герметичном исполнении, заправленными хладагентом и полностью готовыми к работе. Это обеспечивает повышение надежности изделия в эксплуатации. По конструктивному исполнению блочные машины подразделяют на навесные (рис. 2, а, б), потолочные (рис. 2, в) и встраиваемые в одну из панелей ограждающей конструкции (рис. 3). Навесные и потолочные машины более просты по своей конструкции, так как позволяют использовать холодильный агрегат в традиционной компоновке. Однако установка машины на потолке затрудняет ее обслуживание и увеличивает габаритные размеры камеры. Холодильная машина, встраиваемая в угловой элемент или боковую панель, более проста и удобна в обслуживании и не требует больших физических усилий при установке, но ее сложнее транспортировать (в вертикальном виде) к потребителю. В зависимости от объема камеры и ее температурного исполнения используют одну или несколько машин соответствующей холодопроизво- дительности. В табл. 1 приведены параметрические ряды и некоторые технические характеристики холодильных камер и машин ряда зарубежных фирм. Анализ ее показывает, что большинство фирм выпускает по 2 среднетемпературные и по 2 низкотемпературные машины, которыми укомплектовывают весь ряд выпускаемых камер. Среднетемпературные машины работают на хладагенте R12, низкотемпературные — на R502, но известны случаи, когда в среднетемпературных машинах (фирмы «Хуурре» и «Санио») используют R502. Блочные машины — это полностью автоматизированные изделия. В них предусмотрено автоматическое поддержание заданной температуры охлаждаемого воздуха, оттаивание снеговой шубы с поверхности испарителей и выпаривание образовавшейся при этом воды. Снеговая шуба в рассматриваемых камерах оттаивается или благодаря естественному теплопритоку или путем принудительного подвода тепла. Например, в среднетемпературных камерах фирмы «Поркка» оттаивание осуществляется окружающим воздухом, а в низкотемпературных — Рис. 2. Общие виды блочных холодильных машин: а, б — навесные (два исполнения); в — потолочная 59
:>:"¦ <?& 1 I Рис. 3. Общий вид панелей со встроенными в них холодильными машинами: а — угловая; б — боковая; в — верхняя электронагревателями, вмонтированными в трубки испарителей. Некоторые фирмы («Арнег», «Санио») для сокращения времени оттаивания используют электронагреватели как в низко-, так и в средне- температурных камерах. Автоматическое выпаривание воды, образующейся при таянии снеговой шубы, достигается либо установкой в сборниках конденсата специальных нагревателей, либо путем подвода тепла от трубопроводов, по которым нагнетаются горячие пары хладагента из компрессора в конденсатор. В зависимости от емкости и температурного исполнения камеры устанавливается соответствующая блочная холодильная машина. Т а б л и а 1 Страна, фирма Финляндия «Поркка» «Хуурре» «Метос» Италия «Арнег» «Костан» Япония «Санио» модель С F HSI HSI Р F DBT DBBT 61 и 62 101 и 102 МСИ Камера внутренний объем, м3 1,8—9,5 1,8—9,5 1,3—4,86 2,52—4,86 2,0—10,0 3,0—10,0 3,14—5,82 3,14—5,82 3,72 и 5,78 3,3 и 5,26 5,65—18,0 температура внутреннего объема, °С 2—6 — 18ч-—22 0—8 — 18ч-— 20 0—6 — 18ч-—22 0—5 — 18ч-—21 0—8 — 18ч-—22 2—20 толщина тепловой изоляции, мм 80 80 75 75 80 80 80 80 60 100 50 Холодильная машина холодопроиз- водительность, Вт 900 и 1200 800 и 1100 600 и 870 750 и 930 900 и 1200 800 и 1100 430 и 490 500 и 610 860 805 750 и 750X2 расчетный режим температура кипения, °С —5 —30 —5 —30 —5 —30 — 15 —30 — 10 —30 — работы температура окружающего воздуха, °С 32 32 32 32 32 45 45 35 35 — хладагент R12 R502 R502 R502 R12 R502 R12 R502 R12 R502 R502 60
Марка машины НРС-75 НРС-100 НРС-200 НРС-400 НРГ-100 НРГ-200 НРГ-400 Температура в камере, °С 4 4 4 4 —20 —20 —20 Емкость камеры, м3 20 40 70 120 10 20 40 Таблица 2 Холодопро- изводи- тельность, Вт 1700 2200 4300 8000 1100 2200 5000 Масса, кг 95 100 140 250 110 150 200 В табл. 2 приведены технические характеристики блочных холодильных машин для стационарных камер, выпускаемых фирмой «Хуурре». Опыт зарубежных фирм представляет интерес и для отечественной промышленности. Наиболее перспективными в настоящее время следует признать камеры с блочными навесными или потолочными холодильными машинами. Целесообразно в предприятиях торговли и общественного питания расширять применение таких сборных камер, а также камер с хладоснабжением от выносных холодильных агрегатов. 1ГДЕЛ УДК 681.584.6 РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЭЗПЗ, ТЭ4ПЗ, ТЭ2П С. М. СЕМЕНОВА Регуляторы температуры электрические ТЭЗПЗ, ТЭ4ПЗ, ТЭ2П предназначены для двух- позиционного (ТЭЗПЗ), трехпозиционного (ТЭ4ПЗ) и пропорционального (ТЭ2П) регулирования и сигнализации температуры. Двухпозиционные приборы осуществляют два варианта регулирования: замыкают нормально разомкнутые контакты выходного устройства при повышении регулируемой температуры относительно установленного значения или при ее понижении, что непосредственно настраивается на объекте. Конструктивно (см.рисунок) прибор выполнен в пластмассовом корпусе, в который вставлен полупроводниковый блок в сборе. На передней панели расположены ручка за- датчика температуры, ручка зоны возврата (зоны нечувствительности, зоны пропорциональности) и светодиоды «выше» и «ниже». Корпус прибора закрывается крышкой, имеющей резиновое уплотнение и крепление двумя винтами. Провода питания, датчика, исполнительного механизма, реостата обратной связи подключаются к двум клеммникам, расположен- 61
Техническая характеристика прибора Общий вид регуляторов температуры электрических ТЭЗПЗ, ТЭ4ПЗ и ТЭ2П ным на задней стенке корпуса; клеммники закрываются крышками. Место стыка корпуса и передней крышки защищается резиновым ободком. Вид крепежа приборов — настенный и щитовой. Приборы работают в комплекте с медным термопреобразователем сопротивления ТСМ с номинальной статической характеристикой 50 М. Пределы регулирования температур, °С Диапазон установок, °С Зона возврата для ТЭЗПЗ, °С Зона нечувствительности для ТЭ4ПЗ, °С Зона пропорциональности для ТЭ2П, °С Питание: напряжение, В частота, Гц потребляемая мощность, В • А Коммутируемая мощность контактов: при напряжении 220 В переменного тока частотой 50, 60 Гц и cosф>0,7, В • А при напряжении постоянного тока, Вт Габаритные размеры, мм Масса, кг Степень защиты: корпуса лицевой панели Виброустойчивость: частота, Гц ускорение, g Дистанционность, м Температура окружающей среды, °С Средний срок службы, лет —40ч-0; —20ч- +20; 0++40; +20++60; + 40++80; +60 + + + 100; +80++ 120; —50++ 50; +50 + + + 150; 0+ + 100 40, 100 от 0,5 до 10 от 0,5 до 10 от 1 до 10 220 50, 60 5 от 500 50 160X80X75 1,3 IP41 IP54 от 5 до 80 1 1000 30 до + 50 Не менее 8 Приборы сейсмостойки. Серийное производство приборов начнется с 1984 г. Ориентировочная цена — не более 64 руб. За справками обращаться по адресу: 302018, г. Орел, ул. Ломоносова, 6, ПО «Промприбор». ЧЕФЕМ1 УДК 621.577:658.26.004.183 Пути сокращения энергозатрат на чайных фабриках при комплексном применении теплонасосных установок. ВЕЗИРИШВИЛИ О. Ш. «Холодильная техника», 1984, № 3. Приведены результаты исследований и опытной эксплуатации теплонасосных установок '(ТНУ) для комплексного теплохладоснабжения технологических процессов. Показана высокая эффективность предлагаемой комплексной схемы теплохладоснабжения, действующей на базе ТНУ. Таблица 1. Иллюстраций 3. Список литературы — 3 названия. УДК 641.1:536.423.1 Влияние параметров воздуха на испарительную способность мяса при его охлаждении. ФЕДОРОВ В. Г., ИЛЬИНСКИЙ Д. Н., СКАРБОВИЙ- ЧУК А. М. «Холодильная техника», 1984, № 3. Установлено, что испарительная способность говяжьего мяса с повышением скорости охлаждающего воздуха снижается при фиксированных значениях потерь влаги (интегральной плотности испарения) и температуры поверхности. Это снижение более заметно в начале процесса охлаждения. Полученные результаты могут быть использованы при выборе режимных параметров программированных поточных методов холодильной обработки мяса. Иллюстрация 1. Список литературы — 3 названия. 62
УДК 658.26.004.183:62-68 Об использовании вторичных энергетических ресурсов в холодопотребляющих производствах. КОГАН Б. Н. «Холодильная техника», 1984, № 3. Рассмотрены различные аспекты использования тепла компримирования при работе холодильной установки для нагрева теплоносителей. Приводятся технико-экономические показатели целесообразности использования тепловых насосов на холодопотребляющих предприятиях для одновременной выработки тепла и холода. Таблица 1. Иллюстраций 2. УДК 621.175.49.004.15 Эффективность работы холодильной машины с испарительной ступенью воздушного конденсатора. ДОРОШЕНКО А. В., ВИСТЯК В. Б., АНТОНЕНКО Г. С, КИВЕНЗОР С. У. «Холодильная техника», 1984, № 3. Изложены результаты промышленных испытаний водоохлаждающей установки УВ-10, укомплектованной воздушным конденсатором с испарительной ступенью предварительного охлаждения воздуха. Описана конструкция испарительной ступени воздушного конденсатора. Сопоставлены основные характеристики установки УВ-10, работающей с испарительной ступенью и без нее. Таблица 1. Иллюстраций 4. Список литературы — 2 названия. УДК 662.998:621.565.92 Минимально допустимый уровень теплозащиты эксплуатируемых зданий холодильников. ГИН- ДОЯН А. Г., ЛИФАНОВ Б. В. «Холодильная техника», 1984, № 3. Описана методика определения минимального, экономически допустимого уровня теплозащиты, позволяющая путем сравнения затрат на устройство дополнительной теплоизоляции и сокращения расходов на выработку холода оценивать теплозащитные свойства ограждений зданий действующих холодильников в сравнении с проектными, а также с вводимыми вновь нормативными (оптимальными) значениями. По результатам оценки уровня теплозащиты ограждений предлагается устанавливать целесообразность его повышения и выбирать оптимальный способ улучшения теплоизоляционных свойств. Таблица 1. Иллюстраций 3. Список литературы — 6 названий. УДК 629.123.44:621.514.5.004.18 Эффективность эксплуатации судовых холодильных установок с отбором пара винтовыми компрессорами при промежуточном давлении. ИОНОВ А. Г., КОНОВАЛОВ В. Л., СМЕЛ- КОВ Н. А. «Холодильная техника», 1984, № 3. Рассмотрены схемы судовых холодильных установок с винтовыми компрессорными агрегатами, работающих с отбором пара при промежуточном давлении. На основе данных по промышленной эксплуатации таких систем приведена эффективность их применения. Таблиц 3. Иллюстраций 3. Список литературы — 4 названия. УДК 628.84.004.1.001.5:629.12 Исследование характеристик судового центрального кондиционера. ВЫЧУЖАНИН В. В., МЕД- ЗЕНОВСКИЙ В. Б. «Холодильная техника», 1984, № 3. Приведены результаты экспериментальных исследований динамических характеристик судового центрального кондиционера. Обоснованы параметры автоматического управления. Разработаны предложения по проектированию систем автоматизации кондиционера по энтальпии и влагосо- держанию воздуха. Таблица 1. Иллюстраций 2. Список литературы — 4 названия. УДК 681.53 Универсальный метод анализа и синтеза двухпо- зиционных систем регулирования. ЛОМАКИН В. Ф. «Холодильная техника», 1984, №3 . Изложен графо-аналитический метод определения составляющих периода колебаний регулируемого параметра и его граничных значений при определенном дифференциале регулятора в процессе двухпозиционного регулирования. Метод применим для любых одноемкостных статических объектов с запаздыванием и без запаздывания с симметричными и несимметричными характеристиками. Приведен пример расчета. Иллюстраций 2. Список литературы — 4 названия. УДК 621.57.041-213.3.011.004.6.001.5 Диагностика технического состояния герметичных поршневых холодильных компрессоров измерением их производительности. МИЛОВА- НОВ В. И., ВОРОБЬЕВ Ю. М. «Холодильная техника», 1984, № 3. Предложен метод диагностики технического состояния герметичного поршневого компрессора типа ПГ, основанный на измерении его производительности в рабочих условиях. Показаны зависимости массовой производительности и холо- допроизводительности компрессора ПГ-5 от диаметрального зазора в сопряжении поршень — цилиндр и относительного мертвого объема. Даны рекомендации по практическому осуществлению диагностики технического состояния герметичных поршневых компрессоров в условиях эксплуатации. Таблица 1. Иллюстраций 3. Список литературы — 10 названий. УДК 621.573 Комбинированный способ получения тумана с помощью воздушных холодильных машин. ПРОХОРОВ В. И., БУЛЫЧЕВА О. П., СТРА- ШЕВСКИЙ А. В. «Холодильная техника», 1984, № 3. Проведено сравнение затрат энергии на образование дисперсной фазы водного тумана с использованием различных распылительных устройств. Экспериментальные исследования предлагаемого комбинированного способа образования тумана с использованием воздушной холодильной машины (ВХМ) показывают перспективность применения этого способа для специальных технологических систем кондиционирования воздуха (СКВ). Иллюстраций 3. Список литературы — 7 названий. 63
УДК 621.565.83 Влияние свойств полупроводниковых материалов на характеристики термоэлектрических охладителей. НАЕР В. А., ЯКОВЛЕВ Ю. А. «Холодильная техника», 1984, № 3. Рассмотрена методика, позволяющая оценивать габаритно-массовые и электрические характеристики термоэлектрического охладителя в зависимости от свойств полупроводниковых материалов без подробного его расчета. Иллюстрация 1. УДК 664.8/.9.037.001.5 О системном подходе к исследованиям и разработкам процессов холодильной технологии. ПИСКАРЕВ А. И. «Холодильная техника», 1984, № 3. Исходя из особенностей пищевых продуктов как сложных биосистем и особенностей процессов их холодильного консервирования рассматривается вопрос о необходимости системного подхода в решении технологических проблем холодильного консервирования продуктов. Системный подход нужен и в научных исследованиях, и при разработке практических рекомендаций. Обращается внимание на важность учета специфики объектов при применении математических методов исследования. Иллюстраций 2. Список литературы — 10 названий. УДК 663.674.002.5 Опытно-промышленный модернизированный образец линии М6-ОЛ2В для производства мороженого. ЧИСТОВ Л. П. «Холодильная техника», 1984, № 3. Показано, что благодаря модернизации линии производства мороженого улучшен режим закаливания мороженого, увеличена паспортная производительность линии. Изменения, внесенные рационализаторами в конструкцию линии, способствовали улучшению ее работы. Экономический эффект от внедрения линии составил 63 тыс. руб. УДК 637.5'62.037:621.565.945.004.15 Эффективность применения крышных воздухоохладителей при однофазном способе замораживания мяса. ШИХОВ Г. Л., ЛАПИЦКИЙ А. Ф., «Холодильная техника», 1984, № 3. Описана реконструкция камеры замораживания на холодильнике Иркутского мясокомбината. Внедрение трех крышных воздухоохладителей ВОКР-1200 позволило значительно интенсифицировать процесс замораживания. Таблица 1. Иллюстраций 2. РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: М. П. Кузьмин (главный редактор), Л. Д. Акимова (зам. главного редактора), Н. Д. Абрамов, Е. М. Агарев, Л. Ф. Бондаренко, д-р техн. наук, проф. В. М. Бродянский, д-р техн. наук А. В. Быков, В. В. Васютович, И. М. Гиндлин, д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголин, А. П. Еркин, И. М. Калнинь, д-р техн. наук, проф. Э. И. Каухчешвили, В. Д. Леонов, А. П. Леонтьев, Г. А. Новиков, д-р техн. наук, проф. В. В. Оносовский, д-р техн. наук, проф. И. И. Орехов, О. В. Петров, М. М. Позин, Н. К. Плотников, Н. Ф. Ролина, Ю. Я. Сенягин, А. Н. Сергиенко, В. М. Шавра. Технический редактор Т. Н. Астахова Рукописи не возвращаются Сдано в набор 17.01.84. Подписано в печать 09.02.84. Т-00326 Формат 70x108 1/16. Фотонабор. Высокая печать. Объем 4,0 печ. л. Усл.-печ. л. 5,6. Усл. кр.-отт. 6,13. Уч.-изд. л. 7,04 Тираж 10 710 экз. Заказ 29 Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костякова, 12 Телефон 216-77-00 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 142300, г. Чехов Московской области 64