Текст
                    ISSN 0023-124 X
5-9
ильная
ехника
Холодильные камеры для
предприятий общественного питания
I
" ""' ..). чччмии 1ШЫШ ОИ
iLZ^^^^L~T^^fr^
Холодильники для предприятий
общественного питания
Холодильное оборудование для больниц
?. У*:Ж~Шш 1
-шт
—»д «41
Ji5Jj3S[
Г
Вс
^
*^J
Бытовые холодильники
Шй
стер холодильной техники


И НАЗ^ОЮ-ЛРМСТИЧККИЯ ЖУРНАЛ учрежден • ГОСУДАРСТМННОЙ КОМИССИЕЙ СОНТА МИНИСТРОВ СССР по додовольствию и закупкам и к> «лгротОмиздАт» ИЗДАСТСЯ С ЯНВАРЯ 1923 ГОДА МОСКВА ВО «АГРОЛРОМИЗДАТ» 5 9i lexHUKQ ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Л. Д. Акимова РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Е. М. Агарёв, Ю. П. Алёшин, д-р теХн. наук, проф. В. М. Бродянскнй, д-р техн. наук, проф. А. В. Быков, 8. В. Васютович, И. М. Гиндлин, д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголин, А. П. Еркин, д-р техн. наук И. М. Калнинь, Н. П. Коновалов, д-р техн. наук, проф. В1 'ВГ- Оносовский, д-р техн. наук* проф. И. И. Орехов, О. В; Петров, Р. П. Семина (зам. главного редактора), КК Я. Сенягии, д-р техн. наук, проф. И. Г. Чумак, 9. М. Шавра РЕДАКЦИЯМ Т. Ф. Алёшина, Л. А. Володина, 3. Д. Мишина, Н; Bi Чабан Художественное и техническое редактирование М. Г. Печковской Художник-график О. М. Иванова Корректоры В. А. Лебедева, Г. И. Бобрикова Рукописи не возвращаются Обложка для данного номера изготовлена и доставлена финской фирмой сПоркка» Cover for This Issue is Manufactured and Delivered by Finnish Company "Porkka" Адрес редакции: 125422, Москва, A-4!22, yti. Костикова, 12 Телефон 216-77-00 «---**"¦• ~ ¦ ' ' ;—> Сдано в набор 14.03.91. Подписано в печать 16.04.91. Формат 60X88 '/¦• Бумага кн.-Журн. Офсетная печать. Усл.-печ. л. 4,9. Усл. кр.-отт. 5,88. Уч.-изд. л. 6,96. Тираж 8170 экз. Заказ 5466. Цена 1 р. 20 к. Набрано на ордена Трудового Красного Знамени Чеховском полиграфическом комбинате Государственного комитета СССР по печати 142300, г. Чехов Московской области Отпечатано в Подольском филиале ПО «Периодика» Государственного комитета СССР по печати 142100, г. Подольск Московской области В НОМЕРЕ: КОНФЕРЕНЦИЯ МЕЖДУНАРОДНОГО ИНСТИТУТА ХОЛОДА В ДРЕЗДЕНЕ Прогресс холодильной науки и техники в области переработки продуктов питания 2 Гак А. Предложения Международного института холода 2 Лореитцен Г. Холод, энергия и окружающая среда 3 Маттароло Л. Холод и производство пищевых продуктов для возрастающего населения земного шара 6 Обзор докладов на заседаниях комиссий 8 I ВСЕСОЮЗНЫЙ СЪЕЗД А ВО К 13 Долотов А. Г., Тимофёевскии Л. С, Пятко В. Ю., Петии Ю. М. Оценка эффективности применения абсорбционных водоаммиачных термотрансформаторов 14 Манукьяи А. М., Чмуханов Г. Ф., Журавлёв В. В. Гелиотеплонаеосная установка системы низкотемпературного отопления 17 Саранов А. А. Гелиоколлектор из гоф- ропласта . 18 НАУКА* ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ Пекарев В. И. Энергетические потери в холодильном винтовом компрессоре сухого сжатия 19 Маркелов П. А, Сигаев А. Л., Янко- вой В. В., Зеленов В. В. Регрессионная модель связи шума герметичного фреонового компрессора и вибрации его кожуха 20 Маринюк Б. Т. Уточненный расчет камерного воздухоохладителя 22 В порядке обсуждения Зонин В. Г«, Куцакова В. Е. К созданию научно обоснованных норм усушки мяса 24 Новинки холодильной техники Мкртычьян А. М., Шугаепов Н. Ш., Короткое В. А., Тихомиров В. А. Новые холодильные низкотемпературные прилавки 27 ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА Бизнес-клуб Гудумак В. М. Что такое акционерное общество? 29 ИЗУЧАЮЩИМ ОСНОВЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Шавра В. М. Тема 5. Принципиальные схемы и циклы многоступенчатых парокомпресснонных холодильных машин 30 ОБМЕН ОПЫТОМ Усовершенствование конструкции по- стаментных воздухоохладителей 34 Аппарат для магнитной обработки воды 34 Изобретения 23, 26, 28, 34, 39 ХРОНИКА € Консу мэкспо-91» Товары для всех и каждого 35 В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА Информационное сообщение МИХ по проблеме фреонов 36 Из Бюллетеня МИХ 37 Публикации МИХ 38 ЗА РУБЕЖОМ Системы кондиционирования воздуха в берлинских гостиницах Гранд-отель и Дом-отель 39 РЕФЕРАТЫ 40 IN ISSUE: CONFERENCE OF INTERNATIONAL INSTITUTE OF REFRIGERATION IN DRESDEN Progress of Refrigeration Science and Technology in Field of Foodstuffs Processing 2 Gac A. Proposals of International Institute of Refrigeration 2 Lorentzen 0. Refrigeration, Energy and Environment 3 Mattarolo L. Refrigeration and Food Processing to Ensure Nutrition of Growing World Population _. 6 Review of Papers at Sessions Commissions 8 I ALL-UNION CONGRESS OF ABO К 13 Dolotov A. G., Timofeevsky L. S., Pyatko V. Yu, Petiit Yu. M. Efficiency Evaluation of Absorption Water-Ammonia Thermal Transformers Application 14 Manukyan A. M., Chmukhanov G. F„ Jouravlev'"V. V. Solar Heat Pump Installation of Low-Temperature Heating System 17 Sarapov A. A. Solar Collector from Corrugated Plastic 18 SCIENCE, ENGINEERING, TECHNOLOGY Pecarev V. I. Energy Losses in Refrigeration Screw Compressor of Dry Compression ,, . 19 Markelov P. A., Sigayev A. L., Vanko- voy V. V., Zelenov V. V. Regressive Model of Feedback of Hermetic Freon Compressor Noise and Vibration of its Casing 20 Marlnyuk В. Т. Specified Design of Room Air Cooler 22 Discussion Zonin V. G., Kutsakova V. E. On Development of Scientifically Founded Standards of Meat Shrinkage 24 Novelties of Refrigerating Engineering Mkrtychyan A. M., Shougayepov N. Sh., Korotkov V. A., Tikhomirov V. A. New Low-Temperature Refrigerated Display Cabinets 27 ECONOMY AND ORGANIZATION OF PRODUCTION Business-Club Goudoumak V. M. What is Joint-Stock Company? J 29 FOR THOSE STUDYING BASES OF REFRIGERATING ENGINEERING Shavra V. M. Theme 5. Principal Circuits and Cycles of Multi-Stage Vapour Compression Refrigerating Machines 30 PRACTICE EXCHANGE Improved Designs of Pedestal1 Air Coolers 34 Apparatus for Magnetic Treatment of Watet 34 Inventions 23, 26, 28, 34, 39 MISCELLANY "Consumexpo-91" Goods for All and Everybody 35 AT INTERNATIONAL INSTITUTE OF REFRIGERATION Information of IIR on Problems of Freons 36 From Bulletin of IIR 37 Publications of IIR 38 ABROAD Air-Conditioning Systems in Berlin Hotels "Grand-Hotel" and "House- Hotel" 39 SUMMARIES 40 ВО «Агропромиздат», «Холодильная техника», 1991
КОНФЕРЕНЦИЯ МЕЖДУНАРОДНОГО ИНСТИТУТА ХОЛОДА В ДРЕЗДЕНЕ УДК 061.3:664.8/.9.037. ©> ©> I 2 1 l Прогресс холодильной науки и техники в области переработки продуктов питания Многообразные аспекты этой проблемы нашли отражение в программе Дрезденской конференции МИХ, состоявшейся 24—28 сентября 1990 г. В ее работе приняли участие более 120 специалистов из 25 стран — Англии, Болгарии, Венгрии, Германии, Голландии, Италии, Китая, Норвегии, СССР, США, Турции, Франции, Японии и др. Делегатов и гостей конференции приветствовал президент комиссии В2 МИХ профессор С. Новотный (Германия). На пленарном заседании выступили: директор МИХ г-н А. Гак (Франция), почетные члены МИХ — профессор Г. Лорентцен (Норвегия), профессор Л. Маттароло (Италия). Материалы выступлений публикуются в этом номере. Представленные на конференции доклады обсуждались на заседаниях четырех комиссий: В2 — Холодильное машиностроение; С2 — Применение холода в пищевой промышленности; D1—Холодильное хранение; конструкции и экс-, плуатация холодильников; D2/3 — Холодильный транспорт. Основная тематика рассмотренных докладов: оптимизация конструкций холодильных машин, компрессоров, теплообменной аппаратуры, повышение их энергетической эффективности, надежности, универсальности, замена озоноопасных фреонов на экологически чистые хладагенты и их смеси, проектирование холодильников на основе математического моделирования с использованием компьютерной техники, применение микропроцессорных систем управления холодильными установками, создание конструкций современного рефрижераторного транспорта, совершенствование традиционных и разработка интенсивных холодильных технологий в целях сокращения потерь продуктов и др. Обзор докладов печатается в этом номере. УДК [621.564.25:551.510.5341 @42) Предложения Международен) института холода А. ГАК, директор МИХ Эволюция познания идет очень быстро. Поэтому в современный период быстрого развития техники особенно важно представлять, какой она будет в ближайшие годы. Я не говорю о долгосрочном прогнозе, ибо если бы мы могли сегодня предвидеть, какими будут через 20 или 30 лет холодильные машины, нам не пришлось бы ждать их появления так долго. Лично я не скрою своей неуверенности в определении направления исследований и действий, которые предпримет холодильная промышленность в конце этого века. Действительно, можно ли предугадать, какие последствия следует ожидать от последних решений, принятых на международных форумах относительно производства фреонов? Известны два явления, угрожающие окружающей среде планеты: истощение озонового слоя и парниковый эффект. Также известно, что в большой мере этим явлениям способствуют галогенизиро- ванные фреоны и что, остановив их производство, можно уменьшить парниковый эффект примерно на 20—25 %. Международный институт холода (МИХ) неоднократно, начиная с 1981 г., высказывал свое мнение по этому сложному вопросу. На конференции в Лондоне в июне 1990 г. страны, подписавшие Монреальский Протокол, внесли поправки, ужесточающие его. Причем единственное решение, принятое с учетом пожеланий МИХ, связано с фреоном R22*. * См. «Холодильная техника». 1990, № 5. С. 55—57. Конечно, поправки к Протоколу не явились сюрпризом после того, как были изучены заявления делегатов стран на заседаниях по подготовке материалов для конференции в Лондоне, а также во время нее. Делегаты, в основном сотрудники министерств по охране окружающей среды и министерств иностранных дел, рассматривали вопрос о фреонах преимущественно с политической точки зрения. Экономические, технические и социальные последствия принятых решений практически не анализировались. МИХ в принципе не возражает против запрещения применения озо- норазрушающих фреонов, но он выступает за определенную гибкость в решении этого вопроса с учетом количества используемых фреонов и оборудования. Известно, что хорошая продуманная регламентация, принуждение в определенных рамках способствуют совершенствованию технических характеристик машин и процессов. Вспомним, насколько улучшились энергетические показатели компрессоров в результате первого энергетического кризиса.
Монреальский Протокол привел к подобным же последствиям. Сокращение использования некоторых фреонов активизировало исследовательские работы в лабораториях, занимающихся проблемами термодинамики, токсикологии и санитарии, а также в технических и конструкторских службах по изысканию способов снижения выбросов фреонов в атмосферу, повторного их использования, созданию заменителей, в частности R134a. Руководители химической промышленности, связанной с производством хладагентов, были поставлены перед выбором: вкладывать ли финансы в исследования R134a или рисковать, не предпринимая его исследований? Они были вынуждены тщательно взвесить все шансы, которые имеет новый хладагент, чтобы заменить R12. Со своей стороны, ученые и холодильщики-конструкторы считают, что R134a может эффективно заменить R12. Таким образом, был достигнут консенсус, следствием которого стали огромные усилия, направленные на фундаментальные исследования и технологические разработки. Чтобы дать представление о приложенных усилиях, назову только стоимость исследований токсичности Rl'34a. С учетом стоимости экспериментальных работ A,47-— 1,8 млн долл. США) и поставок фреона B,8 млн долл.) расходы составили примерно 4,5 млн долл. при длительности исследований около 7 лет. В результате предпринятых исследований мы располагаем значительным объемом информации о R134a. Тем не менее решены еще не все проблемы. Поэтому нельзя утверждать, что до конца века R134a заменит R12. Вопрос, который я себе задаю (особенно после проведения конференции в Лондоне, во время которой министры по окружающей среде подчеркнули необходимость учитывать парниковый эффект), заключается в следующем: не станет ли и R134a объектом сокращения производства или, еще хуже, запрещения, как это происходит с RI2? Другими словами, не будет ли R134a «мертворожденным хладагентом», а усилия, приложенные для его разработки,— напрасными? Боюсь, что ответ будет не в пользу R134a. Следовательно, нужно ориентировать поиск в новых направлениях. Так как шансов найти новые способы получения холода мало, следует изучить, каким образом в приемлемых экономических и технических условиях с соблюдением безопасности можно расширить область использования уже известных холодильных систем, улучшив их схему и оборудование или же приспособив их к специфическим жестким требованиям. По моему мнению, ближайшее направление, по которому должны следовать конструкторы и изготовители холодильного оборудования,— это расширение сфер применения аммиачных машин, так как аммиак, хотя и опасное вещество, но безвредное для окружающей среды. Через 3 года в Бразилии во время пересмотра Монреальского Про-, токола политики должны будут принять одно из трех возможных решений: УДК [621.564.25:551.510.534] @42.3) оставить положение статус-кво; ускорить процесс прекращения производства фреонов, в том числе с повышенным содержанием водорода; отсрочить остановку производства фреонов (или хотя бы некоторых из них, например, R12). МИХ стремится помочь политикам и промышленникам, принимающим решения. Его действия должны быть крупномасштабными. При этом МИХ рассчитывает на компетенцию, добровольность и сотрудничество всех своих членов. Холод, энергия и окружающая среда Проф. Г. ЛОРЕНТЦЕН, Почетный президент МИХ В последние годы в мире растет обеспокоенность в связи с возрастающим влиянием деятельности человека на окружающую среду, в частности, на разрушение стратосферного озона под влиянием фреонов (соединений хлорфторпроиз- водных углеводородов) и других антропогенных газов. С тех пор как Ф. Роулэнд и М. Молина 15 лет назад выдвинули теорию о разрушении озона фрео- нами [9], эту проблему раздули до огромных размеров. Измерения с Земли изменяющейся плотности стратосферного озона ведутся на протяжении более 60 лет во многих странах мира. В последние годы для этой цели применяют искусственные спутники Земли, хотя полученные с их помощью результаты вызывают большие сомнения специалистов из-за возможности инструментальных ошибок, что способствует скорее нагнетанию страха, чем прояснению ситуации. Разработаны многочисленные программы моделирования, однако необходимость учета в них по крайней мере 150 химических и фотохимических реакций приводит к большим расхождениям результатов. Соответственно и мнения ученых относительно серьезности проблемы различаются. Причем, если наиболее драматические прогнозы получают широкую огласку, то более умеренные данные вызывают меньший отклик. Например, С. X. X. Ларсен из Университета в Осло, один из пионеров измерений слоя озона по Добсону, оценивает ситуацию следующим образом. Измерения до 1989 г. указывают на то, что не следует делать вывод о каких-либо изменениях слоя озона. Над Норвегией в течение последних трех лет он фактически толще, чем обычно. Если бы слой озона действительно уменьшался на 10 % (пессимистическая модель), это соответствовало бы смещению годовой дозы ультрафиолетовой радиации на три градуса широты к югу, чего не отмечается в [3]. Для того чтобы предупредить возможность катастрофы, которая может разразиться, в 1987 г. был принят Монреальский Протокол по ограничению использования озоно- разрушающих фреонов, в соответствии с которым их применение к 2000 г. должно быть уменьшено на 50 %. Некоторые страны ввели у себя еще более строгие ограничения. Так, Канада решила сократить их использование к этому сроку до 15 %, Норвегия — до 10 %, ФРГ-до 5%. Какова бы ни была окончательная оценка влияния фреонов на разрушение слоя озона, эти ограничения ни в коей мере не будут напрасными, ибо установлено, что соединения фреонов играют заметную роль в усилении парникового эффекта, который определяет климат Земли в результате уменьшения излучения тепла в космическое пространство. При полностью прозрачной атмосфере в инфракрасном спектре средняя температура должна бы быть —18 °С. Если поглощение тепла будет интенсивнее сегодняшнего уровня, температура повысится и в климате планеты возникнут драматические изменения. Большое влияние на образование экрана тепловой радиации оказывают газы, в том числе фреоны. Однако самый значительный (около 50 %) «вклад» вносит СОг, концентрация которого из года в год неуклонно увеличивается в результате растущего использования ископаемого топлива и быстрого исчезновения лесов в тропиках. Нель- 1
зя допустить ускорения этого процесса и выхода его из-под контроля. По прогнозам самых авторитетных организаций, таких как Конференция по мировым запасам энергии, Международный институт анализа прикладных систем и др., потребность в энергии к 2020 г. возрастет в 2—3 раза. Это приведет к значительному увеличению концентрации С02 в атмосфере, усилению парникового эффекта и соответственно к повышению температуры: по различным прогнозам в среднем на 3dbl,5°C в последую- Зщие сто лет [4]. В высоких широтах рост температуры может быть еще больше. В связи с этим необходимо принять радикально новую 5 стратегию в отношении энергии, 2J сохранить использование топлива * на сегодняшнем уровне или даже уменьшить его. ^ Безусловно, этого можно было * бы добиться путем быстрого пере- * хода на ядерную энергию, однако i вследствие экономических и поли- 2 тических причин такое решение в настоящее время вряд ли приемле- q мо. Более перспективно совершен- 5 ствовать традиционные процессы 3 расходования энергии. 'о Так, путем разработки более эф- о фективных технологий можно сни- ^ зить расход энергии настолько, насколько мы хотим. То, что это практически осуществимо, показал недавний широкий анализ большого числа процессов [2]. И холодильная техника должна искать возможности более рационального использования энергии. По моему мнению, введение ограничений на применение фреонов представляет хорошую возможность исключить из широкого употребления группу хладагентов, которые имеют значительные недостатки с точки зрения термодинамики и процессов тепломассопере- носа. За 150-летний период развития холодильной техники использовали различные рабочие вещества. До внедрения фреонов E0—60 лет назад) это были такие хладагенты, как аммиак, двуокись серы и двуокись углерода. Первый до сих пор наиболее предпочтителен в больших промышленных холодильных установках, а два других практически не применяются. На фрео- нах преимущественно работают торговое холодильное оборудование, судовые холодильные установки, системы кондиционирования воздуха, бытовые холодильники. Замена озоноразрушающих фреонов на озонобезопасные хладагенты будет весьма дорогостоящей операцией и займет некоторое время. Я помню те трудности, с которыми пришлось столкнуться во время «фреоновой революции». Переход к новой технологии подталкивался в первую очередь массированной пропагандой под девизом внедрения «безопасного хладагента». Другим мощным стимулом была возможность использования менее квалифицированного персонала в связи с более простым обслуживанием фреоновых холодильных установок. Действительно, обычные фрео- ны неядовиты и невозгораемы. Однако, по моему мнению, значение этих свойств сильно преувеличено. В мире эксплуатируются миллионы абсорбционных холодильников на аммиаке. Это не создает никаких проблем с точки зрения безопасности. В то же время газ без предупреждающего запаха может быть очень опасным, если он накапливается в плохо вентилируемых помещениях, в том числе заглубленных (например, в трюме судна), о чем свидетельствуют несчастные случаи, вызванные утечкой фреонов. Причем они происходят чаще, чем из-за утечки аммиака. С точки зрения безопасности сильный и проникающий запах газа является даже ценным свойством. Так, аммиак легко можно обнаружить при концентрации до 50 ррт. Кроме того, при молярной массе М= 17 аммиак гораздо легче воздуха и быстро выветривается. Пределы возгорания газов на воздухе весьма низки: 2,1—9,5 % (по объему) для пропана, 15,5— 27 % для аммиака при атмосферном давлении. Гораздо меньшее количество воздуха в системе (только несколько процентов) способно повысить давление конденсации до недопустимого уровня. Установка перестанет работать задолго до того, как произойдет возгорание. В действительности же любая опасность пожара или взрыва связана с утечкой хладагента из системы или при вскрытии ее для ремонта. В то же время спроектировать и смонтировать систему, которая удовлетворяла бы самым строгим требованиям в отношении безопасности, сравнительно несложно. Крупное холодильное оборудование должно быть размещено в безопасном, хорошо вентилируемом помещении. Кроме аспектов безопасности, при выборе хладагентов большое значение имеют их термо- и гидродинамические свойства, определяющие экономичность и эффективность установки. Часто различные хладагенты сравнивают на основе их теоретической эффективности или степени совершенства (холодильный коэффициент) при работе по стандартному циклу. Однако такое сравнение некорректно. По моему мнению, важнее приспособить цикл к свойствам рабочего вещества, а не требовать того, чтобы хладагент соответствовал исходному процессу Эванса — Перкинса A834 г.). Соответствующие теплофизиче- ские свойства обычно определяют по большому количеству точек, однако требуемые данные можно получить, ограничившись только тре: мя параметрами: уровнем давления пара, критической температурой, молярной массой. Объединив уравнение идеального газа и правило Трутона, определяем, что необходимый объем, описываемый поршнями компрессора, для заданной холодопроиз- водительности приблизительно обратно пропорционален давлению всасывания. Поэтому с точки зрения стоимости оборудования желательно использовать среду с высоким давлением пара. Однако эта возможность ограничена необходимостью оставаться гораздо ниже критических условий на стороне высокого давления. Поскольку критическое давление всех используемых в настоящее время хладагентов (за исключением аммиака) находится в диапазоне от 3 до 5 МПа (от 30 до 50 бар), компрессоры для этих сред рассчитаны на максимальное давление нагнетания около 2,5 МПа B5 бар). Это означает, что R22 может быть применен в обычных системах охлаждения и тепловых насосах при температуре конденсации до 60 °С, a R12 —до 80 °С. Аммиак выгоднее для компрессоров с несколько более высоким значением давления при использовании их в тепловых насосах. Для очень малых производительностей компрессоров объем, описываемый поршнями, имеет меньшее значение, поэтому R12 является самым предпочтительным хладагентом для бытовых холодильников и автономных кондиционеров малой производительности. Молярная масса хладагента оказывает очень большое влияние на конструкцию и характеристики любой холодильной или теплонасо- сной установки. Согласно формуле Трутона, Mr^const. Масса рабочего вещества, необходимая для обеспечения заданной производительности, прямо пропорциональна М. Все трубопроводы, вентили, клапаны следует рассчитывать исходя из этого закона, чтобы оставаться в разумных пределах гидравлических потерь. В частности, клапаны компрессора (или площадь отверстий в винтовых компрессорах) должны быть достаточно большими, что ограничивает быстроходность поршневых машин. В течение длительного времени считали, что оптимальная скорость поршня компрессора при работе на аммиаке (М=17) должна быть в 2,5—3,2 раза выше, чем при работе на R12 (АТ=121), R22 (М=86) при условии одних и тех же относительных потерь на входе и выходе. В результате появляется возможность
снижения стоимости системы при применении более легкого хладагента. До настоящего времени это преимущество аммиака не использовалось на практике. Другим серьезным недостатком более тяжелых хладагентов являются их плохие теплопередающие свойства при конденсации и кипении. Отчасти это следствие большой толщины пленки жидкости в связи с малой разностью энтальпий при кипении хладагентов, что усугубляется их низкой теплопроводностью. Если принять все это во внимание, то, безусловно, можно создать гораздо более дешевую теплонасос- ную установку, работающую на аммиаке, даже если при этом потребуется больше затрат для достижения полной герметичности [5]. Совсем другая ситуация при эксплуатации турбокомпрессоров. В существующих в настоящее время типах турбокомпрессоров скорость на выходе ограничена конструкцией и применяемыми материалами до 250...300 м/с. Для сокращения количества ступеней число Маха должно быть настолько высоким, насколько позволяет эффективность колеса. Это означает, что звуковая скорость соответствует молярной массе 40...50. Почти идеальным с этой точки зрения является пропан (М=44). Из сказанного очевидно, что фреоны в качестве хладагентов далеки от идеальных с точки зрения термодинамических и гидравлических свойств. Некоторые из «старых» рабочих веществ, особенно аммиак, и некоторые из простых углеводородов и их смесей гораздо лучше в этом отношении. При обеспечении достаточной безопасности эти относительно недорогие вещества можно использовать непосредственно в различных установках охлаждения и нагрева. Поэтому нет смысла ожидать в течение ряда лет разработки и производства новых хладагентов из «семейства» CFC/HCFC/HFC, которые могут оказаться экологически безопасными, но очень дорогостоящими, не обеспечивающими достаточной энергетической эффективности холодильного оборудования. В настоящее же время важность проблемы экономии энергии во всех областях деятельности человека значительно возрастает. Есть несколько путей того, как холодильная техника может внести свой вклад в решение этой проблемы. Вот некоторые из них: использование явления сверхпроводимости в производстве, передаче и применении электроэнергии (последние исследования сконцентрированы на этих направлениях); применение расположенных в отдаленных регионах источников природного газа путем хранения и транспортировки в сжиженном виде; сохранение дорогостоящих с точки зрения энергозатрат пищевых продуктов и другой продукции; использование термодинамического нагрева посредством тепловых насосов. До последнего времени эти возможности использовались не полностью. И если во многих других областях техники экономия энергии стала повседневной реальностью, то в холодильной технике расточительная практика пока что нередко имеет место из-за неэффективных систем охлаждения. Даже в хорошо спроектированной системе охлаждения общая эффективность редко превышает 25 %, остальное составляют суммарные потери, обусловленные разностью температур при теплопередаче, дросселированием, работой вентиляторов и насосов и другими необратимыми процессами в мотор- компрессорном агрегате [6]. Т для обычного РИС. 1. Диаграмма цикла охлаждения: Ф — потери на дросселирование; у - перегрева На рис. 3 показаны теоретический и реальный циклы замораживания в контактном плиточном или воздушном скороморозильном аппарате. Для достижения сравнимой скорости замораживания в этих аппаратах была принята температура кипения соответственно —30 и —50 °С. Реальное потребление мощности плиточным аппаратом будет примерно в 6—8 раз, а воздушным — в 2—3 раза больше, чем теоретическое. Значительного улучшения показателей можно добиться, если использовать процессы при переменной температуре. Для достижения эффективной эксплуатации крупной холодильной установки важно привести в соответствие работу ряда компрессоров с сезонными изменениями нагрузки. Одним из неудачных решений с точки зрения экономии энергии является замена нескольких поршневых компрессоров одним или двумя большими винтовыми. РИС. 2. Предлагаемый принцип восстановления эксергии (трехступенчатое дросселирование) Самым реальным способом повышения эффективности системы является снижение потерь на дросселирование, которые иногда бывают очень высокими (рис. 1.) Имеется большое количество способов сокращения потерь на дросселирование. Один из них показан на рис. 2 [7]. Потери энергии происходят и при обычном охлаждении продукта. РИС. 3. Потребность в эксергии теоретическая WT при идеальном, обратимом замораживании и реальная при замораживании в плиточном ПЛ или воздушном WM3 скороморозильных аппаратах (FBH — мощность вентилятора) <х,Вт/(мгк) 25~ 20\ 15\ 10 5 25 20 /5 10 5 О 20 **0 60 00 ЮО^Вт/м2 РИС. 4. Коэффициент теплопередачи а для воздухоохладителей змеевикового (а) и затопленного типа (б), измеренный в идентичных рабочих условиях Это отличные машины, когда они эксплуатируются при полной нагрузке, но при малой нагрузке они не могут быть эффективными. В последнем случае использование винтовых компрессоров может привести к значительно большему расходу энергии по сравнению с расходом ее при применении «старомодных» систем [I]. Нередко причиной чрезмерных о* X 8 о I 2 Холодильн. техника № 5
5 * at I потерь энергии становятся неэффективные испарители. Чаще всего применяют змеевиковые испарители с низкой теплопередачей. Большие потери энергии наблюдаются и при использовании затопленных, испарителей, что связано с их конструкцией и большим перепадом давлений в змеевиках и линиях возврата хладагента. Как показали испытания теплового насоса большой производительности (передача тепла от воздуха к воде), оснащенного двумя воздухоохладителями — змеевико- вого типа (с терморегулирующимн вентилями) и затопленного (работа за счет самоциркуляции), теплопередача у последних в аналогичных установках почти в 3 раза выше, чем у змеевиковых при соответствующем уменьшении перепадов температур (рис. 4). Пожалуй, больше всего требуют усовершенствования малые холодильные машины — для бытовых холодильников .и морозильников, РИС. 5. Диаграмма a, t, показывающая теоретическую потребность в работе, и реальный процесс для бытового холодильника: / — работа в идеальном цикле (требуемая); 2 — теоретический и реальный цикл; 3 —- охлаждение двигателя; 4 — потери при дросселировании торгового холодильного оборудования. Каждая из них в отдельности потребляет незначительное количество энергии, но если умножить его на многие сотни миллионов штук, результат возрастет до нескольких десятков тысяч мегаватт, что делает проблему повышения их эффективности чрезвычайно важной. Однако в мире опубликовано очень мало работ, касающихся рабочих характеристик бытовой холодильной техники. Несмотря на то, что у бытовых холодильников отношение площади наружной поверхности ограждений к объему может быть в 20 раз выше, чем у средней торговой холодильной камеры, изоляция в них гораздо тоньше — в современных аппаратах часто составляет 20...30 мм. Поток тепла на единицу объема поэтому приблизительно в 50 раз больше, чем в промышленной установке. В то же время расход энергии на единицу охлаждаемого продукта гораздо выше из-за небольших и неэффективных поверхностей теп- лопередающего оборудования (рис. 5), низкой эффективности электродвигателя и больших потерь компрессора, работающего при максимальном значении отношения давлений. Расширение в капиллярной трубке и охлаждение электродвигателя хладагентом не улучшает положения. Подсчитано, что в целом расход энергии в бытовых холодильниках по крайней мере в 100 раз больше, чем в промышленных установках, в расчете на одинаковое количество продуктов. Как показывают новые разработки, технически вполне осуществимо снизить наполовину и даже больше потребляемую мощность в этой области [8]. Приведенные примеры доказывают, что возможности экономии энергии в холодильной технике далеко не исчерпаны и могут быть УДК 664.8/.9( 100) @42.3) реализованы с помощью обычных технологий. Список литературы 1. ¦ F 1 е m in g А. К., Е d w а г d s В. F. // IIR Annexe, 1978, 3, 83—91. 2. Goldemberg J., Johansson Т. B<, Redd у A. K. N.,''Willi a ms R. H. // Energy for a Sustainable World. Wiley Eastern. N. Delhi, 1988. 3. Henriksen Т., La r sen S. H. H. Ozonlaget og UV-straling (The ozone layer and UV-radiatjon). Universi- tetsforlaget, Oslo, 1989. 4. Jager J.//Environment, 30, 1988, N> 7, 12—16. 5. Lorentzen G. // IIR Annexe, 1988—2, 381—385. 6. Lorentzen G. Energy Saving in Refrigeration (П). Joint Israeli — Norwegian Sypm. Refrig. Tel Aviv, 1986. 7. Lor en t z en G. Throttling, the Internal Haemorrhage of the Refrigeration Process. Inst. Refrig. London, 12.1.1984. 8. Norgard J. S., Heeboll J., Hoick J. Development of Energy Efficient Household Appliances // Prog. Rep., № 4. DTH. Lyngby, 1983. 9. Rowland F. S., MolinaM.J.// Nature, 249, 1974, 8—10. Холод и производство пищевых продуктов для возрастающего населения земного шара Проф. Л. МАТТАРОЛО Институт технической физики Падуанского университета (т. Падуя, Италия) Население земного шара в XX в. быстро увеличивается. В последние сорок лет относительный рост численности всего населения планеты выше, чем относительный рост, который был в любой прошедший период или который можно ожидать в любой период в будущем. В 1960 г. общая численность равнялась 3 млрд человек, а к 2000 г. (может быть, в 1998 г.) достигнет 6 млрд, т. е. удвоится за 38 лет. Общая численность, составлявшая в 1975 г. около 4,1 млрд человек, удвоится (8,2 млрд) к 2025 г., т. е. за 50 лет. Специалисты прогнозируют, что численность населения земного шара стабилизируется на уровне 11 млрд человек в последние десятилетия следующего столетия. Максимальный ежегодный темп роста населения в мире A,99%) был достигнут в 1970—1975 гг. В более развитых регионах максимум A,29%) отмечался в 1950— 1955 гг., в менее развитых регионах B,42 %) — в 1970—1975 гг. В Африке максимум C,07 %) ожидается в 1990—1995 гг. В последние годы во всем мире прослеживается тенденция к снижению ежегодного темпа роста, хотя в менее развитых регионах он остается высоким. Неодинаковый рост населения в менее и более развитых регионах (МРР и БРР) изменяет демографическую ситуацию в мире. Отношение численности населения этих регионов (МРР/БРР) в 1950 г. равнялось 2, в 1990 г.—3,3, в 2025 г. будет 4,9. Эту тенденцию придется учитывать при решении экономических, социальных и политических задач уже в ближайшем будущем. При рассмотрении ситуации продовольственного снабжения большое значение имеет степень урбанизации. Наблюдаются постоянное уменьшение сельского и увеличение городского населения, рост больших городских агломераций. В городах с населением более 20 тыс. человек в 1950 г. проживало около 20 % населения планеты, в 1985 г.—41 %, а к 2010 г. будет 50%. В развитых странах более половины населения живут в городах с середины века. В развивающихся странах этот уровень урбанизации
ожйДаетсй ко второму десятилетию следующего века. Городов с населением более 1 млн жителей в 1950 г. было 71, в 1975 г.— 181, в 2000 г. будет 413. В 1985 г. 12 городских агломераций имело более 10 млн жителей (восемь из них в МРР). К 2000 г. таких агломераций будет 23 A7 из них в МРР). В последние десятилетия пищевые ресурсы в мире ежегодно возрастали в среднем несколько быстрее темпов роста населения. В 1988 г. общее производство пищевых продуктов составляло 4266 млн т. В пересчете на энергию питания на одного человека в день приходилось в среднем 20 кДж, что вдвое больше теоретической потребности. Тем не менее во многих регионах мира продовольствия не хватает, люди голодают. И это соседствует с перепроизводством сельскохозяйственной продукции во многих развитых странах. В 1961 — 1963 гг. потребление энергии с пищей на душу населения в развивающихся странах составляло 64 % от этого показателя в развитых странах. В 1984—1986 гг. пропорция выросла до 73 %, но разрыв остается пока значительным. Из потребляемых в развитых странах продуктов 30 % составляют крупы, 25 % — мясо, а в развивающихся странах соответственно 60 и 9 %, т. е. крупьгздесь являются главным продуктом питания. Для того чтобы в будущем гарантировать обеспечение продуктами питания всего увеличивающегося населения земного шара, следует: расширить объемы производства пищевых продуктов; принять меры для уменьшения их порчи; устранить неравномерность распределения» пищевых продуктов по регионам. Расширение объемов производства пищевых продуктов может быть достигнуто увеличением посевных площадей, генетическим отбором зерновых культур, внедрением новых агротехнических способов обработки земли, эффективным использованием водных ресурсов. В настоящее время культивируемые площади на земном шаре составляют около 14-Ю6 км2, т. е. 10 % поверхности суши. Подсчитано, что они могут быть расширены до 16—18 % путем осушения, ирригации и т. д. Однако рост объемов производства пищевых продуктов должен достигаться в основном путем использования интенсивных способов земледелия. В последние сорок лет количество обрабатываемых земель в мире увеличилось с 12,5-106 до 14«106 км2. За этот же период население земного шара удвоилось — с 2,5 млрд до 5,2 млрд человек. Это означает, что обрабатываемая площадь на человека уменьшилась с 0,5 до 0,27 га при одновременном совершенствовании способов ее обработки. Интенсификация сельскохозяйственных работ позволяет надеяться, что оптимизм некоторых специалистов, указывающих на возможность нашей земли обеспечивать продуктами питания около 30 млрд человек, будет оправдан. Однако нельзя забывать, что освоение новых посевных площадей и более интенсивных способов их обработки потребуют все возрастающего расхода энергетических ресурсов на получение единицы пищевой энергии. По расчетам, для ежегодного производства в среднем 4200 млн т продуктов потребуется израсходовать энергии в количестве 15 % ее общего годового потребления в мире. Любое расширение сельскохозяйственного производства требует все большего и большего использования удобрений, пестицидов, водных ресурсов, что отрицательно влияет на окружающую среду. Таким образом, увеличение производства продуктов питания связано с тревожащими проблемами обеспечения энергией и сохранения биосферы. Продовольственное снабжение населения земного шара связано также еще с двумя проблемами — сохранения качества и улучшения распределения продуктов, решить которые может помочь более широкое и рациональное применение холодильной техники. Преимущества холода для сохранения качества пищевых продуктов известны с давних пор. Еще во времена Римской империи для этой цели широко использовали естественный лед. Однако научно обоснованные методы консервирования пищевых продуктов холодом представляют собой недавние реалии человеческой жизни и истории. Низкие температуры впервые были получены искусственным путем в начале XVII в. После этого прошло более трех веков, прежде чем были внедрены холодильные циклы и системы, что позволило в целом использовать низкие температуры в науке о пищевых продуктах. Рациональное использование низких температур для хранения пищевых продуктов началось в результате технического прогресса в области холодильной науки и техники в последнюю четверть прошлого века, т. е. всего более 100 лет назад. Вначале холод применяли только в трех областях: производство льда, пивоварение и торговля мясом. До 1907 г. в США естественный лед преобладал над искусственным. Понятие «холодильная цепь» было введено инженером Альбертом Бэрриером в 1908 г., т. е. в тот год, когда была создана Международная ассоциация по холоду. Из звеньев холодильной цепи во все возрастающем масштабе во всем мире стали строиться холодильники, стал развиваться, хотя в разных странах неравномерно, холодильный транспорт — морской (перевозки мяса) и железнодорожный (перевозки фруктов). Два же крайних звена холодильной цепи отставали в развитии: холодильное оборудование для первичной обработки мяса, молока и фруктов в местах производства и холодильное оборудование для реализации пищевых продуктов и хранения их в быту. Холодильная цепь вполне сформировалась в США к 1940 г., в других индустриально развитых странах — 10 или 15 годами позже. Особенно бурными темпами стал внедряться холод для хранения пищевых продуктов после второй мировой войны. Сегодня образ жизни в развивающихся странах, вследствие демографического взрыва и тенденции к урбанизации, невозможно представить без поддержания полной холодильной цепи. Ежегодные инвестиции в холодильные машины и оборудование оцениваются суммой около 100 млрд долларов, а стоимость продуктов, которые подвергаются холодильной обработке,— в 10 раз выше. Сегодня из ежегодно производимого продовольствия около 40 % составляют скоропортящиеся продукты, которые требуют холодильной обработки. Общая емкость холодильников (общего пользования, на бойнях, холодильников, принадлежащих фермерам, кооперативам и т. д.) достигает 300 млн м3. В них можно разместить только 4 % производимых скоропортящихся продуктов. Имеется также большое число охлаждаемых емкостей, стационарных и передвижных холодильных камер, холодильных шкафов в магазинах розничной торговли, бытовых холодильников и морозильников, охлаждаемых трюмов на судах, рефрижераторных железнодорожных вагонов и автомобилей, общая емкость которых в промышленных странах намного превышает емкость холодильников общего пользования. Если же принять еще во внимание ежегодный оборот холодильных емкостей, то можно считать, что холодильной обработке подвергается порядка 20—25 % всей скоропортящейся продукции. Каждый человек в промышлен- но развитых странах употребляет пищевые продукты, из которых 40 % прошли холодильную обра- 2
X X Л I ботку. По расчетам, на каждого человека должно приходиться 0,5 м3 холодильной емкости, из них 30 % на больших холодильниках и 70 % в торговых и бытовых холодильниках. В действительности реальный уровень далек от указанного. В промышленно развитых странах потери скоропортящихся продуктов достигают 30 % урожая. В развивающихся странах они доходят до 50 %. Потери вызываются ростом микроорганизмов и ферментативным разрушением пищевых продуктов. Для сохранения продуктов существуют разные способы, каждый имеет свои преимущества и находит применение там, где технически и экономически выгоден. Вместе с тем уже признано, что холодильная обработка (охлаждение и замораживание) и холодильное хранение обеспечивают наилучшие возможности не только для сохранения качества и питательной ценности, но и с точки зрения стоимости, которая весьма умеренна по сравнению со стоимостью других альтернативных способов обработки продуктов в больших масштабах. Замораживание продуктов является одним из самых больших новшеств XX в. Производство замороженных и быстрозамороженных продуктов, составляющее 30 млн т в год (не считая 10 млн т мороженого), в настоящее время быстро возрастает по мере того, как повышаются стандарты жизни и урбанизация во всем мире. В последние десятилетия повысился интерес к хранению охлажденных продуктов, что привело к расширению исследований в этой области. Качество охлажденных продуктов сохраняется в результате подавления холодом: роста микроорганизмов, активности обменных процессов в растительных тканях после снятия урожая и в животных тканях после убоя, химических реакций, которые изменяют цвет, вкус, питательную ценность продуктов. На сохранность замороженных и охлажденных продуктов влияют не только условия хранения, но и предварительные, перед замораживанием или охлаждением, операции (мойка, бланширование и др), которые должны проводиться при строгом соблюдении всех технологических и санитарно-гигиенических требований. Вклад искусственного холода в обеспечение продовольствием жителей нашей планеты не ограничивается уменьшением потерь и сохранением высокой питательной ценности пищевых продуктов. Он способствует смягчению неравномерности распределения их между различными регионами, поскольку холодильной обработке подвергаются продукты, являющиеся предметом международной, в том числе межконтинентальной торговли. В настоящее время объемы обмениваемых пищевых продуктов, требующих холодильной обработки, оцениваются в 35 млн т. Роль холодильной цепи в мировом рынке пищевых продуктов будет возрастать с еще большим динамизмом. При рассмотрении холодильной цепи для продовольственного снабжения развивающихся стран возникают проблемы, связанные с их специфическими условиями. Во- первых, слабая энергетическая база может снизить эффективность использования холодильного оборудования. Во-вторых, бюджет в развивающихся странах обычно не позволяет увеличивать инвестиции в строительство холодильников и создание технологического оборудования для охлаждения и замораживания, поэтому необходимы дополнительные источники официальной помощи или частные фонды. В-третьих, кто покупает дорогостоящую пищу? Вероятно, только обеспеченные городские жители могут позволить себе купить замороженные или охлажденные продукты. В связи с этим множество программ по внедрению холода в развивающихся странах не увенчалось успехом. Однако, несмотря на это, УДК 061.3 : 664.8/.9.037 @43) в любом случае использование техники охлаждения и замораживания в развивающихся странах необходимо планировать для улучшения экономической ситуации. Холод на первых порах может использоваться для обработки продукции, имеющей высокую ценность и поставляемой на рынки развитых стран. Это даст твердую валюту и таким образом повысит уровень жизни. Без сомнения, сегодня основная цель применения холодильной технологии во многих развивающихся странах — создать прибыльную экспортную индустрию, например, замороженных тропических креветок, мяса, охлажденных фруктов, цветов, что обеспечит работу и доход для людей, которые в них сильно нуждаются. Самым узким местом в этих странах является низкий уровень компетентности. Сложные холодильные установки могут быть обречены на простой из-за нехватки специалистов. Для решения с помощью холода проблемы продовольственного снабжения растущего населения земного шара, в частности развивающихся стран, необходимы общие усилия для пропаганды знаний, обучения молодых людей и работающего персонала. В течение многих лет этой работой усиленно занимается Международный институт холода и она остается одним из главных направлений его деятельности. Обзор докладов на заседаниях комиссий Комиссия В2 Тематику докладов, рассмотренных и обсужденных на заседаниях комиссии, условно можно разделить на несколько групп. Значительная группа докладов посвящена созданию новых альтернативных хладагентов, а также неазеотропных смесей для замены экологически опасных хлорсодер- жащих фреонов, к числу которых, в первую очередь, следует отнести R12, широко используемый в холодильной технике. Д. Волмер и Е. Гюнтер (Германия) йредставили сравнительные данные расчета характеристик компрессоров объемной производительностью 0,52; 0,63 и 1,25 м3/ч (и соответственно с отношением S/Z)=0,67; 0,83 и 1,05) для условий их работы на R134a и R12. Оказалось, что холодопроизво- дительность компрессоров на R134a при Го=0...—20 °С, /к=55 °С выше, чем на Ri2, а при /0<—25 °С — ниже. Потребляемая мощность на R134a выше, чем на R12. Удельная объемная холодопроизводитель- ность и объемный коэффициент подачи компрессоров на R134a ниже, чем на R12. В докладе Д. Кетнера (Япония) рассмотрен калориметрический стенд для испытаний на R134a холодильных компрессоров, применяемых в автомобильных кондиционерах: Стенд позволяет изменять частоту вращения вала компрессора от 500 до 9000 об/мин. В схему стенда входят: змеевиковый переохладитель «труба в трубе», циклонный отделитель масла с байпасом, калориметр с электронагревателем и т. д. Стенд полностью автоматизирован, все регулируемые и измеряемые параметры введены в ЭВМ, которая автоматически обрабатывает экспериментальные данные. В докладе В. Краузе и др. (Германия) приведены результаты изучения работы на неазеотропной смеси R22 и R11 двухтемператур- ных холодильных систем (шкаф ем-
костью 185 л для хранения и шкаф емкостью 55 л для замораживания) с одноступенчатым компрессором при температуре окружающей среды от 10 до 32 °С и температуре кипения —30 и —10 °С. Исследовали две системы: с одни м дроссельным устройством на два испарителя и с одним общим дроссельным устройством и трехходовым терморегулирующим вентилем для одного испарителя. Массовое содержание каждого хладагента в смеси 50 %. После начала испытаний соотношение в потоке R22 и R11 составляло соответственно 65 и 35 %. Испытания, показали, что по сравнению с R12 применение смеси R22 и R11 приводит к экономии электроэнергии до 20 %. В нескольких докладах приведены экспериментальные термодинамические и токсикологические свойства R134a, особенности его взаимодействия с маслами. В ряде докладов представлены результаты работ по конструктивному и термодинамическому совершенствованию холодильных машин и компрессоров различных типов — винтовых, поршневых, ротационных. В докладе Н, Варрена и др. (США) рассмотрены предложенные на основе испытаний и оптимизационных расчетов водоохлаж- дающих машин с вертикальным герметичным компрессором (холо- допроизводительность от 670 до 1700 кВт) и водяным конденсатором новые конструктивные решения для этих машин: промежуточный подсос пара хладагента компрессором; ступенчатое регулирование уровня жидкости в испарителе; усовершенствование управления масляной системой; применение микропроцессорной системы. Реализация данных решений позволила увеличить холодопроиз- водительность машины на 16,3 %, холодильный коэффициент на 50 % (относительно цикла Ранкина), снизить содержание масла в хладагенте. Часть докладов была посвящена применению компьютерных программ для расчета и проектирования холодильных компрессоров, оптимизации параметров их работы, математическому моделированию на основе ЭВМ конструктивных элементов холодильного оборудования, созданию микропроцессорных систем управления холодильными установками. Так, в докладе 3. Зишенча (КНР) предложена математическая модель реальных термодинамических процессов, происходящих в поршневом холодильном компрессоре, и методика оптимизации его работы с помощью ЭВМ. При расчете компрессора с диаметром поршня 70 мм учитывали влияние на его характеристики высоты подъема и толщины пластин всасывающих и нагнетательных клапанов, а также жесткости пружины. В отдельных докладах рассматривались проблемы использования солнечной энергии в системах теп- лохладоснабжения, применения холодильных машин для работы в режиме теплового насоса. В докладе Д. Бугарда (Бель- гия) рассмотрен вопрос об использовании солнечной энергии в сорб- ционных холодильных машинах, предназначенных для производства льда, хранения мяса, рыбы и других продуктов. Предложены различные сочетания растворов с аммиаком. Минимальная величина солнечной радиации должна быть 3 кВт-ч/м2. * * * Актуальной проблеме перевода холодильных машин на работу с экологически чистыми хладагентами было специально посвящено техническое совещание комиссии В2, прошедшее под председательством ее президента 3. Новотного. Ведущие специалисты из разных стран называли в качестве альтернативных хладагенты R134a и R152a. Однако последний был отвергнут как взрывоопасный. Обсуждая реальность замены Комиссия С2 Основная тематика докладов, заслушанных и обсужденных на комиссии: усовершенствование традиционных и разработка новых, главным образом интенсивных, холодильных технологий; сохранение и оценка качества пищевых продуктов, обрабатываемых холодом. Анализ докладов показывает, что из разных пищевых продуктов наибольшее внимание специалисты уделяют холодильной обработке мяса и мясопродуктов E2%). Ситуацию в области применения холода в пищевой промышленности можно охарактеризовать как переход от традиционных исследований отдельных способов и режимов холодильной обработки пищевых продуктов к комплексному изучению холодильно-технологических проблем. Холодильные технологии и системы увязываются с особенностями развития конкретных регионов мира, традициями в питании, способами производства пищевых продуктов и другими факторами. Известный специалист из Великобритании А. Бейли в обзорном докладе охарактеризовал новые технологии холодильной обработки и хранения пищевых продуктов, отметил возрастание требований по- R12 на R134a, специалисты отметили, что пока R134a — дорогой хладагент. Кроме того, есть серьезные* проблемы с подбором масел к нему. Представитель фирмы «Дюпон» (США) обещал резко увеличить в ближайшие 2 года выпуск R134a и снизить его стоимость в 1,5—2 раза. Однако это вызвало скептические реплики, ибо без полного решения вопроса подбора совместимого с этим хладагентом масла не может быт*? и речи об увеличении производства R134a для его широкого использования. Прозвучали также предложения о внедрении в переходный период ш*т различных смесей. Представитель §91 фирмы «Дюпон» выразил готов- &*»*» ность поставки в промышленных ^ масштабах различных компонентов §! для рекомендуемых смесей. ^ Однако большинство присут- *** ствовавших высказало мнение, что J? применение смесей — не выход m положения даже в переходный пе- g риод, так как в процессе эксплуата- g ции холодильных машин на смесях н изменяется их состав. ** В связи с отсутствием надежной 2 замены R12 обсуждалась возмож- s ность применения генераторов низ- <ъ ких температур, работающих на § воздухе по циклу Стирлинга, пред- ? лагалось расширить внедрение ам- * миачных холодильных машин. требителей к охлажденным и замороженным продуктам. Сейчас уже рекомендуется не только строго поддерживать заданные температуры, hq и выдерживать определенный временной интервал обработки. Эта рекомендация вызывает проблемы при конструировании и проектировании холодильно-технологических систем, поскольку не всегда можно изменить толщину или массу продукта, учесть тепло- физические свойства разных продуктов, а также упаковочных материалов. Поданным А. Бейли, полиэтиленовая упаковка увеличивает продолжительность замораживания, например, свинины более чем в 3 раза. При использовании интенсивных технологий становится реальностью создание непрерывных систем охлаждения. В существующих периодических системах охлаждения предусматривают или мощную холодильную установку, способную отвести пиковую тепловую нагрузку от парных полутуш, или менее мощную, рассчитанную на среднюю нагрузку за цикл охлаждения. В первом случае после снятия пика тепловыделений холодильная установка большую часть времени работает с низкой эффективностью. Во втором — требуемый температурный режим охлаждения нарушается и часто не может быть достигнут. В прошлом это не имело
большого значения. На современном же этапе необходим требовательный подход к проектированию и эксплуатации холодильно-техно- логических систем. Использование технологии с интенсивным предохлаждением позволяет перейти к непрерывному охлаждению и, следовательно, к постоянной тепловой нагрузке на систему хладообеспечения. Одним из альтернативных способов снятия пиковых нагрузок является использование жидкого азота с последующим переходом к ма- ^^ шинному охлаждению. Гл"| В докладе С. Джеймса и А. Ги- [jjJJI геля (Великобритания) сообщены результаты исследований, провоза дившихся в течение последнего де- 2} сятилетия в Бристольской лабора- * тории. Установлено влияние раз- личных способов охлаждения сви- * ных туш — сверхбыстрый воздуш- * ный, в высоковлажной среде, погру- § жением, орошением, выдержкой с § опрыскиванием, быстрый обыч- 2 ный — на скорость охлаждения, по- *" тери массы, органолептические по- § казатели качества и общие эконо- S мические характеристики. § Наименьшие потери обеспечива- *§ ются при охлаждении погружени- § ем: усушка за 24 ч составляет * 0,32 %. Затем следуют способы — выдержкой с опрыскиванием и сверхбыстрый — соответственно 0,95 и 1,1 %. Свиные туши охлаждают до температуры 7 °С перед разделкой или отправкой как на внутренний, так и на внешний рынок (в нашей стране охлаждают до 0...4 °С, что увеличивает продолжительность холодильной.обработки и тем самым расход электроэнергии). Имеющиеся холодильно-технологичес- кие системы позволяют охлаждать свиные туши за 8 ч и отправлять их Комиссия D1 Тематика докладов посвящена проблемам проектирования, строительства, и эксплуатации промышленных холодильников. В настоящее время проектирование промышленных холодильников все чаще осуществляют путем моделирования с использованием компьютерной техники. На компьютерах решают такие задачи, как оптимизация воздухораспределения в холодильных камерах, уменьшение теплопритоков в них через наружные ограждения, выбор оптимальных параметров холодильных камер. Нидерландские специалисты Р. ван Жервен и X. ванОорт составили динамические модели расчета на компьютере двух типов фруктовых холодильников с регулируемой газовой средой. На основе моделирования разных вариантов рекомендованы оптимальные параметры: в день убоя (в нашей стране таких систем нет и проектирование их пока не предусматривается). Я. Кунис, Р. РихтерыЕ. Радеш- пиль (Германия) доложили о результатах исследований влияния скорости замораживания и размораживания на качество электрости- мулированной и неэлектростимули- рованной говядины. Установлено, что электростимуляция мяса после горячепарной обвалки предотвращает или ограничивает холодовое сокращение мышц, снижает чувствительность мяса к внешним условиям. У электростимулированного мяса, подвергнутого интенсивной холодильной обработке, т. е. быстрому замораживанию (шзмр= =2,55 см/ч), по сравнению с не- электростимулированным мясом меньше потери сока после быстрого размораживания (адрзр=1 см/ч). Правильный выбор технологических режимов сводит к минимуму потери массы и позволяет добиться быстрой окупаемости капитальных затрат. С. Джеймс и Д. Эванс (Великобритания) считают, что в холодильной цепи наиболее слабым является звено между торговым холодильным оборудованием и домашним холодильником. При перемещении от прилавка до домашнего холодильника продукты находятся под воздействием температуры окружающего воздуха. Особенно чувствительны к ней продукты в небольших упаковках. Повышение температуры продукта выше 1...7°С может ускорить развитие некоторых возбудителей пищевых отравлений, например, сальмонеллы на яйце и птицепродуктах. Поэтому необходимо прививать покупателю навыки использования изотермических сумок и переносных изотермических контейнеров. размеры холодильных камер, кратность циркуляции воздуха, разность температур воздуха в камере и кипения хладагента, высота укладки грузов, зазоры между рядами поддонов и др. Принятие оптимального варианта позволит сэкономить до 70 % электроэнергии на привод вентиляторов воздухоохладителей, сохранить качество и сократить потери продуктов. Во многих странах развивается строительство холодильников из сборных легких металлических конструкций (ЛМК) с трехслойными теплоизоляционными панелями. Итальянские ученые ЕТринзато и Г. Чезини разработали методику термографического и числового моделирования для оценки тепловых характеристик таких холодильников в реальных условиях их работы. Поданным, полученным с помощью инфракрасной термографии, на компьютере быстро и надежно можно определить температуру поверхч ности панелей при стационарном режиме, локальное тепловое сопротивление в любой точке ограждений холодильника, места некачественной стыковки панелей. О. Скъеггедал (Норвегия) проанализировал тенденции в проектировании современных промышленных холодильников в развитых странах. Увеличение высоты камер хранения снижает удельную стоимость 1 м3 емкости здания. Оптимальная высота складирования зависит от применяемых средств ме^ ханизации и автоматизации грузовых работ. Уже обычным стало строительство автоматизированных ХОЛОДИЛЬНИКОВ ВЫСОТОЙ ДО 30 М; Грузовыми операциями на холодильниках управляют компьютеры, что позволило свести к минимуму персонал, обслуживающий камеры с низкими температурами. Компьютеры используют также для анализа качества хранимых продуктов, контроля температуры продуктов, температуры и влажности воздуха в камерах, сроков хранения, управления с помощью микропроцессоров работой холодильных установок (включение и отключение их, сигнализация о нарушении режимных параметров, возникновении аварийных ситуаций и пр.). В течение почти двадцати лет дрезденский комбинат ИЛКА (Германия) использует компьютеры при разработке и совершенствовании холодильной техники и оборудования для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. В докладе представителей этого комбината Г. Глокнера, В. Хофера и др. покат зано, что компьютеры позволяют комплексно рассматривать взаимодействие между холодильным оборудованием и конкретным потребителем холода. Это дает существенный экономический эффект. Приведен пример оптимизации условий хранения на фруктовом холодильнике с оборудованием ИЛКА. Для повышения эффективности эксплуатации холодильника температура хранения плодов была понижена с + 1 До — 1 °C.« В результате уменьшения количества теплоты, выделяемой плодами при дыхании, общий теплоприток в камеры уменьшился почти на 5 %. Потери плодов от усушки снизились на 13 %. Понижение температуры хранения на 2 °С при сохранении кратности циркуляции воздуха сократило потребную холодопроизводител fences компрессоров на 7 %, в результате снизился расход электроэнергии на их привод. Это компенсировало увеличение на 3 % продолжительности работы вентиляторов. Таким образом, общий расход электроэнергии изменился минимально. Обеспечение минимальных потерь влаги и биохимической трансформации X. Грае (Германия) в
представленном им докладе назвал главной задачей при проектирование систем охлаждения плодоово- щехранилищ. В процессе холодильного хранения растительной продукции тепло-» . вая нагрузка на холодильное оборудование непрерывно снижается. Следовательно, целесообразно иметь холодильную систему с адекватно уменьшающейся холодопро- изводительностью испарителя. Это возможно лишь при большой точности контроля и регулирования поступления в него жидкого хладагента. Разработана система охлаждения с электронным (вместо термо- регулирующего) вентилем, воспринимающим импульсы от микропроцессора, который контролирует температуру на входе хладагента в , испаритель и выходе из него. Опыт эксплуатации этой системы охлаждения показал, что электронный регулирующий вентиль и микропроцессор обеспечивают: минимальную разность между температурами воздуха в камере и кипения хладагента 4...5 °С; минимальный перегрев всасываемых паров 2...4 °С; устойчивую, с колебаниями ±0,5 °С, температуру воздуха в камере* автоматизацию работы холодильной установки. Проблема повышения безопасности эксплуатации аммиачных холодильных установок рассмотрена в докладе А Линдборга (Швеция). Высокая термодинамическая и энергетическая эффективность ам- Комиссия D.%/3 г Тематика докладов этой комиссий посвящена холодильному транспорту. Тенденции-в созданий конструкций современных автёрёфриясерато* ров проанализированы в докладе Ф. Бийярда; Р. Беннамиаса, П. Ноля (Франция). Разйитие производства в широ^ ком ассортименте' продуктов питания, в том числе быстрозамороженных, введение дли стран Европейского экономического сообщества (ЕЭС) новых директив и нормативов, касающихся торговли скоропортящимися продуктами и их транспортировки, контроля температурных режимов, габаритных размеров кузовов авторефрижераторов и т. д., обусловили следующие основные направления в разработке конструкций рефрижераторного автотранспорта: применение в ограждениях кузовов теплоизоляции с коэффициентом теплопередачи 0,26 Вт/ (м2- К); разделение кузова на несколько отсеков для возможности одновременной перевозки охлажденных и замороженных продуктов при раз- миака, совершенствование аммиачного холодильного оборудования, оснащение его приборами автоматики и повышение, вследствие этого, безопасности эксплуатации, меньшая, по сравнению с фреоновым холодильным оборудованием, стоимость обусловили расширение его применения в различных отраслях промышленности. В природе в результате совершающихся процессов ежегодно выделяется около 1 млрд т аммиака. Мировое производство аммиака на химических заводах составляет около 115 млн т в год. Лишь от 3 до 5 % этого количества используется в качестве хладагента в холодильных установках. В машинных отделениях с температурой выше 10 °С при большой утечке концентрация аммиака может стать взрывоопасной. Предотвратить взрывоопасную ситуацию можно с помощью монтируемого в помещении детектора, который при 1 %-ной объемной концентрации аммиака подает сигнал тревоги и включает аварийную вентиляцию, при 2 %-ной концентрации отключает электроснабжение (за исключением подачи электроэнергии к аварийным вентиляторам). Наилучшим детектором для человека является его нос, предупреждающий об утечке аммиака задолго до образования опасной концентрации. В настоящее время на международном рынке приобретают детекторы аммиака для концентраций 50—-100 ррт, которые используют в камерах хранения. личных температурных режимах с гарантией сохранения качества; использование мобильных контейнерных поддонов, пригодных как для автомобильного, так и для железнодорожного транспорта; повышение эффективности распределения воздуха в кузове с доведением кратности его циркуляции до 80—100 (вместо 60) объемов в час в целях ускорения процесса охлаждения продуктов и обеспечения равномерного поля температур в объеме кузова; увеличение холодопроизводи- тельности компрессорных агрегатов для компенсации старения теплоизоляции, износа оборудования, для ускорения охлаждения продуктов в пути следования; внедрение озонобезопасных хладагентов; снижение шумовых характеристик компрессорных агрегатов. Рассмотрены также перспективы перевозок овощей и фруктов в регулируемой газовой среде, применения термохимических тепловых насосов. В докладе Р. Беннамиаса и Г. Лабонна (Франция) изложены результаты испытаний, проводившихся в течение ряда лет, разных моделей авторефрижераторов. Ис-> пытания проводили .без груза и с грузом, в стационарных условиях (туннеле) и во время движения по шоссе. В кузове устанавливали в два ряда (по его длине) 30 поддонов с пакетированными грузами — быстрозамороженными продуктами, упакованными в коробки. Грузовые накеты на поддонах были покрыты пластиковой пленкой. В процессе испытаний измеряли температуру: воздуха внутри и снаружи, в грузовых пакетах на _^ трех уровнях по высоте, а также в fTTj грузовых пакетах по всей длине ку- wJ^j зова, в центре различных порций продуктов. Точность измерений gj (термопарами и зондами) 0,1 °С. gj Испытания позволили установить, что температурный режим в ^ кузове зависит от характеристик 2? теплоизоляции ограждений, тепло- $ вых и аэродинамических харак- § теристик холодильного бборудова- § ния, объема и кратности циркуля- * ции воздуха при бесканальном рас- *•" пределении. Определено также 5 влияние затрудняющих циркуля- | цию воздуха продольных рельсов, | к которым крепятся поддоны, спо- *§ собов укрытия пленкой грузовых § пакетов на поддонах. >< В докладе Б. Болдрина, /\ Ми- * нотто, Г. Паноццо и др. (Италия) проанализированы результаты исследований и дана оценка процесса старения теплоизоляции охлаждаемых транспортных средств. На основе сравнения расчетных начальных значений коэффициента теплопередачи изоляции ограждений кузовов, находящихся в эксплуатации, с коэффициентом теплопередачи изоляции новых кузовов такой же конструкции установлена связь между ухудшением состояния изоляции и интенсивностью эксплуатации кузова. При интенсивной эксплуатации она быстро стареет, однако, по мнению докладчиков, влияние утечки из нее газообразного фреона не столь велико, как считают другие специалисты. Исследования свидельствуют о весьма большом влиянии проникновения влаги в изоляцию на ее качество. В докладе Б. Болдрина, Р. Ком- порезе, Г. Корт елла и др. (Италия) изложен эмпирический метод определения общего коэффициента теплопередачи ограждений охлаждаемого кузова транспортного средства. Метод (базируется на регрессии значений коэффициента, измеренных при переменном режиме через определенные интервалы времени. Метод нуждается в окончательном подтверждении, однако уже первые результаты экспериментов показывают расхождение менее 5 % со значениями коэффициента теплопередачи, получаемыми реко-
ч н I мендованным для международного холодильного транспорта методом. К. Д. Heap (Великобритания) отметил в своем докладе, что состояние теплоизоляции охлаждаемых контейнеров ухудшается в результате утечки фреона из ячеек пенопласта, инфильтрации влаги и механических повреждений. Как показали испытания опытного контейнера, принятого для стран ЕЭС, в течение 10—12 лет эксплуатации тепловые характеристики теплоизоляции ухудшаются ежегодно на 3,7—5,5 % у контейнера с усиленной теплоизоляцией и на 1,8—2,6 % у контейнера с нормальной теплоизоляцией. Предложены теплоизоляционные материалы с уменьшенным содержанием фреона в ячейках, со смесью фторуглеводорода и диоксида углерода в качестве пропеллента пенопласта. Такие материалы созданы в целях уменьшения использования озоноактивных фреонов. В работе комиссий В2, С2, D1, D2/3 приняли участие советские специалисты. В докладе Ю, П. Алешина, Я. М. Медниковой и др. проанализирован опыт эксплуатации сборных холодильников из ЛМК с панелями типа «сэндвич» емкостью от 5000 до 8000 т, построенных в различных климатических зонах. Двухступенчатые холодильные агрегаты блочного типа полной заводской готовности полностью автоматизированы. Они обеспечивают автоматическое поддержание температурного режима в камерах хранения —25 °С, в камерах замораживания —30 °С с точностью ±0,5 °С. Большинство холодильных агрегатов работает на хладагенте R22, некоторые — на аммиаке. Технико-экономическое сравнение фреоновой и аммиачной систем охлаждения показало, что по капитальным затратам и эксплуатационным расходам преимущество имеет аммиачная насосно-циркуляци- онная система с непосредственным кипением хладагента в приборах охлаждения. В докладе В. М. Стефановского и Я. В. Стефановской по проблеме сокращения усушки мяса при холодильной обработке показаны приоритетные направления в развитии технологий холодильной обработки мяса и мясопродуктов, определенные путем научно обоснованной оценки важности различных технологий. В докладе Я. Б. Алехина и Я. Д. Бочкарникова содержалась информация о новых датчиках температуры с биметаллическим термочувствительным диском или термочувствительным элементом из термомагнитного сплава. Простота конструкции, малые габаритные размеры, достаточно большой коммутируемый ток и высокая устойчивость к вибрациям и ударам обеспечивают широкое использование новых датчиков в холодильных установках различного назначения, прежде всего в транспортных. Разработанная универсальная микропроцессорная система управления энергосиловым оборудованием рефрижераторных вагонов и контейнеров рассмотрена в докладе А. Я» Калиниченко, 3. Метца, Е. Д. Шарденкова, Принципы автоматизации управления работой скороморозильных аппаратов на основе микропроцессоров изложены в докладе A. Г, Ионова и Я. Д. Рудинского. В докладе Я. Г. Чумака и B. П. Онищенко рассмотрены особенности расчета холодильных технологических процессов с применением ЭВМ. Предложенная ими методология позволяет шире внедрять ЭВМ для управления непрерывными производственными процессами. Доклад В. П. Латышева, Я. А. Цирульниковой, В. В. Далады дает представление о разработке стандартных справочных данных по свойствам пищевых продуктов. Использование таких данных облегчает математическое моделирование процессов холодильной обработки, повышает точность расчетов, в частности количества отводимой теплоты. Ряд докладов советских специалистов был посвящен совершенствованию конструкций и работы холодильного оборудования.В докладе В. Я. Живицы и О. Я. Штельма- ха проанализированы результаты исследований системы охлаждения масла впрыскиваемым хладагентом в винтовом маслозаполненном компрессоре, а также рассказано об использовании термокомпрессора для предотвращения перегрева пара в двухступенчатой аммиачной холодильной установке. В. И. Милованов и В* А. Буданов предложили «быстрый тест» на износ холодильных компрессоров. Конструктивные особенности пластинчатого испарителя теплона- сосной установки рассмотрены в докладе Б. Т. Маринюка и Б. А. Ива- нова. Отмечены его преимущества перед испарителями других типов (ребристо-змеевиковыми, из вертикальных труб с продольным ореб- рением типа «снежинка», пластинчатыми панелями). Холодильная мозаика Алиби для фреонов? ...Ученые выдвинули на сей счет немало гипотез, но ни одна из них не могла внести ясность в проблему возникновения «дыры». Изучением циркумполярного вихря над Антарктидой давно занимается ведущий сотрудник Центрального аэрогидродинамического института М. Суханов. Он разработал оригинальную теорию возникновения «озоновой дыры», которая может снять многие вопросы в проблеме, волнующей не только ученых, но и людей, далеких от науки. В своей гипотезе М. Суханов исходит из того, что все небесные тела движутся в пространстве в потоке материального континуума — своего рода «мировом эфире». Введение этого понятия, при всей его спорности, дает возможность рассмотреть схему обтекания земного шара потоком эфира (как тупого тела — в аэродинамике) с образованием вихря тороидальной формы над Антарктидой. Кстати, срывом этого вихря на сороковых географических широтах земли ученый объясняет феномен «ревущих сороковых», где непрерывно бушуют ураганные ветры. В стратосфере давление воздуха на оси этого вихря резко снижается. Вихревая труба огромного диаметра вокруг оси образует своеобразный насос, непрерывно прокачивающий массу воздуха с большой высоты вниз к земле. Эта масса воздуха растекается по ледяному куполу Антарктиды. Поэтому слой озона, на высоте 20—30 км, попадающий в зону действия вихревой трубы, интенсивно «отсасывается» вниз к земле. Здесь образуется «дыра» с резко сниженной концентрацией озона. Труба вихря не стоит на месте, она перемещается в течение года над поверхностью Антарктиды и окружающего ее океана по замкнутой кривой в зависимости от изменения скорости движения Земли по орбите вокруг солнца. Как считает М. Суханов, «озоновая дыра» также описывает некоторую замкнутую кривую. Предположение ученого по-своему объясняет перио- Окончание на стр. 16
I ВСЕСОЮЗНЫЙ СЪЕЗД АВОК АВОК Для участия в работе съезда более 300 советских специалистов из различных регионов страны и 25 иностранных — из зарубежных стран встретились на теплоходе, маршрут которого проходил из Ленинграда до острова Валаам по живописным местам Невы и Ладоги. Открывая I Съезд АВОК, президент Ассоциации Ю. А. Табунщиков подчеркнул, что результаты ее деятельности должны обеспечить повышение качества жизни, положительное воздействие на окружающую среду, защиту жизненных интересов последующих поколений. С приветствиями к новой Ассоциации и I Съезду обратились президенты международных организаций: Дайлон Гован (ASHRAE — Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха, США), Бенд Якобсен (REHVA — Федерация Европейских ассоциаций в области отопления и вентиляции, Дания), П. Оле Фангер (SCAHVAC — Федерация Скандинавских ассоциаций по вентиляции и кондиционированию воздуха, Дания), Дерек С. Гилингем (CIBSE — Уставная организация инженеров в области инженерного оборудования зданий, Англия), Р. Волкиншоу (INDOOR Air-90 — Конференция по качеству воздуха в помещениях и микроклимату, Канада), Р. Цаль (инженерная фирма NETSAL, США). Все президенты единодушно выразили готовность к плодотворному сотрудничеству с АВОК с целью более полного раскрытия научно-технического потенциала в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на основе международной интеграции и кооперации. Представленные на I Съезде доклады рассматривались на заседаниях трех комиссий: I — Основы специальности, отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха и управление системами (председатели секции — М. Я. Поз, М. И. Гримитлин); И — Строительная теплофизика и микроклимат (председатель — В. Н. Богословский); III — Теплохладоснабжение и использование нетрадиционных источников энергии (председатели — С. А. Чистович и М. А. Барский). В связи с возросшими требованиями к сокращению материальных и энергетических затрат, которые в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха занимают большой удельный вес, значительная часть докладов была посвящена данной проблеме. С этой точки зрения представили интерес доклады: А. А. Рымкевича (ЛТИХП, Ленинград) по оптими- зации-технологических решений, связанных с обеспечением нормируемых параметров воздуха по комплексу технологических показателей; Л. С. Тимофеевского и А. Г. Долотова (ЛТИХП, Ленинград) — по анализу термодинамических и технико-экономических показателей абсорбционных термотрансформаторов; И. И. Перельштейна (ВНИКТИхолодпром, Москва) — по прогнозированию теплофизических свойств озонобезопасных хладагентов для холодильных машин и теплонасосных установок. Использованию нетрадиционных источников энергии в системах теплохладоснабжения СКВ были посвящены доклады М. А. Барского (ВНИИГС, Ленинград), А. Д. Обозова (Институт автоматики АН Кыргыстан, Бишкек —б. Фрунзе), А. А. Сарапова (Сибирский НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства, Краснообск). Проблемы утилизации низкопотенциальной теплоты нашли отражение в докладах 3. А. Кабилова (НПО «Митра», Душанбе), А. М. Манукьяна (Крымская лаборатория ЭНИН, Алушта) и др. Неподдельная заинтересованность зарубежных и советских специалистов в дальнейшей судьбе АВОК ярко проявилась в дискуссиях проведенного на теплоходе «Круглого стола», явившегося одним из важных событий I съезда. Высказывались самые противоположные точки зрения о направлениях деятельности Ассоциации, в частности, на вопрос — быть или не быть ей коммерческой организацией. Однако точка над «Ь не была поставлена, дискуссия будет продолжена. И, по- видимому, на очередном съезде АВОК будет принято окончательно решение по этому и другим вопросам. Во всяком случае, как отметил в своем заключительном слове, подводя итоги I Всесоюзного съезда АВОК, ее президент Ю. А. Табунщиков, мнение специалистов единодушно было в том, что Ассоциация является творческой организацией, способной сплотить творческие коллективы для решения самых сложных и актуальных проблем. Поэтому, учитывая сегодняшнее время — время политических и экономических преобразований, можно все-таки сказать, что в рамках такой крупной и авторитетной организации, какой уже стала Ассоциация, можно будет успешно решать и коммерческие вопросы. Время подведет итоги работы I Съезда АВОК. Но то, что специалисты почувствовали, что они не одиноки и что им есть на кого надеяться — это главное завоевание I Съезда. Статьи по некоторым докладам, рассмотренным на секции III, печатаются в сокращении в этом номере. Из ©> ©> 5 I 3 Холод, техн. № 5
УДК 575.5.001.572 Оценка эффективности применения абсорбционных водоаммиачных термотрансформаторов Канд. техн. наук А. Г. ДОЛОТОВ, д-р техн. наук, проф. Л. С. ТИМОФЕЕВСКИЙ, В. Ю. ПЯТКО * лтихп Канд. техн. наук Ю. М. ПЕТИН, Институт Теплофизики СО АН СССР ©> ^ * 1 I Утилизировать низкопотенциальную теплоту, например термальной воды или тепловых выбросов промышленных предприятий в диапазоне температур 20...180 °С, можно, например, с помощью абсорбционных термотрансформаторов (АТТ), работающих в повышающем или понижающем режиме. При этом решаются две основные задачи: уменьшаются потребление первичных энергоресурсов (нефти, газа, угля, электроэнергии) и тепловое загрязнение окружающей среды. Для оценки энергетических и технико-экономических показателей водоаммиачных абсорбционных пиальные схемы АТТ показаны на рис. 1. На основании этих математических моделей -была разработана программа расчета ВАТТ, базирующаяся на программном ¦ обеспечений, выполненном авторами для расчета водоаммиачных абсорбционных холодильных машин различного схемного; истюлкения. Программа написана на языке ФОРТРАН-IV и реализована для операционной системы ОС ЕС. Она позволяет рассчитать: параметры узловых точек теоретических и действительных термодинамических циклов; коэффициенты теплопередачи в аппаратах; расчетную и установленную поверхность теплообмена аппаратов; число (а также конструктивные особенности) аппаратов с учетом действующих прейскурантов [4, 5]; капитальные затраты, годовые эксплуатационные (неэнергетические и энергетические) и приведенные затраты, удельные приведенные затраты на 1 МВт теплоты нагреваемой среды [1]. Некоторые результаты расчетов действительных циклов ВАТТ приведены ниже. Расчеты выполнен^ при перепадах температур теплообмениваю- щихся сред на входе в генератор, абсорбер и теплообменник растворов 5 dC Для воздушного конденсатора разность температур конденсации й- воздух а на выходе из него составила" 10 °С. Расчеты справедливы для значений зонц дегазации "/*.' """'"'¦, АЕ'=5г-5.>0,06, где |г, 1а — массовая доля аммиака в растворе на выходе соответственно абсорбера и генератора. На рисТ 2. показана зависимость РИС. 1. Принципиальные схемы: a — повышающего ВАТТ; б — понижающего ВАТТ; в — понижающего ВАТТ с бустер-компрессором; г — водоаммиачиого абсорбционного PKT; Г — генератор; К — конденсатор; И — испаритель; А — абсорбер; ТО — теплообменник растворов; ИН -— испаритель низкого давления; ИВ — испаритель высокого давления; АН — абсорбер низкого давления; АВ — абсорбер высокого давления; ТК — турбокомпрессор; ПТ — промежуточный теплообменник; Д — дегазатор; Р — ре- зорбер; В — вентилятор; ИХ — насос для хладагента; HP, HP1, НР2 — насосы для раствора; РВ — регулирующий вентиль термотрансформаторов (ВАТТ) с использованием результатов работ [2, 6] были созданы математические модели расчета теоретических и действительных циклов без ректификации пара рабочего вещества. В основу моделей положены известные простейшие схемы [3] повышающего и понижающего ВАТТ, в том числе с бустер-компрессором, а также абсорбционного ре- зорбционно-компрессорного термотрансформатора (РКТ). Принци- тепловые потоки и их плотность в аппаратах; кратность циркуляции, массовые и объемные потоки рабочего вещества, греющей, охлаждаемой, охлаждающей и нагреваемой сред; мощность, потребляемую насосами рабочего вещества, раствора и компрессором; коэффициент трансформации; средние перепады температур теплообменивающихся сред в аппаратах; удельных приведенных затрат Я3 от температур греющей среды на входе в генератор twhh охлаждаемой на входе в испаритель twsl и нагреваемой на выходе из абсорбера При расчете повышающего ВАТТ была предусмотрена параллельная подача охлаждаемой среды в генератор и испаритель. Стоимость 1 кВт-ч электроэнергии для привода вентиляторов воздушного конденсатора и насосов для раствора
и хладагента принята равной 0,018 р. Из рис. 2, а видно, что с ростом twa2 и температуры конденсации /к значение Я3 увеличивается. При '.*/=Ам/=50 °С и /К=0...10°С область существования действительных циклов ограничивается температурами нагреваемой среды на выходе из абсорбера /ша2=64...72 °С. Пьр/МВт затраты на привод насосов для раствора определяли из расчета 0,018 р/.(кВт.ч). Рассматривали два варианта подачи нагреваемой среды в абсорберы и конденсатор (см. рис. 2, б): абсорбер высокого давления — конденсатор — абсорбер низкого давления, конденсатор — абсорбер высоко- П3> р/МВт 1, 5 — *К=0°С; 8- 15; 9-20; ВО SStymV РИС. 2. Зависимость удельных приведенных затрат Я3 от параметров внешних источников: а — повышающий ВАТТ, 2, 6 — 5; '3, 7 — 10; 4, 10 — 25 °С; б — понижающий ВАТТ, / — t^ = 180° С и t _=35°С; 2—160 и -35; 3—140 и 35; 4—180 и 45; 5—160 и 45; 6*— 140 °С и 45 °С; в — понижающий ВАТТ с бустер-компрессором, /-*„,*,= 140 °С и о=2,712; 2- 120 и 2,712; 5—100 и 2,712; 4 — 140 и 2,128; 5—120 и 2,128; б— 100 и 2,128; 140 и 1,638; 8 — 120 и 1,638 При этом коэффициент трансформации теплоты M=Qa/(Q,+Qh), где Qa, Qs, Qh — тепловые потоки соответственно в абсорбере, испарителе и генераторе, колеблется от 0,43 до 0,45, значение П3 изменяется в пределах 6,6... 13,0 р/МВт. С повышением twhl и twsl до 75 °С область существования действительных циклов в исследованном диапазоне значений температур -'•A/* twsi и 'к расширяется до /юа2= =80.*. 110 °С В зависимости от параметров внешних источников в этом случае значение ЛГс ростом twa2 снижается от 0,44 до 0,35. Значение /73 колеблется в интервале 5,8...И р/МВт. Расчеты понижающего ВАТТ выполнены для двух значений температуры охлаждаемой среды twst C5 и 45 °С) и трех значений греющей среды (водяного пара), подаваемой в генератор twhl A80, 160 и 140 °С). Стоимость водяного пара (для условий Башкирии) принята равной 3,45 р/МВт. Энергетические го давления — абсорбер низкого давления. При расчете действительных циклов понижающего ВАТТ перепады температур теплообменивающихся сред на входе в аппараты приняты равными 5 °С, перепад температур охлаждаемой среды на входе и выходе испарительной системы составил 10 °С. На рис. 2, б представлена зависимость удельных приведенных затрат П3 от значений температуры сред: нагреваемой twa2> греющей twhi и охлаждаемой twsly а также whl и охлаждаемой twsl способа подачи нагреваемой среды в аппараты. Анализ полученных результатов в исследованном диапазоне параметров внешних источников показал, что область существования действительных циклов находится в интервале температур ^а2=70... 95 °С. При этом удельные приведенные затраты колеблются от 3 до 7 р/МВт. Коэффициент трансформации теплоты где QK, QaH, QaB> q^ __ тепловые потоки соответственно в конденсаторе, абсорбере низкого и высокого давления и генераторе, с ростом twa2 понижался от 1,61 до 1,48. На рис. 2, в даны зависимости удельных приведенных затрат понижающего ВАТТ с бустер-компрессором от параметров внешних источников {tWh\, twsit twa2) и степени сжатия в бустер-компрессоре а = Ра/ро, где Pay Ро — давление соответственно в абсорбере и испарителе. Расчеты выполнены для двух температур охлаждаемой среды tws\ C5 и 45 °С) и трех температур греющей среды (водяной пар) twhl A40, 120 и 100 °С). Стоимость 1 МВт водяного пара принята равной 3,45 р., 1 кВт«ч электроэнергии для привода бустер-компрессора и насосов для раствора — 0,018 р. Перепады температур теплообменивающихся сред на холодных концах аппаратов приняты равными 5 °С. В вариантных расчетах предусмотрена последовательная подача нагреваемой среды из конденсатора в абсорбер. Степень сжатия в бустер-компрессоре о составила: 2,712; 2,128 и 1,638. Из рис. 2, в видно, что удельные приведенные затраты П3 растут с увеличением а. Более высоким температурам охлаждаемой среды на входе в испаритель tws\ соответствуют меньшие значения Я3 при постоянных других режимных параметрах. Включение в схему понижающего АВТТ бустер-компрессора в линию между испарителем и абсорбером позволяет расширить область действительных циклов в исследованном диапазоне температуры греющей среды до 100... 140 °С. При этом температура нагреваемой среды изменится от 67 до 83 °С, а удельные приведенные затраты будут колебаться от 3,7 до 8,0 р/МВт. При оценке эффективности во- доаммиачного РКТ (рис. 1, г) вариантные расчеты выполнены для температуры охлаждаемой среды на входе twh\ и выходе twh2 дегазатора: 24/22 °С, 24/20 и 40/20 °С (в числителе температура потока на входе в аппарат, в знаменателе— на выходе). Перепад температур охлаждаемой среды на входе в дегазатор и слабого раствора на выходе из него принят равным 5 °С. Значения температуры на входе /ша| и выходе twa2 резорбера варьировали следующим образом: 40/65 °С; 50/75; 60/85 и 70/95 °С. Перепад температур раствора на выходе из резорбера и нагревае- чъ з ? з 1 l 3
3 5 1 I мой среды на входе в него изменяли в следующей последовательности Д/а: 5; 10; 15 и 20 °С. Перепады температур крепкого раствора на входе в теплообменник растворов и слабого раствора на выходе из него, а также температур паровой фазы на выходе из промежуточного теплообменника и охлаждаемой среды на входе в него П3,р/*Вт в интервале М»— 10...15 °С и снова возрастает. В то же время поверхность теплообмена рёзорбера «в интервале А*а = 5...10°С прак- # тически не меняется. С увеличением \ta от 10 до 15 °С наблюдается ее снижение, а затем в диапазоне Ма от 15 до 20 °С уста- * новленная поверхность теплообмена рёзорбера стабилизируется. П^р/ИВт ft Ata>9C РИС. 3. Зависимость удельных приведенных затрат от перепада температур раствора на выходе и нагреваемой среды на входе в реэорбер Мл, температуры нагреваемой среды /шв2, давления в дегазаторе рд н степени сжатия: / - *W4|=40 °С и *we ==65 °С; 2-50 и 75; 3 - 60 и 85; 4 - 70 и 95 °С приняты равными 10 °С. Стоимость 1 кВт'Ч электроэнергии на привод компрессора и насоса для слабого раствора 0,018 р. При расчете мощности, потребляемой компрессором, эффективный КПД принят равным 0,85. Схемным решением РКТ предусматривали два конструктивных решения дегазатора: с укрепляющей колонной и без нее. Расчеты выполнены при давлении в дегазаторе р*, равном 117,1; 129,1 и 142 кПа. Давление в резорбере в зависимости от температуры нагреваемой среды изменяли от 802,3 до 177,9 кПа. На рис. 3 представлены зависимости удельных приведенных затрат Я3 водоаммизчного абсорбционного РКТ, имеющего дегазатор с укрепляющей колонной, от значении Д/а, /»ai и рн при температуре на входе в дегазатор /»/и = = 24 °С и выходе из него /»А2 = = 22 °С. Из рис. 3 видно, что значения #з р исследованном диапазоне режимных параметров изменяются от 8,3 до 15,8 р/МВт. Минимальное значение удельных приведенных затрат #э=8,3 р/МВт соответствует Д*а=Н eC, twa\ = = 40 °С и рЛ= 129,1 кПа Появление области минимальных значений Я3 объясняется различным характером изменения теплопере- дающей поверхности аппаратов РКТ, что обусловлено перераспределением их тепловых потоков. Расчеты показывают, что с ростом А*а установленная теплопередаю- щая поверхность дегазатора и теплообменника растворов сначала возрастает, затем стабилизируется 15 6ЬаГС РИС. 4. Зависимость удельных приведенных затрат П3 от температур охлаждаемой среды twk{ и twh% в дегазаторе и перепада температур в резорбере Мл при рА=117,1 кПа: а /, * —*«а,=24*С и twh**%29C\ J — 24 и 20; 7— 40 °С и 20 °СГ Коэффициент трансформации теплоты М=Gа//а, где <?а — плотность теплового потока рёзорбера; /а — адиабатическая работа сжатия в компрессоре, применительно к исследованному диапазону режимных параметров меняется от 5,3 до 2,7. Максимальное значение М соответствует Л*2**65 °С, Д/а = 5°С, рл = = 142 кПа и ря*- 802,3 кПа, минимальное: **в2=95 °С, А/а = 20 °С, рА« 129,1 кПа и ра= 1779,6 кПа. На рис. 4 показана зависимость удельных приведенных затрат П3 от температур охлаждаемой среды tWh\ и twk2 в дегазаторе и перепада температур в резорбере А/а- Линия / соответствует схеме РКТ с дегазатором без укрепляющей колонны, 2—4 — с укрепляющей колонной. Из рис. 4 следует, что при увеличении температуры twk\ удельные приведенные затраты снижаются. Например, при Afa — = 10 °С с ростом twh\ от 24 (штриховая линия 3) до 40 °С (штриховая линия 4) значение Я3 снижается с 8,4 до 7,3 р/МВт, т.е. примерно в 1,15 раза. Увеличение температуры нагреваемой среды tw*2 с 65 до 95 °С также влияет на удельные приведенные затраты. Так, при АГа=10°С и /^,=24 °С наблюдается рост значений Я3 (кривая 3) с 8,4 до 9,8 р/МВт, т.е. примерно в 1,15 раза. Таким образом, разработанные математическая модель и программа расчетов на ЭВМ позволяют оценить эффективность применения водоаммиачных АТТ на различных объектах с конкретными параметрами внешних источников и дать рекомендации для их проектирования. Список литературы 1 ГОСТ 15122—79. Теплообменники кожухотрубные с неподвижным» трубными решетками и кожухотрубные с температурными компенсаторами на кожухе. 2..Долотов А. Г., Березин А. Н., Котельников А. В. Результаты расчётов на ЭЦВМ термодинамических и тепловых свойств рабочих тел, используемых в абсорбционных и абсорбционно-диффузионных холодильных установках//Машины и аппараты холодильной, криогенной техники и кондиционирования воздуха. ЛТИ им. Ленсовета. Л., 1980. 3. Орехов И. И., Тимофеев- ский Л. С, Караван СВ. Абсорбционные преобразователи теплоты. Л.: Химия, 1989. 4. Прейскурант 23—02. Оптовые цены на оборудование холодильное компрессорное. М.: Прейскурант, 1981. 5. Прейскурант 23—03. Ч. 1, кн. 1. Оптовые цены на оборудование химическое. ftL; Прейскурант, 1981. 6. Shulz S. С О. //In Proc. XIII Int. Congress Refrig. Wathington. 1971, published 1973, .V. 2, pp. 431 — 432. Холодильная мозаика начало на стр. 14 дичность возникновения «озоновой дыры» над полярными станциями в Антарктиде, которые фиксируют эту аномалию. В остальное время «дыра» перемещается над районами, где измерение содержания озона не проводится. М. Суханов делает вывод, что «озоновая дыра» существовала всегда. Но, лишь в 1985 г. об этом впервые сообщил английский исследователь Дж. Фарман. Свое открытие он сделал на полярной станции Халли-бей в Антарктиде. Гипотеза советского ученого пока не известна международной общественности, и возможно, что она вызовет возражения. Знакомя читателей с этой идеей, мы лишь приглашаем к обсуждению одной из гипотез о причинах возникновения «глобального бедствия». Так что вопрос — «виноваты ли в возникновении «озоновой дыры» фрео- ны?» — остается открытым. А. БОЛДИНЮК. «Правда»
УДК 621.577:662.997 Гелиотеплонасосная установка системы низкотемпературного отопления Канд. техн. наук А. М. МАНУКЬЯН, Г. Ф. ЧМУХАНОВ, В. В. ЖУРАВЛЁВ Крымская лаборатория Энергетического института им. Г. М. Кржижановского Анализ совместной работы солнечных водонагревателей и тепловых насосов (ТН) показывает, что применение в системах отопления и горячего водоснабжения комбинированных гелиотеплонасосных установок (ГТНУ) позволяет существенно сократить расход топлива. 75в\ 500\ В Крымской лаборатории Энергетического института им. Г. М. Кржижановского работает одна из первых в стране опытно-промышленная ГТНУ, предназначенная для теплоснабжения. В нее входят тепловой насос на базе серийно выпускаемой холодильной машины 250\ 10\ J_ \ 24 JL I 12 24 12 24 12 2603 27.09 28.09 РИС. 1. Характерное изменение температуры ХМ-ФУ40, наружного воздуха /нв, уровня солнечной радиации ?_, температуры источника теплоты низкого потенциала tsl в период испытаний ГТНУ От,кВт 120 feL 24 12 12 29М9 24 %ч J0.09 гелиоколлекторы поверхностью 560 м2, баки-аккумуляторы и вспомогательное оборудование. в панелях перекрытии змеевиков общей протяженностью 4814 м. В период испытаний ГТНУ в зависимости от температуры наружного воздуха tH B и уровня солнечной радиации ?р температура источника теплоты низкого потенциала /sl изменялась от 10 до 30 °С (рис. 1). Сбор и обработку получаемой информации осуществляли с помощью управляющего вычислительного комплекса на базе ЭВМ «Электроника-60». В результате испытаний получены основные режимные характеристики ГТНУ. На рис. 2 представлены графические зависимости влияния температуры теплоносителя на выходе из конденсатора tw2 на теплопроизво- дительность ТН QT, потребляемую мощность N, коэффициент преобразования ф и разность давлений конденсации и кипения при различных температурах источника теплоты низкого потенциала /sl. При повышении температуры теплоносителя от 32 до 42 °С тепло- производительность снижалась на 13—15 % независимо от температуры воды в гелиоколлекторе. В этом диапазоне температур теплоносителя при температурах источника ;теплоты низкого потенциала 9 и 12 °С коэффициент преобразования изменялся на 27—32 %, а потребляемая мощность компрессора — на 6—7 %. Анализ результатов испытаний позволил представить основные ха- РИС. 2. Влияние температуры теплоносителя на выходе из конденсатора /w« на тепло- производитель фт (а), потребляемую мощность компрессора N (б), коэффициент преобразования <р (в) и разность давлений конденсации и кипения #>к — р0 (г) при температурах источника теплоты низкого потенциала *„ 9 и 12 °С 110 100 4^ ^Г г> V5 SS « А I 32 34 36 38 40 «W* STsh 36 38 io UiwX ЦкВгп -..,„_ б 30 29 28 27 J& 0^- 9^ 0,8 0,6 f tsji fC^ 32 34 36 38 40 421Ш2,°С 32 3h 36 38 (Г *0 ШШ,Х Кроме того, использование гелио- коллекторов как генераторов теплоты низкого потенциала улучшает термодинамические характеристики тепловых насосов [I, 2]. Проектом предусмотрен обогрев помещений лабораторного корпуса теплоносителем (водой) с температурой 35...45 °С. Система отопления выполнена в виде замоноличенных рактеристики ГТНУ в виде зависимостей <?т(?р) и ср(?р) (рис. 3), которые могут быть с погрешностью 5 % описаны уравнениями: QT=95,83?|67+59,3; Ф=0,38?^74+4,16.
О) 2 1 з fc Эти аналитические зависимости справедливы при температурах tH В = 6...10°С и /а,2 = 42...45°С. В результате испытаний установлено, что требуемая теплопро- Вт>кВт 0,5 М изводительность ГТНУ при существующей системе отопления лабораторного корпуса не обеспечивается. Действительная теплопроиз- водительность не превышала 70 % расчетной и не компенсировала потери теплоты при температуре наружного воздуха ниже 6 °С. Одной из основных причин, снижающих эффективность использования комбинированной ГТНУ в системе панельного отопления, является большое гидравлическое сопротивление в змеевиках, вследствие чего расход теплоносителя составляет 65 % номинального, что, в свою очередь, приводит к ухудшению процесса теплообмена в конденсаторе теплового насоса, увеличению энергетических потерь, повы- УДК 661.565:662.997 шению нагрузки на поршень компрессора. Как видно из рис. 2, г, в наиболее напряженных условиях работы ГТНУ ¦(/„ =9 °С, tw2^42°C) раз- РИС. 3. Влияние уровня солнечной радиации ?р на тепло- производительность Qr и коэффициент преобразования Ф ГТНУ Ер,кВт ность давлений конденсации и кипения превышает 0,85 МПа при допустимой 0,8 МПа [2]. Результаты натурных испытаний ГТНУ могут быть использованы при проектировании и внедрении систем теплоснабжения с использованием нетрадиционных источников энергии. Список литературы l.Ca паров С. Результаты испытаний комбинированной солнечно-теп- лонасосной сушильной установки // Изв. АН ТССР. Сер. физ.-техн., хим. и геол. наук. 1988, № 2. 2. Смирнов С. И., Торшин А.С. Разработка комбинированной системы солнечного теплоснабжения с тепловым насосом в условиях Крыма // Гелиотехника, 1980, № 1. Гелиоколлектор из гофропласта А. А. САРАПОВ Сибирский НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства «Сердцем» большинства гелиоустановок тепло- и хладоснабжения является плоский гелиоколлектор, преобразующий лучистую энергию солнца в тепловую. Обычно основные конструктивные элементы гелиоколлектора изготовляют из металлов: поглощающую панель — из меди, алюминия, стали; корпус — из стали, алюми- Швейцарского института ядерной физики, гелиоколлектор из алюминия, меди и стекла в среднеевропейских климатических условиях должен работать более 25 лет, чтобы были компенсированы затраты на его изготовление [3]. В настоящее время за рубежом и в СССР активно работают над созданием гелиоколлекторов из различных полимеров. Производство деталей из полимеров энергетически более выгодно: на 1 т пластмассовых изделий расходуется в 3—7 раз меньше энергоресурсов, чем на 1 т металлических [2]. Из множества полимеров, применяемых в гелиотехнике, можно выделить полипропилен — наиболее доступный из термо- и светостойких пластмасс, выпускаемых в СССР. Например, Томским нефт техимическим комбинатом bcBoett морозостойкий полипропилен марки МПП, подходящий по своим свойствам для изготовления эле^ ментов гелиоколлекторов. В Сибирском НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ) разработана конструкция гелиоколлектора из полипропиленового гофропласта [ 1 ]. Были изготовлены экспериментальные образцы площадью 0,64; 0,8 и 1,2 м2. Сравнительные натурные испытания пластмассового гелиоколлектора площадью 0,8 м2 и металлического серийного гелиоколлектора Братского завода отопительного оборудования показали, что при равной производительности пластмассовый гелиоколлектор в 15 раз легче, менее инерционен и, кроме того, корршиестоек. С его помощью можно нзначительно быстрее получить горячую воду требуемой температуры (при нулевом расходе теплоносителя и плотности солнечной радиации 800 Вт/м2 время нагрева пластмассового гелиоколлектора до 60 °С состав- Гофропласт — основной конструктивный элемент солнечного коллектора ния. В качестве прозрачного покрытия применяют стекло. Стоимость таких гелиоколлекторов достаточна высока. По данным Бытовая солнечная установка на базе гелиоколлекторов из гофропласта
при сжатии НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.57.041-133.5.001.4 Энергетические потери в холодильном винтовом компрессоре сухого сжатия Д-р техн. наук В. И. ПЕКАРЕВ ЛТИХП Теоретические и экспериментальные исследования холодильного винтового компрессора сухого сжатия, проведенные на кафедре холодильных машин Ленинградского технологического института холодильной промышленности, позволяют проанализировать процессы и выделить отдельные виды энергетических потерь в винтовом компрессоре. Техническая характеристика и режимы испытаний экспериментального винтового компрессора сухого сжатия {ВКС) приведены в [2, 3]j Из теории компрессоров объемного принципа действия известно, что изоэнтропныйсКПД r\s прямо пропорционален коэффициенту подачи Л: Pi Pi A) где р1Т — среднее индикаторное давление теоретического компрессора; р, — среднее индикаторное давление действительного компрессора; Fs, /^—площадь индикаторной диаграммы теоретического компрессора с изо- энтропным процессом сжатия и действительного. Уравнение A) можно переписать в виде: Fr-SAF / 2AF \ ^=Х—~ "* V1 7Г'' B) где 2AF — площадь индикаторной диаграммы, эквивалентная сумме энергетических потерь в действительном компрессоре. Потери энергии действительных процессов складываются из потерь: при всасывании Лт,вс=^( вследствие натекания рабочего вещества из-за несоответствия внутренней и наружной степеней повышения давления Д^н _л А/Гнат T-A.-7J-. а такжепри выталкивании рабочего вещества из парной полости через окно нагнетания А Л/7вь,т АЛвыт=<-7г- . где AFBC, А^выт — площадь индикаторной диаграммы, эквивалентная энергетическим потерям соответственно при всасывании и сжатии, натека- нии и выталкивании. Тогда Л5 = А,—АЛвс—ДЛсж—ЛЛнат— АЛвыт- C) Перепишем полученное уравнение C): Л*= 1 — A —X) —Ат|вс—Лт]сж— —Дт1нат—ДЛвыт или Л5= 1 — АЛХ—ДЛвс—ДЛсж—ДЛнат— —ДЛвыт» D) где Ат)х — коэффициент, учитывающий изменение изо- энтропного КПД из-за уменьшения массы рабочего вещества при Алх=1—X. Все потери (рис. 1) определяли численным методом с учетом результатов экспериментальных исследований. Их рассчитывали для компрессора, работающего на хладагентах R22 и R12, при различных значениях частоты вращения ведущего ротора, давлений всасывания рвс и температур кон- ? 8 s "8 I ляет 15 мин, металлического — 60 мин). По заключению санэпидстанции вода, нагретая в пластмассовом гелиоколлекторе, соответствует ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая». Это свидетельствует о возможности его использования в одноконтурных системах. Бытовая солнечная установка на базе гелиоколлекторов из полипропиленового гофропласта в летний период 1990 г. была испытана на гелиополигоне СибИМЭ. Установка состоит из полиэтиленового теплоизолированного бака- аккумулятора вместимостью 120 л и трех гелиоколлекторов общей площадью 2,4 м2. Циркуляция воды осуществлялась за счет термосифонного эффекта. За летний ясный день вода в баке-аккумуляторе нагревалась с 20 до 70 °С. Такие установки с успехом можно использовать на дачах, в сельских домах, турбазах и пионерских лагерях. Их удобно перевозить и легко монтировать в полевых условиях. Простота и технологичность изготовления гелиоколлекторов из полипропиленового гофропласта при сохранении удовлетворительных теплотехнических параметров делает их конкурентоспособными на потребительском рынке. Способ изготовления гелиокол- лектора признан изобретением, а опытный образец удостоен серебряной медали ВДНХ. Список литературы 1. Сарапов А. А. Пластмассовый солнечный коллектор // Науч.-техн. бюл. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибИМЭ. Новосибирск, 1989, вып. 5. 2. Шапиро Г. И., Е х л а к о в СВ., Абрамов В. В. Пластмассовые трубопроводы. М.: Химия, 1986. 3. J e n n i Josef. // Sonnenenergie. 1986, Bd 16, № 3, s. 25—26.
денсации tK. Влияние режимов работы на характеристики винтового компрессора проанализировано в [1]. незначительных потерь теплоты в окружающую среду благодаря небольшой поверхности корпуса компрессора. Внутренние теплоприто- и с утечками, поэтому для повышения эффективности винтовых компрессоров необходимо направить работу по совершенствованию н at 1 I РИС. 1. Схематичные индикаторные диаграммы: теоретическая; действительная, рвс, рн и р'ас, р'н — давления всасывания и нагнетания соответственно теоретического и действительного компрессоров; (pi — угол поворота ведущего винта; ф|С — угол сжатия На рис. 2 показаны расчетные зависимости энергетических потерь компрессора от наружной степени повышения давления ян при частоте вращения ведущего ротора /21 == 150 с-1 и угле всасывания со стороны ведомого ротора а26= =293,5°. Как следует из рис. 2, значение коэффициента Дг|х повышается с ростом ян, так как при этом увеличиваются протечки, что ведет к большим потерям энергии. Напротив, потери Ат]выт с ростом ян уменьшаются, поскольку в этом случае с увеличением лн уменьшаются и коэффициент А,, и расход рабочего вещества. Причем здесь можно проследить влияние плотности рабочего вещества на Ат)выт- Для R12, имеющего большую плотность, эти потери выше. Это характерно и для других видов потерь, что объясняет большее значение r\s для компрессора, работающего на R22, чем на R12. Потери Ат]Нат отсутствуют в режимах с равными значениями внутренней и внешней степеней повышения давления. При отклонении от этих режимов потери растут. Потери энергии при всасывании Ат]вс невелики, так как в этом процессе относительно малы потери давления, а в некоторых режимах, как это показано на рис. 2, они имеют отрицательное значение, т. е. давление в начале процесса сжатия выше, чем у всасывающего патрубка, который выполнен в виде диффузора. Для учета газодинамического наддува в компрессорах с увеличенным окном всасывания можно воспользоваться результатами работы [3]. Потери энергии в процессе сжа- тя Ат]сж также малы вследствие ом о,щ о,ю 0,05\ о *^4g. JjyA . ДЦнат *т— (Н2\ ц 0,76 П79 ЦП UpbO + 30 ^*"-"* tK~35°C ^ЗЬ^г ^Сг>* ^Sg 1щ\ V VV -10 -15 -20ь;с г з р * 5 жн РИС. 2. Зависимости энергетических потерь Ат] от наружной степени повышения давления ян: а — рвс=0,105 МПа; б — /к=30 °С ки с перетечками невелики, поскольку высоки значения коэффициента подачи, т. е. процесс сжатия близок к внешнему и внутреннему изоэнтропному процессу. Расчетные и экспериментальные значения изоэнтропного КПД (рис. 3) близки, расхождение составляет не более 2—3 %. Как следует из рис. 2, максимальными являются потери энергии, связанные с выталкиванием УДК 621.57.041-213.3-752:519.711.2 РИС. 3. Зависимость расчетных (—•. ) и экспериментальных ( ) значении изоэнтропного КПД г\х В КС от наружной степени повышения давления лн (а) и температуры кипения U (б) их конструкции именно в этом направлении. Список литературы 1. Пекарев В. И. Влияние некото- торых факторов на объемные и энергетические характеристики винтового компрессора // Изв. вузов. Машиностроение. 1989, № 3. 2. С а кун И. А., Пекарев В. И., Ведайко В. И. Результаты испытаний холодильного винтового компрессора «сухого сжатия» // Холодильная техника, 1983, № 11. 3. Сакун И. А., Пекарев В. И., Я цен ко Н. А. Экспериментальное исследование холодильного винтового компрессора сухого сжатия // Повышение эффективности холодильных машин. Л., 1983. Регрессионная модель связи шума герметичного фреонового компрессора и вибрации его кожуха П. А. МАРКЕЛОВ, канд. техн. наук А. Л. СИГАЕВ, В. В. ЯНКОВОЙ Киевский политехнический институт Канд. техн. наук В. В. ЗЕЛЕНОВ Киевское НПО «Веста» Один из важнейших показателей качества сборки герметичного фреонового компрессора — корректированный уровень звуковой мощности (КУЗМ), вычисляемый в соответствии с [2]. Однако на достоверность оценки КУЗМ в производственных условиях влияют сторонние, как правило, широкополосные акустические помехи. Поэтому более целесообразно проводить адекватные вибрационные измерения на поверхности кожуха компрессора, позволяющие с достаточной точностью прогнозировать контролируемое значение КУЗМ. Чтобы обеспечить информативность таких измерений (с точки зрения поставленной задачи), необходима статистически устойчивая связь между вибрацией в отдельной точке кожуха компрессора и его звуковой мощностью. Авторы для идентификации этой связи использовали линейный регрессионный анализ [1].
Возможность применения регрессионной модели связи шума и вибрации для прогнозирования КУЗМ показана ниже на примере компрессоров ХКВ-6 и ХКВ-8. Известно [ 1 ], что точность прогнозирования с помощью регрессионной модели зависит от близости к единице значения выборочного коэффициента корреляции между воздействием и откликом модели. Это требование определяет выбор точки измерения вибрации и тип измеряемого вибрационного параметра. Экспериментальные исследования на множестве однотипных компрессоров показали, что наилучшего (с точ^кй зрения значения коэффициента корреляции) результата можно достичь, определяя корректированный (по характеристике Л)уровень виброускорения (КУВ) в одной из точек (информативной) наиболее виброактивной цилиндрической части поверхности кожуха, причем измеряется нормальная составляющая вибрации, а значение КУВ в выбранной точке должно быть по возможности близким к его среднему значению по поверхности кожуха множества компрессоров. Таким образом, воздействием регрессионной модели является значение КУВ в информативной точке кожуха компрессора, а откликом — значение КУЗМ компрессора Значение КУЗМ каждого компрессора оценивали согласно [1] измерительным комплектом RFT, значение КУВ — скоммутирован- ным прибором ВШВ-003 с датчиком типа ДН-4, В качестве порога КУВ удобно принять значение 3-10~4 м/с2. Для поиска информативной точки подробно исследовали виброполе кожуха десяти компрессоров. Для этого на цилиндрической поверхности каждого компрессора в 78 эквидистантных точках измеряли значение КУВ. На рис. 1 представлена усредненная по десяти компрессорам трехмерная карта виброактивности цилиндрической поверхности кожуха, построенная по этим точкам, ТАБЛИЦА 1 № компрессора 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Параметры, дБА t-в 31,8 33,0 30,0 31,0 28,7 28,3 30,8 26,7 30,9 29,4 Lp 44,3 44,8 41,5 43,0 38,8 40,6 42,1 38,2 41,3 42,6 Lp 43,5 44,9 41,7 42,7 40,3 39,9 42,5 38,2 | 42,7 41,1 *а на рис. 2 — линия среднего по поверхности значения КУВ. Для удобства установки датчика в качестве информативной выбрана Lp=\tlLB+10,2. B) Полученные согласно B) оценки прогнозируемых значений ЕР РИС. 1. Карта виброактивности цилиндрической поверхности кожуха компрессора с масштабом по оси х — 1:3,9 и по У- 1:1.7 8 10 12 П (/ I I I I I I II I II I I I I I I I 16 20 22 2Ь 26 \j' ' v ' у' хЛ10 I I I I I I I I I I I 111 I I I I I I I I I I I I О 2 *t 6 В W П 1* 16 18 20 22 2Ь 26 X РИС. 2. Линия среднего по цилиндрической поверхности кожуха КУВ с масштабом по оси дс — 1:2,9 и по оси у — 1:1,71: / — точка измерения вибрации; 2 — точка расположения нагнетательного патрубка точка У с координатами х, у: 13 и 2,5. В табл. 1 приведены значения LB (КУВ) в информативной точке и LP (КУЗМ), полученные для каждого из десяти компрессоров, выборочный коэффициент корреляции между этими значениями г=0,9. С помощью регрессионной модели можно оценить среднее значение LP (КУЗМ) компрессоров (прогнозировать КУЗМ) по измеренным значениям LB (КУВ) согласно следующему правилу: LP=(Lp) + b(LB-(LB)), A) где <...> —оператор выборочного среднего значения величины; Ь — выборочный коэффи циент регрессии, и °Р °в Ор ов — квадратные корни из выборочных дисперсий КУЗМ и КУВ. Очевидно, что выражение A) является уравнением прямой, которое для представленных в табл. 1 экспериментальных данных имеет вид: (КУЗМ) также представлены в табл. 1. Оценим точность прогнозирования, т. е. степень близости предсказанных значений Lpi к истинным LPh полученным по стандартной методике. В качестве степени близости использованы следующие статистические характеристики: выборочное стандартное отклонение LPi от LPi S=[(N-\)oP(\~r2)/(N-2)]l/\ где N — объем выборки компрессоров; полуширина в доверительного интервала для среднего по множеству компрессоров КУЗМ при фиксированном значении Lm (КУВ). 2'al У\Л oB(N-\) J C) где tN_2, a — квантиль распределения Стьюдента при односторонней доверительной вероятности а. В частности, для полученных экспериментальных данных S = =0,99 дБА, 0=2,0 дБА, а=0,995, LB0= 33 дБА. Для оценки качества прогнозирования можно также использовать отклонение значени» LP от LP для каждого компрессора и вероятность пропуска компрессора с повышенным уровнем шума. 1 I
§r 9 i ? Такий образом, алгоритм прогнозирования КУЗМ и контроля уровня шума компрессоров с помощью регрессионной модели взаимосвязи уровней LP и LB включает: — на предварительном этапе определение объема выборки, необходимой для синтеза регрессионной модели, исходя из требуемой точности оценки КУЗМ; поиск информативной точки; синтез уравнения регрессии A); — на этапе собственно прогнозирования и контроля уровня шума компрессора измерение КУВ в информативной точке; вычисление КУЗМ по уравнению регрессии; сравнение прогноза КУЗМ с нормой уровня звуковой мощности: Объем выборки N на первона^ чальном этапе для предварительного прогноза можно оценивать из условия обеспечения необходимого значения полуширины р» 100 % доверительного интервала 6зад по приближенной формуле, вытекающей из C): JV«p+"V Д2- где р= c+ta а2-И a2b иг г'род1* u 2с с=е* /ад — квантиль распределения Гаусса; а=(Р+1)/2; а=а?A-г2); Л2 Amax -=- максимальное значение \LBi—<LB>| по выборке компрессоров. Было принято, что при большом объеме N значение квантиля распределения стремится к t^ a, значения оР и ов при дальнейшем увеличении N изменяются незна- чительно, а^гт—2 «1. Тогда для полученных в нашем случае значений ад, о>, г, 0=0,99 и Дтах=10 дБА объем выборки компрессоров на предварительном этапе, обеспечивающий 6зад=1 дБА, составит #=58. Для реализации алгоритма прогнозирования и контроля уровня шума компрессоров по вибрации в информативной точке в производственных условиях можно использовать прибор типа ВШВ-003, градуированный в соответствии с синтезированным уравнением регрессии. Тогда стрелочный индикатор прибора будет непосредственно указывать значение прогноза КУЗМ. Целесообразно также дополнительно установить цифровой индикатор и использовать электронную схему для сравнения звуковой мощности с ее нормрй. Чтобы повысить точность, можно применить специализированный микропроцессорный блок для коррекции уравнения регрессии с учетом всех предыдущих измерений. Описанный алгоритм прогнозирования КУЗМ был апробирован в производственных условиях на Мажейском компрессоростроитель- ном заводе. Уравнение регрессии синтезировали по результатам предварительных исследований ста компрессоров ХКВ*6 и ХКВ-8. Выборочный коэффициент корреляции между значениями КУВ и КУЗМ составил 0,79. При измерении значения КУВ патрубки нагнетания и всасывания компрессора соединяли, поскольку в этом случае можно более точно измерить значение КУВ в производственных условиях. В табл. 2 представлены результаты прогнозирования КУЗМ двадцати компрессоров по результатам измерения КУВ в информативной точке кожуха этих компрессоров с использованием полученного уравнения регрессии. Абсолютная погрешность прогнозирования для 95 % компрессоров не превышает 2 дБА, пролуск компрессоров с КУЗМ выше нормы не наблюдали. Точность прогнозирования будет тем выше, чем ближе к единице значение выборочного коэффициента корреляции: экспериментально установлено, что при г>0,91 абсолютная погрешность прогнозирования для 95 % компрессоров составила ±1 дБА. На точность прогнозирования существенно влияет точность установки датчика в информативной ТАБЛИЦА ? № компрессора 1 2 . 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 • 16 17 18 19 20 Параметры, дБА LP 40,6 41,3 39,7 37,9 38,6 39,15 39,7 38,6 38,9 40,2 38,9 39,5 38,6 39,5 38,6 39,5 38,3 37,9 38,9 48,6 LP 40,4 40,8 39,2 38,3 38,2 39,15 37,9 38,4 40,5 39,4 39,6 39,9 36,9 38,1 38,8 39,6 39,2 38,5 38,6 45,9 . _ __. A=\LP—Lp\ 0,2 0,5 0,5 0,4 0,4 0 1,8 г. 0,2 1,6 0,8 0,7 0,4 2,0 1,4 0,2 o,i- , 0,9 0,6 0,3 2,7 точке и точность измерений КУЗМ и КУВ на первоначальном этапе. При высоких значениях КУЗМ, точность прогнозирования можно повысить, синтезировав для этих значений отдельное уравнение регрессии. Предложенный алгоритм контроля уровня шума можно применить для широкого класса малогабаритных технических объектов при условии наличия информативной точки. Список литературы 1. Бен дат Д., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989. 2. ГОСТ 12.1.026 —80. Шум..Определение шумовых характеристик источников шума в свободном звуковом ноле над звукоотражающей плоскостью. УДК 621.945.001.24 Уточненный расчет камерного воздухоохладителя Канд. техн. наук Б. Т. МАРИНЮК Московский институт химического машиностроения Проектирование воздухоохладителей с непосредственным. кипением хладагента, работающих в условиях инееобразования,— сложная инженерная задача, при решении которой следует рассматривать совместно уравнения конвективного теплообмена и теплопроводности. При расчетах обычно либо не учитывают термическое сопротивление слоя инея, либо принимают его постоянным при различных тепловлажностных условиях процесса охлаждения воздуха. В действительности же эти условия в значительной степени влияют на термическое сопротивление слоя инея и зависящий от него коэффициент эффективности ребра. Приводим уточненный расчет камерного воздухоохладителя с учетом инееобразования на ребрах и изменения в связи с этим их эффективности. При расчете воздухоохладителя обычно задаются значением теплового потока Qo, поступающего в холодильную камеру, и параметрами воздуха в ней. Параметры выходящего из воздухоохладителя воздуха принимают исходя из того, что его относительная влажность близка к 100 %. Расчет целесообразно проводить*
по средним значениям параметров воздуха: энтальпии /„т, температуры tBm, влагосодержания dBm. По найденному значению теп- ловлажностного отношения определяют среднюю температуру ^п.ин и влагосодержание воздуха dn.m у поверхности инея. Следующий принципиальный этап расчета — учет термического сопротивления слоя инея и переход от средней температуры воздуха к температурам поверхностей металлических элементов батареи воздухоохладителя. Средние температуры основания /осн.р и поверхности ребра Гпр находят, решая систему двух уравнений: ав§Рв "*п. ин)== 1 1 /в|— *в2 I | " 1 , ^в1 — ^осн.р "г V Т" / In г Л, ' ин 1 ± *в2 *осн. р *ьт *п.р *вт *осн.р th (т/г) mh О) B) где ав — коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности ребра, покрытого инеем; I — коэффициент инеевыпадения, Ц^вт~^п.ин) S=1+ at -t ) ' L — теплота фазового перехода паров воды в лед; ср—удельная теплоемкость воздуха; (П.- U tB2 ¦ т термическое сопротивление слоя инея при средней температуре ребра /П.Р; 2.Cf\tп. ИН *П. pj aB[L(dBm— dn.„H) + 2Cp(tBm — /„.„„)]' температура воздуха на входе и выходе воздухоохладителя параметр оребрения, определяется по методике А. А. Гого- лина [1], V 6nA,n брЯр у — условный коэффициент теплоотдачи, 1 "у 1/(а.Э + FД)И„ ' 6р — толщина ребра; А,р — коэффициент теплопроводности материала ребра; h — высота ребра. Зная средние температуры основания и поверхности ребра, можно определить эффективность единичного ребра ер и пакета ребер ен. На этом расчет наружного теплообмена заканчивают и переходят к оценке внутреннего теплообмена. Определяют массовую скорость хладагента из условия полного его выкипания, после чего находят коэффициент теплоотдачи от хладагента к стенке трубы аа. Один из последних этапов расчета — уточнение температуры кипения хладагента /0 по уравнению: Ск — коэффициент контакта ребра с несущей поверхностью; /?ин — термическое сопротивление слоя инея; р — коэффициент оребрения; fel—*в2 In- /в. -to Qo Ли' н C) /в2 — /о где кн — коэффициент теплопередачи, отнесенный к наружной поверхности, 1 к» — L_+/? + s. ав5Скен аа A1) 1546812 E1M F 25 D 21/06 B1) 4344474/31-13 B2) 17.12.87 G1) Одесский технологический институт холодильной промышленности G2) И. Г. Чумак, Г. К. Мнацаканов, А. И. Крыминский, В. Н. Карабад- жак E3) 621.565 E4) E7) 1. ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЬ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ КАМЕР, содержащий оребренную трубчатую охлаждающую батарею, разме- La — теплота парообразования хладагента; FH — наружная поверхность теплообмена. При эксплуатации воздухоохладителя важно определить момент начала оттаивания. В связи с отсутствием надежных датчиков толщины слоя инея во многих случаях его устанавливают произвольно, без учета реальных особенностей протекания процесса. Имеющиеся зависимости для расчета толщины слоя инея и данные по исследованию его влияния на коэффициент теплопередачи позволяют расчетным путем оценить оптимальный (с точки зрения эффективности теплообмена) момент начала оттаивания. Если считать, что при толщине слоя инея 1,5...3,0 мм значение коэффициента теплопередачи не изменяется по сравнению с его значением для плоской стенки, свободной от инея [3], то момент начала оттаивания можно определить по формуле, приведенной в [2], по найденному значению f„.p. Использование уточненной методики позволяет осуществлять расчетную стадию проектирования воздухоохладителя на качественно более высоком уровне, в частности, проводить численные эксперименты взамен его натурных испытаний, избежать необоснованных запасов теплопередающей поверхности, приблизиться к оптимальному проектированию аппаратов. Список литературы 1. Гоголин А. А. Кондиционирование воздуха в мясной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1966. . 2. Маринюк Б. Г. Учет термического сопротивления инея при расчете теплообменных аппаратов // Холодильная техника. № 4, 1989. 3. Hosoda Т., Uzuhashi Н.// Hitachi Review. 1973, V. 16, № 6, pp. 254—259. щенную в кожухе, вентилятор, установленный в диффузоре, снабженном нагревательным элементом и присоединенном к одной стороне кожуха, поддон с нагревателем, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса оттаивания воздухоохладителя при сохранении в камере температурных режимов, он снабжен воздуховодом, присоединенным к кожуху с противоположной от диффузора стороны, отверстие для забора воздуха которого выполнено ниже уровня днища поддона, и механическим затвором, установленным на диффузоре для перекрытия потока воздуха в камеру. 2. Воздухоохладитель по п. 1, отличающийся тем, что ребра охлаждающей батареи имеют волнистую кромку, при этом вершина волны расположена на оси трубы. §i * 1 I
В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ УДК 637.5.037.004.162 @83.75) 2 3! I К созданию научно обоснованных норм усушки мяса Канд. техн. наук В. Г. ЗОНИН, д-р техн. наук, проф. В. Е. КУЦАКОВА лтихп Разработанные на основе научных исследований Д. Г. Рютова [6] нормы потерь замороженного мяса от усушки при хранении на холодильниках торговли,, утвержденные в 1956 г., многократно снижались: в 1962 г. в среднем на 8,1 %, в 1964 г.—на 12, в 1972 г.— на 8, в 1980 г.— на 10,8 и, наконец, в 1983 г.— на 5fi%, причем без какого-либо научного обоснования и учета ухудшения технического состояния холодильников при эксплуатации. В результате действующие сегодня в системе Минторга РСФСР нормы потерь мяса и мясопродуктов при холодильной обработке и хранении, утвержденные в 1983 г., оказались неоправданно заниженными. Например, для говядины при хранении на холодильнике в северной зоне потери от усушки установлены на уровне 1,23% (в 1956 г.—1,86%). В соответствии с нормами 1956 г. потери мяса от усушки при домораживании в камерах хранения, задававшиеся в процентном отношении от потерь при замораживании, зависели, хотя и дискретно, не только от начальной температуры домораживания, но и от разности между ней и средней температурой хранения ( —15 °С), а также от вида мяса. Согласно действующим нормам потери от усушки при домораживании в камерах хранения приняты для всех видов мяса одинаковыми, зависящими только от начальной температуры домораживания. Эта зависимость носит скачкообразный характер: например, при начальной температуре —8 °С и ниже усушка не должна превышать 0,1 % массы поступившего мяса независимо от его вида, оЛ гЧ Г f I 7J 1 т 2 — J * с™ 1 Ььь о -г -ь -6 -8 -ю -тг -/* -щ% РИС. 1. Потери говядины I категории при домораживании: / — по нормам 1956 г.; 2 — по действующим нормам; 3,4 — фактические при домораживании соответственно до —15 и -18 °С а при —7,9 °С 0,25%. Экспериментальными исследованиями выявлены фактические потери мяса при домораживании в камере хранения с самой распространенной батарейной системой и выше — уже охлаждения [2, 4]. Сравнение их с нормами 1956 г. показало хорошую сходимость в узловых точках: -5,1; —9,1; —12,9 °С (табл. 1 и рис. 1). Это говорит о том, что нормы 1956 г. по сравнению с действующими нормами реальнее отражают фактические потери мяса в условиях, имеющихся в настоящее время на холодильниках торговли. В качестве приложения к нормам разных лет рекомендованы 17 мероприятий по снижению потерь замороженного мяса от усушки при домораживании и хранении (рис. 2, правая часть), распространяемых на холодильники не только торговли, но и промышленности. Основными мероприятиями, которые могут и должны применять- ся на каждом холодильнике и которые позволяют добиваться уменьшения усушки, являются: применение ледяных экранов, укрытие штабелей, подсыпка льда под штабеля, размещение замороженного мяса в камерах средних этажей, полная загрузка камер, плотная укладка штабелей, недопустимость совместного хранения неупакованных и упакованных продуктов. Некоторые из рекомендуемых мероприятий в реальных условиях эксплуатируемых холодильников невыполнимы. Так, невозможно домораживать мясо в камерах замораживания с температурой —30 °С ни на одном хладокомбинате Ленинграда и Москвы из-за недостаточной производительности камер. Практически неосуществимо поддерживать в камерах хранения температуру не выше — 18°С вследствие износа теплоизоляции. Самые оптимистические прогнозы по полному обеспечению всех мероприятий на холодильниках старой постройки, которые работают до сих пор, не позволяют ТАБЛИЦА ! Температура, °С Потери от усушки, %, при домораживании до —15 °С говядины I категории по нормам 1956 г. эксперимент говядины II категории по нормам 1956 г. эксперимент баранины I категории по нормам 1956 г. эксперимент свинины II категории без шкуры по нормам 1956 г. эксперимент свинины III категории без шкуры по нормам 1956 г. эксперимент свинины II категории в шкуре по нормам 1956 г. эксперимент —4 —5 -5,1 -6 —7 —8 —9 —9,1 — 10 — 11 — 12 — 12,9 — 13 — 14 — 15 0,306 0,306 0,204 0,204 0,204 0,204 0,204 0,102 0,102 0,102 0,102 0,102 0 0 0 0,298 0,209 0,203 0,167 0,142 0,123 0,105 0,103 0,087 0,070 0,053 0,037 0,035 0,017 0 0,354 0,354 0,236 0,236 0,236 0,236 0,236 0,118 0,118 0,118 0,118 0,118 0 0 0 0,326 0,234 0,228 0,190 0,163 0,141 0,120 0,118 0,100 0,080 0,060 0,042 0,040 0,020 0 0,357 0,357 0,238 0,238 0,238 0,238 0,238 0,129 0,129 0,129 0,129 0,129 0 0 0 0,333 0,239 0,233 0,194 0,166 0,143 0,123 0,121 0,102 0,082 0,062 0,043 0,041 0,020 0 0,249 0,249 0,166 0,166 0,166 0,166 0,166 0,089 0,089 0,089 0,089 0,089 0 0 0 0,238 0,173 0,169 0,142 0,122 0,105 0,090 0,072 0,075 0,060 0,045 0,032 0,030 0,015 0 0,216 0,216 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,072 0,072 0,072 0,072 0,072 0 0 0 0,233 0,164 0,160 0,132 0,112 0,095 0,083 0,084 0,069 0,055 0,041 0,029 0,028 0,014 0 0,312 0,312 0,208 0,208 0,208 0,208 0,208 0,104 0,104 0,104 0,104 0,104 0 0 0 0,308 0,218 0,213 0,176 0,150 0,130 0,111 0,109 0,092 0,074 0,056 0,039 0,037 0,018 0
надеяться на снижение усушки мяса вдвое, как предусмотрено действующими сейчас нормами. Исследования [8] показали, что даже полная замена охлаждающих батарей панелями уменьшит потери от усушки лишь на 30— 35 % по сравнению с нормами 1972 г. для камер с батарейной системой охлаждения. А за прошедшее с 1972 г. время нормы снижены на 20 %. са продуктов, хранящихся на холодильнике непродолжительное время, т. е. в период, когда усушка максимальна, и увеличение внешних теплопритоков из-за возросшего объема погрузочно-разгрузоч- ных работ. Четырехлетние экспериментальные исследования усушки при хранении замороженного мяса на хладокомбинатах Ленинграда показали, что в самых лучших условиях Ф«РР0 иль nam-1 I . J2E2LJ г Ц Ухудшим щшжю I Гд Отсутствие средств (шмпрмягтмвиостк) разгрузочных работ Возрастаюфузвобо- Ul рота И Подавржание температуры храгааи -1ГС JS= Подсывжавм*. Размещая Полная загрузка камер I аздииус тшос ть и овивс июг о краняавт уяшговшг ных ¦ иауиаювмва и яродуктов (яри горок, ремонт теяяокзокацм) оддерхаиие температуры Контроаь за собацршем к вмструкцмй. Инструктаж рабопввюв РИС. 2. Эксплуатационные факторы, вызывающие возрастание потерь замороженного мяса от усушки, и мероприятия по снижению этих потерь Эти данные коррелируют с данными Д. Г. Рютова [6], хотя условия хранения сейчас значительно ухудшились. Среднестатистическое время хранения замороженного мяса на хладокомбинатах Москвы составляет 30—35 дней, на хладокомбинатах Ленинграда 65—70 дней и имеет четкую тенденцию к уменьшению. Таким образом, возникает противоречие между нормативными среднемесячными потерями мяса, хранимого в течение определенного квартала, и фактическими потерями мяса, хранимого на стыке двух кварталов. Для снятия этого противоречия в работе [1] предложен метод расчета потерь замороженного мяса от усушки при краткосрочном хранении, основанный на замене совокупности нормативных дискретных квартальных значений непрерывной кривой, достигающей максимума в июле, с периодом в один год. При всей прогрессивности это предложение, особенно в условиях компьютеризации, имеет существенный недостаток: отказ от учета эксплуатационных конструктивных и технологических факторов, влияющих на размеры потерь мяса, ввиду затруднительности их определения. Это абсолютно неверно. В результате обработки обширного экспериментального материала, полученного на ленинградских хладокомбинатах в условиях их эксплуатации, нами предложены две математические зависимости, * г* I Мероприятиям по сокращению усушки противостоят приведенные в левой части рис. 2 эксплуатационные факторы, вызывающие ее возрастание: домораживание в камерах хранения, а не в камерах замораживания (разрешено действующей технологической инструкцией), что приводит к сверхнормативным потерям, особенно значительным на холодильниках с низкими температурами хранения (ниже —-18 °С); ухудшение технико-технологического состояния холодильников из- за износа теплоизоляции (на всех хладокомбинатах Ленинграда и Москвы коэффициент теплопередачи ограждений выше нормативного, при этом в большинстве случаев он превышает нормативный в 2—3 раза, а рекомендованный Международным институтом холода [9] —в 5—6 раз), из-за отсутствия или применения примитивных средств механизации пог- рузочно-разгрузочных работ, неукомплектованности квалифицированными кадрами; возрастание грузооборота. Последний фактор представляется самым серьезным, так как вызывает увеличение удельного ве- и т иг РИС. 3. Потери замороженной говядины I категории при хранении: / — в камере с батарейной системой охлаждения {2, 4]; 2—7 — фактические на хладокомбинатах (см. табл. 2); 8 — по действующим нормам (камера с хорошей теплоизоляцией после капитального ремонта, загруженная на 90 %, практически без движения груза) годовые потери говядины достигают 1,52 % и увеличиваются до 2,28 и даже до 2,96 % при интенсивной работе камеры по «жизненной схеме». И УП Ш К X XI XII Месяцы учитывающие основные факторы, влияющие на усушку, и вследствие этого с высокой степенью точности описывающие потери мяса от усушки при домораживании и хранении [2, 3]. В табл. 2 и на рис. 3 приведены рассчитанные по зависимости, описывающей потери при хранении [3], годовые потери замороженного мяса на хладокомбинатах Ленинграда и Мосхладокомбинате № 1. Табулирование выведенных за-
о 4 висимостей позволило разработать проект научно обоснованных норм потерь замороженного мяса для хладокомбинатов ленинградского объединения Росмясомолторг с учетом их технического состояния и грузооборота. Для каждого хладокомбината составлен комплект таблиц, в которых указаны рассчитанные с использованием выведенных математических зависимостей значения усушки разных видов мяса ежемесячно в течение года при конкретных условиях ^- температуре и относительной влажности воздуха в камере, средней загрузке и коэффициенте теплопередачи ограждений. В табл. 3 показано, какие были бы потери мяса от усушки в про- ТАБЛИЦА 2 Хладокомбинат Условия хранения температура воздуха, °С относительная влажность воздуха, кг/кг за- груз- меры, % коэффициент теплопередачи ограждений, Вт/(м2Х ХК) Потери усуш- год, % Кривая потерь мяса на рис. 2 Ленхладокомбинат № 1 холодильник № 2 Ленхладокомбинат № 3 холодильник № 1 холодильник № 2 Ленхладокомбинат № 6 холодильник Б Ленхладокомбинат № 7 (па- нельная система охлаждения) Мосхладокомбинат № 1 —18 —12 —18 — 18 —20 —16,4 0,85 0,81 0,90 0,95 0,90 0,90 71,6 50,0 80,0 80,5 75,0 74,2 0,50 0,66 0,40 0,35 0,30 0,46 3,38 6,78 2,39 1,98 1,40 2,83 2 3 4 5 6 7 ТАБЛИЦА 3 Вид и категория мяса Потерн замороженного мяса от усушки при хранении, % Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Говядина I II Свинина II III Баранина I II 0,078 0,106 0,087 0,068 0,114 0,124 0,071 0,096 0,079 0,061 0,103 0,112 0,081 0,111 0,091 0,071 0,119 0,130 0,093 0,126 0,104 0,081 0,135 0,148 0,124 0,153 0,178 0,170 0,213 0,255 0,140 0,173 0,204 0,110 0,141 0,174 0,183 0,227 0,269 0,200 0,250 0,298 0,173 0,248 0,199 0,169 0,261 0,290 0,141 0,197 0,160 0,131 0,210 0,231 0,112 0,153 0,126 0,099 0,165 0,180 0,085 0,116 0,096 0,075 0,125 0,136 0,079 0,108 0,089 0,069 0,116 0,126 цессе хранения на холодильнике при стабильной температуре воздуха в камере — 18°С и его относительной влажности 98 %, загрузке камер на 100 % и коэффициенте теплопередачи ограждений 0,26 Вт/(м2-К). Изменение какого-либо параметра требует использования другой таблицы с соответствующими для конкретного холодильника данными. Проведение подобной работы для хладокомбинатов Москвы и других российских регионов позволит предложить корректные нормы для холодильников торговли. Список литературы 1. Алямовский И. Г., Вербицкая Н. М., Е р к и и А. П. О потерях замороженных мяса и мясопродуктов от усушки при краткосрочном хранении // Холодильная техника. 1985, № 12. 2. Влияние различных факторов на усушку при домораживании / В. Е. Куцакова, В. Г. Зонин X. С. Махбубов, М. П. Иванов // Холодильная техника, 1988. № 9. 3. Влияние различных факторов на усушку замороженного мяса / В. Е. Куцакова, В. Г. Зонин, М. П. Иванов, В. И. Марченко // Холодильная техника. 1990, № 5. 4.. Определение усушки говядины при домораживании на распределительных холодильниках / В. Е. Куцакова, В. Г. Зонин, X. С. Махбубов, Ю. А. Крайнев // Холодильная техника. 1987, № 9. Пути радикального сокращения потерь мясного сырья при холодильной обработке и хранении // Холодильная техника. 1988, № 11. Рютов Д. Г. Закономерности усушки мороженого мяса при хранении / Труды ЛТИХПа, 1956, т. 10. A1) 1548608 E1M F 24 F 3/00 B1) 4269250/29-29 B2) 26.06.87 G1) Рижский политехнический институт им. А. Я. Пельше G2) Э. Э. Дзел- зитис, Э. В. Гинтерс, 3. Л. Кац- нельсон E3) 621.575 E4) E7) СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая включенные в контур циркуляции хладоносителя оросительную камеру и испаритель абсорбционной холодильной машины и включенные в водяной циркуляционный контур поверхностный подогреватель воздуха, абсорбер, конденсатор и генератор этой же машины, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества обработки воздуха и снижения энергозатрат, система дополнительно содержит основной обводной воздуховод, подключенный в направлении перемещения воздуха к входу оросительной камеры и к выходу поверхностного подогревателя воздуха. 7. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. М.: Гос- торгиздат, 1962. 8. Чу клин С. Г. Испытания камер холодильников с панельной системой охлаждения // Холодильная техника. 1974, № 2. 9. Recommendations for the processing and handling of frozen foods. 3 rd Edition. Paris, 1986. дополнительные обводные воздуховоды оросительной камеры и подогревателя, воздушные клапаны, установленные на упомянутых воздуховодах и воздушные клапаны на наружном воздуховоде, размещенные между точками подсоединения дополнительных воздуховодов, регулятор производительности насоса испарителя, регулирующие клапаны контура циркуляции хладоносителя и водяного циркуляционного контура, датчики температуры, влагосодержания и относительной влажности наружного и приточного воздуха, датчик энтальпии наружного воздуха, электронный процессор, включающий последовательно соединенные подсистемы сбора информации, анализа информации и формирования управляющих воздействий и дополнительный испаритель, причем выходы всех датчиков подключены к входам подсистемы сбора информации, выходы подсистемы формирования управляющих воздействий соединены с приводами воздушных и регулирующих клапанов и регулятором производительности, дополнительный испаритель подключен к источнику сбросной теплоты, а генератор холодильной машины сое-' динен с подводящим и отводящим трубопроводами теплоносителя.
УДК 621.565.9:658.87 Новые холодильные низкотемпературные прилавки А. М. МКРТЫЧЬЯН, Н. Ш. ШУГАЕПОВ, В. А. КОРОТКОВ Марийское СКТБ ТХО Канд. техн. наук В. А. ТИХОМИРОВ Проектно-технологическое бюро торговой техники Министерства торговли СССР Производственным объединением «Марихолодмаш» освоен серийный выпуск новых низкотемпературных прилавков ПХН-1-0,28ПТ, ПХН-1-0,28П и ПХН-1-0,28 (рис. 1) взамен моделей СН-0,15, СН-0,15Ю и ПХН-1-0,4М. прилавков на примере модели ПХН-1-0,28ПТ (рис. 2). Корпус прилавка представляет собой прямоугольный короб с отверстием и трубкой для слива конденсата, установленный на опорной раме. Сверху прилавка предусмот- РИС. 1. Общий вид прилавков: а— ПХН-1-0.28ПТ; б- ПХН-1-0,28П; в — ПХН-1-0,28 рены две откидные крышки, между ними (посередине) — неподвижная панель и столешница, выполненная из цветного полистирола методом ' вакуумной формовки. Опорная рама изготовлена из стальных труб, соединенных сваркой. Внизу к опорной раме крепятся четыре колеса с резиновыми обода- ми: два передних диаметром 160 мм — поворотные и два задних диаметром 230 мм — неповоротные. Поворотные колеса имеют стопор (тормоз), которым пользуются при установке прилавка на рабочем месте. Холодильный агрегат встроен в прилавок и крепится к опорной раме. Там же, в зоне крепления холодильного агрегата, размещены датчики-реле для автоматического регулирования температуры внутри охлаждаемого объема, монтажные трубопроводы, фильтр-осушитель, приборы автоматического управления работой холодильной машины, щиток электрооборудования со штепсельной вилкой, а также коробка для хранения электрокабеля. С боков и торцов опорная рама закрыта декоративными щитками. Снаружи и внутри прилавок имеет металлическую обшивку. Наружная обшивка, включая декоративные щитки, изготовлена из стали, окрашенной эмалью горячей сушки, внутренняя — из анодированного алюминия. Внутри короба нет элементов, мешающих при установке продуктов в стандартной таре. Испаритель сконтактирован с внутренней обшивкой со стороны заливочной теплоизоляции, что обеспечивает высокую эффективность теплопередачи. Передвижные прилавки ПХН- 1-0,28ПТ и ПХН-1-0,28П предназ- **5 а» I Новые прилавки отличаются удобством в эксплуатации и обслуживании, имеют стабильно низкие температуры в охлаждаемом объеме при температуре окружающего воздуха от 12 до 40 °С, потребляют мало электроэнергии. Рассмотрим конструкцию этих РИС. 2. Конструктивная схема прилавка ПХН-1-0,28ПТ: 1 — чехол; 2 — тент; 3 — кронштейн; 4 — корпус прилавка; 5 — испаритель; 6 — сливная трубка; 7 — короб для электрокабеля; 8 — электрокабель; 9 — опорная рама; 10 — фильтр-осушитель; // — неповоротное колесо; 12 — терморегулирую- щий вентиль; 13 — холодильный агрегат; 14 — датчик-реле; 15 — декоративный щиток; 16 — поворотное колесо; 17 — тормоз; 18 — щиток электрооборудования; 19 — бампер;20 — поручень; 21 — столешница; 22 — откидная крышка; 23 — неоткидываю- щаяся панель 10 11 12 13 П 15 16
©> ©> si н at о I начены для торговли вне помещений расфасованным мороженым или другими видами замороженной продукции. Оснащение четырьмя колесами позволяет легко, с первоначальным усилием менее 10 кгс, перемещать их по ровной, без крутых уклонов площадке. Для удобства передвижения на одном из торцов прилавка имеется поручень. Для поворота прилавка вокруг оси требуется площадь диаметром не более 1,5 м. Во избежание повреждения прилавка при ударе на его корпусе сверху и снизу укреплены два бампера. Прилавок укомплектован переносным двадцатиметровым электрокабелем, что позволяет подключать его в любом месте, где подведена электросеть переменного тока напряжением 380 В. Все прилавки — периодического действия, т. е. работают в течение отведенного для торговли времени— 10...14 ч в сутки. Однако они могут эксплуатироваться и круглосуточно, если в этом будет необходимость. В случае, если при> лавок эксплуатируется периодически, то по окончании работы его отключают от электросети, а остаток продуктов перекладывают в холодильную камеру или шкаф, работающие круглосуточно. Автоматическая работа холодильной машины обеспечивает заданную температуру внутри прилавка и сохранность качества продуктов. Для контроля этой температуры имеется манометрический термометр, шкала которого выведена на наклонную наружную плоскость столешницы. Прилавок ПХН-1 -0,28ПТ укомплектован тентом, закрепляемым на кронштейне, и чехлом для защиты от солнечных лучей и атмосферных осадков. Прилавок ПХН-1-0,28П (рис. 1,6) их не имеет. Стационарный низкотемпературный прилавок ПХН-1-0,28 (рис. 1, в), в отличие от передвижных, предназначен для эксплуатации на одном месте в помещении или под навесом. Он не имеет колес, тента и чехла, а также переносного кабеля и поручня. Опорная рама прилавка конструктивно изменена, как и декоративные щитки. Каждая из модификаций может использоваться как по прямому функциональному назначению, так и подменять другие, что немаловажно для современной торговли. По своим техническим данным прилавки находятся на уровне лучших мировых аналогов. Время выхода на рабочий режим прилавка из отепленного до температуры 40 °С состояния не превышает 2,5 ч. Удельные значения энергопотребления и массы прилавков соответственно равны 0,21 кВт-ч/(м3~.°С) и6,18кг/(м'.°С). Все прилавки защищены авторскими свидетельствами. Передвижным прилавкам присуждены одна Основные технические характеристики прилавков Внутренний объем, м3 0,28 Полезный объем, м3 0,25 Температура, °С наружного воздуха 12...40 внутри полезного объема не выше —18 Тип холодильного агрегата ВН 315B) Хладагент R 502 Напряжение электропитания, В 380 или 220 Частота тока, Гц 50 Коэффициент рабочего времени агрегата, не более 0,75 Суточное потребление электроэнергии (при температурах внутри полезного объема —18 ° С и окру- * жающего воздуха 26 РС), кВт-ч 2,60 Габаритные размеры, мм длина 1235 длина с тентом 1360 ширина 790 ширина с тентом 1200 высота по откидной дверце 980 высота с тентом 2060 Масса (без комплектующих элементов), кг, не более 103 Масса комплектующих элементов, кг, не более ПХН-1-0,28П 5 ПХН-1-0,28ПТ 15 золотая и две серебряные медали ВДНХ. Государственной аттестационной комиссией они удостоены Знака качества. A1) 1548625 E1M F 25 В 39/04 B1) 4421280/23-06 B2) 06.05.88 G2) Б. С. Бабакин, И. А. Рогов, М. Р. Бов- кун, В. Д. Михайлов E3) 621.57 E4) E7) 1. КОНДЕНСАТОР ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ преиму щественно для бытовых холодильников, содержащий теплообменник, представляющий собой заземленный электрод, установленный на стенке корпуса холодильника высоковольтный электрод и защитный кожух, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и надежности работы, высоковольтный электрод расположен между теплообменником и стенкой корпуса холодильника, при этом стенка снабжена наружным диэлектрическим покрытием, а кожух выполнен П-образным. 2. Конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости, поверхности высоковольтного электрода и теплообменника выполнены одинаковыми по форме, а межэлектродное пространство сверху перекрыто сеткой. A1) 1548621 E1M F 25 В 1/00, F 24 F 3/00 B1) 2392671/23-06 B2) 03.08.76 G2) В. Ф. Агапов, Ю. П. Русское, В. П. Торин, И. 3. Федосеева, В. Е. Халанский E3) 621.57.572 E4) E7) ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА преимущественно для охлаждения воздуха в системах кондиционирования, содержащая кожух с размещенным в нем компрессорным агрегатом, на стороне нагнетания которого установлен теплообменник трубчатого типа с патрубками входа и выхода хладагента, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем регулирования температурного режима работы компрессорного агрегата, теплообменник размещен в выполненном в днище кожуха углублении, заполненном сконденсировавшейся влагой, причем патрубки входа и выхода теплообменника выполнены в виде силь- фонов с возможностью изменения степени погружения теплообменника в сконденсировавшуюся влагу. A1) 1546811 E1) 5 F 25 1> 13/06, А 23 G 7/02 B1) 4267164/31-13 B2) 22.06.87 G1) Всесоюзный заочный политехнический институт G2) B. П. Про цен ко, Д. К. Ларкии, C. И. Петров, В. Б. Кучеров E3) 664.143.86. E4) E7) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ преимущественно кондитерских изделий, содержащее камеру, имеющую входные и выходные окна для охлаждающего воздуха, и смонтированный в ней транспортер для размещения на нем изделий, воздухоохладитель и вентилятор, соединенные последовательно с образованием контура охлаждающего воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения путем направления воздуха вдоль пути перемещения изделий, оно снабжено дополнительным воздухоохладителем, вентилятор снабжен дополнительным отсасывающим патрубком, при этом выходные окна выполнены в начале и конце камеры, а входные — в центральной части камеры, причем воздухоохладители размещены между выходными окнами и входными патрубками вентилятора с образованием двух симметричных относительно вентилятора контуров подачи охлаждающего воздуха. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на транспортере размещены съемные прокладки из гофрированных пластин, гофры которых образуют параллельные продольной оси транспортера каналы для охлаждающего воздуха. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что для предотвращения утечек воздуха входная и выходная части камеры снабжены выполненными из эластичного материала уплотняющими шторками, смонтированными в два и более ряда на внутренней поверхности боковых и верхней стенок камеры.
ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА Бизнес-клуб Что такое акционерное общество? Продолжаем разговор (начало в № 3 за 1991 г.) с юристом В. М. Гудумаком с целью разъяснения Положения об акционерных обществах и обществах с ограниченной ответственностью, утвержденного Советом Министров СССР. Что необходимо предпринять трудовому коллективу, чтобы решить вопрос о преобразовании своего предприятия в акционерное общество? В. М. Во-первых, надо предварительно просчитать, выгодно или нет предприятию стать акционерным обществом? Каковы будут последствия этого шага? Что даст создание акционерного общества и какие могут получиться издержки? Без детальной проработки этих вопросов преобразовывать государственное предприятие в акционерное общество нельзя. Во-вторых, для создания акционерного общества нужно не только решение трудового коллектива, но и согласие того государственного органа, который уполномочен принимать решение об этом. В случае преобразования предприятия сохраняет ли государство право на участие в нем? В. М. Государство может сохранить за собой часть акций нового акционерного общества. Но пока не решена проблема, кто будет собственником, владельцем и получателем дивидендов по доле участия государства в этих акционерных обществах. В положении указано, что держателем нереализованной части акций является уполномоченный на то государственный орган. Может ли человек, купив акции какого-либо предприятия, передать их или продать другому лицу? В. М. Граждане могут владеть только именными акциями. Чтобы продать акции, их владелец должен пойти в акционерное общество и заявить об этом. Акционерное общество находит другого покупателя и переписывает эти ценные бумаги на него. Конечно, все это затруднит обращение и распространение акций. Данное условие не распространяется на облигации, которые может выпускать акционерное общество для привлечения дополнительных средств. Облигации могут быть как именными, так и на предъявителя. Как будут регламентироваться вопросы оплаты труда работников акционерного общества? В. М. В пункте 3 постановления Совета Министров СССР об утверждении Положения сказано, что деятельность акционерных обществ и обществ с ограниченной ответственностью в части, не регулируемой этим Положением, осуществляется в соответствии с пунктами 3, 5, 7 статьи 18, пунктами 4, 5 статей 19, 20 Основ законодательства Союза ССР и республик об аренде. Этим следует руководствоваться и в вопросах, связанных с оплатой труда, и в других случаях, когда нет соответствующего разъяснения в Положении. Как же «делать» акции? В. М. На выпуск акций предприятий и акций трудовых коллективов разрешения Госбанка СССР не требуется. В настоящее время предприятия и общества самостоятельно организуют изготовление бланков для выпускаемых ими акций. Реквизиты, содержащиеся на бланке акции, должны быть следующие: фирменное наименование предприятия (организации, акционерного общества); местонахождение; наименование ценной бумаги — «акция», ее категория («акция предприятия, организации, банка», «акция трудового коллектива», «акция акционерного общества»); порядковый номер; дата выпуска (дата принятия решения о выпуске акций); для акции акционерного общества — вид акции [«именная (простая)», «на предъявителя (простая)», «привилегированная именная», «привилегированная на предъявителя»]; номинальная стоимость; имя держателя (владельца) — для именной акции; размер уставного фонда (на день выпуска акции; для формируемого акционерного общества — первоначальный размер уставного фонда); количество выпускаемых акций: для предприятия (организации, банка) и трудового коллектива; для акционерного общества — общее количество вновь выпускаемых акций вместе с уже эмиттиро- ванными на день очередного выпуска; срок выплаты дивидендов; подпись для акции предприятия (организации, банка) и трудового коллектива — руководителя или другого уполномоченного на это лица; подпись для акционерного общества — председателя правления общества. Кроме этих обязательных требований, можно включить в состав реквизитов бланка следующее: указание на количество голосов, которое имеет владелец акции при решении вопросов на общем собрании акционеров; полный юридический адрес предприятия (организации, акционерного общества); краткий перечень основных условий выпуска акции и прав ее владельца (держателя); печать акционерного общества; указание номинальной стоимости акции — цифрами и прописью. Для именных акций желательно предусмотреть место для передаточных надписей, которые должны содержать имя нового владельца, заверяемое печатью и подписью руководителя предприятия (организации) или председателя правления акционерного общества. Как поступить, если к моменту передачи акций акционерам бланки еще не изготовлены? В. М. В этом случае акционеру следует выдать сертификаты, подтверждающие его право на владение акциями. Такой сертификат может быть составлен произвольным образом, но оформлен как юридический документ. В нем следует указать, что акционер (юридическое лицо или гражданин) имеет право на определенное количество акций определенного вида ©> оъ ^ *
©> ©> 2 8 з 'В I и номинала данного акционерного общества на указанную общую сумму. На временном сертификате должны стоять подписи уполномоченных должностных лиц акционерного общества и его печать. Как открыть счет на предварительные взносы? В. М. Иногда требуется, чтобы учредители акционерного общества до регистрации внесли определенную долю его уставного фонда. Этот момент фиксируется в договоре, который заключается между учредителями акционерного общества и определяет порядок осуществления ими совместной деятельности по созданию общества. Такое соглашение означает, что учредители доверяют одному из них открыть в банковском, учреждении на свое имя специальный счет, на который будут приниматься предварительные взносы. После заключения такого договора данный учредитель заключает с соответствующим банковским учреждением договор на открытие специального счета. На этот счет должны принимать лишь суммы, поступающие от учредителей и акционеров данного общества. Суммы с этого счета могут перечисляться только на расчетный счёт вновь образованного общества либо, в случае неудачи при создании общества, возвращаться учредителям. При заключении договора на открытие такого счета банк может среди прочих доку* ментов потребовать предоставления нотариально заверенной копии учредительного договора. После того как необходимая сумма будет накоплена на указанном счете, учредитель — владелец счета получает в банке выписку и прикладывает' ее вместе с копией4 договора на открытие счета к другим учредительным документам, представляемым для регистрации в органы власти. В случае, если какая-то часть уставного фонда вносится в материальной форме, в форме" прав, «ноу-хау» или другой форм?, не предполагающей денежного взноса, в учредительном договоре должна быть определена методика оценки балансовой стоимости этого взноса учредителей. Оставшая-^ ся часть взноса, требующаяся для регистрации, перечисляется на счет указанным выше способом. (Продолжение следует) УДК 621.574.012@84.21) ТЕМА 5* Принципиальные схемы и циклы многоступенчатых парокомпрессионных холодильных машин Зависимость основных характеристик холодильной машины от режима работы Основными параметрами, определяющими режим работы пароком- прессионной холодильной машины и ее рабочие характеристики, являются вид хладагента и его-температуры кипения to и конденсации tK. Температура кипения t0 и соответствующее ей давление кипения Ро зависят главным образом от температуры среды *хс, охлаж- дае м ай холодильной^ машиной. Охлаждаемой средой может быть воздух, (в домаЩних холодильнику, камерах хранения, аппаратах дляС охлаждения и замораживания продукте), ШГШ йСЩЩ-ель Находится непосредственна внутри охлаждаемого объекта. Такая ^система называется с ист ем о и н е- посредствен н от о охл а ж- д е н и я. , В холодильных машинах с хл а доносителем (См. тему 3 в XT Mb 3 за 1991 г.) охлаждаемой средой является жидкий хладоно- ситель (вода, рассол и др.). Таким образом, температура кипения определяется требуемой температурой охлаждаемой среды. Для хранения охлажденных пищевых продуктов температура охлаждаемой среды /xq должна быть в пределах 2...4 °С (рна не может быть ниже 0 Х)г для хранения замороженных продуктов —не выше—10 °С (обычно—15...—20 °С), для замораживания пищевых продуктов требуется /х_==— 30... -40 °С. Если охлаждаемой средой является воздух, то температурный напор* в испарителе принимают равным 6и='х.с—/о=Ю...15°С, если в испарителе охлаждается жидкий хладоноситель: 6И=5...8 °С. Температура конденсации iK и соответствующее ей давление конденсации /7К зависят в основном от температуры среды /04С, ох- л а ж д а ю.щ е й конденсатор. Обычно для охлаждения конденсатора используют окружающий воздух или воду, температура которых, в свою очередь, зависит tir климатических условий и време'-' ни года. Выбор охлаждающей среды обусловлен прежде всего холодо- производительностью машины и ее типом. Так, во фреоновых холодильных машинах малой холодопроизводй- тельности, до 15 кВт, применяют воздушные конденсаторы, в холодильных машинах средней холодо- пройзводительности, от 15 до 120 кВт,— как воздушные, так и водяные конденсаторы, а в холодильных машинах большой производительности, более 120 кВт,— чаще водяные конденсаторы. Темы 1—4 см. в Jsfe 1—4 за 1991 г. * Разницу между температурами двух разных сред, например хладагента и воздуха, называют температурным на п ор ом и обозначают обычно в, а разницу между температурами одно й среды, например начальной и конечной температурами хл а доносителя на входе в аппарат и выходе из него, называют разностью температур и обозначают А/.
В воздушных конденсаторах температурный напор еад=/к-/о,= 10...15°О, в водяных конденсаторах екд=5...8 °С. Температуры кипения /0 и конденсации tKt диапазон возможных значений которых весьма широк, существенно влияют на основные характеристики машины: холодо- производительность, потребляемую мощность, холодильный коэффициент, надежность и долговечность. Между собой эти характеристики тесно связаны. Наибольшее влияние на них оказывает температура кипения. Рассмотрим это более подробно. 1 1,кДж/ке РИС 1. Изменение цикла холодильной машины с понижением температуры кипения На рис. 1 на i, lgp-диаграмме показан цикл /—2—3—4 одноступенчатой холодильной машины, работающей при давлениях кипения Ро и конденсации рк, которым соответствуют температуры кипения *о и конденсации /к. При данном режиме работы удельная массовая холодопроизво- дительность машины 4<f= iv,—/4, а удельная работа сжатия компрессора (см. тему 4 в XT № 4 за 1991 г.). Если температура кипения понижается до значения t0a% удельная массовая холодопроизводитель- ность, как видно из диаграммы, уменьшается: Это объясняется прежде всего тем, что при дросселировании до более низкого давления р0а (процесс 3—4а) хладагент поступает в испаритель с большим содержанием пара: *4а>*4- Удельная работа сжатия компрессора с понижением температуры кипения увеличивается: При этом уменьшается удельная- массовая холодопроизводи- тельность компрессора и повышается температура конца 'сжатия пара в компрессоре: *2а >/2. С понижением температуры и давления кипения увеличивается удельный объем всасываемого пара: 01а>1М, что приводит к существенному уменьшению удельной объемной холодопроизводительности компрессора qVKM (см. тему 4 в XT № 4 за 1991 г.). Таким образом, с понижением температуры кипения уменьшается холодопроизводи- тельность машины; снижается ее энергетическая эффективность, так как уменьшается значение холодильного коэффициента е = <7о//; ухудшаются рабочие характеристики компрессора, так как с увеличением отношения давлений рк/ро и их разности рк--ро растет нагрузка на механизм движения и повышается температура конца сжатия. К аналогичным отрицательным последствиям приводит повышение температуры конденсации и соответствующего давления конденсации. Кроме того, увеличивается нагрев компрессора и потребление электроэнергии. Однако, если понижение температуры кипения на холодильной машины и условий ее работы). Схема и цикл двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом Отрицательных последствий влияния большого значения отношения рк/ро на характеристики холодильной машины можно избежать заменой одноступенчатого рабочего цикла многоступенчатым. Считается, что переходить к многоступенчатому сжатию следует, если рк/ро > 8. На холодильниках промышленности и торговли наиболее распространены двухступенчатые аммиачные холодильные машины, создающие необходимые условия для холодильной обработки и хранения замороженных пищевых продуктов. Двухступенчатая аммиачная машина со змеевиковым промежуточным сосудом (рис. 2) работает следующим образом. Перегретый пар аммиака всасывается компрессором первой ступени /CAfi, сжимается в нем до промежуточного давления рпр (процесс /—2) и нагнетается в промежуточный сосуд ПС под уровень жидкого хладагента. Барботируя через слой жидкости, пар охлаждается до насыщенного состояния B—2"), затем снова перегревается B"—3) и всасывается компрессором второй ступени КМ2. В компрессоре /Шг пар сжимается от промежуточного давления рПр до давления конденсации РИС. 2. Принципиальная схема (а) и цикл на i, \g р-диаграмме (б) двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом 1 °С уменьшает холодопроизводи- тельность машины на 4—5 %, то повышение температуры конденсации на 1 °С снижает ее всего на I—2 % (в зависимости от типа 1,кДт/кг рк C—4) и нагнетается в конденсатор КД. Здесь пар охлаждается D—4") и конденсируется D"— 4'). Сконденсированная насыщенная жидкость здесь же в конденсаторе может переохлаждаться D'—5) в зависимости от его конструкции на 3—4 °С. Переохлажденная жидкость поступает в змеевик промежуточно- х 8 *8 i
9t 1 4 го сосуда, где дополнительно переохлаждается E—6). Змеевик находится под уровнем кипящего хладагента (состояние 7') при температуре /пр. Таким образом, теоретическим пределом переохлаждения жидкого хладагента (при давлении конденсации рк) в змеевике является промежуточная температура /пр. Практически же температура h будет на 3...5 °С выше tr=tn~. Разность температур te—/7'=3...5 °C называют недорекуперацией. После переохлаждения основной массовый поток хладагента G\ (в кг/с) дросселируется в регулирующем вентиле ПВ\ F—8) и поступает в испаритель И. Небольшая же часть этого потока дросселируется в регулирующем вентиле ПВ2 F—7) и поступает в промежуточный сосуд. Образующийся в процессе дросселирования пар б'вместе с основным массовым потоком G\ всасывается компрессором второй ступени /СМг. К ним добавляется еще массовый поток G", образующийся в промежуточном сосуде при кипении хладагента за счет отвода теплоты от змеевика и охлаждения пара в процессе 2—2" при его барботирова- нии через слой жидкого хладагента. Таким образом, G2=G, + G' + G", т. е массовый поток G2, всасываемый компрессором /(Мг, больше массового потока G\, проходящего через испаритель и компрессор КМ\, на сумму G'-\-G'\ которая составляет 10—20 % от G\. Объемный поток пара, всасываемого компрессором КМ\: V\ = G\V\. Он в несколько раз больше объемного потока пара, всасываемого компрессором /(ЛЬ: V2=G2V3. Это объясняется тем, что удельный объем v\ значительно больше удельного объема v^ На рис. 2, б условно показаны процесс дросселирования при отсутствии промежуточного сосуда E—8а) и процесс одноступенчатого сжатия (У—4а). Из диаграммы видно, что при двухступенчатом сжатии температура t\ заметно ниже температуры /4а- Этот фактор, а также то, что отношения давлений рк/рпр = = РпР/ро существенно меньше отношения давлений рк/ро, обеспечивают лучшие характеристики работы компрессоров при двухступенчатом сжатии, чем при одноступенчатом. Дополнительное переохлаждение жидкого хладагента в змеевике промежуточного сосуда позволяет увеличить удельную массовую холодопроизводительность машины на величину <\q0 (кДж/кг): А<7о = /8а — is. В связи с тем что на /, lgp- диаграмме значение i отнесено к единице массы хладагента A кг), а в двухступенчатой холодильной машине массовый поток.(/2 больше массового потока G\9 это должно быть учтено при расчете характеристик цикла с помощью диаграммы. Условно принимают: если Gi= = 1 кг, то при расчете процессов, происходящих с массовым потоком С/2, разность энтальпий умножают на отношение G2/G1. Так, удельная работа сжатия компрессора КМ\ /км1=*2—*1, а компрессора КМ2 /km2=(G2/G0 («4-/3). Удельная массовая холодопроизводительность машины <7о=/г—/8, а удельная тепловая нагрузка конденсатора <7кд= (G2/G1) (/4 — /б)- Если известен теплоприток к испарителю QH (кВт), значение G\ (кг/с) находят из отношения: Gi = Qn/go. Значение G2 получают, составляя уравнения теплового и массового балансов промежуточного сосуда. ный коэффициент двухступенчатого цикла /км1 Ч"/км2 был максимальным. Схема и ц*кл двухступенчатой аммиачной холодильной машины с двумя испарителями и насосно-циркуляционной системой охлаждения В двухступенчатой аммиачной холодильной машине с промежуточным сосудом хладагент поступает в испаритель в виде паро- жидкостной смеси (состояние 8). Несмотря на то, что степень сухости пара xs может быть небольшой @,1...0,3), удельный объем пара v j„ значительно больше удель-^ ного объема жидкости v8, (при fo=— 30°С отношение vr/vs,= = 653), т. е. значительная часть теплопередающей поверхности испарителя контактирует (омывается) не с жидкостью, а с паром. Вследствие этого теплопередаю- щая способность испарителя существенно ухудшается. Этого можно избежать подачей жидкого хладагента в испаритель насосом в большем количестве, чем необходимо для отвода тепловой нагрузки QH. Принципиальная схема насос - но-циркуляционной двухступенчатой аммиачной холодильной машины с двумя испарителями (дву- 1др, нпа РИС. 3. Принципиальная схема (а) и цикл на f, \g р-диаграмме (б) двухступенчатой аммиачной холодильной машины с двумя испарителями и насосной подачей хладагента Для рассматриваемого случая G2 = G\ l2 — ll Промежуточное давление рпр выбирают таким, чтобы холодиль- 1,кДм</кг мя температурами кипения), так называемой компаундной, и ее теоретический цикл на /, lgp- диаграмме показаны на рис. 3. Температура кипения в испарителях И\ и И2 — соответственно /oi и /о2 (например, —30 и —10 °С). Хладагент подается в испарители насосами Н\ и #2. Жидкий хладагент к насосам поступает
под напором столба жидкости из циркуляционных ресиверов ЦР\ и ЦРъ которые выполняют роль не только сборников (ресиверов), но и отделителей жидкости и предохраняют компрессоры КМ\ и КМ2 от попадания в них жидкого хладагента. С помощью компрессоров в ресиверах поддерживаются необходимые давления кипения р0\ и рог, соответствующие заданным температурам кипения /0i и t02. Пар из испарителя И\ вместе с избытком жидкости поступает в циркуляционный ресивер ЦР\, откуда всасывается компрессором КМ\, сжимается в нем до давления кипения ро2 (процесс 1—2) и нагнетается в циркуляционный ресивер ЦР2. Сюда же поступает пар из испарителя И2. Общий поток .пара из ЦР2 всасывается компрессором KM2i сжимается до давления конденсации рк C—4) и нагнетается в конденсатор К Д. Жидкий хладагент из конденсатора проходит через регулирующий вентиль РВ2, дросселируется в нем D'—5) от давления конденсации /?к до давления кипения рог и поступает в циркуляционный ресивер ЦР2. Образовавшийся при дросселировании пар (состояние 2") всасывается компрессором КМ2 вместе с паром, нагнетаемым компрессором КМ\, и паром, образующимся в испарителе И2. Часть жидкого хладагента из циркуляционного ресивера ЦР2 насосом Н2 подается в испаритель Яг, а часть — дросселируется в регулирующем вентиле РВ\ до давления кипения poi и направляется в циркуляционный ресивер ЦР\. Отсюда образовавшийся при дросселировании пар вместе с паром из испарителя И\ всасывается компрессором КМ\. Как уже указывалось, насосы подают в испарители в несколько раз больше жидкого хладагента, чем нужно для отвода тепловой нагрузки. Отношение массового потока хладагента, подаваемого насосом в испаритель, к массовому потоку образующегося в испарителе пара GH/Gn = п называют кратностью циркуляции хладагента. Значение п зависит от особенно-. стей конкретной холодильной установки. Если известны тепловые нагрузки на испарители Q„i и Q„2, то массовые потоки пара Gni и G„2 можно найти из отношений: С„,- 0и1 G - Q l2»~ lT ся при дросселировании в регулирующем вентиле РВ\. Общий массовый поток пара GKM\ (кг/с), всасываемого компрессором КМ\\ GkmI =Gnl + GKMl*6, или Gk*i1 = Gn\ 1 —JC6 ' Массовый поток пара GKM2 (.кг/с), всасываемого компрессором КМ2: Gkm2=Gkm1 + Gn2+GK м2*5, ИЛИ GKm2 = GkmI -f~ Gn2 1 — Хъ Схемы и циклы каскадных фреоновых холодильных машин В ряде случаев, обычно для экспериментальных или других специальных целей, необходимы низкие температуры — порядка —80... — 100 °С. Использование в этих случаях многоступенчатых холодильных машин, работающих на одном хладагенте, нецелесообразно. Так, при работе на хладагенте среднего давления R12 или R22 (см. тему 3 в XT № 3 за 1991 г.) давление кипения будет существенно ниже атмосферного, а удельный объем пара, всасываемого компрессором, очень большим. Поэтому компрессор нижней ступени будет иметь увеличенные габаритные размеры и металлоемкость. Применение одного хладагента Для получения низких температур эффективны так называемые каскадные фреоновые холодильные машины. Они представляют собой систему отдельных одноступенчатых или двухступенчатых машин, работающих на разных хладагентах. На рис. 4 показана принципиальная схема и циклы наиболее простой каскадной двухступенчатой фреоновой холодильной машины. Она состоит из двух одноступенчатых холодильных машин, одна из которых — нижняя ступень каскада — работает на хладагенте R13, а другая — верхняя ступень — на хладагенте R22. Циклы этой машины условно изображены на одной диаграмме (рис. 4, б) в целях лучшего понимания принципа ее действия. Обе ступени каскадной машины объединяет один общий аппарат конденсатор-испаритель КД-И. Он служит конденсатором для хладагента R13 и испарителем для хладагента R22. В нем теплота конденсации R13 передается кипящему R22. Использование в нижней ступени R13 позволяет иметь в испарителе низкую температуру кипения (до —80 °С) при давлении кипения ро выше атмосферного. Напомним, что нормальная температура кипения R13 tHK=— 81,6 °С, а температура замерзания t3= =—180 °С. Сравнительно малый объем всасываемого пара v\ обусловливает небольшие габаритные размеры и В компрессор КМ\, кроме массового потока пара Gni, будет поступать также пар, образующий- РИС. 4. Принципиальная схема (а) и цикл на s, 7-диаграмме (б) каскадной двухступенчатой фреоновой холодильной машины: PC — расширительный сосуд (необходим для сбора хладагента при остановке машины) высокого давления невозможно из- за низкой критической температуры, а аммиак вообще нельзя использовать, так как его температура замерзания —78 °С. в^Д/кАпг-Ю металлоемкость компрессора нижней ступени. Значительно меньше у R13 по сравнению с R22 и отношение давлений pjpo. Если принять температуру кипения to=—80 °С, а конденсации в КД-И *к=—40 °C, то отношение pJpQ будет для R22 равно 10,2, для R13 —5,5, т. е. примерно в 2 раза меньше, что весь-
ма существенно отражается на рабочих характеристиках компрессора. Если известна тепловая нагрузка на испаритель <?и, то массовый поток хладагента R13 GRI3 {кг/с) можно найти из отношения: Gri3=Qh/?o, q0=ix„iA. Из теплового баланса конденсатора-испарителя КД-И Gri3('*2—h) = GR22(i5„—is) (если пренебречь теплообменом с окружающей средой). Следует, что массовый поток хладагента R22 (кг/с) УДК 621.565.945 X Л 1 I Gr22— Gr13T *2~*3 -h В остальном расчет не отличается от приведенного в теме 4 (см. XT № 4 за 1991г.). Список литературы 1. Холодильные машины: Справочник. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 2. Холодильные машины. Под общей ред. И. А. Сакуна. Л. : Машиностроение, 1985. Материал подготовил канд. техн. наук, доц. В. М. ШАВРА взипп A1) 1551946 E1) 5 F 25 D 13/00, 17/06 B1) 4447217/40-13 B2) 22.06.88 G1) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторско-технолог и чески й институт по переработке фруктов и винограда G2) Ю. В. Козмеску, Е. Ф. Балан E3) 621.565 E4) E7) УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ПРОДУКТОВ, со держащая теплоизолированный цилиндрический корпус, камеру для продуктов, разделенную горизонтальными перегородками на отсеки, размещенную в корпусе с образованием между их стенками сегментных воздушных каналов, воздухоохладитель с вентилятором, дополнительные вентиляторы, сообщенные с сегментными каналами, и -блок воздухообтекателей, установленный перед торцовой стенкой камеры со стороны воздухоохладителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения сохранности продуктов путем обеспечения равномерности их охлаждения, установка снабжена дополнительным блоком воздухообтекателей, закрепленных на шторе, установленной с возможностью перемещения вдоль сегментного канала и торцовой стенки камеры, противоположной воздухоохладителю, при этом дополнительные вентиляторы обращены в сторону сегментных каналов нагнетательным патрубком, а вентилятор воздухоохладителя обращен нагнетательным патрубком в сторону камеры. Усовершенствование конструкции постаментных воздухоохладителей Недостатком выпускаемых промышленностью постаментных воздухоохладителей поверхностью теплообмена 540 м2 является наличие щелей в их конструкции. В процессе оттаивания, которое осуществляют горячими парами аммиака и орошением теплопере- дающей поверхности горячей водой, образующиеся водяные пары через щели попадают в камеру замораживания продуктов, нагревая и увлажняя в ней стены и потолок, а также в электродвигатели вентиляторов (см. рисунок). / 2 Схема постаментного воздухоохладителя: / — вентилятор; 2 — шибер-заслонка вентилятора; 3 — ороситель; 4 — батареи; 5 — шиберы (штриховой линией показано положение шиберов после удаления инея с поверхности охлаждения); 6 — поддон В результате электродвигатели выходят из строя, в камере разрушается поверхность стен, потолка, осыпается штукатурка и ухудшается качество продукции. УДК 621.182.12 Рационализаторы Барского птицекомбината Гнатюк, Цыцюрский и др. предложили во избежание попадания паров из воздухоохладителя в камеру установить выполненные из листового железа или другого материала шиберы в нижней и шиберы-заслонки в верхней его части. Чтобы закрыть щели между поддоном и корпусом воздухоохладителя, один шибер приваривают к верхней кромке поддона и задней стенке корпуса аппарата, а три других соединяют с поддоном шар- нирно. Во время удаления инея с охлаждающих батарей шиберы находятся в поднятом положении. Верхние шиберы-заслонки устанавливают во всасывающих полостях воздухоохладителя таким образом, чтобы перекрыть поступление паров к электродвигателям. После прекращения оттаивания инея шиберы и шиберы-заслонки открывают. В результате внедрения данного предложения снижены затраты на ремонт камеры и электродвигателей, уменьшен расход электроэнергии на создание требуемой температуры в камере после оттаивания охлаждающих батарей. Адрес для справок и запросов: 288601, Винницкая обл., г. Бар, птицекомбинат (№ 536-89, Укрин- формагропром, Киев-24, ул. Чекистов, 24/1). Аппарат для магнитной обработки воды Аппарат (см. рисунок) предназначен для удаления солей жесткости из воды путем ее магнитной обработки. Принцип его работы основан на взаимодействии магнитного поля определенной напряженности с растворенными в воде карбонатными солями. Камера аппарата выполнена из магнитного материала, в ее окна вмонтированы полюсы с магнитол ровода ми и катушками электромагнитов. Между полюсами имеется зазор для прохода обрабатываемой воды. Чтобы уменьшить потери магнитного поля, полюсы из и магнитопроводы изготовлены магнитомягкого материала. . Питание намагничивающей обмотки катушки осуществляется от Аппарат для магнитной обработки воды: / — камера; 2 — катушка электромагнита; 3 — электронный блок управления
специализированного электронного блока управления, обеспечивающего плавное регулирование напряжения и, соответственно, рабочего тока через обмотку катушки. Рабочий ток, протекающий по обмотке, создает магнитное поле, которое пересекает поток воды в рабочем зазоре в направлении, перпендикулярном движению воды. Под действием магнитного поля в обрабатываемой воде образуется большое количество зародышей твердой фазы, выполняющих роль центров кристаллизации при нагревании воды. Кристаллизация в присутствии большого количества зародышей приводит к тому, что карбонат кальция или совсем не выделяется из жидкости, поскольку рост кристаллов останавливается на стадии микрокристаллов, или выделяется в виде тонкодисперсной взвеси, не оседающей в виде накипи в движущейся жидкости. Техническая характеристика аппарата Производительность, м3/ч минимальная 5,0 номинальная 10,0 максимальная 12,5 Максимальная рабочая напряженность магнитного поля в центре зазора аппарата, А/м 120-103 Напряжение питания переменного тока, В 220±15 Габаритные размеры, мм 600Х400Х Х350 Масса аппарата, кг, не более 22 Эффективность обработки воды зависит от условий эксплуатации аппарата. Чтобы аппарат работал наиболее эффективно, выбирают оптимальные значения напряженности магнитного поля и производительности аппарата для конкретного химического состава воды. Аппарат на оптимальный режим настраивают кристаллооптическим способом по специально разработанной методике. Преимущества перед аналогами: аппарат отличается простотой конструкции и эксплуатационной надежностью. Одновременно с магнитной обработкой воды рекомендуется удалять механические примеси путем фильтрования или отстоя воды. Аппарат внедрен на Кемеровском кондитерском комбинате. Виды и условия оказания технической помощи — консультации разработчика, предоставление технической документации. Состав документации, необходимой для внедрения,— комплект КД 89-01-026. Адрес для запроса: 185670, г. Петрозаводск, ул. Андропова, 2/24, Карельское ЦНТИ. «КОНСУМЭКСПО-91» Товары для всех и каждого С 17 по 24 января с. г. в Москве проходила третья международная выставка товаров народного потребления «Консумэкспо», организованная Министерством торговли СССР и Всесоюзным объединением «Экспоцентр» Торгово-промышленной палаты СССР. В выставке приняли участие около 1500 фирм из 35 стран. На стендах «Комсумэкспо-91» были показаны самые разнообразные товары: одежда, обувь, ткани, меховые и кожаные изделия, спортивные товары, часы, ювелирные изделия, очки, музыкальные инструменты, персональные компьютеры и средства связит авто- и телекино- радиотехника, посуда, хозяйственные товары, сантехника, парфюмерия и косметика, садово-огородный инвентарь, мебель и т. д. Бытовую холодильную технику демонстрировали такие известные фирмы, как «Бош» и «Баукнехт» (ФРГ), «Панасоник» и «Хитачи» (Япония), «Вестфрост» (Дания) и другие, а также советские производственные объединения и предприятия. Ассортимент производимых иностранными фирмами компрессионных холодильников был в основном представлен двух- и многокамерными моделями, комбинированными и однокамерными холодильниками без низкотемпературного отделения (для комбинирования с морозильником), а также морозильниками. Так, один из ведущих в этой области изготовителей — фирма «Бош» — предложил широкую гамму многокамерных компрессионных холодильников: четырехкамерный марки KSU 9000 общим объемом 312 дм3, состоящий из камер объемом 59, 85, 38 и 75 дм3 с температурами в них соответственно — 18; 0; 4...8 и 8...12 °С, трехкамер- ные марок KSC 3550 (с охладителем напитков) и KSC 3522 общим объемом соответственно 343 и 347 дм3 с низкотемпературной камерой (НТК) объемом 67 дм3, двухкамерные марок KSC 3112 и KSV 4101 общим объемом 306 и 407 дм3 (НТК объемом 67 и 82 дм3), комбинированные холодильники- морозильники типов KGE и KGV общим объемом от 225 до 400 дм3 (с морозильной секцией объемом от 57 до 137 дм3), а также градацию однокамерных холодильников объемом от 130 до 250 дм3 с небольшим низкотемпературным отделением и без него, морозильников-шкафов объемом от 109 до 340 дм3 и морозильников-ларей объемом от 200 до 490 л. Аналогичный ассортимент продукции, рассчитанный на самые различные запросы потребителей, выпускают и другие европейские фирмы. Причем производители стремятся обеспечить потребителям бытовой холодильной техники максимальное удобство в ее эксплуатации. С этой целью холодильники и морозильники укомплектовывают роликовыми опорами, сервировочными плоскостями, выдвижными полками и специальными контейнерами для различных видов продуктов. По желанию покупателя двери можно навешивать на левую или правую сторону, ручки крепить на любом месте дверей. Для улучшения использования полезного объема холодильников полки можно переставлять на нужную высоту. Фирмами «Бош», «Баукнехт», «Вестфрост» демонстрировались холодильные шкафы с полностью новым дизайном камеры, основным элементом которого является многоярусная дверная этажерка с выступом, что позволяет хранить продукты в крупной упаковке (например, двухлитровые стеклянные банки и бутыли). В результате на 10— 15 % увеличен полезный объем холодильников при тех же габаритах, улучшен обзор в камере, облегчен доступ к продуктам. Почти все модели имеют температуру —18 °С в низкотемпературных камерах (отделениях) и автоматическое оттаивание испарителя. Информация о работе холодильников и морозильников выводится специальную панель, расположенную наверху (над дверью). Новые модели оснащены электронной системой управления на базе микрокомпьютеров и аккумуляторами холода, что позволяет снизить энергопотребление. Значительное место в программах фирм «Бош», «Вестфрост», «Панасоник» занимают холодильники с принудительной циркуля- н 8 i
V5 * цией воздуха без осаждения инея («No frost»), в которых воздух почти полностью обезвоживается на испарителе, что исключает обледенение и примерзание продуктов к стенкам камер. С целью расширения функциональных возможностей изделий фирмы осваивают производство комбинированных и встраиваемых в интерьер кухни моделей. Так, фирма «Бош» выпускает комбинированный холодильник-морозильник с СВЧ-печью, предназначенной для мгновенного размораживания и приготовления замороженных продуктов. Подобную модель (емкостью 235 дм3) имеет и датская фирма «Вестфрост». СВЧ-печь мощностью 1300 Вт расположена между холодильной и морозильной камерами. А фирма «Баукнехт» выпускает компактные кухонные комплексы, состоящие из холодильника, выдвижного шкафа для мусора или выдвижной посудомоечной машины и расположенных вверху двухком- форочной электроплиты и раковины для мойки. Большое внимание зарубежные фирмы уделяют улучшению энергетических характеристик холодильников и морозильников. Значительных успехов в этом направлении (прежде всего за счет совершенствования компрессоров) добились японские фирмы. Фирма «Хитачи» предложила разработанные ею поршневые компрессоры серий VS, F, V мощностью от 56 до 221 Вт. В связи с подписанием Монреальского Протокола о запрещении использования озоноопасных фрео- нов многие фирмы — производители бытовой холодильной техники — исследуют возможность замены R12, подпадающего под ограничение, другими хладагентами. Фирма «Баукнехт» экспонировала на выставке двухкамерный холодильник, в котором 50 % R12 заменено озонобезопасным хладагентом. Работают в этом направлении и советские специалисты. Модели на экологически чистом хладагенте представило, в частности, Донецкое СКБ по бытовым холодильникам и компрессорам. Надо сказать, что экспозиции отечественных заводов на третьей выставке «Консумэкспо» выгодно отличались от предыдущих. Наряду с серийно выпускаемой продукцией они демонстрировали новые перспективные модели. Например, Орский механический завод представил усовершенствованную модель однокамерного холодильника КШ-220 «Орск-408», двухкамерный холодильник КШД- 280/40 «Орск-112» и морозильник- ларь, Муромский завод им. Орджоникидзе — двухкамерный холодильник повышенной комфортности «Ока-бМ», машиностроительный aviifv* УДК 621.564.25@47) Информационное сообщение МИХ по проблеме фреонов По приглашению ЮНЭП — организации ООН по защите окружающей среды — Международный институт холода участвовал в качестве наблюдателя в конференции в Лондоне в июне 1990 г., организованной с целью ревизии Монреальского Протокола по истощающим озон веществам. От МИХа на конференции присутствовали президент Научного Совета проф. Сток и директор д-р Гак. Для холодильной промышленности и отрасли кондиционирования воздуха главными решениями конференции относительно положений Монреальского Протокола являются: уменьшение производства хладагентов Rll, R12, R113, R114 и R115 на 20% в 1993 г. (осталось без изменения), на 50 % в 1995 г. (вместо 1998 г., предусмотренного Протоколом), на 85 % в 1997 г. и полное исключение их выпуска в 2000 г. Хладагенты HCFC, в особенности R22, R123, R124, R141 и R142, разрешены для замены хладагентов CFC, однако при исключении их к 2040 г., а при возможности и к более раннему сроку B020 г.). , Как указывалось в предыдущих сообщениях МИХа, создание хо- , лодильных систем взамен работающих на фреонах является весьма сложным и дорогостоящим мероприятием, требующим длительного времени для осуществления. Первым шагом в этом направлении МИХ считает расширение использования в холодильных установках аммиака, который не влияет на окружающую среду Земли. Газообразный аммиак почти в 2 раза легче воздуха и при утечке быстро поднимается в атмосферу, где разлагается в течение нескольких дней. При выбросе жидкий аммиак почти немедленно испаряется (температура кипения его при атмосферном давлении около —30 °С). Практически отсутствует риск загрязнения аммиаком подземных вод или поверхности. Аммиак не действует на стратосферный озон, не создает парникового эффекта и не участвует в нагреве планеты. Кроме того, в настоящее время % завод им. В. И. Ленина — однокамерные холодильники КШ-260 «Полюс-10» с низкотемпературным отделением объемом 27 дм3 и КШ-280 «Полюс-510» без него. Донецкий завод холодильников, кроме традиционных изделий под маркой «Донбасс», показал целое семейство новых моделей серии «Норд»: холодильники — однокамерный КШ-240 «Норд-321», двухкамерный КШД-300/80 «Норд-118», трехкамерный КШТ-300/60/80 «Норд-122» и морозильник МКС- 100 «Норд-151». Причем по своим техническим и потребительским параметрам эти модели не уступают лучшим зарубежным аналогам. Этот завод осваивает также производство новых эффективных установок для приготовления мягкого мороженого: «Арктика-1» — с одним морозильным цилиндром, «Арк- тика-2» — с двумя цилиндрами (что позволяет одновременно получать два различных сорта мороженого) и малогабаритной (настольной) «Арктика-М» производительностью соответственно 15, 30 и 1,5...2 кг/ч, а также установки «Арктика-3» с одним морозильным' цилиндром для приготовления мягкого мороженого и отделением для охлаждения соков и других напитков. Все модели выполнены на высоком техническом и эстетическом уровне. В целом выставка «Консумэкспо — 91» показала, что основными направлениями совершенствования бытовой холодильной техники по- прежнему остаются расширение ее ассортимента (в частности, за счет комбинированных и встраиваемых в интерьер моделей) при унификации узлов, увеличение числа моделей без осаждения инея, улучшение потребительских свойств и дизайна, снижение энергопотребления, использование автоматических систем управления.
аммиак является одним из лучших хладагентов. Наиболее важными его достоинствами как хладагента являются: хорошие термодинамические и тепломассообменные свойства, достаточно высокие рабочие коэффициенты холодильных машин; химическая нейтральность к материалам деталей холодильной машины (кроме меди и ее сплавов, широко используемых во фреоновых установках, из-за чего нельзя их перевести без изменения на аммиак); нерастворимость в смазочном масле; легкость обнаружения даже минимальной концентрации в воздухе, что делает весьма маловероятной утечку из системы всего количества аммиака в случае неисправности оборудования и др. f Кроме того, аммиачные холодильные машины по своей стоимости и эксплуатационным затратам (особенно по расходу электроэнергии) конкурентоспособны. Они значительно эффективнее других систем, надежнее и удобнее в эксплуатации. Благодаря этом преимуществам аммиачные компрессионные машины средней и большой холодопро- изводительности A00 кВт и более) применяются во многих отраслях промышленности — химической, нефтяной, пищевой и т. д. Сейчас в мире насчитывается около 300 тыс. средних и крупных аммиачных холодильных машин, миллионы бытовых холодильников и крупных абсорбционных машин, использующих сбросное тепло промышленных предприятий. Конечно, применение аммиака представляет некоторый риск, так как это взрывоопасное и токсичное вещество, которое при растворении в воде выделяет много тепла, что может привести к ожогам глаз. Однако риск воспламенения аммиака весьма ограничен, ибо он горит при концентрации от 16 до 25 % в воздухе (от 160 тыс. до 250 тыс. ppm), а точка его воспламенения в смеси с воздухом 651 °С. При концентрации порядка 25 тыс. ppm аммиак затрудняет дыхание, вплоть до удушья; смертельная доза — 30 тыс. ppm. Однако характерный запах аммиака даже при слабой E ppm) концентрации его в воздухе позволяет предупредить тяжелые последствия. Опасность аммиака, из-за которой он классифицируется как вещество опасное (но не ядовитое), хорошо известна профессионалам. Ими изданы правила с указаниями действий при утечке аммиака. При нормально работающей системе риск возгорания или взрыва аммиака даже в случае проникновения в нее воздуха равен нулю, так как она полностью закрыта. Размещение предприятий с аммиачными системами охлаждения в городских зонах уже многие годы считается вполне приемлемым. Проблема предотвращения истощения слоя озона заставила активизировать исследования холодильных систем, работающих на нерегламентированных Монреальским Протоколом хладагентах (в первую очередь аммиаке), с целью расширения использования их в областях, где до сих пор применяют R12, R22 и R502. В настоящее время специалисты уже могут предложить малые аммиачные компрессоры и работающее на аммиаке оборудование для кондиционирования воздуха, в конструкциях которых исключены медь и ее сплавы. При этом используется система промежуточного хла- доносителя. Холодильные машины размещают в отдельных помещениях, а теплообменные аппараты в кондиционируемых помещениях. Промышленное освоение новых конструкций средних и малых компрессоров, выгодных энергетически и по стоимости, и разработка экономичного холодильного оборудования на их базе, которое можно будет применять в областях, в которых ныне используются фреоновые машины, требуют от нескольких месяцев до нескольких лет. МИХ настоятельно рекомендует разработать новые аммиачные машины с тем, чтобы расширить область их применения в условиях достаточной безопасности и финансовой рентабельности. УДК 621.56/.58 Из Бюллетеня МИХ О загрязнении атмосферы фреонами В статье изложен ряд положений о влиянии фреонов на разрушение озона и парниковый эффект. Автор подчеркивает преимущество аммиака как безопасного для стратосферы хладагента и выступает за расширение его применения в холодильной технике. По мнению автора, утечки фреонов в атмосферу можно ограничить повышением качества проектных решений холодильных систем и надлежащей эксплуатацией фреоновых установок. Gianesi G / / Freddo, IT. (Италия), 42, 1988/03...04, '№ 2, 221—227. БМИХ. 1989, № 6. С. 701. Автор излагает цели Монреальского Протокола и рассматривает состав новых хладагентов, могущих заменить вредные для окружающей среды фреоны. Duminil М. //Rev. gen. Froid, FR. (Франция), 78, 1988/12, № 12, 681—690. БМИХ. 1989, № 6. С. 703. Новые проблемы в исследованиях полярных озоновых дыр Автором сделан обзор проведенных к концу 1988 г. учеными ряда стран исследований весьма сложных процессов в стратосфере, вызывающих истощение защитного слоя озона. Отмечен прогресс, достигнутый в понимании химических процессов, разрушающих озон, особенно роли в них хлора. Приведен ряд работ, выполненных в Антарктике и Арктике после подписания Монреальского Протокола в 1987 г. Комментируя первые их результаты, автор указывает, что они позволили обнаружить значительное ухудшение ситуации в стратосфере. Aimedieu Р. // Recherche, FR. (Франция), 19, 1988/12, № 205, 1518—1522. БМИХ. 1989, № 6. С. 701. Фреоны и окружающая среда. Какими хладагентами можно заменить опасные для нее фреоны? Автор рассматривает ситуацию с хладагентами в холодильной технике до появления фреонов и анализирует их достоинства и недостатки. Затем указывает на опасность воздействия некоторых фреонов (в частности, Rll, R12 и R114) на окружающую среду, а именно: истощение слоя атмосферного озона и влияние на радиационный баланс Земли. Рекуперация фреонов в процессе обслуживания холодильных установок Холодильную систему можно освободить от фреона, выпустив его в атмосферу. Однако в настоящее время, согласно Правилам Агентства защиты окружающей среды, хладагенты R11 R12 и R502 являются контролируемыми, так как они участвуют в разрушении атмосферного озона. Поэтому становится все более желательным восстановление свойств этих хладагентов в процессе эксплуатации для повторного их использования. В статье рассмотрены возможные способы рекуперации хладагентов, в том числе методом фильтрации. Manz К. W. /I ASHRAE Trans., US. (США), 94, 2-е par tie, 1988, 2145—2151. БМИХ. 1989, № 6. С. 700. Аммиак — отличная альтернатива фре- онам В настоящее время аммиак широко применяется в промышленных холодильных установках с поршневыми и винтовыми компрессорами. К преимуществам аммиака как хладагента относятся: относительно низкая молекулярная масса и, как следствие, высокое значение энтальпии и небольшая депрессия в клапанах и трубопроводах; высокое критическое давление; эффективная теплоотдача при кипении и конденсации; легкое обнаружение утечек и пр. Токсичность и горючесть аммиака часто преувеличиваются и могут легко контролироваться. Lorentzen G. // С. R. Reun. Purdue JJF/Proc. Meet., FR. (Франция). 1988—2, 381—385. БМИХ. 1990, № з. с. 318. ©> ©i s « Л i I
i I Хладагент R134a снижает холодопроиз- водительность установки, a R123 является агрессивным растворителем В результате восьмилетних испытаний хладагентов — заменителей фреонов установлено, что R134a не может полноценно заменить R12. Его использование влечет за собой снижение холо- допроизводительности установки, увеличение расхода электроэнергии на ее работу и невозможность применения существующих смазочных масел. Поиск подходящих масел продолжается. На их испытание потребуется минимум 2 года. R123, которым пытались заменить R11 в центробежных холодильных установках, проявляет свойства агрессивного растворителя и может разъедать полимеры и обмотку электродвигателей. Air Cond. Heat. Refrig. News, US. (США), 176, 1989/03/06, M 10, 4. БМИХ. 1989, M 6. C. 702. Холодильный склад с абсорбционной холодильной машиной, работающей на солнечной энергии Абсорбционная холодильная машина холодопроизводительностью 52 кВт Публикации МИХ Международным институтом холода . (МИХ) изданы три сборника материалов конференций комиссий МИХ, состоявшихся в 1988 г. В первом томе объемом 409 с. помещены материалы конференции комиссий В1, В2, С2, Dl, D2/3, прошедшей 17—20 мая в г. Ваге- нингене (Нидерланды). В работе конференции участвовали более 90 ученых и специалистов из 20 стран. Основная тема конференции — «Экономика холодильной цепи». Проведены два пленарных заседания по проблемам: технический прогресс в распределении пищевых продуктов при регулируемых температурных режимах; проблемы и решения систем холодильной цепи. На конференции работали семь секций: основные проблемы холодильной цепи; оптимизация процессов охлаждения и холодильного оборудования; моделирование с помощью компьютера систем холодильной цепи; характеристики и надежность транспортного оборудования; эксплуатация и контроль работы холодильного оборудования; процессы холодильной обработки продуктов питания; технические визиты. На конференции было сделано более 50 докладов на следующие темы: последние достижения в холодильных цепях после Венского конгресса МИХа; обеспечивает в холодильном складе температурный режим в пределах от 0 до —5 °С.. Это один из проектов, известных под названием «Солнечное сияние». Mashimo К., Shimada Т., Ishii M. I/ Refrigeration, J P. (Япония), 64, 1989/01, М 735, 16...2L БМИХ. 1989, № 6. С. 777. Хладагент R22 — заменитель, не имеющий будущего Использование хладагента R22 в качестве заменителя зоноактивных фреонов в холодильных установках и агрегатах для кондиционирования воздуха не может рассматриваться как долговременная альтернатива. Установленный федеральным парламентом ФРГ срок 1 января 1992 г. для замены R22 в холодильной промышленности и установках кондиционирования воздуха не может быть соблюден. Kalte Klimatech., DE. (Германия), 42, 1989/07, № 7, 347—348. БМИХ. 1990, № 3. С. 318. Материал подготовил И. М. ГИНДЛИН ВНИКТИхолодпром распределение быстрозамороженных продуктов, фруктов и овощей, молочных продуктов и охлажденного мяса; экономические последствия законодательства по холодильной цепи в Соединенном Королевстве; температурные режимы в цепи охлажденных мясопродуктов; оптимизация проектных решений по абсорбционным холодильным установкам; исследование авторефрижератора с аккумуляционным охлаждением; энергетическое хозяйство двух холодильных установок бойни; экономичность холодильной цепи при операциях с овощами; использование полезного объема камер хранения и транспортных средств для туш баранины и упакованного в короба мяса; оптимизация работы воздушного конденсатора с помощью увлажнения поступающего в него воздуха; сравнение сверхбыстрого и иммерсионного способов охлаждения свинины; совершенствование грузовых операций и способа замораживания мяса (с применением пластинчатого морозильного аппарата). Второй том объемом 437 с. освещает конференцию комиссий В1, В2, Е1 и Е2 МИХа, состоявшуюся 18—21 июля 1988 г. в г. Пардью (США). В конференции участвовали 430 ученых и специалистов из 25 стран. Основные темы конференции — современное состояние проблемы использования фреонов, холодильные системы и свойства хладагентов. Работали три секции по проблемам: термодинамические свойства хладагентов и их смесей; холодильные системы; фреоны и их замена неозоноактивными агентами. Заслушано более 50 докладов по следующим вопросам: термодинамические свойства хладагентов и их смесей; азеотррпные и неазеотропные смеси хладагентов; поиски альтернативных хладагентов; оптимизация холодильного оборудования; холодильные системы для кондиционирования воздуха; механическое охлаждение с применением эжектора-инжектора для перемещения хладагента из испарителя в конденсатор; теоретическое и экспериментальное исследование малой холодильной системы; влияние проблемы использования фреонов на отрасль кондиционирования воздуха и холодильную промышленность; вода как хладагент для замены фреонов; аммиак — отличная альтернатива фреонам; R134а — хладагент для замены R12; снижение эмиссии фреонов из бытовых холодильников и морозильников в ФРГ и др. Третий том объемом 295 с. отражает конференцию комиссий С2, Dl, D2/3, Е1 МИХа в Бризбане (Австралия) 5—9 сентября 1988 г. В ней участвовало более 100 ученых и специалистов из 13 стран. Основная тема конференции — холод для сохранения продуктов питания и обеспечения благоприятных условий для жизни человека. На конференции работали пять секций по проблемам: охлаждение и замораживание продуктов; холодильное хранение продуктов; холодильный транспорт; холодильное оборудование; тепловые насосы и кондиционирование воздуха. На конференции было сделано 35 докладов по следующим проблемам: охлаждение и замораживание продуктов питания; совершенствование конструкций и эксплуатации туннельных морозильных аппаратов для замораживания мяса в картонной упаковке; продолжительность замораживания упакованных морепродуктов;
быстрое охлаждение упакованных рыбопродуктов; определение с помощью компьютеров оставшегося срока хранения красного охлажденного мяса в зависимости от температурного режима предыдущего хранения; проектирование промышленных холодильников с применением компьютеров; торговое холодильное оборудование — слабое звено холодильной цепи; качество продуктов, хранимых в домашних холодильниках с принудительной циркуляцией воздуха, регулярным автоматическим оттаиванием и без них; воздушная транспортировка скоропортящихся продуктов; современное состояние и перспективное производство хладагентов для замены озоноактивных фреонов; экономия энергии благодаря модернизации холодильных установок; исследование качества теплоизоляции сборных панелей для холодильников; тепловые массы с использованием солнечной энергии; испытания гладкотрубных и оребренных кондиционеров и др. Все помещенные в сборниках материалы переведены на английский и французский языки. A1) 1546810 E1M F 25 D 3/10, В 60 F 3/20 B1) 4357785/27-13 B2) 04.01.87 G1) Новосибирский институт инженеров железнодорожного транспорта G2) Ю. И. Бондарев, И. Ю. Казанин, В. М. Ушаков E3) 621.565 E4) E7) КАМЕРА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОДУКТОВ, содержащая теплоизолированный корпус, еммость с жидким криоагентом, сообщенную с приспособлением для подачи его в верхнюю зону корпуса, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода крио- агента путем использования холода отходящих газов, камера снабжена размещенным в теплоизоляции стен и крыши корпуса экраном, содержащим параллельно расположенные трубки, связанные в нижней части заборными коллекторами, сообщенными с полостью корпуса у его днища, а в верхней части — выпускным коллектором, размещенным в теплоизоляции крыши и сообщенным с атмосферой, причем трубки в стенах и крыше смонтированы с наклоном от внутренней поверхности корпуса к наружной. УДК 628.84 Системы кондиционирования в берлинских гостиницах Гранд-отель и Дом-отель В Берлине построены гостиницы Гранд-отель и Дом-отель международного высшего класса (соответственно пять и четыре звездочки). В помещениях создан комфортный микроклимат, который обеспечивают кондиционеры и вентиляционные установки «ИЛКА». Гранд- Дом- отель отель воздуха Число гостиничных номеров 300 370 Число посадочных мест в ресторанах 950 1500 Объем здания, м3 95 000 232 000 в том числе: гаража — 33 600 жилых помещений — 15 900 Число центральных кондиционеров 47 43 Общее количество обрабатываемого воздуха, м3/с 85,28 119,44 м3/ч 307 000 429 984 Относительная утилизация теплоты удаляемого воздуха, % 64 74 Максимальная потребность, кВт в холоде (включая потребность кондиционеров- доводчиков) 1440 1730 в теплоте 1570 1760 Отношение объема приточного воздуха к объему здания, м3/(ч-м3) 3,231 1,827 Отличительной особенностью системы кондиционирования воздуха (СКВ) Гранд-отеля является зонирование — обслуживание отдельными кондиционерами определенных зон (гостиничные номера, рестораны, концертное кафе, кухни и т. д.). Зонирование обеспечивает минимизацию затрат на систему автоматического регулирования. Воздухопроизводительность кондиционеров в зависимости от размеров обслуживаемой зоны от 0,6 до 6,5 м3/с. Регулирование осуществляется с центрального пункта управления. Принципиальная технологическая схема СКВ Гранд-отеля показана на рис. а. Необходимая доля наружного воздуха проходит предварительный подогрев во вращающихся регенеративных теплоутилизато- рах. Температура приточного воздуха регулируется изменением доли рециркуляционного воздуха и управлением скоростью вращения регенеративного теплоутилизато- ра, а также дополнительной тепловой обработкой в отдельных зонах и ступенчатым изменением расхода воздуха. В коридоре каждого гостиничного номера под потолком смонтирован кондиционер-доводчик, состоящий из вентилятора, теплообменника, входной рециркуляционной и выходной приточной решеток, шумоглушителя. В зависимости от частоты вращения трех- скоростного электродвигателя воздухопроизводительность доводчика составляет 175, 200 ил и 215 м3/ч. К доводчику подводятся воздух, первично обработанный в зональном кондиционере, горячая F0...40°С) и холодная G...12°С) вода. Теплообменник доводчика рассчитан на подогрев или охлаждение воздуха на 4 °С. Управление доводчиком автоматическое. Предусмотрено также ручное управление. Тепловая и холодильная станции и часть центральных кондиционеров размещены в двух подвальных машинных залах, остальные кондиционеры — на техническом чердаке. Там же смонтированы вытяжные агрегаты и вращающиеся регенеративные ути- о I
•&- _Z _4 -A _/ К доводчику L_ c> Принципиальная технологическая схема СКВ Гранд-отеля (а) и Дом-отеля (б): 1а, 16, 1в — воздушные фильтры; 2 — регенеративный тепло- утилизатор; 3 — многостворчатый воздушный клапан; 4 — воздухонагреватель; 5 — воздухоохладитель; 6 — увлажнительная камера; 7 — вентилятор; 8 — регулятор расхода воздуха; 9 — электрический фильтр fff Гб н 8 I лизаторы теплоты удаляемого из здания воздуха. На холодильной станции установлены три винтовых компрессора общей холодопроизводитель- ностью 2000 кВт. Всеми инженерными системами управляет ЭВМ. В центральной СКВ Дом-отеля, в отличие от СКВ Гранд-отеля, центральные кондиционеры не ограничены определенной зоной обслуживания. Проектирование СКВ проводили на основе оптимизации строительно-технических решений (определения площади и высоты помещений для размещения центральных кондиционеров) и минимизации типоразмеров центральных кондиционеров. Благодаря этому, несмотря на значительно больший объем здания Дом-отеля, для него запроектировано почти то же число центральных кондиционеров, что, и для Гранд-отеля. Принципиальная технологическая схема СКВ Дом-отеля показана на рис. б. Наружный воздух обрабатывается в трех центральных кондиционерах, в которых предусмотрена двухступенчатая фильтрация. Удаляемый из кухонь воздух очищается в фильтрах с эффективностью не менее 95 %. Улавливаются пыль, липкие частицы, а также летучие вещества, несущие запахи. Двухступенчатая фильтрация наружного воздуха, применение вращающихся регенеративных теплоутилизаторов со-: здали условия для оптимального использования сбросной теплоты воздуха кухонь. Повышенные капиталовложения и эксплуатационные расходы на фильтры многократно окупаются уменьшением затрат на очистку воздуховодов, экономией энергии вследствие утилизации теплоты и повышением противопожарной безопасности. УДК 621.57.041-213.3-752:519.711.2 Регрессионная модель связи шума герметичного фреонового компрессора и вибрации его кожуха. МАРКЕ- ЛОВ П. А., СИГАЕВ А. Л., ЯН- КОВОЙ В. В., ЗЕЛЕНОВ В. В. «Холодильная техника», 1991, № 5. Предложен алгоритм прогнозирования корректированного уровня звуковой мощности герметичного фреонового компрессора и контроля этого уровня в условиях воздействия сильных сторонних акустических полей. Приведены соотношения для оценки точности прогнозирования. Описано возможное аппаратурное обеспечение алгоритма и основные результаты, полученные с его помощью в лабораторных и производственных условиях. Таблиц 2. Иллюстраций 2. Список литературы — 2 названия. УДК 621.57.041-133.5.001.4 Энергетические потери в холодильном винтовом компрессоре сухого сжатия. ПЕКАРЕВ В. И. «Холодильная техника», 1991, № 5. Приведены результаты анализа энергетических потерь в холодильном винтовом компрессоре сухого сжатия. Выделены отдельные виды потерь и сделан вывод о том, что максимальными являются потери, связанные с выталкиванием и утечками рабочего вещества. Иллюстраций 3. Список литературы — 3 названия. УДК 621.945.001.24 Уточненный расчет камерного воздухоохладителя. МАРИНЮК Б. Т. «Холодильная техника», 1991, № 5. Приведена уточненная методика расчета камерного воздухоохладителя с непосредственным кипением хладагента. Предложен способ определения момента начала оттаивания батареи воздухоохладителя. Список литературы — 3 названия. УДК 575.5.001.572 Оценка эффективности применения абсорбционных водоаммиачных термотрансформаторов. ДОЛОТОВ А. Г., ТИМОФЕЕВСКИЙ Л. С, ПЯТ- КО В. Ю., ПЕТИН Ю. М. «Холодильная техника», 1991, № 5. Приведены некоторые результаты оценки энергетических и технико-экономических показателей абсорбционных водоаммиачных повышающих, понижающих и резорбционно-компрессионных термотрансформаторов в зависимости от изменения параметров внешних источников. На основании вариантных расчетов на ЭВМ определены области существования действительных термодинамических циклов и выявлены наиболее эффективные из них. Иллюстраций 4. Список литературы — 6 названий.