Текст
                    ISSN 0023-124X
Холодильная
Техника 9о


ф МОСКВА ВО "АГРОПРОМИЗДАТ" ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ И НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ ИЗДАЕТСЯ С ЯНВАРЯ 1923 года Холодильная 9^ leXHUKQ Ш. Ш% ШШШ1ВШШШШШШШШВ. 12 13 В НОМЕРЕ: Быков А. В., Галеев А. М. Принципы создания и перспективы развития холодильных машин и агрегатов с центробежными компрессорами ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА В ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯХ Ломакин В. Н., Чепурной М. Н. Нарастание инея на оребренных поверхностях Аннушкина Л. П. Инееобразование в оребренном воздухоохладителе при избыточном давлении воздуха Маринюк Б. Т. Расчет эффективности ребер в условиях инееобразования Чепурненко В. П., Хмаладзе О. Ш., Шевченко В. Э., Войтко А. А. Воздухоохладители типов ВО.АГ и ВО.БЛП За рубежом Шляховецкий В. М. Газодинамическое удаление инея с поверхности воздухоохладителя НОВОСТИ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Кроткое В. Н., Кудрашов А. Е., Дадыка Е. О., Омель- чук В. А. Новые аммиачные ресиверы НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ Васильев В. Я- Сравнение теплообменных поверхностей аммиачных воздушных конденсаторов Венгер К. П., Мотин В. В. Совершенствование многозонного азотного скороморозильного аппарата Мироненко В. К. Исследование температурного поля плотного штабеля груза в рефрижераторном вагоне ХОЛОД- НА СЛУЖБЕ АПК Рациональные системы охлаждения камер холодильников и плодоовощехранилищ Дейнего Г. П., Волков Л. С, Карабаджак В. Нм Ратнер Б. Е. Испытания камеры с батарейным охлаждением и теплозащитной рубашкой Екимов С. П. Механизированное охлаждаемое картофелехранилище Алёхин Н. Б. Система автоматического управления холодильной установкой, использующей естественный холод ОБМЕН ОПЫТОМ Ивасюк В. А., Вычужанин В. В. Электронный регулятор температуры Калюжный В. В. Осушительный патрон для холодильных установок В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУ Малиновский Е. К., Цыкало А. Л., Бартковская Ю. Ф., Куценко Г. Д. Ликвидация аварийных проливов жидкого аммиака с помощью природных сорбентов Изобретения 6, 17, 31, 43, 46 ЮРИДИЧЕСКАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ Гудумак В. М. Порядок рассмотрения трудовых споров ХРОНИКА Симпозиум по тепловым насосам В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА Дибирасулаев М. А., Соколова И. В. Рекомендации МИХ по замораживанию и хранению пищевых -продуктов Гак А. Холод и фреоны Гиндлин И. М. Из Бюллетеня МИХ СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ Кроткое В. Н., Кудрашов А. Е. Аммиачные ресиверы нового поколения ВАШ ДОМАШНИЙ ХОЛОДИЛЬНИК РЕФЕРАТЫ 16 18 20 24 27 32 3(> 38 41 42 44 48 51 IN ISSUE: Bykov A. V., Galeev A. M. Principles of Creation and Prospects of Development of Refrigerating Machines and Units with Centrifugal Compressors PROBLEMS OF INCREASING OF AIR COOLERS HEAT EXCHANGE EFFICIENCY Lomakin V. N., Chepurnoy M. N. Frost Building-up on Finned Surfaces Annushkina L. P. Frost Formation in Finned Air Cooler at Excess Pressure of Air Marinuk В. Т. Calculation of Fins Efficiency under Conditions of Frost Formation Chepurnenko V. P., Khmaladze O. Sh., Shevchenko V. E., Voitko A. A. Air Coolers of Types ВО. АГ and ВО.БЛП Abroad Shlyakhovetsky V. M. Gas-Dynamic Frost Removal from Air Cooler Surface NOVELTIES IN REFRIGERATING ENGINEERING Krotkov V. N., Kudrashov A. E., Dadyka E. 0., Omelchuk V. A. New Ammonia Receivers 18 SCIENCE, ENGINEERING, TECHNOLOGY Vasiliev V. Ya. Comparison of Heat Exchange Surfaces of Ammonia Air Condensers 20 Venger K. P., Motin V. V. Improvement of Multi-Zone Nitrogen Freezing Apparatus 24 Mironenko V. K. Investigation of Temperature Field of Dense Stack of Load in Refrigerated Truck 27 REFRIGERATION FOR AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX Rational Systems of Cold Rooms Refrigeration of Cold Stores and Fruit and Vegetable Stores Deinego G. P., Volkov L. S„ Karabajak V. N.. Ratner В. Е. Testing of Cold Room with Battery Refrigeration and Jacket 32 Ekimov S. P. Mechanized Refrigerated Potatoe Store 36 Alekhin N. B. Automatic Control System of Refrigerating Plant, Using Natural Cold PRACTICE EXCHANGE Ivasuk V. A., Vychuzhanin V. V. Electronic Temperature Controller Kaluzhny V. V. Drying Cartridge for Refrigerating Installations ASSISTANCE TO PRACTICAL WORKER Malinovsky E. K-, Tsykalo A. L., Bartkovskaya Yu. F., Kutsenko G. D. Liquidation of Accident Spills of Liquid Ammonia with the Help of Natural Sorbents Inventions 6, 17, 31, 43, LEGAL CONSULTATION Gudumak V. M. Order of Consideration of Labour Disputes MISCELLANY Symposium on Heat Pumps AT INTERNATIONAL INSTITUTE OF REFRIGERATION Dtbirasulayev M. A., Sokolova I. V. Recommendations of IIR on Freezing and Storage of Foods Gac A. Refrigeration and Freons Gindlin I. M. From Bulletin of IIR REFERENCE DATA Krotkov V. N., Kudrashov A. E. Ammonia Receivers of New Generation YOUR DOMESTIC REFRIGERATOR SUMMARIES ВО «Агропромиздат», «Холодильная техника», 1990
УДК 621.515.041.001.7 ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН И АГРЕГАТОВ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ КОМПРЕССОРАМИ Д-р техн. наук, проф. А. В. БЫКОВ, генеральный директор НПО «ВНИИхолодмаш» Канд. техн. наук А. М. ГАЛЕЕВ, генеральный директор НПО «Казанькомпрессормаш» Головной институт по холодильному машиностроению ВНИИхолодмаш и НПО «Казанькомпрессормаш» освоили в двенадцатой пятилетке серийное производство второго поколения фреоновых холодильных машин и агрегатов с центробежными компрессорами, предназначенных для химической, нефтяной, нефтехимической, газовой и ряда других отраслей народного хозяйства — крупных потребителей искусственного холода. Первые отечественные холодильные турбомашины были изготовлены в конце 50-х годов. С этого времени наша страна отказалась от поставок по импорту дорогостоящего холодильного оборудования. Чтобы поднять технический уровень холодильных турбомашин до мирового, в последующие годы была создана мощная научная, экспериментальная и производственная база: экспериментальные стенды, автоматизированное проектирование и исследование во ВНИИхолодмаше, современная технология изготовления и уникальная испытательная станция в НПО «Казанькомпрессормаш». За 30-летний период усилиями ученых и инженеров двух коллективов сформирована отечественная школа по созданию холодильных центробежных компрессоров и машин на их базе. Холодильные турбомашины и турбоагрегаты второго поколения по многим техническим решениям и параметрам выгодно отличаются от аналогичных конкурентоспособных зарубежных образцов. При создании холодильного оборудования второго поколения были учтены новые требования, предъявляемые к нему отраслями-потребителями. К этим требованиям в первую очередь относятся: увеличение холодопроизводительно- сти единицы оборудования; возможность работы при повышенных температурах конденсации; расширение температурного диапазона от + 14 до —70 °С; одновременное получение холода на двух и более температурных уровнях; соответствие уровней рабочих температур требованиям технологии; точное поддержание заданных температур при изменении внешних условий без значительных колебаний энергетических показателей; повышение надежности (наработка на отказ), обеспечивающей безостановочную работу в течение межремонтного периода; простота монтажа, обслуживания и отсутствие постоянного наблюдения. Выполнение указанных требований обусловило необходимость внедрения такой системы проектирования и изготовления нового холодильного оборудования, которая обеспечила бы снижение трудоемкости этих процессов. Основой создания системы явилось максимальное использование унифицированных элементов, включая проточную часть центробежных компрессоров. Это дало возможность в короткие сроки проектировать и изготовлять надежное оборудование с заданными рабочими характеристиками. Для конструкций из унифицирован-
ных элементов заранее известны характеристики и показатели надежности (нет необходимости проводить теплотехнические испытания каждого образца), что способствует ускорению серийного производства. Достаточным является испытание только базовых машин. Наиболее широко этот принцип был использован при разработке унифицированного ряда фреоновых холодильных машин типа ТХМВ, заменивших холодильные машины первого поколения типа ХТМФ. Новые машины охватывают больший диапазон по холодо- производительности (от 1,5 до 10 МВт), могут работать при повышенной (до 50 °С) температуре конденсации (тропический вариант исполнения) и температурах хладоносителя от — 20 до -j-10°C. Полностью автоматизированные холодильные машины этого ряда поставляются в виде готовых блоков, монтаж которых сводится к установке и обвязке на месте эксплуатации. При этом сокращаются подготовительные работы перед пуском. Возможны дистанционный пуск и управление их работой. Время обслуживания машины в смену не превышает 30 мин. Хо- лодопроизводительность изменяется в пределах от 100 до 30 % с помощью регулирующих аппаратов, установленных на входе в первую ступень компрессора. Основные элементы машин максимально унифицированы. Так, 13 типоразмеров двухступенчатых компрессоров, обеспечивающих работу холодильных машин на пяти температурных уровнях, выполнены в двух базовых корпусах (диаметры рабочих колес 0,35 и 0,48 м), с индивидуальной системой смазки для каждого базового корпуса. В проточной части компрессора использован только один тип межлопаточных каналов рабочего колеса с двумя вариантами покрывных дисков и различным углом наклона и комбинированный диффузор с двумя углами установки лопаток. Требуемые параметры проточной части для заданного режима работы обеспечиваются изменением ширины ступеней, угла установки лопаток диффузора, частоты вра- 1 щения ротора (предусмотрено шесть передаточных отношений мультипликаторов) и использованием двух хладагентов— R12 и R22. Такое конструкторское решение дало возможность значительно сократить технологическую оснастку для изготовления неподвижных элементов ступеней и ротора компрессоров. При создании компрессоров принят ряд новых конструктивных решений, повысивших точность и качество изготовления важнейших узлов, обеспечивающих их взаимозаменяемость и надежность уплотнения разъема корпуса. В первую очередь — это изготовление корпуса без горизонтального разъема, установка встроенного планетарного мультипликатора, что, в свою очередь, позволило сократить массу и габариты компрессора и применить единую систему смазки компрессора и привода, в которой масло находится под давлением хладагента и не контактирует с воздухом. Фреоновые холодильные машины укомплектованы испарительно-конден- саторными агрегатами трех базовых вариантов, имеющими одинаковую теп- лоп^редающую поверхность, изготовленную из оребренных трубок. Хладагент подается в межтрубное пространство. Теплообменные аппараты могут быть двух- и четырехходовыми по охлаждающей воде и хладоносите- лю, что наряду с 13 типоразмерами компрессоров дает возможность выпускать 52 модификации холодильных машин и наиболее полно удовлетворять требованиям заказчиков. Холодильная машина 10ТХМВ-800-2 холодопроизводительностью 9,5 МВт, установленная на Курском ПО «Хим- волокно», показана на фото (см. с. 2 обложки). Новые принципы проектирования и технические решения, принятые при разработке холодильных машин типа ТХМВ, значительно сократили сроки их освоения. Период подготовки (создание исследовательской базы, проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ) составил 5,5 лет, а серийное производство было освоено за 2,5 года.
Внедрение в практику системы создания холодильных машин позволило выполнять в короткие сроки (в течение 1,5...2,0 лет) индивидуальные заказы на холодильные турбоагрегаты. Это значительно повысило эффективность их использования в технологических линиях. Для изготовления по индивидуальным заказам турбоагрегатов, работающих на различных хладагентах, созданы базовые двухсекционные компрессоры с оппозитным расположением секций. Предусмотрены три корпуса с диаметром колес 0,35, 0,48 и 0,6 м. На входе каждой секции установлен регулирующий аппарат, обеспечивающий регулирование холодопроизводи- тельности в диапазоне от 100 до 50%. Секции в компрессорах двухступенчатые, а в компрессоре с колесами диаметром 0,48 м вторая секция может быть трехступенчатой с дополнительным подводом пара в третью ступень. Центробежный компрессор в базовом корпусе АЦ4.1 с рабочим колесом диаметром 0,48 м показан на фото (см. с. 2 обложки). Конструкции базовых компрессоров рассчитаны на высокие обороты, окружная скорость рабочих колес (до 400 м/с) зависит от их прочности при сжатии легких газов, а тяжелых — от условного числа Маха, которое ограничено допустимым снижением эффективности проточной части значением Mw=l,36. Такой подход позволяет сократить число ступеней, например, при сжатии углеводородов до четырех при температурах кипения /0 = —40 °С и конденсации /К = 50°С, а при сжатии аммиака до пяти ступеней при /0== = — 30 °С, гк = 50°С. Проточные части каждого корпуса базового компрессора также унифицированы по принятому принципу. Отработанные с применением ЭВМ методы расчета и проектирования компрессоров в сочетании с возможностями, заложенными в их базовые конструкции (по варьированию окружных скоростей, предельного давления и температурных режимов работы), Схема пропанового турбокомпрессорного агрегата 1ЛЦ55. 3-02-3: 1 — компрессор, подключенный к системе охлаждения с /о= —14,5 °С; 2 — компрессор, подключенный к системам охлаждения с /0 = —35, +14 °С; 3 — мультипликатор; 4 — электродвигатель; 5 — блок воздушных конденсаторов; 6 — линейный ресивер; 7 — сепаратор; 8 — запорно-регулирующие затворы; 9 — входной регулирующий аппарат (встроен в компрессор) обеспечили оптимизацию конструктивных решений при разработке турбоагрегатов уже на стадии согласования технического задания. При этом, как показывает практика работы с заказчиками, появилась возможность оптимизации не только параметров турбоагрегатов, но и сопряженных с их работой параметров технологических процессов объекта хладоснабжения. Пример такого решения — пропано- вый турбоагрегат 1АЦ55.3-02-3 (см. рисунок), предназначенный для охлаждения и низкотемпературной сепарации попутного нефтяного газа в комплектной технологической линии нефтяного месторождения. Турбоагрегат работает на три температуры кипения: —35, —14,5 и + 14 °С при температуре конденсации /к = 50 °С. Его отличительная особенность — двухкорпусное исполнение с рабочими колесами диаметром 0,6 м и единым приводом мощностью 8,0 МВт на оба корпуса. Температуры кипения —35 и +14 °С получают с помощью двухступенчатых секций, расположенных в первом корпусе, холодо- производительностью 4,2 и 1,4 МВт. Температура кипения —14,5 °С обеспечивается параллельной работой двух одинаковых двухступенчатых секций, расположенных во втором корпусе, хо- лодопроизводительностью 9,7 МВт. 4
В проточной части всех секций использованы унифицированные ступени, освоенные при создании базовых корпусов и отличающиеся от них только относительной шириной. Сопоставление параметров турбоагрегата 1А Ц55.3-02-3 и турбоагрегата фирмы «МАН ГХХ» (ФРГ), выполненного шестиступенчатым в одном корпусе, показывает, что при одинаковых энергетических показателях на расчетном режиме двухкорпусное исполнение позволяет существенно повысить эффективность на режимах, отличных от расчетного, благодаря применению входных регулирующих аппаратов. Кроме того, изготовление двухкорпус- ного турбоагрегата не требует разработки новых технологий. Это позволяет сократить сроки поставки. Преимущества указанных принципов создания холодильных турбоагрегатов по индивидуальному заказу нашли отражение в планах НПО «Ка- занькомпрессормаш». Если в 1989 г. был выполнен один индивидуальный заказ (однокорпусной агрегат), то на 1991 гг. планируется выпустить десять, включая турбоагрегаты двухкорпусного исполнения, что составляет более 50 % годового объема производства турбоагрегатов. В настоящее время создается научно-конструкторский задел для машин третьего поколения. Прорабатываются принципиально новые технические решения, в первую очередь направленные на повышение энергетических параметров машин, совершенствование их проточной части. ВНИИхолодмаш совместно с НПО «Казанькомпрессормаш» проводит широкие исследования унифицированных ступеней с пространственными рабочими колесами и отрабатывает технологию их изготовления. Уже внедрена линия по изготовлению литых пространственных колес, создается участок с пятикоординатными фрезерными станками с программным управлением. Результаты исследования модельных ступеней с пространственными рабочими колесами показывают возможность повышения эффективности на 2...4 % по сравнению с существующими ступенями. Предусматривается замена запрещенного к использованию Монреальским Протоколом хладагента R12 на хладагент R22, который применяется сегодня только в машинах холодопро- изводительностью более 4 МВт. Отказ от R12 значительно усложняет решение задачи создания машин холодопроизводительностью менее 4 МВт и требует новых подходов к унификации основного элемента — компрессора. Это вызвано меньшей молекулярной массой и большей удельной объемной холодопроизводительностью хладагента R22. В результате приходится уменьшать геометрические параметры рабочих колес и резко увеличивать частоту вращения ротора. Эту проблему предполагается решать путем применения высокочастотных электродвигателей с регулируемой частотой вращения ротора. Компрессор будет двухступенчатым с оппозитным расположением ступеней и с консольными рабочими колесами на валу электродвигателя. Такая компоновка компрессора позволит установить регулирующие устройства в каждой ступени компрессора, что повысит эффективность компрессора на нерасчетных режимах работы. Решаются варианты применения входных регулирующих аппаратов или поворотных лопаток комбинированного диффузора. Ведутся работы со специализированными организациями по созданию электродвигателя с магнитными подшипниками, охлаждаемого жидким хладагентом, и статического преобразователя частоты. Применение магнитных подшипников и отсутствие мультипликаторов позволит отказаться от системы смазки компрессора и значительно сократить его массогабарит- ные показатели. Кроме того, это будет способствовать реализации моноблочного исполнения холодильной машины в целом. Оценка эффективности такого привода (с учетом потерь в преобразо- 5
вателе и электродвигателе) показывает, что по сравнению с существующими конструкциями, имеющими встроенный мультипликатор, ее можно повысить на 2...4 %. С ростом эффективности проточной части ожидаемое увеличение эффективности холодильной машины, на расчетном режиме составит 5...7%. Система автоматического управления перспективными машинами предусматривает использование микропроцессорной техники. При этом программное обеспечение управления создается из условия минимального потребления мощности на нерасчетных режимах работы изменением частоты вращения ротора и поворотом лопаток регулирующих аппаратов. Ожидаемое общее повышение в этом случае эффективности холодильных турбомашин по сравнению с машинами типа ТХМВ составит 25 %. Высокий уровень знаний широкого круга специалистов в области холодильного турбомашиностроения и развитая экспериментально-производственная база обеспечивают создание холодильных машин с центробежными компрессорами на требуемом техническом уровне. ИЗОБРЕТЕНИЯ A1) 1495601 E1L F 25 В 11/00 B1L316252/23- 26 B2) 15.10.87 G1) МВТУ им. Н. Э. Баумана G2) В. В. Игнатов, В. П. Леонов, В. Н. Михуш- кин, В. М. Филиппов E3) 621.575 E4) E7) ВОЗДУШНАЯ ТУРБОХОЛО- ДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая циркуляционный контур, в который включены турбокомпрессор и турбина, расположенные на одном валу, трехполостной теплообменник и сепаратор с линией слива конденсата, подключенный на входе к первой полости теплообменника, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, установка дополнительно содержит водяную емкость и сообщенный с ней жидкостной линией увлажнитель, который включен в циркуляционный контур между выходом второй полости теплообменника, вход которой соединен с атмосферой, и входом его третьей полости, выход которой подключен к входу компрессора, при этом выход сепаратора подключен к входу турбины, а линия слива конденсата подключена к жидкостной линии. ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА В ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯХ УДК 621,565.945:551.57.001.24 НАРАСТАНИЕ ИНЕЯ НА ОРЕБРЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ В. Н. ЛОМАКИН ВНИКТИхолодпром Канд. техн. наук М. Н. ЧЕПУРНОЙ Винницкий политехнический институт Слой инея, образующийся в процессе эксплуатации на поверхности промышленных оребренных воздухоохладителей, во-первых, действует как тепловой изолятор, снижая интенсивность передачи теплоты через оребренную поверхность, и, во-вторых, сужает живое сечение для прохода воздуха, уменьшая производительность вентилятора. И то, и другое обусловливает уменьшение холодопроизводительности установки и необходимость периодической очистки поверхностей теплообмена. Последнее связано с простоем воздухоохладителей и дополнительной затратой энергии, что приводит к удорожанию вырабатываемого холода. Это предопределило внимание исследователей к процессу инееоб- разования [1, 3, 4]. Тем не менее число исследований, посвященных изучению работы промышленных воздухоохладителей в условиях эксплуатации, невелико. Полученные в них соотношения либо не учитывают ряда факторов, либо включают величины, которые трудно определить в реальных условиях, например, температуру непрерывно изменяющейся поверхности инея, парциальное давление водяных паров у его поверхности и пр. В этой связи была поставлена задача более подробно изучить процесс нарастания инея на оребренных поверхностях. На экспериментальной установке [5] был испытан воздухоохладитель с коридорными пучками труб и пластинчатыми ребрами толщиной 0,4 мм. Наружный диаметр труб 25 мм, шаг между трубами 75, а шаг оребрения 20 мм. Заданную температуру оребренной поверхности поддерживали с помощью автономной холо-
Теплообменные аппараты в камерах термической обработки пищевых продуктов, а также в установках осушки воздуха работают в условиях образования инея на их теплопередающей поверхности. При проектировании таких аппаратов необходимо знать закономерности этого процесса. В представленных статьях авторы дают рекомендации по расчету указанных аппаратов в условиях инееобра- зования. Кроме того, описывается зарубежный опыт по удалению инея с теплопередающей поверхности. дильной машины, требуемые температуру и влажность — подогревателем и увлажнителем. Воздух в воздухоохладитель подавался центробежным вентилятором с электроприводом постоянного тока, позволяющим плавно регулировать частоту его вращения. Испытания проводили при температуре поступающего воздуха /„= + 10...—15 °С, температурном напоре А^в = 5...20 °С, массовой скорости воздуха шрв = 2... 13 кг/(с-м2), его относительной влажности <р = 0,65.. .0,95. Определяли: температуру стенок труб, ребер и воздуха с помощью термопар, подсоединенных к низкоомному потенциометру, внутри слоя — гребенкой термопар, расположенных в шахматном порядке с шагом 0,5 мм, среднюю температуру оребренной поверхности по показаниям термопар, заделанных в пяти различных точках ребра обоснования до вершины, расход воздуха с помощью предварительно протарированных сопел, толщину незамерзающего слоя микрометром, среднюю массу инея на оребренной поверхности по количеству конденсата после его оттаивания. Помимо этого отбирали пробы инея калиброванной трубкой с острыми кромками с поверхности труб и ребер в различных точках. По измеренному объему и массе взятых образцов находили его плотность и скорость намораживания инея. Средний тепловой поток рассчитывали из теплового баланса хладагента и хладо- носителя. Продолжительность работы воздухоохладителя на каждом режиме составляла не менее 16 ч. Визуальными наблюдениями установлено, что образование инея начинается прежде всего у основания ребер, т. е. в местах с наибольшей разностью температур и неоднородностью поверхности. В начальный период работы (т<0,5 ч) поверхность слоя инея весьма неоднородна, имеет шероховатую структуру, в связи с чем трудно измерить его толщину 6И. Поэтому экстраполяция экспериментальных данных к нулевому моменту времени является приближенной. При т>1 ч процесс нарастания слоя инея становится более упорядоченным, неровности на его поверхности сглаживаются и аномалии толщины по высоте ребра практически отсутствуют. Толщина слоя инея больше на начальном участке, длина которого /о по ходу воздуха составляет около 300 мм, и убывает по глубине аппарата. Установлено, что интенсивность намерзания слоя инея зависит в основном от массовой скорости и влажности воздуха, температуры оребренной поверхности и продолжительности работы воздухоохладителя. Для рассматриваемого интервала температур поступающего воздуха их влияние на интенсивность нарастания инея несущественно, что согласуется с [4], но и несколько расходится с [3, 7]. Более значительно влияние температуры оребренной поверхности, с понижением которой темп роста толщины и массы инея увеличивается. Подобное явление наблюдали в [3, 6, 7]. На этом основании для учета влияния температурного режима на процесс инееобразования был введен коэффициент С/, равный отношению температур оребренной поверхности и поступающего воздуха в аппарате. Значение Ct в ходе экспериментов изменялось от 0,84 до 0,98. Результаты исследований показывают, что во всех режимах масса намораживаемого инея линейно зависит от продолжительности работы воздухоохладителя. Такая зависимость удовлетворительно описывается прямой, проходящей через начало координат, т. е. допускает экстраполяцию к нулевому моменту времени, что подтверждается [1—3, 7]. Это означает, что при заданных и неизменных параметрах работы воздухоохладителя интенсивность нарастания массы инея на единице поверхности за единицу времени остается постоянной. Характер изменения интенсивности образования инея / (массовой скорости осаждения инея) показан на рис. 1: / = Д?и/Дт,
JW*hz/DM2) 0,6 0,7 0,8 0,3 (f Рис. 1. Зависимость интенсивности образования инея / от относительной влажности воздуха ф и массовой скорости воздуха wqb: l — WQB=2y6 кг/(с-м2); С,= 0,95; 2 — 6; 0,95; 3 — 6; 0,91; 4 — 6; 0,87 О ? 8 12 16 Г, ч Рис. 2. Изменение толщины слоя инея био на начальном участке во духоохладителя по времени т при (шдв)»6 кг/(с-м2): 1 — ф=0,7; С,= 0,95; 2 — 0,7, 0,91; 3 — 0,8, 0,95; 4 — 0,9, 0,95; 5 — 0,96, 0,95; 6 — 0,9, 0,96; 7 — 0,85, 0,90; 8 — 0,72, 0,93; 9 — 0,95, 0,92. 0 2 4* 6 в дио где Ag« — изменение массы инея на единице поверхности, кг/м2, за промежуток времени Лт, ч. Приведенные результаты дают представление о влиянии параметров ф, wpB и Ct на процесс инееобразования. По результатам обработки экспериментальных данных выведена формула для определения /: / = 0,075(шрв)°-25(р4-5=СГ4. A) Из A) видно, что влияние массовой скорости воздуха на интенсивность нарастания инея меньше, чем на плотность теплового потока. Это подтверждает мысль [3], что в процессе инееобразования решающую роль играют диффузионные процессы. Темп роста толщины слоя инея неодинаков во времени. Он больше в начальный период работы воздухоохладителя (т<3 ч) и снижается по мере увеличения т. Скорость утолщения слоя инея в начальный период высока, так как он образуется при низкой плотности [1, 5]. В дальнейшем происходит уплотнение слоя, но для такого же увеличения толщины требуется уже большее количество водяных паров, в результате чего скорость нарастания слоя замедляется. Поскольку толщина слоя инея изменяется по длине аппарата, в качестве базового ее значения была принята толщина 6ио на начальном участке. Текущие значения 6ио показаны на рис. 2. Здесь в качестве базовой массовой скорости воздуха принято значение {wpB) ^ ^6 кг/(с- м^). Сопоставление наших результатов с данными [2, 3, 6, 7] показало, что их расхождение не превышает 4=11%. Результаты [2] оказались завышенными для периода т<8 ч и заниженными при т>8 ч. По данным [2], хотя они и рекомендуются для практики, толщина инея не может превышать 3,6 мм, что не подтверждается другими экспериментами. В результате обобщения опытных данных получено соотношение для расчета толщины слоя инея 6„0, мм, на начальном участке: би0=1,1(шрв)а12усг3т0'5, B) которое учитывает влияние всех основных факторов на процесс инееобразования и более удобно для практических расчетов, чем аналогичные формулы в [2, 3, 7]. Выражение B) согласуется с зависимостями [1, 7], полученными как теоретически, так и экспериментально. В этих Рис. 3. Номограмма для определения б, 8
публикациях, как и в [2, 4], отмечено некоторое влияние массовой скорости воздуха на утолщения слоя инея, которое не было обнаружено в других исследованиях. Однако в [2, 4] было установлено более существенное влияние этого фактора. Анализ A), B) позволяет предполагать, что процессы утолщения и уплотнения слоя инея протекают идентично во времени, причем в каждом из них поглощается примерно половина сконденсировавшейся влаги. К такому же выводу пришли ранее и авторы [1]. Тем не менее, речь может идти лишь об осредненных значениях толщины 6к и,плотности ри слоя, поскольку значение 6и зависит от длины оребренной поверхности. Поэтому следует считать, что в воздухоохладителях различной длины текущие значения 6ио и рио могут отклоняться от указанной закономерности. Для упрощения расчетов по B) и экспресс-оценки толщины слоя инея в воздухоохладителях при их эксплуатации построена номограмма (рис. 3). Как отмечалось ранее, толщина намораживаемого слоя уменьшается по глубине аппарата. Это объясняется тем, что по мере нарастания слоя инея влагосодержа- ние воздуха по ходу снижается. На рис. 4 представлены зависимости изменения толщины слоя инея при различных значениях исходной относительной влажности воздуха. Из рис. 4 следует, что по мере снижения ф неравномерность утолщения слоя инея несколько возрастает. Выяснено, что шрв и С, не оказывают сколько-нибудь заметного влияния на характер изменения толщины слоя инея по длине аппарата. Аппроксимируя зависимости, приведенные на рис. 4, получили формулу для определения с точностью до ±2,1 % текущей толщины слоя инея: 6и.т==6и/6и0=A-0,05ф-2'5/Л75), C) где L = L/lo\ L — длина воздухоохладителя. Сопоставить C) с результатами других исследований, к сожалению, не представилось возможным из-за отсутствия в литературе аналогичных данных. Расчет по C) немаловажен для воздухоохладителей с переменным по длине шагом оребрения. Полученные результаты являются необходимой предпосылкой при разработке конструкций оребренных воздухоохладителей, эксплуатируемых в условиях инееобра- зования, а также при оценке оптимальных условий их работы. $и. г 0,98 0,98 0,9? 0,92 0,90 0,98 4^S / J • "^ iv /' Jf ^ч • ^ О^ч + N oS Т / 8 L 7 Ц5 Рис. 4. Изменение толщины слоя инея по длине воздухоохладителя: / _ ф=0,7; 2 - 0,8; 3 - 0,9; 4 - 0,96 Список литературы 1. Джонс Б., Паркер Д. Образование инея при изменении параметров окружающей среды // Теплопередача. 1975, № 2. 2. Иванова В. С. Нарастание инея в зависимости от условий эксплуатации воздухоохладителей // Холодильная техника. 1978, № 9. 3. Уайт Д., Кремерс К. Расчет параметров, определяющих нарастание слоя инея в условиях вынужденной конвекции // Теплопередача. 1981, № 7. 4 D u m i n i 1 M. // Revue generale du froid. 1988, III, V. 78, pp. 93—100. 5. Lomakin V. N., Mednikowa N. M., Chepurnoy M. N. // XVI Inter. Congress of Refrigeration. Paris. 1983. B2-024, pp. 112— 118. 6 Lotz H. // Kaltetechnik-Klimatesierung. 1971, № 85, s. 208—217. 7. Shnider H. W. // J. of Heat and Mass Transfer. 1978, V. 24, pp. 1019—1024. УДК 536.421:621.565.945 ИНЕЕОБРАЗОВАНИЕ В ОРЕБРЕННОМ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЕ ПРИ ИЗБЫТОЧНОМ ДАВЛЕНИИ ВОЗДУХА Л. П. АННУШКИНА Для осушения большого количества воздуха методом вымораживания влаги на теп- лопередающей поверхности воздухоохладителя используют турбокомпрессорные машины. Процесс протекает при избыточном давлении воздуха. Чтобы разработать эффективные конструкции воздухоохладителей и выбрать
оптимальные условия их эксплуатации, необходимо знать закономерности инее- образования. Однако в литературе отсутствуют какие-либо сведения о влиянии избыточного давления воздуха как на динамику этого процесса, так и на теплофизические свойства инея. Автором были исследованы тепловые и гидравлические характеристики промышленного воздухоохладителя, работающего в условиях инееобразования при избыточном давлении воздуха. Теплопередающая поверхность воздухоохладителя выполнена из биметаллических трубок (сталь — алюминий) длиной 0,8 м, оребренных методом накатки (рис. 1). Наружный диаметр несущей трубки 29 мм, шаг ребер 13, их высота и толщина соответственно 18 и 1,2 мм. Коэффициент эффективности ребер т}р = 0,85, что свидетельствует о их хорошем контакте с поверхностью несущей трубки. Расположение трубок шахматное, продольный и поперечный шаг между ними в пучке соответственно 70 и 76 мм. Общее число трубок в ряду 24. Теплопередающая поверхность аппарата состоит из 17 двухрядных секций, снабженных поддонами для сбора конденсата. Секции расположены последовательно по глубине воздухоохладителя. Подача рассола в них параллельная. Испытания проводили при температуре воздуха на входе в аппарат 4 °С, охлаждающего рассола —32 °С, расходе воздуха 3 кг/с, его давлении на входе 0,18 МПа. Максимальная продолжительность испытания 2 ч. Характеристики процесса тепломассообмена, а также аэродинамическое сопротивление определяли по секциям. Влияние нарастающего слоя инея на теплоотдачу учитывали, во-первых, путем пересчета свободного сечения и скорости воздуха в каждой секции и, во-вторых, введением условного коэффициента теплоотдачи, отражающего влияние на этот процесс вла- говыпадения и толщины слоя инея [2]: __ 1 &уел — —j , где ав — коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности воздухоохладителя; | — коэффициент влаговыпадения; /?и — термическое сопротивление слоя инея, /?и = 6иДи, Зи, К — толщина и теплопроводность слоя инея. Рис. 1. Биметаллическая оребренная трубка При расчете учитывали изменение по глубине воздухоохладителя плотности воздуха вследствие уменьшения его давления из-за аэродинамических потерь. Блок-схема (рис. 2) программы расчета воздухоохладителя составлена совместно с сотрудниками кафедры теоретических основ хладотехники ЛТИХПа. Расхождение полученных экспериментальных данных по теплообмену с расчетными не превышало 15% для всего периода испытаний. В процессе их не было зарегистрировано интенсификации теплоотдачи в начальный период, что характерно для работы воздухоохладителей при атмосферном давлении и подаче воздуха с помощью вентиляторов [3]. Это явление может быть объяснено меньшей шероховатостью инея, образующегося в начальный период работы воздухоохладителя при избыточном давлении. Динамику образования инея в начальном ряду устанавливали фотографированием поверхности через различные проме- to
Ввод исходных данных 1 = 1 1 = 2 i Расчет тепло- и массо- обмена со стороны воздуха для i-он секции т Аэродинамический расчет i-ой секции Ркон = р; i = i-1>2 Вывод результатов расчетов i = i + 1 Конец Рис. 2. Блок-схема программы расчета воздухоохладителя: i, j — номера секций; ркон — конечное расчётное давление воздуха в секции %0 3,0 2,0 1,0 2,0 ио 0^0 \ \\ V /!?кон д Z * 6 BNceKii жутки времени непрерывной работы воздухоохладителя. Для расчета теплообмена в условиях инееобразования, помимо толщины слоя инея, необходимо знать его теплопроводность, которая однозначно связана с плотностью [3, 4]. Плотность определяли с помощью установки, в которой иней намораживали на одиночной горизонтальной трубке диаметром 25X2 и длиною 130 мм при поперечном натекании потока воздуха с такими же параметрами, как и на входе в исследуемый воздухоохладитель. Температура рассола, поступающего в трубку, была —32 °С. По окончании испытаний фотографировали трубку для определения толщины слоя инея. Затем иней соскабливали и взвешивали. Для условий испытания плотность инея составила 120... Й0 кг/м3. Динамику образования инея, т. е. изменение его толщины 6И, по глубине воздухоохладителя LBO определяли расчетным путем с учетом плотности инея, а также количества конденсата, собранного с каждой секции (рис. 3). Некоторое количество конденсата после оттаивания остается на трубках, поэтому таким путем можно получить лишь относительное представление о динамике инееобразования в аппарате. Вследствие ряда принятых допущений предусматривалась возможность некоторого расхождения экспериментальных данных,, с расчетными. Для количественной оценки этого расхождения по окончании опытов фотографировали начальный ряд трубного пучка. Установлено, что толщина слоя инея, образующегося на поверхности начальной секции, близка к расчетной (расхождение до 20%). Аэродинамический расчет воздухоохладителя проводили по известным зависимостям для оребренного трубного пучка [1]. Результаты расчета и экспериментов удовлетворительны, хотя и наблюдали увеличение измеренных значений по сравнению с расчетными на 20...30 %, что связано со сложностью протекания нестацио- Рис. 3. Изменение толщины слоя инея бин и количества конденсата ?конд по глубине воздухоохладителя при давлении воздуха на входе рв=0,18 МПа, его температуре tB=4 °C, расходе воздуха GB=3,0 кг/с, относительной влажности <р=100% (т=/ ч)
нарных процессов в воздухоохладителе и отсутствием универсальных методов их расчета. Испытания показали: биметаллические трубки, оребренные методом накатки, при избыточном давлении обладают высокими адгезионными и тепловыми свойствами. Список литературы 1. Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод. Изд. 3-е под ред. С. И. Мочана. Л.: Энергия, 1977. 2. Го гол и н А. А. Кондиционирование воздуха в мясной промышленности. М.: Пищепром- издат, 1966. 3. Напалков Г. Н. Тепломассоперенос в условиях образования инея. М.: Машиностроение, 1983. 4. Явнель Б. К. Исследование коэффициентов тепло- и массообмена продольно обтекаемой пластины при инееобразовании // Холодильная техника. 1968, № 11. УДК 621.565.945:551.57.001.24 РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕБЕР В УСЛОВИЯХ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ Канд. техн. наук Б. Т. МАРИНЮК Московский институт химического машиностроения Существующие рекомендации по тепловому расчету воздухоохладителей, батарей, теплообменников-вымораживателей и других аппаратов в условиях образования инея чаще всего основаны на экспериментальных данных по его термическому сопротивлению на ребре (или на охлаждаемой поверхности стенки). Однако такие данные получены в основном для ограниченного диапазона параметров внешней и внутренней сред. Опубликованные эмпирические формулы для нахождения толщины слоя инея на ребрах по тем же причинам носят ограниченный диапазон использования. Автор предлагает рассчитывать эффективность ребра в условиях инееобразова- ния без учета эмпирических данных по термическому сопротивлению слоя инея, при этом геометрический фактор оребрения определяют по методу А. А. Гоголина [1]. Термическое сопротивление слоя инея на плоской поверхности определяется отношением его толщины б к коэффициенту теплопроводности к. Значение б можно вычислить по приближенной формуле, приведенной в [2]. Средний коэффициент теплопроводности слоя инея к находим по приближенной формуле: A,=3,17.1(rV, A) где q — средняя плотность слоя инея, кг/м3. Считая справедливой аналогию между тепло- и массообменом и выражая значения средней плотности через массу инея, образованного на момент времени т, и его толщину б, получаем уравнение для термического сопротивления слоя инея: Т ~~ oL[L(d*-dn.„) + 2{U-tn.„)cpy [) где ср —удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К); ^п.и, (ст, tB — температура поверхности инея, стенки и воздуха, вдали от стенки, °С; а — коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности инея, Bt/(m2-K); L — теплота фазового перехода воды в кристаллы инея, Дж/кг; dB, dnH — влагосодержание воздуха вдали от стенки и у поверхности инея, кг/кг. С учетом B) среднюю температуру поверхности стенки ребра и, следовательно, его эффективность находим из равенства: =ш[4УОЙ^]' C) где h — высота ребра, м; | — коэффициент инеевыпадения, Ср\1в /п.и/ Ск — коэффициент контакта ребра с несущей поверхностью; бр — толщина стенки ребра, м; кр — коэффициент теплопроводности материала ребра, Вт/(м-К); ^осн —температура основания ребра, °С. Для проверки соответствия результатов расчетов по полученным соотношениям с экспериментальными данными были определены значения термического сопротивления слоя инея, а на их основе — эффективность ребер, работающих в условиях инееобразо- вания. На рис. 1 сопоставлены расчетные и экспериментальные данные по термическому со-
•%-У-н/З/Л °>0ZVi<L 0,015 УгЛ o,oi r-j<t v=5,9m/c% tB-2y гг=3,9м/с, t§ =-2°C JpiimTjJ Расчет* -j LI L 8 10 Г,ч Рис. I. Среднее по ребру термическое сопротивление слоя инея: / — квадратное ребро; 2,3 — круглые ребра диаметром соответственно 133 и 98 мм; и, tB — скорость и температура воздуха инея, образованного на охлаждаемой поверхности плоских стенок и ребер, и определить эффективность ребер практически без использования опытных данных, что особенно важно при проектировании камерных батарей и воздухоохладителей. Список литературы I. Гоголин А. А. Кондиционирование воздуха в мясной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1966. 2. М а р и н ю к Б. Т. Учет термического сопротивления инея при расчете теплообменных аппаратов // Холодильная техника. 1989, № 4. 3. Я в не ль Б. К. Влияние инея на теплопередачу ребер // Холодильная техника. 1969, № 9. противлению слоя инея для круглых и квадратного ребер, выполненных из латунного листа толщиной I мм. Диаметр круглых ребер 98 и 133 мм, сторона квадрата ребра 120, диаметр несущей трубы в обоих случаях 38 мм. • Учитывая, что формула B) носит приближенный характер, расхождение данных экспериментов с результатами расчетов по термическому сопротивлению слоя инея можно считать вполне удовлетворительным как для круглых, так и квадратного ребер. Оно составляет в среднем 20...25 %. На рис. 2 нанесены расчетные и экспериментальные кривые по эффективности ребер, которые представлены в виде отношения Е/Ео. Расхождение экспериментальных и расчетных данных на участке стабилизации теплового потока находится в пределах точности постановки опытов и не превышает 20 %. Полученные результаты показывают, что с помощью уравнений B) и C) можно рассчитать термическое сопротивление слоя Рис. 2. Эффективность круглых ребер: / — ребро диаметром 98 мм; 2 — ребро ром 133 мм УДК 621.565.945 ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛИ ТИПОВ ВО.АГ И ВО.БЛП Д-р техн. наук, проф. В. П. ЧЕПУРНЕНКО, канд. техн. наук О. Ш. ХМАЛАДЗЕ, В. Э. ШЕВЧЕНКО, А. А. ВОЙТКО Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики Аммиачные постаментные антресольные "воздухоохладители ВО.АГ (рис. 1) и подвесные ВО.БЛП (рис. 2) предназначены для охлаждения воздуха до +5...—30 °С в камерах холодильной обработки пищевых продуктов производственных и распределительных холодильников. Климатическое исполнение У4 по ГОСТ 15150—69. Разработан комплект нормативно-конструкторской документации на воздухоохладители типов ВО.АГ и ВО.БЛП с различной площадью теплообменной поверхности. В комплект документации входят: комплекты чертежей, ТУ 28 УССР 259—86, изменение к ТУ 28 УССР 259—86 № 1, карты технического уровня и качества продукции, паспорта. Основные элементы воздухоохладителей максимально унифицированы. Аппараты различаются между собой площадью теплообменной поверхности и одним из габаритных размеров. Техническая характеристика аппаратов представлена в табл. 1. Основные детали крепят друг с другом сваркой или болтами. 13 1111
\ 1 1 III III +ш± J w_^ г Н ч==? ч=? 1 1 1 /... —1 -—у «J * 2 р<^ТГ #//, Щ%У^Талая\\ у 1300 ^ — >Н- i 11' III у ; N— Н—И I i ii I I i zoo «— Вид А В о да,Л у W Воздух l. м Ш^ Рис. 1. Общий вид воздухоохладителей типа ВО. АГ: / — теплообменная поверхность 2 — диффузор; 3 — поддон; 4 — вентиляторный узел Теплообменная поверхность собрана из модулей, состоящих из оребренных труб, соединенных калачами. Оребрение изготовлено методом литья под давлением. Расположение труб шахматное. Основные геометрические параметры приведены в табл. 2. Иней с теплообменной поверхности удаляют, подавая горячие пары аммиака в оребренные трубы. В аппаратах типа ВО.АГ поверхность дополнительно орошают теплой водой. Толщина слоя инея не должна превышать 3,0...3,5 мм. 1880 ЗуМ Талая вода собирается в поддоне, изготовленном из листовой стали и неравнобо- кого уголка, и удаляется через сливной патрубок (диаметром 108X4 мм), расположенный в нижней точке поддона. Для предотвращения замерзания воды в поддоне (ВО.БЛП) предусмотрены трубчатые электронагреватели (ТЭНы). Рис. 2. Общий вид воздухоохладителя типа ВО.БЛП (обозначения см. рис. 1) в и IP 1 щ \ГВода \\VyM К \з h* -in | 1 {U-И П Г ш и ^ >.
Таблица 1 Показатели Номинальный тепловой поток*, кВт (ккал/ч) Теплообменная поверхность**, м2 Диапазон температуры кипения, °С Мощность вентилятора (потребляемая), не более, кВт Марка вентилятора Число вентиляторов Суммарный расход воздуха, тыс. м3/ч Число рядов труб по ходу воздуха общее с шагом ребер, мм 20 16 13 в поперечном сечении Шаг труб в поперечном сечении, мм Мощность ТЭНов для обогрева поддона, кВт Номинальное напряжение, В Масса, не более, кг Удельная масса, не более, кг/м2 Удельный тепловой поток, кВт/м2 ВО.АГ.230 45 C8 700) 231 5,5 Ц4-70 № 8 1 35±2 18 — 12 6 16; 12 90; 120 — 2470 10,7 0,2 ВО.АГ.300 60 E1600) 308 6,5 Ц4-70 № 10 1 47±2 24 — 16 8 16; 12 90; 120 — 3100 10,1 0,2 Марка воздухоохладителя ВО.БЛП.50 10 (8600) 50 —5...—40 0,6 2 8±1 6 — 2 4 6 60; 120 1,0 220/380 350 7 0,2 * При в=10°С допускается отклонение на ±20%. ** Допускается отклонение на ±8 % ВО.БЛП.65 13 A1 200) 65 1,0 2 П±1 8 4 2 2 6 60;120 1,5 432 6,7 0,2 ВО.БЛП.70 14 A2 000) 70 1,0 06-300 № 4 2 Н±1 8 6 2 — 6 60;120 1,5 440 6,3 0,2 ВО.БЛП.100 20 A7 200) 100 1,5 2 16-И 12 6 2 4 6 60;120 2,0 627 6,3 0,2 Марка воздухоохладителя Та блица 2 Размеры, мм (см. рис 1,2) К н и ВО.АГ.230 ВО.АГ.300 ВО.БЛП.50 ВО.БЛП.65 ВО.БЛП.70 ВО.БЛП.100 1445 1955 372 492 492 720 5500 6000 920 1040 1040 1300 481 651 — — — — Опыт эксплуатации воздухоохладителей на предприятиях агропромышленного комплекса показал целесообразность их использования для холодильной обработки пищевых продуктов. Расчетный экономический эффект составляет 1000 р. на 1 т перерабатываемой продукции. Разработчик: Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики. Изготовление воздухоохладителей по ТУ 28 УССР 259—86 с учетом Изменения № 1. Изготовители: заводы РО «Укрмясомол- техпром», опытно-экспериментальные механические мастерские (г. Симферополь, ул. Крылова, 131), экспериментальный завод «Машстройконструкция» (Запорожская обл., г. Орехов, пос. Песочный, ул. Шевченко, 3).
ЗА ДОМОМ УДК 621.565-714.71 ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ УДАЛЕНИЕ ИНЕЯ С ПОВЕРХНОСТИ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯ Оттаивание инея с теплообменной поверхности воздухоохладителей в скороморозильных аппаратах обычно осуществляют горячими парами хладагента, орошением поверхности теплой водой или жидкостью, растворяющей иней, например этиленгли- колем. В скороморозильных аппаратах типов МА и В фирмы «Фригоскандия» (Швеция), работающих по схеме flo-freeze, иней удаляют с помощью сжатого воздуха, выходящего из сопла со скоростью, близкой к скорости звука, и направленного перпендикулярно фронту теплообменной поверхности (см. рисунок). После компрессора (на рисунке не показан) сжатый воздух последовательно очищается: от капельной влаги во влаго- отделителе, водяных паров в фильтре-осушителе и пыли в пылеотделителе. Затем он поступает в воздухосборник, а из него через гибкий воздуховод (шланг) — к коллектору, размещенному перед фронтом воздухоохладителя скороморозильного аппарата. На коллекторе по всей высоте установлены патрубки с соплами. Коллектор закреплен на подвеске, связанной с кареткой, которая размещена на направляющей, находящейся в верхней части воздухоохладителя, и подключена к приводному электродвигателю. При пуске в работу скороморозильного аппарата приводной электродвигатель перемещает каретку по направляющей от одного конца воздухоохладителя к другому и обратно. Переключение направления движения каретки обеспечивается микропереключателями, установленными на концах направляющей. -Принципиальная схема системы газодинамического удаления инея: / _ камера скороморозильного аппарата; 2 — воздухоохладитель; 3 — коллектор; 4 — гибкий воздуховод (шланг); 5 — манометр; 6 — предохранительный клапан; 7 — фильтр-осушитель; 8 — пылеотделитель; 9 — воздухосборник; 10 — влагоотделитель; // — трубная поверхность теплообмена; 12 — иней; 13 — сопло; 14 — патрубок; 15 — ребристая поверхность теплообмена При поступлении воздуха из камеры в воздухоохладитель наибольшее количество инея выпадает на фронтальной поверхности на первых рядах труб. Сжатый воздух из сопел проходит через тепло- обменную поверхность воздухоохладителя и удаляет с нее иней. Но адгезия инея к поверхности металла достаточно велика, и сдувание инея даже потоком воздуха, движущимся с большой скоростью, весьма сомнительно. Поэтому описанный способ может быть назван газодинамическим, поскольку в его основу положен, очевидно, газодинамический эффект трансформации форм энергии в движущемся и заторможенном потоке газа. При адиабатном расширении сжатого воздуха в сопле его скорость на выходе ws близка или больше скорости звука aS в воздухе. При торможении такого потока у неподвижной стенки при перпендикулярности струек воздуха фронтальной поверхности воздухоохладителя кинетическая энергия воздуха тХ/2, где тв — масса газа, трансформируется в теплоту торможения QT. При наличии инея на поверхности теплота QT приводит к таянию инея, а сохраняющийся динамический напор воз- ШШЛ II1IIS
духа Дрв достаточен, чтобы сдуть и переместить образовавшиеся капли влаги вдоль и поперек поверхности воздухоохладителя, а также вынести влагу в камеру аппарата. При перемещении в холодном воздухе камеры эти капли образуют снежную пыль и оседают на замораживаемом продукте, что снижает его усушку. Информацию по материалам фирмы «Фригоскандия» подготовил канд. техн. наук В. М. ШЛЯХОВЕЦКИЙ Краснодарский политехнический институт ИЗОБРЕТЕНИЯ шшпшш fili A1) 1502920 E1) 4 F 25 В 39/02 B1) 4346875/ 23-06 B2) 22.12.87 G2) Н. В. Товарас, В. А. Гого- лин, Ю. А. Вольных, Н. В. Савкина, В. Н. Безродный, Е. О. Дадыка, В. А. Омельчук, А. Я. Засла- вер, В. А. Дюндин E3) 621.57 E4) E7) 1. ИСПАРИТЕЛЬ, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода холодильного агента, в котором соосно размещен дополнительный кожух, снабженный трубным пучком, закрепленным в трубных решетках, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, дополнительный кожух выполнен цилиндрическим, плотно охватывающим боковые части трубного пучка, и снабжен жидкостным и паровым распределителями, установленными по длине кожуха соответственно в нижней и верхней его частях и выполненными в виде усеченных цилиндрических коробов, боковые стенки которых скреплены между собой жесткой стяжкой, при этом трубный пучок расположен между верхним и нижним распределителями. 2. Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что стяжки выполнены в виде перфорированных листов. 3. Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрочнения конструкции, каждый распределитель снабжен ребром жесткости, установленным в центральном сечении кожуха по всей его длине. 4. Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрочнения конструкции, распределитель снабжен перегородками, выполненными в виде перфорированных сегментов. A1) 1508061 E1L F 25 В 49/00, 39/02 B1) 4226290/23-06 B2) 08.04.87 G1) Специальное конструкторско-технологическое бюро компрессорного и холодильного машиностроения G2) А. С. Бурлак, В. А, Шарфман E3) 621.574 E4) E7) РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ХЛАДАГЕНТА В ИСПАРИТЕЛЬ холодильной установки, представляющей контур с последовательно установленными компрессором, конденсатором и терморегулирующим вентилем с термочувствительным патроном, имеющим трубчатый змеевико- вый подогреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем увеличения эффективной поверхности теплообмена и улучшения массогабаритных показателей испарителя, термочувствительный патрон установлен на выходе из испарителя, а его часть снабжена теплоизолированным подогревателем, включенным в контур параллельно участку между конденсатором и терморегулирующим вентилем. A1) 1508060 E1L F25 В 45/00 B1) 4299282/23- 06 B2) 17.08.87 G2) Я. Л. Выходец, И. С. Нефедов, В. И. Калядина, В. X. Ионаниз E3) 621.574 E4) E7) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ХОЛОДИЛЬНОГО АГРЕГАТА К ЗАПРАВКЕ при включенном холодильном агрегате путем подачи и откачки из него технологической порции хладагента с последующим вакуумированием с помощью вакуум-насоса образующейся воздушно-паровой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем сокращения времени подготовительного периода, агрегат включают после откачки технологической порции хладагента и выдерживают его в рабочем режиме в течение процесса вакуумирования. (И) 1511551 А2 E1L F 25 В 45/00 F1) 1195155 B1) 4366598/23-06 B2) 25.01.88 G1) Кишиневское научно-производственное объединение технологии электробытового машиностроения «Технология» G2) В. С. Спатару, А. М. Уха- нов, В. Я. Чупин E3) 621.57 E4) E7) СТЕНД ДЛЯ ЗАПРАВКИ ХЛА- ДОНОМ И МАСЛОМ ХОЛОДИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ по авт. св. № 1195155, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, он дополнительно снабжен второй подводящей линией масла со своим обратным клапаном, обшей подводящей линией масла, объединяющей первую и вторую линии, контуром разгрузки насоса, снабженным переливным клапаном и соединенным с первой подводящей линией масла, и электромагнитным запорным клапаном, расположенным на общей подводящей линии масла после обратных клапанов. 2 Холод, техника № 9
УДК 621.565.049 НОВЫЕ АММИАЧНЫЕ РЕСИВЕРЫ В. Н. КРОТКОВ, А. Е. КУДРАШОВ ВНИИхолодмаш Е. О. ДАДЫКА Снежнянский завод «Химмаш» В. А. ОМЕЛЬЧУК Коростенский завод им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции При создании нового ряда унифицированных горизонтальных аммиачных ресиверов учитывали следующие требования: вместимость единичного ресивера должна быть увеличена до 20 м^ (против 5 м3 серийно выпускаемых); расчетные давления должны соответствовать новым нормам ИСО. Кроме того, принимали во внимание, что промышленности нужны ресиверы для компаундных схем двухступенчатых холодильных установок. В новый параметрический ряд входят ресиверы: циркуляционно-защитные (РЦЗ), приме: няемые в качестве циркуляционных аппаратов в насосных схемах и защитных емкостей (отделителей жидкости), устанавливаемых на всасывающих линиях компрессоров; компаундно-циркуляционные (РКЦ), выполняющие одновременно функции сосудов промежуточного охлаждения паров аммиака, нагнетаемых ступенью низкого давления в двухступенчатых схемах, циркуляционных ресиверов при насосной подаче жидкого аммиака в испарительные аппараты, работающие при промежуточной температуре кипения хладагента, и защитных сосудов на всасывании компрессоров ступени высокого давления; линейно-дренажные (РЛД), используемые* как сборники жидкого аммиака, поступающего из конденсаторов, и как дренажные емкости, необходимые при выполнении работ, требующих удаления жидкого аммиака из различных участков холодильной системы (осмотры, ремонты). .. Расчетные давления (избыточные) для ресиверов РЦЗ и РКЦ (аппаратов стороны низкого давления) приняты равными 1,6 МПа A6 кг/см2), а для ресиверов РЛД (аппаратов стороны высокого давления, которые можно использовать в холодильных установках как с водоохлаждаемыми конденсаторами, так и с конденсаторами воздушного охлаждения) — равными 2,3 МПа B3 кгс/см2). В первом случае это давление соответствует температуре насыщения аммиака 43 °С, а во втором 56 °С. Благодаря применению в корпусных элементах ресиверов РЦЗ и РКЦ проката низколегированных сталей A6ГС, 10Г2, 17Г1С-У, 09Г2С) толщиной менее 20 мм можно эксплуатировать эти аппараты при температурах хладагента —50 °С. Конструктивные размеры нового ряда ресиверов приняты с учетом технологической оснащенности производств заводов- изготовителей и их обеспеченности эллиптическими днищами, а также в соответствии с регламентацией ГОСТ 9931—85 «Корпуса цилиндрические стальных сварных сосудов и аппаратов. Типы, основные параметры и размеры». Корпуса всех типов ресиверов, имеющих равную номинальную вместимость, выполнены одинаковыми. Планируемая номенклатура освоения производства ресиверов нового ряда на заводах-изготовителях, приведена в табл. 1. Одна из функций ресиверов РЦЗ и РКЦ — предотвращение «влажного хода» компрессоров путем полного отделения капельной жидкости от потока паров хладагента в аппарате на пути от патрубка В к патрубку Л (см. рисунок). Таблица 1 Номинальная вместимость 1/, м3 Модель осваиваемого ресивера РЦЗ РКЦ РЛД Завод-изготовитель, адрес 2,0 + + + Коростенский завод им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции 260100, Житомирская обл., г. Коростень, 4,0 -f- -+- -f- ул. Богдана Хмельницкого, 18 8,0 + + + Снежнянский завод «Химмаш» 12,5 + + + 343750, Донецкая обл., 20,0 4-4- — г- Снежное Примечание: «-|-» — осваивается выпуск; «—» — выпуска не будет.
Таблица 2 i i ^4 ж^ л Расчетная схема защитного ресивера Это обеспечивается при соблюдении условия: L h - > —, где L — расстояние между осями патрубков В и Ау мм; vn — скорость паров в свободном сечении аппарата, м/с, 2 VhX vn-- 3600 F EV/t —сумма часовых объемов цилиндров рабочих компрессоров, подключенных к патрубку Л, м3/ч; X — коэффициент подачи компрессоров в расчетном режиме работы; F — площадь поперечного сечения парового пространства ресивера при высоте слоя жидкости в нем h\, м2; h — высота парового пространства, мм, voc — скорость осаждения капли аммиака из потока, м/с (предопределяется плотностью насыщенных паров в ресивере при данной температуре кипения [3]). В табл. 2 приведены расчетные значения расхода аммиака в паровых пространствах ресиверов РЦЗ и РКЦ при i>n = = 0,5 м/с и h\ не более 0,5 DBH. В ресиверах РКЦ для обеспечения устойчивого барботажа нагнетаемых паров через слой жидкого аммиака вдоль оси корпуса уложены две барботажные трубы. В их верхних зонах имеются отверстия диаметром 8 мм. Суммарная площадь отверстий в 1,5 раза больше проходного сечения опускной трубы. Методики расчетов ресиверов РЦЗ и РКЦ изложены в [1—3]. Чтобы исключить подтопление жидким аммиаком теплообменных элементов конденсаторов, всегда должен обеспечиваться свободный его слив в линейные ресиверы РЛД. Высота слоя жидкости в ресивере h\, мм Расчетный расход аммиака, м3/ч, при DBH, мм 1000 1200 1600 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 — — — — — 706 885 1057 1200 1340 1413 — — — — 1017 1234 1441 1794 1812 1954 2034 ~ — 1809 2102 2381 2655 2912 3150 3358 3526 3617 2827 3256 3543 3891 4228 4594 4849 5123 5361 5549 5652 Одновременно линейные ресиверы должны сглаживать колебания массовых потоков хладагента, которые возникают при внешних тепловых «возмущениях» в холодильных системах. Для изложенного выше достаточно иметь линейный ресивер с рабочей вместимостью, равной 20...30-минутной массовой подаче хладагента компрессорами холодильной установки. Методики подбора линейных и дренажных ресиверов приведены в [4]. При складывающихся новых формах экономических взаимоотношений между изготовителями и потребителями промышленной продукции, конкретный спрос на ресиверы типов РЦЗ, РКЦ и РЛД может реально стимулировать серийное их освоение. Полная характеристика ресиверов приведена в статье «Аммиачные ресиверы нового поколения», публикуемой в Справочном отделе. Список литературы 1. Гиндлин И. М., Соломаха Ю. К. Выбор емкости циркуляционных ресиверов для аммиачных насосно-циркуляционных систем охлаждения // Холодильная техника. 1977, № 7. 2. Румянцев Ю. Д. Методика расчета ком- паундного ресивера // Холодильная техника. 1990, № 3. 3. Румянцев Ю. Д., Лапшин В. А., Соло м а х а Ю. К. Расчет компаундных ресиверов//Холодильная техника. 1986, № 10. 4. Соломаха Ю. К. Номограмма для расчета емкости защитных, линейных и дренажных ресиверов // Холодильная техника. 1986, № 9.
# УДК 621.565.044:536.24 СРАВНЕНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ АММИАЧНЫХ ВОЗДУШНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ Канд. техн. наук В. Я- ВАСИЛЬЕВ Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства В настоящее время в аммиачных холодильных установках используют серийные воздушные конденсаторы Таллиннского машиностроительного завода [2]. Теплообменная поверхность этих аппаратов изготовлена из биметаллических труб, состоящих из внутренней стальной (ст 10) трубы диаметром 25X2 мм и плотно насаженной на нее наружной алюминиевой (сплав АД1) трубы диаметром 38X6 или 42X8, на которой путем обкатки роликами образованы ребра. Коэффициент оребрения ф труб соответственно равен 12,0 и 19,6. Автор сопоставил основные показатели воздушных конденсаторов: выполненных на базе биметаллических труб, пластинчато- ребристых с гладкоканальнои поверхностью воздушного тракта и с рассеченной поверхностью (№№ 3, 8, 9, 10 и 11) [1]. Панель с рассеченной и гладкоканальнои пластинчато-ребристыми поверхностями приведена на рис. 1. Параметр рассечения поверхностей №№ 3, 8, 9, 10 и И (//d)cp=l,30, относительная толщина ребра b/d соответственно равна 0,0777; 0,1138; 0,0912; 0,0658; 0,0580 (d — эквивалентный диаметр межреберного канала). У рассеченной и гладкоканальнои поверхностей одинаковые размеры канала: /г=30,5 мм; и=4,4 мм. Ребристые поверхности пластинчато-ребристых конденсаторов изготовлены из алюминиевого сплава АМгЗ с коэффициентом теплопроводности Л.= 146 Вт/(м-К). Плоская труба — серийная прессованная пустотелая панель (нормаль ПС 820—169), выдерживающая давление 3,43 МПа. Во внутренней полости панели выполнено шесть каналов прямоугольного профиля общей площадью живого сечения 1,43 -10 3 м2. Материал панели — промышленный деформируемый алюминиевый сплав АД31 с коэффициентом теплопроводности Л=188 Вт/(м-К), стойкий к аммиаку и его водным растворам. Длина панели определяется наряд-заказом, но не превышает 8 м. Общий вид блока пластинчато-ребристого теплообменника показан на рис. 2. Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующего аммиака аа, Вт/(м -К), рассчитывали по формуле [4]: aa=i94oea-°-167D-0-275, где 9а — температурный напор со стороны хладагента, К; D — внутренний диаметр трубы B1 X ХЮ) или эквивалентный диаметр прямоугольного канала панели A5,25-10~3), м. Рис. 1. Панель ПС 820-169 с рассеченной (сверху) и гладкоканальнои (снизу) пластинчато-ребристыми поверхностями: h — внутренняя высота канала; 6 — толщина ребра; 6ПТ — толщина плоской трубы; а — расстояние между ребрами; s — шаг ребер; / — длина рассеченной поверхности по ходу воздуха ^1 Ч Пары аммиака ^ м
~~Б ЧрН "Б / ' Гор Гор7 A) Рис. 2. Общий вид блока пластинчато-ребристого теплообменника Для конденсатора с теплообменной поверхностью из биметаллических труб приведенный коэффициент теплоотдачи aip.0p (с учетом эквивалентного теплового сопротивления материала стенок трубы и контактной поверхности), отнесенный к полной поверхности аппарата, а также сопротивление проходу воздуха Дрв определяли по графическим зависимостям a?p.Op = /i(a0 и Арв = = f2(w), приведенным в [3] (ш — скорость воздуха в узком сечении секций аппарата, м/с). Теплообмен со стороны воздуха для пластинчато-ребристых конденсаторов рассчитывали исходя из установленных экспериментально для каждой поверхности зависимостей [1]: aB = Nu - где а в истинный коэффициент теплоотдачи от оребренной поверхности к воздуху, Вт/(м2-К); Nu — критерий Нуссельта; Хв — коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м-К); апр.ор — коэффициент теплоотдачи, отнесенный к полной поверхности аппарата, Вт/(м -К); поверхность ребер, полная и труб между ребрами, м2; коэффициент эффективности работы ребра. Плотность теплового потока конденсатора вычисляли путем решения системы трех уравнений: (qa = 1940B (;;8330-°'275/ф; У * р» * ор> 'м.| ЧР Цъ — УвОСпр.ор', э=еа+ев, B) где qa, qB — плотность теплового потока со стороны хладагента и воздуха, Вт/м2; 9в — температурный напор со стороны воздуха, К; приведенный коэффициент теплоотдачи с учетом термического сопротивления материала стенки панели, Вт/(м-К); ^пр.ор а„Р.ор=1Д- Ьф-г—/; О&пр.ор *Wt бет — толщина стенки панели, м; >,ст — коэффициент теплопроводности материала панели, Вт/(м«К). Из B) получили расчетное уравнение г\ 0,833гл-0,275 е= 1940—— ьеа, ф&пр.ор которое решали относительно 9а на ЭВМ методом итераций. Сопротивление пластинчато-ребристых поверхностей проходу воздуха определяли по экспериментальной зависимости [1]: S = CRe", где .S — коэффициент сопротивления. Расчеты были выполнены при среднело- гарифмическом температурном напоре 9 = = 9,1 К, средней температуре воздуха в аппарате /в.ср= +30 °С, теплопередающей поверхности F = 2500 м2, скорости воздуха в узком сечении трубчато-ребристых конденсаторов ^ = 4... 10 м/с. Для этого диапазона в [3] приведены графические зависимости aip.op = /i(aO и &pB = f2(w). ШШ 21
Сравнивая приведенные годовые затраты, можно установить, какая теплообмен- ная поверхность наиболее экономически эффективна. Уравнение для приведенных годовых затрат П имеет вид: Н == Аэк.ап "Т Дк.апСн = Аэ.внт ~Г Аам.ап ~Г Ак.ап^н или с учетом всех составляющих последнего 200 выражения П-- QApsSsT-lO-3 QK5an . QK5an?H Cp рвЛвнтД^в /гвта к О где ^эк.ап — эксплуатационные затраты на работу конденсатора, р/год; /?к.ап — капитальные затраты, р/год; ?н — нормативный коэффициент эффективности, 1/год; /?э.внт — затраты на электроэнергию, потребляемую электродвигателем вентилятора, р/год; /?ам.ап — амортизационные отчисления на конденсатор, р/год; <Эк — тепловая нагрузка на конденсатор, Вт; Д/?в — сопротивление конденсатора проходу воздуха, Па; S3—стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, р; т — продолжительность работы конденсатора, ч/год; сРв — изобарная теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К); рв — плотность воздуха, кг/м3; Лвнт — коэффициент полезного действия вентилятора; Д/в — нагрев воздуха в конденсаторе, К; San — средняя стоимость 1 м2 поверхности теплообмена конденсатора, р.; к — коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м2-К); Там.ап — срок амортизации конденсатора, год. При выполнении расчетов были приняты следующие значения: 5Э = 0,02 р/(кВт-ч); т = 8400 ч/год; там.ап=10 лет; ?н = 0,15 1/год; San =8 Р/М2. Для всех сопоставляемых аппаратов были определены значения QK, ApB, N, П (N — мощность, потребляемая конденсатором), а также значения показателей: энергетического 5 6 76910 20 30 Ылдт Рис. 3. Энергетические, объемные и массовые показатели аммиачных воздушных конденсаторов: х — рассеченная пластинчато-ребристая поверхность № 3; А— то же, № 8; ф — то же, № 9; V — то же, № 10; Н~~то же № 11; -f- — гладкоканальная пластинчато-ребристая поверхность № 7; ф—трубчато- ребристая поверхность (биметаллическая труба), ср= 12,0; о — то же, ф=19,б объемного е, = <Эк/Кап, где Van — объем теплообменной поверхности конденсатора, м3; массового eM = QK/Man, где Мап — масса теплообменной поверхности конденсатора, кг; экономического e3K = n/QK. При расчете массовых показателей учитывали массу ребер и панели в пластинчато-ребристом конденсаторе и массу биметаллических труб в трубчато-ребристом. Результаты расчетов по всем сравниваемым показателям представлены на рис. 3, 4
•fofr/"" /?" w,M7 Рис. 4. Экономические показатели аммиачных воздушных конденсаторов (обозначения см. рис. 3) № плас- ребристой поверхности ?пл/ Относительные показатели биметаллической трубы Ф=12,0 е'V ПЛ / Еитр ем.пл/ ем.тр Ф=19,6 ?пл/ Е тр *'ипл/ EDTp 8М. пл/ ем.тр 1,58 1,58 2,22 1,54 1,52 2,14 1,82 1,42 1,99 1,76 1,35 Т90 7 8 9 10 1,19 1,71 1,68 1,62 1,60 1,56 1,51 1,19 1,62 1,58 1,61 1,55 1,57 1,51 1,64 1,97 1,92 2,13 2,06 2,34 2,23 1,36 1,96 1,92 1,87 1,82 1,79 1,72 1,07 1,45 1,40 1,44 1,38 1,41 1,35 1,47 1,76 1,76 1,90 1,83 2,10 1,98 1,51 1,56 2,39 1,73 1,40 2,14 1,46 1,49 ^28" ТМ ~П32" Тщ Примечание. Числитель —- М=3 кВт, знаменатель — N=1 кВт. 11 в виде графических зависимостей E = tyi(N), еи=\|52(Аг), ем=г|;з(Л0, еЭк = ф4(а>). Анализ результатов показывает, что во всем диапазоне значений мощности N и скорости воздуха w все энергетические, объемные, массовые и экономические показатели рассеченных пластинчато-ребристых поверхностей лучше, чем трубчато-реб- ристых. Причем даже гладкоканальная поверхность (№ 7) псцлервым трем показателям превосходит трубчато-ребристые поверхности. По приведенным на рис. 4 зависимостям можно определить оптимальные значения скоростей воздуха, соответствующие минимуму годовых затрат на 1 кВт тепловой нагрузки конденсатора. Так, в частности, для наиболее экономически эффективного аппарата с рассеченной поверхностью (№ 8) значение скорости равно 10,5 м/с (что соответствует jV= 7 кВт). Для аппаратов из биметаллических труб оптимальные значения скорости воздуха составляют: 6,3 м/с (при ф=12) и 6,5 м/с (при ф=19,6). Значению N = 7 кВт в трубчато-реб- ристых аппаратах соответствует скорость воздуха 6,1 м/с, что практически отвечает минимуму приведенных годовых затрат (см. рис. 4). Сравнение всех рассмотренных показателей при N = 7 кВт позволяет установить (см. таблицу), что использование в пластинчато-ребристых воздушных конденсаторах рассеченной поверхности № 8 улучшает энергетический, объемный, массовый и экономический показатели по сравнению с показателями конденсаторов из биметаллических труб при ф=12 соответственно в 1,7; 1,6; 2 и 1,6 раза и при ф = 19,6 — в 1,9; 1,4; 1,8 и 1,9 раза. Приведенные результаты свидетельствуют о значительных преимуществах пластинчато-ребристых воздушных конденсаторов даже в случае применения в них в качестве плоской трубки панели ПС 820—169, существенно снижающей объемные и массовые показатели аппарата. Так, при использовании панели ПС 820—169 коэффициенты компактности и живого сечения аппарата составляют 65...78 % коэффициента компактности и живого сечения рассеченных поверхностей при нечетной схеме конструкции (одной панели соответствуют два пакета ребристой насадки) и 48...64 % — при четной схеме (одной панели соответствует один пакет ребристой насадки). Доля панели равна ~65 % от общей массы металла, приходящейся на 1 м2 теплообменной поверхности. Это указывает на необходимость iiii ЩШШ ::ш
уменьшения бпт до оправданных с теплотехнической точки зрения размеров, что может не только значительно повысить коэффициенты компактности и живого сечения, но и значительно снизить металлоемкость поверхности аппарата. Список литературы 1. Васильев В. Я. Применение рассеченных поверхностей для повышения эффективности воздушных конденсаторов // Холодильная техника. 1989, № 8. 2. Крюков Н. П. Аппараты воздушного охлаждения. М.: Химия, 1983. 3. Методика теплового и аэродинамического расчета аппаратов воздушного охлаждения. М.: ВНИИнефтемаш, 1974. 4. Теплообменные аппараты холодильных установок / Г. Н. Данилова, С. Н. Богданов, О. П. Иванов и др.; Под общ. ред. Г. Н. Даниловой. Л.: Машиностроение. Ленинград, отд- ние, 1986. УДК 621.565.92 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МНОГОЗОННОГО АЗОТНОГО СКОРОМОРОЗИЛЬНОГО АППАРАТА Канд. техн. наук К. П. ВЕНГЕР, канд. техн. наук В. В. МОТИН Московский институт прикладной биотехнологии Процесс замораживания штучных продуктов в многозонном азотном аппарате протекает несимметрично [5]. Однако, изменяя форму поверхности и конструкцию транспортирующего органа, перемещающего замораживаемый продукт, процесс можно приблизить к симметричному и, следовательно, улучшить режимные параметры работы скороморозильного аппарата. Рассмотрены четыре поверхности транспортирующего органа: сетчатая с ячейками размером EX5)-Ю-3 м; ровная из нержавеющей стали толщиной 5-10~~4 м; рифленая с ребрами высотой и шагом 5-Ю-3 м, установленная горизонтально и наклонно под углом 35° к направлению перемещения продукта. Первая поверхность используется в разработанном отечественном скороморозильном аппарате АКСА-300 [4], вторая — в аппарате такого же типа зарубежных фирм, третья — предложена Г. Д. Шабет- ником, И. А. Лаковской и др. [2], последняя — авторами данной статьи [3]. Исследования проводили на экспериментальном стенде, моделирующем условия теплообмена в трех зонах азотного скороморозильного аппарата АКСА-300 [4] — предварительного охлаждения парами азота, замораживания орошением жидким азотом через форсунки и выравнивания температуры по толщине продукта до среднеобъемной. Принципиальная схема стенда и методика исследований приведены в [5]. Замораживали натуральные мясные полуфабрикаты толщиной 0,02 м. Режим замораживания: скорость циркуляции паров азота в зоне предварительного охлаждения 1,5 м/с, расстояние от форсунки до продукта в зоне орошения 0,2 м, расход жидкого азота 0,5-Ю-3 кг/с. Получены кривые изменения температуры и плотности теплового потока при замораживании полуфабрикатов на четырех исследуемых транспортирующих поверхностях. Анализ показал, что более симметрично процесс протекает на наклонной рифленой поверхности. Изохроны (рис. 1) свидетельствуют о наличии термического центра в середине продуктов на протяжении всего времени замораживания. При замораживании их на других поверхностях он оказывается смещенным @,35:0,65 на рифленой горизонтальной поверхности и 0,2:0,8 на сетчатой и ровной). Транспортирующие поверхности оценивали и по таким параметрам, как средняя линейная скорость процесса, продолжительность замораживания в каждой зоне аппарата и общая [5], а также по удельному (на единицу замораживаемого продукта) расходу жидкого азота (см. таблицу). Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности замораживания продуктов на рифленых поверхностях, установленных горизонтально и наклонно.В первом случае общая продолжительность процесса сокращается по сравнению с продолжительностью замораживания на ровной и сетчатой поверхностях соответственно в 1,3 и 1,4 раза, а во втором — в 1,5 и 1,6 раза. Время нахождения продуктов в зоне орошения непосредственно влияет на удельный расход жидкого азота. При замораживании единицы продукта на горизонтальной рифленой поверхности он меньше в 1,2 и 1,5 раза, чем при замораживании на ровной и сетчатой поверхностях, а в случае ее наклонного расположения — в 1,4 и 1,7 раза. На рифленой поверхности скорость замораживания выше: на горизонтальной в
в J5 Рис. 1. Температурное поле (изохроны) продукта при замораживании его на сетчатой (а), ровной (б), горизонтальной рифленой (в) и наклонной рифленой (г) поверхностях 1,9 раза по сравнению с ровной и в 2,2 раза — с сетчатой, а на наклонной — соответственно в 3,4 и 3,9 раза. Как видим, лучшие показатели процесса получены при использовании наклонной рифленой поверхности. Однако установка ее под углом усложняет конструкцию криогенного аппарата, так как требуются специальные приспособления для предотвращения сползания мелких и средних полуфабрикатов с поверхности, их слипания и деформации. Наиболее целесообразно на наклонной рифленой поверхности замораживать длинные штучные продукты. На горизонтальной рифленой поверхности можно замораживать полуфабрикаты любого вида и формы при высокой скорости процесса и с незначительным увеличением (по сравнению с наклонным расположением) его продолжительности и удельного расхода жидкого азота. При этом процесс замораживания предельно приближен к симметричному. Исходя из этого дальнейшие исследования проводили, используя горизонтальную рифленую поверхность с высотой и шагом ребер 5• 10-^ м. Определяли рациональные режимные параметры замораживания натуральных мясных полуфабри- Вид поверхности транспортирующего органа Температура паров азота на входе в аппарат, °С Удельный расход жидкого азота, кг/кг Продолжительность замораживания, мин Средняя линейная скорость замораживания, Ю6 м/с Ровная Сетчатая Рифленая горизонтальная наклонная, под углом 35° '/VIE/''/'.' '::W---'~- :¦' :$ /¦¦'. \"$Л ".'¦''"¦ Ж '"-'-Г:;.- Ж""/' —25...30 —25...30 —25...30 —25...30 ЩЩ:МШ]1ШШ. 1,1 1,3 0,95 0,75 lilil 9 9 8 7,5 25 1,85 2,17 1,58 1,25 ШМШШ&& 5,17 7,33 2,5 2,5 ЩШШшШйм 16,0 18,5 12,08 11,25 ШЙиШЩШ::^ 52 45 97 175
катов на такой поверхности с помощью метода математического планирования. Поскольку в зоне выравнивания температуры продукта не обнаружены факторы, влияющие на ход процесса, ограничились проведением исследований отдельно только в первых двух зонах — предварительного охлаждения и замораживания. В качестве основного критерия энергетической эффективности, характеризующего процесс замораживания и непосредственно связанного с энергетическими затратами, приняли плотность теплового потока q, Вт/м2, отводимого от продукта к охлаждающей среде (критерий F9), а в качестве вспомогательного — продолжительность замораживания т, с, влияющую на производительность скороморозильного ап- пара (критерий Ут). Интенсивность теплоотвода измеряли с двух сторон продукта: верхней, над которой распыляется жидкий азот, и нижней, к которой он стекает по ребрам, попадая во впадины рифленой поверхности. Основной критерий эффективности q выражали как сумму среднеинтегральных значений плотности тепловых потоков от верхней и нижней поверхностей продукта в каждой зоне отдельно. В качестве факторов, определяющих процесс замораживания в многозонном аппарате, приняли: расход жидкого азота в зоне орошения Ga, кг/с; расстояние от форсунки до поверхности продукта в зоне орошения /г, м; скорость паров азота в зоне предварительного охлаждения v, м/с; толщину продукта 5, м. По известной методике было осуществлено математическое планирование эксперимента первого [1] и второго порядка [6]. Эксперимент проводили по программе ортогонального центрального композиционного плана. Получили следующие уравнения, описывающие процессы в зонах предварительного охлаждения: У/=-2583,57 + 461 Ga + 1058,83 v + + 99,689 S —9,48 GaS— 137,68 v\ YxI = 611,47-80,55 Ga —247,8 и + 31,87 5 + + 12,5 Ga0 +23,98 u2 + 0,24 S2; орошения: У = — 154066,7 + 52227,2Ga+362,29/i+ + 1102,34S — 73,55Ga/i+330,39GaS— —9,03/z5—3464,91G2, Ут//=539,95 — 230,44Ga + 0.58Л + 6,87S — —0,8GaS+21G2. Математическая обработка уравнений регрессии на ЭВМ дала графическую интерпретацию критериев энергетической эф- д,квт/м2 10 15 20 255мм i,L\ 55?\ 525 492 ?61 ?30 399 566 557 506 275 7LL 215 182 151 120< Ы ihz \J ?0 38 56 5? 32 30 # -2 10 15 20 255мм 100 89 78 67 56 10 15 20 25S,mm а ?5 Ш 10 15 20 25S,mm б Рис. 2. Плотность теплового потока q и продолжительность процесса т в зонах предварительного охлаждения (а) и орошения (б) при замораживании мясных полуфабрикатов различной толщины S: 1 — натуральных; 2 — рубленых; 3 — рубленых с ИСБ; расчетные данные показаны штриховой линией фективности в виде поверхностей отклика. Анализ их позволил установить рациональные параметры процесса замораживания продукта толщиной от 0,01 до 0,03 м: скорость паров азота в зоне предварительного охлаждения 3,9...4,2 м/с, расход жидкого азота E,56...6,12) • 10~3 кг/с, расстояние от форсунки до продукта 0,203... 0,230 м. Для проверки соответствия данных, полученных аналитически, реальному процессу при найденных рациональных параметрах были заморожены мясные полуфабрикаты — натуральные, рубленые без добавок и рубленые с 20 %-ной заменой мяса изолятом соевых белков (ИСБ). Результаты представлены на рис. 2. Расхождение расчетных и экспериментальных данных колеблется от 0,7 до 12 %. Такое расхождение свидетельствует о том, что ана-
ur ft?fм/с Рис. 3. Номограмма для определения параметров процесса замораживания натуральных и рубленых мясных полуфабрикатов в многодонном азотном скороморозильном аппарате литические выражения, предложенные для натуральных мясных полуфабрикатов, можно использовать для описания процесса замораживания и рубленых мясных полуфабрикатов. Удельный расход жидкого азота: для натуральных мясных полуфабрикатов 0,8, для рубленых 0,7 кг/кг. Результаты качественной оценки мясных рубленых полуфабрикатов без добавок и с 20 %-ным содержанием ИСБ (всего 60 шт.) показали, что при замораживании их в многозонном азотном аппарате при рациональной организации процесса обеспечивается лучшее качество продукта, чем при замораживании воздушным методом. Потери массы при замораживании в азоте и в воздухе (при температуре воздуха —30 °С и скорости его циркуляции 3 м/с) составляют соответственно 0,3 и 3 %. На основании экспериментальных и аналитических исследований с применением ЭВМ составлена номограмма (рис. 3) для определения параметров процесса замораживания мясных полуфабрикатов в многозонном азотном аппарате. Нижняя часть номограммы относится к зоне предварительного охлаждения, верхняя — к зоне орошения. Например, задаемся расходом жидкого азота 5,84-10~3 кг/с и толщиной замораживаемого продукта 0,02 м. По номограмме находим, что в зоне предварительного охлаждения плотность теплового потока будет 3,04 кВт/м2, продолжительность процесса 369 с, а в зоне орошения 41,5 кВт/м2 и 77 с. Эти параметры обеспечат среднюю линейную скорость замораживания 106-Ю-6 м/с. Можно также, зная необходимую среднюю линейную скорость и продолжительность замораживания, определить плотность теплового потока, а затем толщину продукта и расход жидкого азота. Номограмма может быть использована для инженерного расчета многозонного азотного скороморозильного аппарата, а также при промышленном его использовании для замораживания мясных полуфабрикатов. Список литературы 1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 2. А. с. 857670 СССР. 3. А. с. 1325264 СССР. 4. В е н г е р К. П. Модульный ряд скороморозильных аппаратов для штучных продуктов // Холодильная техника. 1989, № 8. 5. Венгер К. П., Мотин В. В., Шабет- н и к Г. Д. Теплообмен при замораживании пищевых продуктов в многозонном азотном аппарате//Холодильная техника. 1987, № 9. 6. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. УДК 629.463.125:536.58 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ПЛОТНОГО ШТАБЕЛЯ ГРУЗА В РЕФРИЖЕРАТОРНОМ ВАГОНЕ Канд. техн. наук В. К. МИРОНЕНКО Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта Совершенствование условий перевозок скоропортящихся грузов железнодорожным холодильным транспортом невозможно без знания закономерностей формирования тем-
пературного поля штабеля груза в вагоне. Преимущественным направлением исследований этих закономерностей являются экспериментальные перевозки скоропортящихся грузов. Теоретические методы, как правило, применяются на уровне статистического анализа опытных данных, установления эмпирических и полуэмпирических зависимостей, описывающих температурное поле груза в конкретных перевозках. Такие зависимости пригодны в основном для анализа этих перевозок, более наглядного представления их результатов. Однако с их помощью затруднительно прогнозировать, например, как будет происходить теплообмен в системе «окружающая среда — вагон — груз» при перевозке даже аналогичного груза, но в других условиях (при иных начальной температуре продуктов и загрузке вагона, большей продолжительности перевозки и т.д.). Поэтому представляется актуальной разработка достаточно общих для различных скоропортящихся грузов математических моделей процесса перевозки и соответствующих методик расчета. Такие модели и методики тем более необходимы, что условия процесса охлаждения скоропортящегося продукта в рефрижераторном вагоне достаточно специфичны. В нашей стране скоропортящиеся продукты, за исключением замороженных, обычно поступают на железнодорожный транспорт без должной термической обработки. Так, в период массовой уборки урожая плодоовощную продукцию загружают в рефрижераторные вагоны зачастую прямо «с поля», без предварительного охлаждения. Это обусловливает очень интенсивную работу холодильного оборудования, поскольку, согласно правилам, установленный режим перевозки должен быть достигнут в течение 3 сут. Жесткие требования к использованию грузоподъемности и вместимости вагонов вынуждают отгружать продукцию в основном плотным штабелем, циркуляция воздуха внутри которого крайне слаба или практически отсутствует, что затрудняет охлаждение его внутренних зон и в сочетании с интенсивной теплоотдачей на поверхности может привести к значительной объемной неравномерности температуры груза. Например, при плотной (без зазоров) укладке цитрусовых в таре на полную высоту B,4 м) загрузка вагона может достигать 43...46 т. Температура в центре такого плотного штабеля понижается очень медленно @,04...0,1 сС/ч), несмотря на интенсивную работу холодильных установок. Возможно даже временное ее повышение в результате выделения грузом физиологического тепла. Это свидетельствует о практически полном отсутствии конвекции в центральной зоне штабеля. В то же время на поверхности штабеля конвекция весьма интенсивна, поэтому необходимо тщательно следить за температурным режимом в грузовом помещении, чтобы не допустить локальных переохлаждений груза, особенно при транспортировке плодоовощной продукции. Такая специфика перевозки груза в рефрижераторном вагоне затрудняет использование имеющихся методик расчета температурного поля штабеля скоропортящихся продуктов, требует их корректировки. На основе экспериментальных данных опытных перевозок и теоретических исследований в ЛИИЖТе разработана методика расчета температурного поля плотного штабеля плодоовощных грузов в таре при перевозках в рефрижераторном вагоне. Методика учитывает как физиологические особенности продукта (интенсивность биологических тепловыделений и ее изменение в процессе охлаждения), так и условия его перевозки (начальную температуру груза, температурный режим, размеры и плотность штабеля, его теплотехнические свойства и др.). В основу методики положен единый для различных плодоовощных продуктов теоретический подход. Это дало возможность получить достаточно универсальные аналитические методы расчета для моделирования процесса охлаждения различных плодоовощных грузов, перевозимых плотным штабелем в рефрижераторных вагонах. Методика расчета легко реализуется на ЭВМ, для чего разработаны соответствующие программы. Блок-схема алгоритма расчетов приведена на рис. 1. Были сопоставлены результаты теоретических и экспериментальных исследований изменения температурного поля плотных штабелей скоропортящихся плодоовощных грузов. На рис. 2 представлены результаты исследования температуры на продольной оси плотного штабеля апельсинов в шпоново-картонных ящиках, предварительно охлажденных в трюме рефрижераторного судна (импорт из Марокко), при перевозках в летний период в рефрижераторной секции ЦБ-5. Точками показаны опытные данные, сплошными кривыми — результаты расчетов по разработанной методике при различных значениях коэф-
Гначало) Ввод исходных данных Род груза, его начальная температура, интенсивность биологических тепловыделений, скорость ее изменения, удельная теплоемкость, теплопроводность продукта, насыпная масса груза Размеры штабеля Интенсивность теплоотдачи на поверхности штабеля Температурный режим перевозки Начальная тепловая амплитуда А* Коэффициент ц Время Z, Zmax, шаг AZ , час Расчет среднеобъем- ной температуры Z = Д2 Расчет температуры как функции величины О и других исходных данных / Печать / / результатов / С Конец J Рис. 1. Блок-схема алгоритма расчета температуры груза в плотном штабеле: А*, \х — безразмерные величины, используемые при решении задач теории теплопроводности (с граничными условиями III рода); D— вспомогательная величина 24 48 72 96 %ч Рис. 2. Изменение температуры апельсинов в центре штабеля (в ходе транспортировки (экспериментальные и расчетные данные) ?- 0 [ 1 Г1 i > kL^ 4д. н*а [ Le з t Lj Lb 1,8 1,6 1Л UZ 1,0 0,8 0,6 24 48 72 96Г, ч Рис. 3. Изменение коэффициента раоочего времени к в ходе*опытных перевозок, фициента температуропроводности штабеля а. Поскольку кривые получены чисто теоретическим путем, а не являются аппроксимирующими, неизбежны их отклонения от экспериментальных показателей. Максимальное отклонение не превышает 1 °С, а в среднем оно равно ±0,5 °С, что соответствует точности измерительных приборов в рефрижераторных вагонах. При выравнивании эмпирических данных, уточняя соответствующее значение коэффициента а (как видно из рис. 2) или других параметров, входящих в математическую модель, можно добиться лучшей сходимости теоретических и опытных данных. Анализ теоретических кривых и сравнение их с опытными данными позволяет отметить некоторые особенности моделируемого процесса охлаждения груза в рефрижераторном вагоне. Из рис. 2 видно, что в первые сутки груз охлаждается довольно быстро. Это происходит из-за интенсивного теплообмена охлаждающего воздуха с наружными слоями груза вследствие практически непрерывной работы холодильного оборудования. Последнее обстоятельство подтверждается опытными данными, приведенными на рис. 3: коэффициент рабочего времени к холодильных установок, равный отношению текущей наработки холодильных установок к текущей продолжительности перевозки, изменяется от 2 до 0,65... 1, т. е. каждая машина работает в начале первых суток непрерывно, а в конце их — примерно 33...50 % времени. В течение первых суток удается «сбить» температуру груза. Во вторые сутки коэффициент рабочего времени существенно меньше — 0,5...0,8, так как наружные слои груза достаточно охлаждены и тепловое равновесие их с охлаждающим воздухом становится все более устойчивым. Это выражается в дальнейшем снижении интен-
сивности работы холодильных установок — к концу пятых суток каждая установка работает в среднем чуть больше 20 % времени. Однако снижение интенсивности охлаждения поверхностных слоев тут же сказывается на более инертной в тепловом отношении внутренней части штабеля (где к тому же интенсивнее физиологические тепловыделения груза): начиная со вторых суток C0...36 ч охлаждения) температура груза в центре штабеля растет, хотя чем дальше, тем медленнее, так как поверхность штабеля все же охлаждается. При малом значении коэффициента температуропроводности (а = 0,0002 м2/ч), соответствующем более плотной укладке груза, примерно через 96 ч отмечается второй локальный минимум температуры, а затем ее рост. Это связано с более медленным продвижением «фронта» охлаждения в глубь штабеля при малой температуропроводности, а значит, с большим количеством холода, аккумулируемого наружными слоями груза. Накопленный холод резко Подавляет рост температуры в центре штабеля. Однако в течение четвертых-пятых суток интенсивность охлаждения меньше, чем в начальный период, и практически неизменна, в то время как продолжают действовать внешние теплопритоки и тепловыделения груза. Поэтому в центре штабеля вновь начинается некоторый рост температуры груза. Опытные данные, полученные при более низкой начальной температуре груза (в нижней части рис. 2), и соответствующая им теоретическая кривая также удовлетворительно согласуются. Благодаря более низкой начальной температуре груза локальный минимум ее, темп снижения и роста выражены менее ярко. Этим опытным и теоретическим данным соответствует и меньшая интенсивность работы холодильных машин (см. рис. 3). Аналогичные результаты были получены при опытных перевозках эквадорских бананов в картонных коробках. Среднее различие теоретических и опытных данных было в пределах ±0,5 °С, максимальное — не превышало 1 °С. Рис. 4 демонстрирует возможности методики в теоретических исследованиях и анализе. Расчеты выполнены для плодоовощных грузов с различной интенсивностью физиологических тепловыделений (данные взяты из [1], [2]), перевозимых в разных условиях: помидоры и огурцы — при температуре 6...9 °С, остальные — при 2...5 °С. Грузы предварительно не охлаждены (начальная температура их 20 °С), 1Z 24 36 48 Т,ч Рис. 4. Изменение в ходе транспортировки температуры в центре штабеля различных грузов: 1 — помидоры красные; 2 — помидоры зеленые; 3 — огурцы; 4 — капуста ранняя; 5 — персики; 6 — яблоки; 7 — капуста поздняя; 8 — груши загружены в рефрижераторные вагоны плотным штабелем на высоту 2,4 м. Расчетное значение коэффициента температуропроводности а составляет 0,0004 м2/ч, критерия Bi — 100. Из рис. 4 видно, что в процессе охлаждения грузов можно выделить два этапа — довольно быстрое охлаждение и достижение локального минимума температуры, а затем ее рост — тем более быстрый, чем интенсивнее собственные тепловыделения продукта. В соответствии с теоретическим расчетом локальный минимум температуры наступает тем скорее, чем выше интенсивность физиологических тепловыделений продуктов. Например, кривые 4 и 5 соответствуют капусте ранней и персикам, имеющим самые интенсивные тепловыделения среди рассматриваемых грузов. Однако в дальнейшем для этих продуктов отмечается и более быстрый рост температуры. Такая зависимость процесса охлаждения продуктов от интенсивности их тепловыделений не является парадоксальной. Дело, в том, что охлаждение продуктов с более, интенсивными тепловыделениями требует и более интенсивной работы холодильных установок на начальном этапе. Следует ожидать, что в ходе опытных перевозок этих грузов локальные минимумы температуры будут наступать позже, чем это показывает теоретический расчет. Это связано с тем, что температура охлаждающего воздуха в рефрижераторном вагоне не сразу достигает пределов требуемого температурного режима, который был принят в теоретическом расчете. Практически она будет несколько выше, снижаясь постепенно. Соответственно, и интенсивность
охлаждения будет ниже расчетной. Это обстоятельство легко учесть, вводя в математическую модель более высокую температуру охлаждающего воздуха на начальном этапе или соответствующий поправочный коэффициент. Таким образом, математическое моделирование охлаждения плотного штабеля плодоовощных грузов в рефрижераторных вагонах по разработанной методике адекватно отражает динамику реального процесса. Это создает реальные предпосылки применения теоретических методов для решения практических задач. Например, известно, что чем точнее выдерживается при перевозке оптимальная для данного груза температура, тем выше (при прочих равных условиях) его сохранность. Однако, как уже отмечалось, уплотнение загрузки вагонов плодоовощной продукцией может привести к отклонениям температуры груза от оптимальной. Моделирование процесса охлаждения груза позволит установить: при каких способах и высоте укладки, начальной температуре продукции это происходит, а при каких — отклонений нет или они находятся в допустимых пределах; как развивается температурное поле штабеля при длительных перевозках; к каким его изменениям могут приводить различные температурные режимы перевозки, перерывы в работе или отказы холодильного оборудования и др. Конечно, подобные теоретические результаты нуждаются в последующей проверке в ходе опытных перевозок, а сами математические модели при необходимости должны уточняться и совершенствоваться с учетом экспериментальных данных. Однако предварительное математическое моделирование дает возможность еще до проведения опытных перевозок исключить заведомо недопустимые способы укладки грузов и нормы загрузки вагонов, что позволяет существенно уменьшить объем экспериментальных исследований, придать им целенаправленность, гарантирует сохранность опытных партий груза. Предложенный комплексный подход, сочетающий теоретические и экспериментальные методы, обеспечит повышение эффективности исследований по совершенствованию условий транспортировки скоропортящихся грузов, ускорит разработку прогрессивных и научно обоснованных правил их перевозок. Список литературы 1. Бартош Е. Т. Энергетика изотермического подвижного состава. М.: Транспорт, 1976. 2. Доссат Рой Дж. Основы холодильной техники. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. ИЗОБРЕТЕНИЯ ¦*;-й*;'- ¦¦¦¦¦¦' ¦ •¦¦ ¦-Я^:,л^.^;-Ф- . A1) 1506235 E1L F 24 F 5/00, F 28 С 1/00 B1) 4319475/29-29 B2) 26.10.87 G1) Московский текстильный институт им. А. Н. Косыгина G2) О. Я. Кокорин, С. В. Нефедов, О. М. Рогозин, А. Р. Рзаев, И. Н. Пацина, А. Н. Леонов E3) 697.94 E4) E7) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОДЫ, содержащая сообщенные входами с атмосферой основной и дополнительный воздуховоды, в которых установлены приводные нагнетатели воздуха и соответственно поверхностный теплообменник, основная и дополнительная градирни с поддонами и распылителями, подключенный к поддону дополнительной градирни циркуляционный приводной насос, бак-аккумулятор со сливным и нагнетательным трубопроводами и два потребителя холодной воды, при этом бак-аккумулятор через нагнетательный трубопровод и параллельно подключенные потребители холодной воды сообщен с распылителем основной и распылителем дополнительной градирни, поддоны последних сообщены через сливной трубопровод с баком-аккумулятором, на входе одного из потребителей !!i§tl: •'¦ Ц 1111ВИ|!Ш1Я1!Ш11в11111.II я холодной воды установлен регулируемый элемент, а бак-аккумулятор имеет датчик температуры, который через блок управления связан с регулируемым элементом, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, потребитель холодной воды с постоянной холодопро- изводительностью сообщен с распылителем основной градирни, потребитель холодной воды с переменной холодопроизводительностью — с первым распылителем дополнительной градирни, а циркуляционный насос последней сообщен через дополнительно установленный регулируемый клапан и поверхностный теплообменник с вторым распылителем дополнительной градирни, поддон которой снабжен вертикально установленным в нем сливным патрубком, сообщенным со сливным трубопроводом. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что приводы нагнетателей воздуха и циркуляционного насоса выполнены с возможностью регулирования числа их оборотов и совместно с регулируемым клапаном связаны с блоком управления. 1 !!!|§Щй
ХОЛОД ~ НА СЛУЖИ АПК Рациональные системы охлаждения камер холодильников и плодо- овощехранилищ УДК [621.565.92:637.5.037] .001.4 ИСПЫТАНИЯ КАМЕРЫ С БАТАРЕЙНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ И ТЕПЛОЗАЩИТНОЙ РУБАШКОЙ Канд. техн. наук Г. П. ДЕЙНЕГО, Л. С. ВОЛКОВ, В. Н. КАРАБАДЖАК Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики Б. Е. РАТНЕР Московское городское объединение Росмясомолторга На Московском хладокомбинате № 12 проведены испытания камеры № 36 хранения замороженного мяса в целях определения ее тепловых и эксплуатационных характеристик для планового пересмотра норм его потерь. Камера грузовместимостью 445 т и габаритными размерами 24X24X4 м расположена на третьем этаже. Она снабжена теплозащитной рубашкой и оборудована батареями. В процессе испытаний определяли температуру и относительную влажность воздуха в камере и продухе теплозащитной рубашки, температуру поверхности ограждений, поверхности потолочной батареи внутри камеры и пристенных батарей в продухе, температуру и массу мяса до и после хранения. Температуру измеряли круглосуточно самозаписывающими мостами типа КСМ-4 с термометрами сопротивления типа ИС. Дополнительно один раз в сутки термопарами измеряли температуру в характерных точках камеры. Относительную влажность воздуха определяли волосяными недельными гигрографами, предварительно тарированными в ледяном ящике при температуре камеры. Интенсивность массооб- мена в грузовом объеме камеры устанавливали путем периодического взвешивания ледяных пластин A50Х Х150 мм) с точностью до 0,01 г. Перед закладкой мяса на хранение у 10... 15 полутуш из каждой поступившей партии измеряли температуру в толще мышц термометром и прибором ПИТ-5. Мясо, закладываемое на хранение, а также выгружаемое, взвешивали на весах РС2Ш-13, установленных в вестибюле перед камерой, контрольные полутуши — поштучно на весах РП-150 в камере. При взвешивании присутствовала комиссия из представителей хладокомбината и ОИНТЭ. Вначале проводили эксперимент при частичной загрузке камеры — на 41,7 % ее грузовой емкости. Полутуши закладывали на хранение в период с 13 июля 1986 г. по 23 января 1987 г., а хранили до 12 сентября 1987 г., включая период выгрузки. Говяжьи полутуши A803 шт. общей массой 185 863 кг) укладывали в штабель между колоннами по периметру ограждений камеры, оставляя центр свободным. Контрольные полутуши E9 шт.) размещали в нижней, верхней и средней частях штабеля. Перед закладкой мяса на хранение включали батареи и снижали температуру воздуха в камере до —18 °С. На рис. 1 приведены характерные среднесуточные режимы работы камеры в период загрузки, хранения и выгрузки мяса. Относительная влажность воздуха в начальный период хранения состав-
WO 75 -10 -Jt Ц \ 5 ? S\ rn ^^m^m^^F^^ - 1 1 , // 15 20 25501 5 10 15 20 25 501 5 10 15Дагпа Июнь 1986 г. Июль Август а 1 5 10 15 20 Июль №7г. 25J01 5 10 Ад г ист 5 15 20 25 501 5 Дата Сентябрь Рис. 1. Режим работы камеры: а загрузка и начало хранения мяса; б — окончание хранения и выгрузка мяса; / сти батарей; 2, 3 — температура поверхно- температура воздуха в камере и продухе теплозащитной рубашки; 4 — масса хранимого мяса; 5 — температура наружного воздуха; 6 — относительная влажность воздуха в камере Рис. 2. Схема распределения температур, °С, в камере: I — потолочная батарея; 2 рубашки; * — — продух теплозащитной термопара, установленная на поверхности стены ляла 95 %. При загрузке камеры по- ха в холодное время года ноября лутушами она повышалась до 100 %, по апрель) температура в продухе теп- в процессе хранения поддерживалась на достаточно высоком уровне 96... лозащитной рубашки была ниже, чем в камере, в среднем на 2 °С. Относи- 97 %, при выгрузке полутуш уменьша- тельная влажность воздуха в продухе лась в среднем на 2 %. Среднесуточная температура воздуха в камере была в пределах —20... —22 °С, в продухе теплозащитной рубашки — выше приблизительно на 2 °С. Температура воздуха в камере зависела в основном от изменения температуры поверхности охлаждающих батарей и практически не зависела от колебаний температуры наружного воз- теплозащитной рубашки за весь период испытаний находилась на уровне 82... причем более высокой она была 90%, ЗИМОЙ. В процессе длительного хранения с 22 января по 25 июля в камере поддерживался стабильный режим, неравномерность температур воздуха в ее грузовом объеме не превышала 1 °С. Распределение температур в камере духа. Теплопритоки при погрузочно- в один из дней показано на рис. 2. В течение всего времени хранения температура поверхности батарей со- -29° разгрузочных работах и от мяса, поступающего в камеру с температурой —8 °С, кратковременно повышали ее на 1,0...1,2 °С. Лишь 2 раза при массовой загрузке C9 250 кг) и выгрузке (86346 кг) она поднялась на 3,0... 3,5 °С. ставляла 27... С. Результаты перевешивания полу туш, в том числе контрольных, показали, что масса их уменьшилась на 3473 кг. Нормативные потери за такой Температура наружного воздуха в же срок хранения на хладокомбина- период испытании изменялась в широких пределах — от +23 до —29 °С. При низких температурах наружного возду- те № 12, включая 0,1 на домора живание мяса от —8 °С до температуры хранения, составляют 2115,5 кг. 'j*Z\J:~jftii'<?f<?ii*'j<'Ji .''- •';*"'''¦'"•'" ¦''.' ¦¦".¦."'-"",¦'¦¦"*"' '.,'¦-.¦; ¦¦.¦¦-¦,"¦ ¦.*. •::'<!'--',"-»- ¦¦'-,*¦-",.'¦'¦',""¦ ¦.' - '-..' ¦'"-", ¦¦:*'-."- ".„¦ *-,¦¦-.¦*¦¦'.',¦-'.,' ¦ ¦•¦„¦¦¦",': *Г,¦¦¦."¦ <-'"¦.,"; ¦¦',¦--.¦;"ч;--.. -.,'¦¦. ¦- ••. ¦ •."».,"••..•••.**-•-•••-*-"• •--;•¦.'*--*¦•"."«.'!¦".'".'¦¦ .¦;'¦.*.'--."-.',*¦ ¦*,;¦-,*¦ ¦ .«*•*;•»•*¦•".''¦'*'*-*'--".¦¦•"*¦¦;¦• .*,¦-¦,''¦-,*.¦¦¦..'¦" ¦¦"'--¦"¦ ¦-."..¦''-'_¦--.'*-**¦¦•."¦ ¦-'.'.* ^*--.*--'.¦¦¦** ¦ .¦.'-.','¦ ¦ ¦*»*¦ ¦*?-•'¦.**¦ *.-''.'*--":¦•'."'•-.*¦ ¦-"- Л" '.'.**¦".¦*¦.¦.¦¦».*.¦ ¦ •'.¦---¦**-'.".'¦ ¦*¦¦"¦*?*¦"¦"*•..*:*•*¦'*•!"• -V'-'V**¦¦¦-''¦,*¦¦ ¦-''*¦;¦¦".¦'<¦¦¦•'"'*.'¦-¦*.'*•'-.*¦'¦' »*j/*r^j-'г^^**г-^"-»J-***.¦ ^*-';""rj-,1^*^Jj*">jV*»У*^Л"*.'5*^-jy*C*'¦¦.¦ ^-/^*'г^;--у";r^j/^J/¦¦"¦"г,"^*^¦у-Г-.'/*^/*''-*»*¦¦//"-'J*"¦»-¦/¦''"jV-*/*¦ ^jГ»г.''¦ -,"¦-i,rV7--.¦ -^r.'V-^*"г/"'-j¦-¦.",*¦'^.**--г*J,'У¦'¦*V*-^^"-'-V¦'¦"''•--***•'.'"¦¦'*-'"•*."_*• -V*-^'"•/•''¦'/'"¦"/••"/¦«"/¦"'-У*¦"¦."'¦'/¦¦* '*¦ 'v.*;*^ ;¦'-¦" i'J-^v
„^fc_ А' 3*Ь*5* лгср> и 5/7 J/ 31 30 31 30 31 51 28 31 30 31 30 -.„- 1986г. г Г 1387г. /cm Рис. 3. Схема размещения клеток с контрольными полутушами (I—V), ледяных пластин A—7) и гигрографов A*—8*) Рис. 4. Изменение массы ледяных пластин во время хранения: а — при загрузке камеры на 41,7 %; б ~ при загрузке на 80 %; / — в продухе; 2 — у наружной стены; 3, 5, 7 — в центре камеры; 4,6 — у внутренних стен, за которыми расположены соответственно камера с аналогичным температурным режимом и охлаждаемый вестибюль Таким образом, установлено, что при загрузке камеры на 41,7 % фактические потери массы мяса за период хранения с 13 июля 1986 г. по 12 сентября 1987 г. превысили нормативные более чем на 60 %. Затем провели эксперимент при загрузке камеры более чем на 80 %. В ее грузовом объеме установили 5 клеток — по две у внутренних и наружных стен и одну в центре — для контрольных полутуш. Их было 104 шт. общей массой 8274,75 кг, что составило около 2 % грузовместимости камеры. Контрольные полутуши при хранении поштучно взвешивали. Остальное пространство грузового объема занимал штабель с полутушами, которые не взвешивали. Схема размещения клеток, ледяных пластин и гигрографов (в первом и втором эксперименте) показана на рис. 3. щ* Г 51 0V $30V r/i/f roUY kUn. TlUY 17m. 3VT/7L 00U\ ,L_ j ^5 3^ 6 4* r2 ^Ы ^4 >' - I ' « ^ ^ I ^V 4 M s 31 31 23 31 30 31 30 31 31 Дата Декабрь Январь Фебраль МартАпрель Май Июнь Июль АЬгуст Сентябрь 1987г. 1386 г. & Режимы эксплуатации камеры прак- тически^не изменились, однако относительная влажность воздуха при полной загрузке была несколько выше — 97...99%. Полутуши хранили в период с 22 декабря 1987 г. по 27 марта 1989 г., включая загрузку и выгрузку. Взвешиванием контрольных полутуш выявлены потери массы мяса в различных частях камеры. В клетке / у внутренней стены, за которой находилась камера с аналогичным температурным режимом, фактические потери массы мяса составили 18,0 кг, или 1,11 %, в клетке // в центре камеры — 16,65 кг, или 0,98 %, в клетке /// у наружной стены, ориентированной на северо-запад,— 23,3 кг, или 1,38%, в клетке IV у стены, отделяющей камеру от охлаждаемого вестибюля,— 20,15 кг, или 1,19%, в клетке V у наружной 'ШЩЩШШШйШШ:. и
стены, ориентированной на юго-запад,—30,25 кг, или 1,92 %. Суммарные фактические потери массы мяса от усушки за время хранения составили 108,35 кг, или 1,31 %. Нормативные потери за такой же период с учетом 0,1 % потерь на домора- живание мяса от —8 до —18 °С для хладокомбината № 12 установлены 1,36%. На рис. 4 показаны кривые изменения массы ледяных пластин, размещенных в камере в соответствии со схемой рис. 3, при ее частичной D1,7 %) и полной (более 80 %) загрузке. Ледяные пластины и гигрографы устанавливали на равном расстоянии от пола и потолка, в пространстве между стенами и штабелем мяса, в продухе теплозащитной рубашки, а также в центре камеры на полу, на расстоянии 1,5 и 3 м от пола. Характер изменения массы ледяных пластин в первом и втором экспериментах практически одинаков, однако потери массы пластин при частичной загрузке более значительны, что свидетельствует о возрастании массообмена в частично загруженной камере. Это же подтверждается и увеличением усушки мяса при частичной загрузке. Анализ изменения массы ледяных пластин показывает, что интенсивность сублимации льда практически не зависит от времени года, т. е. на усушку мяса в общей массе штабеля внешние теп- лопритоки влияют незначительно. Она пропорциональна продолжительности хранения. Стабилизация массы ледяных пластин в середине сентября 1988 г. (второй эксперимент) связана с началом выгрузки полутуш. До ее окончания массу пластин уже не определяли. Более значительны потери массы у контрольных полутуш, расположенных возле внешних ограждений. Однако в полностью загруженной камере доля мяса, подверженного повышенной усушке, составляет не более 20 % общего количества, так как первые ряды штабеля «защищают» последующие от наружных теплопритоков. Таким образом, усушка мяса в большей степени зависит от относительной влажности воздуха в камере, чем от наружных теплопритоков. Это подтвердили испытания и другой, расположенной на втором этаже хладокомбината № 12, камеры № 26 с воздушным охлаждением и активным увлажнением. Камера № 26 идентична камере № 36. Наружные ограждения одинаково ориентированы по сторонам света, что предполагает проникновение снаружи в их грузовые объемы равных теплопритоков. Внутренние ограждения отделяют камеры от помещений с одинаковыми температурными режимами. Для идентификации результатов исследований камеру № 26 испытывали одновременно с камерой № 36 в аналогичных с ней условиях при частичной B0%) и почти полной (80%) загрузке мясом. С повышением относительной влажности воздуха в камере № 26 до 100 % и выше усушка мяса значительно сокращалась и не зависела от количества наружных теплопритоков. Результаты испытаний камеры № 26 описаны ранее*. Сравнение результатов испытаний обеих камер позволило сделать следующий вывод. При возросшем в настоящее время грузообороте на холодильниках торговли камеры хранения замороженного мяса бывают загружены не полностью. При традиционных системах охлаждения камер возрастают фактические потери мяса. Замена традиционных систем на систему воздушного охлаждения с активным увлажнением — реальный путь борьбы с повышенными потерями мяса от усушки. Э5 * Испытания камеры с воздушным охлаждением и активным увлажнением / Г. П. Дей- него, А. И. Крыминский, Л. С. Волков, А. П. Ер- кин // Холодильная техника. 1989, № 9. т
УДК 631.243.4:621.565 МЕХАНИЗИРОВАННОЕ ОХЛАЖДАЕМОЕ КАРТОФЕЛЕХРАНИЛИЩЕ Канд. техн. наук С. П. ЕКИМОВ Московский институт приборостроения В типовых картофелехранилищах, где продукцию хранят насыпью вплотную к наружным ограждениям, ее пристенный слой A5...20 см) не защищен от внешних теплопритоков. Летом картофель в пристенном слое перегревается, а зимой переохлаждается. В результате увеличиваются его потери при хранении. Снизить внешние теплопритоки можно увеличением термического сопротивления наружных ограждений, по расчетам, до 5,5 м2-К/Вт, при этом оно должно возрастать по высоте, что практически неосуществимо. Предотвратить перегрев летом и переохлаждение зимой пристенного слоя картофеля можно также интенсивным продуванием его снизу вверх соответственно более холодным или более теплым воздухом. Локальное интенсивное вентилирование пристенного слоя трудноосуществимо. Для всей же насыпи интенсивного вентилирования не требуется, поскольку в ней уже поддерживается заданная температура хранения. Кроме того, при интенсивном вентилировании насыпи возрастает усушка клубней, увеличиваются энергозатраты на работу вентиляционных установок. Перспективным также является отгораживание насыпи от наружных стен с помощью дощатой перегородки, устанавливаемой на определенном расстоянии от них по всему внутреннему контуру (рис. 1). В образуемом пространстве летом вентилируется охлажденный A °С), а зимой подогретый сухой D °С, влажность 50...60%) воздух, который ассимилирует теплопритоки через наружные ограждения. В результате снижается или даже исключается влияние внешней среды на ре- Рис. 1. Схематичное изображение системы: / — наружная стена; 2 — вентилируемая воздушная прослойка; 3 — дощатая перегородка; 4 — насыпь картофеля ¦+\е Г ц И u а " Ц п п о п— ш и 72000 А-А ? 7.200 Jr__. 3.900 0.000 н 72О0 -5.000 Рис. 2. Модуль для хранения картофеля: I — машинное отделение; // — секция хранения; /// — отделение обработки картофеля; IV — проходной коридор (галерея); /—магистральный вентиляционный канал; 2 — распределительный короб для подачи воздуха в вентилируемую прослойку; 3 — вентилируемая воздушная прослойка; 4 — конденсационный теплообменник для утилизации теплоты и влаги из отработанного вентиляционного воздуха; 5 — загрузочный подвесной траспортер; 6 — загрузочный ленточный транспортер; 7 — разгрузочные ленточные транспортеры
жим хранения картофеля (а равно и другой плодоовощной продукции). Вариант с вентилируемой воздушной прослойкой реализован в проекте механизированного охлаждаемого картофелехранилища. За основу взят типовой проект 813-2-27.86 пятисекционного охлаждаемого хранилища емкостью 5000 т для хранения картофеля насыпью. По типовому проекту размер каждой секции 36X12 м, емкость 1000 т. Компрессорный цех находится за пределами хранилища. Новый проект предусматривает строительство хранилища из отдельных модулей (рис. 2) размером 72X12 м. В модуль входит секция хранения емкостью 3250 т E4X12 м), к одному концу которой примыкает двухэтажное машинное отделение FX12 м), к другому — двухэтажное отделение обработки картофеля A2Х 12 м). В машинном отделении холодильные агрегаты размещают на первом этаже, вентиляторы, воздухоохладители, систему отопления, приборы автоматики — на втором. Хранилище в Архангельске имеет четыре секции хранения общей емкостью 13 000 т (рис. 3), в Чебоксарах — восемь общей емкостью 26 000 х. В секциях или отсеках, образуемых дополнительными переносными перегородками, можно одновременно хранить разные сорта картофеля. Секции хранения имеют однотипные системы активного вентилирования, доувлажнения и испарительного охлаждения (по пути следования в насыпь) вентиляционного воздуха, отопления*. Система отопления работает на теплоте, утилизируемой из вентиляционного воздуха. Сконденсированная при утилизации влага направляется в систему доувлажнения и испарительного охлаждения. В насыпи картофеля влажность вентиляционного воздуха достигает 100 % 72000 * ЕкимовС. П. Система активной вентиляции картофелехранилища с использованием естественного холода // Холодильная техника. 1990, № 4. Рис. 3. Охлаждаемое картофелехранилище с четырьмя секциями хранения общей емкостью 13 000 т и приемно-сортировальным пунктом производительностью до 200 т/ч: I — машинное отделение; // — секция хранения; /// — отделение обработки картофеля; / — гидроразгрузчики; 2 — бункер-компенсатор; 3 — сортировальные машины КСП-25; 4 — транспортеры для отвода земли и мелких клубней; 5 — бункеры-накопители земли и мелких клубней; 6 — транспортеры для подачи товарного картофеля; 7 — линия обработки картофеля; 8 — загрузочные ленточные транспортеры; 9 — загрузочный подвесной транспортер при нормативной температуре хранения, что обеспечивается системой активного вентилирования. Конденсации влаги на клубнях не происходит. Тепловыделения от вентиляционных установок, грунта и хранимой продукции в значительной степени ассимилируются при испарительном охлаждении вентиляционного воздуха, тогда как в типовом хранилище они компенсируются искусственным холодом. Учитывая это преимущество, в новом хранилище предусматривается три секции эксплуатировать в режиме искусственного охлаждения, а остальные подключать к холодильной установке в период, когда производительность компрессоров не доиспользуется (в осеннее и весеннее время).
Воздушная прослойка между наружными ограждениями и дощатой перегородкой вентилируется снизу вверх автономно. Разработан метод теплотехнического расчета оптимальных параметров вентилируемой воздушной прослойки, учитывающий фактическое распределение температуры по ее сечению. При разных значениях термического сопротивления наружных ограждений и ширины вентилируемой воздушной прослойки получены графики распределения температуры в системе: внутренняя поверхность наружного ограждения — вентилируемая воздушная прослойка — дощатая перегородка — насыпь картофеля, продуваемого вентиляционным воздухом снизу вверх. Рассмотрены два режима вентилирования: ламинарный и турбулентный, которым соответствует скорость воздуха 1 и 2 м/с. Анализ расчетных данных выявил, что при турбулентном режиме не исключаются теплопритоки из вентилируемой воздушной прослойки в насыпь картофеля. Рациональный режим — ламинарный, эффективность которого возрастает с увеличением скорости воздуха до критической, определяемой по критерию Рейнольдса. Установлены оптимальные параметры, при которых достигается наибольший эффект от вентилирования воздушной прослойки в ламинарном режиме. Термическое сопротивление наружных ограждений 1,4...1,5 м2-К/Вт, ширина воздушной прослойки 0,02 м. В этом случае обеспечивается нормативная температура во всей насыпи картофеля, в том числе в слое возле дощатой перегородки. Потери массы клубней от усушки при хранении в секциях охлаждаемого картофелехранилища составляют 1,5... 3,2 %, что существенно меньше, чем в типовых картофелехранилищах. Снижаются потери картофеля также благодаря полной механизации технологического процесса. Прием, разгрузку и сортировку картофеля осуществляют один-два оператора. Производительность технологических линий от 25 до 400 т/ч и более в зависимости от числа разгружаемых одновременно автомашин или вагонов. Поступающий картофель разгружают пять гидроразгрузчиков (ГУАР). После сортировки сортировальными машинами КСП-25 наклонными транспортерами мелкие клубни и земля подаются раздельно в два бункера, а товарный картофель — в отделение обработки (см. рис. 3). Отсюда по системе транспортеров бракованные клубни поступают в бункер с мелкими клубнями, а остальные — в секции хранения. Засыпка картофеля осуществляется с наклонного транспортера, угол наклона которого постепенно уменьшается, благодаря чему сохраняется минимальный угол падения клубней. Для загрузки используют также подвесной транспортер с челночным перемещением, с помощью которого картофель, не полностью очищенный от земли, размещают грядами поперек секции. Выгружать картофель можно из любого участка насыпи, что позволяет своевременно ликвидировать очаги порчи клубней. Принятая технология, обеспечивающая хранение даже грязного картофеля, создает условия для применения цепи: комбайн — транспорт — охлаждаемое хранилище, т. е. для перевода отрасли картофелеводства на промышленную основу. УДК F21.565:504.064.32-9741-52 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЙ ЕСТЕСТВЕННЫЙ ХОЛОД Канд. техн. наук Н. Б. АЛЁХИН Одесский политехнический институт Система автоматического управления (а.с. 1334001) разработана для холодильной установки, использующей в зимнее время естественный холод. Холодильная установка (см. рисунок) имеет два контура: для циркуляции хладагента и циркуляции наружного воздуха. В первый контур входят: ШВШЯШЙШ зд
Система автоматического управления холодильной установкой, использующей естественный холод: 1 — компрессор; 2 — электропривод компрессора; 3 — конденсатор; 4 — испаритель; 5 — холодильная камера; 6 — зазор между двойными стенками камеры; 7,8 — вентили; 9 — вентилятор наружного воздуха; /0 — электродвигатель; // — реле температуры наружного воздуха; 12 — реле температуры воздуха в камере; 13 — четырехпозиционный переключатель режимов работы компрессор с электроприводом, конденсатор, испаритель с дросселем перед ним, второй включает: зазор между двойными стенками холодильной камеры, соленоидные вентили, вентилятор с электродвигателем, реле температуры наружного воздуха, реле температуры воздуха в камере и блок управления. Последний состоит из элементов: первого НЕ\ первого и второго ИЛИ; И; И — НЕ; второго и третьего НЕ, а также четырехпозиционного переключателя режимов работы. Система предусматривает автоматическое управление в четырех режимах работы, выбираемых с помощью переключателя выбора режимов. Режим 1. В теплое время года температуру регулируют путем пуска — остановки компрессора холодильной машины по сигналам реле температуры воздуха в камере. В холодное время года, когда наружный воздух можно использовать для охлаждения камеры, а ее температура выше заданной, регулирование осуществляют путем пуска—остановки вентилятора наружного воздуха по сигналам реле температуры наружного воздуха и реле температуры воздуха в камере. При установке переключателя в положение / выход элемента И подключается к входу электропривода компрессора, а выход второго элемента НЕ — к входам электродвигателя вентилятора и соленоидным вентилям. Функции переключения компрессора, вентилятора и соленоидных вентилей имеют вид: /к = *1 /\х2\ fc = fB = X2\/X\ , где /к, /с, /в — состояние соответственно привода компрессора, соленоидных вентилей, электродвигателя вентилятора; Х\ — состояние реле температуры воздуха в камере; х2 — состояние реле температуры наружного воздуха. В этом режиме логической единице соответствует состояние реле температуры воздуха при значении последней ниже заданного уровня, а логическому нулю — выше заданного уровня. В первом случае электропривод компрессора, электродвигатель вентилятора и соленоидные вентили включены, а во втором — отключены. Режим 2. В теплое время года температуру регулируют так же, как в режиме 1. В холодное время года применяют двухконтурное регулирование путем пуска — остановки компрессора и вентилятора наружного воздуха по сигналам реле температуры наружного воздуха и реле температуры воздуха в камере. В этом режиме переключатель подключает выход первого элемента НЕ к входу электропривода компрессора, а выход второго элемента НЕ — к входам электродвигателя вентилятора и соленоидных вентилей.
Функции переключения имеют вид: /в = fc =-^2 V х\ • Режим 3. В теплое время года применяют прецизионное регулирование, которое позволяет сгладить отрицательные пиковые температуры при двухпозиционном регулировании температуры воздуха в камере и предотвратить подмораживание продукции. Температуру воздуха в камере поддерживают путем пуска—остановки компрессора по сигналам реле температуры воздуха в камере, а при ее значении ниже заданного уровня — дополнительно путем пуска—остановки вентилятора наружного воздуха. В холодное время года регулирование осуществляют путем пуска—остановки вентилятора наружного воздуха по сигналам реле температуры наружного воздуха и реле температуры воздуха в камере. Переключатель режимов подключает выход элемента И к входу электропривода компрессора, а выход элемента И—НЕ— к входам электродвигателя вентилятора и соленоидных вентилей. Функции переключения: !к = Х\ /\Х2, /в = /с= (*2 V*l) Л (*1 V*2) • Режим 4. В теплое время года температуру регулируют так, как и в режиме 3 (теплое время), а в холодное время года — как в режиме 2 (холодное время). В этом режиме переключатель подключает выход первого элемента НЕ к входу электропривода компрессора, а выход элемента И—НЕ — к входам электродвигателя вентилятора и соленоидным вентилям. Функции переключения: /с = /в=(*1 V*2) A(*lV*2) • чением холодильной машины предлагаемый способ и разработанная на его основе система повышают точность управления благодаря введению нового управляющего воздействия — расхода воздуха через зазор между стенками камеры и уменьшают число пусков компрессора. Система испытана в лабораторных условиях и может быть использована при автоматизации холодильных установок для камер с контуром циркуляции наружного воздуха в тех случаях, когда необходима повышенная точность поддержания температуры воздуха в камере. >КО^ $&* ОБЪЯВЛЯЕТ ПРИЕМ Не ВбЧврНИв И ЗвОЧМЬН» подготовительные курсы К заявлению прилагаются: справка с места работы или учебы; квитанция об оплате за обучение (деньги можно перевести в любом почтовом отделении на расчетный счет института № 141722 Таганского отделения Промстройбанка г. Москвы); 2 фотографии (размером 3X4 мм). Прием документов с 10 сентября с. г. Начало занятий 1 октября с. г. Адрж: {098Щ Москва, у. Талалихина, 33. Курсы по подготовке в институт. Справки по телефону: 271-63-71. Aо сравнению со способом прямой подачи воздуха в камеру и отклю- '•*'•''.
^ВВ^^^^^НЙ^К^Ш^й1ШЮШ|Ш?& iilllllil 111Ш111!1111Я111Ш11111 pi»iiffilllPf 0 УДК 681.584.6 ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ В. А. ИВАСЮК СКПТБ ВНПО «Импульс» В. В. ВЫЧУЖАНИН Одесский институт инженеров морского флота Регулятор предназначен для двухпози- ционного регулирования температуры как в стационарных, так и транспортных холодильных установках, системах кондиционирования воздуха, отопления и вентиляции. Кроме того, он сигнализирует о подаче управляющего сигнала на выходное устройство. В структурную схему прибора (рис. 1), помимо известных устройств, входят: логический анализатор, который служит для формирования выходного сигнала устройства сравнения,-устройство синхронизации с напряжением сети, встроенная система калибровки для проверки работоспособности прибо- "оямдя УМ НШ с/?ит -*- Инберх ная \ЩЦр Пр. I I /г 1« I ]+UD Dp Рис. 1. Структурная схема электронного регулятора температуры: ДТ — термопреобразователь (датчик температуры); К — коммутатор; ЭР — эталонный резистор; П — преобразователь; НУ—нормирующий усилитель; ЗТ — задатчик температуры; УС—устройство сравнения; УСС — устройство синхронизации с напряжением сети; НА — логический анализатор; И — индикатор включения (выключения); УМ — усилитель мощности; РУ — регулирующее устройство; О — объект; БП — блок питания ра по месту эксплуатации. Электронная схема регулятора изготовлена на базе двух микросхем и минимизирована. В основу работы регулятора положен токовый метод измерения сопротивления термопреобразователя (датчика температуры), а не традиционный мостовой принцип. Термопреобразователь — типа ТСМ с номинальной статической характеристикой преобразования 100М по ГОСТ 6651—84. Гибкая схема регулятора позволяет легко подстраиваться под любой датчик (в широком диапазоне нормальных значений сопротивлений датчиков /?0). Это достигается применением стабильного источника постоянного тока. В регуляторе имеется двойная гальваническая развязка. Измерительная и управляющая части прибора подключены к сети через маломощный трансформатор питания (развязка по питанию). Нагрузка на регулятор может достигать 2 кВт. Благодаря изготовлению выходного устройства на основе оптотиристора осуществлена развязка по нагрузке, что повысило безопасность эксплуатации регулятора, а также исключило прямое влияние срабатывания выходного устройства на работу регулятора в целом. Выходное устройство срабатывает при переходе сетевого напряжения через нуль («мягкое» ^включение), В результате влияние индустриальных помех на работу электронных элементов, схемы прибора минимально. Отсутствие в регуляторе механических контактов увеличивает надежность, упрощает обслуживание, исключает вероятность искрообразования в силовых цепях. Прибор изготовляют в одном из двух вариантов: А — регулятор включается, когда температура регулируемой среды ниже значения уставки; Б — регулятор включается, когда температура регулируемой среды выше значения уставки. Предусмотрен вывод прямой и инверсной команд на выходной разъем в целях их обработки с помощью
Рис. 2. Внешний вид регулятора ЭВМ, использования для управления другими приборами в АСУ, индикаторами и др. На разъем выводится также выходной сигнал преобразователя, который может быть использован для обработки с помощью ЭВМ, подключения внешних индикаторов и др. На рис. 2 представлен внешний вид прибора. Конструктивное исполнение прибора зависит от назначения и условий эксплуатации. Регулятор может быть выполнен с цифровой или аналоговой индикациями. К базовому варианту при необходимости добавляют сервисные устройства: реле времени, устройство максимальной защиты со световой индикацией, звуковую индикацию и т. д. На основе базового варианта легко создать более простые. Испытания регулятора показали его безотказную работу в течение года. Техническая характеристика регулятора Пределы регулируемых температур, °С 0...200 Коммутирующий ток, А, не более 10 Погрешность установки задания регулируемой температуры, °С, не более ±1 Чувствительность, °С ±0,05 Напряжение питания, В 220 ' . ~ (Я — 1о /о Мощность, потребляемая прибором, В-А 6,0 Максимальная длина линии, соединяющей прибор с датчиком, м 300 Габаритные размеры, мм 90X90X300 Масса, кг, не более, при использовании металлического корпуса 2,0 пластмассового корпуса 1,0 Прибор можно использовать для регулирования не только температуры, но и других параметров холодильной установки при наличии линейных датчиков. Напряжение питания нагрузки может быть любым в диапазоне 3...220 В (при спецзаказе до 600 В). Ориентировочная стоимость базового варианта регулятора 70 р. Средний срок службы 10 лет. УДК 621.565@88.8) ОСУШИТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН для холодильных установок В. В. КАЛЮЖНЫЙ Луганский машиностроительный институт Известно, что после монтажа новой холодильной установки или ее ремонта в системе находится большое количество влаги [3], которую необходимо удалить. Для этой цели используют осушительные патроны. Из-за многообразия типоразмеров холодильных установок приходится выпускать патроны с различным внутренним объемом в соответствии с количеством осушаемого хладагента, что усложняет их производство. Применение разборных осушительных патронов [2] позволяет изготовлять лишь отдельные детали увеличенных размеров, что несколько снижает затраты, однако удлиненные детали нельзя использовать повторно. Автором разработан универсальный осушительный патрон, внутренний объем которого можно изменять в зависимости от конкретных условий эксплуатации [1]. Осушительный патрон (см. рисунок) состоит из двух цилиндрических полукорпусов. К внутреннему полукорпусу присоединен (например, приварен) входной штуцер. На боковой поверхности полукорпуса сделана резьба на всю длину. Такая же резьба имеется на поверхности внешнего полукорпуса, к торцу которого присоединен выходной штуцер. Соединяя по резьбе оба полукорпуса, образуют полый корпус
Продольный разрез универсального осушительного патрона с резьбовой поверхностью полукорпусов: а—максимальный объем; б—минимальный объем; / — выходной штуцер; 2 — внешний полукорпус; 3 — уплотнитель; 4 — внутренний полукорпус; 5 — рассекатель потока; 6 — фильтрующий элемент; 7 — входной штуцер патрона, в нижней части которого размещают фильтрующий элемент и рассекатель потока хладагента. Через выходной штуцер в корпус засыпают адсорбент. После этого полукорпусы довинчивают в направлении друг к другу, уплотняя адсорбент, что снижает его абразивное истирание в процессе эксплуатации патрона. Затем надевают уплотнитель в виде резиновой втулки, термоусадочной пленки или кольца припоя. Развинчивая или навинчивая полукорпусы друг на друга, можно получить желаемый внутренний объем корпуса патрона. Кроме того, наличие резьбы на боковых поверхностях полукорпусов предупреждает их самопроизвольное разъединение под действием высокого давления хладагента в системе. Если давление хладагента незначительно (в некоторых типах холодильных агрегатов), то для снижения трудоемкости производства полукорпусы могут быть и без резьбы, но обязательно с припоем в качестве уплотнения. Патрон изготовляют из латунной или стальной трубы. Резьбу выполняют круглой, подобно резьбе на цоколях бытовых ламп накаливания. При этом один полукорпус имеет несколько больший диаметр, что позволяет соединять его со вторым полукорпусом. Осушительный патрон с изменяемым внутренним объемом можно использовать для любых холодильных агрегатов. Список литературы 1. А. с. 1 495607 СССР. 2. Калюжный В. В. Осушительный патрон для холодильных установок // Холодильная техника. 1989, № 4. 3. Малки н Л. Ш., Колин В. Л. Осушка и очистка малых холодильных машин. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. ИЗОБРЕТЕНИЯ A1) 1508058 E1L F 25 В 9/02 B1) 4216561/23-06 B2) 27.03.87 G2) А. П. Черепанов E3) 621.57 E4) E7) ДРОССЕЛЬНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, работающая на многокомпонентном хладагенте, содержащая компрессор, линии высокого и низкого давлений которого подключены к микроохладителю, имеющему теплообменник с сердечником и дросселем, испаритель и заборник жидкой фазы высококипящих компонентов, причем к линии высокого давления подключена камера опорного давления сборника высококипящих компонентов, отделенная гибкой перегородкой от накопительной камеры, соединенной через клапан с заборником жидкой фазы высококипящих компонентов, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени выхода на рабочий режим и упрощения конструкции, заборник жидкой фазы выполнен в виде сердечника, сообщенного с полостью испарителя, камера опорного давления снабжена поршнем, жестко связанным с гибкой перегородкой и разделяющим камеру на две полости — опорную, расположенную с противоположной от гибкой перегородки стороны и снабженную отжимной пружиной, и исполнительную полость, подключенную к линии высокого давления через последовательно установленные дополнительный дроссель и управляющий клапан-
В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУ # УДК 66.013:658.382.3 ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИЙНЫХ ПРОЛИВОВ ЖИДКОГО АММИАКА С ПОМОЩЬЮ ПРИРОДНЫХ СОРБЕНТОВ Канд. хим. наук Е. К. МАЛИНОВСКИЙ, д-р хим. наук, проф. А. Л. ЦЫКАЛО, канд. хим. наук Ю. Ф. БАРТКОВСКАЯ, Г. Д. КУЦЕНКО Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики Нередко в случае нарушения технологического режима или неисправности холодильного оборудования из него вытекает значительное количество аммиака. Вскипая, он образует паровое облако, которое, рассеиваясь, поднимается вверх. При концентрации газообразного аммиака 100 мг в 1 м3 воздуха у человека возникает раздражение слизистых оболочек, а концентрация 350...700 мг/м3 опасна для жизни [1]. Одним из способов ликвидации пролива жидкого аммиака, аминов и их растворов является адсорбция с помощью сорбентов. Сравнительно дешевыми A0...20 р/т) и доступными сорбентами являются природные глинистые минералы, широко применяемые в настоящее время в процессах очистки воды от вредных и токсичных примесей [2]. Они обладают хорошими адсорбционными и эксплуатационными свойствами — легко регенерируются и утилизируются. Кроме того, их запасы достаточно велики. С целью выбора оптимального поглотителя для ликвидации последствий аварийных проливов аммиака была изучена адсорбционная способность по аммиаку ряда природных минералов (см. таблицу). С помощью таких сорбентов исследовали адсорбцию газообразного аммиака в статических и динамических условиях по стандартным методикам, а также водных растворов аммиака определенной концентрации — путем нейтрализации мелкогра- нулированным сорбентом, который добавляли частями при перемешивании до получения рН около 8. Как видно из таблицы, все исследованные сорбенты обладают развитой пористостью и высокой удельной адсорбирующей поверхностью 5. Все сорбенты активно поглощают аммиак даже при малых парциальных давлениях. Хорошие адсорбционные свойства в статических условиях присущи монтмориллониту (Огланлинское месторождение) и клино- птилолиту (Закарпатское месторождение). Однако наибольшей адсорбционной способностью во всей изученной области давлений в статических условиях обладает минерал палыгорскит (Черкасское месторождение) — 150...200 мг/г по газообразному аммиаку при 25 °С. Предварительная термическая обработка палыгорскита увеличивает его динамическую адсорбционную емкость по аммиаку в 2...2,5 раза, а модификация ионами меди или кобальта (например, обра- Сорбент Физико-химические и адсорбционные характеристики минералов при 5 Клиноптилолит — Монтмориллонит 260 Фторгекторит синтетический 20 Палыгорскит активированный 25 % H2S04 293 Палыгорскит 302 Вермикулит в ЫШ-форме Каолинит 94 воды W 0,12 0,38 0,18 0,50 0,45 0,07 0,23 s 20 39 — 214 150 43 72 бензола W 0,06 0,16 — 0,45 0,29 0,05 0,17 z — — 60 80 90 40 азота S — 18 250 224 — 70 поглощении аммиака а 5,50 7,80 3,50 2,60 12,30 2,60 2,80 Условные обозначения: 5 — удельная адсорбирующая поверхность, м2/г; W — удельная пористость, см3/г; Z — средний радиус пор, нм; а — адсорбционная способность, ммоль/г
ботка медным купоросом) — до 160... 170 мг/г при уменьшении толщины работающего слоя до 5...7 мм. С понижением температуры до —30 °С динамическая адсорбционная емкость палыгорскита возрастает в 1,5...2 раза за счет конденсации аммиака в его порах. При извлечении аммиака из водных растворов удельный расход сорбентов пропорционален его концентрации. В этом случае адсорбционная емкость палыгорскита составляет 90... 100 мг/г. Некоторое ее снижение объясняется конкурирующей адсорбцией воды. Вопрос о возможности использования палыгорскита для ликвидации аварийного пролива жидкого аммиака потребовал дополнительных исследований. Известно, что когда большое количество жидкого аммиака при температуре —30 °С попадает на грунт, то после первоначального вскипания он охлаждается до —70 °С за счет адиабатического насыщения воздуха. При установившихся условиях над разлившимся аммиаком образуется облако, которое вследствие низкой температуры тяжелее воздуха и, следовательно, не «плавает». Понижение температуры облака обусловлено в основном испарением мелких капель жидкого аммиака [1]. Введение сорбента приводит к усилению испарения за счет выделяющейся в результате адсорбции теплоты. Зная значения теплоты адсорбции и учитывая, что удельная теплота испарения жидкого аммиака, охлажденного до —40 °С, при температуре окружающей среды 20 °С составляет 1187 кДж/кг, рассчитали удельную скорость испарения и температуру аммиака в нестационарном и стационарном режимах испарения. Характерный вид зависимости удельной скорости испарения аммиака G (т) от времени хорошо известен [3]. По истечении некоторого, сравнительно небольшого отрезка времени, соответствующего бурному кипению и нестационарному испарению аммиака, наступает квазистационарный режим, при котором значение G(t) и температура жидкого аммиака практически не изменяются. Для крупных проливов длительность поддержания этого режима определяет общую продолжительность испарения «озера» аммиака. На начальном этапе испарения аммиака определяющую роль играет тепловой поток от грунта (подстилающей поверхности), который составляет 60...90 % всех теплопритоков. По мере понижения температуры жидкого аммиака в результате испарения преобладающее влияние начина- аМ,г/(с-м^) О 10 20 Г,с Изменение удельной скорости испарения аммиака G(t) с различных подстилающих поверхностей: 1 — бетон; 2 — глина; 3 — природный пористый сорбент ют оказывать радиационный и конвективный тепловые притоки. Таким образом, в начальный период аварийной ситуации, который в основном определяет глубину зоны поражения и который для «озера» жидкого аммиака с толщиной слоя до 5 см (до 50 т) может быть принят равным 30 мин, существенное значение имеет тип подстилающей поверхности. На рисунке представлена зависимость значения G(t) от типа подстилающей поверхности (бетон, глина и пористый природный адсорбент) при достаточно тяжелых условиях возникновения аварийной ситуации — температуре воздуха 30 °С, температуре подстилающей поверхности 50 °С, средней скорости ветра 4 м/с. Теплопроводность бетона превосходит теплопроводность глины в 2 раза, а произведение его плотности на теплоемкость больше соответствующего показателя для глины приблизительно в 4 раза. Это обусловливает значительно более высокую удельную скорость испарения аммиака G(x) на бетоне в начальный период, причем значения G(т) в период кипения и нестационарного испарения для различной скорости ветра разнятся не слишком существенно [большей скорости соответствует более резкое уменьшение G (т) вследствие быстрого охлаждения «озера» аммиака]. В квазистационарном режиме с ростом скорости ветра значение G(t) несколько увеличивается. Согласно расчетам, максимальное количество аммиака на 1 м2 поверхности при толщине его слоя 5 см составляет около
35 кг. Адсорбционная способность природных сорбентов составляет около 20 % от их массы. Следовательно, при толщине слоя сорбента 10 см и массе 200 кг (средняя плотность 2 г/см3) в статических условиях в принципе возможно поглощение до 40 кг аммиака, т. е. всего пролитого количества. При использовании в качестве подстилающей поверхности природных пористых сорбентов выделяется довольно значительное количество теплоты, что является отрицательным фактором, поскольку способствует увеличению теплопритока к испаряющейся жидкости. В начальный период после аварии аммиак попадает на развитую теплопередающую поверхность сорбента, из-за чего в первые минуты теплопри- 'ток "от подстилающей поверхности будет довольно большим. При этом поверхностная часть слоя сорбента будет охлаждаться достаточно быстро и все дальнейшее испарение будет определяться теплотой адсорбции. Собственно испарением жидкости из пористого тела в данном случае можно пренебречь ввиду его малости. Исходя из принятой грубой модели процесса определено изменение значения G(t) после аварийного пролива (см. рисунок). На начальном этапе оно несколько превышает характерные значения для глинистых почв и приближается к значениям для бетона. Однако затем быстро снижается, что позволяет подойти к месту аварийного пролива с целью ликвидации его последствий через меньший промежуток времени. При этом примерно 15 кг аммиака адсорбируется, т. е. в атмосферу попадает лишь около половины пролитого аммиака. Отработанный сорбент может быть механически собран или подвергнут нейтрализации на месте с помощью дешевых реагентов. Практика подтвердила эффективность использования природных сорбентов при ликвидации пролива аммиака. Список литературы 1. Стрижевский И. И. Вопросы безопасности при работе с жидким аммиаком // Безопасность труда в промышленности. 1983, № 7. 2. Тарасевич'Ю. И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. Киев: Наук, думка, 1981. 3. Цыкало А. Л., Стрижевский И. И., Баг мет А. Д. Испарение и рассеивание аммиака при его разливах и утечках. М.: 1982. ИЗОБРЕТЕНИЯ A1) 1509577 E1L F 24 F 11/00 B1) 4276902/29-29 B2) 06.07.88 G2) Е. И. Тарасов E3) 697.93 E4) E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащее последовательно установленные в канале наружного воздуха воздухоохладитель, воздухонагреватель и вентилятор, первый регулирующий клапан, соединенный с линией холодной воды, второй регулирующий клапан, циркуляционный насос и регуляторы температуры и относительной влажности приточного воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и компактности путем использования тепла наружного воздуха, оно дополнительно содержит линию сброса отработанной воды с регулятором давления, регулирующие клапаны выполнены трехходовыми, причем второй вход первого клапана и первый выход второго клапана соединены между собой рециркуляционной линией, подключенной к выходу воздухонагревателя и к линии сброса, выход первого регулирующего клапана посредством циркуляционного насоса соединен с входом воздухоохладителя, выход которого подключен к входу второго клапана, связанного вторым выходом с входом воздухонагревателя, а выходы регуляторов температуры и влажности подключены соответственно к первому и второму регулирующим клапанам. A1) 1504468 E1L F 24 F 3/06 B1) 4326722/23-29 B2) 11.11.87 G5) В. А. Попов E3) 697.94 E4) E7) 1. УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая подключенные к помещению приточный и вытяжной воздуховоды, расположенные в приточном воздуховоде последовательно по ходу воздуха тепло- обменный аппарат, и подогреватель, ледовый бункер с приямком и оросительным устройством, установленным в кожухе, который размещен в верхней зоне ледового бункера под перекрытием с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях и подсоединен при помощи гибкого воздуховода через торцовую стену помещения и вентилятор к приточному воздуховоду, ледовый бункер сообщен с атмосферой через воздухо- заборное отверстие, а оросительное устройство связано с приямком ледового бункера через циркуляционное кольцо, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергетических затрат при кондиционировании воздуха для нескольких помещений путем уменьшения протяженности приточных воздуховодов и повышения степени утилизации теплоты вытяжного воздуха, стены помещений и их перекрытия выполнены с внутренним воздушным зазором и снабжены воздухопроницаемым слоем, расположенным в воздушном зазоре с образо-
ванием в стенах и перекрытиях внутренней и наружной воздушных прослоек, при этом внутренняя воздушная прослойка сообщена с вытяжным воздуховодом и при помощи выполненных в стенах вытяжных отверстий — с помещением, наружная воздушная прослойка при помощи выполненных в стенах выходных отверстий с дополнительно установленными в них клапада- ми — с атмосферой, ледовый бункер расположен между торцовыми стенами помещений, а гибкий воздуховод подсоединен к приточному воздуховоду при помощи шарнирного соединения. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменный аппарат выполнен в виде полупроводникового теплового насоса с проточными каналами теплого и холодного воздуха и эжектором, причем вентилятор подключен к приточному воздуховоду через канал теплого воздуха и через эжектор — к входу канала холодного воздуха, который входом и выходом сообщен с ледовым бункером. A1) 1506232 E1L F 24 F 5/00 B1) 3918145/29-29 B2) 21.06.85 G1) Государственный проектный институт «Гипрогражданпром- строй» G2) Б. И. Никитина, Е. В. Рыбак E3) 697.94 E4) E7) СПОСОБ МНОГОЗОНАЛЬНОГО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, вклю- чающий обработку смеси наружного и вытяжного воздуха в кондиционере, параллельную подачу обработанного воздуха в камеры смешения, смешение его с рециркуляционным воздухом и подачу приточного воздуха в кондиционируемые зоны, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат на кондиционирование помещений с повышенными тепловыделениями, обработанный воздух перед подачей в камеры смешения дополнительно охлаждают до температуры ниже температуры приточного воздуха, а часть последнего до подачи в кондиционируемые зоны перепускают в вытяжной воздух перед подачей его в кондиционер. A1) 1506233 E1L F 24 F 5/00 ('21) 4231051/29-29; 4257000/29-29 B2) 16.04.87 G5) X. Д. Таутиев E3) 697.93 E4) E7) СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ПОМЕЩЕНИЯ, содержащая приточный воздуховод с последовательно установленными регулирующим клапаном, устройством кондиционирования воздуха и приточным вентилятором, вытяжной воздуховод с вытяжным вентилятором и регулирующим клапаном, рециркуляционный воздуховод с регулирующим клапаном, сообщенный с вытяжным воздуховодом между вытяжным вентилятором и регулирующим клапаном и с устройством кондиционирования воздуха, отличающаяся тем, что, с целью сокращения затрат электроэнергии на удаление воздуха из помещения, система дополнительно содержит вытяжную шахту с регулирующим клапаном и обводной воздуховод с регулирующим клапаном, сообщающий вытяжной воздуховод до вытяжного вентилятора с рециркуляционным воздуховодом до регулирующего клапана, при этом вытяжной вентилятор и регулирующие клапаны имеют общую электрическую управляющую связь. A1) 1506234 E1L F 24 F 5/00 B1) 4295825/29-29 B2) 11.08.87 G1) Специальное конструкторско-технологическое бюро «Кондиционер» G2) Г. И. Чухман, А. Н. Янполь- ский, В. Д. Бреславец E3) 697.93 E4) E7) 1. УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА помещения, состоящая из автономного кондиционера с холодильной машиной, имеющей жидкостное охлаждение конденсатора, включенного в замкнутый циркуляционный контур охлаждающей жидкости, содержащей насос, наружный теплообменник с вентилятором, внутренний теплообменник, установленный на входе обрабатываемого воздуха в кондиционер, и датчика температуры в помещении, отличающаяся тем, что, с целью повышения энергетической эффективности, установка дополнительно содержит погружной теплообменник в поддоне с водой, включенный в циркуляционный контур охлаждающей жидкости между насосом и наружным теплообменником, байпас- ную линию погружного теплообменника, соединенную с циркуляционным контуром охлаждающей жидкости через трехходовый вентиль, привод которого сообщен с датчиком температуры в помещении, при этом погружной теплообменник установлен под наружным теплообменником с возможностью орошения последнего водой из поддона. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что поддон снабжен сливным вентилем, привод которого сообщен с датчиком температуры в помещении.
ЮРИДИЧЕСКАЯ КОНСУЛЬТАЦИИ По вашей просьбе ПОРЯДОК РАССМОТРЕНИЯ ТРУДОВЫХ СПОРОВ Трудовые споры, связанные с применением законодательства о труде, коллективных и трудовых договоров, а также действующих правил, положений и инструкций, регулирующих труд и отдых трудящихся, рассматриваются комиссиями по трудовым спорам (КТС), которые в обязательном порядке должны создаваться на предприятиях, в учреждениях и организациях. Трудовые споры разбирают также профсоюзные комитеты и районные (городские) народные суды, но, как правило, после того, как спор был предметом рассмотрения в КТС. Отдельные трудовые споры некоторых категорий работников рассматривают вышестоящие в порядке подчиненности органы. Неправильно поступают те профкомы, которые в качестве первой инстанции, минуя КТС, рассматривают и принимают решения по заявлениям работников. Вынесенные профкомами в таком порядке решения не имеют юридической силы и не должны исполняться. Не могут первоначально рассматривать трудовые споры рабочих и служащих и вышестоящие профсоюзные органы (ВЦСПС, советы профсоюзов, ЦК профсоюзов, республиканские, краевые, областные, районные комитеты профсоюзов), кроме следующих случаев: КТС и профкомами нарушены установленные законом сроки рассмотрения жалоб; заявления работников рассмотрены не в правомочном составе; комиссии и профсоюзные комитеты не принимают заявления и не выдают копий решений и т. д. КТС не имеет права отказывать в приеме и рассмотрении заявлений лицам, обращавшимся ранее в прокуратуру и получившим отрицательный ответ. Вопросы, рассматриваемые КТС: применение установленных норм выработки и сдельных расценок, а также условий труда, обеспечивающих выполнение норм выработки; перевод на другую работу и оплата труда при переводе; прекращение трудового договора не по
инициативе администрации (за исключением случаев, для которых законодательством СССР установлен иной порядок рассмотрения трудовых споров); оплата труда при невыполнении норм выработки, простое и браке; оплата работ в сверхурочное и ночное время, компенсация за работу в выходные и праздничные дни; оплата труда при выполнении работ разной квалификации, при многостаночном обслуживании, при совмещении профессий (специальности), при заместительстве; выплата компенсаций при командировках, переводе, приеме или направлении на работу в другую местность; выплата выходного пособия; выплата заработной платы за время вынужденного прогула (за исключением случаев, когда этот вопрос решался при рассмотрении спора о восстановлении на работе) ; возврат денежных сумм, удержанных из заработной платы для возмещения ущерба, причиненного предприятию, учреждению, организации; получение и размер причитающейся работнику премии, предусмотренной системой оплаты труда; предоставление ежегодного отпуска установленной продолжительности, его оплата и выдача денежной компенсации за неиспользованный отпуск при увольнении; выплата вознаграждения за выслугу лет; наложение дисциплинарных взысканий; выдача и использование спецодежды, спецобуви, средств индивидуальной защиты, а также молока или других равноценных пищевых продуктов, лечебно-профилактического питания. В тоже время КТС не может разрешать споры по вопросам установления или изменения норм выработки и расценок. Эти вопросы решают вышестоящие хозяйственные и профсоюзные органы. Если же администрация предприятия ввела новые расценки или новые нормы без согласия профсоюзного комитета, или если она своевременно не довела новые нормы выработки или расценки до сведения работников, то они в этом случае вправе обратиться в комиссию с требованием об оплате труда по прежним нормам и расценкам. Администрация предприятия, учреждения и организации обязана известить рабочих и служащих о введении новых условий оплаты труда (или изменении ее условий), новых норм труда не позднее чем за один месяц. Комиссия рассматривает жалобы работника на отказ в заключении трудового договора, если работник был приглашен на работу в порядке перевода из другого предприятия. При обоснованности требования работника КТС выносит решение, обязывающее администрацию заключить с ним трудовой договор с первого рабочего дня, следующего за днем увольнения с предыдущей работы, если соглашением сторон не предусмотрено иное. Подведомственны КТС трудовые споры по поводу соблюдения администрацией льготных условий нормирования и оплаты труда работников, не достигших 18-летнего возраста. КТС не должна принимать заявления от тех работников, которые избраны в состав профкома и цехкома и не освобождены от своей производственной обязанности. Поскольку вопрос о переводе таких работников решает администрация по согласованию с профкомом, их жалобы передаются непосредственно в суд. Не подведомственные КТС споры лиц, переведенных на нижеоплачиваемую работу по причине трудового увечья или иного повреждения здоровья, о выплате им разницы в зарплате. Комиссия рассматривает разногласия, возникающие между работником и администрацией по поводу определения размера компенсаций в связи с переводом в другую местность. Жалобы рабочих и служащих на отказ администрации расторгнуть трудовой договор, заключенный на неопределенный срок, КТС разбирать не может, поскольку отказ администрации издать приказ об увольнении юридического значения не имеет. По истечении одно- или двухмесячного срока со дня подачи заявления работник вправе прекратить работу, а администрация обязана выдать ему трудовую книжку и произвести расчет. Но если администрация задерживает оформление увольнения и это препятствует работнику устроиться на новое место, он вправе потребовать через КТС заработную плату за время вынужденного прогула. Комиссия является первичным органом по рассмотрению споров, возникающих в связи с требованиями расторжения трудового договора с лицами, направленными на работу по окончании высших или средних специальных учебных заведений, профтехучилищ, и работниками, прошедшими обучение новым профессиям и обязанными проработать на производстве установленный срок. КТС обязана принять и рассмотреть заявления о восстановлении на работе лиц,
уволенных в связи с призывом или поступлением на военную службу, или же с вступлением в законную силу приговора суда, который исключает возможность продолжения данной работы. К компетенции КТС относятся споры об оплате сверхурочной работы, применении должностных окладов, тарифных ставок и доплат, исчислении стажа для получения процентных надбавок и предоставления очередных и дополнительных отпусков, о праве на получение причитающейся работнику премии, предусмотренной системой оплаты труда и о ее размере, о всех премиях, которые выплачиваются за достижение заранее определенных положением показателей, кроме споров о премиях руководящим работникам. Подведомственны комиссии споры, связанные с наложением дисциплинарных взысканий по правилам внутреннего распорядка, по поводу исправления или дополнения записей сведений в трудовых книжках о должности и специальности работника, о приеме на работу, переводе на другую работу, основаниях увольнения и т. д. КТС рассматривает споры о выплате среднего заработка за все время задержки выдачи трудовой книжки независимо от оснований расторжения трудового договора и порядка обжалования законности увольнения, а также об оплате труда в случаях невыполнения норм выработки, простоя и брака и о причинах невыполнения норм выработки, об обеспечении или необеспечении администрацией нормальных условий для работы, о компенсациях за работу в ночное время, в выходные и праздничные дни. Разногласия между работником и администрацией о виде компенсации за работу в выходные и праздничные дни и о размере денежной оплаты разрешаются в КТС независимо от должностного положения работника. В таком же порядке должен решаться вопрос о компенсации за работу в неурочное время работнику с ненормированным рабочим днем, выполнявшему работу, не входящую в круг его обязанностей. Она подлежит оплате как выполнение особого задания. В общем порядке КТС рассматривает споры о взыскании предусмотренных законодательством выплат при направлении на обучение для повышения квалификации с отрывом от производства, а также за время нахождения рабочих и служащих в медицинских учреждениях на обследовании и при выполнении ими донорских функций; споры об оплате расходов (в том числе по проезду, найму жилого помещения и т. п.) лицам, вызываемым в органы следствия, дознания или суд в качестве свидетелей, потерпевших, экспертов, переводчиков или понятых; споры о нарушении администрацией установленных правил компенсации за износ инструмента, принадлежащего рабочим и служащим. Независимо от должностного положения работника комиссия рассматривает обращения работников о праве на выходное пособие и его размере при прекращении трудового договора по причинам призыва или поступления на военную службу, отказ рабочего или служащего от перевода на работу в другую местность, расторжения срочного трудового договора в связи с нарушением администрацией законодательства о труде, коллективного или трудового договора, увольнения работника ввиду сокращения штатов, высвобождения, обнаружившегося несоответствия его занимаемой должности или выполняемой работе вследствие недостаточной квалификации либо состояния здоровья, а также в случае восстановления на работе работника, ранее выполнявшего эту работу. Работник может обратиться в комиссию по вопросу возврата денежных сумм, удержанных из заработной платы в возмещение ущерба, причиненного предприятию. По спорам же о возмещении материального ущерба, причиненного работником предприятию при исполнении трудовых обязанностей, администрации необходимо обращаться в народный суд. КТС не рассматривает жалобы по поводу удержаний из заработной платы, производимых администрацией в погашение денежных начетов, налагаемых на должностных лиц контролирующим органом, а также для взыскания штрафов. Сложным является вопрос о рассмотрении споров о праве на получение и о размере причитающейся работнику премии, предусмотренной системой оплаты труда. КТС подведомственны споры о всех премиях, которые выплачиваются за достижение заранее определенных показателей при соблюдении оговоренных в положениях условий премирования и в установленных размерах. Во всех случаях обязательным условием возможности рассмотрения спора в комиссии должно быть наличие установленных объективных показателей, с достижением которых связывается возникновение у работника субъективного права на получение премии. Юрист В. ГЛ. ГУДУМАК
ХРОНИКА УДК 621.577:061.3 СИМПОЗИУМ ПО ТЕПЛОВЫМ НАСОСАМ В мае текущего года в Ленинграде состоялся симпозиум на тему: «Применение теплонасосных установок для теплоснабжения зданий». Его организаторы: недавно созданная Всесоюзная ассоциация инженеров по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплотехнике (АВОК), Всесоюзное научно-техническое общество энергетиков и электротехников им. акад. Г. М. Кржижановского и Ленинградский дом научно-технической пропаганды. В симпозиуме приняли участие представители проектных организаций, научно- исследовательских и конструкторско-техно- логических институтов, экспериментальных лабораторий, занимающихся созданием теплонасосных установок (ТНУ) и систем теплохладоснабжения зданий, исследованиями в области использования нетрадиционных источников энергии. Во вступительном слове канд. техн. наук М. А. Барский (ВНИИГС), подчеркнув актуальность темы симпозиума, отметил, что он «вырос» из ежегодно проводившихся во ВНИИГСе семинаров по секции «Сбережение энергоресурсов». На симпозиуме были заслушаны доклады: Эффективность применения теплонасосных установок в системах теплоснабжения — М. А. Барский (ВНИИГС); Проектирование систем теплохладоснабжения с использованием теплонасосных установок — С. А. Анисимов (ЦНИИЭП инженерного оборудования); Применение теплонасосных установок в сельском и индивидуальном строительстве — Б. Л. Акопов (НПО «Инсолар»); Комбинированные гелионасосные системы теплохладоснабжения — А. М. Манукян (Крымская лаборатория ЭНИН); Системы горячего водоснабжения с тепловым насосом на сточных водах — О. А. Мухин (Белорусский политехнический институт), И. С. Жидович (БФ ВНИПИэнергопром); Оценка энергетической эффективности применения тепловых насосов — Г. А. Кус- ляйкин (ВНИКТИхолодпром); Прогнозирование теплофизических свойств озонобезопасных рабочих веществ для тепловых насосов — И. И. Перель- штейн (ВНИКТИхолодпром); Энергетические и технико-экономические показатели водоаммиачных абсорбционных и абсорбционно-резорбционных тепловых насосов — А. Г. Долотов (ЛТИХП); Производство оборудования для теплонасосных установок — Н. Г. Шмуйлов (ВНИИхолодмаш). Помимо основных докладов были сделаны также сообщения, в частности: об опыте эксплуатации теплонасосной установки в ялтинском пансионате «Дружба» и созданном на ее базе филиале учебно- методического центра по подготовке проектировщиков и инженерно-технического персонала для обслуживания ТНУ; о создании научной станции «Солнце» на берегу Каспийского моря вблизи Махачкалы, где проводятся исследования в области солнечной и морской энергетики; о проектировании тепловых насосов, работающих на солнечной энергии, в лаборатории гелиосистем Киевского ЗНИИЭПа, лаборатории возобновляемых источников энергии Института автоматики Академии наук Киргизской ССР; о разработке математических моделей и оптимизационных расчетах ТНУ на кафедре теплохладотехники во ВМИУ. На симпозиуме был высказан ряд мнений и предложений. Прежде чем проектировать ТНУ, необходимо получить расчетные данные, подтверждающие выгодность ее применения. Для этого проектировщикам нужны упрощенные методики расчета экономической целесообразности использования ТНУ. Такая методика разработана во ВНИИГСе. Рекомендации по расчету холодильных машин, работающих в режиме теплового насоса (ТН), выпустил ЦНИИЭП инженерного оборудования. Эти и другие имеющиеся в организациях рекомендации следует опубликовать в порядке обсуждения и разработать обобщенные рекомендации по технико-экономическому обоснованию применения ТНУ. При рассмотрении причин, сдерживающих внедрение многих проектов, была названа как одна из распространенных — сложность нахождения заказчика. Для повышения заинтересованности проектиров- 51
щиков в реализации своих проектов была высказана мысль оплачивать их труд по конечному результату, с учетом эффекта от внедрения. Применение ТНУ, работающих на вторичных источниках энергии, экономит топливо и электроэнергию, улучшает экологическую обстановку. Однако промышленным предприятиям невыгодны ТНУ, поскольку получение тепла от них обходится дороже, чем от котельных. Кроме того, требуются дополнительные средства на приобретение, монтаж, эксплуатацию ТНУ и содержание квалифицированного обслуживающего персонала. Чтобы заинтересовать предприятия, нужно установить льготный тариф на электроэнергию для ТНУ и найти способ стимулировать, снижение с их помощью теплового «загрязнения» атмосферы. Возможно, местным Советам народных депутатов следует применять штрафные санкции за нарушение экологической обстановки или вводить дополнительные налоги, что будет способствовать расширению внедрения ТНУ. Наиболее экономически выгодна работа ТНУ в системах комплексного теплохладо- снабжения. Холодильные машины, которые эксплуатируются только в режиме теплового насоса, подвержены большему износу, поскольку работают в экстремальных условиях, в результате чего снижается их надежность. Кроме того, чтобы добиться коэффициента преобразования на уровне 0,45...0,65, холодильные машины приходится'"«доводить» на месте эксплуатации. Для ТН требуется создавать специальные машины и организовывать их серийное производство. Предстоит перевод ТНУ на озонобез- опасные хладагенты, в частности на R134a вместо R12. Однако для нового хладагента еще не подобрано масло, с которым он может работать в паре. Не проведены испытания на его токсикологическую безопасность, на что нужно время. Если использовать другой новый озонобезопасныи хладагент R142, то объемная производительность снизится в 5—6 раз. Поэтому сейчас трудно прогнозировать, какой хладагент будет перспективным для ТНУ. В связи с этим возникает сложная проблема: проектируемые сейчас ТНУ при переводе их на Другой хладагент в процессе эксплуатации неминуемо придется переделывать, чтобы не снизилась производительность и достигался необходимый температурный уровень. Высказанные мнения и пожелания нашли отражение в рекомендациях- симпозиума. ATTENTION FOR MANAGERS OF FOREIGN FIRMS AND JOINT VENTURES! All-Union Association VO "Agroprom- izdat" offers services in publishing commercial advertisement and other information. VO "Agropromizdat" is the biggest national publishing house issuing 50 journals on all subjects of agriculture, food and processing industries, forestry, hunting, water management and nature protection. Accounting for services should be made in hard currency. On your request we could send catalogue of VO ''Agropromizdat" journals and supply you with additional information. Your suggestions, please, addres to: VO "Agropromizdat', Sadovaya-Spas- skaya street, 18, 107807, GSP-6, Moscow, B-78. USSR Telephone 207-21-31 Telefax G095) 2072870 ВНИМАНИЮ РУКОВОДИТЕЛЕЙ ИНОСТРАННЫХ ФИРМ И СОВМЕСТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ! Всесоюзное объединение «Агропромиз- дат» — одна из крупнейших издательских организаций СССР, обслуживающая все отрасли сельскохозяйственного производства, пищевой и перерабатывающей промышленности, лесное и водное хозяйство, предлагает услуги в публикации рекламно-информационных материалов по соответствующей тематике в журналах 50 наименований. Финансовые расчеты за услуги осуществляются в свободно конвертируемой валюте. По Вашему запросу мы можем выслать каталог журналов и предоставить дополнительную информацию. Наш адрес: СССР, 107807, ГСП-6, Москва, Б-78, ул. Садовая-Спасская, 18, ВО «Агропромиздат». Телефон для справок: 207-21-31 Телефакс G095) 2072870
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА УДК 664.8/.037@83.132) РЕКОМЕНДАЦИИ МИХ ПО ЗАМОРАЖИВАНИЮ И ХРАНЕНИЮ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ* К читателю Третье издание «Рекомендаций по замораживанию и хранению пищевых продуктов» (известных под названием «Красная книга»), вышедшее в свет в 1986 г., подготовлено Рабочей группой в составе 40 известных в мире специалистов. Цель Рекомендаций, публикуемых МИХом,— обзор современных знаний в области производства замороженных пищевых продуктов. В третье издание по сравнению со вторым изданием 1972 г. внесены некоторые изменения, ряд глав расширен. При подготовке главы о сроках хранения замороженных продуктов согласия не достигнуто в связи с широким разнообразием мнений о происхождении продуктов, различиями в технологиях и требованиях потребителей в разных странах. Однако общие идеи и тенденции определены. Существенно переработана глава о хлебобулочных изделиях и продуктах из теста. МИХ считает, что информация об этой конкретной области применения холода необходима, поскольку она рассеяна и многим незнакома. Другие главы, в которых рассматриваются, например, промышленные способы замораживания, вопросы эксплуатации холодильников, несколько сокращены. Публикуя третье издание «Красной книги», МИХ полагает, что создано весьма полезное практическое пособие для технологов. Однако его вряд ли можно рассматривать как полное руководство по проведению конкретных операций замораживания. Необходимо дополнительно обращаться к литературе, содержащей более подробные данные. * Печатаются с сокращениями в редакционной обработке. Следует бытъ осторожными при намерении использовать Рекомендации в качестве юридического документа. Рекомендуемые временные или температурные режимы, хотя они установлены на основании экспериментов, необязательно считать наиболее подходящими для включения в регламентирующие документы. Введение Замораживание является отличным способом долговременного сохранения почти без изменения исходных свойств скоропортящихся пищевых продуктов. Сохранение качества достигается в результате действия низких температур, которые задерживают биохимические реакции, подавляют микробиологическую активность, а также в результате понижения активности воды, присутствующей в продуктах, большая часть которой превращается в лед при температуре замораживания. Более 10 % общего объема скоропортящихся пищевых продуктов на том или ином этапе их производства подвергают замораживанию. Ассортимент их постоянно расширяется. Замораживание сочетают и с другими методами, например, консервированием, сушкой, ионизирующим излучением. Процесс замораживания несложен, но в технологии могут быть допущены нарушения. Чтобы избежать их, необходимо понимать основы замораживания и большое внимание уделять всем факторам, от которых зависит получение продукта высокого качества. Не существует универсального свода правил, которые надо применять при замораживании пищевых продуктов. Время до замораживания может быть коротким или длительным, процесс замораживания — медленным или быстрым, упаковка — неподходящей для одного продукта и вполне удовлетворительной для другого, длительность хранения — различной.в зависимости от вида продукта, температуры и упаковки. Если Рекомендации помогут тем, кто занимается или собирается заниматься замораживанием пищевых продуктов, понять основы технологии, можно считать, что поставленная цель выполнена. Определения и разъяснения Замораживание пищевых продуктов В промышленной практике температуру пищевых продуктов снижают до —10 °С или ниже в целях: сохранить исходное качество и пищевую ценность; 53
создать особую структуру и консистенцию (например, мороженого); провести специальные производственные процессы (например, сублимационную сушку, концентрирование или экстрагирование фруктовых соков, раскисление вина). Замороженные пищевые продукты Пищевые продукты, которые подверглись замораживанию специально для сохранения их исходного качества, считаются замороженными. Эффект сохранения качества достигается, если большая часть (более 80 %) находящейся в продуктах свободной воды при замораживании превращается в лед и такое состояние не изменяется при последующем хранении. В большинстве случаев качество продукта сохраняется лучше, когда его температура на протяжении всего периода хранения поддерживается по возможности низкой. В промышленной и торговой практике для хранения и реализации приняты два уровня температур, в соответствии с которыми продукты считаются замороженными или быстрозамороженными. Термин «замороженные пищевые продукты» используется для ограниченной группы продуктов (главным образом мяса, в том числе мяса птицы), которые при хранении и реализации имеют постоянную температуру —10 °С или ниже. Процесс замораживания В процессе замораживания все участки продукта проходят различные этапы в разное время. Если рассматривать определенный участок продукта, то можно выделить три этапа изменения температуры: предварительное замораживание — период от начала процесса замораживания продукта с исходной температурой до достижения криоскопической температуры (при которой начинается кристаллизация воды); замораживание — период, в течение которого температура в определенном месте продукта почти постоянна, так как выделение теплоты сопровождается фазовым превращением большей части воды в лед; домораживание — период, в течение которого температура продукта снижается до заданного конечного значения. Конечная температура может быть температурой хранения, достигаемой во всех его частях, включая тепловой центр (точка внутри продукта с самой высокой температурой после окончания замораживания), или равновесной, когда температура поверхности близка температуре в тепловом центре (достигается в адиабатических условиях). Продолжительность замораживания Это — время от начала предварительного замораживания до момента достижения конечной температуры. Продолжительность замораживания зависит не только от начальной и конечной температур продукта и количества теплоты, которая должна быть отведена, но и от размеров (особенно толщины) и формы продукта, коэффициента теплоотдачи, температуры окружающей среды. Скорость замораживания Это — разность между начальной и конечной температурами продукта, разделенная на продолжительность замораживания. Локальная скорость замораживания — разность между начальной и требуемой температурами в конкретной части продукта, разделенная на продолжительность достижения требуемой температуры. Скорость продвижения ледяного фронта Скорость замораживания можно определять по скорости продвижения ледяного фронта через продукт. У его поверхности она высокая, а по мере приближения к центру снижается. Поэтому скорости замораживания, указываемые в разных источниках, не обязательно совпадают. Срок хранения Физические и биохимические реакции, которые происходят в замороженных пищевых продуктах, приводят к постепенному, кумулятивному и необратимому снижению качества продукта. Период между замораживанием продукта с исходным высоким качеством и моментом, когда по органолептической оценке может быть установлено едва уловимое, но статически значимое отличие (IND, Р<0,01) от исходного высокого качества, называется сроком сохранения высокого качества (HPL). При тройной оценке качества IND констатируют в том случае, если 70 % квалифицированных дегустаторов успешно различают качество продукта и контрольного образца, хранившегося в таких условиях, которые не приводят к обнаруживаемому снижению качества в рассматриваемый период. Практический срок хранения (PSL) — это период хранения после замораживания, в течение которого в продукте сохраняются характерные свойства и он пригоден к употреблению или переработке.
Общие принципы замораживания, хранения и размораживания пищевых продуктов Физические аспекты замораживания С физической точки зрения животные и растительные ткани можно грубо рассматривать как разведенные водные растворы. При охлаждении пищевого продукта (ниже О °С) вода начинает превращаться в лед при криоскопической (или соответствующей начальной точке замерзания) температуре, являющейся также температурой плавления, при которой последний кристалл льда плавится при достаточно медленном таянии. Температура начала замораживания зависит от молярной концентрации присутствующих, растворенных веществ, а не от содержания самой воды. Начальной точке замерзания у плодов с высоким содержанием воды соответствует температура —2... —3 °С, а у постного мяса с меньшим содержанием воды — около —1 °С. Разница обусловлена более высоким содержанием растворенных Сахаров и кислот в плодах. Кристаллизация льда начинается после некоторой степени переохлаждения*, а процесс замораживания сопровождается повышением температуры, близкой к криоскопической. Когда лед локализован, т. е. образуется в свободном пространстве между клетками, серьезных или необратимых изменений не происходит. При постепенном понижении температуры ниже начальной точки замерзания все больше и больше воды превращается в лед, а оставшиеся незамерзшими водные растворы становятся все более и более концентрированными. Соотношение количества льда и оставшегося раствора является функцией температуры и начальной концентрации растворенных веществ. При температурах ниже —40 °С количество льда уже практически не изменяется, а количество оставшейся невыморожен- ной воды, как определил Л. Ридель, составляет 0,2...0,4 мг на 1 г сухого вещества. Процентное содержание воды, вымороженной при различных температурах в некоторых продуктах, приведено в табл. 1 (по данным Л. Риделя). Превращение воды в лед сопровождается увеличением объема пищевых продуктов примерно на 6 %. Это необходимо учитывать при конструировании морозильного оборудования. В случае очень быстрого замора- * Переохлаждение — снижение температуры раствора или материала ниже его начальной точки замерзания без кристаллизации. Таблица Продукт- Общее содержание воды, % Содержание вымороженной воды, % к общему содержанию воды, при температуре, °С 5 -10 -15 20 -30 Тощая говядина Пикша Треска Яичный меланж Желток Яичный белок Белый хлеб Дрожжи Фрутовый сок* Горошек* Шпинат* * Значения данным. 74 83,5 80,5 74 50 86,5 40 72 88 76 90 74 80 77 85 80 87 15 68 72 64 88 рассчитаны 82 87 84 89 85 91 45 80 85 80 93 по 85 89 87 91 86 93 53 85 90 86 87 91 89 92 87 94 54 88 93 89 95 96 энтальпи 88 92 91 93 87 94 54 89 96 92 97 иным живания (например, погружением крупных продуктов в жидкий азот) увеличение объема может привести к росту избыточного давления внутри продукта, что вызывает разрывы и повреждения. Коэффициент теплопроводности льда в 4 раза выше, чем у воды. Он оказывает большое влияние на скорость замораживания и зависит от вида пищевых продуктов, температуры и ориентации структуры ткани (перпендикулярное или параллельное расположение волокон) относительно отводимого теплового потока. Коэффициент теплопроводности для некоторых пищевых продуктов приведен в табл. 2. Таблица 2 Продукт Свиной наружный жир Говяжий жир (на вымени) Говядина с расположением волокон перпендикулярно параллельно Зеленый горошек (лущеный, бланшированный, плотностью 700 кг/м^) Земляника (разных размеров, плотностью 800 кг/м3) Коз ффициент теплопроводности, Вт/(м-К), при температуре, °С 0 0,21 0,29 0,50 0,50 0,29 0,67 — 10 —20 0,21 0,21 0,29 0,29 1,07 1,17 1,36 1,44 0,46 0,55 1,09 1,14 Содержание, % влаги 6 9 74 75 70...80 85...90 жира • 93 89 3,4 0,9 — —
Таблица 3 Продукт Содержание воды, % Удельная теплоемкость, кДж/(кг-К), в диапазоне температур 0...30°С Энтальпия, кДж/кг, при температуре, °С @ кДж/кг при —40 °С) 30 Говядина Свинина (8 % жира) Треска Сельдь B0 % жира) Яичный белок Яичный желток Целое яйцо Масло (82 % жира) Лярд Белый хлеб * Для яичн 15...30°С. 74,0 70,0 80,3 63,8 86,5 50,0 74,0 16,0 Без воды 35 ого желтка 3,52 3,43 3,68 3,35 3,80 3,10* 3,68* — — 19,2 19,2 20,1 20,1 18,4 18,4 18,4 16,8 14,8 41,5 40,6 41,9 42,3 38,5 38,9 38,9 35,2 31,1 54,4 53,6 56,1 56,1 50,2 50,7 52,3 45,6 40,6 72,4 70,8 74,1 73,2 64,5 64,9 66,2 58,2 51,9 104,3 298,5 100,9 281,4 105,1 322,8 101,3 278,4 87,1 351,3 84,6 228,2 85,8 308,1 74,9 139,4 64,5 82,5 314,8 298,5 341,2 296,4 370,5 246,2 328,2 157,8 107,6 332,9 316,1 360,1 314,4 389,4 268,0 349,2 179,6 125,2 2,55 17,6 35,2 46,5 66,6 109,7 125,6 137,7 150,7 и целого яйца удельная теплоемкость указана для диапазон 368,4 402,0 351,3 385,2 381,0 434,2 348,8 382,7 427,1 465,5 303,5 334,1 386,9 441,3 227,8 263,8 152,0 195,1 173,8 201,0 а температур Количество отводимой при замораживании теплоты (или изменение энтальпии пищевого продукта) в большой степени зависит от количества вымораживаемой воды. Общее количество теплоты, которое должно быть отведено при замораживании, приблизительно равно сумме трех величин: изменению этальпии при охлаждении до точки замерзания, скрытой теплоте кристаллиза* ции и изменению энтальпии при замораживании от точки замерзания до конечной температуры. Если происходят дополнительные фазовые превращения, например, кристаллизация жира, то соответствующая теплота также входит в изменение энтальпии, однако эти величины обычно небольшие. Энтальпии различных продуктов приведены в табл. 3. Общее изменение энтальпии является определяющим фактором при проектировании оборудования для замораживания и размораживания. Как отмечалось выше, продолжительность замораживания зависит от многих факторов. Поэтому расчет продолжительности замораживания представляет затруднения. Продолжительность замораживания конкретного продукта можно определить экспериментально. Процесс замораживания практически заканчивается, когда большая часть вымороженной воды в тепловом центре продукта превратилась в лед, что у большинства продуктов совпадает со временем, когда температура в их тепловом центре опустилась до температуры хранения. Выемка продукта из морозильного аппарата раньше этого момента нежелательна, поскольку дальнейшее медленное домораживание в тепловом центре приведет к снижению качества. Кроме того, выделение теплоты из продукта, помещенного в холодильник, неблагоприятно скажется на других находящихся там продуктах. Предпочтительно продолжать процесс замораживания в течение достаточного времени, чтобы гарантировать достижение равновесной температуры (средней температуры) —18 °С или ниже. Усушка замороженных пищевых продуктов Усушка во время замораживания При замораживании в морозильном аппарате с интенсивным движением воздуха часть воды, находящейся в продукте, неизбежно испарится, если он не будет защищен плотно прилегающей упаковкой. Чем быстрее осуществляется замораживание, тем меньше испаряется воды при прочих равных условиях. Если продукт перед замораживанием упакован в паронепроницаемую пленку и между ними имеется воздушный зазор (порядка нескольких миллиметров), то испаряющаяся вода будет осаждаться в виде инея на поверхности продукта и внутренней поверхности упаковки. Потери влаги у неупакованных продуктов могут составлять 1...2 % и выше. Потери массы при замораживании в аппаратах контактного типа небольшие, а в аппаратах воздушного типа зависят от температуры, скорости и способа замораживания, а также от вида продукта, его формы и размеров. Чем ниже температура воздуха, тем меньше влаги он может поглотить, прежде чем придет в насыщенное состояние. При интенсивных способах замораживания тем-
пература поверхности продукта быстро понижается до значения, когда замедляется скорость испарения влаги или сублимации. Испарение влаги с поверхности жирных продуктов меньше, чем с поверхности тощих. Продукты с неровной поверхностью (например, гамбургеры) теряют больше влаги, чем продукты с гладкой поверхностью. У мелких продуктов отношение площади поверхности к массе больше, чем у крупных продуктов, и потери влаги в процентном отношении будут выше даже при кратковременном замораживании. Усушка при хранении Потеря влаги при низкотемпературном хранении считается более серьезной проблемой в связи с его длительностью. Плотно прилегающая паронепроницаемая упаковка, как правило, надежно предохраняет от потерь влаги. Многие пищевые продукты, однако, до сих пор хранят неупакованными или для их упаковки используют паропро- ницаемые материалы. В этих случаях потери влаги зависят от условий на холодильнике. О^и могут быть минимальными только при условии поддержания в помещении низкой, равномерной и устойчивой температуры. Если использован хороший паронепроницаемый материал, но он неплотно облегает продукт, усушка все равно происходит. Однако испарившаяся влага остается в упаковке в виде инея. При высокой степени испарения влаги с некоторых участков поверхности пищевых продуктов могут произойти необратимые изменения ее структуры, на этих участках появляются пятна. Светлые пятна, известные под названием морозильного ожога, делают внешний вид продукта нетоварным, хотя они исчезают при размораживании и варке. Более темные серые пятна на поверхности свидетельствуют о нежелательных изменениях вкуса и консистенции. Особенно подвержены неблагоприятному воздействию морозильного ожога рыба, птица, дичь. Колебания температуры при хранении приводят к изменению формы и размера кристаллов льда в замороженных пищевых продуктах. Чем больше амплитуда колебаний, тем сильнее изменения и степень разрушения клеток. В результате больше сока вытекает при размораживании. Материал подготовили канд. техн. наук. М. А. ДИБИРАСУЛАЕВ, И. В. СОКОЛОВА ВНИКТИхолодпром (Продолжение следует) ХОЛОД И ФРЕОНЫ По просьбе директора МИХа г-на А. Гака публикуем очередное информационное сообщение на тему «Холодильная техника и фреоны». 19—20 марта 1990 г. МИХ провел в Брюсселе международный коллоквиум «Холод и фреоны» с целью объективного исследования различных научных и технических проблем, возникающих при отказе от полностью галогенизированных хладагентов (фрео- нов), являющихся причиной истощения стратосферного слоя озона. Коллоквиум обсудил представленные материалы и принял рекомендации. Ниже приводятся выводы международного коллоквиума в Брюсселе. 1. Сокращение производства полностью галогенизированных хладагентов, указанных в Монреальском Протоколе (сентябрь 1987 г.), выдвигает в число первоочередных задач необходимость обучения молодых монтажников и техников, а также лиц более старшего возраста, которые обслуживают холодильные машины, работающие на этих хладагентах, способам, позволяющим уменьшить загрязнение атмосферы фреона- ми в процессе ремонта и эксплуатации оборудования. Это требует значительных усилий государств в финансировании мероприятий по обучению и ознакомлению эксплуатационников и монтажников холодильного оборудования с правилами и нормативами по новым способам сокращения утечки фреоной. Серьезной проблемой для развивающихся стран и стран со средним доходом может стать подготовка преподавателей. МИХ располагает весьма компетентными экспертами для разработки учебных программ с учетом местных условий и для проведения учебных тренировок обучающихся, а также может принять участие в сотрудничестве по данным направлениям с любыми национальными и международными организациями. 2. Ресурсы хладагентов, получаемые за счет их рекуперации, ограничиваются двумя обстоятельствами: высокой стоимостью рекуперации, обеспечивающей получение хладагента такого же качества и в таком же количестве, как при первоначальной зарядке холодильной установки, что не способствует добровольному выполнению таких мероприятий; неизбежностью потерь хладагента при эвакуации его из установки и в процессе повторного применения (в размере около
20 %), вследствие чего количество эффективно используемого хладагента (если не применяется смесь хладагентов) составляет около двух третей зарядки после первой рекуперации и около одной трети после второй. 3. Галогенизированные хладагенты могут быть заменены другими веществами, основные характеристики которых ныне могут быть определены. Через 5...8 лет исследований должны быть предложены новые хладагенты — слабо- или совсем не активные по отношению к стратосферному озону. Однако для их внедрения в холодильную промышленность необходим приемлемый компромисс между следующими важными критериями: влияние на парниковый эффект; токсичность по отношению к человеку; горючесть; термодинамические свойства; физические свойства с точки зрения тепломассопереноса; химическая стабильность к материалам, из которых изготовлено оборудование, и холодильному маслу; технологические характеристики и свойства (потребление энергии, смазка, определение мест утечки и т. д.); способность вспенивания (при производстве пенополиуретановых изоляционных материалов); возможность, организации массового производства при конкурентных ценах компонентов (в особенности компрессоров) и холодильных систем. Некоторые из исследуемых и находящихся уже на стадии промышленной разработки хладагентов (чистые или смеси) могут стать хорошими заменителями хладагентов, контролируемых Монреальским Протоколом, однако их можно использовать только в случае подтверждения теоретических предположений в практических условиях. 4. Наряду с компрессионными системами, работающими на галогенизированных хладагентах, имеются и другие системы на основе негалогенизированных хладагентов (аммиачные компрессорные, абсорбционные, адсорбционные, химические, воздушные). Эти системы исследуются (некоторые из них выпускаются промышленностью), однако по многим техническим, энергетическим и экономическим показателям и даже по удобству их эксплуатации они не могут заменить во всех случаях компрессионные системы на галогенизированных хладагентах. 5. При внедрении в промышленность новых технических решений систем охлаждения важно учесть, что период технико-экономической амортизации оборудования составляет от 7 до 20 лет. Если в ближайшем будущем полностью прекратится производство хладагентов, на которых это оборудование работает, то любая поломка, ремонт или обслуживание, связанные с потерей хладагента, неизбежно приведут к быстрому превращению оборудования в металлолом. Еще не отработав весь свой ресурс, оно потеряет рыночную стоимость. Последствиями такой ситуации станут увеличение финансового бремени для владельцев предприятий, которые будут вынуждены преждевременно заменять холодильное оборудование, а также возникновение временного повышенного спроса на новые машины. В результате возрастут эксплуатационные расходы и одновременно капиталовложения машиностроителей на средства производства, что вызовет обострение инфляции. 6. На основании приведенных соображений МИХ рекомендует следующее. На ближайшее время: не запрещать производство R22 — единственного реального заменителя R12, имеющегося в настоящее время; сохранить в холодильной промышленности статус-кво для регламентируемых Монреальским Протоколом хладагентов впредь до получения результатов исследований по их заменителям; осуществить новые мероприятия по уменьшению или полному предотвращению загрязнения атмосферы при ремонте оборудования и по рекуперации применяемого в нем галогенизированного хладагента. Это означает, что правительства должны немедленно организовать обучение и тренировку персонала и принять (предпочтительно на международном уровне) правила предотвращения эмиссии фреонов в атмосферу. На средний срок: продолжать использовать хладагент R12 в оборудовании с герметичной системой (полностью на пайке) до тех пор, пока не появится пригодный для замены хладагент с аналогичными свойствами, надежностью и безопасностью, а также приемлемый по цене; активизировать исследования по заменителям (чистым или смесям) фреонов, а также по холодильным системам, которые можно применять вместо компрессионных машин на галогенизированных хладагентах; необходимо интенсифицировать усилия по улучшению рабочих характеристик и техно-
логии изготовления компонентов холодильных машин; разработать календарные сроки регулирования производства галогенизированных хладагентов, основанные на результатах исследований их заменителей с точки зрения гигиеничности, безопасности и защиты окружающей среды (с учетом воздействия на слой озона и парниковый эффект), а также энергетической эффективности, надежности оборудования, рентабельности и работоспособности, удовлетворяющих требованиям владельцев холодильной техники. * * * Учитывая сложность проблемы «Холод и фреоны» и критериев, которые следует при этом принять во внимание, и то, что успех в ее решении может быть достигнут только при тесном международном сотрудничестве заинтересованных организаций, МИХ подтверждает свое желание участвовать (в пределах своих компетенции и средств) в любом мероприятии, направленном на сохранение и повышение уровня жизни будущих поколений. УДК 621.564.25:510.534 ИЗ БЮЛЛЕТЕНЯ МИХ Озоновая дыра над Антарктидой За последние 10 лет общее количество озона над Антарктидой уменьшилось почти на 50 %. В основном истощение слоя озона наблюдается в весенние месяцы. Это обстоятельство вызвало ускорение многочисленных исследований динамических и химических свойств атмосферы. В статье дан обзор наблюдений за изменением состояния слоя озона в атмосфере. Описаны модели, разработанные для объяснения образования озоновой дыры. Приведены оценки различных теорий о поведении атмосферного озона в Антарктиде. Kelder Н. // Koeltech. KlimaaL, NL. (Нидерланды), 81, 1988/П, № 11, 45...47. БМИХ. 1989, № 5. С. 564. Для неизбежной замены фреонов необходимо время По сообщениям ведущих фирм США, исследования хладагентов R134a и R123 — возможных заменителей R11 и R12 — значительно продвинулись вперед. Однако проблемы, связанные с токсичностью и другими аспектами безопасности, пока еще не решены. Фирмы предупреждают, что с помощью альтернативных хладагентов вряд ли можно достигнуть такой же холодопроизводитель- ности, какую обеспечивают заменяемые хладагенты. Кроме того, не ясно, будут ли хладагенты R134a и R123 совместимы с применяемыми ныне маслами. Между тем производство R11 и R12 будет сокращаться в соответствии с подписанными соглашениями и прежде всего в области использования их в качестве пропеллентов для изготовления вспененной теплоизоляции. Air Cond. Heat. Refrig. News, US. (США), 175, 1988/11/28, № 13. БМИХ, 1989, № 5. С. 564. Хладагенты и окружающая среда Автор прослеживает почти семидесятилетнюю историю применения хладагентов. Вначале использовали диоксид углерода (СОг), диоксид серы (S02) и хлорметил (СНзС1), которые затем были постепенно вытеснены фреонами и появившимися новыми технологиями. Несмотря на критическое отношение к аммиаку в настоящее время, по-видимому, нет обоснованных причин отказываться от его применения. В статье рассматривается современная ситуация в области абсорбционных холодильных систем. Пока химическая промышленность создает новые хладагенты, для чего требуются длительные исследования, холодильная промышленность должна, видимо, оценить заново возможности использования старых и хорошо известных хладагентов. Gosney W. В. // Refrig. Air Cond., GB. (Великобритания), 91, № 1087, 1988/10, 73...74, 77..19. БМИХ, 1989, № 5. С. 564. Необходима защита окружающего Землю слоя озона от истощения В статье суммированы современные знания об истощении озона фреонами и изложено предложенное в настоящее время законодательство для решения проблемы защиты его слоя. Отмечено влияние разрушения слоя озона на окружающую среду, возникновение онкологических заболеваний кожного покрова людей и уменьшение урожайности сельскохозяйственных культур. AIRAH J., AU. (Австралия), 42, 1988/10, № Ю, 29...30. БМИХ. 1989, № 5. С. 564. Материал подготовил И. М. ГИНДЛИН ВНИИКТИхолодпром
# УДК 621.565.049 АММИАЧНЫЕ РЕСИВЕРЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ В. Н. КРОТКОВ, А. Е. КУДРАШОВ ВНИИхолодмаш Графические (рис. 1—3) и табличные (см. таблицу) материалы по конструктивному исполнению ресиверов типов РЦЗ, РКЦ и РЛД достаточны для начальной стадии разработок аммиачных холодильных установок проектируемых или реконструируемых объектов. В ресиверах РЦЗ и РКЦ размер Н определяется в основном длиной опускного стояка жидкого аммиака. Он равен (З...4)?)вн. Проходное сечение стояка (патрубок Б) принято в 8... 12 раз больше, чем проходное сечение патрубка Д. По мере совершенствования аммиачных насосов указанные соотношения будут пересматриваться в сторону уменьшения. Кроме приведенных на рисунках и в таблице аппаратов, на Снежнянском заводе «Химмаш» можно заказать ресиверы типов РЦЗ и РКЦ вместимостью 16,0 м3 (диаметр корпуса 2000 мм, длина цилиндрической части корпуса 4200 мм, масса — около 6000 кг). Аммиачные ресиверы существующей градации будут выпускаться до начала заказов и поставок заводами-изготовителями опытно-промышленных партий (от 15 до 30 ресиверов каждой размерности) аппаратов новой градации. Аппараты могут быть поставлены заказчикам при условии своевременного оформления договорных отношений с заводами- изготовителями (адреса заводов-изготовителей приведены в статье В. Н. Кроткова и др. «Новые аммиачные ресиверы» в данном номере журнала, с. 18). Ресиверы: а — циркуляционно-защитный (РЦЗ); б — компаунд- но-циркуляционный (РКЦ); в — линейно-дренажный (РЛД) ю о см см~§ '— 00 О о см <0 -н см о о о — о О О Tt- см © —< о ю о см cm'S """ 00 О СМ о — CD rt- О СМ о — см см о о о —• о О О Tf см о — о см ^^ о. * - си схоо о о о о ю о <?> о ю со ?2 —, CD Ю СМ СО о о о о Ю О CD О Ю СО СО —< rf CO CM СО о о о о Th о о тг" 00 О О СО со со — см о о о о о о — — О) СМ 00 О см см — см о ? I 2 оооо о ооо OOCDO О ОЮО -rfSN СО СОСМСО t^ Ю CM CD оооо О О CD О t^- СО СО О CD Ю СМ Ю оооо О О CD О f- СО СО О ^ со см ю оооо Ю О 00 О -н О О rh "«* СО — <t оооо © О СО Ю СМ СМ 00 —« СО СМ — tJ< оооо О О CD О CM Tf CD t^ h- Ю CM CD о о о ю о ю см см см ооо ОЮО см — см о о О LO СО СО юосм оооо о оо '-О- OOCDO О ОО CM cD 00 СО — О СО COCO —' •—< CD Ю СМ Ю со ь % со S ^ 2 о CU СЗ >> я" kJ о- я я о Г[ Q, >, Я ?sS 3 5 S у я * йя S 03 Я Э х ** я си н о. s я о5 си си О. Ои О О ч VO О | а о 2 м я д" 2 с §^ - д CU >> О о s г д Я* си <-> та С я о ?>я 2 ° ¦ 8 си я ^ S * в) кОО , со 3 о- а. О В< Я ад jg >< о ж с с о — ю — — со Ю СО см ю — СО со I СМ I I ~ с о о I 00 СО О О t^ 00 Ю СМ о о о см 00 Ю СО о СО 00 О СМ о *-« CD rf- О СМ о — см см о о о —< о оооо О О CD О 00 СО —< О ^ СО СМ Ю оооо Ю О СО О ^ СО —< Tf оооо см © со ю СО СМ Ю ~* СО СМ — rt- 250 200 150 о о Ю Ю 1 см см 1 о о О О I см см 1 о о Ю Ю 1 о 00 Ю CD о ю 3932 2230 1400 о я я си со ? ? 5 (=1 о >* кС el о- ? а 1= 60
ВАШ ДОМАШНИЙ ХОЛОДИЛЬНИК Как подготовить холодильник к перевозке Люди нередко переезжают, скажем, на новую квартиру, дачу и т. п. Все знают, что один переезд хуже двух пожаров: ведь нужно собрать и упаковать многочисленные вещи, которыми человеку свойственно «обрастать», подготовить к транспортировке мебель и, конечно, холодильник, а, может быть, и морозильник. Как подготовить именно их к перевозке (по нашим-то дорогам!), чтобы и в другом месте эта техника была работоспособной. Действовать нужно следующим образом: выключить холодильник (морозильник), освободить его от содержимого (конечно, об этом следует подумать заранее, чтобы в день перевозки извлечь из него последние продукты) и дать ему полностью «оттаять»; промыть внутренние поверхности теплой водой (можно с мылом или содой), предварительно вынув все полки, протереть все насухо; вложить обратно в холодильник полки и ящички, при этом стеклянные полки следует завернуть в оберточную бумагу или газету и закрепить в пазах, исключив возможность «болтания»; опоры (как обычные, так и роликовые) можно оставить, а вот болты фиксации агрегата нужно завинтить в соответствии с инструкцией (паспортом); плотно закрыть дверь и привязать ее веревкой, исключив всякую возможность открытия; подвязать электрический шнур; корпус холодильника желательно предохранить картонной упаковкой. При этом особое внимание следует обратить на то, чтобы не повредить конденсатор (на задней стенке холодильника), а также все выступающие трубки, соединяющие его с корпусом и агрегатом; грузить Холодильник (морозильник) в машину нужно только в вертикальном положении. Вот, собственно, и вся премудрость. Хочу лишь обратить ваше внимание еще на следующие моменты. Если вы подготовили холодильник к перевозке, но машина задерживается и срок транспортировки откладывается на неопределенное время, обязательно приоткройте его дверцу. Если переезд займет не более 6...8 ч, заверните замороженные в холодильнике (морозильнике) продукты в несколько слоев газетной бумаги, в поролон или одеяло, тогда они не успеют испортиться (разумеется, по приезде нужно включить холодильник и уложить их обратно). Счастливого пути! пинни Вниманию руководителей научно-исследовательских, учебных и проектных институтов, предприятий, объединений, кооперативов — всех заинтересованных организаций! Журнал «ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА» принимает для публикации объявления: о научно-технических идеях, технических, технологических и проектных разработках, рекомендациях, инструкциях, предлагаемых для внедрения, а также о холодильном оборудовании, Приборах автоматики и других изделиях, которые вы хотите реализовать. Оплата за опубликованные объявления по договоренности. 62
РЕФЕРАТЫ УДК 621.565.945:551.57.001.24 Нарастание инея на оребренных поверхностях. ЛОМАКИН В. Н., ЧЕПУРНОЙ М. Н. «Холодильная техника», 1990, № 9. Исследован процесс инееобразования на оребренных поверхностях при охлаждении воздуха. Установлены закономерности изменения массовой скорости нарастания слоя инея в зависимости от параметров воздуха и температуры оребрен- ной поверхности. Определен характер изменения толщины инея по длине воздухоохладителя. Получены удобные формулы и построена номограмма для определения указанных величин. Иллюстраций 4. Список литературы — 7 названий. УДК 536.421:621.565.945 Инееобразование в оребренном воздухоохладителе при избыточном давлении воздуха. АН- НУШКИНА Л. П. «Холодильная техника», 1990, № 9. Приведены результаты расчетного и экспериментального исследования процесса тепломассообмена при избыточном давлении воздуха в оребренном воздухоохладителе, теплообменная поверхность которого изготовлена из биметаллических трубок. Иллюстраций 3. Список литературы — 4 названия. УДК 621.565.945:551.57.001.24 Расчет эффективности ребер в условиях инееобразования. МАРИНЮК Б. Т. «Холодильная техника», 1990, № 9. Приведены формулы расчета термического сопротивления слоя инея и эффективности ребер без учета эмпирических данных по его термическому сопротивлению. Результаты расчетов сопоставлены с экспериментальными данными. Совпадение составило 20 %. Иллюстраций 2. Список литературы — 3 названия. УДК 621.565.044:536.24 Сравнение теплообменных поверхностей аммиачных воздушных конденсаторов. ВАСИЛЬЕВ В. Я. «Холодильная техника», 1990, № 9. Описаны рассеченные пластинчато-ребристые поверхности, предлагаемые для воздушных конденсаторов (КВО). Оценена возможность использования в конструкциях аммиачных пластинчато-ребристых КВО в качестве плоской трубы серийно выпускаемой панели ПС 820—169. Приведены результаты сравнения трубчато-ребристых аммиачных КВО с выпускаемыми на основе биметаллических труб. Таблица 1. Иллюстраций 4. Список литературы — 4 названия. УДК 621.565.92 Совершенствование многозонного азотного скороморозильного аппарата. ВЕНГЕР К. П., МО- ТИН В. В. «Холодильная техника», 1990, № 9. Исследованием четырех разнорельефных поверхностей транспортирующего органа многозонного азотного скороморозильного аппарата установлено, что наиболее эффективной является горизонтальная рифленая поверхность с высотой и шагом ребер 5-10~3 м. Определены рациональные режимные параметры замораживания на такой поверхности натуральных и рубленых мясных полуфабрикатов толщиной от 0,01 до 0,03 м. На базе экспериментальных и аналитических исследований с использованием ЭВМ составлена номограмма для определения параметров процесса. Таблица 1. Иллюстраций 3. Список литературы — 6 названий. УДК 629.463.125:536.58 Исследование температурного поля плотного штабеля груза в рефрижераторном вагоне. МИРОНЕНКО В. К. «Холодильная техника», 1990, № 9. Предложена методика расчета с помощью математической модели температурного поля плотного штабеля плодоовощных грузов при перевозках в рефрижераторных вагонах. Приведены результаты сопоставления теоретических и экспериментальных исследований температурного поля плотных штабелей плодов в этих вагонах и дан их анализ. Иллюстраций 4. Список литературы — 2 названия. УДК 631.243.4:621.565 Механизированное охлаждаемое картофелехранилище. ЕКИМОВ С. П. «Холодильная техника», 1990, № 9. Описан проект охлаждаемого картофелехранилища модульного типа, в котором картофель хранят насыпью. Для уменьшения влияния внешних теплопритоков насыпь картофеля отделена от наружных стен дощатой перегородкой, установленной на некотором расстоянии от них по всему внутреннему контуру. В образуемом пространстве летом вентилируется охлажденный, а зимой подогретый сухой воздух. В результате снижаются потери картофеля при хранении. Полная механизация процессов загрузки-выгрузки позволяет перевести отрасль картофелеводства на промышленную основу. Иллюстраций 3. УДК [621.565:504.064.32-974]-52 Система автоматического управления холодильной установкой, использующей естественный холод. АЛЕХИН Н. Б. «Холодильная техника», 1990, № 9. Предложена система автоматического управления холодильной установкой с контуром циркуляции наружного воздуха. Система реализует четыре режима работы, позволяет повысить точность управления и снизить затраты при эксплуатации. Иллюстрация 1.
АУКЦИОН НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИДЕЙ И РАЗРАБОТОК НПО «АГРОХОЛОДПРОМ», ВНИКИМП и СКВ «ЭЛЕКТРОТЕРМОМЕТРИЯ» ПРЕДЛАГАЮТ ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ТС-Ц012 для оперативного измерения температуры в толще мяса и мясопродуктов, в том числе замороженных (с предварительно проделанным отверстием), а также жидкости. Рекомендуется применять в мясной и молочной промышленности, а также в других отраслях народного хозяйства. Термометр (в пылевлагозащищенном исполнении) состоит из измерительного цифрового блока и выносного зонда, закрепленных на плечевом ремне, отдельного зарядного устройства и футляра для их размещения. Зонд содержит термочувствительный элемент — миниатюрную спираль из специального сплава. Термочувствительный элемент используется для получения электрического сигнала, зависящего от измеряемой температуры, с целью последующего преобразования его в информацию о температуре с выводом на цифровое табло. а о ю х а с 3* >ч ю X о а О со 00 СМ <0 ч> VO «Л I с; 5 х -в- 8 6 о х Г" 60 "- ф .. и >ч и ф а «3 <с о с с; со ю а с X 3 о to СП ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Диапазон измеряемых температур, °С Пределы допускаемой погрешности, °С, не более, в диапазоне температур —45...+50 5...100 —50...—45 Разрешающая способность, °С Продолжительность измерения, с Питание от встроенных аккумуляторов с общим напряжением, В Продолжительность. работы без подзарядки, ч, не менее Потребляемая мощность, Вт Длина зонда, мм Диаметр зонда, sasa Глубина погружения зонда, мм, не менее Параметры окружающего воздуха: температура, °С относительная влажность, % Габаритные размеры измерительного цифрового блока, мм Масса, г -50^ + 100 ±0,5 ±1,0 ±10 0,1 10 9,6 8 0,5 100 3,2 10 —40...+40 95±3 180X90X45,5 700 шш Годовой экономический эффект от внедрения одного прибора 311,6 р. От аналогичных приборов термометр отличается более широким диапазоном измеряемых температур, меньшей массой. Лимитная цена 495 р. Начало серийного производства — 1991 г. ИЗГОТОВИТЕЛИ: Опытный завод СКВ ЭТМ. 290000, г. Льв ГСП, ул. Научная, 3; Луцкое ПО «Электротермометрия». 2630 г. Луцк, ул. Леси Украинки, 40.