close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5649

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5649
(13) C1
(19)
7
(51) F 25B 1/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ НАПИТКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20000266
(22) 2000.03.22
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Барановичский станкостроительный завод ЗАО "АТЛАНТ"
(BY)
(72) Авторы: Моргун Александр Александрович; Романов Виктор Геннадьевич;
Кирейчик Дмитрий Геннадьевич; Киреев
Анатолий Петрович; Соколов Валерий
Павлович; Курненков Олег Юрьевич;
Платоненко Сергей Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Барановичский станкостроительный завод ЗАО "АТЛАНТ"
(BY)
BY 5649 C1
(57)
1. Способ охлаждения напитков, заключающийся в том, что сжимают газообразный хладагент, конденсируют его, жидкий хладагент подают через дроссельное устройство в испаритель для кипения, в процессе которого кипящим хладагентом забирают теплоту, выходящий
из испарителя газообразный хладагент подают на сжатие, отличающийся тем, что после
конденсации жидкий хладагент подают в регенеративный теплообменник для передачи теплоты газообразному хладагенту, подаваемому на сжатие, кипение осуществляют в спиральном испарителе, при этом кипящим хладагентом забирают теплоту находящегося в состоянии
вынужденной конвекции жидкого промежуточного теплоносителя с температурой замерзания в пределах от 0° до -30 °С, посредством которого забирают теплоту напитков, причем
разницу температур кипящего хладагента и промежуточного теплоносителя поддерживают в
пределах от 4° до 5 °С.
Фиг. 1
BY 5649 C1
2. Устройство для охлаждения напитков, содержащее корпус с размещенными в нем компрессорно-конденсаторным агрегатом для обеспечения циркуляции хладагента, испарителем
для кипения хладагента, по меньшей мере одним змеевиком для циркуляции напитков, выполненным из трубок круглого сечения по форме спирали из теплопроводного, допускаемого
пищевыми стандартами материала, отличающееся тем, что содержит размещенную в корпусе закрытую теплоизолированную емкость c жидким промежуточным теплоносителем с температурой замерзания в пределах от 0° до -30 °С, регенеративный теплообменник,
выполненный в виде капиллярной трубки, ½ - ¾ общей длины которой помещены во всасывающий трубопровод компрессорно-конденсаторного агрегата и мешалку с приводом вращения для создания вынужденной конвекции промежуточного теплоносителя, испаритель для
кипения хладагента выполнен из трубки круглого сечения в виде спирали из теплопроводного
материала и размещен в теплоизолированной емкости с промежуточным теплоносителем,
змеевики для циркуляции напитков размещены внутри витков спирали испарителя, диаметр
которых больше диаметра витков спиралей змеевиков.
(56)
WO 96/27552 A1.
RU 02027125 C1, 1995.
RU 98102094 A, 2000.
Способ охлаждения напитков и устройство для охлаждения напитков относятся к холодильной технике и могут быть использованы для предприятий общественного питания
при продаже охлажденных напитков и пива, а также в других отраслях, где требуется охлаждать жидкости, причем несколько разных жидкостей одновременно.
Из уровня техники известен способ охлаждения напитков [1]. Данный способ охлаждения напитков заключается в том, что вначале сжимают газообразный хладагент, конденсируют его, подают через дроссельное устройство в испаритель, где хладагент кипит,
при этом забирается теплота от напитка, так как испаритель помещен в охлаждаемый напиток. Недостатком такого способа является образование слоя льда на поверхности испарителя, который значительно увеличивает термическое сопротивление, и приводит к
снижению холодопроизводительности установки и увеличению потребляемой мощности.
Кроме того, из уровня техники известен целый ряд устройств для охлаждения напитков, в
которых испаритель забирает тепло непосредственно от охлаждаемого напитка, например
патент США [2]. Недостатком всех этих установок является большие гидравлические потери в испарителе, которые увеличивают энергопотребление системы.
Наиболее близкими по технической сущности способом и установкой является международная заявка [3]. Способ для охлаждения напитков заключается в том, что вначале
сжимают газообразный хладагент, конденсируют его, подают через дроссельное устройство в испаритель, где хладагент кипит, и забирается теплота от напитка, проходящего через спиральную систему змеевиков, которые помещены в испарителе. Недостатком этого
способа является образование слоя льда на поверхности испарителя, который увеличивает
термическое сопротивление. Кроме того, в такой системе испаритель имеет большую емкость, и требуется увеличенное количество хладагента для работы данной системы в
сравнении с заявляемым способом.
Устройство (3) для охлаждения напитков содержит корпус, в котором размещены
компрессорно-конденсаторный агрегат, обеспечивающий циркуляцию хладагента, испаритель для кипения хладагента, и система змеевиков для циркуляции напитков, причем
змеевики для циркуляции напитков выполнены из трубок круглого сечения по форме спирали, из теплопроводного, допускаемого пищевыми стандартами материала и связаны с
раздаточным устройством. Недостатком данной установки является сложность конструк2
BY 5649 C1
ции, так как при таком множестве паяных стыков сложно обеспечить герметичность системы. Поскольку змеевики помещены в испарителе, это увеличивает гидравлические потери в нем, что в свою очередь увеличивает энергопотребление системы в целом.
Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в создании
простого и надежного способа охлаждения напитков и установки для охлаждения напитков путем сохранения высоким коэффициента теплопередачи во время охлаждения и повышении эффективности работы установки в целом.
Указанная техническая задача решается за счет того, что способ охлаждения напитков,
заключающийся в том, что сжимают газообразный хладагент, конденсируют его, жидкий
хладагент подают через дроссельное устройство в испаритель для кипения, в процессе которого кипящим хладагентом забирают теплоту, выходящий из испарителя газообразный
хладагент подают на сжатие. Отличительными признаками является то, что после конденсации жидкий хладагент подают в регенеративный теплообменник для передачи теплоты
газообразному хладагенту, подаваемому на сжатие. Кипение осуществляют в спиральном
испарителе, при этом кипящим хладагентом забирают теплоту находящегося в состоянии
вынужденной конвекции жидкого промежуточного теплоносителя с температурой замерзания в пределах от 0° до -30 °С, посредством которого забирают теплоту напитков, причем разницу температур кипящего хладагента и промежуточного теплоносителя
поддерживают в пределах от 4° до 5 °С.
Устройство для охлаждения напитков, содержащее корпус с размещенными в нем компрессорно-конденсаторным агрегатом для обеспечения циркуляции хладагента, испарителем
для кипения хладагента, по меньшей мере, одним змеевиком для циркуляции напитков. Змеевик выполнен из трубок круглого сечения по форме спирали из теплопроводного, допускаемого пищевыми стандартами материала. Отличительными признаками данного устройства
являются: устройство содержит размещенную в корпусе закрытую теплоизолированную емкость с жидким промежуточным теплоносителем с температурой замерзания в пределах от 0°
до -30 °С. Регенеративный теплообменник, выполненный в виде капиллярной трубки, ½ - ¾
общей длины которой помещены во всасывающий трубопровод компрессорно-конденсаторного агрегата. Устройство содержит мешалку с приводом вращения для создания вынужденной
конвекции промежуточного теплоносителя. Испаритель для кипения хладагента выполнен из
трубки круглого сечения в виде спирали из теплопроводного материала и размещен в теплоизолированной емкости с промежуточным теплоносителем. Змеевики для циркуляции напитков размещены внутри витков спирали испарителя. Диаметр витков спиралей испарителя
больше диаметра витков спиралей змеевиков.
Данный способ охлаждения напитков и установка для охлаждения напитков позволяет
избавиться от образования снежной шубы на испарителе, путем подбора длины капиллярной
трубки и площади поверхности испарителя. Для повышения холодопроизводительности установки применена частичная регенерация тепла, при которой поступающий в испаритель
хладагент охлаждается паром, выходящим из испарителя и поступающим на всасывание
компрессорно-конденсаторного агрегата. Причем длина капиллярной трубки, помещенной во
всасывающий трубопровод, находится в пределах ½ - ¾ от общей длины капиллярной трубки и получена экспериментальным путем. Это позволяет повысить холодопроизводительность установки за счет переохлаждения хладагента, выходящего из конденсатора. Кроме
того, исключается попадание жидкости и влажного пара во всасывающий патрубок компрессора. В результате повышается эффективность работы компрессора и установки в целом,
снижается энергопотребление. Применение в схеме охлаждения вторичного теплоносителя
позволяет упростить конструкцию испарителя, снизить гидравлические потери в испарителе.
Путем подбора длины капиллярной трубки и площади поверхности испарителя исключена
возможность накопления льда на поверхности испарителя. Так как образование даже небольшого слоя льда на поверхности испарителя значительно увеличивает термическое сопротивление, что приводит к снижению холодопроизводительности установки и увеличению
3
BY 5649 C1
потребляемой мощности. Теплообмен при передаче теплоты через промежуточный теплоноситель от напитка к хладагенту происходит при незначительной разности температур 4°-5 °С,
этим снижаются потери от внешней необратимости.
Предложенный способ охлаждения напитков и устройство для охлаждения напитков
поясняются чертежами где:
на фиг. 1 показана принципиальная схема охлаждения,
на фиг. 2 - общий вид установки.
Охлаждение напитков происходит следующим образом: в компрессоре 1 сжимают газообразный хладагент и подают в конденсатор 2, где его конденсируют. После конденсатора хладагент поступает в регенеративный теплообменник 3. В регенеративном
теплообменнике 3 происходит передача теплоты от жидкого хладагента, идущего из конденсатора, газообразному хладагенту, поступающему на всасывание компрессора 1. После
регенеративного теплообменника 3 хладагент направляется в дроссельное устройство 4,
после чего поступает в спиральный испаритель 5. В спиральном испарителе 5 хладагент
кипит и в газообразном виде поступает через регенеративный теплообменник 3, забирая
теплоту от жидкого хладагента в компрессор 1 на сжатие. В спиральном испарителе 5 кипящий хладагент забирает теплоту от жидкого, промежуточного теплоносителя 6, в котором создается вынужденная конвекция и температура замерзания у которого находится в
пределах от 0° до -30 °С. В качестве промежуточного теплоносителя 6 может быть использована вода или водный раствор этиленгликоля или другая жидкость с температурой
замерзания 0° до -30 °С. Промежуточный теплоноситель 6 забирает теплоту от охлаждаемого напитка, движущегося в спиральном змеевике 7. Причем разница температур хладагента в испарителе и промежуточного теплоносителя находится в пределах от 4° до 5 °С.
При такой разнице температур уменьшаются потери от внешней необратимости. Если
разность температур меньше чем 4 °С, то спиральный испаритель 5 и змеевики 7 должны
иметь большую площадь теплообмена, это значительно увеличит габариты всей установки. Таким образом, разница температур 4°-5 °С является оптимальной для данного условия теплообмена и получена экспериментальным путем.
Устройство для охлаждения напитков, содержащее корпус 8, в котором размещены
компрессорно-конденсаторный агрегат 9, состоящий из компрессора 1 и конденсатора 2,
обеспечивающего циркуляцию хладагента. В корпусе 8 размещена закрытая теплоизолированная емкость 10 цилиндрической формы, для исключения образования застойных зон,
в которую помещен промежуточный теплоноситель 6, температура замерзания которого
находится в пределах от 0° до -30 °С. Спиральный испаритель 5 выполнен из медной
трубки круглого сечения в виде спирали и размещен в емкости с промежуточным теплоносителем 6. Для циркуляции напитков выполнены змеевики 7. Их может быть от одного
до нескольких в зависимости от того, сколько разных напитков нужно охлаждать. Для
простоты чертежа, мы показали установку с одним змеевиком 7 для охлаждения напитков.
Змеевики 7 выполнены из трубок круглого сечения в виде спирали из теплопроводного,
допускаемого пищевыми стандартами материала, например из нержавеющей стали. Змеевики 7 размещены внутри витков спирали спирального испарителя 5, при этом диаметр
витков спирали спирального испарителя 5 больше диаметра витков спиралей змеевиков 7.
Спиральный испаритель 5 и змеевики 7 находятся в теплоизолированной емкости 10, в
которую помещен промежуточный теплоноситель 6. В устройстве имеется регенеративный теплообменник 3, выполненный в виде капиллярной трубки 11, помещенной во всасывающий трубопровод 12 компрессорно-конденсаторного агрегата 9. Капиллярная
трубка 11 рассчитана на температуру кипения хладагента -2° - -1 °С. Причем во всасывающий трубопровод 12 компрессорно-конденсаторного агрегата 9 помещено ½ - ¾ общей длины капиллярной трубки, данные эти получены экспериментальным путем, при
помещении меньше ½ длины трубки величина переохлаждения хладагента не достигает
нужного значения. Размещение более ¾ длины капиллярной трубки невозможно, так как
4
BY 5649 C1
должна оставаться свободная часть длины для пайки в трубопроводы. В устройстве имеется мешалка 13 с приводом вращения 14 для создания вынужденной конвекции в промежуточном теплоносителе 6. Устройство работает следующим образом. В компрессорноконденсаторном агрегате 9 происходит сжатие и конденсация хладагента. После чего
жидкий хладагент поступает в регенеративный теплообменник 3. После регенеративного
теплообменника 3 хладагент направляется в дроссельное устройство 4, после чего поступает в спиральный испаритель 5. В спиральном испарителе 5 хладагент кипит и в газообразном виде поступает через регенеративный теплообменник 3 и далее в компрессорноконденсаторный агрегат 9. В спиральном испарителе 5 кипящий хладагент забирает теплоту от жидкого промежуточного теплоносителя 6, а тот в свою очередь забирает теплоту
от охлаждаемого напитка движущегося в змеевике 7. Вынужденная конвекция промежуточного теплоносителя 6 осуществляется мешалкой 13, приводимой в движение приводом
вращения 14. Способ охлаждения напитков и устройство для охлаждения напитков были
опробованы и изготовлены в качестве опытного образца и показали простоту и надежность в работе. Конструктивно компоновка установки обеспечивает легкий доступ как к
компрессорно-конденсаторному агрегату 9, так и к теплоизолированной емкости 10 вторичного теплоносителя 6, что упрощает обслуживание и ремонт установки. Производительность установки является достаточной для обеспечения требуемого объема
охлажденных напитков. Компенсировать пиковые нагрузки по производительности позволяет значительная теплоемкость вторичного теплоносителя.
Источники информации:
1. Патент Великобритании 2291698 А1 от 22.07.94 (аналог).
2. Патент США 5493873 от 20.10.93 (аналог).
3. Международная заявка WO 9627552 от 08.03.96 (прототип).
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
165 Кб
Теги
by5649, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа