close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 3492

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3492
(13)
C1
6
(51) F 25D 17/06
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ФРУКТОХРАНИЛИЩЕ
И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: 1173
(22) 1994.02.15
(46) 2000.09.30
(71) Заявитель: Государственное предприятие "ОКБ
Академическое" (BY)
(72) Автор: Волчок В.П. (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
предприятие "ОКБ Академическое" (BY)
BY 3492 C1
(57)
1. Способ регулирования температуры в фруктохранилище, при котором контролируют температуру окружающего воздуха и воздуха, поступающего в фруктохранилище, изменяют расход поступающего в фруктохранилище воздуха и его температуру, а также регулируют расход рабочего тела холодильного контура,
отличающийся тем, что при достижении заданной температуры загруженной продукции уменьшают перепад температур на входе и выходе фруктохранилища, не изменяя расход воздуха.
2. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при понижении температуры окружающего воздуха ниже
10 °С поддерживают близкой к постоянной температуру конденсации рабочего тела холодильного контура.
Фиг. 1
3. Система, регулирования температуры в фруктохранилище, содержащая по крайней мере два холодильных контура, в каждый из которых включены компрессор, ресивер, терморегулирующий вентиль, конденса-
BY 3492 C1
тор и воздухоохладитель, выполненные в виде батарей из оребренных труб и снабженные вентиляторами, а
также нагреватель и систему управления, включающую датчики температуры воздуха на входе в конденсатор и на выходе из воздухоохладителя, отличающаяся тем, что холодильные контуры имеют один общий
конденсатор и один общий воздухоохладитель, оребренные трубы которых подключены к разным холодильным контурам таким образом, что трубы, подключенные в один контур, чередуются с трубами подключенными в другой, а конденсатор снабжен по крайней мере двумя вентиляторами.
(56)
1. Цинман М.М., Янюк В.Я. Холодильники для фруктов. - М.: Пищевая промышленность, 1969. - С. 60-61
(прототип).
2. Холодильные машины/Под общ. ред. И.А. Сакуна. - М.: Машгиз, 1957.
3. Холодильная техника, 1992. - № 7, 8. - С. 23.
4. А.с. СССР 1150452, МПК F25D 13/02, 1983.
5. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий по хранению и обработке картофеля и плодоовощной продукции. ОНТП-6-88.
Изобретение относится к холодильным камерам для длительного хранения фруктов или овощей и может
быть использовано для региона Республики Беларусь с характерным для него изменением температуры окружающего воздуха.
Спецификой хранения фруктов и овощей являются повышенные требования к точности технологических
параметров воздуха в хранилище и наличие двух режимов: охлаждения заложенной продукции, при котором
из хранилища отводят увеличенное количество тепла, и длительного хранения, при котором из хранилища
отводят тепло, поступающее через ограждения, и тепло, выделяющееся при биологических процессах в продукции, причем поток тепла через ограждения может менять знак, а количество биологического тепла весьма существенно, что отличает хранилище овощей и фруктов от хранения другой продукции, например мяса
или масла.
Известен способ холодильно-газового хранения фруктов [1], обеспечивающий наиболее выгодный режим
хранения и заключающийся в загрузке продукции в холодильную камеру, в которой поддерживают заданный
температурный, влажностный режим и газовый состав воздуха. Охлаждение камеры при этом осуществляют
циркуляцией через нее воздуха, захоложенного до заданной температуры, при этом колебание температуры
допускается в очень узких пределах (для некоторых фруктов в пределах 1 °С [1]. При этом обеспечивается
длительная сохранность продукции, уменьшается опасность порчи плодов от холода.
Однако известный способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что для его осуществления требуются увеличенные энергозатраты, вызванные необходимостью прокачивать через камеру большое количество воздуха и в неоптимальном режиме работы холодильной установки, так как известные системы регулирования холодильных контуров приводят к противоречию между необходимостью
поддерживать температуру в узком диапазоне и возможностью регуляторов, поддерживающих режим работы холодильного контура.
В [2] описаны различные способы автоматического регулирования работы холодильного контура, например с использованием терморегулирующего вентиля (ТРВ), с помощью которого, замеряя перегрев рабочего тела холодильного контура на выходе из испарителя, устанавливают оптимальный расход рабочего
тела в холодильном контуре.
Однако пропускная способность ТРВ ограничивается минимальной разностью давлений конденсации и
кипения рабочего тела. Уменьшение температуры конденсации на 10 °С приводит к уменьшению пропускной способности ТРВ ориентировочно на 5...10 %. ТРВ надежно работает только в диапазоне 25...110 % номинальной холодопроизводительности холодильного контура [3].
Запас по пропускной способности ТРВ нельзя выбрать большим, т. к. это приведет к недопустимому повышению нижнего предела пропускной способности, что сделает неустойчивой работу холодильного контура в условиях образования инея на теплообменных поверхностях воздухоохладителя.
Известен также способ охлаждения камер для хранения плодов [1], заключающийся в использовании
пристенных и потолочных батарей из оребренных труб, подключенных к холодильному контуру. При этом
энергозатраты на эксплуатацию холодильного контура уменьшаются.
Однако и этот известный способ имеет существенные недостатки, заключающиеся в неравномерности
температуры в камере, что приводит к повреждению плодов и дополнительным потерям продукции. Кроме
того, такое техническое решение требует увеличения металлоемкости камеры, вызывает усложнение эксплуатации.
Известны также различные установки для обеспечения регулирования температурного режима в камере
холодильного хранения продуктов, например [4], в которой предложено выполнять потолочные охлаждаю2
BY 3492 C1
щие батареи холодильной камеры в виде оребренных труб основной батареи и размещенных между ними таких же оребренных труб дополнительной батареи, что позволяет осуществить ступенчатое регулирование
поверхностей охлаждения камеры.
Однако при этом усложняется регулирование работы холодильного контура, а при приближении температуры окружающего воздуха к заданной температуре хранения продукции температура и давление конденсации понижаются, что приводит к выходу за регулирующую способность ТРВ и работе холодильного контура в нерасчетном неэкономичном режиме, к необходимости иметь избыточную хладопроизводительность.
Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является способ регулирования температуры в фруктохранилище и система для его осуществления, описанные в [1], принятые автором за прототип.
Принятый за прототип способ регулирования температуры в фруктохранилище заключается в том, что
контролируют температуру окружающего воздуха и воздуха, поступающего в фруктохранилище, изменяют
расход поступающего в фруктохранилище воздуха и его температуру, а также регулируют расход рабочего
тела холодильного контура.
Принятый за прототип способ обеспечивает сравнительно надежное поддержание заданной температуры
воздуха, циркулирующего в холодильной камере.
Однако эффективность известного способа недостаточна из-за больших объемов прокачиваемого через
установку воздуха, увеличенных потерь из-за избыточной хладопроизводительности холодильной машины
во время длительного хранения при температурах окружающего воздуха ниже 10 °С.
Известная система для регулирования температуры в фруктохранилище содержит по крайней мере два
холодильных контура, в каждый из которых включены компрессор, ресивер, терморегулирующий вентиль,
конденсатор и воздухоохладитель, выполненные в виде батарей из оребренных труб и снабженные вентиляторами, а также нагреватель и систему управления, включающую датчики температуры воздуха на входе в
конденсатор и на выходе из воздухоохладителя.
Однако в системе, принятой за прототип, регулирование температуры воздуха в хранилище достигается
за счет включения и выключения вентиляторов воздухоохладителей, что приводит к нерациональному режиму работы холодильных контуров при температурах конденсации ниже 22 °С (при температуре окружающего воздуха ниже 10 °С).
Задачей предлагаемого изобретения является создание более конкурентоспособной в условиях Беларуси
системы для длительного хранения овощей и фруктов, для чего необходимо уменьшить энергозатраты и
достичь заданной точности поддержания температуры подаваемого в хранилище воздуха при меньших, чем
в прототипе, его расходах, уменьшить материалоемкость системы, расширить диапазон ее устойчивого регулирования при характерных для Беларуси температурах окружающего воздуха.
В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в создании
способа регулирования температуры в фруктохранилище, обеспечивающего более низкое, чем в прототипе,
энергопотребление разработанной для этого системой, а также избежать потерь при переключении режима
работы камеры с охлаждения продукции на ее длительное хранение.
Данный технический результат достигнут тем, что при осуществлении способа регулирования температуры в фруктохранилище, заключающегося в том, что контролируют температуру окружающего воздуха и
воздуха, поступающего в фруктохранилище, изменяют расход поступающего во фруктохранилище воздуха и
его температуру, а также регулируют расход рабочего тела холодильного контура, согласно изобретению,
при достижении заданной температуры загруженной продукции уменьшают перепад температур на входе и
выходе из фруктохранилища, не изменяя расхода воздуха. Кроме того, при понижении температуры окружающего воздуха ниже 10 °С поддерживают близкой к постоянной температуру конденсации рабочего тела
холодильного контура.
В системе для осуществления такого способа, с помощью которой регулируют температуру в фруктохранилище, содержащей по крайней мере два холодильных контура, в каждый из которых включены компрессор, ресивер, терморегулирующий вентиль, конденсатор и воздухоохладитель, выполненные в виде батарей
из оребренных труб и снабженные вентиляторами, а также нагреватель и систему управления, включающую
датчики температуры воздуха на входе в конденсатор и на выходе из воздухоохладителя, согласно изобретению, холодильные контуры имеют один общий конденсатор и один общий воздухоохладитель, оребренные
трубы которых подключены к разным холодильным контурам таким образом, что трубы, подключенные в
один контур, чередуются с трубами, подключенными в другой, а конденсатор снабжен по крайней мере двумя вентиляторами.
Отличительной особенностью заявляемого способа является то, что при достижении заданной температуры загруженной продукции уменьшают перепад температур на входе и выходе из фруктохранилища, не
изменяя расхода воздуха. При этом во время переключения режима с охлаждения продукции на ее хранение
при отключении одного из холодильных контуров уменьшают перепад температур на входе и выходе воздухоохладителя при неизменном расходе воздуха через воздухоохладитель. Причем такое понижение темпера3
BY 3492 C1
тур достигается автоматически за счет особенностей конструкции заявляемой системы, - поочередному подключению оребренных труб воздухоохладителя к каждому контуру при обдуве их от одного вентилятора.
Кроме того, отличительной особенностью заявляемого способа является то, что при понижении температуры окружающего воздуха ниже 10 °С поддерживают близкой к постоянной температуру конденсации рабочего тела холодильного контура, для чего уменьшают подачу воздуха от вентиляторов конденсатора холодильных контуров.
При этом (см. фиг. 2) холодильный контур переходит на новую кривую автоматического регулирования с
помощью ТРВ, т. е. при той же установленной мощности холодильного оборудования появляется возможность продолжать отводить тепло из камеры хранения и таким образом поддерживать заданную температуру
при меньшем расходе ресурсов.
Отличительной особенностью заявляемой системы для регулирования температуры во фруктохранилище
является то, что входящие в ее состав холодильные контуры имеют один общий конденсатор и один общий
воздухоохладитель, оребренные трубы которых подключены к разным холодильным контурам таким образом, что трубы, подключенные в один контур, чередуются с трубами, подключенными в другой, а конденсатор снабжен по крайней мере двумя вентиляторами.
Подключение оребренных труб воздухоохладителя поочереди к каждому контуру при переходе с режима
охлаждения на режим хранения и отключении одного из контуров (как уже упоминалось) автоматически
снижает перепад температур на воздухоохладителе, в отличие от известных технических решений, при которых для перехода на более низкий уровень температур режима хранения регулируют хладопроизводительность работающего контура или применяют дополнительный вентилятор для подмешивания воздуха, что в
обоих случаях связано с дополнительными энергозатратами.
Подключение оребренных труб конденсатора поочереди к каждому контуру и снабжение его по крайней
мере двумя вентиляторами позволяет при понижении температуры окружающего воздуха ниже плюс 10 °С
переводить холодильные контуры скачком на новую кривую регулирования ТРВ вне зависимости от режима
работы камеры: охлаждения продукции, когда в работе находятся оба контура, или длительного хранения,
когда в работе - один из них. Возможность работы на дополнительной кривой регулирования ТРВ позволяет
снизить устанавливаемую (расчетную величину) хладопроизводительности холодильных контуров, что значительно экономит ресурсы.
При этом именно в результате того, что оребренные трубы подключены по очереди к разным холодильным контурам, появляется возможность приблизиться к идеальной кривой регулирования (когда при снижении температуры окружающего воздуха ниже заданной и достижении полного раскрытия ТРВ температура
конденсации удерживается плавным снижением расхода воздуха через конденсатор) за счет переключения
числа оборотов привода вентиляторов и (или) их отключения.
Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с прототипом уменьшают затраты как на создание установки благодаря ее меньшим весогабаритным характеристикам, так и эксплуатационные расходы при осуществлении способа регулирования температуры в фруктохранилище.
Заявляемый способ отличается от известных лучшими характеристиками по устойчивости регулирования. Заявляемая система может быть создана на имеющейся в промышленности технологической базе.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема заявляемой системы для регулирования температуры в
фруктохранилище, поясняющая осуществление заявляемого способа.
На фиг. 2 показано изменение полезной хладопроизводительности Q холодильного контура и мощности
N, потребляемой системой в зависимости от температуры окружающего воздуха t на режиме длительного
хранения продукции. При этом характеристики заявляемой системы изображены сплошными линиями, а
системы, принятой за прототип, - пунктирными.
Система содержит хранилище 1, а также холодильное оборудование, подключеное по крайней мере в два
холодильных контура 2 и 3, в каждый из которых входят: компрессоры 4, ресиверы 5, терморегулирующие
вентили 6, а также общие для обоих холодильных контуров конденсатор 7 и воздухоохладитель 8, выполненные в виде батарей из оребренных труб, равномерно размещенных в потоке воздуха от вентиляторов 9,
10 и 11. Система содержит также нагреватель 12 и систему управления 13, включающую датчики 14 и 15
температуры воздуха на входе в конденсатор 7 и выходе из воздухоохладителя 8, при этом оребренные трубы конденсатора 7 и воздухоохладителя 8, подключены поочередно к каждому контуру 2 и 3.
Для повышения эффективности работы холодильные контуры оборудованы фильтрами осушителями 16
и регенеративными теплообменниками 17. Хранилище теплоизолировано (на фиг. 1 не показано) и в нем
размещены воздухоохладитель 8, вентилятор 11, нагреватель 12 и датчик 15 температуры воздуха.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
Закладываемые на длительное хранение плоды размещают в хранилище 1 и включают в работу оба холодильных контура 2 и 3. При этом компрессор 4 сжимает рабочее тело, которое затем поступает в конденса-
4
BY 3492 C1
тор 7, в котором охлаждаемое потоком окружающего воздуха от вентиляторов 9 и 10 конденсируется и поступает в ресивер 5.
Из ресивера 5 сжиженное рабочее тело поступает через фильтр осушитель 16, который поддерживает необходимую чистоту рабочего тела, в регенеративный теплообменник 17, в котором оно дополнительно охлаждается потоком газообразного рабочего тела, поступающего от воздухоохладителя 8 на вход в компрессор 4 (при этом обеспечивается необходимый для отсутствия жидкости перегрев газа на входе в
компрессор). Затем рабочее тело поступает в терморегулирующий вентиль 6, в котором давление дросселируется и рабочее тело испаряется, отбирая тепло при проходе через оребренные трубы воздухоохладителя 8.
При этом происходит полное испарение жидкости и частичный перегрев рабочего тела. Величина перегрева
поддерживается постоянной за счет изменения расхода через терморегулирующий вентиль 6, чем обеспечивается исключение попадания жидкости на вход в компрессор 4 при различных температурах кипения в воздухоохладителе 8.
Таким образом, за счет работы холодильных контуров 2 и 3 тепло, содержащееся в загруженной продукции, захватывается рабочим телом в воздухоохладителе 8 и сбрасывается в окружающую среду через поверхности конденсатора 7.
Холодильный контур может работать в ограниченном диапазоне температур (давлений) конденсации и
кипения рабочего тела. Этот диапазон определяется степенью сжатия в компрессоре 4 и пропускной способностью терморегулирующего вентиля 6. По условиям закладки фруктов на хранение температура в камере 1
должна понижаться с заданной скоростью, причем с различной для каждого вида продукции, что требует соответственно различной хладопроизводительности. При этом разность температуры охлаждающего воздуха
и продукции не должна превышать максимальных значений для каждого из видов продукции. Чем меньше
эта разность, тем лучше, но тем больше должен быть расход охлаждающего воздуха, а потребляемая при
этом мощность вентилятора 11 увеличивается пропорционально квадрату расхода. Следует обратить внимание, что мощность, затрачиваемая на привод вентилятора 11, выделяется в хранилище 1 и ее, так же как и
биологическое тепло, необходимо сбросить в окружающую среду через холодильный контур.
Таким образом, полезная хладопроизводительность системы равна хладопроизводительности работающего контура за вычетом мощности, потребляемой вентилятором 11 воздухоохладителя.
По действующим нормам во время охлаждения продукции температурный перепад между хладоагентом
и воздухом принимается в два раза большим, чем в период хранения [5].
Загрузка продукции производится обычно при повышенных температурах окружающего воздуха, что позволяет холодильному контуру работать тоже при повышенных температурах кипения рабочего тела, однако
в первый период после загрузки, когда температура продукции не отличается еще от температуры окружающего воздуха, а на температуру рабочего тела в воздухоохладителе 8 наложены указанные выше ограничения, разница между температурами кипения и конденсации рабочего тела невелика и ТРВ 6 может выйти
из предела регулирования.
В этом случае, отключая по сигналу от датчика 15 вентиляторы 9 и (или) 10 или уменьшая их подачу другими средствами, увеличивают температуру и давление конденсации, обеспечивая отвод тепла их хранилища
1 при номинальной хладопроизводительности контуров 2 и 3, меньшей чем в системе, принятой за прототип.
После достижения продукцией, загруженной в хранилище 1, заданной температуры, отключают один их
холодильных контуров 2 или 3, так как количество тепла, которое необходимо отводить, резко снижается
(нет составляющей теплопритока, пропорциональной массе продукции и допустимой скорости ее охлаждения). Так как в воздухоохладителе 8 вентилятор 11 прокачивает воздух через пучок оребренных труб, поочередно подключенных к контурам 2 и 3, перепад температур на входе и выходе воздухоохладителя уменьшается при сохранении температуры кипения рабочего тела (а следовательно, и хладопроизводительности)
оставленного в работе контура в отличие от прототипа, в котором перепад температур на воздухоохладителе
оставленного в работе контура не может быть изменен без изменения температуры кипения рабочего тела
или увеличения расхода воздуха.
Для уменьшения перепада температур на воздухоохладителе при переходе на режим хранения, чтобы
предотвратить подмораживание продукции, в известных технических решениях либо увеличивают подачу
вентилятора 11, что связано с дополнительными энергозатратами, либо переразмеривают теплообменные
поверхности и хладопроизводительность холодильного контура, что также ухудшает экономичность.
На режиме длительного хранения оставленный в работе холодильный контур работает так, как это описано выше, пока разность температур кипения и конденсации рабочего тела позволяет ТРВ 6 оставаться в
пределах регулирования. На фиг. 2 показано, как при этом изменяется хладопроизводительность контура при
изменении температуры окружающего воздуха.
При снижении температуры окружающего воздуха ниже 10 °С ТРВ 6 полностью раскрывается и перестает регулировать расход рабочего тела, необходимый для отвода из хранилища 1 выделяющегося биологического тепла, тепла от вентилятора и тепла, поступающего через ограждения.
5
BY 3492 C1
На рабочем теле хладон 22 при оптимальных массогабаритных характеристиках воздушного конденсатора номинальной холодопроизводительности для условий Республики Беларусь соответствует температура
конденсации 33 °С (при температуре окружающего воздуха 21,4 °С). При понижении температуры окружающего воздуха температура конденсации уменьшается и для того, чтобы отвести из камеры хранения такое же количество тепла, необходимо сохранить расход рабочего тела, что ТРВ уже не позволяет выполнить
(расход уменьшается с уменьшением перепада давления на ТРВ).
При температуре окружающего воздуха ниже 10 °С температура конденсации достигает 22 °С. Температура кипения из ограничений на температуру воздуха на выходе из воздухоохладителя составляет величину
минус 7 °С, перепад на ТРВ уменьшается в 1,33 раза от номинального режима, что эквивалентно уменьшению расхода через ТРВ на 15 %, т. е. происходит выход холодильного контура за пределы регулирования.
При этом исчерпывается пропускная способность ТРВ, расход рабочего тела в холодильном контуре перестает увеличиваться, перегрев пара на выходе из воздухоохладителя начнет возрастать, а хладопроизводительность холодильного контура - уменьшаться.
Запас по пропускной способности ТРВ нельзя выбрать большим, т. к. это приведет к недопустимому повышению нижнего предела пропускной способности, что сделает неустойчивой работу холодильного контура в условиях образования инея на теплообменных поверхностях воздухоохладителя. ТРВ раскрывается на
115 % от номинальной величины и перестает реагировать на дальнейшее понижение температуры конденсации. Возникает парадоксальная ситуация: при снижении температуры окружающего воздуха не хватает хладопроизводительности контура, которая была бы достаточной при более высоких температурах. Эта ситуация является характерной именно для овоще- и фруктохранилищ, так как для них количество
биологического тепла составляет относительно более высокую долю чем для других продуктов, в особенности для региона Беларуси.
При температуре окружающего воздуха ниже 10 °С, работая по заявляемому способу, уменьшают подачу
воздуха от вентиляторов конденсатора холодильных контуров и поддерживают близкой к постоянной температуру конденсации рабочего тела холодильного контура. Для этого по сигналу датчика температуры 14
уменьшают подачу воздуха вентиляторами 9 и (или) 10 конденсатора 7, переводя вентилятор на меньшую
частоту вращения или отключая его. Уменьшение величины расхода воздуха через оребренные трубы конденсатора 7 приводит к увеличению температуры и давления в нем рабочего тела работающего контура. В
нашем случае скачком примерно на 15 % повышают давление конденсации рабочего тела холодильного контура, переводя таким образом последний на другую кривую автоматического регулирования с помощью
ТРВ, что показано на фиг. 2. При наличии соответствующих программируемых средств автоматики возможно, плавно уменьшая подачу воздуха вентиляторами 9, 10, удерживать ТРВ в одной и той же точке регулирования.
И наконец, когда потери тепла через ограждения превысят количество выделяющегося в хранилище 1 тепла (для стандартной загрузки и типовой конструкции фруктохранилища таковой является температура окружающего воздуха ниже минус 10 °С), отключают последний работающий компрессор 4, включают нагреватель 12 и поддерживают заданную температуру хранения по датчику 15.
Расчеты, выполненные для промышленной установки, приведены в таблице.
Температура конВеличина температуденсации рабочего
ры окружающего возтела, °С
духа, °С
заявл
21,4
10
10 (после переключ.)
5
33
22
27
22
21,4
15
10
10 (после переключ.)
5
5 (после переключ.)
0
0 (после переключ.)
Минус 5
33
27
22
27
22
27
22
33
27
Мощность, потребляемая системой,
кВт
Мощность, потребляемая вентилятор. Полезная хладопроиз. системы,
воздухоохл., кВт
кВт
прот.
заявл
прот.
заявл
Режим охлаждения продукции
33
10,0
10,0
1,6
22
9,0
9,0
1,6
22
9,2
9,0
1,6
17
8,8
8,6
1,6
Режим длительного хранения
33
6,2
7,4
1,6
27
5,5
7,1
1,6
22
5,3
6,9
1,6
22
5,4
6,9
1,6
17
5,2
6,7
1,6
17
5,1
6,7
1,6
11
4,9
*
1,6
5,4
**
1,6
5,2
**
1,6
6
прот.
заявл
прот.
1,6
1,6
1,6
1,6
23,4
25,5
24,5
25,5
23,4
25,5
25,5
23,2
3,2
3,2
3,2
3,2
3,2
3,2
3,2
-
10,9
11,6
12,0
11,6
12,1
11,5
12,0
10,9
11,5
9,3
10,0
10,4
10,4
9,0
9,0
*
**
**
BY 3492 C1
Примечание: * - неустойчивая работа; ** - система неработоспособна.
Параметры установки, приведенные в качества прототипа, определены из расчета обеспечения необходимой хладопроизводительности в такой же камере хранения и при одинаковой загрузке, как и при расчете
заявляемой системы. При этом принято, что при расчетной температуре окружающего воздуха 21,4 °С заявляемая и сравниваемая системы имеют одинаковые хладопроизводительность и потребляемую мощность.
При закладке продукции при температурах до 10 °С обе системы имеют одинаковые характеристики, но
уже в случае работы в режиме охлаждения продукции при температуре окружающего воздуха от 10 °С и ниже заявляемая система имеет лучшие характеристики по полезной хладопроизводительности и потребляемой
мощности, чем система, принятая за прототип.
При переходе на режим длительного хранения, как уже упоминалось, в обеих системах отключают один
из холодильных контуров. В таблице и на фиг. 2 показано, что при этом уже при расчетной температуре
21,4 °С сравниваемые системы не имеют одинаковых полезной хладопроизводительности и потребляемой
мощности.
Это происходит в результате того, что требуемое снижение температуры подаваемого на продукцию воздуха в заявляемой системе обеспечено особенностью конструкции воздухоохладителя и осуществляется при
неизменном расходе через него воздуха. В сравниваемой системе для обеспечения требуемой температуры
воздуха, поступающего на фрукты, необходимо увеличить его расход в 2 раза, что недопустимо по потребляемой вентилятором воздухоохладителя мощности (эта мощность вычитается из хладопроизводительности
контура, см. выше). В расчетах принято, что в прототипе установлена увеличенная в 1,41 раза поверхность
воздухоохладителя для компенсации перехода с режима охлаждения на режим хранения. Это позволяет считать, что при переходе на режим хранения мощность вентилятора воздухоохладителя в сравниваемой системе увеличится только в 2 раза, вместо 4-х.
Графики на фиг. 2 показывают характеристики систем на режиме хранения при переключениях вентиляторов 9 и 10 при достижении температур 10, 5, 0 °С. Скачок потребляемой мощности заявляемой системы
вызван снижением мощности, потребляемой вентиляторами конденсатора, при одновременном увеличении
мощности, потребляемой компрессором, за счет роста давления нагнетания при переходе на новую кривую
хладопроизводительности (увеличивается давление конденсации). При 5 °С этот баланс мощностей изменяется в другую сторону и происходит уменьшение общей потребляемой мощности. Резкое увеличение мощности при 0 °С отражает более глубокое изменение температуры (давления) конденсации при отключении
вентилятора.
Сравнительные расчеты, выполненные для прототипа при его регулировании отключением секций с индивидуальными вентиляторами [1], и для заявляемой системы при двух двухскоростных вентиляторах, в каждом случае показали, что заявляемая система позволяет более чем в 2 раза уменьшить установленную
мощность вентилятора воздухоохладителя при уменьшении поверхности его теплообменника в 1,4 раза, а
также снизить на 30 % потребляемую при хранении мощность. Снижение габаритов установки, требуемых
площадей для размещения и других капитальных характеристик происходит более чем в 2 раза.
Таким образом, заявляемый способ отличается от известных лучшими экономическими характеристиками при отработанной технологии изготовления всех его элементов. При этом заявляемая установка наиболее
полно соответствует особенностям закладки продукции и ее длительного хранения. Габариты установки
меньше, чем в других известных технических решениях, легче решаются задачи компоновки оборудования,
появляется возможность при малой мощности снизить стоимость фруктохранилища, что особенно существенно при выходе на рынок фермерских хозяйств и мелких коммерческих структур, занимающихся сельскохозяйственной продукцией.
Заявляемая установка может быть создана на имеющейся в промышленности технологической базе. Оборудование становится конкурентоспособным с самыми современными специализированными установками, в
том числе и с установкой, принятой за прототип.
7
BY 3492 C1
Фиг. 2
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
173 Кб
Теги
3492, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа