Text
                    НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУРНАЛ
МИНИСТЕРСТВА МЯСНОЙ
И МОЛОЧНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ
ХОЛОДИЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
холодильная
•'«« техника
ИЗДАЕТСЯ С 1923 ГОДА
СОДЕРЖАНИЕ
CONTENTS
Социалистическое соревнование в действии!
Итоги Всесоюзного социалистического соревнования
работников ведущих профессий и бригад предприятий и
организаций Минмясомолпрома СССР за 1974 год 2
Позин М. М. О взаимосвязи в развитии холодильной
техники и технологии 4
Данилов Р. Л., Дедкова Г. А. Теплонасосная установка
для пастеризации и охлаждения молока 7
Аюпов А. А. Установка для комплексного производства
тепла и холода 10
Креймер Н. Г., Медникова Н. М., Пытченко В. П.
Влияние охлаждения паров аммиака, нагнетаемых
холодильным компрессором, на эффективность маслоотделения 13
Якобсон В. Б. Оценка технического уровня и оптимизация
малых холодильных компрессоров и агрегатов 16
Кошкин Н. Н., Стукаленко А. К-, Томенко Ю. Г., Шес-
таков Б. В., Надиев С. С, Архарова Т. И. Камера с
динамической изоляцией на холодильнике в г. Волхове 21
Чумак И. Г., Дехтярев В. Л., Воронков С. Т.,
Быков В. Н., Погонцев В. Г., Войтенко Л. Г. Применение
газонаполненной теплоизоляции в бытовых и
промышленных холодильниках 24
Ионов А. Г., Кудрявцев Г. В., Литвинов А. Д. Система
кондиционирования воздуха на рыбоморозильных
траулерах типа «Прометей»
Бойко В. А., Цейтлин Ю. А., Скрыпников В. Б.
Сравнительный анализ энергетической эффективности шахтных
передвижных кондиционеров с электрическими и
пневматическими приводами
Бялый Б. И., Степанов А. В. Метод расчета процессов
тепловлажностной обработки воздуха в поверхностных
воздухоохладителях
Середкин А. А., Ситникова Т. И., Черепов В. А. Пути
интенсификации замораживания тушек птицы
Колодязная В. С, Супонина Т. А. Хранение пищевых
продуктов с применением озона
В продолжение дискуссии о системах охлаждения
Чижов Г. Б., Верещагин В. А. Воздушное охлаждение
камер хранения наиболее перспективное
Письмо в редакцию
Кузнецов А. П., Черток В. Д., Овчарук В. С. К вопросу
о применении смесей фреонов в малых холодильных
машинах
ОБМЕН ОПЫТОМ
Герасимов Н. А., Малеванный Б. Н., Румянцев Ю. Д.,
Ильясов В. С, Беляев С. И., Сундиев Н. П.
Промежуточное оттаивание сухих оребренных воздухоохладителей
Лимар В. А. Ультразвуковая очистка деталей бытовых
абсорбционных холодильников
НОВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 49, 52,
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
Якобсон В. Б., Дмитриев В. И. Книга о бытовых
холодильниках
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА
Новый международный словарь по холодильной науке
и технике
В СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СТРАНАХ
Акимова Л. Д. Холодильная техника на Международной
Лейпцигской весенней ярмарке 1975 г.
НОВОСТИ ИНОСТРАННОЙ ТЕХНИКИ
Лебедев В. Ф., Андрущенко Л. И. Методы и приборы для
определения концентрации аммиака в воздухе
производственных помещений 58
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ
Романов М. Н., Ломакин В. Н., .Патина Г. Н., Пен-
ская К. И. Подвесной аммиачный воздухоохладитель
ВОГ-230 61
Рефераты 63
27
31
33
36
39
41
43
46
48
57
50
52
53
Socialist Competition in Action!
Results of All-Union Socialist Competition of Workers of
Leadings Professions and Brigades Enterprises and
Organizations of USSR Ministry of Meat and Dairy Industry [or
1974
Pozin M. M. Interrelations in Development of
Refrigerating Engineering and Technology
Danilov R. L., Dedkova G. A. Heat Pump Plant for
Pasteurization and Cooling of Milk
Ayupov A. A. Installation for Complex Production of Heat
Cold
Kreimer N. G., Mednikova N. M., Pytchenko V. P.
Influence of Cooling Ammonia Vapour Discharded by
Refrigerating Compressor on Efficiency of Oil Separation
Yakobson V. B. Estimation of Technical Level and
Optimization of Small Refrigerating Compressors and Units
Koshkin N. N.. Stukalenko A. K-, Tomenko U. G., Shesta-
kov B. V., Nadiyev S. S., Arkharova T. I. Room with
Dynamic Insulation at Cold Storage Warehouse in
Volkhov
Chumak I. G., Dekhtyarev V. L., Voronkov S. Т., Ву-
kov N. V., Pogontsev V. G., Voitenko L. G. Utilization
of Gas-Permeated Thermal Insulation in Domestic
Refrigerators and Industrial Cold Stores
Ionov A. G., Kudryavtsev G. V., Litvinov A. D. Air-Con-
ditioning System on Board Fish-Freezing Trawlers of
«Prometheus» Type
Boiko V. A., Tseitlin U. A., Skypnikov V. B.
Comparative Analysis of Energy Efficiency of Movable Mine Air
Conditioners with Electric and Pneumatic Drives
10
13
21
27
31
Byaly B. I., Stepanov A. V. Method of Calculating
Processes of Thermal and Humid Treatment of Air in Surface
Air Coolers
Seredkin A. A., Sitnikova T. I., Cherepov V. A. Methods
of Intensifying Poultry Freezing
Kolodyaznaya V. S., Suponina T. A. Food Storage with
Ozone
Continuation of Discussion on Cooling Systems
Tchigeov G. В., Vereshchagin V. A. Air Cooling of Cold
Rooms is Most Perspective
Letter to Editor
Kuznetsov A. P., Chertok V. D., Ovcharuk V. S. Problem
of Utilizing Freon Mixtures in Small Refrigerating
Machines
PRACTICE EXCHANGE
Gerasimov N. A., Malevanny B. N.. Rumyancev U. D.,
Ilyasov V. S., Byelyaev S. I., Sundiyev N. P.
Intermediate Defrosting of Dry Finned Air Coolers
Limar V. A. Ultrasound Cleaning of Parts of Domestic
Absorption Refrigerators
NEW INVENTION S 49,52
BOOK REVIEW
Yakobson V. В., Dmitriev V. I. Book on Domestic Refrige-
AT3 INTERNATIONAL INSTITUTE OF RE FRIGERATION
New International Dictionary of Refrigeration 52
33
36
39
41
43
46
50
IN SCCIALI ST COUNTRIES
Akimova L. D. Refrigerating Engineering at International
Leipzig Spring Fair in 1975
FOREIGN TECHNICAL NEWS
Lebediev V. F., Andrushchenko L. I. Methods and Devices
for Determining Concentration of Ammonia in Air of
Production Rooms
REFERENCE DATA
Romanov M. N., Lomakin V. N.. Latina G. N.. Pen-
skaya K. I. Suspended Ammonia Air Cooler VOG-230
Summaries
53
58
61
63
<Э Издательство «Пищевая промышленность», «Холодильная техника», 1975 г., JV* б.


УДК 621.561.59 О взаимосвязи в развитии холодильной техники и технологии Канд. эконом, наук М.М. ПОЗИН Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Научно-технический прогресс в производстве и применении искусственного холода характеризуется органическим единством его составных частей — холодильной техники и холодильной технологии. Это означает, что исследование и разработка основных направлений научно-технического прогресса в холодильном хозяйстве |как на ближайшую, так и на долгосрочную перспективу должно вестись с учетом объективно обусловленной взаимосвязи между ними. Современные тенденции показывают, что технический прогресс в области холодильной техники развивается под непосредственным воздействием требований холодильной технологии. В свою очередь, развитие холодильной технологии существенно зависит от уровня холодильной техники и достижений в ^области машиностроения, электротехники, электроники, химии (создание новых полимерных упаковочных материалов) и других отраслей, являющихся базой технического прогресса. Важную роль играет автоматизация и механизация производства, развитие метода самообслуживания в торговле и др. В связи с этим процесс производства и применения искусственного холода в отраслях народного хозяйства необходимо рассматривать во взаимодействии и неразрывной связи холодильной техники и технологии. Так, внедрение передовой холодильной технологии термической обработки и хранения пищевых скоропортящихся продуктов возможно на базе применения современных видов холодильного оборудования — машин и аппаратов интенсивного действия, обеспечивающих оптимальные условия холодильной обработки продуктов. С другой стороны, развитие современной холодильной технологии, высшим принципом и целью которой является обеспечение высокого качества пищевых продуктов во всей взаимоувязанной цепи их производства и реализации, выдвигает ряд требований к холодильному машиностроению как в отношении технико-экономических параметров холодильного оборудования, так и в отношении соответствия его задачам и методам холодильной обработки продуктов. Единство и взаимосвязь холодильной техники и технологии не всегда, однако, полностью учитывается при планировании научно-исследовательских работ и внедрения их результатов в производство. Это приводит в ряде случаев к тому, что градация холодильного оборудования по производительности и технико-экономическим показателям не всегда отвечает технологическим требованиям производства. Действительно, развитие холодильной технологии как совокупности методов и процессов термической обработки и хранения скоропортящихся продуктов, основанных на применении современных холодильных машин и аппаратов, характеризуется все возрастающим использованием методов холодильной обработки, позволяющих осуществлять производственные процессы на оптимальном уровне. Под воздействием холодильной технологии и в соответствии с ее требованиями совершенствуются такие важные элементы технической базы, как конструкция зданий холодильников, системы охлаждения, тип изоляции и др. Процесс развития и совершенствования холодильной технологии, активно взаимодействуя с развитием холодильной техники, выходит, однако, далеко за рамки процессов, связанных с сохранением пищевых продуктов, и все в большей степени становится одним из факторов, определяющих возможность производства ряда высококачественных продуктов питания (быстрозамороженные пищевые продукты, полуфабрикаты, готовые блюда и кулинарные изделия, соки). Одновременно с этим технологическое применение холода открывает новые возможности дальнейшего расширения ассортимента пищевых продуктов, сырьевые компоненты которых крайне нестойки и не выдерживают длительного хранения. Общей тенденцией в развитии холодильной технологии в последние годы, знаменующей по существу одно из главных направлений дальнейшего совершенствования процессов холодильной обработки продуктов, является широкое и все более возрастающее применение интенсифицированных методов охлаждения, замораживания и хранения пищевых скоропортящихся продуктов. 4
Процессы интенсификации холодильной обработки пищевых продуктов обусловили соответствующее развитие технических средств, их быстрого охлаждения и замораживания. Под воздействием требований холодильной технологии широкое распространение на предприятиях пищевых отраслей получили высокопроизводительные холодильные машины двухступенчатого t сжатия, скороморозильные аппараты интенсивного действия, в наибольшей степени отвечающие задачам внедрения пониженных температур. Так, например, хранение мороженых продуктов при температурах —30 ч—50°С резко снижает потери "и сводит их к минимуму. По имеющимся данным, повышение размера капитальных и эксплуатационных затрат при внедрении пониженных температур хранения полностью окупается 'за счет экономии, получаемой в результате сокращения естественной убыли. Следует подчеркнуть, что использование достижений k научно-технического прогресса в холодильной технике и технологии дает наибольший эффект при условии их комплексного развития. Поэтому разработка основных направлений технического прогресса в области холодильной техники должна быть увязана с требованиями холодильной технологии. В соответствии с задачами, поставленными перед холодильным хозяйством в ближайшей и долгосрочной перспективе, главным направлением технического прогресса в холодильном машиностроении является создание широкой номенклатуры специализированных и полностью автоматизированных холодильных агрегатов, технико-экономические и эксплуатационные параметры которых полностью отвечали бы требованиям холодильной технологии. В этой связи широкое развитие должно получить производство и применение новых холодильных компрессоров с регулируемой холодо- производительностью, обеспечивающих оптимизацию режима термической обработки и хранения различных видов скоропортящихся пищевых продуктов. Важным элементом производственно-технической базы холодильников, непосредственно обеспечивающим термическую обработку пищевых скоропортящихся продуктов, является технологическое холодильное оборудование. Между тем технический уровень выпускаемого в настоящее время технологического оборудования не отвечает в должной мере требованиям холодильной технологии и условиям эксплуатации. Так, например, градация скороморозильных аппаратов по производительности далеко еще не всегда учитывает специфических условий их применения в различных отраслях пищевой промышленности и торговли. Это происходит главным образом потому, что проектированию и разработке не предшествует тщательная отработка их технологических параметров. В результате серьезные недостатки и несоответствие аппаратов эксплуатационным условиям выявляются только в процессе их испытания на предприятиях. Не уделяется должного внимания методам флюидизации, между тем как замораживание ягод, овощей и других продуктов, имеющих малый размер, наиболее целесообразно именно этим методом. Однако исследование и разработка методов флюидизации не увязаны с конструкторскими разработками, что не только затягивает сроки выполнения научно-исследовательских работ, но и отрицательно влияет на качество и технический уровень предлагаемых решений. Известно, что в ряде случаев на предприятиях пищевой промышленности (кондитерской, пивоваренной, безалкогольной, маргариновой и др.) целесообразно применять децентрализованные системы k холодоснабжения с фреоновыми, полностью автоматизированными холодильными машинами, встроенными в технологическое оборудование, или установленными в непосредственной близости к нему. Однако внедрение децентрализованных систем холодоснабжения и реализация их преимуществ идет медленно и не удовлетворяет потребности пищевой промышленности. Следует отметить, что и в более широком плане вопрос об областях применения децентрализованных систем охлаждения недостаточно еще изучен. Имеющиеся отдельные разработки и зарубежный опыт указывают на целесообразность их применения и на предприятиях мясной и молочной промышленности. Дальнейшие исследования в данном направлении должны определить преимущественные сферы применения децентрализованных систем охлаждения. Предусматриваемое значительное увеличение в нашей стране производства фруктов и овощей потребует расширения выпуска необходимых технических средств для предварительного их охлаждения непосредственно после сбора. Проведенные технологические исследования в этой области, однако, не нашли еще своего воплощения, и в силу отсутствия комплексности в научных разработках задерживается внедрение рациональных режимов холодильной обработки и хранения фруктов и овощей. Технический прогресс в холодильной промышленности требует непрерывного совершенствования систем охлаждения холодильников, что имеет большое значение для создания оп- 5
тимальных условий термической обработки и хранения скоропортящихся продуктов питания. Совершенствование систем охлаждения должно проводиться на основе тщательных технологических исследований, между тем как осуществляемые в этой области работы в ряде случаев ведутся односторонне в отрыве от технологических задач. Одним из важнейших направлений в развитии технического прогресса в холодильном хозяйстве является автоматизация холодильных установок. По своему технико-экономическому и технологическому значению эта проблема выходит далеко за рамки одного только процесса производства холода и затрагивает всю совокупность технических и технологических условий производства. Так, комплексная автоматизация холодильных установок, сокращая в 3—4 раза затраты труда на производство холода и обеспечивая безопасные условия работы, оказывает решающее влияние на стабилизацию температурного режима в холодильных камерах, что является одной из важных предпосылок оптимизации процессов холодильной обработки и хранения продуктов и в конечном счете обеспечивает, наряду с другими условиями, сохранение их исходного качества. Стабилизация температурного режима в цехах мороженого, замораживания плодов, ягод и овощей создает необходимые предпосылки для организации ритмичной и эффективной работы производственных ?. цехов холодильных предприятий. Важнейшим технико-экономическим результатом автоматизации холодильных установок является сокращение потерь в процессе термической обработки и хранения продуктов, что экономит ресурсы сырья и готовой продукции. Однако исследование всех технологических последствий автоматизации холодильных установок в полном объеме до сих пор еще не проведено. Расчеты по обусловленному автоматизацией сокращению норм естественной убыли базируются почти всецело на теоретических предпосылках и не имеют еще до сих пор надежной экспер иментальной базы. Имеющиеся данные о сокращении размера естественной убыли в результате внедрения автоматизации не опираются также на проведенные в широком масштабе и по отдельным зонам обобщенные фактические данные. Отсутствие необходимой комплексности в исследовании и разработке технических и технологических проблем комплексной автоматизации холодильных установок затрудняет дальнейшую углубленную разработку технологических и экономических последствий автоматизации, поскольку разработка технических проблем не дополняется на каждом данном этапе технологическими исследованиями. Так, если в тематических планах научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций холодильного профиля разработка тематики по автоматизации холодильных установок ведется непрерывно, то исследование технологических проблем, связанных с автоматизацией работы холодильного оборудования и температурного режима, фактически прекращено. Между тем очевидно, что комплексное исследование проблемы автоматизации холодильных установок является важным условием повышения научного уровня разработок и успешного внедрения их результатов в производство. Одним из новых и перспективных направлений в области повышения эффективности холодильного хозяйства является создание и внедрение охлаждаемых контейнеров. Большое народнохозяйственное значение применения охлаждаемых контейнеров заключается в том, что, кроме известных их преимуществ, они обеспечивают оптимальный температурный режим при транспортировке продуктов и сокращение естественной убыли. Разработка технических проблем создания охлаждаемых контейнеров должна вестись одновременно с исследованием и разработкой технологических проблем. Так, перевозка и хранение отдельных видов скоропортящихся продуктов требует различных температурных условий, что определяет необходимость тщательного исследования технологических параметров охлаждаемых контейнеров, оказывающих существенное влияние на выбор наиболее рациональных технических средств их охлаждения. Число таких примеров можно было бы увеличить, но и приведенных достаточно для того, чтобы сделать необходимые выводы, суть которых заключается в следующем. Для дальнейшего развития холодильного хозяйства большое методологическое и практическое значение имеет взаимоувязанная и последовательная разработка технических и технологических проблем, причем исследование технологических проблем должно предшествовать или, в ряде случаев, идти параллельно с разработкой технических проблем, а не заключать их. При разработке тематических планов научных исследований и проектно-конструкторских разработок следует не допускать разрыва во времени между технологическими и техническими аспектами научных проблем и обеспечивать необходимую последовательность и комплексность на всех стадиях цикла исследование — производство. в
Реализация этих требований, вытекающих из шения уровня научных исследований и 'более органического единства холодильной техники успешного внедрения их результатов в произ- и технологии, является важным условием повы- водство. УДК 621.565.59:637.1 Теплонасосная установка для пастеризации и охлаждения молока Канд. техн. наук Р. Л. ДАНИЛОВ, Г. А. ДЕДКОВА Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Разработан опытный образец теплонасосной установки производительностью 1000 л/ч для пастеризации и охлаждения молока, с помощью которой можно получать воду с различной температурой: горячую (85°С) —для пастеризации молока, теплую E0°С) — для санитарно- гигиенических и технологических нужд и ледяную (ГС) — для охлаждения молока. Для получения горячей воды используется теплота перегрева паров хладагента, но так как этой теплоты недостаточно, в установке предусмотрен электроподогрев с помощью ТЭНов. Испытательный стенд теплонасосной установки состоит из компрессорно-конденсаторного и испарительного блоков. Компрессорно-конденсаторный блок — это бессальниковый фреоновый компрессор, водяной нагреватель, змеевиковый конденсатор, линейный ресивер и регулирующая станция с регенеративным теплообменником, фильтром- осушителем и приборами регулирования. Компрессорно-конденсаторный блок установлен на каркасе, облицованном тонкими листами алюминия. Высота каркаса 1900 мм, ширина 1150 мм, длина 1450 мм. Водяной нагреватель и конденсатор изолированы пенопластом. В испарительный блок входят испаритель поверхностью 30 м2, погруженный в бак емкостью 1,5 м3, пластинчатый четырехсекционный пастеризатор-охладитель марки ОПФ-1-20 поверхностью 8,55 м2 и насосы для молока (марки 36 МЦ-10-20), горячей и ледяной воды. Схема установки представлена на рис. 1. 5 7 Рис. 1. Технологическая схема теплонасосной установки для термообработки 1000 л молока в час.
Работа по схеме осуществляется следующим образом. Вода, нагретая в нагревателе } с помощью теплоты перегрева сжатых в компрессоре 2 паров фреона-12 и ТЭНов, подается насосом 3 в секцию пастеризации 4 пластинчатого теплообменника, в которой молоко нагревается до 72—76°С. Выходящее из секции 4 пастеризованное молоко используется в регенеративной секции теплообменника 5 для нагревания молока, направляемого на пастеризацию из емкости 6. По выходе из секции 5 молоко охлаждается водопроводной водой в секции 7 и доохлажда- ется в секции 8 ледяной водой, циркулирующей по замкнутому контуру испарителя 9 с помощью насоса 10. Охлажденное до 6—8°С молоко сливается в теплоизолированный танк 11. Пары фреона из испарителя 9, пройдя регенеративный теплообменник 12, всасываются компрессором 2, сжимаются им и, пройдя водяной нагреватель 1, направляются в змееви- ковый конденсатор 13, погруженный в бак емкостью 0,6 м3, где сжижаются с помощью воды, проходящей через конденсатор. Жидкий сэреон сливается в ресивер 14. После ресивера он осушается и очищается в фильтре-осушителе, а затем, переохладившись в теплообменнике:, направляется через регулирующий вентиль в испаритель 9, где кипит, охлаждая и частично замораживая воду. Из бака конденсатора вода с температурой 45—50°С направляется на технологические нужды, а ледяная вода из бака испарителя подается насосом 10 через секцию 8 пластинчатого теплообменника и отепленная снова сливается в бак. Цель исследований — испытание теплона- сосной установки при различных температурах молока, поступающего на пастеризацию. В процессе опытов измеряли расход и температуру молока, горячей, теплой и ледяной воды на входе и выходе из аппаратов, расход электроэнергии на компрессор и ТЭНы, расход рабочих веществ (с помощью расходомеров и тарированных емкостей), температуру (с помощью ртутных термометров, электронного моста МССР-1-01 и логометра ЛПР-53) и мощность (прибором КС-50). Холодопроизводительность установки определяли по графику ее зависимости от температуры кипения и конденсации для компрессора 2ФУУБС25. Теплопроизводительность (ккал/ч) определяли по формуле QK =Qo+860Wa д, где А/ад—адиабатическая мощность сжатия паров фреона в цилиндре компрессора, кВт а/ ^аЛ/ад . ^ад — 360 ' Ga — количество фреона, циркулирующего в системе, кг/ч q0—удельная весовая холодопроизводительность, ккал/кг; Йо — 1и — ьж* *п» *ж— энтальпии пара и жидкости на линиях насыщения, ккал/кг; ^ад—адиабатическая работа сжатия, ккал/кг Л/ад = i2 — ix\ Ч> h—энтальпии паров фреона на входе и выходе из компрессора, ккал/кг. Количество тепла (ккал/ч), полученное водой в нагревателе с помощью перегретых паров фреона, Qbh= СаД/фСф, где А^ф — подогрев паров фреона в аппарате, °С; Сф — удельная теплоемкость фреона, ккал/(кг-°С). Количество тепла (ккал/ч), полученное молоком от горячей воды в секции пастеризации, равно Qn= GMcMAtM; расходуемое на нагрев молока в процессе регенерации Qv=^GucMAtp\ отведенное от "молока при его охлаждении водопроводной водой Уво= ^М^М^В-О' отведенное при охлаждении молока ледяной водой где GM — количество молока, кг/ч; см — удельная теплоемкость молока, ккал/(кг-°С); Д^м> А^р, Д^б. о» А^л. о — подогрев молока в соответствующих секциях пластинчатого пастеризатора-охладителя, °С. Количество тепла, полученное водой в конденсаторе, гДе <?в. к — расход воды в конденсаторе, л/ч; А^в. к — подогрев воды в конденсаторе, °С. Поскольку теплонасосная установка производит термообработку молока как парного, так и охлажденного, испытания проводили при различных начальных температурах молока C2,5, 24 и 10°С), при этом температура водопроводной воды, подаваемой в конденсатор и секцию предварительного охлаждения пластинчатого молочного теплообменника, составляла 5°С, температура конденсации 45,5°С и кипения — 10°С. При испытании установка обеспечивала пастеризацию молока до 75°С с его последующим охлаждением до 8°С, при этом количество пастеризуемого молока зависит от его начальной температуры. Чем ниже эта температура, тем 8
больше подогрев молока в секции пастеризации и соответственно в меньшем количестве подают его в пластинчатый теплообменник (рис. 2, а). Если при начальной температуре 32,5°С в пастеризатор подавалось 1000 л/ч молока, то при 10°С — только 870 л/ч. Для того чтобы при низких начальных температурах молока обеспечить его пастеризацию в количестве 1000 л/ч, можно увеличить мощность ТЭНов, однако в этом случае будет снижена эффективность теплонасосной установки и неизбежен перерасход электроэнергии. При более низкой начальной температуре молока в секцию предварительного охлаждения пластинчатого теплообменника требуется подавать меньшее количество водопроводной воды, поскольку в секции регенерации молоко охлаждается до более низкой температуры (рис. 2, б). Так, при начальной температуре молока 10°С его температура после регенеративной секции возросла до 21,8°С, а при 32,5°С— до 40°С. Уменьшение количества пастеризуемого молока при более низких начальных температурах вызывает и увеличение удельного расхода электроэнергии на проведение процессов пастеризации и охлаждения (рис. 2, в). Так, для термообработки 1 т молока при его начальной температуре 10°С общий расход электроэнергии 32 кВт-ч, а при 32,5°С—28 кВт-ч. В процессе испытаний начальная температура водопроводной воды, поступающей в конденсатор и секцию предварительного охлаждения молочного теплообменника, была почти одинаковой, при этом в установке было получено 0,5 м3/ч теплой воды с температурой 45—50°С, расходуемой на технологические нужды фермы. Если для этой цели использовать более теплую воду, а именно, отходящую из секции предварительного охлаждения, то ее количество можно увеличить. Так, если при начальной температуре 32,5°С можно обработать 1000 л/ч молока, расходуя при этом 28 кВт-ч электроэнергии, то при 10°С его количество снизится до 870 л/ч, а расход электроэнергии возрастет до 32 кВт-ч. Таким образом, проведенные испытания показали, что часовое количество пастеризованного и охлажденного молока зависит от его начальной температуры. Помимо пастеризации и охлаждения молока, в установке можно получать теплую воду с температурой 50°С в количестве 500 л/ч, расходуемую на технические нужды. Начальная температура воды 4,5—6°С. ып;с — . . . . . . ,— 5 10 15 20 25 30 35 tMJf °C а 1цр'с\ ио 50 10 20 JO WtMH°G 6 о w * го 50 tM.H,°P Рис. 2. Зависимость подогрева молока в секции пастеризации (а), температуры молока после секции регенерации (б) и расхода электроэнергии при работе установки (в) от начальной температуры молока. Годовой экономический эффект от применение такого типа установок составит около 4000 руб. при ее использовании более 2000 ч п год. Теплонасосная установка для пастеризации и охлаждения молока может быть использована на низовых молочных предприятиях небольшой производительности, а также на молочно-животноводческих фермах, где необходимо производить термообработку молока. 9
УДК 621.574:536.48 Установка для комплексного производства тепла и холода А. А. АЮПОВ ЦКПТБ Минмясомолпрома Узбекской ССР Автором под руководством заведующего кафедрой холодильных машин и установок ТашПИ заслуженного деятеля науки УзССР Лавочника А. И. [1] предложена, исследована и оптимизирована теплонасосная установка, позволяющая в условиях одновременного потребления холода различных температур и тепла до 100°С отказаться от применения паровых котлов и значительно снизить расход воды на охлаждение конденсаторов. Установка выполнена каскадной, причем нагнетательный патрубок компрессора верхней ветви каскада подключен к подогревателю горячей воды, а подогреватель теплой воды включен в линию связи компрессора нижней ветви каскада с конденсатором-испарителем. В целях оптимизации режимов работы установки исследовали ее математическую модель в зависимости от внешних и внутренних параметров рабочего цикла. Схема установки приведена на рис. 1. Основные ее показатели — холодопроизводительность нижней и теплопроизводительность верхней ветвей каскада, что достигается затратой мощности компрессорами этих ветвей. Температура кипения хладагента верхней /02 и температура конденсации хладагента нижней ветвей /к1 являются определяющим фактором распределения необходимых мощностей по ступеням, ибо с понижением температуры конденсации уменьшаются перепад давлений, нагрузка и мощность компрессора в нижней ветви каскада Nt и увеличиваются перепад давлений и мощность в верхней ветви каскада N2. В связи с этим возникает необходимость рационального распределения мощностей по сту- Горячая бода 2 L \ \ Н г 6 .rxl i Рис. 1. Схема установки: / — кон денсатор; 2 — компрессор верхней ветви каскада; 3 — компрессор нижней ветви каскада; 4 —{конденсатор-испаритель; 5 — испаритель; 6 — дроссельные вентили. пеням, при котором будет достигнута максимальная тепло- и хладопроизводительность на единицу затрачиваемой суммарной мощности 2Af, приложенной к компрессорам. В качестве предлагаемого критерия оптимальности можно выбрать удельную холодо- и теплопроизводительность установки на единицу мощности компрессоров, т. е. коэффициент эффективности совмещенного цикла Р ~ Nt + N2 > где Q0, QT — холодопроизводительность и теплопроизводительность установки; ^ii ^2 — мощность, расходуемая на привод компрессора нижней и верхней ветвей каскада. В связи с использованием в предложенной установке серийно выпускаемых холодильных компрессоров, допускающих давление нагнетания не выше 16 кгс/см2, а разность давлений нагнетания и всасывания рв в пределах не более Рп — Рв ^ 12 кгс/см2, необходимо было выбрать рабочие вещества, которые позволяли бы при заданных параметрах обеспечить получение оптимальных объемных и энергетических показателей работы установки. Как свидетельствует анализ [2], в качестве рабочих веществ для нижней ветви каскада оказались вполне приемлемыми аммиак, фрео- ны-12 и 22. Значительно сложнее оказался подбор рабочего вещества для верхней ветви каскада. Проведенный нами анализ показал, что ни один из известных хладагентов, кроме фреона-12В1, не отвечает основным требованиям, предъявляемым к хладагенту, работающему в диапазоне температур конденсации и кипения, характерном для верхней ветви рассматриваемого каскада — tQ2 = 25°С, /к2 = 90-=- 100°С. Однако возможно применение для этих условий специальных смесей холодильных агентов. Приняв разработанный ранее [2, 3] способ снижения давления конденсации путем добавления к основному хладагенту в определенной пропорции более высококипящего компонента, автор применил в качестве рабочего вещества верхней ветви каскада смесь фреона-142 с неограниченно растворимым в нем более высоко кипящим компонентом — фреоном-11. На рис. 2 приведены зависимости коэффициента эффективности \х, коэффициента преобразования верхней ветви ср и холодильного коэффициента нижней ветви е от температуры кипения 10
Рис. 2. Зависимость коэффициентов ср, jli, e, Ар от температуры кипения t02 фреона-142 (/01 =—20°С; /К1— t02 — =5СС; /К2=85°С). фреона-142, являющегося основным компонентом рабочего вещества в верхней ветви каскада. Как видно, коэффициент ji мало зависит от температуры t02 и поэтому выбор последней в основном определяется равномерной загрузкой компрессоров обеих ветвей и поддержанием в них при этом допустимых разностей давлений конденсации и кипения хладагентов. Зависимости на рис. 2 построены при исследовании : математической модели установки на ЭВМ «Минск-32». При использовании в установке новых компрессоров перспективного ряда (П-100; П-220) ограничивающие параметры рк ^ 16 кгс/см2 и Рк— Ри^ 12 кгс/см2 в обеих ветвях могут быть соответственно повышены. Экспериментальная установка (рис. 3) спроектирована и смонтирована на базе узлов трех компрессорных тепловых насосов НТ-25, серийно выпускаемых Черкесским заводом холодильного машиностроения. В нижней ветви использованы два компрессора 22ФВ-22 и два испарительно- ресиверных агрегата этих тепловых насосов с испарителями поверхностью 9,4 м2 каждый. В верхней ветви использован один компрессор- но-конденсаторный агрегат, состоящий из компрессора 22ФВ-22 и кожухотрубного конденсатора поверхностью 7 м2. Для привода компрессоров применены четы- рехскоростные ' электродвигатели, которыми укомплектованы тепловые насосы НТ-25 (п= = 1445;|960; 725 и 485 об/мин). Схема экспериментальной установки допускает возможность работы в ее нижней ветви либо компрессоров параллельно, либо любого из них порознь. Таким образом, обеспечивается возможность варьирования в нижней ветви числа одновременно работающих компрессоров, частоты вра- oZuZJgTZZ Рис. 3. Схема экспериментальной установки: / — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — ресивер; 4 — теплообменник; 5 — испаритель^ 6 — измеритель расхода; 7 — изме ритель температуры; 8 — измеритель давления; трубопроводы: газовый фреона-42; 12 — жидкостный фреона-142; 16 — рассольный теплообменник. 9 — газовый фоеона-12; 10 — жидкостный фреона-12; // — 13 — горячей воды; 14 — нагретого рассола; 15 — холодного рассола; 11
щения каждого из них и компрессора верхней ветви. На рис. 4 приведены зависимости Q0, QT и Nе от температуры кипения toi для нижней ветви каскада установки, работающей на фреоне-12, и температуры кипения смеси ?0см Для верхней ветви каскада установки, работающей на смеси фреонов-142 и 11. Исследования работы отдельных ветвей установки позволили создать такого типа установку на Пскентском молочном заводе Минмясомол- прома УзССР на базе существовавшей на заводе одноступенчатой аммиачной холодильной машины, которая была использована в качестве нижней ветви каскада. Верхняя ветвь каскада выполнена на базе трех бессальниковых компрессоров 2ФУУБС1 и соответственно трех конденсатор но-испарительных секций типа труба в трубе поверхностью 7 м2 каждая. Три конденсаторно-испарительные секции, образующие конденсатор-испаритель, р азоб- щены между собой по испарительной части, т. е. по объемам кипения смеси фреонов-142 и 11, но объединены по конденсаторной части, т. е. по объемам, где конденсируется аммиак. Ниже приведены данные, полученные в результате промышленной эксплуатации установки при пастеризации молока: Температура, °С молока на входе в пастеризатор пастеризации охлажденного молока (конечная) горячей воды на входе в пастеризатор горячей воды, выходящей из пастеризатора тысмкал/ч кВт 18 V 32 86 4 89 87 О-о тыс. нкал/ч кВт 18 17' 16' 15 Ik 13 12 11 10 9 8 7 6 5 k J '--21 -20 -19 — -18 -17 -16 =16 =14 <g ^13 -12 — -// ~-ю -9 =8 = 7 -6У -J -k -PJ& Ne,KBm V 2 Ng^Bm 6 5 V -// 7/ -/а -у 'J 1<* -18 22Г26 JOtOCM,°G "a 6 Рис. 4. Зависимость Q0, QT и iVe от /01 и ^осм: a — нижняя ветвь каскада, фреон-12, п=725 об/мин; б — верхняя ветвь каскада, смесь фреонов-142 и 11, п = 960 об/мин, tVtB = 90ч-92°С. 2,7 12,4 40 36 600 90 ПО 95 40 2,45 15,0 18,75 >2 700 3,27 3,95 3,47 Количество обрабатываемого молока, л/ч 3200 Количество воды, циркулирующей через конденсатор, м3/ч 25 Нижняя ветвь каскада Температура хладоносителя, СС —7 Давление, кгс/см2 кипения конденсации Общий расход хладоносителя, м3/ч Холодопроизводительность, потребляемая пасте- ризационно-охладительной установкой, ккал/ч Верхняя ветвь каскада Температура, °С воды на выходе из конденсатора нагнетаемых паров на выходе из компрессора жидкой смеси фреонов-142 и 11 на выходе из конденсатора паров смеси фреонов-142 и 11 на всасывании в компрессор Давление, кПа кипения конденсации смеси фреонов-142 и 11 Суммарная затрата электроэнзргии на компрессоры обеих ветвей каскада, кВт Суммарная теплопроизводительность, ккал/ч Коэффициент преобразования верхней ветви холодильный нижней ветви эффективности совмещенного цикла Следовательно, данные промышленной эксплуатации не только подтвердили расчетные параметры установки, но и выявили ее способность надежно и эффективно работать в условиях значительно более тяжелых, чем расчетные. Так, установка, спроектированная согласно технологическим требованиям на параметры пастеризации 76±2°С при температуре рассола —5°С, надежна и эффективна при параметрах пастеризации до 90°С и температуре рассола до —15°С. При этих режимах серийно выпускаемое холодильное оборудование,:ч в частности бессальниковые компрессоры 2ФУУБС18, работают нормально, обеспечивая высокие энергетические параметры установки. Это свидетельствует о ее технико-экономической эффективности и перспективности применения в весьма широком интервале температур кипения и конденсации хладагентов [4, 5]. Таким образом, установка позволяет отказаться от использования парового котла, например для цели пастеризации молока. С помощью разработанной схемы можно расширить интервал температур совмещенного цикла, осуществляемого паровой компрессорной установкой, и при генерации холода на уровне ниже 0°С поднять температурный уровень генерируемого тепла до 100°С. Значение коэффициента эффективности совмещенного цикла \х мало зависит от принимаемой температуры кипения рабочего вещества верхней ветви каскадной установки. Целесооб- 12
разно нагрузку на компрессоры обеих ветвей поддерживать близкой между собой. Теоретические расчетные данные соответствуют полученным экспериментальным значениям и указывают на высокие энергетические характеристики установки, стабильность и надежность работы узлов серийно выпускаемого холодильного оборудования, в частности теплового насоса НТ-25, на фреоне-142 и смеси фрео- нов-142 и 11 в температурных границах нового цикла. Промышленные испытания подтвердили правильность теоретических предпосылок, достоверность расчетных данных и результатов исследования математической и лабораторной моделей. УДК 621.177 Канд. техн. наук Н. Г. КРЕЙМЕР, канд. техн. наук Н. М. МЕДНИКОВА, В. П. ПЫТЧЕНКО Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Повышение эффективности отделения масла из аммиачных паров на выходе из холодильного компрессора — одна из важных проблем улучшения работы холодильной установки. В последнее время промышленность все шире осуществляет выпуск агрегатированных холодильных установок, в состав которых входит маслоотделитель механического действия с автоматическим возвратом выделившегося в нем масла в картер компрессора. В маслоотделителе механического действия отделяется только масло, находящееся в жидкой фазе. Поэтому при определении возможной эффективности такого маслоотделителя необходимо располагать сведениями о количественном соотношении между парообразной и жидкой фазами масла, содержащегося в парах аммиака на входе в маслоотделитель. Количество паров масла, образующихся при продвижении его капель вместе с газовым потоком от компрессора к маслоотделителю, зависит от испаряемости масла. Испаряемость масла, т. е. количество паров, которое может образоваться в потоке при условии полного его насыщения, определяется их упругостью (парциальным давлением) при данной температуре. Экономическая эффективность, теоретически рассчитанная и проверенная на промышленной установке, составила 6,4 руб. на 1 т молока. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Л а в о ч н и к А. И., А ю п о в А. А. Теплонасос- ная установка. Авторское свидетельство № 466367. Бюллетень изобретений «Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки», № 13, 1975. 2. Гельперин Н. И., Лавочник А. И. Использование бинарных и многокомпонентных смесей в процессах умеренного холода.— «Химическая промышленность», 1966, № 10. с. 45—51. 3. Л а в о ч н и к А. И. Способ получения холода. Авторское свидетельство № 173200. — «Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки», 1964, № 15. 4. БояриновА. И., Катеров В. А. Методы оптимизации в химической технологии. М., 1969. 5. Чистякове. Ф., Р о д у н Д. В. Теплотехнические измерения и приборы. М., «Высшая школа», 1971. Испаряемость отечественных смазочных масел не регламентируется ГОСТом и не приводится в литературе. К. Ленер* приводит данные об упругости паров различных масел, применяемых в ФРГ для воздушных компрессоров. На рис. 1, а даны зависимости парциальных давлений паров этих масел от температуры. Эти зависимости являются аппроксимацией опытных данных некоторых фирм нефтеперерабатывающей промышленности с помощью уравнения Ь lgp = a —-у, A) где а и Ь — постоянные величины. Основные свойства масел, к которым относятся приведенные на рис. 1 зависимости, даны в табл. 1. Из табл. 1 видно, что испытанные масла (кроме масла а) имеют приблизительно одинаковую молекулярную массу. Масло а не рекомендуется к применению вследствие высокой испаряемости. * К. Lohner. Olverbrauch, Oldampfdruck und Flamm- punkt bej olgekuhlten Drehkolbenverdichtern. VDI-Z, 106 A964), N 20—Juli, A1). Влияние охлаждения паров аммиака, нагнетаемых холодильным компрессором, на эффективность маслоотделения 13
Р,Па\ Рис. 1. Зависимость давления от температуры для паров различных масел: а — масло ХА-30; / — масло свежее (а); 2 — масло из маслоотделителя (О) и картера компрессора (А) а — g — см. '.:абл. 1. б — масло ХА-23; первый образец: / — масло свежее; 3 — масло из картера компрессора; второй образец: 2 — масло свежее; 4 — масло из маслоотделителя. г-— Показатели Условная молекулярная масса, кг/кмоль Кинематическая вязкость, сСт при температуре, °С Температура вспышки, °С при давлении, Па а 240 18 20 143 360 Ъ 420 64 225 360 1с] 400 14 192 120 ТаС »лица 1 Масло" d 454 65 5 240 120 е 400 21 Э 215 100 1 f 440 33 — g 460 70 250 87 Исследования испаряемости аммиачных масел ХА-23 и ХА-30 были проведены по заданию ВНИХИ во Всесоюзном научно-исследовательском институте по переработке нефти (ВНИИНП) и Центральной заводской лаборатории Московского нефтемаслозавода. Опытная зависимость давления насыщенных паров масла ХА-30 от температуры нанесена на рис. 1, а. Исследовали свежее масло (прямая /), а также масло, слитое из маслоотделителя и из картера компрессора после ~50 ч работы установки. Упругость паров масла, находящихся в^картере компрессора и уловленных в маслоотделителе, практически одинакова, так что полученные опытные значения в координатах lgp = f\-jr) обобщаются одной прямой 2. Упругость паров масла, находящихся в картере компрессора, ниже упругости паров свежего масла вследствие удаления из масла наиболее летучих фракций. На рис. 1, б приведены зависимости давления насыщенных паров от температуры масла ХА-23 для двух, взятых из разных партий, образцов свежего масла (прямые / и 2). Эти зависимости различаются между собой, что свидетельствует об отклонениях в величинах испаряемости для различных партий масла. Давление паров масла, находящихся в картере компрессора (прямая <3), существенно ниже, чем у соответствующего ему свежего масла (прямая 1). Масло из маслоотделителя (прямая 4) также имеет значительно меньшее давление насыщенных паров, чем соответствующее ему свежее масло (прямая 2). Давление насыщенных паров масла ХА-23, взятых из испарителя, оказалось настолько высоким, что его не удалось измерить с помощью методики, принятой в лаборатории Московского нефтемаслозавода. Наклон прямых, описывающих упругость паров масел ХА-23 и ХА-30, близок к наклону прямых для компрессорных масел, применяемых
в ФРГ. Отечественные масла по испаряемости соответствуют маслам b — d (см. табл. 1). Как видно из характера прямых на рис. 1, давление паров масла чрезвычайно сильно зависит от температуры. ^ В табл. 2 приведены некоторые физические свойства масла ХА-23. Таблица 2 Масло Свежее Из картера компрессора Из испарителя Кинематическая вязкость при * —50° С, сСт 22,6 29,0 11,8 Температура вспышки в открытом тигле, °С 175 206 148 Температура застывания, °С -36 Пользуясь данными рис. 1, можно рассчитать количество паров масла, образующихся в газовом потоке после компрессора, предполагая, что смесь паров масла и аммиака подчиняется закону Дальтона. При этом можно использовать уравнение Клапейрона для идеального газа, что допустимо, поскольку давление паров масла низкое. Количество масла, находящегося в паровой фазе в потоке аммиака, определяют ло уравнению pV Ом. п = ?>т;кг/с, B) где р— парциальное давление паров масла, Па; R — газовая постоянная паров масла, Дж/(кмоль«К); 8300 *=—; V — объемный расход аммиака, м3/с; \х — условная молекулярная масса масла, кг/моль (по данным ВНИИНП, \i = 380 — 390 кг/кмоль). При проведении расчета по этой схеме не учитывалось влияние кривизны поверхности капли на давление насыщенных паров над ее поверхностью. Однако расчеты показали, что даже для капель масла диаметром 10 мкм поправка на сферичность составляет меньше 1% и может не учитываться. Полученная величина GM.n представляет собой максимально возможное количество, соответствующее насыщению потока парами масла при данной температуре. При некоторых условиях действительное количество паров масла, находящихся в потоке, может существенно отличаться от этой величины, что будет показано ниже. Во ВНИХИ были проведены испытания циклонного и фильтрующего маслоотделителей, установленных после компрессора АВ-100. На трубопроводе между компрессором и маслоотделителем разместили водяной теплообменник, позволяющий изменять температуру паров на входе в маслоотделитель. При испытаниях использовали масло ХА-23, соответствующее прямой 1 (рис. 1, б). По результатам этих испытаний, принимая температуру масла равной температуре паров аммиака, с помощью формулы B) и зависимостей рис. 1 определили количество масла GM.n, находящегося в парообразном состоянии на входе в маслоотделитель. Используя полученные таким образом значения GM.n и располагая опытными значениями количества масла GM, унесенного из компрессора, вычислили относительное содержание масла в жидкой фазе Kt = -^L=^4LJL.100%. C) им На рис. 2 приведены кривые зависимости относительного количества масла, находящегося в жидкой фазе, от температуры паров на входе в маслоотделитель для свежего и отработанного масла ХА-23 (Кт1 -f- /Ст4). Эти кривые характеризуют предельную теоретическую эффективность испытанного маслоотделителя. Из рис. 2 видно, что возможное количество паров свежего масла на входе в маслоотделитель весьма резко зависит от температуры. При температуре паров 80—90°С это количество сравнительно невелико, порядка 10%, а теоретическая эффективность соответственно составляет около 90%. При температуре около 120°С все масло (образец 2) переходит в парообразное состояние, таким образом, теоретическая эффетивность ма- 60 70 SO 90 /ОО 1Wt6AM0°C Рис. 2. Зависимость теоретической Кт и действительной К0 эффективности маслоотделителя от температуры входящего пара: / — маслоотделитель циклонного типа; 2 — маслоотделитель фильтрующий (подстрочные индексы 1, 2, 3, 4 при Кт соответствуют обозначениям рис. 1, б). 15
слоотделителя^в первоначальный период работы (на свежем масле) может оказаться нулевой. Для масла, проработавшего 10—15 ч, эта зависимость не столь резкая. В этом случае при температуре 120°С предельное количество паров масла составляет лишь 20—40%, а теоретическая эффективность Ктз и /Ст4 маслоотделителя соответственно 60—80%. На рис. 2 нанесена также зависимость действительной эффективности испытанных маслоотделителей (циклонного и фильтрующего) от температуры паров на входе: Яд = —п » D где GM. 0 — количество масла, отделенного в маслоотделителе, кг/с. Действительная эффективность маслоотделителей имеет более слабую зависимость от температуры входящих паров, чем теоретическая. Отсюда можно заключить,что действительное содержание паров масла значительно ниже, чем рассчитанное предельно возможное. Это можно объяснить двумя причинами: несовпадением температуры капель масла с температурой паров хладагента на входе в маслоотделитель и недостаточной продолжительностью пребывания капель в потоке для испарения масла до полного насыщения потока. Температура масла в картере компрессора АВ-100 равна 40—50°С. Полный рабочий цикл в компрессоре АВ-100 (980 об/мин) продолжается около 0,06 с, при этом масло соприкасается с горячими частями компрессора в течение не более 20% этого времени. В нагнетательном трубопроводе длиной около 10 м (в условиях испытаний) масло находится около 1 с. Возможно, за указанный период времени масло не успевает нагреться до температуры нагнетаемых паров аммиака 100—120°С. Подробный теоретический анализ и определение времени нагрева и испарения капель масла затруднен, поскольку неизвестны их размеры в потоке'аммиака. Были выполнены лишь ориентировочные расчеты в диапазоне возможных значений диаметра капель — от 20 мкм до 1 мм. Результаты проведенных расчетов показали, что при температурах потока аммиака не выше 120°С лишь для капель малого размера время нагрева, а также полного их испарения, определенное по максимально возможной скорости испарения (рассчитанной), сравнимо со временем нахождения капель в потоке аммиака, а иногда и значительно превышает его. Капли среднего и большого размера нагреться не успеют. Вследствие этого при температурах аммиака ниже 120°С количество масла, находящегося в паровой фазе, будет меньше того значения, которое определено по уравнению B). Однако при дальнейшем повышении температуры аммиака положение меняется, поскольку значительно сокращается время испарения капель, а парциальное давление паров масла резко увеличивается. Так, при повышении температуры нагнетания аммиака от 120 до 140°С парциальное давление паров масла ХА-23 возрастает от 3,7 до 10 Па, т. е. в 2,7 раза. Время полного испарения капли масла диаметром 100 мкм (условно) изменяется от 1 до 0,04 с. В результате при температуре потока аммиака 140°С время, необходимое для нагрева и испарения капель, может оказаться меньше времени нахождения капель в потоке аммиака на пути от компрессора к маслоотделителю. В этом случае количество паров масла будет близко к найденному по уравнению B). Действительная эффективность маслоотделителя существенно снизится. Из проведенной работы можно сделать практический вывод о том,что для малонапряженных компрессоров, температура нагнетания которых не выше ПО— 120°С и температура масла в картере 40—50°С, нет неодолимости в охлаждении паров аммиака перед маслоотделителем. Для более напряженных компрессоров, температура нагнетания которых 140—150°С (температура масла в картере 70—80°С) целесообразно охлаждение паров аммиака перед маслоотделителем механического действия до 80— 90°С. УДК 621.57.041 Оценка технического уровня и оптимизация малых холодильных компрессоров и агрегатов Доктор техн. наук В. Б. ЯКОБСОН Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Разработке и освоению новых машин должен предшествовать выбор их оптимальных конструкций. Иногда число возможных решений 16
велико. Так, при обсуждении вопроса о расширении производства компрессоров холодопро- изводительностью в несколько тысяч ватт в последнее время рассматривались следующие типы машин: герметичные, бессальниковые, экранированные, открытые; поршневые, ротационные; с кривошипно-шатунным, криво- шипно-кулисным и аксиальным механизмами движения; с частотой вращения 25, 50 и 66,7 с; работающие на фреонах-12, 22, 502 и смесях фреонов. Оптимальная конструкция должна выбираться на научной основе, с учетом достаточно полной и объективной информации (в зарубежных каталогах и фирменных материалах обычно подчеркиваются преимущества и замалчиваются недостатки изготовляемых конструкций). Мало знать общие тенденции развития: часто решение зависит от области применения, состояния технологии и объема производства. Например, при годовом выпуске 200 000 шт. оптимальным может быть герметичный компрессор, при 20000 шт. — бессальниковый. Влияние области применения видно из следующего примера: несмотря на очевидные преимущества компрессоров со встроенным электродвигателем, более прогрессивными для автомобильных кондиционеров являются открытые модели, с механическим приводом от главного двигателя. Обычно оптимальной считают конструкцию, внедрение которой дает максимальный экономический эффект. Экономическую эффективность определяют по разности приведенных годовых затрат Эг = (С, + ЕаКг) - (С, + ЕНК2), где С19 С2, Kty К2—эксплуатационные и капитальные затраты для сравниваемых моделей; Ея — нормативный коэффициент экономической эффективности (для холодильных машин ?н = 0,15). По техническому уровню изделие должно отвечать современным требованиям, изложенным в нормативной документации, по качеству не уступать лучшим отечественным и зарубежным образцам. При кажущейся простоте выбора конструкции, обеспечивающей максимальный экономический эффект, решение этой задачи иногда связано с большими трудностями. Укажем несколько случаев. — Экономическая эффективность от внедрения нескольких различных моделей оказывается практически одинаковой, поэтому нет оснований для выбора одной из них по этому критерию. Так, например, для малых герметичных поршневых компресс ров ФГС 0,55 и ротационных компрессоров ФГрС 0,55 (ГОСТ 17240—71) приведенные годовые затраты практически одинаковы. — Внедрение новой модели необходимо по требованиям конкурентоспособности, но снижает экономическую эффективность. Так, некоторые ведущие зарубежные фирмы изготовляли герметичные компрессоры, допускавшие падение напряжения в электрической сети лишь на 5 или 10% номинального, но были вынуждены принять предел, равный 15%, хотя это и повысило стоимость машин. Во всех этих случаях основным критерием для выбора оптимальной конструкции становится более высокий технический уровень (уровень качества) сопоставляемых изделий. Однако определение этого уровня не менее сложная проблема. Общая методика оценки уровня качества промышленной продукции предложена Госстандартом СССР. На этой основе с учетом работ ВНИХИ, ЛТИХП и ХЗХМ [1—3] разработана ведомственная методика оценки качества герметичных агрегатов, утвержденная Главторг- машем Минлегпищемаша. Но для сравнения компрессоров и агрегатов разных типов требуется ее дальнейшее развитие. Номенклатура показателей должна охватывать все основные стороны качества изделий и не включать многочисленные второстепенные характеристики, которые будут лишь усложнять расчеты и затруднять выводы. Основные группы показателей установлены методикой Госстандарта. Рассмотрим эти показатели применительно к малым холодильным компрессорам и агрегатам. Показатели назначения. Характеризуют полезный эффект от использования продукции и область ее применения. Основной показатель назначения любой холодильной машины — номинальная холодо- производительность. Оценить технический уровень холодильного компрессора или агрегата можно, лишь сравнивая показатели машин близкой производительности. Так, удельная металлоемкость малого компрессора всегда хуже, а акустические показатели лучше, чем у компрессоров больших размеров. Область применения холодильного компрессора и агрегата в первую очередь характеризуется диапазоном их работы. Машина, пригодная для работы при больших разности и отношении давлений конденсации и кипения, в более широком диапазоне температур кипения и окружающей среды, выгодней для массового применения, лучше удовлетворяет потребностям народного хозяйства, более пригодна для экспорта, в том числе в тропические страны, надежнее. В то же время улучшение показателей назначения обусловливает повышение материало- 2 Холодильная техника № б 17
1 кп \ П кп.з 1 Ч Л/7. У J Г^Л J 1 Показатели качества малых холодильных компрессоров» емкости и стоимости машины. Комплексная оценка уровня качества должна учитывать эти противоречивые тенденции. К показателям назначения малых холодильных машин и агрегатов, определяющих область их применения, относятся следующие: — максимальная разность давлений конденсации и кипения (рк — ро)тж — максимальная температура окружающей среды /0.с тах; — диапазон температур кипения, для работы в котором предназначен компрессор или агрегат /, О min ); — минимальное напряжение электрического тока (в процентах от номинального) t/mln. В компрессорах и агрегатах большой производительности к показателям назначения относят также степень автоматизации и характеристики системы автоматического регулирования. Но малые компрессоры и агрегаты всегда автоматизированы полностью и в них используют только систему двух позиционного регулирования (пуск—остановка). Очевидно, что показатели, одинаковые для всех рассматриваемых изделий, не нужны для их сравнительной оценки. Нельзя согласиться с предложениями включить в показатели назначения такие величины, как частота вращения, зарядка хладагента, род осушителя, номинальная мощность двигателя и т. п. Это паспортные данные, а не показатели, необходимые для оценки качества холодильных машин. Показатели надежности. Надежность машин характеризуется показателями безотказности, долговечности и ремонтопригодности. Отказы малых холодильных компрессоров и агрегатов делятся на две основные группы: — отказы, для устранения которых требуется демонтаж агрегата или компрессора и ремонт на специализированном предприятии (ремонтном комбинате или заводе); — отказы, устраняемые механиком на месте эксплуатации. Отказы второй группы устранять легче, а стоимость этих работ, длительность ремонта и простоев оборудования— гораздо меньше. Поэтому в соответствии с действующими стандартами на герметичные компрессоры и агрегаты при оценке безотказности учитываются лишь отказы первой группы. В связи с неравномерностью отказов по сезонам рассматриваются отказы за год в целом. Показатель безотказности (параметр потока отказов Ки.0) определяется по отношению числа отказов в год к числу машин (в %). Долговечность характеризуется ресурсом или сроком службы, в течение которого машина сохраняет работоспособность до предельного рабочего состояния; для малых холодильных компрессоров и агрегатов — это состояние, при котором или холодопроизводитель- ность, или потребляемая мощность, или акустические показатели достигают пределов, предусмотренных нормативными материалами. В течение этого срока возможны отдельные отказы (выход из строя электродвигателя вентилятора, утечка фреона), которые устраняют на месте эксплуатации, после чего агрегат продолжает нормально работать. В нормативной документации на герметичные компрессоры и агрегаты установлен срок службы агрегата 10 лет и ресурс компрессора 50000 ч [4]. При параметре потока отказов Кп.0 = 0,04 к концу десятилетнего срока службы х/з компрессоров и агрегатов выйдут из строя вследствие случайных отказов. Ремонтопригодность характеризует приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей при техническом обслуживании и ремонте. С точки зрения ремонтопригодности в первую очередь следует различать герметичные, экранированные, бессальниковые и открытые малые холодильные компрессоры. Ремонт герметичных компрессоров наиболее сложен: любую неисправность деталей, находящихся внутри кожуха компрессора, можно устранить только на специализированном предприятии. Ремонтопригодность бессальниковых компрессоров существенно выше: ряд относительно распространенных дефектов (поломка клапана, повреждение прокладки и др.) можно устранять на месте эксплуатации. Экранированные компрессоры специально созданы как машины с большей ремонтопригодностью, чем герметичные: их статор отделен от 18
ротора тонким экраном, поэтому замену статора можно осуществить на месте эксплуатации (как у открытых компрессоров.) Экранированные компрессоры, разработанные в Советском Союзе, представляют собой разновидность герметичных компрессоров: собственно компрессор и ротор электродвигателя заключены в неразъемный кожух. За границей экранированные компрессоры изготовляются в разъемном кожухе, следовательно, они более ремонтопригодны, чем все рассмотренные выше типы компрессоров со встроенным электродвигателем. Наиболее высокая ремонтопригодность у открытых компрессоров при наибольшем потоке отказов. Ремонтопригодность поршневых и ротационных герметичных машин различна, так как технология ремонта ротационных машин сложнее. Ремонтопригодность герметичных компрессоров и агрегатов Харьковского завода холодильных машин выше, чем у компрессоров и агрегатов иностранных фирм в связи с высокой унификацией первых. Показатели ремонтопригодности /Срп могут быть выражены в средней стоимости или в среднем времени восстановления. Показатели технологичности. X ар актери- зуют совершенство изделия с точки зрения технологии машиностроения: рациональное использование материалов, простота сборки, степень использования более прогрессивных материалов. Наиболее важный из них — удельная материалоемкость компрессора (кг/кВт) 6КМ — П » чоном где GKM — масса компрессора, кг; Qo ном — номинальная холодопроизводительность, кВт. Удельная материалоемкость характеризует не только совершенство конструкции с точки зрения расходования материалов. Объем компрессоров и их стоимость пропорциональны этой величине [ 1 ]. Технологичность сборки характеризуется также коэффициентом сборности /(сб, показывающим долю блоков в составе изделия, и степенью использования рациональных материалов KV.M (отношением суммарной массы использованных рациональных материалов, таких как алюминиевые сплавы, полимеры, сортовой прокат, гнутые профили, к общей массе изделия). Показатели стандартизации и унификации. От степени стандартизации и унификации изделий в значительной мере зависит организация производства и ремонта. Действующими стандартами на герметичные компрессоры и агрегаты предусмотрена их высокая унификация. В качестве одного из основных показателей стандартизации и унификации принимают коэф- фициет применяемости по типоразмерам где 20б — общее число типоразмеров составных частей изделия; 20 — число типоразмеров оригинальных (за вычетом стандартизированных и унифицированных) деталей. Показатели эр гономические, эстетические и техники безопасности. К эргономическим относятся показатели, характеризующие влияние машины на человека. В случае малых холодильных компрессоров к этой группе относятся акустические характеристики: корректированный уровень звуковой мощности LpA, определенный в свободном звуковом поле, а также уровень виброускорений L. Соответствие требованиям техники безопасности обязательно для любого изделия. У малых холодильных компрессоров и агрегатов оно должно быть подтверждено специальной экспертизой: при оценке уровня качества отдельно не рассматривается. Требования технической эстетики к малым холодильным компрессорам и агрегатам значительно проще, чем к бытовым холодильникам, торговому холодильному оборудованию и др. Как правило, компрессоры и агрегаты по своим конструктивным формам отвечают требованиям технической эстетики. Но на эстетическую оценку значительно влияют технологические факторы, в первую очередь, качество покрытий. Для установления эстетических показателей обычно применяют метод экспертной оценки на основе десятибалльной системы. Патентно-правовые показатели. Характеризуют степень новизны изделия, его защищенность авторскими свидетельствами, а также патентную чистоту относительно стран вероятного экспорта или продажи лицензий. Показатель патентной защиты /Сп.3 определяют по отношению числа элементов, включая изделие в целом, защищенных авторскими свидетельствами, к их общему числу. Показатель территориального распространения патентной чистоты КП.Ч представляет собой отношение числа стран, по которым изделие обладает патентной чистотой, к общему числу стран вероятного экспорта или продажи лицензий. Экономические показатели. Основной характеристикой, определяющей экономическую эффективность внедрения малых компрессоров и агрегатов, обычно является энергоемкость, 2* 19
в основном определяющая эксплуатационные расходы. Показателем энергетической эффективности служит электрический холодильный коэффициент в номинальном режиме _ Фоном ?э. ном — д/ ^v9. НОМ Внедрение более дешевых в изготовлении, но энергетически менее совершенных малых холодильных компрессоров и агрегатов обычно оказывается экономически невыгодным. Другой важный экономический показатель, характеризующий капитальные затраты, — это относительная стоимость #С, 0 = ' К, с. км Qo; где /Сс-км — стоимость компрессора, руб.; Qo ном — номинальная холодопроизводительность, кВт. Единичные показатели. Для оценки качества изделия каждый из названных показателей Кг нужно сравнить с базовым К ^(характеристикой эталона или нормативной величиной), определив относительный показатель Сгнели увеличение рассматриваемого показателя желательно (например, долговечности) Ki6 в противном случае (например, показатель уровня шума) Чем больше величина qb тем лучше данный показатель качества изделия. Сравнение единичных показателей качества различных изделий приводит к выводу, что, как правило, одни из них лучше в одном, другие — в другом отношении. Установив, что у одной машины лучше энергетические и эстетические показатели, а у другой показатели безотказности и акустические, нужно принять решение, какая из них является оптимальной. Для этого используют групповые и комплексные показатели. Групповые и комплексные показатели качества. Основные показатели качества характеризуются, как правило, несколькими величинами (так, при оценке технологичности следует учитывать удельную металлоемкость, технологичность сборки и степень использования рациональных материалов). Для общей оценки вводят групповые показатели качества п 1 где а — коэффициент весомости. В качестве примера группового показателя качества малых холодильных компрессоров и агрегатов рассмотрим показатель назначения: #нз = ai ДРп (ДРтах) б + а2 i ~ ° max Ч mln . м -г аз 77 И7 ГТТ "г а4 vfo max — fo mln; б (* о. с тах)б (^mln) б + U mln Единичный показатель назначения Q0 Ном является основным для выбора эталонов для сравнения, но не для оценки качества, и в групповой показатель не включается (нельзя утверждать, что компрессор производительностью 350 Вт лучше или хуже компрессора производительностью 700 Вт, каждый из них нужен на своем месте). Другой пример группового показателя — показатель надежности п (#п. о) б . п Кп (#рп) б *П.О ^ (*д) б ^ КРН > Коэффициенты весомости для удобства расчета принимают так, чтобы их сумма была равна единице. Комплексный показатель качества, характеризующий уровень изделия в целом, определяется аналогично групповым показателям: Фкомпл = яДнз + Я2Кнд + а3КТ + а4/Сэрг + + 0Б#эс + авКс + а7КП + а8Кэк. В этом уравнении приведены следующие показатели: /Снз— назначения; /Снд — надежности; /Ст — технологичности; /Сэрг — эргономический; Кэс — эстетический; KG — стандартизации и унификации ; Кп — патентно-правовой; Кэк — экономический. При определении коэффициентов весомости большее значение придается показателям назначения, надежности и экономическому, от которых в первую очередь зависит целесообразность внедрения новых конструкций. Расчеты по оптимизации проводят в ряде вариантов, изменяя в определенных пределах значения коэффициентов весомости, с использованием электронной вычислительной машины. Оптимальной является конструкция, внедрение которой обеспечивает максимальный экономический эффект при наиболее высоком комплексном показателе качества Фкомпл — шах J При несовпадении экстремальных значений этих функций выбирают решение, обеспечивающее достижение максимальной экономической 20
эффективности при условии соответствия всех показателей качества нормативным требованиям. Если критерий экономической эффективности использован быть не может, оптимальной является конструкции с наиболее высоким техническим уровнем, оцениваемым комплексным показателем качества. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Якобсон В. Б. Основные показатели качества малых холодильных компрессоров. — «Холодильная техника», 1966, № 10, с. 5—10. 2. Ш у в а л о в В. П., Я к о б с о н В. Б. О квалимет- рии холодильных машин. — «Холодильная техника», 1971, № 9, с. 15—18. 3. ЗеликовскийИ. М. К вопросу о квалиметрии холодильных машин. — «Холодильная техника», 1972, № 7, с. 48—49. 4. ГОСТ 17240—71. Компрессоры фреоновые герметичные; ГОСТ 13377—67. Надежность в технике. Термины. УДК 621.565.5 Камера с динамической изоляцией на холодильнике в г. Волхове Доктор техн. наук, проф. Н. Н. КОШКИН, А. К. СТУКАЛЕНКО, Ю. Г. ТОМЕНКО, Б. В. ШЕСТАКОВ Ленинградский технологический институт холодильной промышленности С. С. НАДИЕВ, Т. И. АРХАРОВА Волховский холодильник В холодильной технике решаются две основные задачи: поддержание постоянной низкой температуры в замкнутом объеме (холодильной камере) и охлаждение тел до заданной низкой температуры. Для поддержания в холодильной камере постоянной низкой температуры весь тепловой поток через ограждения и изоляцию проникает в охлаждаемое помещение, а затем с помощью машины отводится из камеры и передается окружающей среде. В этих условиях обратимый цикл, отвечающий минимальной затрате работы, цикл /—2—Зг—4 (рис. 1). При этом должно соблюдаться равенство температур Т2-з = Т0,с и T4.i==TK, а также S/.? = const и S3-4 = = const (Г0.с, Ть температуры окружающей среды и камеры). Холодильный коэффициент такого цикла (цикла Карно) определяется отношением *1-2-з-4 -Г0.с -7V При охлаждении тела от температуры окружающей среды до заданной низкой температуры Тк циклом минимальной работы холодильной машины при условии постоянной теплоемкости источника является цикл 2'—3—4. Холодильный коэффициент цикла определяется отношением ь2'-3-4 ¦In Го. (при условии обратимости всех процессов цикла! 2'—3—4 он может рассматриваться как сумма элементарных циклов Карно — цикл Лоренца). Холодильный коэффициент цикла 2Г—3—4 в сопоставимых условиях более чем в 2 раза превосходит холодильный коэффициент цикла 1— 2—3—4. Таким образом, если бы в практических условиях была найдена возможность не пропускать все тепло, поступающее от окружающей среды внутрь холодильной камеры, а отводить его с различных температурных уровней по мере проникновения через изоляционный слой, то две рассмотренные задачи свелись бы к одной — охлаждению тел. В этом случае при Ъг-з-4 > ъ 1-2-3-4 появляется возможность работы холодильной машины с более высоким холодильным коэффициентом. Попытка разделить изоляционный слой на несколько параллельно расположенных слоев П 2' Z Тг-з=Т0.с Рис. 1. Циклы минимальной работы: 1 — 2 — 3—4 — при постоянных температурах источников; 2' — 3—4 — при переменной температуре источника низкой температуры. 21
tK= при ступенчатом отводе тепла из промежутков между изоляционными слоями не дала положительных результатов из-за усложнения конструкций изоляции и машины, а также в связи с тем, что при осуществлении такого отвода тепла возрастает градиент температур на наружной (тепловой) поверхности изоляции, а это увеличивает теплоприток от внешней среды. Некоторый энергетический эффект от применения системы можно получить при = — 40°С и ниже [1—3]. Значительно больший эффект без усложнений системы достигается и при более высоких температурах в камере, если применить так называемую динамическую изоляцию, в которой навстречу тепловому потоку в порах изоляционного материала движется охлажденный воздух. При движении воздуха навстречу тепловому потоку с малыми скоростями A—2 мм/с) увеличивается термическое сопротивление изоляции. При указанных скоростях движения воздуха термическое сопротивление большинства изоляционных материалов, например торфоплит, ми- поры, шлаковаты, пенобетона, повышается приблизительно вдвое. Если, как принято, обозначать теплопроводность изоляционного материала в обычных ограждениях Я, а условную теплопроводность того же материала в случае применения динамической изоляции Q, то для большинства материалов при указанных скоростях движения воздуха справедливо соотношение [4 ] QM),5 X. На рис. 2 показана принципиальная схема новой системы, в которой низкая температура внутри камеры поддерживается с помощью обычных паровых холодильных машин. Воздух подается из воздухоохладителя в камеру при температуре tl9 равной или на 3—4°С ниже температуры камеры tK. Проходя через слой изоляции, воздух отепляется до температуры, близкой к t2 окружающей среды, и подается вентилятором из продуха (расстояние между стенкой и изоляцией) в воздухоохладитель, где охлаждается в две ступени сначала с помощью машины, температура кипения рабочего вещества которой значительно выше температуры камеры, а затем второй машины, температура кипения которой лишь на 2—3°С ниже температуры tv Таким образом, процесс поддержания в камере низкой температуры tK сводится к непрерывному охлаждению циркулирующего воздуха от температуры t2 до tv При этом разность между температурами воздуха и кипения остается достаточно высокой: 10—12°С. Объясняется это тем, что в процессе охлаждения температура воздуха изменяется в больших интервалах. Температура воздуха, поступающего в воздухоохладитель в летнее время, обычно равна 15—20°С. Если принять температуру воздуха на выходе из первой секции воздухоохладителя tm=5°Cy а температуру кипения в первой машине /01=1°С, то средняя логарифмическая разность температур в первой секции воздухоохладителя составляет ~10°С, а во второй секции при *!=—24°С и *02=—28°С~13,5°С. При указанных скоростях движения воздуха внутри изоляции общее сопротивление изоляционного слоя не превышает 10 мм вод. ст., при этом мощность вентилятора на 1000 м2 поверхности ограждения около 0,2 кВт. Процесс изменения состояния циркулирующего в системе воздуха в d, i-диаграмме представлен на рис. 3. Точка / характеризует состояние воздуха, поступающего в камеру, процесс /—К — изменение состояния воздуха внутри камеры, процесс К—2— изменение состояния \;;у;;;/;;;;л>;;у//;/;////лщ W/;JSSSsssss/SSy/,//////^'J7&/A tj Рис. 2. Принципиальная схема системы охлаждения с динамической изоляцией. Рис. 3. Изменение состояния воздуха в системе с динамической изоляцией. 22
воздуха внутри изоляции, процесс 2—т—охлаждение воздуха в первой секции воздухоохладителя, процесс т—/ — охлаждение во второй секции воздухоохладителя. Поскольку относительная влажность воздуха (точка 2) очень мала, то на первой секции воздухоохладителя даже при /0i<0°C не образуется шуба, что позволяет использовать оребренную поверхность с малым шагом ребер. В процессе 2—К относительная влажность воздуха падает, и изоляция подвергается непрерывной сушке, что улучшает ее свойства. Основное количество тепла, поступающего от окружающей среды, не проходит в камеру, а воспринимается воздухом внутри изоляции i2—iK>iK—il9 поэтому естественная убыль продуктов (усушка), хранящихся в камере, например мяса, значительно сокращается. В обычных системах охлаждения при применении воздухоохладителей воздух охлаждается на 2—5°С. Интервал температур при охлаждении воздуха в рассматриваемой системе значительно больше, обычно 20—40°С. Поэтому в новых системах при тех же тепловых нагрузках на воздухоохладитель циркулирует значительно меньшее количество воздуха, что не приводит к сколько-нибудь заметному увеличению скорости движения воздуха в камере. Экспериментальная проверка преимуществ приведенной системы вначале проводилась в лабораториях ЛТИХП, затем на Ленхладокомби- нате в опытной камере, в которой стены, потолок и пол имели динамическую изоляцию [5]. Для проверки эффективности новой системы на одноэтажном холодильнике в г. Волхове, построенном по проекту Гипрохолода, потолок одной из камер площадью 324 м2 был выполнен с динамической изоляцией (рис. 4). Для сопоставления эффективности старой и новой систем камера запроектирована так, чтобы при включении воздухоохладителя и переключении приборов охлаждения система могла без особого труда превращаться из обычной в динамическую и наоборот. Для отвода теплопритоков, проникающих через ограждения, которые не имеют динамической изоляции, часть приборов охлаждения — батареи поверхностью 246 м2 — остаются включенными независимо от способа отвода теплопритоков через потолок. Кроме того, камера имеет еще потолочную батарею поверхностью 376 м2. При переходе от обычной системы к новой эта батарея отключается и вместо нее включается воздухоохладитель поверхностью 105 м2. Таким образом, при старой системе поверхность охлаждающих приборов составляет 622 м2, а при новой (включая поверхность воздухоохладителя) —351 м2, т. е. поверхность приборов охлаждения при старой системе в 1,75 раза больше, чем при новой. Воздух после охлаждения в двухсекционном воздухоохладителе поступает в камеру, где поддерживается постоянная низкая температура, а затем через динамическую изоляцию проходит в чердачное помещение, откуда нагнетается вентилятором в воздухоохладитель. Независимо от того, по новой или старой системе охлаждения работает камера, для отвода тепла применяется специальная двухступенчатая холодильная машина. Система может также обслуживаться компрессорами основного машинного зала холодильника. Применение предложенной системы позволило сократить поверхность охлаждающих приборов в 1,75 раза. При включении воздухоохладителей скорость движения воздуха в камере почти не изменяется вследствие относительно малого количества воздуха, проходящего через аппарат. Так, при выключении воздухоохладителя она составляла 0,08 м/с, при включении —0,085 м/с. Были определены также коэффициенты испарения льда, равные в сопоставимых условиях: при обычной системе охлаждения % = =0,46 г/(ч-м2), при системе охлаждения с динамической изоляцией потолка %=0,35 г/(ч-м2) при системе с панельным охлаждением %=0,40 г(ч-м2). Полученные данные показывают, что предлагаемая система может позволять сократить не только металлоемкость приборов охлаждения и расход энергии, но и естественную убыль продуктов. Уменьшение естественных потерь мяса и других продуктов будет Рис. 4. Принципиальная схема системы охлаждения экс- периментальной камеры с динамической изоляцией потолка на холодильнике в г. Волхове. 23
определено из опыта дальнейшей эксплуатации камер с динамической изоляцией. Новая система имеет ряд эксплуатационных преимуществ. Так, в существующих системах значительные затруднения при эксплуатации вызывает оттаивание камерных приборов охлаждения. В новой системе даже при установке в камере нескольких приборов охлаждения основной тепловой поток отводится воздухохлади- телем, первая секция которого не обмерзает, а оттаивание второй секции значительно проще и занимает меньше времени, чем оттаивание батарей в камере. Новая система охлаждения с применением динамической изоляции создает условия для усовершенствования различных типов холодильных машин. При переходе от цикла-образца /—2—3—4 к циклу 2Г—3—4 появляется возможность не только более эффективного применения газовых (воздушных) холодильных машин, но и паровых машин, работающих на неазеотропных рабочих веществах, а также аб- сорбционно-резорбционных машин и абсорбционных машин, работающих с меньшей степенью ректификации [6 ]. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кошкин Н. Н. Уменьшение необратимых потерь в цикле воздушной холодильной машины за счет применения изоляции с внутренней циркуляцией воздуха. — Труды ЛТИХП, 1955, с. 22—26. 2. Кошкин Н. Н. Эффективность применения предкамер для низкотемпературных устройств. — Труды ЛТИХП, 1956, т. XI, с. 26—33. 3. Энергетическая эффективность методов внутреннего теплоотвода в изоляции холодильных камер. — «Холодильная техника», 1966, № 1, с. 12—15. Авт.: Г. А. Вихорев, Л. 3. Мельцер, В. Т. Чейлях, И. М. Шнайд. 4. Кошкин Н. Н. Исследование пористых теплоизоляционных материалов при применении их в системах с динамической изоляцией. — «Инженерно-физический журнал», 1959, № 1, т. II, с. 54—60. 5. Кошкин Н. Н. Холодильная камера с динамической изоляцией. — «Холодильная техника», 1962, № 2, с. 13—17. 6. Кошкин Н. Н. Способ охлаждения камер для хранения преимущественно пищевых продуктов. — Авторское свидетельство № 107898. — «Бюллетень изобретений», 1957, № 9, с. 27. УДК 662.998:621.565:621.565.92 Применение газонаполненной теплоизоляции в бытовых и промышленных холодильниках Доктор техн. наук И. Г. ЧУМАК, канд. техн. наук В. Л. ДЕХТЯРЕВ, канд. техн. наук С. Т. ВОРОНКОВ, В. Н. БЫКОВ, В. Г. ПОГОНЦЕВ, Л. Г. ВОЙТЕНКО Одесский технологический институт холодильной промышленности Исследованию теплопроводности изоляции в среде инертных газов посвящен ряд работ [1—7]. При анализе эффективной теплопроводности дисперсных материалов принимается допущение об аддитивности различных составляющих теплового потока ^эФ^г + ^кн+ К + ^кт> (!) где Хг — коэффициент теплопроводности газа в порах изоляции; ^кн — конвективная составляющая; Ар— радиационная составляющая; Хкт — контактная составляющая эффзктивной теплопроводности. Составляющие коэффициента эффективной теплопроводности, за исключением Хг, при замене воздуха другим газом при прочих равных условиях изменяются в небольшой степени. С учетом этого зависимость A) можно представить в ви; Чф.г.из==^г+Д'1» B) где АХ = А,кн + Хр + XKT^const (для данного изоляционного материала при одинаковом давлении и температуре заполняющего его газа). В этом случае теплопроводность изоляции в среде любого газа А,эф.г.из может быть определена по формуле B), если известна теплопроводность этой изоляции при заполнении пор воздухом ^эф.в.из» т- е- ^эФ-г-из — К + АХВ, C) D) ^эФ-в-из где Хв — коэффициент теплопроводности воздуха. Анализ выражений C) и D) позволяет определить условия, при которых эффект снижения теплопроводности газонаполненной изоляции бу- 24
дет максимальным. Преобразуя выражения C) и D), можно записать ^Эф. В. ИЗ \ ,cv ^эф. г. из ~~ П _ ^в Л __ ^г\] [ ^эф. в. из \ ^в /J Из уравнения E) следует, что при условиях Яэф.в#шГ->Хв, т. е. для высокоэффективной изоляции, у которой ДХ->0, эффективность замены воздуха газом определяется отношением тепло- проводностей воздуха и газа-заполнителя Аэф. в. из ^в .д. ^эф. г. из ^г Подставив в выражение F) значение Яв= =0,0258 и теплопроводность наименее теплопроводного газа — ксенона (^кс=0,0056), получим (при 20°С) максимально возможное снижение теплопроводности — в 4,6 раза. Для фреона-12 это отношение равно 2,95. Из уравнения E) следует, что ^эф.г.ий определяется не только отношением -т^-, но и вели- чиной А,эф.в.из. Чем выше значение Яэф.в.И8,| тем ниже эффект использования других газов при прочих равных условиях. Для изоляции с ЯэфВ> i>0,06 Вт/(м-К) в нормальных условиях замена воздуха низкотеплопроводным газом нецелесообразна. Для оценки принятых предпосылок были выполнены расчеты коэффициента теплопроводности по зависимостям C) и D) с использованием опытных данных различных исследователей, в том числе данных авторов (см. таблицу). Стекловата Риз = = 132 кг/м3 ^вол = — 29 мкм; Р = =760 мм рт. ст. Газ-заполнитель Воздух С02 со S а 50 100 150 200 50 100 150 200 Тепло проводи ость, Вт/(м • К) ^эф.оп 0,0441 0,0505 0,0566 0,0631 0,0320 0,0387 0,0454 0,0524 *г 0,0280 0,0316 0,0351 0,0386 0,0183 0,0224 0,0263 0,0300 ДЯ 0,0161 0,0189 0,0215 0,0245 0,0127 0,0163 0,0191 0,0224 о а ft «о — 0,0344 0,0414 0,0478 0,0546 6К % -7,5 -7,0 -5,3 —4,2 Отклонение расчетных данных от опытных определялось по формуле ft = %ЭФ' 0ПГ ЯЭФ- РаСЧ' 100% . G) лэф. оп Расчеты и сопоставление с литературными [2, 3, 4, 6] данными подтвердили, что погрешность в определении ^эф.г.из по зависимости C) обычно не превышает 10%. В ОТИХП разработана газонаполненная теплоизоляция, в которой утечки газа в окружающую среду устранены благодаря применению герметичной оболочки с компенсатором объема. Наиболее рационально применение такой теплоизоляции в области температур от —30 до +50°С, при которой изменение объема газа в оболочке незначительно. Оболочка газонаполненного теплоизоляционного элемента может быть выполнена из пластиковой пленки или тонкого металла с совмещенным (рис. 1, 2) или выделенным компенсатором объема (рис. 3). Для заполнения могут применяться аргон, криптон, ксенон, фреоны и другие газы. В ОТИХП были изготовлены и испытаны на герметичность образцы газонаполненной изоляции с оболочкой из двухслойной лавсано- полиэтиленовой пленки ЛГИ толщиной 70 мкм. Образцы выполнены в форме пакета из пленки со сварными швами, внутри которого помещена изоляция (стекловата, базальтовая вата, ПХВ). Рис. 1. Изоляционный элемент с эластичной оболочкой в кожухе из жесткого пенополистирола: 1 — отверстие в корпусе; 2 — противопылевой клапан; 3 — корпус из жесткого пенополистирола; 4 — герметическая оболочка из пленки или фольги; 5 — изоляционный материал; 6 — разъем в корпусе. 2S
Рис. 2. Изоляционный элемент с однолинзовым компенсатором: / — уплотнение; 2 — изоляционная прокладка; 3 — крепление; 4 — однолинзовый компенсатор; 5 — изоляция; 6 — оболочка из металла или твердой пластмассы. Рис. 3. Изоляционный элемент с выделенным компенсатором объема: / — компенсатор; 2 — теплоизоляционный элемент; 3 — корпус. После трехкратного вакуумирования пакет заполнялся фреоном-12. Испытание образцов газонаполненной изоляции в течение 6 месяцев показало достаточную герметичность оболочки. Предварительные проработки показывают возможность обеспечения индустриальных методов изготовления газонаполненных теплоизоляционных элементов. Один из вариантов навесного теплоизоляционного элемента для промышленных холодильников приведен на рис. 4. Для бытовых холодильников наиболее применим теплоизоляционный элемент с оболочкой из пленки, закладываемый между камерой и наружным корпусом. Применение газонаполненной теплоизоляции в бытовых холодильниках вследствие снижения Рис. 4. Навесной теплоизоляционный элемент: 1 — внутренняя часть кожуха; 2 — эластичная оболочка; 3 — крепление; 4 — изоляция; 5 — наружная часть кожуха. Хт позволяет при неизменных теплопотерях и наружных габаритных размерах холодильного шкафа увеличить полезный объем холодильной камеры на 20%. В промышленных холодильниках при переходе на применение газонаполненной теплоизоляции вместо минераловатных и других стандартных изделий можно уменьшить толщину изоляции при одинаковых теплопотерях в 2 раза и увеличить полезный объем холодильника до 5%. Несмотря на дополнительные затраты на оболочку и фреон, общая стоимость газонаполненной изоляции ниже обычной за счет уменьшения расхода материала. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Rowley F., Jor don R., Lander R., Lund R. — «Heating, Piping and Air Conditioning», December, 1951, pp. 103—110. 2. Wercshoor J., Greebler P. — «Transaction of the ASME», August, 1952, vol. 74, No. 6, pp. 961—968. 3. К а г а н е р М. Г., Г л е б о в а Л. И. Влияние заполняющего газа на перенос тепла в пористых материалах. — «Инженерно-физический журнал», 1964, т. 7, № 5, с. 59—62. 4. Быков В. Н. и др. Экспериментальное исследование эффективной теплопроводности волокнистой изоляции в сжатых газах. — «Теплофизика высоких температур», 1972, т. 10, № 4, с. 788—793. 5. К i s t 1 е г S. — «Journal of Phis. Chem.», 1935, No. 39 pp. 79—85. 6. Дульнев Г. П. Перенос тепла через твердые дисперсные системы. — «Инженерно-физический журнал», 1965, т. 9, № 3, с. 399—405. 7. К а г а н е р М. Г. Тепловая изоляция в технике низких температур. М., «Энергия», 1966. ¦
УДК 628.84:624.123.44 Система кондиционирования траулерах типа «Прометей» воздуха на рыбоморозильных Канд. техн. наук Л. Г. ИОНОВ, канд. техн. наук Г. В. КУДРЯВЦЕВ Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства Л. Д. ЛИТВИНОВ Мортрансфлот Новая серия рыбоморозильных траулеров типа «Прометей», строящихся для рыбной промышленности СССР в ГДР, оборудована высоконапорными системами круглогодичного кондиционирования воздуха. На судах этого типа кондиционированием обеспечивается 64 помещения общим объемом 2030 м3, в том числе 47 кают, столовая и кают-компания, центральный пост управления, консервный трюм объемом 350 м3 и другие служебные помещения. На судне имеются три климатические станции' обслуживаемые автоматизированными холодильными установками, работающими на фреоне-12. Каждая климатическая станция обслуживает определенную группу помещений в следующих режимах: летнем (охлаждение и осушение воздуха), в зимнем (нагревание и увлажнение воздуха) и переходном (вентиляция помещений). Термовлажностная обработка воздуха без рециркуляции рассчитана на температуру наружного воздуха +32ч—25°С и его относительную влажность 80—90%. Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха приведена на рис. 1. В климатическую станцию входят центральный кондиционер, система напорных воздухово- —1 J I t Рис. 1. Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха: / — температурные датчики TM-13, TM-14; 2 — термометры сопротивления; 3 — вентилятор; 4 — фильтр пластинчатый» 5 — калорифер; 6 — предохранительный клапан; 7 — увлажнитель; 8 — воздухоохладитель; 9 — соленоидные вентили» 10 — фильтры фреоновые; И— фильтры-осушители; 12 — терморегулирующие вентили; 13 — пневмоуправляемые регулирующие клапаны; 14 — конденсатор кожухотрубный; 15 — маслоотделитель; 16 — компрессор поршневой; 17 — шкаф электроуправления; 18 — электродвигатель; 19 — воздушные заслонки; 20 — датчики давления воздуха; 21 — датчик относительной влажности воздуха FM03; 22 — щит пневмоуправления; 23 — поплавковый водоотделитель; 24 — воздушный редукционный клапан; 25 —- паровой редукционный клапан. 27
дов и эжекционных доводочных воздухораспределителей, холодильная установка, система автоматического регулирования и др. Центральный кондиционер типа ZKK-5 производства ГДР имеет вентилятор производительностью 4250 м3/ч; мощность электродвигателя 10 кВт, частота вращения 2900 об/мин. Поверхность воздухоохладителя 160 м2, расход пара на увлажнение 29 кг/ч. Габариты кондиционера: 1160x2116x1957 мм, масса 1240 кг. Наружный воздух, засасываемый вентилятором, очищается в камере в двух пластинчатых фильтрах 4, обработанных антибактериальным составом. Обработанный воздух из распределительной камеры по пластмассовым трубам подается к каютным эжекционным доводчикам. Диаметр воздуховодов равен 63, 75, 90, ПО, 140 и 160 мм. Через палубы и переборки воздуховоды проложены в стальных стаканах. Для уменьшения шума от вентилятора воздуховоды оснащены глушителями, а также газозащитными и противопожарными заслонками, причем последние с электромагнитным приводом для дистанционного управления. Эжекционные доводчики настенного и потолочного типа имеют индивидуальный электроподогрев и обеспечивают подачу приточного и рециркуляционного воздуха помещения в соотношении 1 : 1,3. В зависимости от типоразмера производительность доводчиков по воздуху составляет 80—180 м3/ч, мощность электронагревателей — 710, 1000, 1600 и 2000 Вт. Общая установочная мощность электронагревателей 72 кВт. Конструкция настенного эжекционного воздухораспределителя типа В8-1000 показана на рис. 2. Рис. 2. Конструкция настенного доводочного воздухораспределителя типа В8-1000: / — термореле типа 361; 2 — трехрежим- ный электропереключатель; 3 — редуктор воздухорегулятора; 4 — соединительный вал; 5 — клеммная педаль; 6 — верхняя и нижняя шины; 7 — пластинчатые электрогрелки; 8 — резиновые сопла; 9 — сопловая коробка; 10 — входной патрубок; И — клеммная коробка; 12 — входные жалюзи; 13 — рукоятка управления; 14 — выходная решетка; 15 — уплотнение; 16 — изоляционные бусины; 17 — сопловая доска; 18 — температурный датчик. 28
Приточный воздух через патрубок 10 поступает в сопловую коробку 9, в которой происходит уменьшение остаточного шума, вызываемого потоком воздуха, и его дополнительная очистка с помощью фильтров. На верхней части коробки расположена сопловая доска 17, имеющая 29 резиновых сопел 8 диаметром по 10 мм. Из сопел приточный воздух с повышенной скоростью поступает в эжекционную шахту, создавая в ней разрежение и подсос рециркуляционного воздуха из помещения через жалюзи 12, и, при необходимости, его подогрев при обтекании 12 пластинчатых электрогрелок 7 мощностью 90 Вт. Смешанный приточный и рециркуляционный воздух попадает в помещение через верхнюю выходную решетку 14. С помощью регулятора через редуктор 3 поступление приточного воздуха можно изменять вращением рукоятки 13, выведенной на лицевую панель передней стенки кожуха. На ней же находится рукоятка тактового переключателя 2 электрогрелок, рассчитанного на три режима подогрева: 25, 50 и 100% мощности. Во избежание излишнего перегрева помещений предусмотрено автоматическое включение и выключение электрогрелок с помощью термореле соответственно при достижении температуры воздуха 65 и 90°С в датчике термореле /. Если подача приточного воздуха закрыта полностью, то электродвигатели работают на 50—60% установочной мощности для обогрева воздуха в помещении. В состав холодильной установки, обслуживающей систему кондиционирования воздуха, входят поршневой HP-образный 6-цилиндровый блок-картерный непрямоточный компрессор 16 (см. рис. 1) типа W-H3-315; электродвигатель 18 трехфазного тока напряжением 380 В, мощностью 24/30 кВт, частотой вращения 750/1000 об/мин; маслоотделитель 15 емкостью 30 л с автоматическим возвратом масла; кожу- хотрубный конденсатор 14, поверхностью охлаждения 20 м2. Подача жидкого фреона от конденсатора происходит через два фильтра-осушителя 11, заполненных синтетическим адсорбентом «Цеосорб» общей массой 1,3 кг. Фреон-12 в воздухоохладитель (рис. 3) подается через два соленоидных вентиля 9 (см. рис. 1), фильтры 10 и два термо- регулирующих вентиля 12 типа TVF-8 и TEF-20 фирмы «Данфосс» с распределительным устройством с 18-ю медными капиллярными трубками. Возврат масла из воздухоохладителя в картер компрессора осуществляется за счет создания высокой скорости паров фреона при его полном выкипании в трубках, а также гидравлического затвора на всасывающем трубопроводе. Уровень масла в компрессоре поддерживается постоянным. Рис. 3. Воздухоохладитель кондиционера: ; _ трубки воздухоохладителя диаметром 25 мм; 2 — распределительное устройство для подачи фреона; 3 — уравнительная трубка терморегулирующего вентиля; 4 — гидравлический затвор на всасывающем трубопроводе. Холодопроизводительность компрессора регулируется автоматически в пределах от 25 до 100% путем отжима рабочих пластин всасывающих клапанов с помощью электромагнитного устройства и изменением частоты вращения электродвигателя с 750 до 1000 об/мин. В зависимости от числа работающих цилиндров компрессора включаются один или два соленоидных вентиля на жидкостной линии фреона. Заданная температура воздуха в распределительной камере кондиционера контролируется двумя термометрами сопротивления 2, установленными на всасывающем воздухопроводе и в распределительной камере. В холодильной установке применяются фреон-12 A00 кг) и масло марки ХА-30 B0 кг). Схема автоматического управления выполнена на бесконтактных логических элементах системы «Транслог». Пар для подогрева и увлажнения воздуха в кондиционере подается от судовой системы. Давление пара в редукционном клапане 25 уменьшается до 0,5 кгс/см2, после чего через односедельчатые регулирующие кла- 29
паны 13 типа 5049А фирмы «Хонейвелл» (США) с пневматическими мембранными сервоприводами типа Мр 953Д пар направляется к калориферу и увлажнителю. Регулирующие клапаны типа 5049А являются исполнительными органами для поддержания постоянных заданных значений температуры и относительной влажности воздуха в распределительной камере. Они управляются через пневматическую регулирующую систему низкого давления типа «Уналог» производства ГДР. В качестве температурных и влажностных датчиков на всасывающем воздухопроводе и в распределительной камере установлены датчики температуры типа ТМ-13 и относительной влажности типа FM03-21, являющиеся пневматическими преобразователями измеряемой температуры и относительной влажности воздуха в давление. Постоянство давления в первичных линиях кондиционирования воздуха во всех режимах поддерживается автоматически с помощью регуляторов давления. В качестве исполнительных органов применяют воздушные заслонки 19, управляемые пневматическими серводвигателями МР909В фирмы «Хонейвелл» от системы «Уналог». Питание системы «Уналог» осуществляется воздухом давлением 1,4 кгс/см2 от судовой воздушной вспомогательной сети через систему фильтров и редукционный клапан 24. При увеличении давления в воздухопроводе сверх заданного часть избыточного воздуха сбрасывается через заслонки в атмосферу. Установленные после воздушных заслонок датчики давления 20 позволяют отсчитывать на манометрах приборного щита системы «Уналог» давление в каждой первичной линии. Эксплуатация системы кондиционирования воздуха в промысловых рейсах при различных метеорологических условиях (температуре наружного воздуха +32 -.—10°С, относительной влажности 75—85% и температуре забортной воды 30—3°С) головного судна «Прометей» и других судов подтвердила соответствие основных параметров (тепло- и холодопроизводи- тельности, диапазонов регулирования, воздухо- распределения в помещении и др.), техническим условием проекта, а также надежности их работы. В летнем режиме при нахождении судна в тропической зоне при /п=+32°Си срн=85% параметры воздуха в помещениях находились в пределах /к-23ч-25°С и <рк=504-60%. Температура воздуха на выходе из воздухоохладителя при этом составляла 9—11°С. Воздух в вентиляторе нагревался на 6°С, а в воздухопроводе на 3°С. Температура воздуха в каютах колебалась в пределах 11—1,2°С. I, к к ал/кг Рис. 4. Изображение процессов термовлажностной обработки воздуха в d, i-диаграмме. Результаты испытаний и эксплуатации системы кондиционирования воздуха в летнем режиме представлены в d, f-диаграмме (рис. 4). Расход холода в этом случае для одного кондиционера составил Q = GB (U'—iK) = 75650 ккал/ч. (Установленная производительность компрессора примерно на 11 % превышала холодопотреб- ность кондиционера, в связи с этим компрессор работал не на полную мощность. Количество сконденсированной влаги в одном кондиционере составило W = GB D' — dK) = 76,5 кг/ч, т. е. в сутки от трех климатических станций получают до 5 т пресной воды, которую можно использовать для подпитки котла и других технических нужд. Однако эта вода в настоящее время отводится за борт. Вода из кондиционера отводится через поплавковую камеру, при заполнении которой пластмассовый поплавок всплывает и открывает отверстие. При этом исключается потеря обработанного воздуха. При работе кондиционеров в зимнем режиме при температуре наружного воздуха tn=—10°С и относительной влажности срн=80% температура и относительная влажность воздуха в каютах составляли соответственно /К = 18~21°С и Фк=40-т-50%. 30
УДК 628.84.575 Сравнительный анализ энергетической шахтных передвижных кондиционеров и пневматическими приводами Доктор техн. наук В. А. БОЙКО, доктор техн. наук Ю. Л. ЦЕЙТЛИН, канд. техн. наук В. Б. СКРЫПНИКОВ Днепропетровский горный институт Кондиционирование воздуха в подготовительных выработках глубоких шахт осуществляется в основном передвижными кондиционерами КПШ40 и КПШ40П. Кондиционеры КПШ40П снабжены компрессорами с пневматическим приводом и предназначены для условий, когда по соображениям безопасности применение электроэнергии недопустимо. Для оценки эффективности системы кондиционирования воздуха в шахтах, в частности передвижных кондиционеров с различными приводами, необходимо знать критерий энергетической эффективности обоих типов кондиционеров. Энергетическая эффективность кондиционера с электрическим приводом определяется эксер- гетическим к. п. д. этого агрегата [1] «•№-¦) ч, г, • <Ч где Q0 — холодильная мощность кондиционера, кВт; Т0и Т1 — абсолютная температура соответственно рудничного воздуха и воздуха, охлаждаемого в испарителе кондиционера, К; Nc — мощность, потребляемая электроприводом компрессора, кВт. При оценке энергетической эффективности кондиционера с пневмоприводом следует учитывать два момента: энергия, потребляемая двигателем пневмопривода,«определяется работоспособностью и количеством расходуемого сжатого воздуха; при работе пневмодвигателя кондиционера получается дополнительный холодильный эффект за счет смешения имеющего низкую температуру и влажность отработавшего сжатого воздуха с рудничной атмосферой [2]. Работоспособность воздуха, потребляе мого пневмодвигателем и имеющего обычно температуру, равную температуре окружающей среды, определяется выражением [3] E=MqRTQcm\mq, B) эффективности с электрическими где Mq—расход сжатого воздуха пневмодвигателем, кг/с; R — газовая постоянная воздуха, кДж/кг; Т0 сж — абсолютная температура сжатого воздуха в пневмодвигателе где pq—абсолютное давление сжатого воздуха на входе пневмопривода кондиционера, Па; р0 — барометрическое давление воздуха в выработке, Па. Холодильная мощность, получаемая при работе пневмодвигателя компрессора кондиционера, может быть рассчитана по уравнению D): k Г 1 п Qi = TZTT ЩКТо cm %. ад 1 — ^ZTf + L 8—H -г MqrM = Т~Г MK (To еж - T2) + Mqrbd, D) гдет]д. ад — полный адиабатный к. п. д. пневмодвигателя; г — удедьная теплота парообразования воды, кДж/кг; Ad — разность удельных влагосодержаний воздуха в горной выработке и отработавшего в пневмодвигателе воздуха, кг/кг; Т2 — конечная абсолютная температура отработавшего воздуха, К. Как видно из выражения D), холодильная мощность при работе пневмодвигателя определяется интенсивностью тепло- и массообмена между отработавшим воздухом и атмосферой горной выработки. С учетом выражений B) и D) энергетический к. п. д. кондиционера с пневмоприводом можно определить следующим образом: *Ь- MqRT0\mq ~ • E) При анализе энергетической эффективности кондиционера с пневмоприводом представляет интерес оценка влияния на эксергетический к. п. д. агрегата отдельных составляющих, входящих в уравнение холодильной мощности. Для этого уравнение E) удобнее представить в виде: 31
Лп = - Qo [ т т MqR In Eq rM(-k—k R In Eq k (T0-T2)z k—\ T0T2\neq + = en + e T + eM, F) где en — относительная эксергия холода, получаемого в испарителе кондиционера; ет — относительная эксергия холода, получаемого за счет массообмена отработавшего воздуха и атмосферы горной выработки; еи — относительная эксергия холода, получаемого за счет массообмена отработавшего воздуха и воздуха в горной выработке. Исследования кондиционеров указанных типов в шахтах [4 ] показали, что наиболее экономичным режимом их работы является режим с температурой кипения 3—5°С и температурой конденсации 30—35°С. При этом холодильная мощность агрегата с электроприводом достигает 44—50 кВт и рудничный воздух охлаждается с 26—29 до 12—15°С (на выходе из испарителя). Потребляемая мощность 20кВт. Таким образом, реальный эксергетический к. п. д. кондиционеров с электроприводом, работающих в шахтах, составляет 0,1—0,11. Кондиционер с пневмоприводом при давлении сжатого воздуха у пневмодвигателя около 4-Ю5 Па потребляет 1400—1500 кг/ч воздуха. Температура отработавшего воздуха обычно равна 0—3°С. Реальный эксергетический к. п. д. кондиционеров этого типа, работающих в шахтах, составляет 0,11—0,12. При этом величины еи, ет и бм для пневматического кондиционера соответственно составляют 46, 19 и 35% эксергетического к. п. д. Следовательно, эксергетический к. п. д. кондиционеров КПШ40 и КПШ40П практически одинаков, однако фактическая холодильная мощность кондиционера с пневмоприводом примерно в 2 раза выше, чем кондиционера с электроприводом. Существенные поправки в произведенное сравнение вносит учет потерь энергии в пневматической и электрической сетях шахт, а также потерь в компрессорах и трансформаторах. С учетом этих потерь эксергетический к. п. д. кондиционера с электроприводом т)ел1 (приведенный к шинам центральной поверхностной подстанции шахты) составит Ле.п QohF-1 Nc ¦ ЛсЛт = ЛеЛсПт» G) где г\с и % • •к. п. д. соответственно шахтной электрической сети и трансформатора. Условный эксергетический к. п. д. кондиционера с пневмоприводом т]пп (определенный по расходу энергии на шинах центральной поверхностной подстанции шахты) равен %1. П = ' 3° [ Т{ — M + Qtl-TY-1 MKRTQ In ек Лк. из^д- к^р. к : Mq In Eg ~ М In 8 Лп^к- из^д. к^Р. к — Лп^п. сЛк- из^д. tVHp. к» (8) где Лк. из—полный изометрический к. п. д. компрессора; Лд. к» Лр. к — к- п- Д- соответственно пневмодвигателя компрессорного агрегата и редуктора; Мк — расход сжатого воздуха, идущего на питание пневмодвигателя кондиционера у компрессорного агрегата, равный сумме полезного расхода Mq и утечек в сети, кг/с; 8К — степень повышения давления воздуха в компрессоре; "Пп. с — к- п. д. пневматической сети, равный %ь Mq Mv 1П Eg In 8W (9) Для существующих в настоящее время в шахтах условий (т)с=0,90 и т]т=0,96) величина условного эксергетического к. п. д. кондиционера с электроприводом составит 0,086—0,095. Условный эксергетический к. п. д. агрегата с пневмоприводом с учетом чкИЗ=0,6, Цд к= =0,96, tiPk=1— 0,96, чп с=0,28—0,48 составит 0,018—0,033. Таким образом, если учесть потери в системах энергоснабжения кондиционеров, работающих в шахтах, энергетическая эффективность агрегатов с электроприводом в 3—4 раза выше, чем однотипных установок с пневмодвигателем. Такое различие объясняется в основном значительными утечками и потерями давления сжатого воздуха в шахтных пневматических сетях. При хорошем состоянии пневмосети (т/ = 0,8 и —— = 0,86] энергетическая эффективность кон- диционеров с пневмоприводом примерно в 2 раза ниже, чем у агрегатов с электроприводом. Исследования показали, что энергетическая эффективность (эксергетический к. п. д.) существующих шахтных передвижных кондиционеров с электрическим и пневматическим приводами примерно одинакова. За счет тепло- и массообмена отработавшего сжатого воздуха в горной выработке холодильная мощность кондиционера с пневмоприводом более чем в 2 раза превышает расчетную для кондиционера с электроприводом компрессора. Основной причиной снижения энергетической эффективности кондиционеров с пневмоприводом, работающих в шахтах, является неудовлетворительное состояние пневматических сетей.
С учетом потерь в системах, питающих энергией привод кондиционеров, эффективность агрегата с электроприводом в 3—4 раза выше, чем у кондиционера с пневмоприводом. Значительные резервы повышения энергетической эффективности работы шахтных кондиционеров с пневмоприводом — в улучшении состояния пневматических сетей шахт и применении для привода компрессора более экономичных пнев- модвигателей, например, винтовых. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. СоколовЕ. Я., БродянскийВ. М.%Энер- гетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М., «Энергия», 1968. 2. Цейтлин Ю. А. Установки для кондиционирования воздуха в шахтах. М., «Недра», 1974. 3. М у р з и н В. А. Понятие о работоспособности потока газа и использование его при анализе шахтных пневматических установок. В кн.: «Аэрогидромеханика», Днепропетровск, 1965. 4. Скрыпников В. Б. Возможность подачи отработанного воздуха пневмодвигателя в воздуховод охлажденного воздуха. — Известия вузов MB и ССО СССР, «Горный журнал», 1975, № 1, с. 121—125. УДК 621.565.945 Метод расчета процессов тепловлажностной обработки воздуха в поверхностных воздухоохладителях Канд. техн. наук Б. И. БЯЛЫЙГ А. В. СТЕПАНОВ ВНИИкондвентмаш Одним из важных резервов совершенствования тепломассообменного оборудования установок кондиционирования воздуха (УКВ) является создание поверхностных воздухоохладителей с оптимальными конструктивными параметрами теплоотдающей поверхности, обеспечивающих минимальные величины удельных приведенных затрат на обработку воздуха. Разработка таких конструкций на основе экспериментальных методов исследования потребует больших затрат времени и средств. Поэтому представляется целесообразным создание расчетного метода, учитывающего основные особенности процессов тепло- и массообмена в поверхностных воздухоохладителях. К этим особенностям относятся наличие на теплоотдающей поверхности конденсатной пленки, которая оказывает влияние на гидродинамическую обстановку, определяющую интенсивность внешней теплоотдачи, и на общее термическое сопротивление при совместно протекающих процессах тепло- и массообмена, а также изменение температуры воды по длине трубок воздухоохладителя. Предлагаемый метод расчета поверхностных воздухоохладителей является развитием идей А. А. Гоголина [1 ]. В поверхностных воздухоохладителях протекают следующие тепломассообменные процессы. С внешней стороны, разделяющей стенки, т. е. со стороны воздуха, происходит процесс конвективного переноса тепла и массы к теплопере- дающей поверхности, обусловленный наличием температурных и влажностных напоров. Через разделяющую стенку тепло передается теплопроводностью. При теплопередаче от внутренней поверхности трубы к хладагенту также происходит конвективный теплообмен. Система уравнений, которая описывает эти процессы для элементарного участка теплопере- дающей поверхности, включающего отрезок трубы длиной L и примыкающую к нему оребрен- ную поверхность, имеет вид: U — t}+i = A (tt — tFi); di — di+i — A (di — dFi); It — га cwGwL tFi = где А = 1 • 1 ft = CW@W Cp + rb L dtw В dL^ cnG tw = AGB (cp + rb) If dt_ dL AT > I -та cp +rb A) Р"б ccjnFj ¦+- 1 " ~ L rb CbOBL\l+ — h* ^i + i» dildi+i—средние значения температур и вла- госодержаний воздуха соответственно на входе и на выходе элементарного участка теплопередающей поверхности 1-го по ходу воздуха ряда трубок, °С, кг/кг; tFi — средняя температура поверхности элементарного участка, °С; dFi — влагосодержание насыщенного воздуха при температуре поверхности tFii кг/кг; It — среднее значение энтальпии воздуха, Дж/кг; г — удельная теплота парообразования, Дж/кг; 33
at Ь — коэффициенты аппроксимации; сш, ср — удельные теплоемкости воды и воздуха, Дж/(кг-К); Ow,GB — массовые расходы воды и воздуха, кг/с; tw — температура воды, °С; Яил^в — коэффициенты теплоотдачи соответственно со стороны воды и воздуха, Вт/(м2»К); FW>F —величины поверхностей, контактирующих соответственно с водой и воздухом, м; R — термическое сопротивление поверхности, (м2-К)/Вт. Приведенная система уравнений получена при следующих допущениях: величина коэффициента внешней теплоотдачи постоянна по всей поверхности элементарного участка и зависит лишь от гидродинамических условий и конструктивных характеристик теплообменной поверхности; для элементарного участка справедливо соотношение Льюиса; температура воды в трубе постоянна по всему поперечному сечению; температура поверхности элементарного участка постоянная величина. При выводе системы уравнений A) предполагается возможность замены в d, /-диаграмме кривой ф = 1 в узком диапазоне изменения температур отрезком прямой типа d=a+dtF. Система уравнения A) решалась на ЭЦВМ «Минск-22» с помощью метода Рунге — Кутта. На каждом элементарном участке, длина которого выбирается автоматически в зависимости от заданной точности вычислений, вначале задается диапазон изменения величины tFi> определяются коэффициенты аппроксимации а и Ь, находится из четвертого уравнения подогрев воды, а из третьего — новое уточненное значение tFi. Процесс уточнения tFi оканчивается, если значение tFi укладывается в предварительно заданном диапазоне изменения этой величины. Далее по первым двум уравнениям системы A) определяются тепловлажностные параметры воздуха после первого ряда трубок. Указанная процедура повторяется для каждого элементарного участка по всей длине хода теплоносителя. Предполагая полное отсутствие перемешивания обработанного после каждого ряда воздуха, можно, повторяя описанный выше расчет для последующих рядов, последовательно определять распределение параметров воздуха во всем объеме поверхностного воздухоохладителя. Наличие перекрестно-прямоточной или пере- крестно-противоточной схемы движения воздуха и хладагента учитывается соответствующим выбором начальных условий для температуры воды. Для решения системы уравнения A), кроме геометрических характеристик поверхности, расходов воды и воздуха, начальных параметров взаимодействующих сред, необходимо знать величины aw, R и ав. Значение коэффициента внутренней теплоотдачи определяется из критериальной зависимости, описывающей теплообмен при вынужденном движении жидкости в круглых трубах [2]. Величина R складывается в общем случае из термического сопротивления стенки трубы толщиной б, ребра, контактного сопротивления JRK, а также сопротивления конденсатной пленки. Предполагая, что удерживаемый поверхностью конденсат равномерно распределен по ней в виде пленки с эквивалентной толщиной бп, а также считая температуру внешней поверхности трубы постоянной и равной температуре основания ребра, из решения уравнения распространения тепла для прямого ребра с учетом совместно протекающих процессов тепло- и мас- сообмена, имеем бп _L б D ^ К /1 Р. К=-]Г' 1—#(!_?) » <2) где Яп, Я. — соответственно коэффициенты удельной теплопроводности пленки воды и металла трубы, Вт/(м-К); К — коэффициент, численно равный отношению величины поверхности ребер к величине полной теплопередающей поверхности; th тН щ Е~ тН ' Н — высота прямого ребра, м. Аналогичное выражение может быть получено в случае круглого ребра. Величина бп может быть определена следующим образом. Зная из экспериментальных исследований величину аэродинамического сопротивления воздухоохладителя в режиме осушения А/гм и считая, что его увеличение по сравнению с сухим режимом Ahc обусловлено образованием на теплопередающей поверхности пленки конденсата и, следовательно, уменьшением живого сечения для прохода воздуха, можно из простых геометрических построений определить величину бп по формуле *-Н'-(-?-)^]. » где / — величина зазора между ребрами, м; т — показатель степени в выражении для аэродинамических сопротивлений. Как показали проведенные экспериментальные исследования, толщина конденсатной пленки, если она образуется, зависит от скорости набегающего потока воздуха и материала поверхности и практически не зависит от глубины процесса осушки, рядности воздухоохладителя, конструктивных особенностей трубного пучка. 34
6п,мм 0,2 о 2A 2,8 3,2 ЗА b,0 ШМ/С Рис. 1. Зависимость толщин конденсатной пленки от скорости воздуха во фронтальном сечении., На рис. 1 приведены значения бп, полученные в результате обработки данных экспериментального исследования трех различающихся между собой по конструктивным характеристикам алюминиевых спирально-накатанных поверхностей, причем число труб по ходу воздуха менялось в широком диапазоне — от 2 до 8. В диапазоне изменения скорости набегающего потока от 2,3 до 4,2 м/с зависимость бп М от w может быть аппроксимирована прямой линией бп = @,61—0,0875 w)\0~3. D) Величина ав в сухом режиме для пластинчатых воздухоохладителей может быть определена по данным [1 ], а для спирально-навивных — по работе [3], в которой аппроксимированы результаты экспериментальных исследований теп- лообменных поверхностей в режиме сухого нагрева с довольно широким диапазоном изменения конструктивных параметров. Наличие конденсатной пленки, как указывалось ранее, приводит к уменьшению живых сечений проходу воздуха и, следовательно, увеличению коэффициентов теплоотдачи, которые в этом случае могут быть определены по формулам [1, 3] при подстановке в них действительных значений скоростей в живом сечении. На основании предлагаемого выше метода расчета были определены теплотехнические характеристики воздухоохладителя с биметаллической теплопередающей поверхностью. Элемент биметаллической поверхности представляет собой стальную трубу с внутренним диаметром 9 мм, на которую насаживается внешняя алюминиевая труба, а затем накатывается. Характеристики оребрения следующие: наружный диаметр ребер 28,7 мм, высота 7,6 мм, средняя толщина 0,8 мм, шаг 3,06 мм, площадь одного погонного метра 0,384 м2/м, коэффициент оребрения 13,6, продольный шаг трубного пучка 27 мм, поперечный шаг 31 мм, коэффициент сужения 0,436, расположение труб — шахматное. Как показали экспериментальные исследования, проведенные с такой поверхностью, зависимость коэффициента внешней теплоотдачи ав, Вт/(м2-К), от скорости воздуха во фронтальном сечении в стабилизированной области течения имеет вид ссБ=44,8 w°^K E) Величины коэффициентов внешней теплоотдачи на первом и на втором ряде трубок принимались согласно рекомендациям [4] соответственно 0,90 и 0,95 от значений аБ, определяемых формулой E). Величину ам, Вт/(м2-К), с учетом сужения живого сечения находили по формуле осм = 44,8 Мм \0'556 0.665 A/in (б) Результаты вычислений тепловлажностных параметров воздуха, обрабатываемого в биметаллическом воздухоохладителе с перекрестной схемой движения взаимодействующих сред при различных значениях скорости воздуха во фронтальном сечении, рядности п и различных по глубине тепловых режимах даны в таблице. Здесь также представлены результаты экспериментальных исследований воздухоохладителя, проведенных на специально оборудованном теплотехническом стенде, обеспечившем повышенную точность определяемых параметров. ыта с о о. о о 1 2 3 4 5 6 7 8 9 п 2 2 3 3 3 6 6 6 8 w, м/с 3,0 4,0 3,0 3,5 4,0 3,0 3,5 3,85 3,0 4 4>р' °с 21,4 22,3 14,7 15,6 20,1 13,5 14,2 14,6 11,6 KoV?' °с 21,6 22,7 14,8 15,6 20,3 12,8 13,5 13,8 11,6 со 1 о а<- . * 11,6 11,9 9,4 10,0 11,6 9,1 9,4 9,5 8,5 со 1 о —' сг, и 11,7 12,0 9,6 10,2 11,8 9,3 9,6 9,8 8,4 ftu .« < п 2,89 2,46 2,58 2,61 3,47 6,20 5,93 5,70 7,5 ff) U . ай 2,77 2,30 2,43 2,50 3,30 6,25 5,98 5,74 7,58 Во всех опытах, за исключением № 3 и № 4, начальные тепловлажностные параметры воздуха на входе поддерживались в диапазоне tK= =30°С и dH=13-^-13,6-10~3 кг/кг. В опытах № 3 и№4 начальные параметры равнялись соответственно: /Н=21,2°С и^н=11,Ы0"8 кг/кг; *П=21,9°С и dH=H,9-10-s кг/кг. Сравнение расчетных (?кф, dK.p и А/К.р) и экспериментальных (/к.э, dK<3, А/К.э) величин конечных тепловлажностных параметров, приведенных в таблице, свидетельствует об их удовлетворительном согласовании. Предложенный способ расчета был использован при определении холодопроизводительности биметаллических воздухоохладителей кондиционеров типа КТН, разработанных ВНИИконд- 35
QB,nBm\ 0,5 1,0 7,5 иг, М/С Рис. 2. Холодопроизводительность биметаллических воздухоохладителей кондиционера КТ-4. вентмашем. В частности, на рис. 2 показаны результаты расчетов для шестирядного воздухоохладителя кондиционера типа КТНЧ при w= =2,75 м/с и различных значениях начальных температур воды. Начальные параметры воздуха: /Н=30°С, ф=0,4. УДК 637.54.037.5 Пути интенсификации замораживания A. А. СЕРЕДКИНГ Т. И. СИТНИКОВА Северо-Кавказское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института холодильной промышленности B. А. ЧЕРЕПОВ Усть-Лабинский птицекомбинат Значительное количество мяса птицы вследствие сезонности производства, длительности транспортировки и ограниченного срока хранения охлажденной продукции выпускается птицекомбинатами в замороженном виде. Способ и условия замораживания во многом предопределяют качество конечного продукта. Современная птицеперерабатывающая промышленность располагает несколькими способами замораживания битой птицы, из которых наибольшее применение нашли замораживание в воздухе, в охлаждающей жидкости, в криогенных средах. Воздушное замораживание при естественной конвекции является одним из самых старых и самых длительных способов холодильной об- 36 Разработанный метод расчета может быть использован для решения на ЭЦВМ ряда задач: определения теплоаэродинамических характеристик воздухоохладителей, выбора оптимальных конструктивных параметров теплообменной поверхности, технико-экономического анализа различных схем соединения по хладоносителю, нахождения требуемой поверхности нагрева. Кроме того, разработанный алгоритм может явиться основой для создания методики определения статических и динамических характеристик воздухоохладителей, а также позволит более объективно проанализировать возможные способы регулирования. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гоголин А. А. Осушение воздуха холодильными машинами. М., Госстройиздат, 1962. 2. МихеевМ. А. Основы теплопередачи, М., Гос- энергоиздат, 1956. 3. Юдин В. Ф., То хт ар о в Л. С, Лок- ш и н Б. А. Обобщение опытных данных о конвективном теплообмене при поперечном обтекании пучков труб с поперечным ленточным и шайбовым оребрением.— Труды ЦКТИ, вып. 82, 1968. 4. Б е л е ц к и й Г. С. Теплопередача и аэродинамическое сопротивление трубчатых поверхностей в поперечном потоке. М., Машгиз, 1948. тушек птицы работки тушек птиц, продолжительность замораживания иногда длится более двух суток. Следствием этого являются существенные необратимые физико-химические изменения, понижающие качество мяса птицы. Помимо длительности процесса, к недостаткам замораживания в воздухе следует отнести значительные весовые потери и плохой товарный вид замороженных тушек. Как показывает анализ работы птицекомбинатов и птицецехов, сухопутную и водоплавающую птицу преимущественно перерабатывают во втором полугодии (80% годовой выработки, в том числе 50% годовой выработки в III квартале). По этой причине в месяцы максимальной загрузки увеличивается количество мясопродуктов, поступающих на замораживание, и существующие мощности морозильных камер ряда птицекомбинатов оказываются недостаточными. Перегрузка ведет к тому, что температурный режим в морозильных камерах не выдерживается, несвоевременно удаляются снеговая шуба
с охлаждающих приборов, масло и ^воздух из аппаратов. Значительно увеличить пропускную способность морозильных камер, уменьшить весовые потери при замораживании и одновременно лучше сохранить товарное качество мяса птицы можно за счет интенсификации процесса замораживания. В последние годы на многих птицекомбинатах появились камерные морозилки интенсивного действия, обеспечивающие быстрое замораживание мяса птицы. Так, на Краснодарском мясокомбинате реконструированы морозильные камеры холодильника птицецеха по проекту, предложенному ПКБ комбината. Интенсификация достигнута благодаря увеличению поверхности охлаждающих приборов, скорости движения воздуха, без уменьшения производственных площадей. К холодильнику пристроено помещение, где установлены воздухоохладители (рис. 1). В морозильные камеры воздух подается по изолированным подземным каналам. Изношенные импортные компрессоры заменены отечественными, введено в эксплуатацию эффективное холодильное оборудование. Произведен капитально-восстановительный ремонт изоляции холодильника. Все эти мероприятия позволили увеличить мощность по замораживанию мяса птицы и снизить себестоимость холода. Камеры интенсивного замораживания тушек птицы действуют на Тихорецком, Усть-Лабин- ском, Ейском и других птицекомбинатах. Камеры оборудованы в основном сухими оребрен- ными воздухоохладителями. При правильной их SSSSSSSSSSSSCT кччччч s ч ч ч ч ч ч ч ч чч чч ч ч ччч чччччч к<ч ч чччччтттт! Ж Рис. 1. Планировка холодильника Краснодарского птицецеха: / — изолированные подземные каналы раздачи воздуха; 2 — воз- духоохладители; / — IV — морозилки № 1—4. эксплуатации охлаждающие поверхности требуется оттаивать после каждого цикла замораживания. Оттаивать воздухоохладитель при отключенных вентиляторах не рекомендуется, поскольку в этом случае увеличивается продолжительность цикла оттаивания. Для предотвращения повышения температуры воздуха в камере целесообразно каким- либо способом отделять обогреваемое пространство воздухоохладителя от воздуха охлаждаемого помещения. Если в охлаждаемом помещении несколько воздухоохладителей, их можно оттаивать поочередно, благодаря чему не нарушается процесс производства холода [1]. На птицекомбинатах, где оттаиванию воздухоохладителей уделяется достаточно внимания, они обеспечивают проектные мощности морозильных камер. На Усть-Лабинском птицекомбинате предложен новый способ оттаивания воздухоохладителя горячими парами аммиака для вновь построенных скороморозильных камер (рис. 2). В воздухоохладитель прекращается подача жидкого аммиака и закрываются откидные люки (положение Л). При оттаивании вентилятор прогоняет воздух через секции воздухоохладителя и пространство над ложным потолком. В процессе замораживания откидные люки находятся в положении Б. Воздухоохладитель можно оттаивать во время проведения погрузочно-разгрузочных работ, а также в процессе замораживания, при Рис. 2. Рекомендуемая схема оттаивания подвесных воздухоохладителей: / — направляющие воздуха; 2 — откидные люки; 3 — теплоизоляция; 4 — воздухоохладитель; 5 — поддон для сбора талой воды; 6 — вентилятор; 7 — ложный потолок; 8 — штабель из ящиков с тушками птиц. -« движение воздуха во время замораживания; ¦«- движение воздуха при оттаивании. 37
этом температура воздуха в камере не повышается. С увеличением частоты циклов оттаивания в результате увеличения коэффициента теплопередачи холодопроизводительность воздухоохладителей возрастает и сокращается продолжительность процесса замораживания тушек птицы. Откидными люками управляет гидросистема (рис. 3). Для закрытия откидных люков подается электроток от управляющего агрегата на электромагнитный клапан, через который нагнетающая магистраль связана с соответствующей полостью рабочих цилиндров. Масло из гидробака подается гидронасосом через гидравлический кран и под давлением поступает в рабочие цилиндры, штоки поршней которых выдвигаются и через качалку закрывают откидные люки. Одновременно масло из- под поршней рабочих цилиндров через гидрокран сливается в бак. Для открытия люков гидрокран по команде управляющего агрегата сообщает нагнетающую магистраль с противоположной стороной рабочих цилиндров, поршни которых движутся в обратном направлении и открывают откидные люки. Гидронасос приводится в движение электродвигателем. Для разгрузки гидросистемы в нерабочий период на нагнетающей магистрали установлен авторазгрузочный клапан, который по достижении определенного давления перепускает масло из нагнетающей полости во всасывающую, разгружая остальную гидросистему. Монтаж предлагаемого способа оттаивания возможен также для подвесного воздухоохладителя при высоте камеры, позволяющей установку ложного потолка. Большое значение для достижения проектной продолжительности замораживания птицы имеет правильное воздухораспределение и размещение ящиков с тушками птицы в морозильных камерах. Однако проектировщики не уделяют этому должного внимания, а также не дают рекомендаций по надежному удалению талой воды из поддонов воздухоохладителей. В связи с этим при строительстве и в процессе эксплуатации холодильников вносятся соответствующие изменения, что увеличивает капитальные затраты. Дальнейшая интенсификация процесса замораживания тушек птицы достигается за счет применения жидких замораживающих сред. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте птицеперерабатывающей промышлен- Рис. 3. Кинематическая схема работы гидросистемы: / — рабочие цилиндры; 2 — четырехходовой гидравлический кран; 3 — электромагнитный клапан; 4 — гидронасос; 5 — электродвигатель; 6 — авторазгрузочный клапан; 7 — гидробак. ности проведены сравнительные исследования замораживания тушек птицы в воздухе и в охлаждающей жидкости [2]. В отличие от тушек, замороженных в воздухе, тушки птицы, замороженные в жидкости, имели светлую кожу с равномерной беловатой окраской, поверхностные пороки (кровоподтеки или покраснения) почти полностью исчезли. Одно из последних достижений в области производства замороженных продуктов — использование жидкого азота в качестве криогенного хладагента. Новый хладагент получил применение за рубежом как для замораживания пищевых продуктов, так и для их транспортировки. Методы замораживания мяса птицы в криогенных средах являются новыми и находятся как в СССР, так и за рубежом в стадии исследования и усовершенствования. Главная цель этих работ — повышение качества замороженных продуктов и снижение их себестоимости. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ -ЛИТЕРАТУРЫ 1. Середкин А. А. Холодильная обработка тушек птицы на птицекомбинатах Краснодарского края. — «Холодильная техника», 1973, № 8, с. 37—38. 2. В е н г е р К. П. Иммерсионный способ замораживания тушек птицы в охлаждающей жидкости. М., ЦНИИТЭИмясомолпром СССР, 1974. 38 ¦
УДК 664.8.004.4:661.94 Хранение пищевых продуктов с применением озона В. С. КОЛОДЯЗНАЯ, Т. А. СУПОНИНА Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Для сохранения качества и увеличения сроков хранения пищевых продуктов применяют озон, обладающий дезинфицирующими и дезодорирующими свойствами. Эффективность действия озона зависит от концентрации С, продолжительности озонирования т, температуры t, относительной влажности воздуха ф, а также от исходной микробиальной обсемененности продукта N. В настоящей работе рассматриваются качественные изменения, происходящие в картофеле и в охлажденном говяжьем мясе при хранении с применением озона. Для установления режимов озонирования картофеля проведена серия опытов по определению влияния озона на микрофлору, вызывающую его порчу, и, в частности, на чистые культуры грибов Fusarium solani, Rhizoctonia solani, Phy- tophtora infestans. В результате наблюдений установлено, что озон целесообразно применять в период лаг- фазы развития микроорганизмов. Озонирование грибов Fusarium solani и Rhizoctonia solani (в режиме С= 12-Й5 мг/м3, ф=85-т-90%, t=3+4°C) как периодическое по 3,6 ч в сутки ежедневно, так и непрерывное до 48 ч замедляет их развитие, уменьшая скорость роста в 3—5 раз, при этом лаг-фаза увеличивается в 1,5—3 раза. Далее установлено, что рост гриба Phytophto- ra infestans подавляется полностью при озонировании в течение 6—10 ч и концентрации 15—18 мг/м3. Из названных грибов наиболее устойчивым к действию озона является гриб Fusarium solani [l 1. На основании полученных данных проведено опытное хранение картофеля при ежемесячном озонировании (С=12ч-15 мг/м3, т=3ч-6 ч, /=2,5-f-3,5GC, <р=85-т-90%). Озонирование картофеля сортов Гатчинский элитный и Гатчинский совхозный проводили в стальной камере объемом V=2 м3, в деревянных ящиках массой 25±5 кг. Озон вырабатывался озонатором РГО-1, равномерное его распределение достигалось побудительной циркуляцией воздуха. Концентрацию озона измеряли йодометрическим методом [2]. Обработанный озоном картофель и контрольная партия (К) хранились в штабелях в промышленной камере при ^=2,5-т-3,5°С, Ф=85-ч-90%. К числу специфических процессов, происходящих в клубнях картофеля при хранении и оказывающих большое влияние на пищевые качества картофеля, относятся превращения в углеводном комплексе, в связи с этим определяли изменения содержания сахарозы, суммы Сахаров, крахмала, витамина С, а также интенсивность дыхания клубней. Анализы проводили один раз в месяц. Содержание Сахаров определяли цианидным методом, крахмала — с помощью поляриметра по унифицированной методике Эверса [3], витамина С — реакцией восстановления натриевой соли 2,6-дихлорфенолин- дофенола, интенсивность дыхания — манометрическим методом Варбурга [4]. Исследованные сорта картофеля мало различались по содержанию Сахаров и характеру изменения их во время хранения. В озонированных клубнях картофеля по сравнению с контрольными образцами содержание крахмала к концу хранения выше на 3—6%, а содержание суммы Сахаров ниже в 1,3—1,5 раза. Под действием озона наблюдается увеличение содержания аскорбиновой кислоты в среднем в 1,2 раза. Интенсивность дыхания (мкл 02 на 1 г сырой массы в час) озонированных клубней в процессе хранения отличается от контрольных незначительно (см. таблицу). Месяцы Октябрь Ноябрь Декабрь Январь Февраль Март Апрель Май Интенсивность дыхания, мкл 02 на 1 г в час, картофеля сортов Гатчинского элитного контроль 58,8±2,99 73,б±3,76 П7,7±5,85 73,2+3,61 99,4±4,95 60,06+3,21 50,64±2,80 27,4± 1 ,36 озонированный 58,8±2,99 75,8±3,75 П9,1±5,95 62,4±3,12 100,4±5,09 52,6±2,64 48,9 + 2,44 34,08+3,21 Гатчинского совхозного контроль 56,3+ 1 ,68 69,5 + 3,48 П0,2±5, 11 86.3 + 4,31 95.4 + 4,77 56,4 + 3,82 75,4±4,76 30,6+ 1,53 озонированный 56,3+ 1 ,68 7 0,5 + 3,52 90,0±4,51 70,2 + 3,51 104,1 ±5,21 40, 1 ±2,02 52, 1 ±2,59 29,1±1 ,45 Таким образом, судя по биохимическим изменениям, происходящим под действием озона в клубнях картофеля при хранении, можно отметить, что озонирование не вызывает серьезных физиологических расстройств. Вероятно, поверхностный слой картофеля не содержит в своем составе легко окисляемых веществ, а озон, как известно, обладает сугубо поверхностным 39
действием. Вместе с тем, озон уничтожает патогенную поверхностную микрофлору: обсеменен- ность обработанных клубней к концу хранения значительно ниже по сравнению с контрольными. Озонирование способствует заживлению ран на клубнях, а следовательно, повышает их сопротивляемость новым инфекциям. Процент загнивших клубней в озонированных партиях значительно ниже. Озон задерживает прорастание картофеля, что позволяет удлинить срок его хранения и сократить при этом потери. Обработка картофеля озоном не влияет на вкус, консистенцию и цвет клубней. Картофель был снят с хранения в конце июня в хорошем состоянии. Для установления режимов озонирования при хранении охлажденного говяжьего мяса проведены предварительные опыты по влиянию озона на его естественную поверхностную микрофлору при различном исходном содержании микроорганизмов на 1 см2 поверхности (КJ— 105), а также на психрофильные бактерии из рода Pseudomonas, в частности на Pseudomonas fluorencens, вызывающих порчу охлажденного мяса. Установлено, что бактериостатический эффект озона в значительной степени зависит от исходной микробиальной обсемененности. Он не существенен при С<5 мг/м3 и увеличивается при С^Ю мг/м3, когда N^IO3 бактерий на 1 см2 поверхности. Для АГ>104 бактериостатический эффект достигается только при С>40 мг/м3. Для изучения влияния озона на качественные изменения охлажденного говяжьего мяса (мышца Semitendinosus молодняка 1 категории) при хранении (?=0,4°С, cp=85-f-90%) проводили ежедневное озонирование воздуха камеры (F=l,3 м3) в течение первых 4 суток хранения по 4 ч в день при С=10,8±1,2 мг/м3 (режим I) и при С—22,6± 1,1 мг/м3 (режим II). Затем озон применяли через сутки по 4 ч при С=5Л± ±1,1 мг/м3 (I) и при С=6,1±0,8 мг/м3 (II). При таких условиях хранения охлажденного мяса в результате ингибирующего действия 03 лаг-фаза развития микроорганизмов увеличивается в 1,3 (I) и 1,45 раза (II), продолжительность генерации — в 1,20 (I) и 1,3 раза (II), вследствие чего микробиальная порча мяса наступает позже и сроки хранения его увеличиваются в 1,3—1,4 раза. Опыт 1. Мясо без озона (контроль) хранилось 11 суток, с озоном (I) — 14; N=3,7-103. Опыт 2. Мясо без озона (контроль) хранилось 12 суток; с озоном (II) — 16; N=7,9-103. Для характеристики качественных изменений тканевых липидов мяса определяли: летучие суммарные карбонильные соединения (СКС) — методом вакуумной дистилляции в токе азота в виде 2,4-ДНФГ с последующим разделением их на моно- и дикарбонильные соединения (МКС, ДКС) [51; свободные жирные кислоты (СЖК) — методом газо-жидкостной хроматографии [6]; перекисное число (ПЧ) в поверхностном слое жира — стандартным методом и СЖК. Для определения цвета поверхности мышечной ткани применен метод отражения света с использованием регистрирующего спектрофотометра СФ-14, заключающийся в нахождении значений коэффициентов поглощения и отражения, а также их отношения при длинах волн 474, 525, 572 нм с последующим определением процентного содержания миоглобина (Mb), ок- симиоглобина (МЮ2) и[метмиоглобина (ММЬ)[7]. При хранении охлажденного говяжьего мяса без озона (К) и с озоном (I, II) количество МКС (ммоль ДНФГ/кг) к концу хранения увеличивается соответственно в 2,20; 2,28 и 2,80 раза; количество ДКС (ммоль ДНФГ/кг) — в 2,40; 2,50 и 2,52 раза. Не оказывая влияния на динамику изменения карбонильных соединений, озон (II) катализирует в некоторой степени образование МКС. В тканевых липидах мяса количество СЖК (мг/100 г) увеличивается от 141,2 до 177,4 (К, I) на 9 сутки хранения; от 123,4 до 159,7 (К) и 164,7 (II) на 11 сутки. При дальнейшем хранении скорость гидролиза в тканевых липидах мяса (К) увеличивается, что, очевидно, обусловлено более интенсивным развитием поверхностной микрофлоры, ферменты которой вызывают гидролиз триглицеридов. В поверхностном слое жира суммарное содержание СЖК увеличивается в 1,24 раза (К, I); 1,17 (К, И) и 1,28 раза (II). Количество насыщенных СЖК изменяется при хранении незначительно (К, I, И). Озон, не оказывая влияния на качественный состав СЖК, несколько интенсивнее окисляет непредельные жирные кислоты: олеиновую, линолевую, ли- ноленовую, арахидоновую (опыт 2). ПЧ (% /2) не изменяется в течение 4 суток (К, I) и в течение 3 суток (К, П) хранения. Затем происходит увеличение ПЧ от 0,001 до 0,043 (К, I) на 8 сутки — опыт 1; от 0,003 до 0,074 (К) и 0,096 (II) на 10 сутки — опыт 2. К концу хранения (К, I, II) наблюдается уменьшение ПЧ, что связано с образованием вторичных продуктов окисления. При хранении мяса (К, I, И) изменяется соотношение производных миоглобина на поверхности мышечной ткани. В исходном состоянии количество Mb, Mb02 и MMb (%) составляет соответственно 73,2; 18,7; 8,1 (К, I) и 76,4; 14,4; 9,2 (К, II), затем количество МЬ02 увеличивается в течение 3 суток в 1,4 раза (К, I); в 1,45 (К, II) и 1,5 раза (II) в результате окси- генации Mb, количество которого в этот период 40
уменьшается. Существенных изменений ММЬ в данный промежуток времени не происходит. Количество ММЬ увеличивается после 3 суток хранения и достигает 42,6 (К) на 11 сутки; 42,3 (I) — на 14 сутки; 44,8 (К) на 12 сутки; 41,9 (II) — на 16 сутки. Следовательно, применение озона в концентрации от 10 до 20 мг/м3 увеличивает допустимый срок хранения охлажденного мяса на 30—40%, если исходная микробиальная обсемененность его поверхности не более 103 бактерий на 1 см2. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Супонина Т. А. Влияние озона на микроорганизмы, вызывающие порчу картофеля при хранении. — Труды ЛТИХП «Холодильная обработка и хранение пищевых продуктов». Л., вып. 3, 1975, с. 28—31. Доктор техн. наук, проф. Г. Б. ЧИЖОВ, В. А. ВЕРЕЩАГИН Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Важность выбора рациональной системы охлаждения камер холодильного хранения из множества применяемых, с одной стороны, и многочисленные новые предложения по этому вопросу, с другой, придает дискуссии по системам охлаждения, организованной журналом «Холодильная техника», чрезвычайную актуальность. Нельзя признать совершенной систему охлаждения камер хранения оребренными батареями, применяемую на большинстве холодильников нашей страны, если в камере хранится мороженый груз, подверженный усушке, или если велики влагопритоки от любых источников. Межреберные пространства быстро заполняются инеем, превращающимся вскоре в плотную сне- го-ледяную массу. В таких условиях стремление развить теплопередающую поверхность, что является основой идеи оребрения труб, превращается в своего антипода, так как термическое сопротивление снего-ледяного слоя, толщина которого равна высоте ребер, весьма велико. 2. К о л о д я з н а я В. С, С у п о н и н а Т. А., Б а й- рамукова Р. И. Применение озона при холодильном хранении пищевых продуктов. — Труды ЛТИХП «Холодильная обработка и хранение пищевых продуктов», Л., 1974, 46—50. 3. БобковаА. П., ТитаренкоА. П. Об унификации определения крахмала в картофеле по методу Эверса. — «Прикладная биохимия и микробиология», 1973, т. IX, вып. 3. 4. СемихатоваО. А., ЧулановскаяМ. В. Манометрические методы изучения дыхания и фотосинтеза растений. М.— Л., АН СССР, 1965. 5. Колодязная В. С. Влияние озона на окислительные процессы, происходящие в полукопченой колбасе. — Труды ЛТИХП «Холодильная обработка и хранение пищевых продуктов», 1975, вып. 3, с. 35—38. 6. Г о л о в к и н Н. А., П е р к е л ь Р. Л. Анализ СЖК в природных жирах методом ГЖХ. — Труды ВНИИЖ, Л., 1970, вып. 27. 7. Головкин Н. А., Кондратьев К. П. Влияние холодильной обработки и хранения на изменение цвета мяса. — Труды ЛТИХП «Холодильная обработка и хранение пищевых продуктов», Л., 1974, с. 25—34. Механическое удаление снего-ледяных отложений практически неосуществимо и нет устройств для систематического автоматизированного теплового удаления этих отложений. Покрытые внушительной «снеговой шубой» оребренные батареи можно видеть на любом холодильнике, где они применены. Результат этого — повышение температуры в камерах, возрастание перепада между температурой кипения хладагента и температурой хранения, со всеми вытекающими отсюда отрицательными последствиями, включая возрастание усушки хранимого продукта при повышении температуры его хранения. В основу панельного охлаждения заложен тот же принцип оребрения труб, но ребрам придана иная форма и расположение. Панель воспринимает теплопритоки через ограждение успешнее, чем обычная оребренная батарея. К тому же, расположение панели позволяет обметать иней, по мере его образования, с доступной стороны. Если площадь теплопередающей поверхности панели сильно развита, то уменьшается перепад между температурами этой поверхности и воз- В продолжение дискуссии о системах охлаждения УДК 621.565.943 Воздушное охлаждение камер хранения наиболее перспективно 41
духа камеры. Соответственно сокращается образование «снеговой шубы», а равно и усушка хранимого продукта [1]. Впрочем, тот же эффект был бы достигнут при развитии площади охлаждающей поверхности в какой-либо другой ее форме. Конечно, при этом любые внутрикамер- ные теплоотводящие устройства без побудительного движения воздуха должны размещаться так, чтобы обеспечить наилучшее восприятие теплопритоков. Конструктивные недостатки панельной системы охлаждения, трудности монтажа и эксплуатационные несовершенства неоднократно отмечались в печати и устных выступлениях на различных совещаниях и конференциях. Эти качества панельной системы охлаждения ее противники нередко утрируют без достаточных оснований, но все же они должны быть учтены [2,3,4]. Что касается условий, создаваемых в камерах с панельной системой охлаждения, то они согласуются с ее возможностями, зависящими также от технического исполнения охлаждающих устройств. Обследования камер с панельным охлаждением на нескольких холодильниках в сравнении с камерами, оборудованными оребренными батареями на тех же холодильниках, проведенные кафедрой холодильной технологии ЛТИХП в 1967—1970 гг., показали преимущества системы панельного охлаждения [1]. Большая равномерность и устойчивость поля температур, меньшая разность температур охлаждающих поверхностей и воздуха камер, меньшая интенсивность испарения влаги с поверхности ледяных блоков в камере свидетельствуют о предпочтении камер с панельным охлаждением. В сравниваемых камерах во время обследований грузовые работы не проводились. Даже беглое сравнение систем охлаждения камер хранения мороженых грузов должно включать упоминание системы с теплозащитной рубашкой и системы с динамической теплоизоляцией наружных ограждений. Стоимость холодильников с этими системами оказалась бы приблизительно одинаковой, но превосходящей стоимость обычных холодильных сооружений. Выяснение этого нужно искать в объективном и достаточно полном экономическом сравнении. Нужно учесть к тому же, что опыт строительства сооружений с динамической изоляцией и их эксплуатации очень мал (одна опытная камера на холодильнике в г. Волхове). Хороших условий хранения и высоких технических характеристик следует ждать от воздушной системы охлаждения камер хранения мороженых грузов при понижении температуры хранения и при минимально необходимых скоростях воздуха в камерах. Расчеты [5] показывают, а предварительные опыты подтверждают, что при температурах порядка — 25-^—30°С и скорости движения воздуха в пределах 0,1—0,2 м/с усушка хранимых продуктов не превысит действующих норм и будет достигнуто устойчивое равномерное поле режимных параметров. Если со временем перейти к хранению продуктов в паронепроницаемой упаковке, то влияние скорости движения воздуха на усушку сделается пренебрежимо малым, а устойчивость и равномерность поля параметров будет играть, безусловно, положительную и определяющую роль. Воздухоохладители с автоматическим оттаиванием «снеговой шубы» существуют, а их технические характеристики достаточно благоприятны. ] ирокая зарубежная практика воздушного охлаждения камер хранения мороженых грузов известна советским специалистам [6, 7]. Воздушные системы охлаждения камер хранения мороженых грузов следует считать наиболее перспективными, однако надо учитывать, что при таких системах обязательна компенсация тепловыделений, вызванных работой вентиляторов, соответствующей тепловой нагрузкой на холодильные машины, а следовательно, увеличиваются энергозатраты. Экономическое сопоставление сокращения усушки, если оно будет достигнуто (а это вполне возможно), и сохранения качества продукта, с одной стороны, со стоимостью оборудования и энергозатратами при его эксплуатации, с другой, даст материал для более четкой оценки эффективности применения воздушного охлаждения камер хранения мороженых грузов. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ч и ж о в Г. Б., В е р е щ а г и н В. А. Сравнение технологических условий в камерах холодильного хранения. — «Холодильная техника», 1970. № 8, с. 5—9. 2. Б о й к о В. П. Хранение мороженого мяса в камерах одноэтажного холодильника с панельной системой охлаждения. — «Холодильная техника», 1974, № 3, с. 30—32. 3. К у р ы л е в Е. С. Следует ли внедрять панельную систему охлаждения на холодильниках? — «Холодильная техника», 1974, № 6, с. 37—41. 4. Кокорев В. Я., Алексеев Г. С. О применении панельной системы охлаждения на распределительных холодильниках. — «Холодильная техника», 1967, № 4, с. 7—9. 5. Чижов Г. Б., Верещагин В. А. О переносе тепла и влаги в камерах холодильного хранения. — Труды ЛТИХП, Л., 1974. 6. Г и н д л и н И. М. Проектирование й строительство крупных холодильников в Швеции. — «Холодильная техника», 1967, № 2, с. 53—56. 7. Р ю т о в Д. Г. Холодильники Франции. — «Холодильная техника», 1969, № 9, с. 51—56. АО
Письмо в редакцию УДК 621.57.041-213.3.001.4 К вопросу о применении смесей фреонов в малых холодильных машинах Канд. техн. наук Л. П. КУЗНЕЦОВ, канд. техн. наук В. Д. ЧЕРТОКг В. С. ОВЧЛРУК Одесский технологический институт холодильной промышленности В журнале «Холодильная техника» недавно опубликована статья большого авторского коллектива, в которой приведены результаты испытаний герметичного компрессора ФГ-0,15 на фреоне-12 и неазеотропной смеси фреонов-12 и 143 [1]. Применение новых рабочих веществ — прогрессивное направление в холодильной технике, позволяющее в ряде случаев значительно улучшить характеристики машин, расширить температурный диапазон их использования и др. У нас в стране и за рубежом [2 ] уже накоплен значительный экспериментальный материал, подтверждающий перспективность применения некоторых смесей хладагентов. В частности, в ОТИХП свойства смесей фреонов изучают с 1965 г. Уже проведен ряд сравнительных теплотехнических исследований малых холодильных машин на фреонах-12, 22, 143, 12В1 и на смесях фреонов: 12 и 22, 12 и 12В1, 12 и 13, 12 и 13В1, 12 и 143. Первый этап исследований A972 г.) показал, что объемные и энергетические характеристики малого герметичного компрессора с синхронной частотой вращения 50 с-1 при использовании смеси фреонов-12 и 143 (?i43=0,25 кг/кг) лучше, чем при работе на фреоне-12. В 1973 г. был проведен второй этап исследований, в задачу которого входило определение характеристик малого герметичного компрессора на указанной смеси агентов в сравнении с фреоном-22 и фреоном-502, являющимся азео- тропной смесью фреона-22 D8,8% масс) и фре- она-115 E1,2% масс). Исследования показали, что смесь фреонов-12 и 143 по основным показателям уступает фреонам-22 и 502 при использовании их в малых холодильных машинах. На рис. 1—3 приведены полученные в ОТИХП результаты сравнительных испытаний компрессора ФГ-0,14 (частота вращения 25 с-1) на фреонах-12, 22, 143, 502 и неазеотропных смесях фреонов-12 и 143 при весовых концентрациях 5, 10, 15, 20 и 25%. Схема экспериментального стенда была описана ранее [3]. Испытания проводили при давлениях кипения /70=0,12; 0,15; 0,20; 0,30 МПа, температуре конденсации ?к=30оС+0,2°С, всасываемых к компрессор паров ?вс=20оС±0,5°С. Температура воздуха, окружающего компрес- С0Р (*о.в)» поддерживалась равной 20оС±1°С. Как видно из рис. 1, при фиксированной температуре кипения ?р.в (измеряемой после регулирующего вентиля) фреоны-143, 502, 22 располагаются соответственно по убывающим значениям максимальной холодопроизводитель- ности Qo- Максимальная холодопроизводитель- ность смеси фреонов-12 и 143 значительно уступает указанным агентам и больше только по сравнению с фреоном-12. Энергетический коэффициент ?Э=~1Г ПРИ тем" пературах кипения выше —33°С имеет большее -40 -30 -20 40 LpufC Рис. 1. Зависимости холодопроизводительности, потреб" ляемой мощности, энергетического коэффициента компрессора ФГ-0,14 от температуры после регулирующего вентиля для различных рабочих веществ (?F=30°C; tBC — =20°С): О — фреон-12; ф — фреон-143; ¦ — фреон-22; смесь фреонов: л — 12 и 143 @,05 кг/кг); ? — 12 и 143 @,10); 0 — 12 и 143 @,15); Н 12 и 143 @,20); А — 12 и 143 @,25); ф— 22 и 115 (фреон-502). 43
МПа -40 -JO -10 tpBSC Рис. 2. Зависимости давления кипения, разности давле- „ Рк нии рк—р0 и отношения давлении — от температуры пос- Ро ле регулирующего вентиля при /0=30°С. -10tRff,°C Рис. 3. Зависимость температуры обмоток статора электродвигателя от температуры после регулирующего вентиля. значение при работе на фреоне-502. При температурах кипения ниже —33°С значения еэ для фреонов-502 и 143 практически совпадают, превышая по этому показателю фреон-22 на 10% при—43°С. Для смеси фреонов-12 и 143 при увеличении концентрации по фреону-143 еэ также возрастает по сравнению с еэ для фреона-12, но даже при концентрации 0,25 кг/кг уступает еэ для фреона-22. Если учесть, что фреон-143 по сравнению с другими рассматриваемыми веществами имеет более высокие значения рк—р0 (рис. 2), а также наиболее высокие давления конденсации при располагаемых температурах окружающей среды, то предпочтение и в этом случае следует отдать фреону-502. Из рис. 2 также видно, что фреоны-143, 502, 22 и смесь фреонов-12 и 143 с концентрацией более 0,25 кг/кг позволяют работать до температуры кипения —43°С без вакуума в испарителе. Несмотря на увеличение потребляемой мощности компрессора при работе на фреонах, имеющих большую объемную холодопроизво- дительность, чем фреон-12 (см. рис. 1), температура обмоток статора герметичного мотор- компрессора ФГ-0,14 находится в тех же пределах, что и при работе на фреоне-12 (рис. 3). Это можно объяснить повышением к. п. д. электродвигателя при больших нагрузках и увеличением объема холодных |паров, проходящих через электродвигатель. Даже при работе на фреоне-22 и фреоне-143 температура обмотки была примерно только на 5°С выше по сравнению с фреоном-12, и в самом тяжелом низкотемпературном режиме составила 77°С, что значительно ниже (допустимой величины. Таким образом, проведенные в ОТИХП испытания показали, что фреоны-502 и 22 по эксплуатационным показателям в малых холодильных машинах при указанных условиях име-
ют ряд преимуществ по сравнению с фреона- ми-143 и 12, смесью фреонов-12 и 143. При одноступенчатом сжатии в малом герметичном компрессоре были получены довольно низкие температуры кипения, что особенно важно в связи с выпуском бытовых холодильников, в испарителях которых температура должна быть не выше —18°С. Полученные результаты указывают также на перспективность применения некоторых исследованных рабочих веществ для создания двухкамерных холодильников при незначительных конструктивных изменениях холодильного агрегата. Исследования подтвердили, что применение новых рабочих веществ дает возможность более широкой унификации существующих малых герметичных компрессоров при использовании их в различных условиях (бытовые холодильники, транспортные холодильные системы, лабораторные установки и т. п.). Статья о работе компрессоров бытовых холодильников [1] не содержит принципиально новых данных по сравнению с ранее опубликованными сведениями [3], а экспериментальный материал и некоторые сделанные выводы в ряде случаев недостаточно точны и являются спорными. В статье указывается, что применение смеси позволяет увеличить холодопроизводительность на 40% по сравнению с фреоном-12. Но из рис. 1 видно, что эта величина ниже и не превышает 30%. Не ясно построение графика KQ=f (^р.в)« Из рис. 1 следует, что кривая должна проходить более полого и иметь точку пересечения с кривой для фреона-12, но это противоречит выводу авторов об увеличении Кэ при работе на смеси для всего диапазона изменения температур конденсацииI и кипения. Кривая Qo=/ (^р.в) Для смеси остается эквидистантной соответствующей кривой для фреона-12 (рис. 1), а не растет более интенсивно с повышением /р.в, как утверждают авторы. Поставленная авторами важная задача по сравнительному испытанию бытовых холодильников на фреоне-12 и смеси не нашла логического завершения, не было проведено, обязательное в таких случаях, исследование пусковых характеристик агрегата, что имеет существенное значение при определении энергетических показателей в условиях цикличной работы. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ < ЛИТЕРАТУРЫ 1. Сравнительные * испытания герметичного компрессора ФГ-0,15 на фреоне-12 и неазеотропной смеси фреонов-12 и 143. — «Холодильная техника», 1974, № 6, с. 25—27. Авт.: В. И. Дмитриев, Е. Я. Файн- зильберг, И. М. Жикул, В. Г. Картофяну, Н. П. Третьяков, В. С. Майсоценко. 2. Plank R., KuprianoffJ. Gemische zweier Kaltemittel, «Die Kleinkaltemaschine», Berlin, 1960. 3. Кузнецов А. П. Смесь фреон-12 — фреон-143 — рабочее вещество малых холодильных машин. В сб. «Холодильная техника и технология», вып. 18, Киев, 1974, с. 19—24. ОТ РЕДАКЦИИ В статье рассмотрены только тепловые и энергетические показатели машин для бытовых холодильников. Необходимо подчеркнуть, что вопрос о допустимости и целесообразности применения новых холодильных агентов должен решаться также на основании тщательной проверки надеж-ности, долговечности и ряда других факторов.
ОБМЕН ОПЫТОМ УДК 621.565.945 Промежуточное оттаивание сухих оребренных воздухоохладителей Проф. Н. А. ГЕРАСИМОВ, Б. Н. МАЛЕВАННЫЙ, Ю. Д. РУМЯНЦЕВ, В. С. ИЛЬЯСОВ, С. И. БЕЛЯЕВ, Н. П. СУНДИЕВ Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Для холодильной обработки мяса все большее распространение как в СССР, так и за рубежом получают подвесные оребренные воздухоохладители. При холодильной обработке мяса естественные потери в единицу времени изменяются по экспоненте. За первые 4—5 ч от начала процесса охлаждения при интенсивной холодильной обработке с поверхности мяса испаряется 60— 65% а при замораживании мяса — 60—80% всей влаги, теряемой им за цикл холодильной обработки. Влага, осаждаясь на теплопередающей поверхности воздухоохладителей, образует слой инея, который создает, с одной стороны, дополнительное термическое сопротивление, а с другой — увеличивает аэродинамическое сопротивление, вследствие чего уменьшается количество воздуха, проходящего через воздухоохладители, и, следовательно, их холодопроизводительность. В производственных условиях исследовали возможность интенсификации процесса холодильной обработки мяса путем промежуточного оттаивания воздухоохладителей в тот момент, когда большая часть влаги из мяса уже испарится и осядет на батареях воздухоохладителей. Промежуточное оттаивание воздухоохладителей проводили в камере охлаждения емкостью 20 т, оборудованной тремя подвесными воздухоохладителями фирмы «Атлас» с шагом ореб- рения 10 мм и теплопередающей поверхностью 150 м2 каждый. Ребра батарей воздухоохладителей пластинчатые, оцинкованные, толщиной 0,4 мм. Работа воздухоохладителей и процесс оттаивания автоматизированы. Поддоны и сливные трубопроводы обогревались «горячими» парами аммиака. Технологическая схема испытаний приведена на рис. 1. Средняя скорость движения воздуха, выходящего из воздухоохладителя, и расход воздуха изменяются во времени в процессе холодильной обработки мяса. У воздухоохладителей камер охлаждения мяса в первые 1—2 ч скорость воздуха на выходе из воздухоохладителей, а следовательно, и расход увеличиваются на 5—7%. Это объясняется особенностью характеристики «расход — напор» многолопастных осевых вентиляторов. С ростом толщины инея и увеличением аэродинамического сопротивления расход воздуха уменьшается и к концу процесса становится в два раза меньше, чем в начале. С ростом толщины инея коэффициент теплопередачи, отнесенный к чистой поверхности воздухоохладителя, снижается. В камерах охлаждения мяса среднее значение коэффициента теплопередачи 10,4 Вт/(м2-К) к концу процесса становится равным 2,9 Вт/(м2-К). Уменьшение холодопроизводительности воздухоохладителей приводит к увеличению как продолжительности холодильной обработки, так и естественных потерь. Ш Рис. 1. Технологическая схема испытаний: Измерение: 1 — температуры кипения аммиака; 2 — 5 — температуры воздуха; 6,7 — температуры в центре бедра; 8, 9 — температуры поверхности бедра; 10—13 — скорости движения воздуха; 14, 15 — естественной убыли мяса; 16 — времени поступления воды. 46
/7 1 чо\ tl - 7T ^v Ti~ ¦-— V V * —* /Z7 /5" го 25 ч!,мин Рис. 2. Изменение температур в процессе проведения промежуточного оттаивания: / — хладагента на входе в батареи; 2 — то же, на выходе; 3 — поверхности бедра; 4 — воздуха в камере. Промежуточное оттаивание воздухоохладителей осуществлялось «горячими» парами аммиака давлением 0,4—0,5МПав течение 10—20 мин за счет полной автоматизации процесса. На рис. 2 приведены данные по изменению температур воздуха, хладагента и поверхности бедра полутуш в процессе проведения промежуточного оттаивания воздухоохладителей. Из рис. 2 видно, что температура поверхности бедра изменяется незначительно и быстро принимает прежнее значение при включении приборов охлаждения в работу. Повышение температуры воздуха обусловлено главным образом теплопритоком от мяса, так как вентиляторы воздухоохладителей не работают в период оттаивания, а слой инея оттаивается при ±0°С. Несмотря на повышение температуры воздуха в камере в период проведения промежуточного оттаивания, охлаждение мяса в этот период продолжается, так как температура воздуха остается ниже температуры поверхности продукта. На рис. 3 приведены данные для камер охлаждения мяса с применением промежуточного оттаивания и без него. Средняя скорость движения воздуха на выходе из воздухоохладителей, а следовательно, и расход воздуха выше при применении промежуточного оттаивания. Это приводит к увеличению не только холодо- Рис. 3. Зависимость расхода воздуха /, холодопроизво- дительности воздухоохладителей 2 и скорости воздуха на выходе из воздухоохладителей 3 от времени; а — без промежуточного оттаивания; б —- с оттаиванием. и°с 30 20 /О -10 j 1 1 1 / i 2 1 я 1 A \ 5 1 1 1 ^ T | ! 12 16 20 1?,ч Рис. 4. Изменение температур в процессе охлаждения: 1 — центр бедра; 2 — поверхность бедра; 3 — воздух в камере; ф — с промежуточным оттаиванием; © — без промежуточного оттаивания. производительности воздухоохладителей, но и кратности циркуляции воздуха и, следовательно, к повышению скорости движения воздуха в зоне охлаждаемого продукта. Рост холодопроизводительности воздухоохладителей при применении промежуточного оттаивания приводит, в первую очередь, к тому, что температура воздуха в камере снижается быстрее (рис. 4). Таким образом, вследствие проведения промежуточного оттаивания воздухоохладителей через 4—6 ч от начала холодильной обработки удается интенсифицировать процесс за счет понижения температуры воздуха и увеличения скорости его движения. При использовании для холодильной обработки мяса в полутушах подвесных воздухоохладителей с шагом оребрения порядка 10 мм (воздухоохладители ВОП-150, ВОП-75 и фирмы «Атлас») в целях интенсификации процесса необходимо проводить промежуточное оттаивание воздухоохладителей через 4—6 ч от начала холодильной обработки. За счет применения промежуточного оттаивания процесс охлаждения сократился с 22 до 16—17 ч. Необходимым условием является автоматизация процесса оттаивания, так как только в этом случае оттаивание происходит быстро и дает необходимый эффект. Данное предложение внедрено на холодильнике Вологодского мясокомбината и может быть использовано без изменений и дополнительных затрат на мясокомбинатах типа Вологодского (Полоцком, Волковысском, в Минеральных Водах и т. д.) 47
УДК 621.565.92.013 Ультразвуковая очистка деталей бытовых абсорбционных холодильников В. А. ЛИМАР Проектно-конструкторский технологический институт (г. Донецк) Надежность и долговечность работы бытовых абсорбционных холодильников диффузионного типа в значительной мере зависят от качества очистки внутренних поверхностей трубопроводов и аппаратов перед сборкой. Применявшаяся ранее технология очистки трубопроводов и аппаратов бытовых холодильников «Кузбасс», выполненных из труб диаметром 8—63 мм (толщина стенки 1,4—2,2 мм), включала следующие операции: обезжиривание, пескоструйную и химическую обработки трубчатых деталей аппаратов. При этом качество очистки не соответствовало требованиям технических условий. Применяемый на двух стадиях обработки растворитель — четыреххлористый углерод — весьма токсичен, а пескоструйная обработка вызывает повышенную запыленность воздуха, вторичное загрязнение деталей и приводит к образованию наклепа и утонению стенок в местах изгибов. Донецким ПКТИ разработаны и частично внедрены в производство технология и оборудование для ультразвуковой очистки поставляемых прямых труб, а также деталей аппаратов— змеевиков, конденсаторов, теплообменников и др. Ультразвуковой способ очистки деталей, широко применяемый в других отраслях промышленности, наиболее удовлетворяет требованиям современного производства к механизации и качеству обработки, позволяет исключить пескоструйную обработку и токсичные органические растворители. По разработанной технологии процесс очистки труб и деталей из них включает ультразвуковую очистку в щелочной среде, промывку в горячей и холодной воде, пассивирование в двух растворах, сушку и продувку инертным газом, например азотом. При ультразвуковой очистке в качестве моющего средства применяют 0,5—1%-ный водный раствор эмульгатора ОП-7 и 2%-ный раствор нитрита натрия. Рабочая температура 45—50°С. Пассивирова- 48 ние проводят в 10%-ном, а затем в 5%-ном водных растворах нитрита натрия при цеховой температуре. Детали сушат продувкой азотом. Линия очистки состоит из ультразвуковой ванны (модернизированная серийная ванна УЗВ-18), двух ванн для промывки, двух ванн для пассивирования, сушилки и баллона с азотом, снабженного понижающим редуктором. Для заполнения внутренних полостей деталей из труб рабочими жидкостями, прокачки их и выноса загрязнений к ваннам подключены насосы, которые можно применить и для циркуляции жидкостей. Выход насосов во всех ваннах выполнен в виде гибких шлангов с насадками, служащими для соединения насосов с входными штуцерами кассет с деталями. При обработке детали перемещаются по позициям в таре с помощью тельфера. Для принудительной прокачки растворов через все обрабатываемые детали последние монтируют в специальных кассетах, установленных в таре. Было испытано несколько вариантов тары и кассет. Наиболее удобными в эксплуатации и обеспечивающими лучшие условия для ультразвуковой и химической обработки оказались конструкции (см. рисунок), состоящие из корзин /, входящих в комплект ультразвуковой ванны, и сменных кассет 2. Кассеты выполнены Г-образной конструкции из труб с резиновыми патрубками 3 и со штуцерами. Число штуцеров в кассетах соответствует числу одновременно загружаемых деталей. Штуцер 4 кассеты входной. Патрубки изготовлены из отрезков мягкого резинового шланга такого диаметра, который позволяет легко сочленить их с деталями. Для всех деталей выполнено семь кассет описанной выше конструкции, отличающихся лишь числом и диаметром патрубков. Ультразвуковая ванна комплектуется стандартным генератором УЗГ-10У. Продолжительность каждой операции, в том числе и ультразвуковой очистки, колеблется от 30 с до 2 мин в зависимости от типа и числа загружаемых деталей и степени загрязнения их поверхностей, п Качество очистки деталей контролируется ви- Корзина с кассетой для ультразвуковой очистки деталей.
зуальным осмотром их внутренних поверхностей после резки, а также весовым анализом. Для оценки качества обработки деталей по новой технологии на стадии внедрения был проведен сравнительный весовой анализ количества взвешенных веществ, оставшихся на внутренних поверхностях наиболее сложных деталей — змеевиков абсорберов. Испытывали две партии деталей. При обработке с ультразвуком количество взвешенных частиц оказалось в среднем НОВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ A1) 413345 B1) 1632949/24-6 B2) 01.03.71 E1) F25b 15/04 E3) 621.575.3 G2) В. М. ШЛЕЙНИКОВ G1) Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности E4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА В АБСОРБЦИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ путем отвода теплоты абсорбции водой в нижней части абсорбера, а в верхней — крепким раствором, разделяемым на два потока, один из которых при температуре кипения подают на разделение в ректификационную колонну на уровне, превышающем ввод второго потока, отличающийся тем, что, с целью повышения теплового к. п. д. установки, при температуре начала кипения отбирают часть потока, подогревают ее слабым раствором, подаваемым из куба ректификационной колонны, а затем смешивают со вторым потоком перед вводом его (в ректификационную колонну. (И) 463435 B1) 1906685/28-13 B2) 13.04.73 E1) А 23ЬЗ/06; F25dl7/02 E3) 621.565.4 G2) В. А. РАДИОНОВ, Л. К. ХОХЛОВА, С. Н. ГЛИВЕНКО, И. Н. МОЛОДЦОВ, Ю.В.ТИМОФЕЕВ и В. М. ЧЕБОТАРЕВ E4) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ РЫБЫ, содержащее ванну для рыбоводной смеси и холодильную систему с охлаждающими приборами, размещенными в ванне, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения, охлаждающие приборы представляют собой вмонтированные в дно и стенки ванны трубчатые змеевики для циркуляции рабочего хладоносителя, а холодильная система содержит теплообменник для охлаждения рабочего хладоносителя и охладитель предварительного охлаждения воды перед поступлением ее в ванну, оборудованный внутренними перегородками со змеевико- выми каналами, подключенными к теплообменнику для прохождения рабочего хладоносителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения удобства выгрузки рыбы, ванна оснащена перфорированной трубчатой рамой для смыва стенок и дна, а последнее выполнено наклонным. |U! A1) 463840 B1) 1896947/29-14 B2) 27.03.73 E1) F24f3/14 E3) 697.932 G2) В. Е. РЕШЕТНИКОВ и А. Ф. РУ- НОВА E4) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА последовательным охлаждением воздуха в косвенно-испарительном теплообменнике с орошаемым вспомогательным в 2 раза меньше, чем при обработке без ультразвука. Заводские испытания выдержали все холодильники, комплектовавшиеся деталями, обработанными по новой технологии. Внедрение новой технологии позволило механизировать процесс, повысить качество очистки деталей, улучшить условия труда и повысить культуру производства. Годовой экономический эффект составляет 36 тыс. руб. потоком и в теплообменнике изоэнтальпического увлажнения с рециркуляционной системой орошения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения воздуха, вспомогательный поток теплообменника косвенно-испарительного охлаждения орошается водой рециркуляционной системой орошения изоэнтальпического теплообменника. A1) 463841 B1) 1811354/24-6 B2) 19.07.72 E1) F25b21/02; H01vl/28 E3) 537.32 G2) Е. А. КОЛЕНКО, М. Г. ВЕР- ДИЕВ и Б. И. ЗЕЛЬЦЕР G1) Ордена Ленина физико- технический институт им. А. Ф. Иоффе E4) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий теплоизолированную камеру с термоэлектрической батареей, холодные и горячие спаи которой снабжены индивидуальными тепловыми сифонами в виде холодного, обращенного в сторону камеры, и горячего, расположенного вне ее, контуров с испарителями и конденсаторами, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетической эффективности в режиме скважности, испаритель холодного и конденсатор горячего контуров снабжены соответственно аккумуляторами холода и тепла, работающими в противофазе. A1) 463806 B1) 1781221/24-6 B2) 05.05.72 E1) F04b49/10; F25b49/00 E3) 621.512 G2) А. И. КОМЕЙКО и Г. Е. ЗАВЕ ЛИОН G1) Одесское специализированное монтажно- наладочное управление Всесоюзного научно-исследовательского объединения «Пищепромавтоматика» E4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА, преимущественно холодильного, содержащее установленный в цилиндре подпружиненный нагнетательный клапан, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, в нагнетательной полости цилиндра выполнен кольцевой выступ, а в седле клапана — радиальное отверстие, в котором размещен подпружиненный палец, фиксирующий клапан при перепуске жидкости.
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ Книга о бытовых холодильниках Бытовые компрессионные холодильники. Б. С. Вейнберг, Л. Н. Вайн. М., «Пищевая промышленность», 1974# 242 с, тираж 150 000 экз., цена 95 коп. Доктор техн. наук В. Б. ЯКОБСОН Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности В Советском Союзе рост производства бытовых холодильников в последнее время составлял более 15% в год и их выпуск в 1973 г. достиг 5,5 млн. Эти цифры, приведенные в предисловии к рецензируемой книге, показывают, какое важное значение имеет рассматриваемая отрасль холодильного машиностроения. Несмотря на широкое развитие производства бытовых холодильников, известная нам научно-техническая литература на эту тему очень ограничена и носит преимущественно справочный характер. В наиболее известной, переведенной на ряд языков книге Р. Планка и И. Куприянова «Малые холодильные машины» описан ряд конструкций бытовых холодильников и их машин, но не приведены обобщенные данные и результаты экспериментальных исследований. Это относится и к другим иностранным книгам, рассматривающим бытовые холодильники. В Советском Союзе в последние годы вышли в свет книги «Ремонт домашних холодильников» A966 г.), «Справочная книга механика по ремонту домашних холодильников» A971 г.), «Бытовые холодильники» A974 г.), но все эти весьма полезные издания в основном предназначены для механиков. Поэтому появление рецензируемой книги, рассчитанной на инженерно-технических работников, обогащает техническую литературу по холодильным машинам и является весьма своевременным. Ценность данной работы еще и в том, что в последние годы происходит значительное изменение основных типов бытовых холодильников. Однокамерные шкафы с небольшим морозильным отделением внутри испарителя начинают заменяться двухкамерными (с самостоятельным низкотемпературным отделением, в котором поддерживается температура —12 или —18°С), емкость морозилок в новых моделях в ряде случаев больше всей емкости таких известных бытовых холодильников, как «Саратов» или «Север». В связи с этим коренным образом изменились конструкции современных бытовых холодильников и их технические характеристики. Один из авторов книги канд. техн. наук Б. С. Вейнберг около сорока лет назад участвовал в разработке первого отечественного бытового холодильника, а с начала шестидесятых годов являлся руководителем первой советской научно-исследовательской лаборатории бытовых холодильников. Данная книга, вышедшая в свет после его смерти, как бы подводит итог его плодотворной деятельности в этом направлении. Перейдем к более детальному рассмотрению содержания книги. В главах I—III анализируются пути развития, типы, конструкции и показатели качества бытовых холодильников. Представляется весьма поучительной история развития конструкций компрессионных бытовых холодильников, от моделей начала века, изготовлявшихся десятками штук в год, до современных конструкций, типичных для массового производства с его колоссальными масштабами. В книге впервые дана достаточно полная классификация бытовых холодильников, отражающая многообразие их типов. По этим разделам имеются некоторые замечания. Излагая историю бытовых холодильников любого типа, целесообразно было бы начать с холодильных шкафов с ледяным охлаждением, конструкции которых наложили свой отпечаток и на первые холодильники с машинным охлаждением. Следовало бы подчеркнуть, что в машине Одифрена, изобретенной в конце прошлого века, уже были заложены, хотя и на совершенно ином техническом уровне, основные идеи, к которым вернулись лишь спустя десятилетия,— применение герметичного компрессора и капиллярной трубки (с. 6). Вызывает некоторые возражения классификация бытовых холодильников по функциональному признаку (с. 21). В соответствии с традицией указано, что холодильники в основном разделяются на три категории: для краткосрочного, более длительного и длительного хранения замороженных продуктов. В соответствии с этой классификацией разделы главы II названы «Холодильники с одним испарителем для краткосрочного хранения замороженных продуктов» (с. 23) и «Холодильники с одним испарителем для длительного хранения замороженных продуктов» (с. 37). В действительности, основной функцией большинства бытовых холодильников является хранение охлажденных продуктов. Приведенные названия скорее подходят для бытовых морозильников. Не случайно в разделе «Хранение продуктов» (с. 260) главное внимание уделено охлажденным продуктам. Недостаточно освещены вопросы выбора тепловой изоляции шкафа. Вместо «показатели бытовых холодильников» (с. 82) точнее сказать «показатели качества». Приведенный перечень не полон, например, к показателям надежности относится также ремонтопригодность. Не ясен эстетический показатель «Взаимосвязь изделия со средой» (с. 83) и эргономический —«Соответствие (холодильника) зрительным психофизиологическим возможностям человека» (с. 84). К сожалению, поставлена задача рассмотреть только технико-эксплуатационные данные (с. 84). Приведенные данные представляют несомненный интерес. В частности, это относится к коэффициентам использования габаритного объема (рис. 39), площади пола (рис. 40) и удельному расходу энергии (рис. 45). В этом разделе, как нам кажется, было бы уместно подробнее осветить основные конструкции отечественных холодильников, их особенности, преимущества и недостатки . 50
Главы IV—VIII посвящены холодильным машинам, их основным элементам (компрессорам, теплообменным аппаратам, автоматическим приборам), тепловым балансам и расчету параметров работы машины при цикличной работе. В главе IV кратко рассмотрены конструкции холодильных машин (в книге они названы агрегатами). Свыше трех четвертей этой главы посвящено определению характеристик и режимов работы с помощью графоаналитических методов, базирующихся на многочисленных предположениях. В главе нет сообщений о том, что эти допущения подтверждены опытами. Этот раздел уступает остальным частям рецензируемой книги. В главе V изложена теория цикличной работы автоматической холодильной машины, разработанная Б. С. Вейн- бергом. На основе четко сформулированных физических положений им впервые в мировой технической литературе было предложено определение холодопроизводительности автоматической холодильной машины. В данной книге эта теория развита применительно к машинам бытовых холодильников, что представляет большой научный интерес. Конструктивные рекомендации в этих главах, к сожалению, почти не представлены. Исключение составляют номограммы для предварительного выбора размеров капиллярных трубок. Вызывает сомнение целесообразность перечня абстрактных пожеланий к встроенным электродвигателям (глава VIII). Так, желательность пуска на всех режимах и в любых условиях (с. 206) весьма проблематична — это может быть выполнено лишь при необоснованном увеличении размеров и стоимости двигателя, поэтому противоречит существующей практике. В главе IX рассматриваются системы оттаивания бытовых холодильников. Здесь приведены результаты интересных наблюдений над процессом образования инея и сделана попытка ввести энергетических характеристики процессов оттаивания. Вопрос весьма актуальный и представляет большой интерес, поскольку мало освещен в литературе. J В двух последних главах X и XI рассмотрены вопросы надежности и эксплуатации бытовых холодильников. Приведены интересные данные о распределении отказов элементов бытовых холодильников, указаны рекомендации по рациональным методам эксплуатации холодильников разных типов. Достоинством книги является также то, что она содержит сведения о современных тенденциях развития бытовых холодильников, отраженных в патентной и исследовательской литературе. Хорошо было бы указать, какие из новых идей практически реализуются, а какие еще не проверены. Так, преждевременно утверждать, что по шуму можно однозначно установить дефекты компрессора (с. 257), поскольку эта работа еще не закончена. К сожалению, список использованной литературы слишком краток и не дает возможности ознакомиться с исходными данными. Указанные недостатки не снижают ценности этой актуальной и полезной книги. Канд. техн. наук В. И. ДМИТРИЕВ Кишиневский политехнический институт им. С. Лазо Вышедшая в свет книга по бытовым компрессионным холодильникам рассчитана на широкий круг читателей — инженерно-технических работников, связанных с проектированием, производством и ремонтом бытовых х с л од и ль ников, студентов вузов и техникумов, специализирующихся в области холодильной техники. Актуальность предлагаемой книги вызвана растущим из года в год объемом выпуска бытовых холодильников и необходимостью улучшения их характеристик в целях удовлетворения растущих запросов массового потребителя. Материал книги достаточно полно отражает типы и конструкции бытовых холодильников, конструкции холодильных агрегатов и составляющих их элементов, вопросы автоматизации, изложен в логической последовательности, четко и доступно. По книге есть ряд замечаний. На с. 30—31 следовало бы указать, при каких условиях проводились испытания холодильника «Ока-3» (непрерывная или цикличная работа, коэффициент рабочего времени в случае цикличной работы). Нельзя согласиться с утверждением, что температурное поле в плюсовом отделении холодильника (рис. 15) при закрытом отверстии в поддоне довольно равномерно (температура изменяется от 6,0 до 12,2°С). Оно более неравномерно, чем при открытом отверстии в поддоне. На рис. 28 кривая 6 относится не к изменению температуры в плюсовой камере, а к изменению ее в центре низкотемпературной камеры. На с. 64—65 из-за отсутствия схемы холодильного агрегата трудно понять конструкцию двухкамерного холодильника с термоэлектрической батареей. Не совсем точно описан процесс фазовых превращений в испарителях двухкамерного холодильника при использовании в качестве рабочего вещества неазеотропных смесей хладагентов (с. 67). Следовало бы подчеркнуть (с. 85), что коэффициент использования габаритного объема ф увеличивается с возрастанием емкости в пределах одного класса или типа холодильника. Величина теплопроходимости шкафов сравниваемых холодильников зависит не только от геометрии шкафа, но и от коэффициента теплопередачи, определяемого, помимо всего прочего, температурой материалов изоляционной конструкции (с. 92). На с. 133 целесообразно было бы указать наряду с предложенными методами применение тепловой трубки для снижения температурного уровня высокотемпературных герметичных компрессоров. Ошибочно утверждение, что температуру кипения хладагента в испарителе можно повысить при увеличении коэффициента рабочего времени агрегата (с. 160). При описании функций теплообменника (с. 180) нужно привести и вторую выполняемую им задачу — переохлаждение жидкого хладагента, поступающего в капиллярную трубку. На с. 183 не сказано, для какого фреона построен график (рис. 97). Представленные на рис. 98 и 99 номограммы мало пригодны для расчета капиллярных трубок агрегатов бытовых холодильников, так как приведенные значения расходов хладагента не характерны для этих агрегатов. Существенным недостатком является то, что на литературу, приведенную в списке, нет ссылок в тексте. В тексте допущены опечатки. Так, вместо-т-г напеча- тано —г (с. 144), вместо 1,0 должно быть 0,1 МПа (с. 154), коэффициент теплопередачи назван коэффициентом теплопроводности (с. 161), талая вода — теплой водой (с. 220, рис. 116), на с. 165 напечатано «тепловых продуктов», правильно —«теплых продуктов». Указанные неточности не снижают полезности новой книги по бытовым холодильникам. 51
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА Новый международный словарь по холодильной науке и технике Международный институт холода подготовил к печати и выпускает в ближайшее время международный словарь по холодильной науке и технике на 7 языках: английском, французском, русском, немецком, испанском, итальянском и норвежском. Словарь включает 2400 специальных терминов. Определения терминов даются на английском и французском языках, на остальных языках термины приводятся без определений. Словарь охватывает следующие области: криология, теплофизика, термодинамика, тепло- и массоперенос, влажность, течение жидкости, производство холода, комлрес- НОВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ A1L66367 B1) 1921691/24-6 B2) 31.05.37 E1) F25b29/00; F25b7/00E3N21.577G2)A. И. ЛАВОЧНИК и А. А. АЮ- ПОВ G1) Ташкентский политехнический институт и Центральное конструкторское проектно-технологическое бюро Министерства мясной и молочной промышленности Уз- йркской ССР E4) ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА преимущественно для пастеризации и охлаждения молока, содержащая компрессионную холодильную машину, имеющую испаритель для производства ледяной воды, подогреватель горячей воды, направляемой на пастеризацию молока, подогреватель теплой воды, используемой для мытья технологического оборудования, и четырехсекционныи пастеризатор-охладитель, подключенный к испарителю и подогревателям, отличающаяся тем, что, с целью повышения температуры горячей воды, холодильная машина выполнена каскадного типа с испарителем-конденсатором между каскадами, нагнетательный патрубок компрессора верхнего каскада подключен к подогревателю горячей воды, а подогреватель теплой воды включен в линию связи компрессора нижнего каскада с испарителем-конденсатором. A1) 464766 B1) 1932576/24-6 B2) 15.06.73 E1) F25bl5/02 E3) 621.575 G2) В. В. МЕДВЕДЕВ G1) Украинский научно-исследовательский институт природных газов E4) АБСОРБЦИОННАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая генератор для выпаривания раствора, дефлегматор для очистки паров хладагента от паров абсорбен- соры, теплообменники, арматура, приборы регулирования и защиты, монтаж и эксплуатация холодильных установок, изоляция, холодильные камеры, холодильники, холодильный транспорт, методы и оборудование для охлаждения и замораживания, пищевые продукты и пищевая промышленность, сублимационная сушка, криобиология и криомедицина, кондиционирование воздуха, водный лед, различные применения холода в отраслях промышленности. Словарь состоит из двух частей: — первая часть включает сгруппированные по разделам термины на всех семи языках; каждый термин имеет свой номер; — вторая часть состоит из семи алфавитных указателей (на каждом из языков) со ссылками на первую часть. Словарь издается объемом 550 страниц, размером 210X Х270 мм, в переплете. Стоимость словаря 250 фр. франков. Примечание редакции: подписка на словарь осуществляется организациями через министерства и ведомства, в подчинении которых они находятся. та и конденсатор для сжижения очищенных паров хладагента, отличающаяся тем, что, с целью повышения компактности и надежности при эксплуатации, а также для обеспечения контактной очистки паров хладагента в дефлегматоре, конденсатор выполнен двухсекционным и одна из секций размещена над дефлегматором. A1) 464767 B1) 1955383/24-6 B2) 30.07.73 E1) F25M5/10; F25dll/02; F25dl3/04 E3) 621.575 G2) А. А. СОЛОМКО, Н. Ф. ФИТКЕВИЧ, В. М. ЭТИНГЕР и А. А. ЛАН- ДИС G1) Всесоюзный научно-исследовательский институт по электробытовым машинам и приборам E4) АБСОРБЦИОННЫЙ ДИФФУЗИОННЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, преимущественно для двухкамерного домашнего холодильника, содержащий термосифон для выпаривания и перекачивания крепкого раствора, конденсатор паров хладагента после термосифона, последовательно соединенные низко- и высокотемпературный испарители для производства холода, трубопровод для подачи жидкого хладагента из конденсатора в низкотемпературный испаритель, абсорбер для поглощения слабым раствором паров хладагента после испарителей, сборник крепкого раствора и теплообменник для бедной и богатой парогазовой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и получения холода пониженных температур, трубопровод бедной парогазовой смеси после теплообменника размещен внутри высоко- и низкотемпературного испарителей и при выходе из первого имеет отверстие для сообщения с его полостью, а трубопровод богатой парогазовой смеси после низкотемпературного испарителя имеет тепловой контакт с трубопроводом жидкого хладагента и другим концом подключен к линии связи теплообменника со сборником крепкого раствора. /VVV/VVN/VjOA/VVVVNA/V^^ 52
В СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СТРАНАХ Холодильная техника на Международной Лейпцигской весенней ярмарке 1975 г. Л. Д. АКИМОВА Лейпцигская весенняя ярмарка в марте 1975 г. проходила под знаком 30-й годовщины со дня Победы Советского Союза над гитлеровской Германией. Девиз ярмарки: «За открытую для всех стран мира торговлю и технический прогресс» наглядно подтвердился тем, что в ней приняли участие более 9000 экспонентов из 60 стран. Выставка охватила 21 отрасль техники и 18 отраслей потребительских товаров. Советский Союз был представлен обширной выставкой, включившей около 6000 экспонатов от 700 предприятий, в том числе изделия электротехники, электроники, станкостроения и сельскохозяйственного машиностроения, которые СССР производит в рамках специализации производства для всех стран — членов СЭВ. ГДР, как страна — учредитель ярмарки, представила свое полное экспортное предложение, в котором приняло участие более 4000 внешнеторговых организаций и промышленных предприятий. Среди них внешнеторговое предприятие «Технокоммерц», значительную долю в экспорте которого составляет продукция вентиляционной и холодильной техники. Одним из постоянных экспонентов холодильного оборудования на Лейпцигской весенней ярмарке является предприятие «ФЕБ Машинен-унд Ап- паратенбау Шкойдитц». Представленные этим предприятием холодильные компрессоры Н2-112/17- 109/2 и НЗ-80-104/5 входят в типовой ряд компрессоров с часовым объемом, описанным поршнями, от 56 до 112 м3/ч (80—112 м2/ч — одноступенчатые; 56— 80 м3/ч — двухступенчатые). Холодопроизводительность при /0=—15°Си /К=30°С компрессора Н2- 112/17-109/2 на фреоне-22 составляет 37,5 тыс. ккал/ч, компрессора Н-3-80- 104/5 на фреоне-12—18,5 тыс. ккал/ч; диаметр поршня — соответственно 80 и 70 мм, ход 60 мм; масса 270 и 165 кг. Компрессоры этого ряда предназначены для работы в установках промышленного, торгового и транспортного назначения, а также в системах кондиционирования воздуха. Они могут поставляться как в открытом (НЗ), так и в бессальниковом исполнении (Н2). Компрессоры имеют по четыре цилиндра. Расположение цилиндров V-образное. При двухступенчатой компоновке компрессоров три цилиндра используются в качестве ступени н. д. и один цилиндр — в качестве ступени в. д. Головки блоков цилиндров изготовляются из высококачественного чугуна; охлаждение головок блоков воздушное. Надежная смазка вращающихся деталей компрессора обеспечивается благодаря низкому расположению шестереночного насоса. Применяемое в компрессорах масло (XD 12-18, КМЗЗ) очищается механическими и магнитными фильтрами, установленными со стороны всасывания и нагнетания масляного насоса. Компрессоры комплектуются встроенными электродвигателями мощностью 7,5; 10 и 17 кВт, частотой вращения 1450 об/мин. Электродвигатели охлаждаются всасываемым паром или обдуваются снаружи воздухом. Рис. 1. Холодильный компрессорный агрегат с воздушным охлаждением типа DH2.
Почти у всех компрессоров типового ряда предусмотрено регулирование холодопроизводительности в пределах 25—100% путем отжатия пластин всасывающих клапанов. Большим преимуществом этих компрессоров является то, что более 90% их узлов унифицированы, а следовательно, взаимозаменяемы. Демонстрировавшийся на ярмарке холодильный компрессорный агрегат DH2-28-058/1 принадлежит к типовому ряду усовершенствованных агрегатов с воздушным охлаждением DH2-10— 28 м3/ч, предназначенных для работы на фреоне-12 и фреоне-22. Эти агрегаты применяются на холодильниках пищевой промышленности, сельского хозяйства, торговли, в системах кондиционирования воздуха. Холодопроизводительность агрегата DH2-28-058/1 на фреоне-12 (при /0=_15СС и fK=30°C) 5300 ккал/ч; масса 157 кг. Все узлы холодильных агрегатов типа DH2 (рис. 1) — поршневой бессальниковый компрессор 1 типового ряда Н2 (с часовым объемом 10, 14, 20 и 28 м3/ч, частотой вращения 2900 об/мин), конденсатор с воздушным охлаждением 2, ресивер 3, приборная доска 4 (с реле давления масла и реле высокого давления) смонтированы на раме 5, которая расположена на четырех виброизоляторах. Небольшая масса G0—193 кг) и малые вибрации позволяют устанавливать агрегаты без фундамента. На рис. 2 показан круглый ребристый воздухоохладитель, который применяется в стационарных и передвижных холодильных камерах для охлаждения и хранения скоропортящихся продуктов. Воздухоохладитель, [состоящий из алюминиевых труб с накатанными ребрами (шаг 10 мм), имеет встроенный вентилятор, поддон для талой воды, терморегулирующий вентиль. Ребристые трубы защищены от коррозии. Стальные части, кроме вентилятора, оцинкованы. Кожух имеет лакокрасочное покрытие. В качестве хладагента используется фреон-12. Коэффициент теплопередачи при непокрытом инеем испарителе 20 ккал/(ч-м2-°С). Технические характеристики воздухоохладителя приведены в табл. 1. Предприятие «ФЕБ Машинен-унд Аппаратенбау Шкойдитц» показало также автономные кондиционеры KST 063 и KST100 непосредственного охлаждения нового типового ряда и кондиционеры типа KGS [1]. В зависимости от условий применения кондиционеры типа KST могут поставляться с водяными или воздушными конденсаторами. Применение агрегатного принципа позволяет компоновать кондиционеры с теплообменниками, комнатными увлажнителями, с электрическим отоплением. Мощность привода вентилятора с трехступенчатым переключением частоты вращения у кондиционеров типа KST составляет 300—320 В-А. Кондиционеры KST063 и KST100 устанавливаются в кондиционируемом помещении. Температура воздуха регулируется в диапазоне от 15 до 2б°С, относительная влажность в пределах 50—60%. Технические характеристики кондиционеров типа KST приведены в табл. 2. Предприятие «ФЕБ Машинен-фаб- рик Галле» экспонировало водоохла- дительный агрегат KWS 180-lhR, холодильные агрегаты Z-KSA440-90 и Z-KSA400/600-45 и поршневой бессальниковый компрессор типа 5VV8/ 200-2 серии 5. Водоохладительные агрегаты типа KWS применяются в основном в установках комфортного и промышленного кондиционирования воздуха и там, где по условиям производства требуется холодная вода. Теплообменники агрегатов представляют собой компактные кожухо- трубные аппараты с латунными тру- Рис. 2. Круглый ребристый воздухоохладитель: 1 — поверхность охлаждения из ребристых труб; 2 — отвод талей воды; 3 ¦— поддон талой воды. бами. Крышки для входа воды в конденсатор съемные. Хладагент (фреон-22) кипит внутри труб. В агрегатах применяется свежая и оборотная вода. Температура охлаждающей конденсатор воды на входе может быть в пределах 25—30°С, на выходе соответственно 30—35°С. Температура холодной воды на входе от 7 до 20°С, на выходе соответственно от 3 до 15°С. Максимально допустимая температура конденсации 50°С. Номинальная холодопроизводительность представленного на ярмарке водоохладительного агрегата KWS 180- lhR в режиме оборотного охлаждения 180 тыс. ккал/ч. В агрегате применен бессальниковый компрессор 2VV/100-69 с автоматическим регулированием производительности. Максимально допустимое давление всасывания 15 кгс/см2, нагнетания 23 кгс/см2. Масса агрегата 1920 кг. Аммиачный холодильный агрегат Z-KSA400/600-45 рассчитан на двухступенчатый режим работы. Область температур кипения от —25 до —47°С. Таблица 1 О) Я ПО- хлаж go л л Ч Н к о «g « 5 8&« 5,0 6,3 8,0 i и со к о « О. м *е^ йЛ,; сРии »*&•, о «? 7 se + xgl I! 960 1300 1700 к щени СО СО и о н ев К Н Ч в 2 в в k$z »5 v*° Zr и о 1400 1350 1350 ельнс при 2 ч о р*, . 2 ^н «я со П ВО о и • р. « egg 1550 1900 1900 о о. m * ? к ? ч В* И со о 5 0,060 0,090 0,090 s S о, н со S со В п 840 1080 1080 я S со о о 3 РЗ 380 380 380 Си в о о СО 2 38 50 56 Таблица 2 Конденсатор Воздушный Водяной Тип кондиционера KST063 KST100 KST063 KST100 Максимальная производительность, ккал/ч 1800 3500 2000 3700 Производительность по воздуху, м3/ч 800 1180 800 1180 „Габаритные размеры, мм ширина 1445 1695 1355 1605 8 2 со 700 в о ^со 5 к 320 СО CJ о СО 165 190 125 145 54 16
Агрегат полностью монтируется на заводе. На фундаментной раме из фасонной стали установлены компрессоры 2W6/100-11 (ступень н. д.) и 2V4/100-11 (ступень в. д.) с электродвигателем мощностью 45 кВт, который непосредственно соединен с обоими компрессорами, маслоотделители с автоматическим возвратом масла (по одному для стороны н. д. и стороны в. д.), компактный кожухотруб- ный конденсатор, промежуточный охладитель, горизонтальный ресивер, аммиачный циркуляционный центробежный насос. Холодопроизводительность агрегата Z-KSA400/600-45 при t0= — 30°C и ^К=+35°С составляет 58000 ккал/ч; при *о=— 45°С и /К=+35°С — 23000 ккал/ч. Максимальная температура конденсации 40°С. Допустимое рабочее давление всасывания 12 кгс/см2, нагнетания 16 кгс/см2. Масса агрегата 3200 кг. Рефрижераторные суда были представлены на ярмарке макетами рыбо- добывающего и морозильного судна типа «Атлантик-Супертраулер» и рефрижераторного судна типа «Поляр». Холодоснабжение трюмов и морозильных аппаратов на этих судах осуществляется холодильными винтовыми компрессорными агрегатами, натурные образцы которых экспонировались на ярмарке предприятием «ФЕБ Кюль- аутомат». Демонстрировался весь типовой ряд винтовых компрессорных агрегатов S3-450, S3-900, S3-1800 и S3-2500 [2, 3]. Предприятие «ФЕБ Машинен-фаб- рик Нема» представило климатические испытательные камеры типовой серии 3031, климатермокамеру КТК800, термобарокамеру TBV2000. Диапазон температур, создаваемый в камере КТК800 от —70 до +90°С, в камере TBV2000 от —70 до + 120°С, объем полезного пространства соответственно 865 и 2000 дм3, расход охлаждающей воды при температуре входящей воды 15°С — 0,8 м3/ч. Хладагенты— фреон-22 и фреон-13. Золотой медали Лейпцигской весенней ярмарки 1975 г. удостоена климатермосветокамера KTLK2000 (рис. 3), предназначенная для научных исследований по физиологии растений, быстрой селекции новых сортов и т. д. Камера состоит из следующих блоков: полезного объема, блоков освещения, кондиционирования и электроуправления. Полезное пространство камеры ограничено изолированными элементами легкой конструкции, обшивка которых с обеих сторон покрыта твердой фольгой ПВХ и пароизоляцией. В пол камеры встроены насадки из хромникелевой стали с воздухо- направляющими устройствами. У задней стенки размещены два вентилятора, за ними теплообменники для осушки воздуха смесью из дистиллированной Техническая характеристика камеры KTLK2000 Температура в полезном пространстве, °С без освещения с освещением Скорость движения воздуха, м/с Максимальный расход охлаждающей воды при температуре воды на входе 15° С, м3/ч Освещенность, лк Уровень звуковой мощности, дБА Установочная мощность, кВт Полезная емкость, м3 Размеры полезного пространства, мм глубина ширина высота Общая масса, кг -10-т-+40(±0,5-г±1°С) 0-М0 0,10; 0,16; 0,25 до 50 000 80 52 18,2 4250 2050 2075 6500 воды и антифриза. С правой стороны установлен парогенератор, служащий для увлажнения воздуха. Воздух в свободном пространстве движется снизу вверх. Блок освещения, расположенный над блоком полезного объема, состоит из галоидных ламп, ламп общего пользования и фильтров. Б л о к ко н ди ци о н и р о в а к и я, в к л ю - чающий холодильный агрегат (на фреоне-12), аппараты, регулирующие приборы, может быть размещен в целях снижения шума отдельно от камеры. Регулирование всех параметров воздуха осуществляется автоматически. Новую типовую серию напольных и настольных фризеров для изготовления и продажи мягкого мороженого в магазинах, кафе, ресторанах, барах показало предприятие «ФЕБ Кель- тетехник Нидерсаксверфен». Наличие двух морозильных цилиндров непосредственного охлаждения с мешалками позволяет предложить покупателю два вида мороженого с высокой степенью взбитости — до 80%. Фризеры комплектуются встроенными холодильными герметичными компрессорами (фреон-12). На рис. 4 показан фризер EFII/1. Технические характеристики фризеров приведены в табл. 3. Объединение «Монсатор» демонстрировало торговые холодильные шкафы Гренланд G60.1 для хранения в торговой сети охлажденных продуктов и морозильные лари Гренланд GGLT для замороженных продуктов. Путем незначительных конструктивных изменений внутри охлаждаемо- Рис. 3. Климатермосветокамера KTLK2000. Рис. 4. Фризер EFII/1 для изготовления мягкого мороженого. 55
го объема созданы модификации шкафа G60.1 различного назначения: К, F — для мяса, мясных . и колбасных изделий (рис. 5, а); Fe — для различных напитков в бутылках; В —для пирожных; ВК — для консервированной крови. ШкафйбОЛВК оборудован вращающимися тарелками (с ячейками для емкостей), расположенными на пяти ярусах. Каждый ярус вмещает 28 емкостей по 500 мл каждая. Таблица 3 Тип фризера EFIbar EFII/1 EFIIL/1 Производительность, кг/ч 6,5 20,0 20,0 Емкость сборника, л 5 2x5 2x5 Производительность холодильного агрегата, ккал/ч 425 1850 1850 Установочная мощность, кВт 1,12 3,1 2,7 Габаритные размеры, мм к Я ее 480 540 590 Я я о, я а 650 640 640 03 Н о 3 и 570 520 1420 Рис. 5. Торговый холодильный шкафвбОЛК (о) и G60.1S (б). Интересно решение шкафа G60.1S (рис. 5, б), который предназначен для интернатов, общежитий, отелей. Внутренний объем разделен на 10 запирающихся отделений емкостью брутто 50 л каждое. Корпус торговых шкафов Грен- ланд G60.1 выполнен из листовой стали с электростатически напыленным слоем лака. Изоляция — вспененный пенопласт. Шкафы G60.1 обслуживаются холодильным герметичным компрессорным агрегатом DK1.0 N145,2-1,8 К, работающим на фреоне-12. Среднегодовое потребление электроэнергии составляет в зависимости от назначения шкафа от 1,8 до 2,2 кВт-ч/сутки. Испаритель потолочный ребристый. Оттаивание с программным управлением и испарением талой воды. При температуре окружающей среды 16— 32°С температура в охлаждаемом объеме поддерживается в пределах 2—6°С (в шкафу для охлаждения крови 2— 5°С, для напитков 2—12°С). В зависимости от назначения шкафов температура в охлаждаемом объеме регулируется или электронным регулятором мгновенного, действия (шкаф для консервирования крови), или камерным термостатом (шкаф для бутылок), или термостатом испарителя (все остальные шкафы). Емкость шкафов G60.1 575 л. Габаритные размеры: ширина 800 мм, высота 1900 мм (у шкафов для консервированной крови 2070 мм), глубина 665 мм; масса ПО кг. Шкафы Гренланд G60.1 отмечены золотой медалью Лейпцигской весенней ярмарки 1975 г. Морозильные лари Гренланд GGLT представляют собой полностью герметизированные емкости с открывающейся крышкой. Регулирование температуры и переключение на любой режим (хранение, замораживание, оттаивание) осуществляются с помощью кнопок на панели, размещенной спереди ларя. Ларь GGLT55 для замораживания и хранения замороженных продуктов состоит из секции хранения, рассчитанной на поддержание температуры —18°С и морозильного отделения — на —27°С (маркирован четырьмя звездочками). Общая емкость ларя 530 л, секции хранения 440 л и морозильного отделения 90 л. Производительность — 30 кг замороженных продуктов в сутки.' Среднегодовой расход электроэнергии 3,9 кВт-ч/сутки. Габаритные размеры: ширина 1600 мм, высота 964 мм, глубина 830 мм; масса 131 кг. Ларь GGLT20 предназначен для хранения замороженных продуктов при —18°С. Емкость ларя 192 л. Среднегодовой расход электроэнергии 2,0 кВт-ч/сутки. Габаритные размеры: ширина 1000 мм, высота 975, глубина 720 мм; масса 67 кг. Объединение «Монсатор» представило также выпускаемые им шесть типоразмеров бытовых холодильников (Н130, Н135, Н170, Н185 емкостью от 130 до 185 л) и морозильников (Н70ТК и Н115ТК емкостью 70 и 120 л), которые можно встраивать в кухонную мебель и объединять (морозильники и холодильники) в любом со- 56
щщщд вшпппд вшшпш I- 707К ш HI 70 четании (рис. 6) благодаря тому, что все шкафы имеют одинаковую ширину E50 мм) и глубину F00 мм) и различаются лишь высотой (от 570 до 1053 мм). Лейпцигская весенняя ярмарка 1975 г. убедительно показала успехи развития социалистической экономической интеграции стран —членов СЭВ, результаты их совместного планирования, исследования, производства, в частности, в области холодильной техники. Н70ТК Н185 \еИШ!ШШ Рис. 6. Различные сочетания типов бытовых холодильников (одна звездочка означает температуру в морозильном отделении —6°С; две —12°С; четыре зведочки — замораживание при —29°С и хранение при;— 18°С). S3 НПО I УшйЩяпуБа НЦ5ТК ЛИТЕРАТУРА 1. Карпис Е. Е. Шкафные кондиционеры, изготовляемые в ГДР. — «Холодильная техника», 1971, № 12, с. 50—52. 2. И о н о в А. Г., К а н А. В., Петров В. М. Винтовые компрессорные агрегаты на морозильных судах типа «Прометей». — «Холодильная техника», 1975, № 1, с. 11—15. 3. К р е й м е р Н. Г., Л о т о ш Ю. П. Испытание холодильных винтовых компрессорных агрегатов завода «Кюльаутомат» (ГДР) и рекомендации по их эксплуатации. — «Холодильная техника», 1975, № 5, с. 16—19. -ЛАЛ/\ЛЛ/\ААЛА/\ЛАА/\/\/\/\/\ЛЛААЛ^^ НОВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ A1) 464768 B1) 1919770/24-6 B2) 23.05.73 E1) F25M9/02; F25d7/00 E3) 621.565.82 G2) Е. С. ПЛАТУНОВ, С. Е. БУРАВОЙ и Н. Ф. ИВЧЕНКО G1) Ленинградский институт точной механики и оптики E4) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ИСТОЧНИКА, содержащая емкость для жидкого хладагента, подключенную при помощи насоса к эжектору для подачи хладагента на охлаждаемую зону источника, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, емкость выполнена в виде конденсационного теплообменника и охлаждаемая зона источника размещена внутри нее и снабжена каналами для хладагента, включенными в линию связи насоса с эжектором для подсоса последним с помощью пара, образованного в каналах, жидкого хладагента из емкости. A1) 464770 B1) 1947638/24-6 B2) 19.07.73 E1) F25b43/02; F16n39/04 E3) 621.57.049.2 G2) М. И. МАКУШИН; Б. С. СУЛЕЙМАНОВ и В. А. ЦИЛЬКО G1) Херсонский ордена Ленина хлопчатобумажный комбинат E4) МАСЛООЧИСТИТЕЛЬ, преимущественно для отделения масла от растворенного хладагента, содержащий сосуд со штуцером для ввода загрязненного масла и с патрубками для вывода чистого масла и образующихся при нагреве паров хладагента отличающийся тем, что, с целью обеспечения очистки масла в установках большой производительности, к сосуду подключена по паровому и жидкостному пространствам расположенная под ним емкость, снабженная насосом, включенным в контур циркуляции масла, к которому после насоса подсоединена циркуляционная линия для возврата масла через вентиль в жидкостное пространство емкости. (И) 464817 B1) 1748774/28-13 B2) 15.02.72 E1) G01n33/12 E3) 637.513.7:664.944 G2) А. М. БРАЖНИКОВ, А. И. ВАСИЛЬЕВ, Э. И. КАУХЧЕШВИЛИ, Н. Д. МАЛОВА и Д. И. ОЗИРНАЯ G1) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности E4) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МЯСОПРОДУКТОВ ПРИ КОНСЕРВИРОВАНИИ ХОЛОДОМ, отличающийся тем, что, с целью обеспечения объективности анализа, исследуемый образец продукта подвергают двукратному замораживанию в одинаковых условиях с промежуточным размораживанием до первоначальной температуры образца, затем определяют разность между продолжительностью первичного и вторичного замораживания, полученную разность относят к продолжительности первичного замораживания, а об изменении качественных показателей судят по полученной величине. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение разности продолжительности первичного и вторичного замораживания производят по достижении в центре образца температуры выше криоскопической, преимущественно при -f-l°C. 57
новости ИНОСТРАННОЙ ТЕХНИКИ УДК 681.2:621.564.22.001.2 Методы и приборы для определения концентрации аммиака в воздухе производственных помещений Доктор техн. наук В. Ф. ЛЕБЕДЕВ, Л. И. АНДРУЩЕНКО Производственная необходимость использования токсичных и взрывоопасных газов во многих отраслях промышленности, в том числе и холодильной, связана с определенной степенью вероятности случайных их утечек. Широкое применение аммиака в холодильных установках средней и большой холодопроизводительности требует обязательного и систематического контроля производственной воздушной среды, а следовательно, наличия чувствительных и, по возможности, избирательных газоанализаторов. Этому вопросу уделяется большое внимание как в нашей стране, так и за рубежом. В данной статье анализируются основные достижения в этой области зарубежных стран. Зарубежные фирмы выпускают большое число технических средств обнаружения газов, которые по измеряемому диапазону могут быть использованы для сигнализации о предельно допустимой взрывобезопасной концентрации (ПДВК), а также для измерения и регистрации предельно допустимой концентрации (ПДК). Для контроля и сигнализации о ПДВК используются тепловые, термохимические и оптико-акустические (инфракрасного поглощения) газоанализаторы. Тепловые газоанализаторы выпускаются многими фирмами. Их конструкции различаются лишь второстепенными деталями. Принцип действия тепловых газоанализаторов основан на измерении теплопроводности газовоздушной смеси, которая изменяется в зависимости от концентрации анализируемого компонента. Фирма «Гартман и Браун» (ФРГ) выпускает газоанализаторы этого типа серии «Кальдос» [1]. В приборах используется схема измерительного моста постоянного тока. Чувствительные элементы Rt и R3 являются рабочими плечами моста и омываются анализируемой газовой смесью. Два других плеча моста R2 и Ru представляют собой чувствительные элементы, омываемые газом определенного состава или воздухом (рис. 1). Выпускаемые для обнаружения аммиака приборы градуируются на следующие диапазоны измерения концентрации: наименьший 0—1 и наибольший 0—100% об. Газоанализаторы, основанные на измерении теплопроводности, сравнительно просты, нетребовательны в эксплуатации и надежно работают в производственных условиях. К недостаткам относятся необходимость индивидуальной градуировки, даже если это касается приборов одной производственной серии, а также зависимость показаний приборов от колебаний, концентраций сопутствующих газов. Большую группу приборов для автоматического анализа воздуха составляют термохимические газоанализаторы. Их действие основано на измерении полезного теплового эффекта реакции окисления (горения) определяемого компонента в присутствии катализатора. Различают два типа термохимических газоанализаторов, основанных на реакции горения. К первому относятся газоанализаторы, в которых каталитическое окисление определяемого компонента происходит на твердом гранулированном катализаторе. Теп* ловой эффект реакции измеряется термочувствительным элементом, помещаемым в катализатор. Ко второму типу относятся газоанализаторы, в которых горение определяемого компонента происходит на каталитически активной платиновой нити, являющейся одновременно термочувствительным элементом. Газоанализаторы первого типа обычно применяются для определения малых концентраций (от 0,01 до 0,1 мг/л), а второго типа — для определения сравнительно больших концентраций, достигающих нескольких объемных процентов. Фирма «Зигер» (Англия) разработала гамму аппаратуры «Гэсаларм», обеспечивающей быстрое и надежное обнаружение взрывоопасных и токсичных газов [2]. Аппаратура снабжается стандартными термохимическими датчиками с диффузионной подачей анализируемого газа в реакционную камеру. Для зон с повышенной взрывоопасностью используются датчики моделей 726 и 770, а для неопасных зон — модель 800. Сигнал датчика усиливается в блоке управления, в котором размещены электронные схемы и средства сигнализации. Блок управления может быть откалиброван для различных групп воспламеняющихся газов. Он обеспечивает подачу как звукового, так и визуального сигнала тревоги. Диапазон измеряемых концентраций аммиака от 0 Рис. 1. Схема измерительного моста постоянного тока газоанализаторов, основанных на принципе 'измерения теплопроводности. 58
до—0,7 мг/л. Порог чувствительности — 10% от измеряемого диапазона. Фирма «Зигер» выпускает как одноканальные блоки контроля и сигнализации — модели 1550, 1810, так и многоканальные системы обнаружения — модели 1300, 1400 (рис. 2). Недостаток термохимических анализаторов газа — постепенное изменение активности катализатора, что требует периодического контроля. Свойство двухатомных и многоатомных газов поглощать инфракрасное излучение в характерных для них участках спектра положено в основу работы инфракрасных газоанализаторов. Обладая рядом положительных качеств, в частности непрерывностью и полной автоматизацией процесса измерения, быстродействием и унификацией конструкции, инфракрасные газоанализаторы занимают важное место в практике контроля воздушной среды. Большинство приборов зарубежных фирм, например «Урас 1», «Урас 2», «Лира», «Бекман» [1—4] основано на симметричной двухканальной оптической системе непосредственного отсчета (рис. 3). Потоки инфракрасных лучей от излучателей 1, 2 проходят одновременно через рабочую 3 и сравнительную 4 камеры. Сравнительная камера заполняется азотом, не поглощающим инфракрасные лучи. Через рабочую камеру протекает анализируемая газовая смесь. Если смесь обладает свойством поглощения инфракрасного излучения, то световые потоки, выходящие из обеих камер, имеют различную интенсивность. Оригинальность принципа селективного измерения в этих приборах состоит в том, что разность интенсивностей излучений определяется не болометрами или фотоэлементами, а с помощью приемника излучения 5, заполненного анализируемым газом. Приемник состоит из двух газонепроницаемых, равных по объему камер б и 7, разделенных металлической мембраной 8 и заполненных смесью из измеряемого газа и аргона. При наличии в анализируемой смеси ^аза, которым заполнен приемник, возникает разница в излучении, которая вызывает соответствующую разность_ температур и давлений в камерах приемника излучения. Прогиб мембраны и связанное с ним изменение емкости конденсатора пропорционально разности давлений в камерах 6 и 7, а следовательно, и концентрации определяемого компонента. Для устранения помех и упрощения усилителя оба потока прерываются в одной и той же фазе обтюратором 9 с частотой 6,25 Гц. Полученное таким образом переменное напряжение в приемнике усиливается и подается на вторичный прибор. Диапазоны измеряемых концентраций аммиака (% об.) инфракрасными газоанализаторами приведены в таблице. 5 6 2 3 ''г о Рис. 3. Блок-схема инфракрасного анализатора «Урас» Прибор «Урас 1» «Урас 2» «Лира» (модель 300) «Бекман» (модель 864) Диапазон измерения, % об. наименьший 0—0,1 0—0,1 0—0,3; 0—1 0—2 наибольший 0—100 0—100 0-5 0—10 Для контроля ПДК аммиака в воздухе производственных помещений при наличии в них обслуживающего персонала применяются кондуктометрические и ионизационные газоанализаторы. Кондуктометрические газоанализаторы основаны на измерении электропроводности раствора, прореагировавшего с анализируемым газом. Приборы, разработанные на этом принципе, просты и надежны в работе. В газоанализаторе «Ионофлюкс» фирмы «Гартман и Браун» [5] (рис. 4) анализируемый газ подается в реакционную ячейку i, где соприкасается с раствором электролита, протекающего с постоянной скоростью. Реакция анализируемого компонента с раствором электролита протекает в трубке 2. Часть раствора с неабсорбированным газом отводится в сливную трубку 3, а другой поток раствора проходит через измерительную ячейку 4. Рис. 2. Многоканальный прибор для контроля загазованности воздуха взрывоопасными газами фирмы «Зигер» (модель 1300). Рис. 4. Схема кондуктомет- рического газоанализатора «Ионофлюкс» фирмы «Гартман и Браун». 59
Анализатор питается электрическим током от сети через трансформатор. Проводимость раствора перед реакцией и после нее измеряется дифференциальным методом с помощью сравнительных 5 и измерительных 6 электродов. Разность обоих значений проводимости пропорциональна концентрации анализируемого компонента. Приборы, предназначенные для анализа аммиака, выпускаются на следующие диапазоны: наименьший 0—5Х X Ю-2 и наибольший 0—10 мг/л. В ГДР народным предприятием «Юнкалор» разработан прибор «Дуктолит» [5], основанный на описанном выше принципе. При анализе аммиака прибор имеет диапазоны: наименьший 0—1,4Х X 10— 2 и наибольший 0—4 мг/л. Фирма «Востхофф» (ФРГ) выпускает три лабораторных газоанализатора «Ультрагаз», предназначенных для непрерывного определения концентрации аммиака и других токсичных газов на кондуктометрическом принципе [6]. Для использования в производственных условиях фирма выпускает газоанализатор типа «Микрогаз» с теми же диапазонами измерения концентрации аммиака, что и в приборах для лабораторных целей: наименьший 0—1,4 .10—б и наибольший 0—1,0 мг/л. Определение микродоз газа может быть осуществлено с помощью ионизационного анализатора «Биллион-Эйр», выпускаемого фирмой «МСА» (США) [7]. Прибор основан на следующем принципе. Электрический потенциал, приложенный к электродам ионизационной камеры со встроенным источником а-излучения, вызывает движение ионного тока. Появление некоторых частиц или аэрозолей внутри ионизационной камеры уменьшает подвижность и увеличивает скорость рекомбинации ионов. Мерой концентрации является величина ионного тока. Для превращения анализируемого газа в аэрозоль применяются соответствующие реагенты. В случае определения концентрации аммиака прибор имеет следующие рабочие диапазоны: наименьший 0—3,4 .10—б и наибольший 0—3,4 .10—2 мг/л. Представляет интерес обнаружение газовых примесей с помощью техники ядер конденсации [8]. Метод обнаружения состоит в том, что газовую смесь, содержащую исследуемый газ, смешивают с другим газом или паром, реагирующим с анализируемым газом. При смешении образуется новое вещество, обладающее более низким давлением насыщенного пара, чем исходные вещества. В этом случае в результате химической реакции газообразных веществ в объеме образуется пересыщенный пар и мельчайшие аэрозольные частицы (ядра конденсации). Для определения концентраций аммиака и аминов используется кислотно-основная реакция типа HCl-j-NH3, которая приводит к образованию очень тонко диспергированного хлористого аммония NH4C1, частицы которого являются ядрами конденсации. Концентрация измеряется счетчиками, созданными на основе камеры Вильсона, в которой происходит укрупнение ядер конденсации за счет конденсации на них пересыщенных водяных паров. Чувствительность описанного метода применительно к определению концентрации аммиака достигает пределов от 0,1 до 0,0001 м. д.*, или от 7- 10~б до 7-10~8 мг/л, и, по-видимому, является наиболее высокой по сравнению с другими существующими методами. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Analysatoren und Mefwertgeber fur Gase und Flussigkeiten. — «Hartman and Br aim», 1969. 2. J. Si S. Sieger Ltd, 1970. 3. Beckman Instruments, Inc. (USA), Bulletin 4129— A. 4. I n f г а г о t - analysegerat «Lira modell 300». «MSA», 1970. 5. Borgwardt A. Casanalysen-Messtechnik, VEB Ver- lag Technik, Berlin, 1964. 6. Gasanalyse mit Wosthoff-Messgeraten: «Wost- hoff», 1969. 7. X а г и в а р а Т. - «Нэнрё оёби нэнсё», 1971, т. 38, № 12, с. 1217—1220. 8. Патенты США №3117841, 1960; №3503711, 1965; № 3522431, 1967; № 3578410, 1968. * 1 м. д. A миллионная доля) — концентрация, при которой на 106 молекул анализируемой газовой смеси приходится одна молекула примеси. AA/VVVVVVVVVVVVV^^ УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ! Не забудьте продолжить подписку на второе полугодие на ежемесячный научно-технический и производственный журнал «Холодильная техника». Журнал распространяется только по подписке. Подписка принимается без ограничений в пунктах подлиски «Союзпечать», на почтамтах, в узлах и отделениях связи, а также общественными распространителями печати на предприятиях, в учреждениях и учебных заведениях. Периодичность — 12 номеров в год. Объем номера — 4 печатных листа F4 страницы). Подписная цена: на 6 месяцев — 3 руб. Цена отдельного номера — 50 коп. 60
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ УДК 621.565.945 Подвесной аммиачный воздухоохладитель ВОГ-230 М. Н. РОМАНОВ, В. Н. ЛОМАКИН, Г. Н. ЛАТИНАГ К. И. ПЕНСКАЯ Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности В настоящее время в практике проектирования холодильников, как за рубежом, так и в Советском Союзе все большее распространение получает воздушная система охлаждения камер, имеющая ряд существенных преимуществ по сравнению с батарейной. При этом в качестве охлаждающих приборов используют подвесные воздухоохладители. Подвесные воздухоохладители не занимают полезного грузового объема камер, равномерно распределяют воздух по всему объему, компактны и имеют относительно высокие удельные весовые характеристики. В мясной и пищевой промышленности широкое распространение получили созданные во ВНИХИ подвесные воздухоохладители ВОП-50, ВОП-75, ВОП-100, ВОП-150, производство которых налажено в системе Минмясомолпро- ма СССР. Однако выпускаемые воздухоохладители не могут удовлетворить полностью всех нужд промышленности. Интенсификация процессов охлаждения и замораживания мяса потребовала создания конструкции воздухоохладителя с большей поверхностью охлаждения, с устройством для оттаивания инея с поверхности. ВНИХИ разработал конструкцию воздухоохладителя ВОГ-230 (рис. 1), который удобно размещается в камерах охлаждения и замораживания мяса с ложным потолком над подвесными путями. Воздухоохладитель работает как в насосной, так и в безнасосной схеме с непосредственным кипением аммиака. Хладагент может подаваться в воздухоохладитель сверху или снизу. Интенсивный теплосъем с поверхности воздухоохладителя осуществляется за счет циркуляции воздуха, создаваемой осевым вентилятором с горизонтально расположенной осью вращения. Воздухоохладитель ВОГ-230 состоит из четырех испарительных батарей, вентилятора, диффузора, оросителя и поддона для сбора и отвода талой воды. Для создания направленного потока воздуха в холодильной камере воздухоохладитель имеет ограждение. С торцевых сторон он обшит листовым алюминием. Сверху и снизу воздухоохладителя расположены поддоны, с боковой стороны — диффузор с вентилятором. Испарительная батарея состоит из четырех оребренных секций, соединенных с помощью рамки из уголков. Рамки служат для присоединения диффузора, а также крепления нижних батарей к верхним, поддона и верхних батарей к швеллерам, которые служат конструктивными элементами для крепления воздухоохладителя к потолку холодильной камеры. Каждая секция испарительной батареи имеет пластинчатые ребра и 12 стальных труб. Плотный контакт ребер с трубками секции создан отбортовкой кромок отверстий в ребрах и горячей оцинковкой всей поверхности батареи. Свободные концы трубок от каждой секции, внизу и вверху, объединены коллекторами. Верхняя и нижняя батареи, расположенные первыми по ходу движения воздуха, состоят из 8 секций с шагом ребер 17,5 мм, две следующие — из 8 секций с шагом ребер 13,4 мм. Воздухоохладитель ВОГ-230 оснащен одним осевым вентилятором ЦАГИ серии УК-2М № 8 с восемью лопастями, угол установки которых 20°. Лопастное колесо закреплено непосредственно на валу электродвигателя с горизонтальной осью вращения. Электродвигатель АО 2-41-4ВМС — влагоморозостойкий. Вентилятор крепится к швеллерам воздухоохладителя, кожух вентилятора соединен с оребренной частью воздухоохладителя с помощью диффузора. Над испарительными батареями расположен ороситель, являющийся частью верхней обшивки воздухоохладителя и имеющий перфорированное днище. К крышкам оросителя прикреплено орошающее устройство, с помощью которого подается вода, необходимая для снятия инея с поверхности воздухоохладителя. Оно состоит из подводящей трубы и перфорированных трубок. Вода при оттаивании воздухоохладителя собирается в поддоне, выполненном из алюминиевого листа и имеющем снаружи изоляцию из пенополистерола. Из поддона вода отводится через патрубок, который присоединен к сливному трубопроводу. Техническая характеристика подвесного воздухоохладителя ВОГ-230 Рис. 1. Общий вид воздухоохладителя. Поверхность охлаждения, м2 Шаг оребрения, мм Тип вентилятора Диаметр рабочего колеса, мм Производительность, м3/ч Тип электродвигателя 230 17,5 13,4 Осевой 800 16 900 АО 2-41-4ВМС 61
SO /55 воздух W§\ \7- Ф Рис. 2, Основные размеры воздухоохладителя ВОГ-230. Частота вращения электродвигателя вентилятора, об/мин Мощность электродвигателя, кВт Теплосъем с поверхности воздухоохладителя при разности температур 10 °С, ккал/(ч-м2) Мощность трубчатых электронагревателей для оттаивания инея и обогрева поддона, кВт Габаритные^размеры, мм длина ширина высота Масса, кг 1500 4 100—120 25 2900 1910 1220 1426 Основные размеры воздухоохладителя ВОГ-230 приведены на рис. 2. Процесс охлаждения в холодильной камере с использованием воздухоохладителя ВОГ-230 осуществляется при интенсивной циркуляции воздуха. Забор и нагнетание воздуха производятся через отверстия, образованные ложным потолком и стенами. Теплый воздух всасывается из камеры вентилятором и продувается потоком через испарительные батареи. Охлажденный воздух из батареи вы- брасывается в камеру. Регулярное удаление инея с поверхности охлаждения обеспечивает нормальную работу воздухоохладителя. Для снятия инея с воздухоохладителя предусмотрены различные виды оттаивания, а именно: горячими парами аммиака, электрическим обогревом с одновременным орошением поверхности водой или горячими парами аммиака с орошением водой. В качестве нагревателей в батареях установлены ТЭНы. Они размещены на батареях в трубках, заделанных жестко в ребро. Для ускорения освоения заводами-изготовителями воздухоохладителя ВОГ-230 при проработке конструкции полностью унифицирована секция батарей с ранее используемой в подвесных воздухоохладителях типа ВОП. Это позволит заводам, выпускающим воздухоохладители типа ВОП, изготавливать воздухоохладители поверхностью теплообмена 230 м2, максимально используя имеющуюся технологическую оснастку. В настоящее время воздухоохладители ВОГ-230 серийно выпускаются Алма-Атинским опытным ремонтно- механическим заводом и Вильнюсским монтажно-наладоч- ным управлением треста «Союзмясомолмонтаж».
РЕФЕРАТЫ УДК 621.565.59:637.1 Теплонасосная установка для пастеризации и охлаждения молока. ДАНИЛОВ Р. Л., ДЕДКОВА Г. А. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Описан опытный образец теплонасосной установки производительностью 1000 л/ч для пастеризации и охлаждения молока, с помощью которой можно получать горячую воду (85°С) для пастеризации молока, теплую E0°С) для санитарно-гигиенических и технологических нужд и ледяную A°С) для охлаждения молока. Иллюстраций 2. УДК 621.574:536.48 Установка для комплексного производства тепла и холода. АЮПОВ А. А. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Разработана и исследована установка, позволяющая отказаться на ряде химических и пищевых предприятий, одновременно потребляющих тепло и холод, от строительства котельных, сжигания топлива в них и сопутствующего ему выброса вредных газов в атмосферу, а также от расходов пресной воды. Узлы установки и протекающие в ней процессы изучены на математической модели, а затем на пилотной и промышленной установках. Экспериментальные данные хорошо согласуются с параметрами, полученными на математической модели. Установка защищена авторским свидетельством на изобретение и внедрена на Пскентском молочном заводе. Экономическая эффективность — 6,4 руб. на 1 т перерабатываемого молока. Список литературы—5. названий. Иллюстраций 4. УДК 621.177 Влияние охлаждения паров аммиака, нагнетаемых холодильным компрессором, на эффективность маслоо,тделения. КРЕЙМЕР Н. Г., МЕДНИКОВА Н. М., ПЫТ- ЧЕНКО В. П. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Рассмотрено влияние температуры на верхний предел теоретической эффективности маслоотделителя механического действия. Предел связан с присутствием паровой фазы масла в потоке аммиака на входе в аппарат. Указаны температурные границы, выше которых целесообразно применять охлаждение паров аммиака на входе в маслоотделитель механического типа. Таблиц 2. Иллюстраций 2. УДК 621.57.041 Оценка технического уровня и оптимизация малых холодильных компрессоров и агрегатов. ЯКОБСОН В. Б. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Выбор оптимальных конструкций малых холодильных машин зависит от области их применения, технологии и объема производства. В случаях, когда не может быть использован критерий экономической эффективности, оптимизацию следует производить по комплексному показателю качества компрессора или агрегата, определяющему их технический уровень. В статье охарактеризованы основные (единичные и групповые) показатели качества изделий, в том числе назначение, надежность, технологичность, экономические, а также комплексный показатель качества. Список литературы — 4 названия. Иллюстраций 1. УДК 621.565.5 Камера с динамической изоляцией на холодильнике в г. Волхове. КОШКИН И. Н., СТУКАЛЕНКО А. К., ТОМЕНКО Ю. Г., ШЕСТАКОВ Б. В., НАДИЕВ С. С, АРХАРОВА Т. И. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Новая система охлаждения с применением динамической изоляции создает условия для усовершенствования различных типов холодильных машин. При ее применении возможно сокращение в 1,5—1,7 раза поверхности приборов охлаждения, на 6—7%— расхода энергии, а также естественной убыли продуктов при их хранении в камере. Список литературы — 6 названий. Иллюстраций 4. УДК 662.998:621.565:621.565.92 Применение газонаполненной теплоизоляции в бытовых и промышленных холодильниках. ЧУМАК И. Г., ДЕХ- ТЯРЕВ В. Л., ВОРОНКОВ С. Т., БЫКОВ В. Н., ПОГОНЦЕВ В. Г., ВОЙТЕНКО Л. Г. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Приведены результаты разработок тепловой изоляции с заполнением пор малотеплопроводным газом и эластичной оболочкой. Представлена расчетная формула для определения коэффициента теплопроводности газонаполненной тепловой изоляции. Ее применение снижает коэффициент теплопроводности более чем в 2 раза и повышает полезный объем бытовых холодильников на 25%. Предлагается использование изоляции в различных типах холодильников. Таблиц!. Список литературы— 7 названий. Иллюстраций 4. УДК 628.84:624.123.44 Система кондиционирования воздуха на рыбоморозильных траулерах типа «Прометей». ИОНОВ А. Г., КУДРЯВЦЕВ Г. В., ЛИТВИНОВ А. Д. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Описана система кондиционирования воздуха на рыбоморозильных траулерах типа «Прометей», строящихся в настоящее время в ГДР. Приведены особенности автоматизации холодильной установки и системы кондиционирования воздуха с использованием новых бесконтактных логических элементов «Транслог» и «Уналог» производства ГДР. Даны практические результаты эксплуатации этой системы на первых судах серии. Иллюстраций 4. УДК 628.84.575 Сравнительный анализ энергетической эффективности шахтных передвижных кондиционеров с электрическими и пневматическими приводами. БОЙКО В. А., ЦЕЙТЛИН Ю. А., СКРЫПНИКОВ В. Б. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Приведены аналитические зависимости для расчета коэффициентов полезного действия шахтных передвижных кондиционеров с электрическими и пневматическими приводами с учетом условий эксплуатации установок в горных выработках. Рассчитаны значения реальных величин к. п. д. по результатам экспериментальных исследований. Указаны причины различия к. п. д. установок с электрическими и пневматическими приводами и пути повышения последних. Список литературы — 4 названия. УДК 621.565.945 Метод расчета процессов тепловлажностной обработки воздуха в поверхностных воздухоохладителях. ; [ВЯЛЫЙ Б. И., СТЕПАНОВ А. В. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Предложен метод расчета поверхностных воздухоохладителей, питаемых холодной водой, который учитывает основные особенности протекающих в них процессов тепло- и массообмена. Предлагаемый метод может быть применен для определения расчетным путем на ЭЦВМ оптимальных конструктивных параметров теплообменной поверхности, статических и динамических характеристик воздухоохладителей. Таблиц 1. Список литературы — 4 названия. Иллюстраций 2. S3
УДК 637.54.037.5 Пути интенсификации замораживания тушек птицы. СЕ- РЕДКИНА. А., СИТНИКОВ А Т. И., ЧЕРЕПОВ В. А. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Описаны способы интенсификации замораживания мяса птицы на предприятиях птицеперерабатывающей промышленности. Освещен опыт переоборудования и эксплуатации воздухоохладителей скороморозильных аппаратов на Усть-Лабинском птицекомбинате. Список литературы — 3 названия. Иллюстраций 3. УДК 664.8.004.4:661.94 Хранение пищевых продуктов с применением озона. КО- ЛОДЯЗНАЯ В. С, СУПОНИНА Т. А. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Рассматриваются вопросы применения озона при холодильном хранении картофеля и охлажденного говяжьего мяса. Озон в концентрации от 10 до 20 мг/м3 ингибирует жизнедеятельность микроорганизмов и увеличивает в связи с этим сроки хранения пищевых продуктов. Приведены режимы озонирования при хранении данных продуктов. Таблиц 1. Список литературы — 7 названий. УДК 621.565.943 Воздушное охлаждение камер хранения наиболее перспективно. ЧИЖОВ Г. Б., ВЕРЕЩАГИН В. А. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Высказывается критическое суждение о системах охлаждения камер хранения мороженых грузов оребренными и панельными батареями, хотя последние создают благоприятные режимы хранения, когда нет значительных внутренних тепло притоков. Теплозащитная рубашка и динамическая изоляция камер пока еще не оценены по экономическим характеристикам. Наиболее перспективной является, по-видимому, система воздушного охлаждения камер хранения мороженых грузов, но энергозатраты при ее применении могут быть больше, чем для тихого батарейного охлаждения камер. Список литературы — 7 названий. УДК 621.57.041-213.3.001.4 К вопросу о применении смесей фреонов в малых холодильных машинах. КУЗНЕЦОВ А. П., ЧЕРТОК В. Д., ОВЧАРУК В. С. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Приведены результаты сравнительных испытаний герметичного компрессора ФГ-0,14 B5 с-1) при работе на фрео- нах-12, 22, 143, азеотропной смеси фреонов-22 и 115 (фреон-502) и неазеотропной смеси фреонов-12 и 143 с концентрациями по низкокипящему компоненту 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 кг/кг при температурах конденсации 30°С и кипения —43°С-ь—8°С. Список j литературы — 3 названия. Иллюстраций 3. УДК 621.565.945 Промежуточное оттаивание сухих оребренных воздухоохладителей. ГЕРАСИМОВ Н. А., МАЛЕВАННЫЙ Б. Н., РУМЯНЦЕВ Ю. Д., ИЛЬЯСОВ B.C., БЕЛЯЕВ С. И., СУНДИЕВ Н. П. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Приведены результаты производственных испытаний процесса промежуточного оттаивания сухих оребренных подвесных воздухоохладителей фирмы «Атлас», установленных в камере охлаждения Вологодского мясокомбината. Промежуточное оттаивание проводят до завершения процесса охлаждения мяса (по мере роста слоя инея на поверхности воздухоохладителя). Применение этого способа позволяет сократить продолжительность процесса охлаждения и снизить естественные потери мяса. Иллюстраций 4. УДК 621.565.92.013 Ультразвуковая очистка деталей бытовых абсорбционных холодильников. ЛИМАР В. А. «Холодильная техника» , 1975, № 6. Донецким ПКТИ разработана и внедрена технология ультразвуковой очистки деталей аппаратов бытовых абсорбционных холодильников. Новая технология позволила исключить применение высокотоксичного и дорогостоящего растворителя — четыреххлор истого углерода, механизировать процесс, повысить качество очистки деталей, улучшить условия труда. Иллюстраций 1. На первой странице обложки: Холодильный агрегат МАК-30РЭ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: доктор техн. наук В. Ф. Лебедев (главный редактор), Д. Г. Рютов (зам. главного редактора), Л. Д. Акимова (зам. главного редактора), Н. Д. Абрамов, Е. М. Агарев, А. В. Быков, П. В. Васильев, И. М. Гиндлин, доктор техн. наук, проф. А. А. Гоголин, И. М. Калнинь, А. В. Кан, доктор техн. наук, проф. Э. И. Ка- ухчешвили, Н. П. Коновалов, М. М. Позин, А. Н. Сергиенко, доктор техн. наук, проф. Г. Б. Чижов, М. М. Шаповаленко, доктор техн. наук, проф. А. П. Шеффер, доктор техн. наук В. Б. Якобсон. Адрес редакции: 125 422, Москва, А-422, ул. Костякова, 12 Телефон 216—86—73 Технический редактор Н. Н. Зиновьева Издательство «Пищевая промышленность» Рукописи не возвращаются Т—08723. Сдано в набор 30/IV 1975 г. Подписано в печать 29/V 1975 г. Объем 4 печ. л. Усл.-печ. л. 6,72 Уч.-изд. л. 7,48 Формат 84X1087i6. Тираж 17010 экз. Заказ 873. Цена 50 коп. Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, г. Чехов Московской области