Холодильное оборудование

 

1.2 Системы  охлаждения холодильных камер

 

Для отвода тепла из охлаждаемых  камер холодильника используют три  различные системы: непосредственное рассольное и воздушное охлаждение. Нередко используют и комбинированное, т. е. смешанное охлаждение, при котором  охлаждение камеры осуществляется одновременно двумя или тремя перечисленными методами.

НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

В этой системе охлаждения жидкий хладагент из конденсатора, пройдя регулирующий вентиль, поступает  непосредственно в испарительные  батареи, расположенные в охлаждаемых  помещениях. За счет тепла окружающего воздуха хладагент кипит и тем самым охлаждает его. Пары хладагента из батарей отсасываются компрессором.

В зависимости от того, каким образом подается жидкий хладагент  в испарительные батареи, системы  непосредственного охлаждения подразделяются на безнасосные и насосные.

В безнасосных системах жидкость поступает в батареи  под действием разности давлений конденсации и кипения холодильного агента. В насосных она подается специальными насосами. Почти все  аммиачные холодильные установки непосредственного охлаждения, применяемые на предприятиях торговли и общественного питания, являются безнасосными. Насосные системы используют на крупных холодильниках.

Различают насосные системы  с нижней подачей хладагента и  с верхней. При нижней подаче требуется больше хладагента для заполнения системы и хуже отводится масло из испарителей, чем при верхней подаче. Поэтому большее применение находят насосные системы с верхней подачей хладагента.

Чтобы производить оттаивание снеговой шубы в системах непосредственного охлаждения, предусматривают дренажный ресивер и трубопровод для подачи в оттаиваемые приборы горячих паров хладагента.

Батареи непосредственного  охлаждения (или испарители) для  аммиачных установок изготавливают  из стальных труб диаметром 57x3,5 или 38x2,5 мм. Чаще рекомендуют трубы диаметром 38x2,5 мм. Хладоновые батареи делают из медных труб диаметром 18x1 мм.

Стальные трубы в  стыках сваривают, а медные — сшивают. Для увеличения теплопередающей  поверхности батарей почти все  они изготавливаются с оребрением. Аммиачные батареи иногда делают без оребрения, из гладких труб. Располагают батареи в камерах у стен или под потолком. Поэтому различают настенные и потолочные батареи.

Аммиачные настенные  батареи рекомендуется делать однорядными, а потолочные — двухрядными. Хладоновые испарительные батареи, как настенные, так и потолочные, делают обычно двухрядными.

К преимуществам непосредственного  охлаждения относятся:

простота конструкции холодильной установки,

интенсивное охлаждение камер, которое начинается сразу после пуска компрессора;

возможность получения  более высоких температур кипения  по сравнению с другими способами  охлаждения.

Поэтому в эксплуатации система непосредственного охлаждения более выгодна (особенно для камер  с низкими температурами) для хранения замороженных продуктов.

К недостаткам системы  непосредственного охлаждения относятся: опасность проникновения в охлаждаемые  помещения холодильного агента, запах  которого может передаваться продуктам, повышенная опасность в пожарном отношении при работе с горючими хладагентами, трудность регулирования работы компрессора, особенно при наличии нескольких камер с различными температурами охлаждения.

РАССОЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

При рассольном охлаждении понижение температуры воздуха  в камерах достигается благодаря теплообмену между воздухом и холодным рассолом, циркулирующим в батареях, расположенных у стен или под потолком. Рассол, в свою очередь, охлаждается в специальном резервуаре, в котором установлен испаритель непосредственного охлаждения. Циркуляция рассола в батареях осуществляется насосами. Рассол в этой системе охлаждения играет роль промежуточного теплоносителя, т. е. служит передатчиком тепла от воздуха камер к хладагенту в испарителе.

Преимущества рассольного  охлаждения заключаются в том, что:

исключается возможность  проникновения хладагента в камеры из испарителей, так как все его  трубопроводы и он сам находятся  в машинном отделении,

путем дозировки потока холодного рассола, направляемого  в камеру, достигается простота регулирования  температуры воздуха в отдельных камерах.

Однако по сравнению  с системами непосредственного  охлаждения требуется дополнительное оборудование — резервуар для  рассола, насос, трубопроводы большого диаметра, а чтобы разместить все  оборудование, требуется большая  площадь для машинного отделения. При рассольном охлаждении используется компрессор большей холодопроизводительности, так как при наличии теплоносителя (рассола) хладагент должен кипеть при более низкой температуре. При этом снижается как холодопроизводительность, так и экономичность работы системы. Больше расходуется энергии на передачу холода.

ВОЗДУШНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

При воздушном охлаждении в камеры поступает воздух, охлаждаемый  в специальных аппаратах —  воздухоохладителях. Охлаждая камеры, воздух отепляется и увлажняется. Проходя через воздухоохладитель, он вновь охлаждается и частично осушается.

Воздухоохладители бывают сухие и мокрые. В сухом воздухоохладителе  воздух охлаждается вследствие соприкосновения  с сухой поверхностью батарей (с  кипящим хладагентом или холодным рассолом).

В мокрых воздухоохладителях воздух охлаждается путем непосредственного  контакта с разбрызгиваемым холодным рассолом или холодной водой.

В настоящее время  применяют в основном сухие воздухоохладители, главным образом непосредственного охлаждения.

Воздушное охлаждение является весьма перспективным как для  термической обработки продуктов (охлаждения и замораживания), так  и для их хранения. Его основные достоинства:

побудительная циркуляция воздуха, благодаря которой интенсифицируется  теплообмен между ним и продуктами;

возможность предварительного охлаждения и осушения наружного  воздуха, подаваемого в камеры для  вентиляции;

большая возможность, чем  при батарейном охлаждении, регулирования  температуры и влажности воздуха  в камерах;

равномерность распределения температуры воздуха по всему объему камеры.

К недостаткам воздушного охлаждения относятся: большая усушка продуктов, увеличенный расход электроэнергии за счет применения вентиляторов.

 

1.3 Конструкция и виды торгового холодильного оборудования

 

Конструктивно все виды торгового холодильного оборудования имеют много общего. Основной несущей  конструкцией является металлический  каркас различной, в зависимости  от назначения оборудования, конфигурации. С внешней и внутренней стороны  он облицован пластиком, стеклом либо стальными листами, покрытыми синтетической эмалью. В качестве технологических декоративных элементов могут использоваться:

нержавеющая сталь,

цветной слоистый пластик;

алюминиевый профиль;

стекло (плоское, гнутое, цветное);

зеркала.

Стенки и дверцы торгового  холодильного оборудования имеют многослойную конструкцию. За внешними отделочными  материалами следует гидроизоляционная  прослойка (пергамин, пергаментная бумага, полиэтиленовая пленка и др.), теплоизоляционный  слой (пенопласт, мипора, стекловата, шлаковата, пенополистирол).

После теплоизоляционного слоя вновь проложена гидроизоляционная  прокладка и далее следует  внутренняя отделка охлаждаемого пространства. Поскольку внутренняя поверхность  охлаждаемых камер может соприкасаться  с продуктами, она должна быть выполнена из нейтральных не коррозирующих материалов (нержавеющая сталь, пищевой алюминий, эмалированная сталь).

Для более эффективного использования внутреннего охлаждаемого объема шкафы, прилавки, витрины, камеры оборудуют стеллажами, полками, кассетами, кронштейнами, изготовленными из тех же нейтральных материалов.

ХОЛОДИЛЬНЫЕ И МОРОЗИЛЬНЫЕ  КАМЕРЫ

Холодильные и морозильные  камеры использует широкий круг потребителей — от небольших предприятий до огромных складских комплексов, нуждающихся в создании специальных условий хранения.

По своему назначению, устройству и правилам эксплуатации такие камеры аналогичны маленьким  стационарным холодильникам.

Ниже приводится расчет потребности в стационарных холодильных  камерах.

Расчет потребной охлаждаемой площади. Величина потребной охлаждаемой площади, прежде всего, зависит от количества скоропортящихся продуктов, подлежащих хранению, т. е. от размера товарных запасов. Максимальные товарные запасы определяют по формуле:

 

 

Где G — максимальный товарный запас, кг;

g — среднедневной  товарооборот, тыс. руб.;

t — срок хранения, дни;

р — средняя цена за 1 кг, руб.

Товарные запасы для  конкретных предприятий рассчитывают с учетом частоты завоза продуктов. Зная количество скоропортящихся товаров, подлежащих хранению в холодильных камерах, можно определить потребную охлаждаемую площадь двумя методами: по нормам нагрузки на 1 м2 (ориентировочный расчет) и по размерам тары и оборудования, предназначенных для хранения продуктов.

В обоих случаях вначале определяют грузовую площадь, предназначенную для хранения продуктов, затем общую площадь камер, включая площадь прохода и проездов. Расчет охлаждаемой площади по каждой товарной группе в отдельности можно выразить формулой:

 

 

Где G — максимальный товарный запас, кг;

N — норма нагрузки  на 1 м2 площади пола, кг/м2;

К — коэффициент перевода грузовой площади в общую.

Скоропортящиеся продовольственные  товары группируют по камерам с учетом требований товарного соседства. Площадь  камеры определяют суммированием расчетных площадей товаров, которые должны в ней храниться.

Более точным является расчет охлаждаемой площади по габаритам  складского оборудования и тары, в  которых хранятся товары. При этом требуется соблюдение всех условий  хранения и размещения товаров. Для расчета, кроме количества сырья, способа и высоты складирования товаров, необходимо определить емкость и размеры тары.

Расчет охлаждаемой  площади при штабельном хранении товаров в таре прямоугольной  формы проводят по формуле:

 

 

Где G — максимальный товарный запас, кг;

а, b — длина и ширина тары, м,

с — емкость единицы  тары, кг;

n — число единиц  тары по высоте штабеля, шт.

Для тары с круглым  основанием формула примет вид:

 

 

Где D — диаметр круглой тары в наиболее широкой части, м.

По площади, необходимой для размещения товаров в таре, подбирают тип и количество немеханического складского оборудования, площадь которых и составляет потребную грузовую охлаждаемую площадь. Общую площадь определяют умножением на соответствующий коэффициент.

Расчет холодильных установок. Холодопроизводительность машины должна быть достаточной для поддержания в холодильных камерах заданных температурных режимов и отвода теплопритоков. Расчет потребной холодопроизводительности машины начинают с определения суммы всех теплопритоков по каждой камере в отдельности, а затем по холодильнику в целом (калорический расчет).

Общая сумма теплопритоков  включает следующие теплопритоки:

поступающие через ограждения с наружным вентиляционным воздухом;

вносимые с продуктами и тарой;

за счет открывания дверей, пребывания людей в камерах, нагрева ламп освещения.

Определив сумму теплопритоков, выбирают охлаждающую систему —  непосредственного или рассольного  охлаждения. Непосредственное охлаждение испарительными батареями, в которых  происходит кипение хладагента, имеет более широкое распространение благодаря большей экономичности, меньшей громоздкости оборудования и возможности автоматизации процессов охлаждения.

Однако в некоторых  случаях вместо системы непосредственного  охлаждения целесообразно применять рассольную систему охлаждения, например, при большом удалении холодильных камер от машинного отделения при необходимости обеспечения стабильного температурного режима и если правилами техники безопасности запрещается применять непосредственное охлаждение.

Затраты на установку  и эксплуатацию рассольной системы  охлаждения оправдывают себя в крупных  холодильниках с количеством  камер более четырех и потребной  холодопроизводительностью машин  не менее 13 900 Вт или 12 000 ккал/ч (с учетом переводного коэффициента 1 Вт = = 0,86 ккал/ч).

Расчет холодильной  установки непосредственного охлаждения начинают с группировки холодильных  камер с примерно одинаковыми  температурными режимами и величинами теплопритоков. При этом учитывают, что на две - четыре камеры с равными условиями хранения приходится одна холодильная машина.