холодильная установка с использованием естественного холода для ферм

Формула изобретения

Холодильная установка с использованием естественного холода для молочных ферм, содержащая теплообменник, устанавливаемый на открытом воздухе охладитель хладоносителя, выполненный в виде открытого сверху резервуара, в верхней части которого установлен подающий трубопровод, на одном конце которого расположен один или несколько распылителей хладоносителя, а другой конец соединен с теплообменником, отводящий трубопровод соединен с насосом, установленным в производственном помещении, отличающаяся тем, что в нижней части охладителя хладоносителя на его наружной поверхности установлена приемная камера в виде емкости и отводящий трубопровод подсоединенный к ней, а после насоса через вентили он соединен с теплообменником и водоотводящей системой фермы, при этом выше приемной камеры установлена сливная труба, а подающий трубопровод через вентиль соединен с системой водоснабжения фермы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охлаждения сельскохозяйственных продуктов, в частности молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других пищевых продуктов.

Известны устройства для охлаждения и хранения молока и других жидких пищевых продуктов, содержащие резервуар и теплоизолированный корпус (см., например, Ковалев Ю.Н. Молочное оборудование для животноводческих ферм и комплексов. М.: Россельхозиздат, 1980, с.206...209). Недостатком этих устройств являются большие затраты энергии на охлаждение молока.

Известна также установка для охлаждения молока (авт. св. СССР 1124167, F 25 D 1/00, Бюллетень изобретений 42, 1984), содержащая теплообменник, охладитель хладоносителя, систему трубопроводов, вентилей, насос.

Наиболее близким к данному изобретению является SU 1762817 A1, где представлена холодильная установка с использованием естественного холода для молочных ферм, содержащая теплообменник, устанавливаемый на открытом воздухе, охладитель хладоносителя, выполненный в виде открытого сверху резервуара, в верхней части которого установлен подающий трубопровод, на одном конце расположен один или несколько распылителей хладоносителя, а другой конец соединен с теплообменником, отводящий трубопровод соединен с насосом, установленным в производственном помещении, в котором расположен также расширительный бак, соединенный трубопроводом с резервуаром, расположенным на открытом воздухе.

Недостатком этой установки является ее высокая металлоемкость и низкая хладопроизводительность особенно в районах при околонулевых температурах наружного воздуха и недостаточное время эффективной работы в годовом цикле.

Все известные и противопоставляемые устройства для обеспечения этих качеств снабжены незамерзающим запасом воды, расположенным в емкостях, размещаемых в производственных помещениях фермы, а также системой сливных труб и требуют установки охлаждающих и распределяющих хладоноситель элементов по уровню. Это увеличивает материалоемкость и стоимость системы, уменьшает ее надежность, увеличивает расходы на эксплуатацию.

Техническим результатом применения предлагаемого устройства является повышение надежности при работе, снижение металлоемкости, эксплуатационных затрат и увеличение хладопроизводительности в районе околонулевых температур наружного воздуха и времени эффективной работы в годовом цикле.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в нижней части охладителя хладоносителя, на его наружной поверхности установлена приемная камера в виде емкости и отводящий трубопровод, подсоединенный к ней, а после насоса через вентили он соединен с теплообменником и водоотводящей системой фермы, при этом выше приемной камеры установлена сливная труба, а подающий трубопровод через вентиль соединен с системой водоснабжения фермы.

На чертеже изображен общий вид холодильной установки.

Холодильная установка с использованием естественного холода для ферм содержит охладитель хладоносителя 1, выполненный в виде открытого сверху резервуара, в верхней части которого установлен подающий трубопровод 2, на одном конце которого вертикально расположен один или несколько распылителей хладоносителя 3, а другой конец соединен с теплообменником 4 и через вентиль 5 с системой водоснабжения фермы, а в нижней части охладителя хладоносителя 1 на его наружной поверхности установлена приемная камера 6 в виде емкости с подсоединенным к ней отводящим трубопроводом 7, соединенным с насосом 8, установленным в производственном помещении и далее, через вентили 9 - с теплообменником 4 и водоотводящей системой фермы, а выше приемной камеры установлена сливная труба 10, а в верхней части охладителя хладоносителя 1 над распылителем хладоносителя 3 установлен вентилятор 11, над которым расположен экран 12.

Холодильная установка с использованием естественного холода для ферм работает следующим образом.

В охладитель хладоносителя 1 заливается хладоноситель - вода, уровень которой должен достигнуть нижнего края отводящего трубопровода 7. Поступившая вода начинает охлаждаться атмосферным воздухом до полного замерзания. Для интенсификации охлаждения может включаться и вентилятор 11, расположенный под экраном 12.

Перед началом охлаждения, в трубопроводную систему под давлением подается вода из системы водоснабжения фермы. Вода поступает соответственно через подающий трубопровод 2 в охладитель хладоносителя 1. Вода накапливается на поверхности льда или водо-ледяной смеси и в приемной камере 6. Заливка воды продолжается до достижения ее уровня нижней части сливной трубы 10. После этого включается насос 8. Охлажденная водо-ледяной смесью вода поступает в теплообменник 4, охлаждает молоко и через подающий трубопровод 2 поступает к распылителю хладоносителя 3 и, охлаждаясь под действием холодного потока воздуха, поступающего от вентилятора 11, накапливается на поверхности водо-ледяного массива в приемную камеру 6, откуда по отводящему трубопроводу 7 поступает в центробежный насос 8 и цикл повторяется.

После охлаждения молока, поток хладоносителя по трубопроводу 7, насосом 8 через вентили 9 сливается в канализацию фермы. При этом трубопровод, обращенный к теплообменнику, перекрывается вентилем 9. Вода в охладителе хладоносителя 1 опускается до исходного уровня, т.е. до уровня расположения отверстия трубопровода 7. При этом вода сливается в канализацию и из трубопроводов, проходящих по открытому воздуху, предотвращает размораживание трубопроводов. Система опять готова к процессу охлаждения.

При заполнении водой охладителя хладоносителя 1 особенно при околонулевых температурах наружного воздуха и поднятии воды, ледяной массив может всплыть. Однако это только увеличит площадь контакта воды с ледяным массивом и, следовательно, общую хладопроизводительность системы. В то же время в приемной камере 6 будет происходить накопление хладоносителя, что обеспечит бесперебойную работу установки.

Установка на наружной поверхности охладителя хладоносителя приемной камеры 6 в виде емкости и отводящего трубопровода 7, подсоединенного к ней, обеспечивает откачку хладоносителя (воды) после окончания цикла охлаждения до нижнего уровня отводящего трубопровода 7, присоединенного к приемной камере 6. Этим предотвращается замерзание воды в отводящем трубопроводе 7 при неработающей системе охлаждения. Соединение отводящего трубопровода 7 через вентиль 9 с водоотводящей системой фермы обеспечивает слив "лишней" воды, находившейся до нижнего уровня сливной трубы 10 в канализацию.

В устройствах SU 1673002 или SU 1762817 отвод охлаждающей воды обеспечивается введением отводящей трубы внутрь объема хладоносителя, что выводит систему из строя при его промерзании и разрушает установку при возможном всплытии ледяного массива.

В устройстве по RU 2001363 верхней торец сливной трубы выводится выше уровня ледяного массива. Однако при этом необходима емкость для незамерзающего объема воды, располагаемая в производственном или другом обогреваемом помещении, с которой должна быть соединена отводящая труба большого диаметра, выходящая из расположенного на открытом воздухе резервуара. Это повышает стоимость системы и усложняет ее эксплуатацию. Кроме того, возможное всплытие массива льда в резервуаре, расположенном на открытом воздухе, приведет к разрушению охлаждающей системы. В начале цикла охлаждения предлагаемого в данной заявке устройства, через подающий трубопровод 2 и вентиль 5, соединенный с системой водоснабжения фермы, вода подается на поверхность ледяного массива, охлаждается и накапливается в охладителе хладоносителя 1 и приемной камере 6, установленной на наружной поверхности охладителя хладоносителя 1, затем поступает в отводящий трубопровод 7 и в теплообменник 4. При всплытии ледяного массива в процессе охлаждения в предлагаемом устройстве разрушений не происходит и приемная камера 6, соединенная с массивом охлаждающей воды, в которой плавает ледяной массив, предотвращает перекрытие отводящего трубопровода 7 массой льда и тем самым увеличивает надежность системы.

Соединение отводящего трубопровода 7 с водоотводящей системой фермы вентилем 9, расположенным после насоса 8, обеспечивает надежную перекачку не замерзшей воды из приемной камеры 6 и охладителя хладоносителя 1 под давлением и тем самым осушает охладитель хладоносителя 1 и отводящий трубопровод 7. Этим исключается его замерзание и обеспечивается надежность работы системы.

Расположение сливной трубы 10 выше приемной камеры создает гарантированный запас хладоносителя, стабилизирует поступление охлажденного хладоносителя в отводящий трубопровод 7. Он также ограничивает возможную высоту намораживаемого массива льда и тем самым предотвращает разрушение охладителя хладоносителя 1 и способствует увеличению надежности работы всей охлаждающей системы.

Таким образом, применение холодильной установки с использованием естественного холода для ферм позволит снизить металлоемкость системы, повысить хладопроизводительность в т.ч. в районе околонулевых температур и существенно увеличить время работы в годовом цикле.