холодильная установка с использованием холодного наружного воздуха для районов крайнего севера

Формула изобретения

Холодильная установка с использованием холодного наружного воздуха, содержащая бак для ледяной воды, размещенный внутри помещения, систему циркуляции охлаждающей воды, вентилятор, подающий наружный воздух через воздуховод, отличающаяся тем, что бак для ледяной воды выполнен в виде нескольких емкостей, внутренние полости которых сообщаются друг с другом и которые расположены горизонтально внутри утепленного короба, имеющего открывающийся капот, к утепленному коробу присоединены входной и выходной воздуховоды, имеющие заслонки, и над одной из емкостей установлен желоб для стока отепленной воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к оборудованию для охлаждения молока и других жидких пищевых продуктов сельскохозяйственных предприятий районов Крайнего Севера, и может быть использовано в пищевой промышленности этих районов.

Холодильная установка с использованием холодного наружного воздуха для районов Крайнего Севера предназначена для использования в качестве водоохлаждающей установки в системе охлаждения жидких пищевых продуктов с проточными охладителями, с резервуарами-охладителями с промежуточным хладоносителем с автономной или со встроенной водоохлаждающей установкой, подменяет электрическую водоохлаждающую установку в зимнее время.

Зима в районах Крайнего Севера характеризуется большим перепадом температур наружного воздуха. Если в начале или в конце зимы температура наружного воздуха имеет околонулевые значения, то в середине зимы температура наружного воздуха опускается до - 40°С...-50°С. Поэтому холодильная установка с использованием холодного наружного воздуха для районов Крайнего Севера должна иметь возможности для изменения режимов своей работы с тем, чтобы эффективно и бесперебойно работать в течение всей зимы.

Известны холодильные установки с использованием холодного наружного воздуха, имеющие охладители хладоносителя, обдуваемые вентилятором (например, RU 2185055, А 01 J 9/04, 11.07.2000 г.). Недостатком подобных установок является расположение охладителей хладоносителя на открытом воздухе, что недопустимо в районах Крайнего Севера. При очень низких наружных температурах установки с охладителями хладоносителя, расположенными на открытом воздухе, перестают работать из-за перемерзания системы циркуляции хладоносителя.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка для охлаждения молока по а.с. №1373371, А 01 J 9/04, 22.04.1986 г., имеющая теплоизолированный бак для ледяной воды, расположенный внутри помещения, установленный над баком ороситель, систему циркуляции охлаждающей воды, связывающую бак и ороситель с танком-охладителем и пластинчатым охладителем, установленный внутри бака воздуховод, соединенный через вентилятор с атмосферой.

Эффективность охлаждения воды в данной установке достигается за счет наличия форсунок, разбрызгивающих воду, кассет в оросителе, заполненных ячеистым материалом, и ребер воздуховода, служащих для намораживания льда. Но все это усложняет конструкцию установки и, тем самым, является ее недостатком.

А также для намораживания льда в кассетах в режиме аккумуляции холода необходима работа циркуляционного водяного насоса, что увеличивает расход электроэнергии.

Целью изобретения является повышение надежности работы установки за счет упрощения конструкции и увеличение экономичности установки за счет уменьшения расхода электроэнергии.

Указанная цель достигается тем, что в холодильной установке с использованием холодного наружного воздуха, имеющей бак для ледяной воды, находящийся внутри помещения, систему циркуляции охлаждающей воды, вентилятор, подающий наружный воздух через воздуховод вовнутрь помещения, бак для ледяной воды выполнен в виде нескольких емкостей малой ширины, внутренние полости которых сообщаются друг с другом и которые расположены внутри утепленного короба, имеющего открывающийся капот, к утепленному коробу присоединены входной и выходной воздуховоды, имеющие заслонки, и над одной из емкостей установлен желоб для стока отепленной воды.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая холодильная установка отличается тем, что бак для ледяной воды выполнен в виде нескольких емкостей малой ширины, внутренние полости которых сообщаются друг с другом, и которые расположены горизонтально внутри утепленного короба, имеющего открывающийся капот, к утепленному коробу присоединены входной и выходной воздуховоды, имеющие заслонки, и над одной из емкостей установлен желоб для стока отепленной воды. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области позволило выявить ряд изобретений (а.с. SU №1331458, А 01 J 9/04, 25.01.1985 г., а.с. SU №1685324, А 01 J 9/04, 12.03.1986 г.), в которых встречается разделение бака для ледяной воды на несколько емкостей для увеличения эффективности охлаждения воды за счет увеличения площади ее соприкосновения со льдом. При этом в этих изобретениях бак разделяется на ряд вертикально расположенных емкостей. Это делается для предотвращения перемерзания каналов, соединяющих емкости, так как емкости расположены на открытом воздухе. Но при вертикальном расположении емкостей вода соприкасается в основном с поверхностью льда, намороженного на днищах емкостей. Поэтому для увеличения площади соприкосновения воды со льдом в этих изобретениях применяются различные приспособления, усложняющие конструкцию емкостей.

В заявляемом техническом решении бак для ледяной воды разделен на ряд горизонтально расположенных емкостей, так как емкости расположены внутри помещения и можно контролировать толщину намораживаемого на внутренних поверхностях льда. При этом площадь соприкосновения воды со льдом получается больше, чем при вертикальном расположении емкостей за счет поверхности льда, намороженного на высоких боковых стенках емкостей, тем самым нет необходимости в дополнительных приспособлениях, увеличивающих поверхность льда.

Поэтому разделение бака на ряд емкостей в заявляемом техническом решении проявляет новое свойство, заключающееся в большем увеличении площади соприкосновения воды со льдом, чем в известных технических решениях. Таким образом, заявляемая холодильная установка соответствует критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сверху холодильной установки со схемой системы циркуляции охлаждающей воды; на фиг.2 показан разрез А-А.

Холодильная установка имеет бак для ледяной воды, представляющий собой 3 емкости 1 малой ширины, внутренние полости которых сообщаются друг с другом с помощью трубок 2. Емкости 1 расположены горизонтально внутри утепленного вентиляционного короба 3. К вентиляционному коробу 3 подведены входной 4 и выходной 5 утепленные воздуховоды, по которым во внутрь вентиляционного короба 3 попадает холодный наружный воздух и уходит отепленный воздух. Ко входному воздуховоду 4 присоединен вентилятор 6. Для регулирования количества входящего холодного наружного воздуха во входном 4 и выходном 5 воздуховодах смонтированы заслонки 7. Вентиляционный короб 3 имеет открывающийся капот 8, который состоит из части верха и боковой стенки вентиляционного короба 3.

Система циркуляции охлаждающей воды включает в себя циркуляционный насос 9, к которому подключен трубопровод холодной воды 10. На ответвлениях трубопровода холодной воды 10 стоят вентили 11 и 12. После вентиля 11 трубопровод холодной воды 10 подключен к резервуару-охладителю 13, а после вентиля 12 - к пластинчатому охладителю 14. Выходы резервуара-охладителя 13 и пластинчатого охладителя 14 по воде присоединены к трубопроводу отепленной воды 15.

Вода из трубопровода отепленной воды 15 по желобу 16 попадает в одну из емкостей 1, а трубопровод холодной воды 10 выходит из емкости, дальней от емкости, в которую попадает отепленная вода. Трубки 2, соединяющие внутренние полости емкостей 1, и трубопровод холодной воды 10 приварены в нижних частях противоположных концов емкостей 1. Для предотвращения закупорки льдом внутренних полостей концы трубок 2 и трубопровода холодной воды 10 выступают за внутренние поверхности боковых стенок емкостей 1.

Установка работает следующим образом.

Установка имеет несколько режимов работы в зависимости от температуры наружного воздуха. Режимы работы установки меняются в зависимости от включения в работу вентилятора 6, положения заслонок 7, капота 8. При околонулевых температурах наружного воздуха во время работы системы циркуляции охлаждающей воды включается вентилятор 6, заслонки 7 полностью открываются, и капот 8 закрывается. Отепленная вода из трубопровода 15 попадает в желоб 16, где происходит первичное охлаждение за счет обдува холодным воздухом, дальнейшее охлаждение происходит при движении воды через емкости 1, где на боковых стенках и днищах наморожен лед. Охлажденная вода, проходя через резервуар-охладитель 13 и пластинчатый охладитель 14, охлаждает молоко или другие жидкие продукты.

При умеренном или сильном морозе вентилятор 6 может не включаться, при этом происходит естественная циркуляция воздуха через входной 4 и выходной 5 воздуховоды, которая регулируется заслонками 7.

Во время аккумуляции холода толщина намораживаемого на боковых стенках и днищах емкостей 1 льда визуально контролируется через открытый капот 8. При необходимости уменьшения толщины намороженного льда с помощью заслонок 7 прекращается доступ во вентиляционный короб 3 наружного воздуха и открывается капот 8, через открытый капот 8 поступает тепло и толщина льда уменьшается. Для намораживания льда необходимой толщины в осеннее или весеннее время при открытых полностью заслонках 7 в ночное время, когда понижается температура наружного воздуха, включается вентилятор 6. Таким образом, в заявляемой холодильной установке можно поддерживать необходимую толщину и не допускать излишнего наращивания льда в емкостях 1, тем самым обеспечить эффективную и бесперебойную работу установки в течение всей зимы.

Отсутствие форсунок, кассет, заполненных ячеистым материалом, ребер воздуховода упрощает конструкцию установки, и тем самым повышает надежность работы установки. В заявляемой холодильной установке для аккумуляции холода нет необходимости во включении циркуляционного водяного насоса, т.е. уменьшаются затраты на электроэнергию.