Холодильная установка для охлаждения молока с использованием естественного холода

Холодильная установка для охлаждения молока с использованием естественного холода

Реферат

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

Известны устройства для охлаждения сельхозпродукции, в частности молока, с использованием природного холода. См., например, "Установка для охлаждения молока", А.С. СССР №1124167, БИ №42 от 15.11.84, содержащая теплообменник, приемник холода, насос для циркуляции хладоносителя, трубопроводы, вентили.

Недостатком этих устройств являются низкие аккумулирующая способность и надежность в условиях околонулевых температур, большая материалоемкость.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является "Охлаждающее устройство для ферм" (Патент РФ №2081564, БИ №17, 1997). Устройство содержит холодильную машину с испарителем, верхний и нижний аккумулирующие резервуары, установленные соответственно на открытом воздухе и в производственном помещении, теплообменник, вращающуюся обойму с укрепленными на ней распылительными форсунками и аэродинамическими пластинами, блок управления, датчики температуры.

Недостатками этого устройства являются недостаточные хладопроизводительность и аккумулирующая способность, а также низкая надежность в условиях отрицательных температур атмосферного воздуха.

Задачей изобретения является повышение аккумулирующей способности, хладопроизводительности и увеличение надежности в условиях отрицательных температур атмосферного воздуха.

Указанный технический результат достигается тем, что нижний аккумулирующий резервуар заполнен экологически безопасной нетоксичной жидкостью с низкой температурой замерзания (например, водным раствором хлористого кальция или натрия или экосолом), причем в нем помещаются резервуары с эластичной тонкостенной оболочкой, выполненной, например, из металла или пластика, заполненные замерзающей при отрицательной температуре жидкостью (например, водой), которые крепятся фиксаторами и изолированы или соединены трубопроводами между собой и с заливным и сливным отверстиями, расположенными на стенках нижнего аккумулирующего резервуара, а верхний аккумулирующий резервуар выполнен в виде накопительной емкости, в которой установлен полый резервуар с образованием зазора между его нижней кромкой и днищем накопительной емкости, причем в верхней части полого резервуара установлен вентилятор, а внутри его стационарно установлены распылительные форсунки, соединенные трубопроводом с регулирующим вентилем, насосом хладоносителя и верхней частью нижнего аккумулирующего резервуара, а нижняя часть накопительной емкости соединена трубопроводом с верхней частью нижнего аккумулирующего резервуара, причем отверстие между верхней кромкой накопительной емкости и боковой поверхностью полого резервуара закрыто каплеуловителем.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид холодильной установки для охлаждения молока с использованием естественного холода.

Установка содержит: холодильную машину 1; верхний аккумулирующий резервуар 2, размещаемый на открытом воздухе; расположенный под ним в производственном помещении нижний аккумулирующий резервуар 3 с размещенным в нем испарителем 4 холодильной машины 1; резервуар-теплообменник 5 с мешалкой 6 и охлаждающей рубашкой (секцией) 7, соединенной с верхней и нижней частями аккумулирующего резервуара 3; блок управления 8, электрически соединенный с насосами хладоносителя 9 и 10, мешалкой 6, датчиками температуры наружного воздуха 11, молока 12, хладоносителя 13; причем нижний аккумулирующий резервуар 3 заполнен экологически безопасной нетоксичной жидкостью с низкой температурой замерзания (например, водным раствором хлористого кальция или натрия или экосолом), а в нем помещаются резервуары 14 с эластичной тонкостенной оболочкой, выполненной, например, из металла или пластика, заполненные замерзающей при отрицательной температуре жидкостью (например, водой), которые крепятся фиксаторами 15 и изолированы или соединены трубопроводами между собой и с заливным и сливным отверстиями, расположенными на стенках нижнего аккумулирующего резервуара 3 (не показаны), причем нижняя часть этого резервуара соединена с охлаждающей рубашкой (секцией) 7 теплообменника 5 для молока, которая в свою очередь соединена с верхней частью нижнего аккумулирующего резервуара 3, а верхний аккумулирующий резервуар 2 выполнен в виде накопительной емкости 16, в которой установлен полый резервуар 17 с образованием зазора между его нижней кромкой и днищем накопительной емкости 16, причем в верхней части полого резервуара 17 установлен вентилятор 18, а внутри его стационарно установлены распылительные форсунки с оросителем 19, соединенные трубопроводом с регулирующим вентилем 20, насосом хладоносителя 10 и верхней частью нижнего аккумулирующего резервуара 3, а нижняя часть накопительной емкости 16 соединена трубопроводом с верхней частью нижнего аккумулирующего резервуара 3, причем отверстие между верхней кромкой накопительной емкости 16 и боковой поверхностью полого резервуара 17 закрыто каплеуловителем 21.

Холодильная установка для охлаждения молока с использованием естественного холода работает следующим образом.

Молоко из животноводческого помещения поступает в резервуар-теплообменник 5 для молока. В холодное время года, характеризуемое отрицательными температурами наружного воздуха, по команде с блока управления 8 включается в режиме аккумуляции холода насос хладоносителя 10 и вентилятор 18. Команда на включение формируется по сигналам датчиков температуры наружного воздуха 11 и хладоносителя 13. Возможны такие условия запуска насоса хладоносителя 10 и вентилятора 18: температура наружного воздуха нулевая или отрицательная, а хладоносителя не ниже 1°С. Насос хладоносителя 10 подает хладоноситель к форсункам с оросителем 19, расположенным в полом резервуаре 17, в котором хладоноситель распыляется. В полый резервуар 17 вентилятором 18 подается холодный воздух, охлаждающий распыленный хладоноситель, не замерзающий при отрицательных температурах наружного воздуха. Охлажденный хладоноситель попадает на днище накопительной емкости 16 верхнего аккумулирующего резервуара 2 и по трубопроводу попадает в теплоизолированный нижний аккумулирующий резервуар 3, где происходит аккумуляция холода. При отрицательных температурах поступающего хладоносителя происходит замерзание жидкости (например, воды), находящейся в резервуарах 14, что резко увеличивает аккумулирующую способность нижнего аккумулирующего резервуара 3. Холодный воздух, поступающий в полый резервуар 17 после охлаждения распыленного хладоносителя, меняет направление и выходит в отверстие между верхней кромкой накопительной емкости 16 и боковой поверхностью полого резервуара 17, закрытое каплеуловителем 21, препятствующим выбросу с воздухом частиц хладоносителя.

Для охлаждения молока, находящегося в резервуаре-теплообменнике 5, с блока управления 8 по команде датчика температуры молока 12 включается насос хладоносителя 9. При этом хладоноситель поступает в охлаждающую рубашку (секцию) 7 теплообменника 5. Включение мешалки 6 предотвращает замерзание молока непосредственно у охлаждающей поверхности теплообменника для молока 5 и усредняет температуру по его объему. Усредненная температура молока фиксируется датчиком температуры молока 12. После достижения заданной температуры охлаждения насос хладоносителя 9 по команде датчика температуры молока 12 отключается. Положение резервуаров 14 в нижнем аккумулирующем резервуаре 3 жестко фиксируется фиксаторами 15. Резервуары 14 могут быть соединены как между собой, так и с заливным и сливным отверстиями при помощи шлангов для залива и слива воды (не показаны).

В теплое время года охлаждение хладоносителя в нижнем аккумулирующем резервуаре 3 производится от испарителя 4 холодильной машины 1, включаемой с блока управления 8 по команде датчиков температуры наружного воздуха 11 и хладоносителя 13. При этом происходит охлаждение хладоносителя с низкой температурой замерзания, находящегося в нижнем аккумулирующем резервуаре 3. Охлаждение может производиться до отрицательных температур. При этом лед не намерзается на охлаждающих поверхностях испарителя 4 и не снижает реальную хладопроизводительность холодильной машины. Образующийся в резервуарах 14, фиксируемых фиксатором 15, лед увеличивает аккумулирующую способность нижнего аккумулирующего резервуара 3.

Холодопроизводительность и аккумулирующая способность нижнего аккумулирующего резервуара 3 увеличивается в течение круглого года как при поступлении холода от испарителя 4 холодильной машины 1, так и от верхнего аккумулирующего резервуара 2. Отделение частиц хладоносителя, находящегося в охлаждающем воздухе, подаваемым вентилятором 18 в полый резервуар 17 происходит следующим образом: охлаждающий воздух с распыленным хладоносителем проходит в щель между нижней кромкой полого резервуара 17 и поверхностью хладоносителя, скопившегося на дне накопительной емкости 16, и резко меняет направление, что способствует отделению частиц хладоносителя и препятствует их выносу из аккумулирующего резервуара 2. Затем воздух проходит через каплеуловитель 21, где дополнительно отделяются частицы оставшегося хладоносителя. После выключения насоса хладоносителя 10 хладоноситель из верхнего аккумулирующего резервуара 2 стекает в нижний аккумулирующий резервуар 3.

Наличие резервуаров 14, заполненных замерзающей жидкостью (водой), в нижнем аккумулирующем резервуаре 3 сокращает требуемый объем находящегося в обороте хладоносителя.

Предлагаемая холодильная установка для охлаждения молока с использованием естественного холода обладает повышенной аккумулирующей способностью, хладопроизводительностью, надежностью в условиях низких температур атмосферного воздуха.

1. Холодильная установка для охлаждения молока с использованием естественного холода, содержащая холодильную машину; верхний аккумулирующий резервуар, размещаемый на открытом воздухе; расположенный под ним в производственном помещении нижний аккумулирующий резервуар с размещенным в нем испарителем холодильной машины; резервуар-теплообменник с мешалкой и охлаждающей рубашкой, соединенной с верхней и нижней частями аккумулирующего резервуара; блок управления, электрически соединенный с насосами хладоносителя, мешалкой, датчиками температуры наружного воздуха, молока, хладоносителя, отличающаяся тем, что нижний аккумулирующий резервуар заполнен экологически безопасной нетоксичной жидкостью с низкой температурой замерзания, причем в нем помещаются резервуары с эластичной тонкостенной оболочкой, выполненной, например, из металла или пластика, заполненные замерзающей при отрицательной температуре жидкостью, а верхний аккумулирующий резервуар выполнен в виде накопительной емкости, в которой установлен полый резервуар с образованием зазора между его нижней кромкой и днищем накопительной емкости, причем в верхней части полого резервуара установлен вентилятор, а внутри него стационарно установлены распылительные форсунки, соединенные трубопроводом с регулирующим вентилем, насосом хладоносителя и верхней частью нижнего аккумулирующего резервуара, а нижняя часть накопительной емкости соединена трубопроводом с верхней частью нижнего аккумулирующего резервуара, причем отверстие между верхней кромкой накопительной емкости и боковой поверхностью полого резервуара закрыто каплеуловителем.

2. Холодильная установка для охлаждения молока с использованием естественного холода по п.1, отличающаяся тем, что резервуары крепятся фиксаторами и соединены трубопроводами между собой и с заливным и сливным отверстиями, расположенными на стенках нижнего аккумулирующего резервуара.