Способ увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами и устройство для его осуществления

 

1. Способ увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами , заключающийся в том, что воздушным потоком распыляют вводимую влагу на капли, подают образовавшийся водовоздушный поток в камеру и перемешивают его с воздухом в камере, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности увлажнения воздуха и снижения усушки продуктов при хранении, воздушный поток охлаждают путем адиабатного расширения и разгоняют до сверхзвуковой скорости , и этим потоком охлаждают и распыляют вводимую в него влагу на капли G диаметром 10-20 мкм. сриеЛ 05 1 00 о со

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1067303

p(sg Г 24 F 314

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3481921/29-06 (22) 13.08.82 (46) 15.01;84. Бюл. № 2 (72) В. М. Шляховецкий, Ю. С. Беззаботов.

Е. М. Лебедько, P. И. Шаззо и С. Б. Шевалдин (71) Краснодарский политехнический институт и Северо-Кавказское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторско-технологического института холодильной промышленности (53) 697.93 (088.8) (56) 1. Левитин В. С., Шляховецкий В. М.

Холодильные установки фруктохранилищ.

М., «Колос», 1974, с. 78-79, рис. 29. (54) СПОСОБ УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА В КАМЕРАХ ХОЛОДИЛЬНИКА С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВ1ОЕНИЯ. (57) 1. Способ увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, заключающийся в том, что воздушным потоком распыляют вводимую влагу на капли, подают образовавшийся водовоздушный поток в камеру и перемешивают его с воздухом в камере, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности увлажнения воздуха и снижения усушки продуктов при хранении, воздушный поток охлаждают путем адиабатного расширения и разгоняют до сверхзвуковой скорости, и этим потоком охлаждают и распыляют вводимую в него влагу на капли диаметром 10-20 мкм.

1067303 тателем

2. Устройство для увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, содержащее воздушный нагнетатель, емкость для воды и холодильную камеру с расположенными в ней распылителями жидкости, подсоединенными к воздушному нагнетателю и емкости для воды посредством трубопроводов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, распылители жидкости выполнены в виде последовательно соединенных сопла Лаваля, в выходном сечении которого установлен дозатор, соединенный

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха, а именно к способам и устройствам увлажнения воздуха, преимущественно в камерах храйения незатаренных пищевых продуктов на холодильниках с температурой воздуха в камерах ниже —. 20 С.

Известен способ увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, заключающийся в том, что воздушным потоком распыляют вводимую влагу на капли, подают образовавшийся водовоздушный поток в камеру и перемешивают его с воздухом в камере (1).

Известно устройство для увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, содержащее воздушный нагнетатель, емкость для воды и холодильную камеру с расположенными в ней распылителями жидкости, подсоединенными к воздушному нагнетателю и емкости для воды посредством трубопроводов (1).

Недостатком известного способа является то, что воздушный поток не разгоняется до сверхзвуковой скорости, и это не позволяет получить тонкое распыление воды, которое предотвращает замерзание распыляемой влаги в воздухе холодильной камеры с отрицательными температурами.

Недостатком известного устройства является низкая надежность его работы при температурах ниже -20 С из-за замерза-ния капель в факеле форсунки и их выпадения в виде снега.

Цель изобретения — повышение эффективности увлажнения воздуха и снижение усушки продуктов при хранении, а также повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, заключающемуся в том, 5

30 с емкостью для воды водяным трубопроводом, камеры смешения и направляющего диффузо.ра.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем. что емкость для воды выполнена герметичной и соединена с воздушным нагне4. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что водяной трубопровод, соединяющий дозаторы с емкостью для воды, снабжен дополнительным продувочным трубопроводом, подсоединенным к воздушному нагнетателю. что воздушным потоком распыляют вводимую влагу на капли, подают образовавшийся водовоздушный поток в камеру и перемешивают его с воздухом в камере, воздушный поток охлаждают путем адиабатного расширения и разгоняют до сверхзвуковой скорости, и этим потоком охлаждают н распыляют вводимую в него влагу на капли диаметром 10-20 мкм.

Поставленная цель достигается также тем в устройстве для увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, содержащем воздушный нагнетатель, емкость для воды и холодильную камеру с расположенными в ней распылителями жидкости, подсоединенными к воздушному нагнетателк> и емкости для воды посредством трубопроводов, распылители жидкости выполнены в виде последовательно соединенных сопла Лаваля, в выходном сечении которого установлен дозатор, соединейный с емкостью для воды водяным трубопроводом, камеры смешения и направляющего диффузора.

Кроме того, емкость для воды выполненв герметичной и соединена с воздушным нагнетателем.

Водяной трубопровод, соединяющий дозаторы с емкостью для,воды, снабжен дополнительным продувочным трубопроводом, подсоединенным к воздушному нагнетателю.

На фиг. 1 схематично представлена последовательность операций, составляющих предлагаемый способ; на фиг. 2 — схема устройства увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами порядка (-20)-(-25) С; на фиг. 3— холодильная камера; на фиг. 4 — графики зависимости диаметра капли дк при дроблении жидкости потоком газа от скорости этого потокаM .

1067303

Способ состоит из следующих операций:

I - охлаждеяие воздушного потока путем адиабатного расширения и его ускорение до сверхзвуковой скорости; II — ввод в воздушный поток воды III и IУ вЂ” одновременно протекающие процессы охлаждения и распыления вводимой в поток влаги на капли диаметром 10 — 20 мкм; У— подача образовавшегося водовоздуш ного потока в камеру; У1 — перемешивание водовоздушяого потока с воздухом камеры.

Перед операцией У может быть предусмотрена операция УII — создание направлеННого скоростНого водовоздушного потока с равновесными скоростью и температурой, равной температуре воздуха в камере.

Устройство содержит воздушный нагнетатель 1, емкость 2 для воды и холодильНую камеру 3 с расположенными в ней распылителями 4 жидкости, подсоединенными к воздушному Нагнетателю 1 и емкости 2 для воды посредством трубопроводов 5 и 6.

Распылители 4 жидкости выполнены в виде последовательно соединенных сопла 7 Лаваля, в выходяом сечении которого установлен дозатор 8, сообщенный с емкостью

2 для воды, камеры 9 смешения и направляющего диффузора 10.

Емкость 2 для воды выполнена герметичной и соединена с воздушным нагнетателем 1.

Водяной трубопровод 6, соединяющий дозатор 8 с емкостью 2 для воды, снабжен дополнительным трубопроводом 11, под. соедияеННым к воздушному Нагнетателю 1.

В холодильной камере 3 могут быть проложены воздушный 12 и водяной 13 коллекторы, связанные соответственно с соплами

7 Лаваля и дозаторами 8 распылителей 4, а также с воздушным нагнетателем 1 посредством трубопровода 5 и емкостью 2 для воды посредством трубопровода 6.

Герметичная емкость 2 для воды может быть связана с воздушным нагнетателем

1 трубопроводом 14 и может иметь трубопровод 15 подпитки водой и трубопровод

16 для сообщения воздушного пространства емкости 2 с атмосферой и сброса давления.

Подача воздуха в воздушный !2 и водяной 13 коллекторы может регулироваться, соответственно, соленоидными вентилями

17 и 18 (СВ 17 и СВ 18).

Для заполнения емкости 2 водой на трубопроводе 15 подпитки может быть установлен соленоидный вентиль 19 (СВ 19), управляемый датчиком 20 уровня, разме.ценным на емкости 2.

На трубопроводах 14 и 16 могут быть установлены соленоидные вентили 21 и 22 (СВ 21 и СВ 22) соответственно, для подачи сжатого воздуха из Нагнетателя 1 в емкость 2 и сброса давления из емкости

2 в атмосферу. Вентили 21 и 22 могут быть воде 11. Сжатый воздух продувает водяную магистраль, выбрасывая из нее воду через дозатор 8 в воздух камеры 3 и предотвращая замерзание воды в коллекторе 13

4 электрически связаны с датчиком 20 уровня.

Подача сжатого воздуха в продувочный трубопровод l может регулироваться соленоидным вентилем 23 (СВ 23).

В холодильной камере 3 может быть установлен датчик 24, контролирующий влажность воздуха в камере и связанный электрической связью с блоком 25 управления соленоидными вентилями 17, 18 и 23.

Количество подаваемой в дозатор 8 жидкости может регулироваться вентилем 26, степень открытия которого устанавливается зар ранее в зависимости от требуемой температуры водовоздушной аэрозоли, которая должна быть равна температуре воздуха в холодильной камере.

В наружном ограждении камеры 3 могут быть образованы щели 27 для выхода избыточного воздуха из камеры 3.

Устройство работает следующим образом.

При понижении влажности воздуха в холодильной камере 3 датчик 24 передает сигнал на блок 25 управления, откуда подаются сигналы на СВ 17 и СВ 18, которые открываются. Остальные соленоидные вентили закрыты, за исключением вентиля 21, который открыт, так как могут работать системы увлажнения в других камерах холодильника.

Сжатый до давления 0,4 мПа в нагнетателе 1 воздух поступает через трубопровод 5 и воздушный коллектор 12 к соплам

7 Лаваля распылителей 4, где адиабатно расширяется с получением низкой температуры и сверхзвуковой скорости. В поток холодного воздуха через !озатор 8 воду, поступающую под небольшим избыточным

35 давлением (около 0,02 мПа1 из емкости 2 через трубопроводы 6 и коллектор 13. В камере 9 смешения прои. х дит энергообмен между воздушным c .е1:;ск, >pc; тным холодным потоком и водой, в результате кото40 porc вода дробится на капли диаметром

10-20 мкм и охлаждается до требуемой температуры. Образовавшаяся водовоздушная аэрозоль, проходя направляющий диффузор 10, приобретает однородную по размерам капсль, температуре, скорости и направлению структуру и под напором вводится в воздушное пространство холодильной камеры 3. Здесь аэрозоль перемешивается с воздухом камеры 3 и транспортируется по ее объему, увлажняя воздух до состояния насыщения и создавая равномерную влажность по всему объему камеры 3.

При достижении l(iO"/, влажности воздуха в камере 3 датчик 24 через блок 25 управления закрывает СВ 17 и СВ 18 и открывает СВ 23 на продувочном трубопро1067303

5 и дозаторе 8. При понижении уровня жидкости в емкости 2 датчик 20 уровня закрывает СВ 21 и открывает. СВ 22 и СВ 19.

После заполнения емкости 2 СВ 19 и СВ 22 закрываются и открывается СВ 21.

Адиабатное расширение сжатого воздуха позволяет получить холодный и высокоскоростной воздушный поток со скоростью 300-400 м/с (число Маха М>1,1), которым дробят вводимую в Hего воду на капли диаметром 10-20 мкм.

Определить диаметр капли при дроблении жидкости сверхзвуковым газовым потоком можно по зависимости (м)

fr -игг где бк- коэффициент поверхностного натяжения жидкости, Дж/м 2; ,)-г- плотность газа, кг/м ;

QJ — скорость газового потока, м/с;

И) — критерий Вебера.

Зависимость дк= f(m) при W = 14, которое является верхней границей устойчивости капли при ее дроблении на более мелкие, показана на фиг. 4 кривой А. На фиг. 4. приведены также зависимости d„= f(e), определенные на, Основе экспериментальных данных по вводу воды в воздушный поток, параметры которого характерны для пневматических форсунок (кривые В, С, Д)., Как видно из сопоставления кривой А -е кривыми В, С и D, существующие пневматические форсунки обеспечивают устойчивое распыление жидкости на капли диаметром 40-80 мкм. Сверхзвуковой поток воздуха дробит жидкость на капли диаметром менее 20 мкм при скоростях 200-400 м/с, 10 т. е. при числах Маха М 1,0, что позволяет увлажнять воздух в холодильных камерах с температурой -20 С и ниже.

Преимуществом предлагаемого способа увлажнения воздуха и устройства для его осуществления является то, что они обес печивают надежное увлажнение воздуха и позволяют повысить его относительную влажность до 100О/о и снизить в 1,5 раза усушку продуктов при хранении. Кроме того, уменьшается тепловая нагрузка на каgp мерное холодильное оборудование, так как распыляемая влага охлаждается в распылителе на счет холодильного эффекта адиабатного расширения сжатого воздуха. Уменьшаются также энергозатраты на распыле-. ние жидкости. фиг.2

1067303 рце.3

dx, мкмжд

1ГО

80 фСlс ..т

Составитель Л. Шлык

Редактор Н. Киштулинец Техред И. В рсс Корректор M. Шарошн

Заказ 11186/42 Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии .

J 13035, Москва, Ж вЂ” 35, . Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4