Способ охлаждения молока холодом вечномерзлого грунта посредством батареи термосифонов

 

СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА ХОЛОДОМ ВЕЧНОМЕРЗЛОГО ГРУНТА ПОСРЕДСТВОМ БАТАРЕИ ТЕРМОСИФОНОВ , включающий замораживание грунта и подачу к охладителю молока хладоносителя из установленных в грунте цилиндрических теплообменников, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса охлаждения молока, мерзлый грунт вокруг батареи термосифонов искусственно оттаивают, водонасыщают до полной влагоемкости и термосифонами замораживают до средней температуры, которая ниже температуры окружающего массива вечномерзлого грунта, причем теплообменники располагают по периферии зо,ны замораживания грунта термосифонами. (Л J го о 1чЭ СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

zuo А Ol J 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3431683/30-! 5 (22) 15.04.82 (46) 30.11.84. Бюл. № 44 (72) В. И. Степанов (71) Опытно-конструкторское и проектнотехнологическое бюро Якутского научноисследовательского института сельского хозяйства Сибирского отделения ВАСХНИЛ (53) 637.131.1 (088.8) (56) 1. Информационный листок Якутского

ЦНТИ № 46 — 78.

2. Авторское свидетельство СССР № 667788, кл. А 01 J 9/04, 1978 (прототип) .

„„SU„„1126257 A (54) (57) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА ХОЛОДОМ ВЕЧНОМЕРЗЛОГО ГРУНТА ПОСРЕДСТВОМ БАТАРЕИ TEP МОСИФОНОВ, включающий замораживание грунта и подачу к охладителю молока хладоносителя из установленных в грунте цилиндрических теплообменников, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса охлаждения молока, мерзлый грунт вокруг батареи термосифонов искусственно оттаивают, водонасыщают до полной влагоемкости и термосифонами замораживают до средней температуры, которая ниже температуры окружающего массива вечномерзлого грунта, причем теплообменники располагают по периферии зо; ны замораживания грунта термосифонами.

1126257

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам охлаждения молока, преимущественно в районах распространения вечномерзлых грунтов.

Известен способ охлаждения молока в летнее время холодом, аккумулированным в ледяной яме, заглубленной в вечномерзлый грунт, заключающийся в том, что вода-хладоноситель циркулирует между аппаратом для охлаждения молока и ледяной ямой, забирая холод непрерывным омыванием поверхности оттаивающего льда (1).

Недостатками данного способа являются трудоемкость возведения гидроизолированных ледяных ям в толще вечномерзлого грунта и необходимость ежедневного зимнего послойного замораживания льда в яме после предварительного удаления из ямы оттаявшей за сезон воды из-за невозможности ее полного замораживания в условиях заглубленного в грунт резервуара.

Известен также способ охлаждения молока холодом вечномерзлого грунта, включающий замораживание грунта и подачу к охладителю молока хладоносителя из установленных з грунте дили ндрических теплообменников (2).

Недостатком этого способа является невысокая эффективность процесса охлаждения молока.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса охлаждения молока.

Цель достигается тем, что согласно способу охлаждения молока холодом вечномерзлого грунта посредством батареи термосифонов мерзлый грунт вокруг батареи термосифонов искусственно оттаивают, водонасыщают до полной влагоемкости и термосифонами замораживают до средней температуры, которая ниже температуры окружающего массива вечномерзлого грунта, причем теплообменники располагают по периферии зоны замораживания грунта термосифонами.

На фиг. представлена принципиальная схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. (стрелками показано направление теплообмена).

Устройство содержит установленную в вечномерзлом грунте батарею жидкостных или парожидкостных термосифонов 1 для зимнего замораживания грунта. По средней расчетной границе 2 замораживания грунта вокруг батареи термосифонов установлено п теплообменников 3 в виде скважин-сосудов, заполненных жидким хладоносителем 4 только в летнее время при охлаждении парного молока на фермах. Водонасыщенный талый грунт в зимнее время замораживают в льдогрунтовый цилиндр 5 со средней температурой более низкой, чем

55 температура окружающего массива вечномерзлого грунта 6. Сверху цилиндр 5 покрыт теплоизоляцией 7, жидкий хладоноситель циркулирует по замкнутой системе трубопроводов 8 с помощью насоса 9 между теплообменниками 3, вокруг которых образуется зона 10 наиболее интенсивного оттаивания, и охладителем 11 для молока.

Охлаждение молока в летнее время производится следующим образом.

При наличии теплоизоляции 7 надземной поверхности льдогрунтового цилиндра 5 значительная часть холода, выделяемого при оттайке льдогрунтового цилиндра 5, передается в радиальном направлении зонам 10 наиболее интенсивного оттаивания мерзлого грунта, образующихся вокруг теплообменников 3 и обладающих более высокой температурой, чем льдогрунтовый цилиндр 5 и окружающий массив вечномерзлых грунтов 6. Молоко охлаждается циркуляцией жидкого хладоносителя 4 по замкнутой системе трубопроводов 8 с помощью насоса 9 между определенным количеством теплообменников 3 и охладителем 11 молока. Причем теплообменники 3 используются поочередно через определенные циклы охлаждения молока так, что отработавший жидкий хладоноситель 4 в них остывает за счет охлаждения оттаявшей толщи грунта при температурном градиенте между зоной 10 наиболее интенсивного оттаивания мерзлого грунта и толщей льдогрунтового цилиндра 5.

После окончания первого летнего сезона использования льдогрунтового цилиндра 5 оттаявший грунт в последующих сезонах повторно не водонасыща тся, а зимнее замораживание проводится аналогично вышеописанному.

Пример. Толщу мерзлого песчаного грунта со средней температурой — 2 С и суммарной влажностью 0,3 оттаивают горячей водой с одновременным водонасыщением в объеме 280 м вокруг батареи термосифонов 1, т. е. в объеме цилиндра с диаметром 6,0 м и высотой 10,0 м. Затем талый водонасыщенный грунт в течение зимы замораживают с помощью батареи термосифонов 1 до средней тем пературы — 10 C.

При замерзании водонасыщенного песка гравитационная (свободная) вода отжимается от промерзающих столбиков вокруг термосифонов 1 наверх по средней расчетной границе замораживания грунта 2, однако остаточная суммарная влажность мерзлого грунта существенно повышается до

0,6- 0,7, что характеризует собой образование льдогрунтового цилиндра 5 с расчетным запасом «холода» ориентировочно

68,0 млн. кДж против 39,0 млн. кДж при

1126257

Составитель Ф. Гришанин

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Редактор В. Ковтун

Заказ 8575/3 естественном состоянии толщи мерзлого песчаного грунта того же объема.

Использование предложенного способа позволит повысить эффективность охлаждения парного молока в летнее время холодом вечномерзлого грунта, снизить энергозатраты при аккумуляции холода в зимнее время за счет полного использования естественного холода.