Двухкамерный бытовой холодильник

 

Использование: в области хранения и переработки пищевых продуктов. Сущность: двухкамерный бытовой холодильник содержит теплоизолированные холодильную и морозильную камеры с разделительным слоем между ними, в котором выполнено окно, снабженное средством для регулирования его проходного сечения, контур циркуляции хладагента, вакуумный насос, сообщенный с морозильной камерой. Корпус последней выполнен двухстенным и герметичным, а испаритель образован его стенками и полостью между ними. В морозильной камере может быть установлен поддон для размещения сублимируемого продукта. Конденсатор выполнен в виде двух теплообменников, подсоединенных к компрессору параллельно через запорный вентиль,а к испарителю - параллельно каждый через самостоятельный дроссель. Один из теплообменников размещен на холодильной камере, а второй расположен в герметичной полости морозильной камеры и имеет контакт с поддоном для сублимируемых продуктов. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике хранения и переработки пищевых продуктов и может быть использовано для их охлаждения, заморозки и сублимационной сушки в бытовых условиях.

Известна установка для сублимационной сушки пищевых продуктов, содержащая сублимационную камеру и размещенные внутри нее в два вертикальных ряда ребристые противни для высушиваемого материала, нагреватели в виде общей вертикальной панели, установленной в промежутке между рядами противней, конденсаторы для намораживания льда, установленные по другую от панелей сторону противней [1] Однако все известные сублимационные установки обладают тем свойством, что тепло, выделяемое конденсатором контура циркуляции хладагента, не используется для улучшения характеристик производственного процесса, что является их недостатком, снижающим степень экономичности и интенсификации процесса сублимации.

Известен бытовой двухкамерный холодильник, содержащий холодильную и морозильную камеры, компрессор, конденсатор, нагреватель, регенеративный теплообменник, капиллярную трубку на линии связи конденсатора с испарителем, размещенную внутри регенеративного теплообменника [2] Известен двухкамерный бытовой холодильник, содержащий теплоизолированные холодильную и морозильную камеры с разделительным слоем между ними, имеющим окно, снабженное средством для регулирования его проходного сечения, контур циркуляции хладагента, включающий компрессор, конденсатор, дроссель, испаритель и средство управления процессами на всех режимах работы [3] Этот холодильник является наиболее близким и принят в качестве ближайшего аналога.

Однако известные бытовые холодильники применяются только для охлаждения или замораживания пищевых продуктов и не могут быть использованы для сублимационной сушки, обеспечивающей их последующее длительное хранение в нормальных условиях, что снижает функциональные возможности известных холодильных средств.

Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей бытового холодильника путем обеспечения кроме охлаждения и замораживания пищевых продуктов их сублимационной сушки при одновременном повышении экономичности и интенсификации процесса сублимации и сокращения времени оттаивания.

Для решения этой технической задачи двухкамерный бытовой холодильник, содержащий теплоизолированные холодильную и морозильную камеры с разделительным слоем между ними, имеющим окно, снабженное средством для регулирования его проходного сечения, контур циркуляции хладагента, включающий компрессор, конденсатор, дроссель, испаритель и средство управления процессами на всех режимах работы, отличается тем, что холодильник снабжен вакуумным насосом, сообщенным с морозильной камерой, при этом корпус последней выполнен двухстенным и герметичным, а испаритель образован его стенками и полостью между ними. Двухкамерный холодильник может быть снабжен установленным в морозильной камере поддоном для размещения сублимированного продукта и вторым дросселем, при этом конденсатор выполнен в виде двух теплообменников, подсоединенных к компрессору параллельно через запорный вентиль, а к испарителю параллельно через первый и второй дроссели, причем один из теплообменников размещен на холодильной камере, а второй расположен в герметичной полости морозильной камеры и имеет контакт с указанным поддоном.

Предлагаемое выполнение корпуса морозильной камеры позволяет использовать его в качестве испарителя, выполняющего параллельно несколько функций: морозильной камеры в режиме замораживания пищевых продуктов при отключенном вакуумном насосе; сублимационной камеры для замораживания пищевых продуктов в режиме их сублимации при включенном вакуумном насосе; регулируемого источника холода для холодильной камеры за счет выполнения окна в теплоизолирующем слое морозильной камеры, примыкающем к холодильной камере, которое снабжено устройством для регулировки его проходного сечения.

Выполнение конденсатора из двух теплообменников и размещение одного из них в морозильной камере позволяет выполнять последнему роль дополнительного нагревателя в процессе сублимации, что позволяет: более полно использовать затрачиваемую энергию, что повышает экономичность холодильника; за счет контакта с поддоном обеспечить дополнительный подвод тепла к пищевому продукту в процессе сублимации, что интенсифицирует процесс сушки; сократить время оттаивания камеры после окончания процесса сублимации.

Совокупность описанных признаков достаточна для решения поставленной технической задачи.

На фиг.1 показан разрез холодильника; на фиг.2 технологическая схема соединения его отдельных элементов.

Предлагаемый холодильник содержит холодильную камеру 1, корпус которой снабжен теплоизолирующим слоем 2 и герметичной дверью 3. В объеме камеры 2 размещены полки 4 для установки охлаждаемых продуктов. Над холодильной камерой 1 установлена примыкающая к ней нижней плоскостью морозильная камера 5, корпус которой снабжен теплоизолирующим слоем 6, герметичной дверью 7 и выполнен двухстенным и состоит из двух концентрично расположенных частей 8 и 9. Наружная поверхность части 9 выполнена оребренной и полость между стенками предназначена для прохода хладагента. Таким образом, испаритель образован стенками корпуса и полостью между ними. В объеме морозильной камеры 5 установлены нагреватель 10 и поддон 11 для размещения замораживающего или сублимируемого продукта. Холодильник снабжен контуром циркуляции хладагента, включающим в себя компрессор 12, соединенный через вентиль 13 при помощи трубопроводов 14 и 15 с конденсатором, выполненным из двух теплообменников 16 и 17, один из которых размещен на холодильной камере 1, а другой установлен в морозильной камере 5 и контактирует с поддоном 11. Теплообменники 16 и 17 подсоединены к компрессору 12 параллельно через запорный вентиль 13, а к испарителю параллельно через первый и второй дроссели 18, 19 и трубопроводы 20, 21 и 22, 23, трубопровод 24 предназначен для возвращения хладагента в конденсатор 12. В нижней части холодильной камеры 1 размещен вакуумный насос 25, подключенный при помощи вакуумного вентиля 26 и трубопровода 27 к объему морозильной камеры 5. В разделительном теплоизолирующем слое 28 между холодильной камерой 1 и морозильной камерой 5 выполнено окно 29, снабженное средством для регулировки его проходного сечения, например, в виде шторы 30 с направляющей 31.

Холодильник содержит средство управления процессами на всех режимах работы.

Холодильник работает следующим образом.

В режиме охлаждения и замораживания продуктов последние размещают соответственно в холодильной и морозильной камерах 1 и 5. Переключают вентиль 13 на подачу хладагента по трубопроводу 14 только в теплообменник 16, из которого хладагент по трубопроводам 20 и 21 и через дроссель 18 подают в полость герметичной емкости, за счет чего осуществляют замораживание продуктов в морозильной камере. Количество поступающего холода в холодильную камеру и температура в ней, регистрируемая датчиком, входящим в состав системы управления, регулируется за счет изменения проходного сечения окна, что обеспечивается работой шторы 30 с направляющей 31.

В режиме сублимационной сушки промытые и очищенные продукты размещают на поддоне 11 в морозильной камере 5. После герметизации ее объема процесс сублимации ведут в следующей последовательности:
переключают вентиль 13 для подачи хладагента из компрессора 12 одновременно через две ветви: трубопровод 14 теплообменник 16 трубопровод 20 дроссель 18 трубопровод 21 и трубопровод 15 теплообменник 17 трубопровод 22 дроссель 19 трубопровод 23 в полость герметичной емкости, за счет чего осуществляют замораживание продукта при температуре не менее -18^оС;
включают вакуумный насос и откачивают объем морозильной камеры до давления ниже тройной точки, т.е. менее 1 мм рт.ст. (13,3 Па);
осуществляют подвод тепла к сублимируемому продукту от нагревателя 10 и контактирующего с поддоном 11 теплообменника 17, производят удаление влаги из продукта и осаждение ее на стенках морозильной камеры, то есть ведут непосредственно процесс сублимации, причем по мере удаления влаги снижают температуру подогрева за счет регулировки напряжения на нагревателе 10;
после окончания процесса сублимации разгерметизируют морозильную камеру, готовый продукт изымают из ее объема и производят оттаивание камеры при включенном теплообменнике 17, что сокращает длительность этой операции.

При сублимационной сушке холодильная камера 1 работает в указанном выше режиме, выполняя свои непосредственные функции.

Создание такого холодильника-сублиматора, не уступающего по своим техническим и габаритным характеристикам существующим бытовым холодильникам, позволит получить до 1 кг условного сублимированного продукта в сутки (при весе исходного сырья до 10 кг).

Выполнение корпуса морозильной камеры двустенным и герметичным с полостью в стенках для прохода хладагента, связь объема этой емкости с вакуумным насосом, выполнение в теплоизолирующем слое стенки морозильной камеры, примыкающем к холодильной камере, окна, снабженного устройством для регулировки его проходного сечения, выполнение конденсатора контура циркуляции хладагента в виде двух параллельно соединенных с компрессором и испарителем теплообменников, один из которых размещен на холодильной камере, а второй расположен в герметичной полости морозильной камеры и контактирует с поддоном для размещения сублимируемого продукта, позволяет:
расширить функциональные возможности бытового холодильника и использовать его в качестве холодильника-морозильника и холодильника-сублиматора;
повысить экономичность холодильника за счет использования корпуса морозильной камеры в качестве испарителя, как для морозильной, так и для холодильной камеры, и сокращения количества энергии, выделяемой основным нагревателем в процессе сублимации;
интенсифицировать процесс сублимации за счет дополнительного подвода тепла от теплообменника к поддону с сублимируемым продуктом;
сократить длительность оттаивания морозильной камеры за счет размещения в ее объеме одного из теплообменников и использования его при этом процессе.

Формула изобретения

1. ДВУХКАМЕРНЫЙ БЫТОВОЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий теплоизолированные холодильную и морозильную камеры с разделительным слоем между ними, имеющим окно, снабженное средством для регулирования его проходного сечения, контур циркуляции хладагента, включающий компрессор, конденсатор, дроссель, испаритель и средство управления процессами на всех режимах работы, отличающийся тем, что холодильник снабжен вакуумным насосом, сообщенным с морозильной камерой, при этом корпус последней выполнен двухстенным и герметичным, а испаритель образован его стенками и полостью между ними.

2. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что снабжен установленным в морозильной камере поддоном для размещения сублимируемого продукта и вторым дросселем, при этом конденсатор выполнен в виде двух теплообменников, подсоединенных к компрессору параллельно через запорный вентиль, а к испарителю параллельно через первый и второй дроссели, причем один из теплообменников размещен на холодильной камере, а второй расположен в герметичной полости морозильной камеры и имеет контакт с указанным поддоном.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2