Установка для охлаждения молока и других сельскохозяйственных продуктов

 

Использование: в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при охлаждении молока, обработке и хранении других пищевых продуктов. Сущность: в резервуаре аккумулятора холода размещена панель, выполненная в виде короба или цилиндра, открытого в верхней части, внутри которой в тепловом контакте с наружными теплообменными поверхностями установлены сдвоенные термоэлектрические элементы, разделенные теплоизолирующей перегородкой, электрически соединенные между собой и с реверсирующим блоком системы управления. На стенках резервуара перпендикулярно к ним установлены направляющие, на которых с возможностью перемещения по ним установлены теплоизолирующие щиты. Внутреннее пространство панели разделено вертикальной перегородкой плоской или цилиндрической формы, образующей щелевое отверстие с днищем панели, в верхней части полости панели установлен вентилятор, а в полости панели по обе стороны от перегородки установлены трубопроводы, соединенные с системами водоснабжения фермы, имеющие распылительные отверстия и снабженные клапанами, управляемыми вручную или дистанционно и электрически соединенными с программным блоком системы управления. Установка содержит теплообменник, соединенный трубопроводами с резервуаром аккумулятора холода. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к охлаждению жидких продуктов, в частности, молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других пищевых продуктов.

Известно устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах, содержащее источник искусственного холода, теплообменник, насос, датчики температуры, блок управления [1] Известны также устройства, использующие для аккумулирования холода эффект Плетье, т.е. термоэлектрические явления, обусловленные наличием связи между тепловыми и электрическими процессами. При перемене направления тока изменяется и нагрев спаев [2] Особенностями этих устройств является большая материалоемкость и недостаточно высокая удельная хладопроизводительность.

Известна установка для охлаждения молока и других сельскохозяйственных продуктов, содержащая теплообменник, сообщенный соединительным и подающим трубопроводами через насос с резервуаром аккумулятора холода, средство для охлаждения хладоносителя в резервуаре аккумулятора в теплое время и систему управления процессом охлаждения хладоносителя [3] Средство для охлаждения хладоносителя в резервуаре содержит испаритель холодильной машины.

Недостатком этого устройства является большая материалоемкость и большие удельные затраты на охлаждение сельхозпродукции.

Задачей изобретения является увеличение времени работы устройства в годовом цикле (до 100%), уменьшение его материалоемкости, удельных затрат на охлаждение сельхозпродукции, повышение надежности и эффективности охлаждающих систем.

В результате использования изобретения за счет аккумуляции как естественного, так и искусственного холода в виде холодной воды и льда, повышается надежность и эффективность охлаждающих систем, уменьшаются материалоемкость, удельные затраты на охлаждение сельхозпродукции.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что средство для охлаждения хладоносителя в резервуаре аккумулятора холода содержит размещенную в резервуаре панель, выполненную в виде короба или цилиндра, открытого в верхней части, внутри которой в тепловом контакте с наружными теплообменными поверхностями установлены сдвоенные термоэлектрические элементы, разделенные теплоизолирующей перегородкой, электрически соединенные между собой и с реверсирующим блоком системы управления, а на стенках резервуара перпендикулярно к ним укреплены направляющие, на которых с возможностью перемещения по ним установлены теплоизолирующие щиты. Полость между внутренними стенками панели может быть разделена вертикальной перегородкой плоской или цилиндрической формы с образованием щелевого отверстия между перегородкой и днищем панели. В верхней части полости с одной стороны от перегородки установлен вентилятор. В полостях между внутренними стенками панели и перегородкой установлены трубопроводы, соединенные с системами водоснабжения фермы, при этом на трубопроводах выполнены распылительные отверстия и установлены клапаны, управляемые вручную или дистанционно, и электрически соединенные с программным блоком системы управления.

На фиг.1 представлена установка для охлаждения молока и других сельскохозяйственных продуктов, поперечный разрез; на фиг.2 то же, продольный разрез.

Установка для охлаждения молока и других сельскохозяйственных продуктов содержит аккумулятор холода, включающий резервуар 1, в котором размещено средство для охлаждения хладоносителя в теплое время. Это средство содержит размещенную в резервуаре 1 панель 2, выполненную в виде короба или цилиндра, открытого в верхней части, внутри которой в тепловом контакте с наружными теплообменными поверхностями устанавливаются сдвоенные термоэлектрические элементы 3 и 4, разделенные теплоизолирующей перегородкой 5, электрически соединенные между собой и с реверсирующим блоком 6, а нижняя часть резервуара 1 соединена соединительным трубопроводом 7 с насосом 8, теплообменником 9 и с подающим трубопроводом 10, соединяющим насос 8 с верхней частью резервуара 1 аккумулятора холода. На стенках резервуара 1 перпендикулярно укреплены направляющие 11, на которых с возможностью перемещения по ним установлены теплоизолирующие щиты 12. Полость между внутренними стенками панели разделена вертикальной перегородкой 13 плоской и цилиндрической формы, образующей щелевое отверстие с днищем панели, а в верхней части полости с одной стороны от перегородки 13 установлен вентилятор 14. Причем в полостях между внутренними стенками панели и перегородкой 13 установлены трубопроводы 15, соединенные с системами водоснабжения фермы и потребителями теплой воды, а на этих трубопроводах 15 выполнены распылительные отверстия 16 и установлены клапаны 17 с ручным или дистанционным управлением, электрически соединенные с программным блоком 18 системы 19 управления процессом охлаждения хладоносителя, соединенной с датчиком 20 температуры. Панель 2 может накрываться крышкой 21.

Установка для охлаждения молока и других сельскохозяйственных продуктов работает следующим образом.

Аккумулятор естественного и искусственного холода может устанавливаться как в помещении, так и на открытом воздухе.

При установке на открытом воздухе в холодное время года теплоизолирующие щиты 12 отодвигаются по направляющим 11, и хладоноситель, например, вода, размещаемая в резервуаре 1, охлаждается через его теплопроводящие стенки с возможным образованием льда. В теплое время года щиты 12 придвигаются к стенкам и изолируют резервуар 1. В этом случае по команде датчика 20 температуры, связанного с системой 19 управления, включается реверсивный блок 6, который подключает сдвоенные термоэлектрические элементы 3 и 4, выполняющие роль холодных и горячих спаев термоэлектрической системы. При этом наружные теплообменные поверхности панели начинают охлаждаться, охлаждая хладоноситель воду, находящуюся в резервуаре 1. На внешних теплообменных поверхностях панели 2 начинает образовываться лед. Тепло от горячих термоэлементов 4 может отводиться либо воздухом (при этом запускаются вентиляторы 14), либо водой при помощи трубопроводов 15, соединенных с системами водоснабжения фермы, либо наиболее рентабельным комбинированным способом. При этом один из клапанов 17 закрывается и вода через трубопроводы 15 подается во внутреннее пространство панели 2 и распыляется через распылительные отверстия 16 на поверхностях нагретых термоэлементов 4, смачивая их. После этого подача воды прекращается по сигналу программного блока 18 при помощи клапана 17. Воздух, перемещаемый вентиляторами 14, усиливает отбор тепла от нагретых поверхностей, испаряя влагу с их поверхности. Испарение влаги фиксируется индикатором, например, контролирующим электропроводность поверхности. После испарения или по временному сигналу поступает новая порция воды. При этом расход воды минимизируется. Лед, намораживаемый на наружных поверхностях панели 2, накапливаясь, уменьшает фактическую хладопроизводительность термоэлементов, так как служит термоизолятором и препятствует дальнейшему охлаждению воды. Для устранения этого явления по команде реверсирующего блока 6 изменяется направление тока через термоэлектрические элементы 3 и 4 и "холодный" термоэлемент 3 становится "горячим", а "горячий" термоэлемент 4 "холодным". При этом лед с наружных поверхностей панели 2 отходит от нее и всплывает, освобождая наружные охлаждающие поверхности панели 2. Затем реверсирующий блок 6 по команде программного блока 18 восстанавливает прежнее направление тока и процесс льдообразования продолжается по новому циклу. Горячий и холодный термоэлементы 3 и 4 разделены теплоизолирующей перегородкой 5.

Использование аккумулированного холода происходит следующим образом. Охлажденная вода или другой хладоноситель по соединительному трубопроводу 7 из нижней части резервуара насосом 8 подается к теплообменнику 9, охлаждая молоко или другую сельскохозяйственную продукцию, а затем по подающему трубопроводу 10 поступает в верхнюю часть резервуара 1, где охлаждается, и процесс повторяется.

Сельскохозяйственная продукция, помещаемая во фляги или контейнеры, может размещаться и непосредственно в резервуаре 1 аккумулятора холода.

Уменьшение материалоемкости, увеличение хладопроизводительности и эффективности данной установки обеспечивается наличием двух льдообразующих поверхностей панели 2 с термоэлементами и поверхности охлаждения резервуара 1, а также наличием системы управления процессом охлаждения хладоносителя, обеспечивающей заданный режим охлаждения.

Формула изобретения

1. Установка для охлаждения молока и других сельскохозяйственных продуктов, содержащая теплообменник, сообщенный соединительным и подающим трубопроводами через насос с резервуаром аккумулятора холода, средство для охлаждения хладоносителя в резервуаре аккумулятора в теплое время и систему управления процессом охлаждения хладоносителя, отличающаяся тем, что средство для охлаждения хладоносителя содержит размещенную в резервуаре панель, выполненную в виде короба или цилиндра, открытого в верхней части, внутри которой в тепловом контакте с наружными теплообменными поверхностями установлены сдвоенные термоэлектрические элементы, разделенные теплоизолирующей перегородкой, электрически соединенные между собой и с реверсирующим блоком системы управления, а на стенках резервуара перпендикулярно к ним укреплены направляющие, на которых с возможностью перемещения по ним установлены теплоизолирующие щиты.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полость между внутренними стенками панели разделена вертикальной перегородкой плоской или цилиндрической формы с образованием щелевого отверстия между перегородкой и днищем панели, а в верхней части полости с одной стороны от перегородки установлен вентилятор.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в полостях между внутренними стенками панели и перегородкой установлены трубопроводы, соединенные с системами водоснабжения фермы, при этом на трубопроводах выполнены распылительные отверстия и установлены клапаны, управляемые вручную или дистанционно, и электрически соединенные с программным блоком системы управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1