Энергосберегающая установка для получения ледяной воды на фермах и молокоприемных пунктах
Владельцы патента RU 2557170:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение"Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства"(ФГБНУ ВИЭСХ) (RU)
Изобретение относится к области охлаждения сельскохозяйственных продуктов. Предложенная энергосберегающая установка для получения ледяной воды на фермах и молокоприемных пунктах содержит аккумулятор холода 1, теплообменник 2, теплоизолированные трубы 2 и 3, воздушные трубы 5, вентилятор, испаритель 4, компрессорно-конденсаторный агрегат (ККА) 8, трубопроводы 9, краны 10, предохранительный клапан 11, датчики температуры воздуха 12 и хладоносителя 13, насос хладоносителя 14, блок управления 15. Аккумулятор холода 1 установлен на открытом воздухе и теплоизолирован, разделен перегородкой на первую 16 емкость и вторую 17 емкость. У теплоизолиров. перегородки размещена труба 18, соедин. нижнюю часть первой 16 емкости с верхней частью второй 17 емкости. В верхней части первой 16 емкости расположена перфориров. труба 19, соедин. теплоизолиров. трубой 3 с производств. помещением и через размещенные в нем краны 10 с системой водоснабжения фермы, теплообменником 2 для охлаждения продукта и насосом хладоносителя 14. Насос хладоносителя 14 соединен с теплоизолиров. трубой 20 с нижней частью второй 17 емкости, в которой размещен испаритель 7. Этот испаритель 7 соединен с ККА 8. В первой 16 емкости аккумулятора холода 1 установлены сквозные воздушные трубы 5, наружн. торцы которых расположены в ее боковых стенках и перекрыты заслонками. У заслонки одной боковой стенки установлен вентилятор. На сквозных воздушных трубах 5 вертикально и перпендикулярно к ним установлены ребра, находящ. с ними и боковыми стенками первой 16 емкости в тепловом контакте. Изобретение обеспечивает повышение времени использования естественного холода в годовом цикле, увеличение удельной хладопроизводительности и аккумулирующей способности, снижение удельных затрат на электроэнергию. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области получения ледяной воды для охлаждения сельскохозяйственных продуктов, в том числе молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении жидких продуктов.
Известны энергосберегающие холодильные установки с использованием природного холода для получения ледяной воды для охлаждения сельхозпродукции, в частности молока на молочно-товарных фермах в холодное время года (см., например, "Установка для охлаждения молока", а.с. СССР№1124167, БИ №42 от 15.11.84.).
Недостатком этой установки является большая металлоемкость, низкая надежность при низких температурах наружного воздуха.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является комбинированная установка для охлаждения молока с использованием естественного холода (патент РФ №2390124, БИ №15, от 27.05.2010 г.).
Комбинированная установка содержит аккумулятор холода, теплообменник, теплоизолированные трубы, воздушные трубы, вентилятор, испаритель, компрессорно-конденсаторный агрегат, трубопроводы, краны, предохранительный клапан, датчики температуры воздуха и хладоносителя, насос хладоносителя, блок управления.
Недостатком этого устройства является ограниченное время использования естественного холода в годовом цикле, малая удельная хладопроизводительность и аккумулирующая способность, повышенные удельные затраты электроэнергии и расходов на нее.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение времени использования естественного холода в годовом цикле, увеличение удельной хладопроизводительности и аккумулирующей способности, снижение удельных затрат на электроэнергию и расходов на нее.
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность повышения времени использования естественного холода в годовом цикле, увеличения хладопроизводительности и аккумулирующей способности, снижения удельных затрат электроэнергии и расходов на нее.
Технический результат достигается тем, что аккумулятор холода, устанавливаемый на открытом воздухе, теплоизолирован и разделен теплоизолированной перегородкой на первую емкость и вторую емкости, а у теплоизолированной перегородки размещена труба, соединяющая нижнюю часть первой емкости с верхней частью второй емкости, причем перфорированная труба, расположенная в верхней крайней части первой теплоизолированной емкости, соединена теплоизолированной трубой с производственным помещением и через размещенные в нем краны с системой водоснабжения фермы, с теплообменником для охлаждения продукта, например молока, и насосом хладоносителя, соединенным в свою очередь теплоизолированной трубой с нижней частью второй теплоизолированной емкости, в которой размещен испаритель, соединенный с компрессорно-конденсаторным агрегатом, а в первой теплоизолированной емкости аккумулятора холода установлены сквозные воздушные трубы, наружные торцы которых расположены в ее боковых стенках перекрыты открывающимися и закрывающимися заслонками, причем у заслонки одной боковой стенки установлен вентилятор, а на сквозных трубах вертикально и перпендикулярно к ним установлены ребра, находящиеся с ними и боковыми стенками первой емкости в тепловом контакте, причем верхние края первого ребра, расположенного у перфораторной трубы, расположенной параллельно ребрам, контактируют с верхней стенкой первой емкости и имеют зазор с ее днищем, как и все последующие нечетные ребра, а последующие четные ребра имеют зазор с верхней стенкой первой емкости и контактируют с ее днищем.
В нижней части второй теплоизолированной емкости установлена горизонтальная перфорированная труба, соединенная с вертикальной трубой, на конце которой на наружном воздухе размещена безмаслянная воздуходувка с воздушным фильтром, а в верхней стенке теплоизолированной второй емкости выполнено уравнительное сквозное отверстие.
В производственном помещении на трубопроводе, подающем хладоноситель через теплоизолированную трубу в первую теплоизолированную емкость, установлен датчик давления.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид энергосберегающей установки для получения ледяной воды на фермах и молокоприемных пунктах (Фиг.1), вид сверху по А-А (Фиг.2) и сечение Б-Б (Фиг.3).
Энергосберегающая установка для получения ледяной воды на фермах и молокоприемных пунктах содержит теплоизолированный аккумулятор холода 1, теплообменник 2, теплоизолированные трубы 3 и 4, воздушные трубы 5, вентилятор 6, испаритель 7, компрессорно-конденсаторный агрегат 8, трубопроводы 9, краны 10, предохранительный клапан 11, датчики температуры воздуха 12 и хладоносителя 13, насос хладоносителя 14, блок управления 15, причем аккумулятор холода 1, устанавливаемый на открытом воздухе теплоизолирован и разделен теплоизолированной перегородкой на первую емкость 16 и вторую емкость 17, а у теплоизолированной перегородки размещена труба 18, соединяющая нижнюю часть первой емкости 16 с верхней частью второй емкости 17, причем перфорированная труба 19, расположенная в верхней крайней части первой теплоизолированной емкости соединена теплоизолированной трубой 3 с производственным помещением и через размещенные в нем краны 10 с системой водоснабжения фермы, с теплообменником 2 для охлаждения продукта, например молока, и насосом хладоносителя 14, соединенным в свою очередь теплоизолированной трубой 20 с нижней частью второй теплоизолированной емкости 17, в которой размещен испаритель 7, соединенный с компрессорно-конденсаторным агрегатом 8, а в первой теплоизолированной емкости 16 аккумулятора холода 1 установлены сквозные воздушные трубы 5, наружные торцы которых расположены в ее боковых стенках перекрыты открывающимися и закрывающимися заслонками 21, причем у заслонки одной боковой стенки установлен вентилятор 6, а сквозных трубах вертикально и перпендикулярно к ним установлены ребра 22, находящиеся с ними и боковыми стенками первой емкости 16 в тепловом контакте, причем верхние края первого ребра 22, расположенные у перфораторной трубы 19, расположенной параллельно ребрам 22, контактируют с верхней стенкой первой емкости 16 и имеют зазор с ее днищем, как и все последующие нечетные ребра 22, а последующие четные ребра имеют зазор с верхней стенкой первой емкости 16 и контактируют с ее днищем.
В нижней части второй теплоизолированной емкости 17 установлена горизонтальная перфорированная труба 23, соединенная с вертикальной трубой 24, на конце которой на наружном воздухе размещена безмаслянная воздуходувка 25 с воздушным фильтром, а в верхней стенке теплоизолированной второй емкости 17 выполнено уравнительное сквозное отверстие 26.
В производственном помещении на трубопроводе, подающем хладоноситель через теплоизолированную трубу 3 в первой теплоизолированной емкости 16, установлен датчик давления 27.
Энергосберегающая установка для получения ледяной воды на фермах и молокоприемных пунктах работает следующим образом.
Первая емкость 16 и вторая емкость 17 теплоизолированного аккумулятора 1, расположенного на открытом воздухе, заполняется хладоносителем (водой) из системы водоснабжения фермы. Перед поступлением охлаждаемого продукта на теплообменник 2 в холодное время года с блока управления 15 по сигналам с датчиков температуры воздуха 12 и хладоносителя 13 включается вентилятор 6, открываются заслонки 21 и холодный воздух проходит по воздушным трубам 5, охлаждая ребра 22. Одновременно запускается насос хладоносителя 14, и вода из второй емкости 17 теплоизолированного аккумулятора 1 по теплоизолированной трубе 20 через краны 10, проходит через теплообменник 2, охлаждает продукт (молока), затем по трубопроводам 9, через теплоизолированную трубу 3 поступает в перфорированную трубу 19, расположенную в первой емкости 16 теплоизолированного аккумулятора 1, и последовательно обтекает тепло-обменные ребра 22, охлаждаемые холодным воздухом, поступающим от вентилятора 6. Затем из крайней нижней точки первой емкости 16 охлажденная вода поднимается в верхнюю часть второй емкости 17 по трубе 18 и, опускаясь между панелями испарителя 7, соединенного с компрессорно-конденсаторным агрегатом 8 может доохлаждается в зависимости от сигналов датчиков температуры 13. Хладоноситель по теплоизолированной трубе 20 возвращается к насосу хладоносителя 14 и цикл повторяется. Источник естественного холода работает в холодное время года и в ночное время и обеспечивает действие льготного ночного тарифа, когда температура наружного воздуха минимальна в холодное и переходные времена года.
Таким образом, время использования естественного холода в годовом цикле (заморозка и охлаждение воды) увеличивается, а время работы компрессорно-конденсаторного агрегата 8 в годовом цикле уменьшается. При этом существенно сокращается расход электроэнергии.
Для ускорения льдообразования и охлаждения воды во второй емкости 17 теплоизолированного аккумулятора холода 1 установлена горизонтальная перфорированная труба 23, куда по вертикальной трубе 24 подается воздух, который охлаждает воду в холодное время года и способствует наморозке льда на панелях испарителя 7 и выходит через уравнительное отверстие 26.
При наморозке льда в теплоизолированном аккумуляторе 1, излишняя часть воды отводится через предохранительный клапан 11, предотвращая его деформацию.
При сужении каналов для прохождения хладоносителя из-за наморозки льда, давление в трубопроводе 9 возрастает и по сигналу датчика давления 27 вентилятор 6 отключается.
При обслуживании теплообменника 2 поток хладоносителя может быть направлен через краны 10 в перфорированную трубу 19 и процесс охлаждения хладоносителя и наморозки льда в первой 16 и второй 17 емкостях не будет прерван. В теплое время года заслонки 21 закрываются.
Таким образом, использование энергосберегающей установки для получения ледяной воды на фермах и молокоприемных пунктах, позволяет повысить время использования естественного холода в годовом цикле, увеличить удельную хладопроизводительность и аккумулирующую способность, снизить удельный расход электроэнергии и затраты на нее.
1. Энергосберегающая установка для получения ледяной воды на фермах и молокоприемных пунктах, содержащая аккумулятор холода, теплообменник, теплоизолированные трубы, воздушные трубы, вентилятор, испаритель, компрессорно-конденсаторный агрегат, трубопроводы, краны, предохранительный клапан, датчики температуры воздуха и хладоносителя, насос хладоносителя, блок управления, отличающаяся тем, что аккумулятор холода, устанавливаемый на открытом воздухе теплоизолирован и разделен теплоизолированной перегородкой на первую емкость и вторую емкость, а у теплоизолированной перегородки размещена труба, соединяющая нижнюю часть первой емкости с верхней частью второй емкости, причем перфорированная труба, расположенная в верхней крайней части первой теплоизолированной емкости, соединена теплоизолированной трубой с производственным помещением и через размещенные в нем краны с системой водоснабжения фермы, с теплообменником для охлаждения продукта, например молока, и насосом хладоносителя, соединенным в свою очередь теплоизолированной трубой с нижней частью второй теплоизолированной емкости, в которой размещен испаритель, соединенный с компрессорно-конденсаторным агрегатом, а в первой теплоизолированной емкости аккумулятора холода установлены сквозные воздушные трубы, наружные торцы которых расположены в ее боковых стенках и перекрыты открывающимися и закрывающимися заслонками, причем у заслонки одной боковой стенки установлен вентилятор, а на воздушных сквозных трубах вертикально и перпендикулярно к ним установлены ребра, находящиеся с ними и боковыми стенками первой емкости в тепловом контакте, причем верхние края первого ребра, расположенного у перфораторной трубы, расположенной параллельно ребрам, контактируют с верхней стенкой первой емкости и имеют зазор с ее днищем, как и все последующие нечетные ребра, а последующие четные ребра имеют зазор с верхней стенкой первой емкости и контактируют с ее днищем.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в нижней части второй теплоизолированной емкости установлена горизонтальная перфорированная труба, соединенная с вертикальной трубой, на конце которой на наружном воздухе размещена безмаслянная воздуходувка с воздушным фильтром, а в верхней стенке теплоизолированной второй емкости выполнено уравнительное сквозное отверстие.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в производственном помещении на трубопроводе, подающем хладоноситель через теплоизолированную трубу в первую теплоизолированную емкость, установлен датчик давления.
