Канальная система охлаждения с требуемой конвекцией воздуха в объеме камеры
CHANNEL COOLING SYSTEM WITH REQUIRED CONVECTION OF AIR IN CHAMBER VOLUME

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к системам охлаждения камер различного назначения.
Воздухоохладители имеют значительные преимущества при эксплуатации по сравнению с батарейной системой охлаждения, однако батарейная система может обеспечить естественную конвекцию воздуха. Поэтому использование преимуществ каждой из систем охлаждения приобретает огромное значение. Известны следующие канальные системы охлаждения, близкие по содержанию к предлагаемому изобретению.
Так, в камерах, оборудованных подвесными воздухоохладителями, установленными поперек камеры (рис. 17.1 в учебнике: Ю.Д. Румянцев, B.C. Калюнов. Холодильная техника. - СПб.: Профессия, 2003. - 360 с.), используют систему, в которой воздухоохладители нагнетают воздух через воздуховод постоянного статического давления, который располагается по всей площади камеры над подвесным путем. В нижней образующей воздуховода имеются щелевые сопла, выполненные в виде пирамиды с углом раскрытия 22°, располагающиеся на одинаковом расстоянии друг от друга, из которых истекает воздух со скоростью 6-10 м/с, обдувая объект со скоростью не менее 1 м/с. Воздух всасывается в воздухоохладители, проходя всасывающий канал и дефлектор, поворачивающий поток воздуха на 90° в направлении всасывающего окна воздухоохладителя.
Недостатком такой системы является необходимость устройства канала постоянного статического давления, что также свойственно другой системе охлаждения (рис. 17.2 там же), в которой воздухоохладители нагнетают воздух через коллектор в воздуховоды постоянного статического давления, расположенные над подвесным путем между его нитками (путями). Воздух через поперечные щелевые сопла межпутевых воздуховодов направляется на бедренную часть полутуш, омывает ее со скоростью не менее 1 м/с и снизу через всасывающее окно поступает в воздухоохладители.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является камера, оборудованная подвесными воздухоохладителями и радиационными межрядными батареями (рис. 23 в М.М. Голянд, Б.Н. Малеванный. Холодильное технологическое оборудование. - М.: Пищевая промышленность, 1977. - 336 с.), в которой воздухоохладители с помощью дефлекторов, расположенных с двух сторон, направляют поток воздуха на полутуши и всасывают его в центральной части. В результате образуются два поперечных циркуляционных кольца. Радиационные панельные батареи в самой теплонапряженной области обеспечивают интенсивный теплоотвод, что позволяет уменьшить скорость движения воздуха и обойтись без воздуховодов. Однако в указанном устройстве, оборудованном такой охлаждающей системой, применены панельные батареи, которые использует в основном радиационную составляющую теплообмена и слабо использует конвективную составляющую, т.к. поверхность батарей слабо развита, а также не позволяют получить направленный поток конвекции воздуха на объект охлаждения, особенно на уровне естественной конвекции.
Задача изобретения - создать равномерное распределение воздуха по объему камеры с заданной скоростью, особенно на уровне естественной конвекции воздуха, при использовании воздухоохладителей.
Технический результат задачи достигается тем, что система охлаждения с использованием воздухоохладителей содержит нагнетательный канал, часть стенок которого выполняют ограждающие конструкции охлаждаемого объекта и дополнительные перегородки, а часть стенок канала образованы дополнительной охлаждающей поверхностью из гладких или оребренных труб, образующих щелевые сопла для раздачи воздуха. При этом щелевые сопла образованы из одного или нескольких рядов гладких или оребренных труб. Для уменьшения инееобразования на теплообменной поверхности воздухоохладителей зона их всасывания также перекрыта одним или несколькими рядами гладких или оребренных труб. Кроме этого, для повышения эффективности работы воздухоохладителей зона их всасывания отделена от зоны нагнетания перегородками.
На фиг. 1 изображена в разрезе камера 9, в которой поддерживается низкая температура воздуха. В камере имеется межферменное пространство 8, ограниченное внешними ограждениями камеры и балками, на которых установлены воздухоохладители. К нижней части фермы из балок подвешиваются потолочные части оребренных или гладкотрубных батарей, а вдоль боковых ограждений - их боковые части. Для организации движения воздуха устанавливаются перегородки таким образом, чтобы образовалась канальная система охлаждения. Таким образом, нагнетательный канал образован: боковыми ограждениями камеры 1, торцевыми перегородками 2 (с двух сторон камеры), перегородками 3 между ограждениями камеры и батареями 5 и теплообменной поверхностью, состоящей из гладких или оребренных труб. Щелевые сопла образуются «живым» сечением системы оребренных труб или «живым» сечением, образованным расстоянием между гладкими трубами. Изменить (уменьшить) «живое» сечение можно увеличением числа рядов гладких или оребренных труб в батарее, ряды которых выполнены со смещением по высоте для пристенных (по ширине для потолочных) батарей. Зона выхода воздуха может осуществляться или по всей поверхности, или по его части в зависимости от расположения батарей.
Зона всасывания перекрыта одним или несколькими рядами гладких или оребренных труб батарей, что позволяет уменьшить инееобразование на теплообменной поверхности воздухоохладителей, имеющих значительно меньший шаг оребрения, тем самым увеличить время между оттаиванием «снеговой шубы».
Зона всасывания 7 воздухоохладителей отделена от зоны нагнетания перегородками 4, предотвращающими перетекание воздуха со стороны нагнетания на сторону всасывания.
Камера работает следующим образом.
Воздух камеры 9 всасывается воздухоохладителями 6 через зону всасывания 7 батарей 5, проходит через воздухоохладители и далее попадает в напорный канал, созданный ограждениями и перегородками, указанными выше. Выход воздуха из напорного канала в охлаждаемое помещение осуществляется только через щелевые сопла, образованные «живым» сечением системы оребренных или гладких труб.
Предложенная канальная система охлаждения позволяет получить требуемую скорость воздуха на выходе из канала путем подбора соответствующего числа воздухоохладителей (возможно с частотными регуляторами) и набором числа и рядов труб (оребренных или гладких), образующих щелевые сопла в заданной зоне обдува камеры.
Предлагаемая система охлаждения является универсальной, т.к. позволяет не только обеспечить работоспособность всей системы в проектном варианте, но и использовать охлаждающие батареи без включения воздухоохладителей, если требуется меньшая холодопроизводительность и естественная конвекция воздуха, а также при работе вентиляторов без подачи холодильного агента в воздухоохладители (и в батареи) в случае, если требуется обогрев помещения.