ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКУССТВЕННОГО И ЕСТЕСТВЕННОГО ХОЛОДА И ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО ХЛАДОНОСИТЕЛЯ С НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ЗАМЕРЗАНИЯ
ENERGY SAVING DEVICE FOR COOLING MILK WITH USE OF ARTIFICIAL AND NATURAL COLD AND ECOLOGICALLY SAFE COOLANT WITH LOW TEMPERATURE FREEZING

Изобретение относится к области 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 установки для охлаждения молока на фермах и комплексах.
Известно охлаждающее устройство для ферм, содержащее аккумулирующую емкость, резервуар-теплообменник, насос, распылительные трубы, блок управления, сливную трубу (патент РФ №2081564, БИ №17 от 20.06.1997 г.).
Недостатком этого устройства является малая хладопроизводительность и малая надежность при низких температурах атмосферного воздуха, большая удельная металлоемкость.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является теплохолодильная установка для ферм, содержащая двухсекционный теплообменник с каналами для молока и хладоносителя, канал для хладоносителя второй секции теплообменника, соединенный в замкнутый первый контур с приемниками-аккумуляторами искусственного холода, механические вентили, а датчики уровней, установленные в релизере, насосы для молока и хладоносителя, датчики температуры молока электрически соединены с блоком управления (патент РФ №2206215, БИ, от 20.06.2003 г.).
Недостатками известной установки являются недостаточная хладопроизводительность и низкая надежность в условиях отрицательных температур атмосферного воздуха.
Задачей изобретения является повышение надежности, энергоэффективности и хладопроизводительности систем охлаждения молока на фермах в условиях низких температур наружного воздуха.
В результате использования предлагаемого изобретения повышается надежность, энергоэффективность и хладопроизводительность систем охлаждения молока на фермах за счет второго замкнутого контура теплообменника, заполненного экологически безопасным хладоносителем с низкой температурой замерзания, состоящего из канала для хладоносителя первой секции теплообменника, выходное отверстие которого соединено со входным отверстием через приемник естественного холода, расположенного на открытом воздухе и снабженного вентилятором для интенсификации охлаждения экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания, а также электромагнитный вентиль и байпас, предназначенные для регулирования объема подачи экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания.
Технический результат достигается тем, что предлагаемая энергосберегающая установка для охлаждения молока с использованием искусственного и естественного холода и экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания, включающая двухсекционный теплообменник с каналами для молока и хладоносителя, при этом канал для хладоносителя второй секции теплообменника соединен в замкнутый первый контур с приемниками-аккумуляторами искусственного холода, а также электрически соединенные с блоком управления датчики уровней, установленные в релизере, насос для молока, датчики температуры молока, содержит приемник естественного холода, расположенный на открытом воздухе и снабженный датчиком температуры наружного воздуха, датчиком температуры хладоносителя с низкой температурой замерзания, вентилятором для интенсификации охлаждения экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания, при этом приемник соединен через электромагнитный вентиль и байпас, включающий насос экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания и электромагнитный вентиль, предназначенные для регулирования объема подачи экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания, с входным отверстием канала экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания первой секции теплообменника, а выходное отверстие канала соединено с приемником естественного холода и образует второй замкнутый контур теплообменника, заполненный экологически безопасным хладоносителем с низкой температурой замерзания, а на выходном отверстии канала установлен датчик температуры хладоносителя с низкой температурой замерзания, причем электромагнитные вентили, насос, вентилятор, датчик температуры наружного воздуха, датчики температуры экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания электрически соединены с блоком управления, при этом холод, поступающий с экологически безопасным хладоносителем с низкой температурой замерзания, находящимся во втором замкнутом контуре теплообменника, от приемника естественного холода используется для предварительного охлаждения молока, а окончательное доохлаждение молока производится во второй секции теплообменника.
Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором изображена общая схема энергосберегающей установки для охлаждения молока с использованием искусственного и естественного холода и экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания.
Установка, включающая теплообменник 1, выполненный в виде двух секций : первой 2 и второй 3, где входное отверстие канала для молока 4 первой секции 2 теплообменника 1 соединено с релизером 5 через молочный насос 6, а выходное отверстие канала для молока 4 первой секции 2 теплообменника 1 соединено с входным отверстием канала для молока 7 второй секции 3 теплообменника 1, а оба отверстия канала для хладоносителя 8 второй секции 3 теплообменника 1 соединены в замкнутый первый контур с приемниками-аккумуляторами гарантированного искусственного холода, а датчики уровней 9 и 10, установленные в релизере 5, насос для молока 6, датчики температуры молока 11 и 12 электрически соединены с блоком управления 13, а релизер 5 соединен с вакуумным насосом 14 и трубопроводами свежевыдоенного молока 15, содержит приемник естественного холода 16, расположенный на открытом воздухе и снабженный датчиком температуры наружного воздуха 17, датчиком температуры хладоносителя с низкой температурой замерзания 18, вентилятором 19 для интенсификации охлаждения экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания, при этом приемник 16 соединен через электромагнитный вентиль и байпас, включающий насос экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 21 и электромагнитный вентиль 22, предназначенные для регулирования объема подачи экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания, с входным отверстием канала экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 23 первой секции 2 теплообменника 1, а выходное отверстие канала 23 соединено с приемником естественного холода 16 и образует второй замкнутый контур теплообменника, заполненный экологически безопасным хладоносителем с низкой температурой замерзания, а на выходном отверстии канала 23 установлен датчик температуры хладоносителя с низкой температурой замерзания 24, причем датчик температуры наружного воздуха 17, датчики температуры экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 18 и 24, вентилятор 19, электромагнитные вентили 20 и 22, насос экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 21 электрически соединены с блоком управления 13.
Энергосберегающая установка для охлаждения молока с использованием искусственного и естественного холода и экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания работает следующим образом.
Релизер 5 вакуумируется вакуумным насосом 14 и свежевыдоенное молоко по трубопроводам 15 попадает в него. Датчик уровня 10 релизера 5 последовательно включает и отключает молочный насос 6 при достижении уровня молока датчика уровня 9. Молоко насосом 6 подается в канал для молока 4 первой секции 2 теплообменника 1, а затем в канал для молока 7 второй секции 3 теплообменника 1. Таким образом, молоко по каналам для молока 4 первой секции 2 теплообменника 1 и по каналам 7 второй секции 3 теплообменника 1 движется дискретно, «импульсами». Второй замкнутый контур теплообменника 1 заполнен экологически безопасным хладоносителем с низкой температурой замерзания, например экосолом.
В холодное время года экологически безопасный хладоноситель с низкой температурой замерзания, находящийся в приемнике естественного холода 16, остывает и аккумулирует холод круглосуточно. Для активизации процесса аккумулирования холода при низкой температуре наружного воздуха по сигналу датчика температуры наружного воздуха 17 с блока управления 13 синхронно с молочным насосом 6 включается насос экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания (экосола) 21 и экосол попадает в канал для экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 23 первой секции 2 теплообменника 1. При этом в зависимости от температуры экосола на входе в канал для экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 23 первой секции 2 теплообменника 1 по показаниям датчиков температуры экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 18 и 24 с блока управления 13 включается вентилятор 19 для интенсификации охлаждения экосола в приемнике естественного холода 16, а для предотвращения примерзания молока к стенкам канала для экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 23 секции 2 теплообменника 1 при понижении температуры экосола ниже 0°С регулируется поток охлажденного хладоносителя с низкой температурой замерзания с помощью электромагнитного вентиля 20 и электромагнитного вентиля байпаса 22, а также меняется и режим подачи молока и экосола - производится согласованная подача. В теплое время года охлаждение молока производится только во второй секции 3 теплообменника 1. Молоко, протекающее по каналу для молока 7 второй секции 3 теплообменника 1, охлаждается хладоносителем (водой), протекающей по каналу для хладоносителя 8 второй секции 3 теплообменника 1. Охлажденный хладоноситель поступает в этот канал (8) из приемника-аккумулятора гарантированного искусственного холода.
Таким образом, холод, поступающий с экологически безопасным хладоносителем с низкой температурой замерзания, находящимся во втором замкнутом контуре теплообменника 1, от приемника естественного холода 16 используется для предварительного охлаждения молока. Окончательное доохлаждение молока производится во второй секции 3 теплообменника 1, представляющего собой пластинчатый теплообменник.
Второй замкнутый контур теплообменника 1, предназначенный для предварительного охлаждения молока, можно использовать и в системах охлаждения молока, где последующее доохлаждение производится в емкостных теплообменниках.
Использование экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания для предварительного охлаждения молока, находящегося во втором замкнутом контуре теплообменника 1, состоящего из канала для хладоносителя 23 первой секции 2 теплообменника 1, выходное отверстие которого соединено со входным отверстием через приемник естественного холода 16, электромагнитный вентиль 20, байпас, включающий насос экологически безопасного хладоносителя с низкой температурой замерзания 21 и электромагнитный вентиль 22, не требует больших эксплуатационных издержек, повышает надежность системы охлаждения молока, также повышается энергоэффективность и хладопроизводительность за счет меньшего использования «намороженного льда» во второй секции 3 теплообменника 1 и производства «наморозки льда» в ночное время, когда действуют пониженные тарифы на электроэнергию.