УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ХОЛОДА
REFRIGERATING PLANT FOR MILK COOLING USING NATURAL AND ARTIFICIAL COLD

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 продуктов.
Известны установки для охлаждения сельхозпродукции, в частности молока, с использованием природного холода (См., например, «Установка для охлаждения молока», А.С. СССР №1124167, Б.И. №42 от 15.11.84), содержащая теплообменник, приемник естественного холода, насос для циркуляции хладоносителя, трубопроводы, вентили.
Недостатком этих устройств являются низкая аккумулирующая способность, надежность в условиях отрицательных температур наружного воздуха и большая материалоемкость.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Охлаждающее устройство для ферм» (Патент РФ №2081564, БИ №17, 1997). Устройство содержит подзарядную холодильную машину, теплоизолированный аккумулирующий резервуар с расположенным в нем испарителем, насос для воды, теплообменник для молока, теплообменник для хладоносителя, состоящий из распылительной трубы с аэродинамическим пластинами, находящимися внутри направляющего цилиндра, краны, блок управления, датчики температуры.
Недостатками этого устройства являются низкие хладопроизводительность, аккумулирующая способность и надежность в условиях отрицательных температур наружного воздуха, а также высокая материалоемкость.
Задачей изобретения является повышение аккумулирующей способности, хладопроизводительности и надежности в условиях отрицательных температур наружного воздуха, а также снижение материалоемкости.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что испаритель подзарядной холодильной машины, размещаемый в теплоизолированном аккумулирующем резервуаре, выполнен комбинированным и имеет дополнительный змеевик, состоящий из труб, имеющих тепловой контакт с теплообменными поверхностями испарителя, соединенный одним концом с входом установленного на открытом воздухе теплообменника хладоносителя с размещенным перед ним вентилятором, а другим концом с распложенным в производственном помещении насосом хладоносителя и с нижней частью теплоизолированного расширительного бачка, заполненного экологически безопасным хладоносителем с низкой температурой замерзания (например, водным раствором хлористого кальция или натрия и др.), верхняя часть которого соединена с выходом теплообменника для хладоносителя, расположенного на открытом воздухе, а датчик температуры наружного воздуха и вентилятор электрически соединены с блоком управления, причем входные и выходные трубопроводы секции хладоносителя теплообменника для молока соединены трубопроводом с установленным на нем вентилем.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид установки для охлаждения молока с использованием естественного и искусственного холода.
Установка для охлаждения молока с использованием естественного и искусственного холода содержит подзарядную холодильную машину 1, теплоизолированный аккумулирующий резервуар 2 с расположенным в нем испарителем 3, насос для воды 4, теплообменник для молока 5, блок управления 6, датчик температуры наружного воздуха 7, датчик температуры хладоносителя 8, причем испаритель 3 выполнен комбинированным и имеет дополнительный змеевик 9, состоящий из труб, имеющих тепловой контакт с теплообменными поверхностями испарителя 3, соединенный одним концом с входом установленного на открытом воздухе теплообменника хладоносителя 10 с размещенным перед ним вентилятором 11, а другим концом с распложенным в производственном помещении насосом хладоносителя 12 и с нижней частью теплоизолированного расширительного бачка 13, заполненного экологически безопасным хладоносителем с низкой температурой замерзания (например, водным раствором хлористого кальция или натрия и др.), верхняя часть которого соединена с выходом теплообменника для хладоносителя 10, расположенного на открытом воздухе, на котором установлен датчик температуры наружного воздуха 7 и вентилятор 11, электрически соединенные с блоком управления 6, причем входные и выходные трубопроводы секции хладоносителя теплообменника для молока 5 соединены трубопроводом с установленным на нем вентилем 14.
Установка для охлаждения молока с использованием естественного и искусственного холода (далее установка) работает следующим образом.
Теплоизолированный аккумулирующий резервуар 2 с расположенным в нем испарителем 3 подзарядной холодильной машины 1 заполняется водой, а теплоизолированный расширительный бачок 13 и дополнительный змеевик 9 заполняются экологически безопасной жидкостью с низкой температурой замерзания. Установка работает в режиме аккумуляции холода от источников естественного и искусственного холода в виде намораживаемого льда, ледяной воды и выдачи ее для охлаждения молока во время цикла охлаждения. В холодное время года при отрицательной температуре наружного воздуха по команде датчика температуры наружного воздуха 7 включается насос хладоносителя 12 и вентилятор 11. Жидкость с низкой температурой замерзания из теплоизолированного расширительного бачка 13 поступает в дополнительный змеевик 9 испарителя 3, а оттуда - в теплообменник хладоносителя 10, охлаждается и поступает обратно в теплоизолированный расширительный бачок 13, в насос хладоносителя 12, дополнительный змеевик 9 и цикл замыкается. При этом вода в аккумулирующем резервуаре 2, куда помещен испаритель 3, охлаждается через общие теплообменные поверхности, например поверхности панелей, ребер и другие поверхности, с которыми теплообменник секции хладагента и дополнительного змеевика 9 комбинированного испарителя 3 имеют тепловой контакт. На общих теплообменных поверхностях испарителя 3 намораживается лед.
При повышении температуры наружного воздуха и хладоносителя в аккумулирующем резервуаре 2 подключается подзарядная холодильная машина 1. При этом хладагент поступает в секцию хладагента испарителя 3 и доохлаждает хладоноситель. Температура хладоносителя контролируется датчиком температуры хладоносителя 8.
При охлаждении хладоносителя до околонулевой температуры и подаче молока для охлаждения в теплообменнике для молока 5 по сигналу, поступающему с датчика температуры хладоносителя 8, включается насос для воды 4 и хладоноситель подается на теплообменник для молока 5, где молоко охлаждается. Нагретый хладоноситель возвращается для охлаждения в теплоизолированный аккумулирующий резервуар 2. Аккумуляция холода в аккумулирующем резервуаре 2 может происходить практически непрерывно, в т.ч. в ночное время.
При ограничении или прекращении поступления природного холода в теплое время года отключается насос хладоносителя 12, вентилятор 11 и подключается подзарядная холодильная машина 1. При этом хладагент подается в секцию хладагента комбинированного испарителя 3, теплообменные поверхности которого имеют тепловой контакт с дополнительным змеевиком 9. Таким образом, теплообменные поверхности испарителя 3 являются общими и работают в течение всего года как с источниками естественного, так и искусственного холода.
Во время обслуживания теплообменника для молока 5 вентиль 14 открывается и поток хладоносителя из теплоизолированного резервуара 2 идет в обход по трубопроводу, соединяющему вход и выход теплообменника для молока 5. Поступающие и отводящие трубы при этом перекрываются.
Наличие дополнительного змеевика 9, заполненного хладоносителем с низкой температурой замерзания, имеющего тепловой контакт с теплообменными поверхностями испарителя 3, общими для источников искусственного и естественного холода, позволяет увеличить эффективность использования поверхности теплообмена и массы испарителя 3, повысить аккумулирующую способность, хладопроизводительность и надежность охлаждающей системы при отрицательных температурах наружного воздуха и тем самым повысить эффективность работы всей установки для охлаждения молока с использованием естественного и искусственного холода.