УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА С АККУМУЛЯТОРОМ ХОЛОДА

Полезная модель предназначена для использования в пищевой промышленности при терморегулировании и транспортировке молока и других жидкостей.
Известно устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте, содержащее систему охлаждения автомобильного двигателя, цистерну для молока, термоэлектрический охладитель, датчик температуры, блок управления, теплообменники термоэлектрического охладителя и теплообменник молока, термоэлектрический генератор, установленный на выхлопном трубопроводе отработавших газов двигателя, и включает в себя горячий теплообменник, подключенный к горячим спаям и связанный с отработавшими газами; холодный теплообменник, подключенный к холодным спаям и связанный с системой охлаждения автомобильного двигателя [пат. РФ на полезную модель №100199, МПК F25B 21/02. Опубл. 10.12.2010 г., БИ №34, «Устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте» / автор Васильева И.Г.].
Недостатком данного устройства являются большие энергозатраты на охлаждение молока.
Известно устройство для охлаждения молока с аккумулятором холода, содержащее теплообменник с трактом молока и трактом теплоносителя, выход из которого соединен со входом аккумулятора холода, термоэлектрический блок с теплообменными трактами холодного и горячего спаев, последний из которых соединен с источником естественного холода, отличающееся тем, что аккумулятор холода выполнен в виде изотермической емкости, заполненной теплоносителем с низкой температурой замерзания (плавления) и размещенными в ней сосудами с жидкостью, имеющей температуру замерзания (плавления) более высокую, чем у теплоносителя, а выход аккумулятора холода сообщен с насосом, обеспечивающим подачу теплоносителя последовательно на вход в теплообменный тракт холодного спая термоэлектрического блока и на вход в тракт теплоносителя теплообменника [пат. РФ №2175833, МПК A01J 9/04, F25D 3/00, F25B 21/02. Опубл. 20.11.2001 БИ №32 «Охладитель молока с аккумулятором холода» / авторы В.Н.Гусев и др.;].
Недостатком данного устройства являются высокие энергозатраты, связанные с низким КПД термоэлектрических элементов.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом полезной модели является снижение энергозатрат и повышение КПД.
Технический результат достигается тем, что устройство для охлаждения молока с аккумулятором холода состоящее из резервуара с трактом, на котором установлен насос для молока и теплообменник, и трактом теплоносителя, проходящим через теплообменник, с циркуляционным насосом, соединенным с входом аккумулятора холода и термоэлектрическим блоком, устройство выполнено в виде двухсекционного контейнера, причем первая секция выполнена с теплоизоляцией и в ней размещены резервуар с трактом молока и теплообменником, датчик температуры молока, который установлен на резервуаре, датчик температуры воздуха, причем циркуляция молока осуществлена с помощью циркуляционного насоса по замкнутой схеме из резервуара через теплообменник в резервуар, на входе и выходе резервуара установлены вентили, тракт теплоносителя выполнен с аккумулятором холода и датчиком температуры и на его тракте установлено три вентиля, циркуляционный насос и термоэлектрический блок, причем первый вентиль установлен на входе теплоносителя, второй - на выходе теплоносителя, а третий - между входом и выходом теплоносителя, во второй секции контейнера размещены аккумуляторная батарея, зарядное устройство и блок управления с четырьмя входами, первый из которых соединен с датчиком температуры воздуха, второй - с датчиком температуры молока, третий - с датчиком температуры теплоносителя, четвертый - с аккумуляторной батарей, а также тремя выходами, первый из которых соединен с циркуляционным насосом молока, второй - с циркуляционным насосом теплоносителя, третий - с термоэлектрическим блоком.
Тракт теплоносителя с тремя вентилями позволяет снизить энергозатраты за счет использования стационарной холодильной машины с высоким КПД. Блок управления с четырьмя входами, которые соединены с датчиками температуры воздуха, датчиком температуры молока, датчиком температуры теплоносителя, а также с аккумуляторной батареей, три выхода соединены с насосом для циркуляции молока, насосом для циркуляции теплоносителя и термоэлектрическим блоком позволяет повысить КПД установки. Аккумуляторные батареи позволяют поддерживать заданную температуру молока во время хранения или транспортировки.
На фиг.1 представлена электрическая схема устройства для охлаждения молока с аккумулятором холода, а на фиг.2 схема устройства для охлаждения молока с аккумулятором холода.
Устройство для охлаждения молока с аккумулятором холода состоит из: двухсекционного контейнера 1, теплообменника 2, циркуляционного насоса молока 3, резервуара для жидкости 4, датчика температуры молока 5, вентиля выхода молока 6, датчика температуры воздуха 7, блока управления 8, аккумуляторной батареи 9, зарядного устройства 10, термоэлектрического блока 11, вентилятора 12, циркуляционного насоса теплоносителя 13, аккумулятора холода 14, датчика температуры теплоносителя 15, вентилей первого 16, второго 17, третьего 18, вентиля входа молока 19, теплоизоляции 20.
Устройство работает следующим образом.
Процесс работы установки для охлаждения молока с аккумулятором холода можно разделить на три стадии: аккумулировании холода, охлаждение молока, транспортировка.
На стадии аккумулирования холода необходимо перекрыть вентиль 18 и через вентили 16 и 17 подключить к установке стационарную холодильную машину для захолаживания теплоносителя. С помощью блока управления 8 включается циркуляционный насос 13, который получает энергию от аккумуляторной батареи 9, а она в свою очередь, в стационарных условиях, заряжается от зарядного устройства 10. После этого, теплоноситель с низкой температурой замерзания (плавления) из аккумулятора холода 14, который представляет собой две соединенные трубопроводом емкости, разнесенные на разные стороны контейнера для обеспечения равномерного охлаждения и лучшего распределения нагрузки двухсекционного контейнера 2, начинает циркулировать по трубопроводу через стационарную холодильную машину, в которой происходит его охлаждение. Цикл захолаживания будет продолжаться до тех пор, пока датчик температуры теплоносителя 15, установленный в аккумуляторе холода 14, не зафиксирует заданную температуру, после этого циркуляционный насос теплоносителя 13 отключится.
Стадия охлаждения молока может осуществляться двумя способами. Молоко поступает в резервуар 4 самотеком через вентиль 19 в резервуар 4. После того как резервуар заполняется молоком, вентиль 19 перекрывается и с помощью блока управления 8 устанавливается режим охлаждения молока. При первом способе охлаждения молока, блок управления включает циркуляционный насос молока 3 и циркуляционный насос теплоносителя 13. Молоко будет циркулировать через теплообменник 2,
где теплоноситель будет отбирать тепло от молока. Циркуляционный насос будет циркулировать теплоноситель через стационарную холодильную машину, где он будет захолаживаться. При втором способе охлаждения молока, предусматривается отключение стационарной холодильной машины, для этого вентили 16 и 17 перекрываются, а вентиль 18 открывается. Блок управления включает циркуляционный насос молока 3, циркуляционный насос теплоносителя 13 и термоэлектрический блок 11. В теплообменнике 2 теплоноситель будет отбирать тепло от молока, а сам в свою очередь будет охлаждаться в термоэлектрическом блоке 11. Режим охлаждения молока будет продолжаться до тех пор, пока датчик температуры молока 5, установленный на резервуаре 4 не подаст сигнал о достижении заданной температуры в блок управления 8. После этого блок управления отключит насосы 3 и 13, а при втором способе охлаждения молока, дополнительно отключится термоэлектрический блок 11.
На стадии транспортировки контейнера с молоком необходимо перекрыть первый вентиль 16 и второй 17, а третий вентиль 18 открыть, на блоке управления 8 установить режим транспортировки, зарядное устройство 10 отключить от источника питания. Аккумуляторная батарея 9 обеспечивает работу электрической схемы контейнера, причем емкость батареи изменяется в зависимости от длительности транспортировки контейнера. Теплоизоляция 20 первой секции контейнера подживает температуру внутри секции, но при ее изменении, датчик температуры воздуха 7 посылает сигнал в блок управления 8, а он в свою очередь включает в работу термоэлектрический блок 11, который размещен на боковых стенках первой секции контейнера и охлаждает теплоноситель в аккумуляторе холода 14. Горячие спаи термоэлектрического блока охлаждаются с помощью радиаторов, вынесенных за пределы теплоизолированного корпуса и вентиляторов 12, а также посредством обтекающего воздуха во время транспортировки. Стенки аккумулятора холода 14 выполнены из материла с высоким коэффициентом теплопроводности, что обеспечивает отбор тепла от воздуха в грузовом помещении и поддержание заданной температуры. Если же теплопритоки в грузовое помещение становятся слишком большими и температура молока в резервуаре 4 повышается, то датчик температуры молока 5 посылает сигнал на блок управления 8, после чего включаются дополнительно циркуляционный насос молока 3 и циркуляционный насос теплоносителя 13. Молоко начинает циркулировать через теплообменник 2, охлаждаясь за счет теплоносителя. При достижении заданных температур, блок управления отключает насосы и термоэлектрический блок. Блок управления 8 также позволяет менять полярность термоэлектрического блока 11, что позволяет производить подогрев теплоносителя в аккумуляторе холода 14, а, следовательно, делает возможным транспортировку молока в зимнее время года. Вентиль 6 служит для слива молока самотеком из резервуара после хранения или транспортировки.
Предлагаемое устройство для охлаждения молока с аккумулятором холода позволяет снизить расход электроэнергии, за счет использования стационарной холодильной машины, а также за счет блока управления, контролирующего постоянство температуры, что повышает ресурс оборудования, помимо этого, устройство позволяет транспортировать молоко как при положительных, так и при отрицательных температурах окружающей среды.