ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЯЛЕНИЯ РЫБЫ
HEAT PUMP INSTALLATION FOR FISH DRY-CURING

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к теплонасосным установкам, и может быть использовано для вяления рыбы.
Известна теплонасосная сушильная установка преимущественно для сушки пищевых продуктов, содержащая компрессорную холодильную машину и замкнутый контур циркуляции сушильного агента, в котором последовательно установлены вентилятор, охладитель жидкого хладогента, конденсатор холодильной машины, сушильная камера, охладитель сушильного агента, испаритель холодильной машины и влагоотделитель [1].
Недостатком данной установки является относительно низкое качество технологического процесса из-за невозможности регулирования и поддержания температуры и влажности сушильного агента в необходимых пределах.
В качестве прототипа выбрана теплонасосная установка для вяления рыбы, по конструкции наиболее близкая к предлагаемой, состоящая из компрессора, двух конденсаторов (внутреннего и внешнего), испарителя, линейного ресивера, а также линии байпасного перепуска паров хладагента обратно в испаритель [2]. Установка, выбранная за прототип, позволяет регулировать температуру и влажность сушильного агента за счет того, что имеет в своем составе внутренний и внешний конденсаторы, а также байпасный перепуск.
К недостаткам данной установки относится узкий диапазон регулирования термовлажностных характеристик, опасность утечек хладагента в камеру, что может вызвать загрязнение продукта токсичными веществами, а также невысокое качество вяленой рыбы.
Техническим результатом является повышение безопасности и качества вяленой рыбы за счет применения схемы с промежуточным хладоносителем и одновременного поддержания температуры и влажности сушильного агента в требуемых пределах на протяжении всего процесса вяления.
Технический результат достигается тем, что в состав холодильной машины, работающей по схеме с промежуточным хладоносителем, параллельно внутреннему конденсатору включен внешний конденсатор и трехходовой вентиль перед воздухоохладителем, дополнительно установлены датчик температуры на выходе сушильного агента из внутреннего конденсатора, датчик влажности на входе сушильного агента в воздухоохладитель, а также теплообменник, обеспечивающий непрерывную работу холодильной машины.
На рис.1 схематично представлена предлагаемая установка.
Установка содержит испаритель-теплообменник 1, соленойдные вентили 2; 5; 13, компрессор 3, обратные клапаны 4; 7; 8, внешний конденсатор 6, линейный ресивер 9, вентиляторы 10, электронный терморегулирующий вентиль 11, фильтр-осушитель 12, внутренний конденсатор 14, датчик температуры 15, клети 16, на которых размещена рыба 17, сушильную камеру 18, насос 19, воздухоохладитель 20, датчик влажности 21, трехходовой вентиль 22, теплообменник 23.
Установка работает следующим образом.
Сушильный агент, имеющий необходимую температуру, осушает продукт (рыбу) 17, находящийся в сушильной камере 18, при этом сам сушильный агент охлаждается и увлажняется. Далее сушильный агент, проходя через воздухоохладитель 20, осушается и охлаждается вследствие того, что теплообменная поверхность воздухоохладителя имеет температуру ниже температуры точки росы. Сконденсированная влага на теплообменной поверхности воздухоохладителя стекает в поддон и отводится в канализацию. Затем сушильный агент нагревается за счет теплообмена с горячей поверхностью внутреннего конденсатора 14. При этом температура сушильного агента повышается, а влагосодержание остается постоянным. Осушенный и нагретый сушильный агент повторяет вышеописанный цикл заново.
Циркуляция сушильного агента происходит за счет вентиляторов воздухоохладителя 20 и внутреннего конденсатора 14, а также дополнительных вентиляторов 10, расположенных над каждой клетью 16.
Работа холодильной машины осуществляется по схеме с промежуточным хладоносителем. Пары холодильного агента низкого давления отсасываются компрессором 3 из испарителя-теплообменника 1 и нагнетаются в конденсатор 6 или 14 в зависимости от температурного режима работы сушильной установки. В конденсаторах пары холодильного агента высокого давления конденсируются, и в жидком состоянии холодильный агент стекает в линейный ресивер 9, откуда через электронный терморегулирующий вентиль 11 поступает в испаритель-теплообменник 1, в котором кипит при низком давлении. Испаритель-теплообменник 1 охлаждает промежуточный хладоноситель, циркуляция которого осуществляется с помощью насоса 19. Охлажденный промежуточный хладоноситель проходит через теплообменник 23, трехходовой вентиль 22 и забирает тепло в воздухоохладителе 20.
Для поддержания влажности сушильного агента в необходимых пределах в холодильной установке предусмотрен трехходовой вентиль 22, позволяющий отключать воздухоохладитель 20, а также байпасирование хладагента с помощью соленойдного вентиля 2 через теплообменник 23 для предотвращения отключения холодильной машины.
Посредством датчика влажности 21 и датчика температуры 15 задается режим, при котором будет происходить вяление рыбы. От значений температуры и влажности, которые необходимо поддерживать в сушильной камере, зависит работа теплового насоса.
Регулирование и поддержание температуры сушильного агента осуществляется следующим образом. Сушильный агент, проходя через внутренний конденсатор 14, нагревается за счет теплообмена с горячей поверхностью конденсатора. При этом соленойдный вентиль 13 открыт, а вентиль 5 закрыт, соответственно внешний конденсатор 6 не работает. Когда температура сушильного агента на выходе из конденсатора 14 превысит допустимую температуру, от датчика температуры 15 идут сигналы на соленойдные вентили 13 и 5. Соленойдный вентиль 13 закрывается, конденсатор 14 не работает, а вентиль 5 открывается, работает внешний конденсатор 6. Температура в камере при таком режиме работы не повышается, так как конденсатор 6 находится за пределами сушильной камеры и теплота от него утилизируется в окружающую среду.
Регулирование влажности является основной отличительной особенностью предлагаемой теплонасосной сушильной установки. Увлажненный от продукта 17 сушильный агент осушается, проходя через теплообменную поверхность воздухоохладителя 20, так как температура теплообменной поверхности воздухоохладителя ниже температуры точки росы.
Влажность сушильного агента регистрируется датчиком влажности 21, установленным на входе сушильного агента в испаритель. Когда влажность сушильного агента становится меньше предельно допустимой, от датчика влажности 21 подается сигнал на переключение трехходового вентиля 22 в такое положение, при котором промежуточный хладоноситель движется в обход воздухоохладителя 20, таким образом, происходит его отключение. При этом также открывается соленойдный вентиль 2, в результате чего происходит перепуск части горячих паров хладагента через теплообменник 23, что предотвращает остановку холодильной машины по температуре. Такой режим работы обеспечивает существенное замедление или полное отсутствие осушения сушильного агента.
В предлагаемой теплонасосной установке, за счет наличия в контуре с промежуточным хладоносителем трехходового вентиля для пропускания хладоносителя через воздухоохладитель или в обход него, а также наличия в схеме соленоидного вентиля для байпасирования части горячих паров хладагента через теплообменник достигается одновременное регулирование и поддержание в требуемых пределах температуры и влажности сушильного агента, что позволяет получить вяленую рыбу с высокими качественными показателями и равномерным распределением влаги по толще.
Источники литературы
1. А.с. №1038756 СССР, F25B 29/00. Теплонасосная сушильная установка / Дворников А.Ф. - №3349342/23 - 06; заявл. 22.10.81; опубл. 30.08.83, бюл. №32 (аналог).
2. Патент №2372781 Российская Федерация, А23В 4/03. Теплонасосная установка для вяления рыбы / Расщепкин А.Н., Ермолаев В.А., Расщепкина Е.А. - №2008100840/13; заявл. 20.07.2009; опубл. 20.11.2009.