УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА Российский патент 1994 года по МПК A01J9/04 F25D1/00 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для охлаждения молока на фермах.

Известно устройство для аккумулирования холода, которое может быть использовано для охлаждения молока, содержащее бак с патрубками для подвода и отвода воды, установленные в нем охлаждающие элементы.

Недостаток известного устройства - низкая эффективность процесса намораживания льда, так как это происходит здесь через слой льда, теплопроводность которого низка, что определяет большую энергоемкость процесса.

Известна установка для охлаждения молока на фермах, содержащая емкость для охлаждения молока, аккумулятор холода, холодильную машину, теплообменник с трубопроводами для подвода и отвода хладагента к емкости и хладоносителя к охладителю холодильной машины и аккумулятору холода, циркуляционный насос и запорные элементы, дополнительный аккумулятор с байпасной линией.

Недостаток этой установки - низкая эффективность работы, так как за время между надоями невозможно получить в предлагаемой конструкции аккумулятора достаточное количество льда.

Цель изобретения - сокращение энергозатрат за счет интенсификации процессов теплообмена.

Для достижения этой цели в установке для охлаждения молока, содержащей ванну для молока с охлаждающей рубашкой, аккумулятор холода с теплообменным блоком с патрубками подачи отепленной и отвода охлаждающей воды, холодильную машину с испарителем, дополнительный аккумулятор холода, циркуляционный насос с запорными элементами, теплообменный блок имеет вид вертикально расположенных штампованных панельных змеевиков с каналами для прохода охлаждающей воды, по средней линии которых выполнены отверстия, в нижней части аккумулятора холода установлена теплоизоляционная плита с отверстиями по ее периметру, при этом нижняя часть аккумулятора холода сообщена трубопроводом с элеватором с охлаждающей рубашкой ванны для молока, испаритель холодильной машины размещен в дополнительном аккумуляторе холода, в нижней части которого расположен барботер, сообщенный воздуховодом с воздуходувкой с патрубком подачи отепленной воды в теплообменный блок.

Такое выполнение установки для охлаждения молока позволяет интенсифицировать теплообменные процессы и снизить затраты энергии на производство холода.

Процессы теплообмена интенсифицируются в аккумуляторе и охладителе холодильной установки за счет применения контактного теплообмена в этих аппаратах. Это сокращает время намораживания льда и экономит энергию на этот процесс.

На фиг. 1 показана принципиальная схема установки; на фиг.2 - элемент канала теплообменной секции.

Установка содержит двухстенную ванну 1 для молока с пространством 2 между стенками, по периметру которого вверху расположен ороситель 3, бак 4, заполненный водой, с помещенным в него теплообменным блоком 5 в виде штампованных вертикально расположенных панельных змеевиков, в каналах которых по средней линии выполнены отверстия, насос 6 для циркуляции воды между ванной 1 и блоком 5 с трубопроводами 7 и 8 и линией рециркуляции 9 с вентилями 10 и 11, трубопровод 12 с вентилем 13 и элеватором 14, трубопровод 15 с вентилем 16, подсоединенный к элеватору 14, бак 17, заполненный антифризом 18 и расположенным в нем испарителем 19 холодильной установки (не показана) и барботером 20, воздуходувку 21, установленную в воздушном циркуляционном контуре между блоком 5 и баком 17 с трубопроводами 22-26 и вентилями 27-31. Внизу бака 4 установлена теплоизоляционная панель 32, образующая полость 33 с дном бака, которая по периметру через зазор сообщается с основным объемом бака. По средней линии каналов теплообменного блока 5 выполнены отверстия 34. Баки 4 и 57 имеют теплоизоляцию 35.

Установка работает следующим образом.

В зимнее время в период между надоями молока воздуходувка 27 при открытом вентиле 27 через патрубок 22 забирает холодный воздух и при открытом вентиле 29 подает его внутрь теплообменного блока 5, из верхней части каналов которого вода вытесняется в бак 4 через отверстия 34. Далее холодный воздух, проходя через отверстия 34 и через слой воды, охлаждают ее и замораживают. Открыты при этом вентили 30 и 31, так как бак 4 герметичен, то воздух из верхней части бака 4 выходит по трубопроводу 25 в атмосферу. Все остальные вентили и задвижки в это время закрыты.

Замерзает также и вода, находящаяся в нижней части каналов блока 5. За счет наличия теплоизолирующей панели 32 в полости 33 остается незамерзшая вода.

Воздуходувка 21 автоматически отключается, когда давление в каналах блока 5 достигает контрольной величины (после замерзания воды в баке 4). Перед самым на- доем включают насос 6, чтобы охладить ванну 1. Насос 6 забирает воду из пространства 2 и подает в теплообменный блок 5 по трубопроводу 8 (при нормальной работе установки вода в пространстве 2 должна оставаться только в его нижней части с тем, чтобы обеспечить функционирование насоса 6).

Проходя по верхней части каналов блока 5 и соприкасаясь со льдом в их нижней части, тепла вода интенсивно охлаждается. Это происходит и за счет теплообмена через стенку верхней части каналов. Охлажденная вода по трубопроводу 12 через элеватор 14 поступает в ороситель 3 и, орошая внутреннюю стенку ванны 1, осуществляет охлаждение молока. Через некоторое время после включения насоса 6 с внешней стороны каналов блока 5 образуются полости с водой и вода из каналов через отверстия 34 поступает в бак 4. Таким образом, охлаждение воды в циркуляционном контуре осуществляется и за счет смешивания с водой образующейся при таянии льда в баке 4. При открытом вентиле 16 холодная вода из нижней части бака по трубопроводу 15 эжектируется элеватором 14. В это время должны быть открыты вентили 11, 13, 16, а остальные затраты. За счет того, что отепленная вода непосредственно поступает внутрь бака 4 и приходит в контакт со льдом, происходит ее быстрое охлаждение.

Высота слоя воды в баке 4 не должна быть слишком большой, чтобы не слишком сильно повышалась температура воздуха после воздуходувки.

В теплое время года в систему замораживания воды в баке 4 включается бак 17, заполненный антифризом 18, охлаждаемым посредством испарителя 19 холодильной установки (не показана).

В этом случае воздух воздуходувкой 21 через вентиль 28 забирается из воздушного пространства бака 17 и подается в каналы блока 5. Далее все происходит также, как описано выше при замораживании воды холодным атмосферным воздухом. При этом должны быть открыты только вентили 28, 29, 30. Вверху бака 17 создается разрежение и воздух из верхней части бака 4 поступает по трубе 25 и барботер 20 на охлаждение в антифриз 18 и т.д. В остальном установка работает как в холодное время года.

Положительный эффект, достигаемый при реализации заявляемой установки - высокая эффективность процессов теплопереноса и как следствие этого сокращение времени замораживания воды и экономия энергии.

Интенсификация процесса замораживания воды в баке 4 достигается за счет того, что холодоноситель (воздух) в виде мелких пузырьков пронизывает всю толщу замораживаемой воды и замораживание ледяного блока происходит фактически сразу по всему объему бака. Интенсификация охлаждения отепленной воды достигается за счет того, что она в начальный период контактирует непосредственно со льдом в каналах теплообменного блока 5 (и через стенку каналов тоже), т.е. с самого начала имеет место контактный теплообмен между охлаждаемой водой и льдом. Далее снаружи около поверхности каналов лед растаивает и вода через отверстия в стенках поступает в объем аккумулятора холода, также непосредственно контактируя со льдом.

Этим обеспечивается высокая интенсивность процесса охлаждения воды. Кроме сокращения времени замораживания ледяного блока и экономии энергии на проведение этих процессов, это означает и то, что за период между надоями можно наморозить большее количество льда. Это увеличивает производительность установки.

Использование: охлаждение молока на фермах. Сущность изобретения: установка для охлаждения молока содержит ванну для молока с охлаждающей рубашкой, аккумулятор холода с теплообменным блоком. Теплообменный блок имеет вид вертикально расположенных штампованных панельных змеевиков с каналами для прохода охлаждающей воды. По средней линии каналов для прохода охлаждающей воды выполнены отверстия. В нижней части аккумулятора холода установлена теплоизолированная плита с отверстиями по ее периметру. Нижняя часть аккумулятора холода сообщена трубопроводом с элеватором с охлаждающей рубашкой ванны для молока. Установка имеет холодильную машину и дополнительный аккумулятор холода. Испаритель холодильной машины размещен в дополнительном аккумуляторе холода. В нижней части дополнительного аккумулятора холода расположен барботер, сообщенный воздуховодом с воздуходувкой с патрубком подачи отепленной воды в теплообменный блок. 2 ил.

УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА, содержащая ванну для молока с охлаждающей рубашкой, аккумулятор холода с теплообменным блоком с патрубками подачи отепленной и отвода охлаждающей воды, холодильную машину с испарителем, дополнительный аккумулятор холода, циркуляционный насос и трубопроводы с запорными элементами, отличающаяся тем, что, с целью сокращения энергозатрат путем интенсификации процесса теплообмена, теплообменный блок имеет вид вертикально расположенных штампованных панельных змеевиков с каналами для прохода охлаждающей воды, по средней линии которых выполнены отверстия, в нижней части аккумулятора холода установлена теплоизоляционная плита с отверстиями по ее периметру, при этом нижняя часть аккумулятора холода сообщена трубопроводом с элеватором с охлаждающей рубашкой ванны для молока, испаритель холодильной машины размещен в дополнительном аккумуляторе холода, в нижней части которого расположен барботер, сообщенный воздуховодом с воздуходувкой с патрубком подачи отепленной водды в теплообменный блок.