УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ ХОЛОДА Российский патент 1995 года по МПК F25B49/00 F25B1/00 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, особенно в производствах, которые нуждаются в периодическом потреблении холода в виде воды, преимущественно в молочной промышленности.

Известны устройства для аккумулирования холода, содержащие бак с патрубками для подвода и отвода воды, установленные в нем охлаждающие элементы.

Недостатком этих устройств является отсутствие контроля за процессом намораживания льда.

Известны также устройства для аккумулирования холода, содержащие бак с патрубками для подвода и отвода воды, установленные в нем мешалка, охлаждающие элементы и датчик контроля намораживаемого льда.

К недостаткам этих устройств относится то, что периодическое перемещение щупов по поверхности намораживаемого льда искажает поверхность льда, т.к. щупы соскабливают лед с поверхности, создают дополнительную циркуляцию жидкости в месте замера толщины льда и не дают значения истиной толщины намороженного льда. Отсутствует непрерывный контроль за процессом намораживания льда. Кроме того, мала надежность устройства из-за сложной кинематической схемы.

Для повышения эффективности работы устройства для аккумулирования холода, а именно, для достижения непрерывного и точного измерения толщины намораживаемого льда в устройстве содержатся бак с патрубками для подвода и отвода воды, установленные в нем мешалки и охлаждающие элементы, а также датчик контроля намораживаемого льда; последний представляет собой трубку, выполненную из теплопроводного материала, наполненную водой и установленную с наклоном относительно охлаждающего элемента в плоскости, проходящей через ось его симметрии; один конец трубки имеет съемную заглушку, а другой конец соединен с датчиком уровня, причем трубка может быть выполнена прямой либо навитой вокруг охлаждающего элемента.

Трубка датчика контроля намораживаемого льда выполняется из теплопроводного материала для того, чтобы в процессе оттайки, при работающих мешалках, уменьшение льда (таяние льда) происходило одновременно как на поверхности охлаждающих элементов, так и в трубке. Необходимым условием работоспособности датчика контроля намораживаемого льда является заполнение трубки водой, поэтому она имеет на одном конце заглушку, а другой конец соединен с датчиком уровня. Для достижения непрерывности контроля за толщиной намораживаемого льда трубка должна устанавливаться с наклоном относительно охлаждающего элемента и располагаться в плоскости, проходящей через ось симметрии охлаждающего элемента, так как незначительное нарастание льда на нем должно фиксироваться по изменению количества воды в трубке датчиком уровня. Кроме того, для увеличения точности измерения толщины намораживаемого льда трубка может быть навита вокруг охлаждающего элемента, образуя усеченный конус. Это позволяет использовать в процессе измерения большую поверхность трубки, которая, оказываясь вмерзшей в лед, увеличивает чувствительность датчика и позволяет получить более точный результат измерений.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для аккумулирования холода; на фиг. 2 датчик контроля намораживаемого льда, выполненный в виде прямой трубки; на фиг. 3 датчик контроля намораживаемого льда, выполненный в виде трубки, навитой вокруг охлаждающего элемента.

Устройство для аккумулирования холода содержит бак 1 с патрубками для подвода и отвода воды (не показаны), установленные в нем мешалки (не показаны), охлаждающие элементы 2 и датчик контроля намораживаемого льда в виде трубки 3, соединенный с датчиком уровня 4. В баке 1 может быть установлено несколько датчиков контроля намораживаемого льда, причем они могут быть размещены на охлаждающих элементах 2 по всей высоте бака 1, если в этом возникает необходимость. Трубка 3 укреплена возле охлаждающего элемента 2 в плоскости, проходящей через ось симметрии охлаждающего элемента, с наклоном к последнему, причем трубка 3 выполнена из теплопроводного материала и наполнена водой. Трубка 3 может быть навита вокруг охлаждающего элемента 2 с равномерным шагом и с последовательным от витка к витку удалением вершин витков от оси охлаждающего элемента 2 так, что образованная ею поверхность представляет собой усеченный конус (фиг.3).

Конец трубки 3, непосредственно контактирующий с охлаждающим элементом 2, имеет съемную заглушку 5, благодаря чему в процессе заполнения трубки 3 водой отсутствуют воздушные пузыри. Свободный конец трубки 3 соединен с датчиком уровня 4. Датчик уровня может быть любого типа: поплавкового, гидростатического и т.п. связан через первичный преобразователь с пультом управления холодильной установкой (не показаны).

Устройство для аккумулирования холода работает следующим образом.

В часы минимального потребления холода производится намораживание льда на охлаждающих элементах 2, для чего бак 1 заполняется водой и включается холодильная установка.

При работе холодильной установки на охлаждающих элементах 2 начинает намораживаться лед, трубка 3 начинает вмерзать в лед, а следовательно, и вода в трубке 3 будет также замерзать. Часть воды, находящейся в трубке 3, переходит в твердое агрегатное состояние (лед) с увеличением своего объема. Вследствие этого уровень воды, фиксируемый датчиком уровня 4, будет подниматься.

При достижении толщины намораживаемого льда оптимального значения датчик уровня 4 выдает сигнал на пульт управления холодильной установкой.

Уровень воды при одной и той же толщине льда на охлаждающем элементе в трубке 3, навитой на охлаждающий элемент, изменится больше, чем в случае прямолинейной трубки, т.к. замерзает больший объем воды.

Использование накопленного льда производят, пропуская через бак воду при работающих мешалках. Вода охлаждается тающим льдом и направляется для технологического использования. В процессе протечки воды поверхность охлаждающих элементов 2 освобождается от льда. Лед тает также и в трубке 3, понижая уровень, фиксируемый датчиком уровня 4. Как только поверхность охлаждающих элементов 2 освободится от льда, а следовательно, лед стает и в трубке 3 благодаря хорошей теплопроводности, уровень воды в ней вернется к своему первоначальному положению. Датчик уровня выдаст сигнал на включение холодильной установки. На охлаждающих элементах 2 начинает нарастать лед. Процесс повторяется.

Благодаря возможности непрерывного слежения за толщиной намораживаемого льда можно выбрать необходимый режим работы устройства для аккумулирования холода, т. е. начало оттайки и включение холодильной установки на режим намораживания льда.

Использование предлагаемого устройства для аккумулирования холода обеспечивает по сравнению с известным устройством повышение точности измерения толщины намораживаемого льда, что существенно улучшает эксплуатационные характеристики, повышает экономичность и позволяет повысить качество продукции у потребителя.

Использование: в холодильной технике, в частности в производствах, которые нуждаются в периодическом охлаждении водой. Сущность изобретения: для достижения непрерывного и точного измерения толщины намораживаемого льда в устройстве содержится датчик контроля намораживаемого льда, который представляет собой трубку, выполненную из теплопроводного материала, наполненную водой и установленную с наклоном относительно охлаждающего элемента в плоскости, проходящей через ось его симметрии. Один конец трубки имеет съемную заглушку, а другой соединен с датчиком уровня. При этом для увеличения точности измерения толщины намораживаемого льда трубка может быть навита вокруг охлаждающего элемента, образуя усеченный конус. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ ХОЛОДА, содержащее бак с патрубками для подвода и отвода воды, установленные в нем мешалки, охлаждающие элементы и датчик контроля намораживаемого льда, отличающееся тем, что датчик контроля представляет собой трубку, выполненную из теплопроводного материала, наполненную водой и установленную с наклоном относительно охлаждающего элемента в плоскости, проходящей через ось его симметрии, один конец трубки имеет съемную заглушку, а другой соединен с датчиком уровня, причем трубка может быть выполнена прямой либо навитой вокруг охлаждающего элемента.