ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК F25B19/00 

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к холодильным установкам, в которых различные продукты или изделия, находящиеся в замкнутом объеме, охлаждают или замораживают с помощью криогенной жидкости, подаваемой в данный объем, нагреваемой, испаряемой и образующей с газовой средой, находящейся в этом объеме, различные циркуляционные контуры, омывающие помещенные в объеме продукты или изделия.

Известны холодильные установки, содержащие камеру с охлаждаемыми продуктами или изделиями внутри, источник жидкого хладагента, соединенный подводящим трубопроводом через запорный клапан с теплообменником, размещенным в верхней части камеры, который, в свою очередь, соединен с распределительным коллектором, снабженным распылителями (форсунками) для раздачи подогретого хладагента под избыточным давлением и аналогичный второй коллектор, установленный параллельно распределительному коллектору (см. авторское свидетельство N 1204888, кл. F 25 B 19/00,1986).

В данной установке теплообменник (испарительный трубопровод) расположен между коллекторами (которые, в свою очередь, размещены по противолежащим стенкам камеры) и перед ними но ходу движения хладагента, причем каждый коллектор снабжен своими распылителями и против "холодного" (или "горячего") конца одного коллектора расположен аналогичный "холодный" конец второго коллектора.

Данная установка не обеспечит равномерного режима замораживания, т.к. симметричное расположение и аналогичное выполнение коллекторов, а также теплоизолированное выполнение теплообменника (испарительного трубопровода) потребует высокого расхода хладагента, который испаряется лишь на 30%, что (наряду с неэффективной циркуляцией рабочей смеси) не обеспечит создание равномерной рабочей смеси по всему объему камеры.

Кроме того, при режиме замораживания по глубине продукта будет иметь место большой перепад температур, что, в конечном счете, приведет к замораживанию продукта не на всю глубину.

Известны также холодильные установки, содержащие камеру с охлаждаемыми продуктами или изделиями внутри, источник жидкого хладагента, соединенный трубопроводом через запорный клапан с теплообменником, подключенным, в свою очередь, к распределительному коллектору, снабженному распылителями (см. описание к полезной модели N 2140, кл. F 25 B 19/00 от 16.05.96).

В данной установке теплообменник и распределительный коллектор размещены по противолежащим стенкам камеры один против другого, и распылители коллектора направлены в сторону теплообменника.

Данная установка также не обеспечит равномерного режима замораживания, т. к. ее выполнение предусматривает лишь повышение температуры рабочей смеси по всему объему камеры, т.е. рабочая смесь обеспечивает только охлаждение предварительно замороженных продуктов. Обеспечение же замораживания в этой установке возможно лишь при осуществлении длительного ступенчатого режима понижения температуры рабочей смеси паров хладагента и окружающей продукт среды, что крайне неэффективно.

Задача изобретения - создание холодильной установки, обеспечивающей наиболее эффективный (равномерный) режим замораживания во всем объеме камеры.

Технический результат, достигаемый изобретением, - обеспечение равномерного режима замораживания во всем объеме камеры.

Данный технический результат достигается тем, что в холодильной установке, содержащей камеру с охлаждаемыми продуктами или изделиями внутри, источник жидкого хладагента, соединенный с теплообменником, подключенным, в свою очередь, к распределительному коллектору, снабженному распылителями, внутри камеры установлены по крайней мере два параллельно расположенных стеллажа с поярусно размещенными в каждом из них полками для продуктов или изделий, распределительный коллектор установлен против крайнего из стеллажей, и его распылители обращены в сторону этого стеллажа, а теплообменник выполнен секционным из по крайней мере одной секции, состоящей из параллельно расположенных горизонтальных труб, при этом каждая секция теплообменника размещена между стеллажами, а каждый распылитель коллектора и каждая труба теплообменника расположены против межполочного зазора каждого из стеллажей.

Данный технический результат достигается также тем, что установка дополнительно содержит второй распределительный коллектор, установленный против второго крайнего стеллажа, и его распылители обращены в сторону этого стеллажа; теплообменник снабжен переключателем потока хладагента к основному или дополнительному коллектору; внутри камеры установлен вентилятор, размещенный в зазоре между боковой стенкой камеры и коллектором; внутри камеры установлен вентилятор, размещенный в зазоре между боковой стенкой камеры и крайним стеллажом; установка снабжена автономной термоэлектрической батареей с холодными спаями, соединенными с источником жидкого хладагента.

Все перечисленные существенные признаки находятся в причинно-следственной связи.

Приводимые чертежи иллюстрируют предложенное изобретение.

На фиг.1 схематически показана описываемая установка с двумя стеллажами; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1; на фиг.4 схематически показана та же установка с тремя стеллажами и двумя распределительными коллекторами; на фиг.5 - часть описываемой установки с вентилятором.

Холодильная установка содержит теплоизолированную камеру 1 и примыкающий к камере источник жидкого хладагента в виде цистерны 2, выполненной по типу сосуда Дюара. Цистерна 2 с помощью трубопровода 3 соединена с теплообменником, выполненным либо из одной секции 4 (как на фиг.1), либо из двух секций 4 (как на фиг.4). Секций может быть и больше. Каждая секция теплообменника состоит из параллельно расположенных горизонтальных труб 5. Трубы всех секций соединены в общий змеевик. Теплообменник (его секции 4) подключен к распределительному коллектору 6. Между теплообменником и коллектором, как правило, расположены дополнительные змеевиковые теплообменные поверхности 7. Внутри камеры установлены параллельно расположенные стеллажи 8 (стеллажей может быть два, три и более). Каждый стеллаж состоит из поярусно расположенных полок 9, на которых размещены замораживаемые продукты или изделия. Распределительный коллектор 6 размещен против крайнего из стеллажей. Предусмотрена установка и дополнительного распределительного коллектора 9 против другого крайнего стеллажа. Каждый коллектор (6, 9) снабжен распылителями 10, обращенными в сторону крайних стеллажей 8. Каждая же горизонтальная труба 5 теплообменника и каждый распылитель 10 коллекторов расположены против межполочных зазоров 11 стеллажей. При этом происходит равномерное замораживание продукта.

Теплообменник снабжен переключателем потока хладагента к основному 6 или дополнительному 9 коллекторам. Этот переключатель выполнен в виде двух клапанов 12, 13, приводимых в действие пультом управления (не показан). Внутри камеры 1 может быть установлен вентилятор 14, размещенный в зазоре между боковой стенкой 15 камеры и распределительным коллектором 6. Вентилятор 14 может быть расположен также между боковой стенкой 15 и крайним стеллажом 8. На трубопроводе 3 установлен отсечной клапан 16, управляемый датчиком температуры (не показан). Между потолком 16 камеры и стеллажами образован канал 17, в котором и размещены дополнительные змеевиковые теплообменные поверхности 7. Этот канал 17 предназначен для возврата подогретого газа (находящегося в камере) к коллектору 6 (или коллекторам 6,9). В установке предусмотрена термоэлектрическая батарея 18, холодные спаи которой соединены с цистерной 2, в зоне входа трубопровода 3 в камеру.

Работает холодильная установка следующим образом.

Жидкий хладагент по трубопроводу 3 подается к секциям 4 теплообменника, где происходят испарение и частичный подогрев хладагента. Затем хладагент попадает в теплообменник поверхности 7 и коллекторы 6,9. Дополнительные змеевиковые теплообменные поверхности 7 способствуют более полному подогреву хладагента перед попаданием последнего в распылители 10 либо коллектора 6 (либо коллекторов 6,9). Эжектируемый распылителями газ вместе с охлаждающим его хладагентом проходит в межполочных зазорах 11 первого (по ходу газа) стеллажа 8 и подогревается, одновременно охлаждая продукт. Затем он проходит через первую (по ходу газа) секцию теплообменника, где доохлаждается и поступает на второй стеллаж и т.д. После прохождения межполочного пространства последнего стеллажа 8 основная часть газа возвращается к распределительному коллектору 6, а избыточный газ с расходом, равным расходу хладагента из цистерны 2, выводится из камеры.

Предусмотрен вариант (в основном при количестве стеллажей больше двух), когда установлен дополнительный распределительный коллектор 9, что будет способствовать выравниванию температуры продукта. При этом направление подачи хладагента периодически (с периодом, зависящим от конкретного продукта) меняется с помощью клапанов 12,13. Клапан 3 закрывается (по сигналу датчика) при достижении охлаждаемым газом заданной температуры.

Управление и контроль работы установки могут быть организованы с пульта управления, в котором используется мини ЭВМ, при этом все клапаны (12,13,16) должны иметь электромагнитный привод.

Установка может быть стационарной или устанавливаться на транспортном средстве.

Изобретение относится к холодильной технике. Холодильная установка содержит камеру с охлаждаемыми продуктами или изделиями внутри и источник жидкого хладагента, соединенный с теплообменником, подключенным, в свою очередь, к распределительному коллектору, снабженному распылителями. Внутри камеры установлены два или более стеллажа с поярусно размещенными в каждом из них полками для продуктов или изделий. Cтеллажи расположены параллельно. Распределительный коллектор расположен против крайнего из стеллажей. Предусмотрен также и второй распределительный коллектор, установленный против второго крайнего стеллажа. Теплообменник выполнен секционным из по крайней мере одной секции в виде параллельно расположенных горизонтальных труб. Каждая секция теплообменника размещена между стеллажами, и каждый распылитель коллектора и каждая горизонтальная труба теплообменника расположены против межполочного зазора каждого из стеллажей. Технический результат, достигаемый изобретением, - обеспечение равномерного режима замораживания во всем объеме камеры. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Холодильная установка, содержащая камеру с охлаждаемыми продуктами или изделиями внутри, источник жидкого хладоагента, соединенный с теплообменником, подключенным, в свою очередь, к распределительному коллектору, снабженному распылителями, отличающаяся тем, что внутри камеры установлены по крайней мере два параллельно расположенных стеллажа с поярусно размещенными в каждом из них полками для продуктов или изделий, распределительный коллектор установлен против крайнего из стеллажей и его распылители обращены в сторону этого стеллажа, а теплообменник выполнен секционным из по крайней мере одной секции, состоящей из параллельно расположенных горизонтальных труб, при этом каждая секция теплообменника размещена между стеллажами, а каждый распылитель коллектора и каждая труба теплообменника расположены против межполочного зазора каждого из стеллажей. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит второй распределительный коллектор, установленный против второго крайнего стеллажа, и его распылители обращены в стороны этого стеллажа. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплообменник снабжен переключателем потока хладоагента к основному или дополнительному коллектору. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутри камеры установлен вентилятор, размещенный в зазоре между боковой стенкой камеры и коллектором. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутри камеры установлен вентилятор, размещенный в зазоре между боковой стенкой камеры и крайним стеллажом. 6. Установка по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что установка снабжена автономной термоэлектрической батареей с холодными спаями, соединенными с источником жидкого хладоагента.