Изобретение относится к холодильной технике, в частности к установкам с испарением хладоагента, например воды, и может быть использовано при холодильной обработке продукции.
Известно устройство для охлаждения, содержащее ороситель, поверхность охлаждения и циркуляционный контур воды (авт. св. СССР N 1335214, кл. A 01 J 9/04).
Недостаток этого устройства - низкие эксплуатационные возможности, связанные с ограниченной величиной (в заданном объеме) поверхности охлаждения и малой величиной аккумулируемого льда.
Известно также устройство для аккумуляции холода, содержащее кожух, теплообменные элементы в виде панельных герметичных емкостей, заполненных аккумулирующим веществом, подвешенные свободно и поярусно на перекладинах (авт. свид. СССР N 1638491, кл. F 25 B 1/00).
Недостаток этого устройства - ограниченные функциональные возможности, так как при положительных температурах атмосферного воздуха оно не может обеспечить достаточно быстрое охлаждение воды циркуляционного контура (из-за существенной тепловой инерции панельных емкостей).
Задача изобретения - повышение эффективности работы при охлаждении хладоагента и при аккумулировании холода путем интенсификации теплообмена.
Технический результат - снижение затрат энергии при холодильной обработке продукции.
Для этого в устройстве для охлаждения воды и аккумуляции холода, содержащем кожух и поярусно расположенные теплообменные элементы, последние выполнены в виде открытой горизонтальной емкости типа "гамак" из эластичного материала, навешенного на раму, одна из сторон которой ниже других, элементы поярусно сдвинуты друг относительно друга в горизонтальном направлении, а внутри их установлена решетка из высокотеплопроводного материала с зубчатой верхней кромкой, выступающей над уровнем воды.
Такое выполнение устройства позволяет повысить эффективность охлаждения воды и замораживания ее. Это обусловлено тем, что в нем охлаждающий воду воздух имеет значительную поверхность контакта с ней, а высокотеплопроводная решетка способствует интенсификации теплопереноса в толщу воды.
На фиг. 1 показан общий вид устройства в вертикальном разрезе, на фиг. 2 - часть теплообменного элемента, на фиг. 3 и фиг. 4 - виды теплообменного элемента на фиг. 2, на фиг. 5 - вариант теплообменного элемента с расположенным в нем испарителем холодильной машины, на фиг. 6 - вариант теплообменного элемента с регулируемым объемом, на фиг. 7 и фиг. 8 - вариант устройства с винтовым по высоте расположением теплообменных элементов.
Устройство содержит кожух 1 с расположенными в нем поярусно теплообменными элементами 2 в виде емкости типа "гамак", подвешенной на раме, планка 3 которой ниже остальных 4. Элементы 2 сдвинуты относительно друг друга в горизонтальном направлении таким образом, чтобы мог осуществиться перелив воды с верхнего элемента на нижерасположенный. Теплообменные элементы 2 совместно с кожухом 1 образуют каналы 5 и 6 для прохода воздуха, нагнетаемого вентилятором 7. Вода в устройство поступает через ороситель 8. Для интенсификации теплообмена в емкости элемента 2 может быть расположена решетка 9 из высокотеплопроводного материала (например из оцинкованного железа). Со стороны слива на раме теплообменного элемента 2 закреплена планка 10 с зубчатой кромкой, обеспечивающая равномерное распределение воды при ее переливе на нижний элемент. Для замораживания воды в элементах 2 в них может располагаться испаритель из оребренных труб 11 холодильной машины.
Для регулирования объема воды в элементах 2 /это связано с изменением времени замораживания/ в кожухе 1 могут быть установлены планки 12 с возможностью перемещения в пазах 13 по вертикали. В нижней части кожуха 1 расположен сборник 14 охлажденной воды, из которого она насосом 15 подается потребителю.
Устройство работает следующим образом. Режим охлаждения воды. В этом случае вода насосом 15 из бака 14 подается к потребителю /не показан/, а затем - в ороситель 8. Далее, вода последовательно заполняет элементы 2, перетекая с верхних на нижние и охлаждаясь потоком воздуха, подаваемого вентилятором 7. Охлажденная вода стекает в поддон 14. Установка в элементах 2 решетки 9 существенно интенсифицирует охлаждение воды. Это, во-первых, связано с тем, что тепло от внутренних слоев воды по решетке передается к холодному воздуху, во-вторых, зубчатые кромки решетки турбулизируют и воздух и движущийся верхний слой воды. Это способствует более интенсивному испарению воды с поверхности и, тем самым, охлаждению ее.
Сократить время охлаждения воды можно за счет уменьшения объема элементов 2 с помощью планок 12, подняв их в пазах 13 /такое регулирование возможно при условии, что в элементах 2 не установлены никакие дополнительные устройства/. Если необходимо достаточно глубокое охлаждение воды в теплое время года, в объеме элементов 2 могут быть расположены оребренные змеевики испарителя 11 холодильной машины.
Режим замораживания воды. Этот режим возможен либо при отрицательных температурах наружного воздуха, либо при работе испарителя 11 холодильной машины. В этом случае, после заполнения водой всех элементов 2, подача ее прекращается и производится ее замораживание в них.
На фиг. 7 /фронтальный разрез/ и фиг. 8 /горизонтальный разрез на фиг. 7/ показан вариант выполнения устройства с винтовым по высоте расположением теплообменных элементов /вода последовательно переливается по элементам "а"-"б"-"в"-"г" и т.д./. Воздух же по винтовому каналу, образованному элементами 2 совместно с кожухом 1, движется снизу вверх. В остальном эта конструкция идентична ранее описанной.
Достоинство этого устройства: во всех теплообменных элементах воздух и вода имеют разное направление движения и это определяет интенсивность теплообмена.
Положительный эффект, достигаемый в заявляемом устройстве, - более высокая эффективность работы. Это обусловлено тем, что здесь значительная часть поверхности воды имеет непосредственный контакт с воздухом, осуществляется турбулизация потоков в месте их контакта и эффективная передача тепла от внутренних слоев воды к охлаждающему воздуху. Все это снижает энергозатраты на холодильную обработку молока. Это устройство также проще конструктивно: теплообменные элементы типа "гамак" проще нежели емкости панельного типа, заполняемые водой, как в прототипе, не требуется так много перекладин для подвешивания теплообменных элементов.
Вследствие более высокой эффективности процессов теплообмена время охлаждения заданного объема воды в этой конструкции будет меньше.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯЦИИ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ХОЛОДА | 1998 |
|
RU2135912C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОДЫ И АККУМУЛЯЦИИ ХОЛОДА | 2000 |
|
RU2201564C2 |
ТЕПЛООБМЕННИК ПЛЕНОЧНОГО ТИПА | 1999 |
|
RU2166715C1 |
ДВУХЪЯРУСНАЯ КЛЕТКА ДЛЯ КРОЛИКОВ ЧУМАЧЕНКО А.Д. (КДОСК-Ч) | 1998 |
|
RU2142224C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРЕВА СВЕЖЕУЛОЖЕННЫХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ | 1999 |
|
RU2165847C1 |
УСТРОЙСТВО ОСТРОГО ДУТЬЯ КОЛОСНИКОВОГО ХОЛОДИЛЬНИКА | 1998 |
|
RU2151988C1 |
КОЛОСНИКОВАЯ РЕШЕТКА ХОЛОДИЛЬНИКА КОНВЕЙЕРНОГО ТИПА | 1998 |
|
RU2130572C1 |
СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ | 1998 |
|
RU2151344C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ СЛОИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2000 |
|
RU2212334C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ДИСКОВОЙ ПИЛЫ | 1997 |
|
RU2122940C1 |
В устройстве для охлаждения воды и аккумуляции холода теплообменные элементы выполнены в виде открытой горизонтальной емкости типа "гамак" из эластичного материала. Эластичный материал навешен на раму, одна из сторон которой ниже остальных. Элементы поярусно сдвинуты относительно друг друга в горизонтальном направлении. Внутри элементов установлена решетка из высокотеплопроводного материала с зубчатой верхней кромкой, выступающей над уровнем воды. На нижерасположенной стороне рамы может быть установлена планка с зубчатой кромкой. В теплообменных элементах установлены испарители холодильной машины. Между двумя планками рамы установлены промежуточные с возможностью вертикального перемещения. Теплообменные элементы расположены по винтовой линии. Использование изобретения позволит повысить эффективность работы при охлаждении хладагента и при аккумулировании холода. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Аккумулятор холода | 1989 |
|
SU1638491A1 |
0 |
|
SU196904A1 | |
Установка для охлаждения молока | 1983 |
|
SU1124167A1 |
US 3115534 A, 24.11.61 | |||
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ | 1987 |
|
RU2028990C1 |
Авторы
Даты
1999-09-10—Публикация
1998-07-07—Подача