ХОЛОДИЛЬНЫЙ ШКАФ Российский патент 1999 года по МПК F25D11/00 F25D17/06 

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к малым холодильным установкам, и предназначено для использования в торговле, медицине и на производстве.

На данный момент известен двухкамерный холодильный шкаф, содержащий теплоизолированный корпус, холодильный агрегат и размещенный на задней стенке испаритель (Бытовые компрессионные холодильники. Вейнберг Б.С., Вайн Л.Н. М. : Пищевая промышленность, 1974, с. 72-74). Но этот шкаф обладает рядом недостатков: низкая интенсивность теплообмена из-за использования гравитационного способа охлаждения без побудителя потока и малые сроки хранения неупакованной продукции вследствие развитой микрофлоры на продукте, испарителе и поддоне для талой воды.

Известно исполнение постаментного воздухоохладителя, содержащего корпус, испаритель и побудитель потока воздуха, с использованием игольчатых генерирующих коронирующий разряд электродов и размещенного между элементами испарителя сетчатого заземленного электрода. (Электрофизические методы в холодильной технике и технологии. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Выгодин В.А. М.: Колос, 1996, с. 14-28). Этот воздухоохладитель при работе обеспечивает воздействие на микрофлору воздуха, подавляя жизнедеятельность микроорганизмов.

Однако камерные воздухоохладители имеют большие размеры, а следовательно, использование их в торговом холодильном оборудовании нецелесообразно, поскольку сокращается полезный объем камеры.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является холодильный шкаф, содержащий теплоизолированный корпус, холодильный агрегат, по меньшей мере один испаритель, расположенный в отсеке, отделенном от объема камеры ложной стенкой с окнами для всасывания и нагнетания воздуха, и систему воздухораспределения, включающую побудитель потока воздуха, создающий его направленную циркуляцию (SU 943501 A, F 25 D 17/06, 15.07.82).

В качестве побудителя потока используется осевой вентилятор, размещенный за испарителем, просасывающий теплый воздух через него и подающий охлажденный воздух в камеры. Этот холодильный шкаф принят в качестве ближайшего аналога.

Хотя в этом шкафу обеспечена принудительная циркуляция воздуха и автоматическая оттайка испарителя, однако оттайка и регулирование температуры в камерах производятся путем пуска-остановки компрессора c заданными малыми интервалами времени: 6-12 часов, что обуславливает высокие энергозатраты, так как потребляемая мощность достигает 13-30 Вт. Кроме того, наблюдаются большие потери скорости воздушного потока, связанные с прохождением его через испаритель и с распределением его по камерам, что также приводит к повышенным энергозатратам из-за большой мощности, потребляемой вентилятором, а также в этом холодильном шкафу допустимо хранение только упакованной продукции.

Данное изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в совершенствовании холодильного оборудования. Технический результат заключается в ускорении охлаждения объектов, сохранении качества охлаждаемого продукта и понижении энергозатрат на поддержание заданной температуры.

Этот технический результат достигается тем, что холодильный шкаф, содержащий теплоизолированный корпус, холодильный агрегат, по меньшей мере один испаритель, расположенный в отсеке, отделенном от объема камеры ложной стенкой с окнами для всасывания и нагнетания воздуха, систему воздухораспределения, включающую побудитель потока воздуха, создающий его направленную циркуляцию, снабжен системой интенсификации теплообмена между испарителем и продуктом через воздух с антисептированием последнего, включающей по меньшей мере один высоковольтный электрод, установленный перед подсоединенным к нулевому потенциалу испарителем, а также генерирующую группу, состоящую из высоковольтного и параллельного ему заземленного электродов, установленную после испарителя.

Изобретение проиллюстрировано на чертежах, где
на фиг. 1 схематически изображен холодильный шкаф, общий вид, в разрезе.

на фиг. 2 - узел взаимного расположения испарителя и система интенсификации теплообмена.

Холодильный шкаф содержит теплоизолированный корпус 1, холодильный агрегат, включающий компрессор 2, конденсатор 3, подсоединенный к нулевому потенциалу испаритель 4, расположенный в отсеке 5, отделенном от объема камеры 6 ложной стенкой 7 с окнами 8, 9 соответственно всасывания и нагнетания воздуха. Шкаф снабжен системой воздухораспределения, включающей побудитель потока воздуха, например, в виде осевого вентилятора 10, воздуховод 11 для равномерного распределения охлажденного воздуха по объему камеры 6. Также холодильный шкаф имеет систему интенсификации теплообмена между испарителем и продуктом через воздух с антисептированием последнего. Эта система включает по меньшей мере один высоковольтный электрод 12, установленный по ходу воздуха перед испарителем 4, а также генерирующую группу, состоящую из высоковольтного и параллельного ему заземленного электродов 13, 14 соответственно, установленную после испарителя. Эти электроды 13, 14 могут выполнять функцию побудителя потока воздуха.

Холодильный шкаф содержит поддон 15 для сбора талой воды с испарителя 4, трубки 16 для стока талой воды и емкость 17 для сбора воды.

Холодильный шкаф работает следующим образом: на высоковольтные генерирующие электроды 13 и 12 подают напряжение, находящийся между электродами 13 и 14, а также между электродом 12 и являющимся заземленным электродом испарителем 4 воздух ионизируется. Возникает движение воздушного потока в отсеке 5 через испаритель 4, совпадающий по направлению с движением воздуха под действием вентилятора 10. Проходя через испаритель 4, воздух охлаждается и под действием естественной и вынужденной конвекции поступает в охлаждаемый объем камеры 6. При этом из верхней его части теплый воздух втягивается через окно 8 в отсек 5. Возникает циркуляция воздушного потока в охлаждаемом объеме камеры 6, в результате которой происходит выравнивание температуры по всему объему камеры. А также происходит ионизация молекул влаги, содержащейся в воздухе, что приводит к осаждению ее на поверхности испарителя 4 не в виде обычной снеговой шубы, а в виде нитевидных кристаллов, которые при поддержании достаточно высокой скорости движения воздуха легко срываются и в большинстве уносятся обратно в камеру 6. Это приводит к более длительному образованию пористой снеговой шубы, что требует меньших энергозатрат на оттайку испарителя 4 и позволяет увеличить интервал между оттайками с 8-12 часов до 32-48 часов.

Кроме того, поток воздуха, проходя через высоковольтный электрод 12, турбулизуется и при входе в испаритель 4 увеличивает свою скорость из-за резкого уменьшения площади проходного сечения, что приводит к интенсификации теплообмена между воздухом и теплопередающей поверхностью испарителя 4.

В периоды оттайки внутренняя микрофлора холодильной камеры 6 оседает на поверхности испарителя 4, а в рабочем периоде лишь частично погибает от ионизации воздуха, создаваемой высоковольтным электродом 12 и испарителем 4, подсоединенным к нулевому потенциалу.

Побудитель потока воздуха может состоять из осевого вентилятора 10 малой мощности и группы электродов 13-14 для уменьшения энергозатрат на привод вентилятора и дополнительного антисептирования воздуха. При создании на генерирующем высоковольтном электроде 13 достаточного напряжения скорость движения воздуха, создаваемого коронарным разрядом между электродами 13 и 14, может составлять 1-10 м/с при потребляемой мощности 0,8-1,3 кВт.

Это в ряде случаев позволяет использовать группу электродов, расположенных после испарителя для выполнения функции побудителя потока воздуха без осевого вентилятора.

Обе группы электродов, то есть испаритель 4 и электрод 12, а также электроды 13 и 14 позволяют произвести наиболее полное антисептирование воздуха камера 6, а также являются побудителями потока, что приводит к более равномерному движению воздуха в отсеке 5 и воздуховоде 11. Вся система электродов питается одинаковым током (I = 0,01 мА, U = 5-7 кВ), что позволяет установить один блок питания для обеих групп электродов.

Таким образом, данный холодильный шкаф по сравнению с ближайшим аналогом обладает следующими преимуществами.

1. Позволяет снизить энергозатраты на 20-28% за счет интенсификации теплообмена между испарителем и воздухом и увеличения скорости циркуляции воздуха в камере 6 за счет совместного действия двух пар электродов. В частности, уменьшается коэффициент рабочего времени в 1,25-1,38 раза, а мощность, расходуемая на создание "электронного ветра", находится в пределах 0,8-1,3 кВт.

2. Уменьшение коэффициента рабочего времени обеспечивает более качественное оттаивание испарителя 4.

3. Сохраняет качественные показатели охлаждаемых продуктов вследствие электроантисептирования последних ионизированным воздухом.

4. Имеет большую интенсивность холодильной обработки продукта.

Изобретение предназначено для использования при хранении пищевых продуктов, в торговле, медицине, на производстве. Холодильный шкаф содержит теплоизолированный корпус и холодильный агрегат. Испаритель расположен в отсеке, отделенном от объема охлаждаемой камеры ложной стенкой с окнами. Испаритель подсоединен к нулевому потенциалу, а перед ним по ходу движения воздуха установлен высоковольтный электрод. За испарителем установлена генерирующая группа, состоящая из высоковольтного и параллельно ему заземленного электродов. Эта группа электродов совместно с осевым вентилятором или без него может выполнять функцию побудителя потока воздуха. Технический результат заключается в ускорении охлаждения объектов, сохранении качества охлаждаемого продукта и понижении энергозатрат на поддержание заданной температуры. 2 ил.

Холодильный шкаф, содержащий теплоизолированный корпус, холодильный агрегат, по меньшей мере один испаритель, расположенный в отсеке, отделенном от объема камеры ложной стенкой с окнами для всасывания и нагнетания воздуха, и систему воздухораспределения, включающую побудитель потока воздуха, создающий его направленную циркуляцию, отличающийся тем, что шкаф снабжен системой интенсификации теплообмена между испарителем и продуктом через воздух с антисептированием последнего, включающей по меньшей мере один высоковольтный электрод, установленный перед подсоединенным к нулевому потенциалу испарителем, а также генерирующую группу, состоящую из высоковольтного и заземленного электродов, установленную после испарителя.