УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В ХРАНИЛИЩАХ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ Российский патент 1999 года по МПК A01F25/00 A01F25/08 

Изобретение относится к организации системы обеспечения параметров воздушной среды в хранилищах плодоовощной продукции с регулируемой газовоздушной средой. Известно бытовое хранилище сельскохозяйственных продуктов, содержащее погреб с приточным и вытяжным воздуховодами, причем хранилище снабжено воздухо- изоляционной ширмой, контейнерами для продуктов с адсорбирующими свойствами и фильтром, размещенным в приточном воздуховоде в верхней части погреба, при этом ширма образует камеру, размещенную в зоне приточного воздуховода, в которой контейнеры установлены в штабель с образованием зазора относительно ширмы и пола (а.св. N 1621821 кл. A 01 F 25/00, 1986 г.).

Недостатками известного бытового хранилища являются:
недостаточно широкая возможность создания и поддержания параметров воздушной среды при резком изменении параметров наружной воздушной среды из-за отсутствия средств принудительной вентиляции и средств, обеспечивающих повышение температуры воздушной среды в хранилище;
хранилище существенно ограничено величиной объема хранимой продукции.

Известно устройство для хранения растительной продукции (а.св. СССР N 1353351 кл. A 01 F 25/00, 1987 г.), включающее утепленный корпус, камеры для продуктов, образованные боковыми стенками корпуса и ложными перфорированными потолком и днищем, установленными внутри корпуса с образованием воздушных продухов, сообщающихся посредством воздухораздаточных каналов с воздухообрабатывающим узлом, включающим вентилятор, теплообменник обработки воздуха рассолом, установленный между воздухоохладителем и воздухонагревателем и систему автоматического регулирования.

Недостатками известного устройства по а. св. N 135 3351 являются:
необходимость использования в нем искусственного источника холода и тепла в виде холодильного агрегата и системы отопления;
необходимость использования в узле воздухообработки контактного тепломассообменника с форсунками, через которые подается рассол;
размещение узла воздухообработки вне корпуса хранилища требует значительных площадей в подсобных зданиях, конструктивно не менее сложных, чем само хранилище;
высокая энергоемкость сооружения.

Предлагаемое устройство лишено вышеперечисленных недостатков и включает в себя утепленное сооружение, камеры для закладки продуктов, образованные наружными стенками сооружения, стенками продольного коридора, перфорированным днищем и перекрытием сооружения с образованием при укладке продукции в контейнерах воздушных продухов, в которые поступает воздух, соответствующим образом обработанный в системах его подготовки.

Вентиляционная система аккумулирования холода в грунтовом массиве содержит вентилятор, размещенный внутри хранилища, трубчатые грунтовые теплообменники (ТГТ), уложенные с двух сторон сооружения в грунте и сообщенные магистральными воздуховодами с атмосферой, участки которых вне хранилища уложены в этом же грунте и соединены воздуховодами с внутренней полостью хранилища, на которых установлены запорно-регулирующие клапаны. Вентиляционная система подогрева газо-воздушной среды содержит: вентилятор с воздуховодами, подпольный канал, при этом на воздуховоде установлен электрокалорифер, сблокированный с вентилятором.

На входе наружного воздуха в трубчатые грунтовые теплообменники, а также на выходе воздуха из системы в атмосферу, в ТГТ внутри хранилища выше уровня контейнеров и в подпольном канале установлены датчики температур, составляющие совместно с запорными клапанами систему автоматического регулирования, обеспечивающие по показаниям датчиков команды на включение вентиляторов и электрокалорифера, а также на открытие и закрытие запорных клапанов.

В хранилище по нижней части стен сооружения размещены полотнища из армированного пенопласта, в порах которого задерживается и скапливается влага, что предотвращает ее попадание в сырье. При недостаточной влажности воздуха влага из пор пенопласта испаряется в воздух, что предотвращает подвяливание сырья и упрощает поддержание влажностного режима в хранилище.

Системы поддержания необходимых параметров газовоздушной среды в хранилище работают следующим образом.

Осенью, предназначенный для хранения продукт, например картофель, закладывается в камеры через соответствующие люки в стенках. После заполнения камер продукты могут быть просушены с помощью вентиляционной системы, при этом включается приточный вентилятор при полностью открытых запорных клапанах на приточных воздуховодах и частично открытом клапане на рециркуляционном воздуховоде, вентилятор подсасывает воздух частично из атмосферы по транзитному воздуховоду, а частично из хранилища через рециркуляционный воздуховод, при этом по подземным транзитным воздуховодам воздух выбрасывается в атмосферу через полуоткрытый запорный клапан, а по приточным воздуховодам часть воздуха нагнетается в полость хранилища, обеспечивая циркуляцию воздуха через подпольный клапан, перфорированное днище, коридор и воздушные продухи между контейнерами камер. После окончания просушки приточный вентилятор выключается, и закрываются запорные клапаны. Далее в состав воздушной среды вводят расчетное количество газовой смеси, создающей для продуктов защитную среду.

Продукты, размещенные в камерах, хранят при температуре 0-5^oC с периодическим перемешиванием газо-воздушной среды с помощью вытяжного или приточного вентиляторов.

Режим аккумулирования холода в грунтовой отсыпке осуществляется следующим образом.

В вентиляционной системе открываются запорные клапаны на транзитных воздуховодах и закрываются запорные клапаны на приточном и рециркуляционном, включается приточный вентилятор, который забирает холодный атмосферный воздух по транзитному воздуховоду и прогоняет его через подземные транзитные воздуховоды и трубчатые грунтовые теплообменники, через стенки которых происходит передача, а от их поверхности отдача холода от воздуха грунтовому массиву, который, аккумулируя холод, сохраняет его значительную часть до момента использования для охлаждения газовоздушной среды в хранилище.

При достижении предела аккумуляции грунтом холода из воздуха работа вентиляционной системы прекращается, приточный вентилятор выключается и запорные клапаны закрываются. Потребление холода из грунта начинается, когда температура газовоздушной среды в хранилище достигнет 5^oC, при этом включают приточный вентилятор и закрывают запорные клапаны на транзитных воздуховодах. Газовоздушную смесь прогоняют по контуру через рециркуляционный воздуховод, приточный вентилятор, транзитные воздуховоды и трубчатые грунтовые теплообменники, при этом холод из грунта передается циркулирующей газовоздушной среде, благодаря чему понижается ее температура в хранилище.

Вентиляционная система подогрева газовоздушной среды включается в работу в холодный период года, когда температура газовоздушной среды в хранилище, снижаясь, приближается к значению близкому 0^oC. При основном режиме отопления хранилища в вентиляционной системе включается вытяжной вентилятор, который забирает газовоздушную смесь из верхней части камер и прогоняет его через электрокалорифер (который включается лишь при резком снижении температуры наружного воздуха ниже расчетной - аварийный режим) в подпольный канал, затем прогоняет ее через продухи между контейнерами с продуктами. При достижении газовоздушной средой температуры 5^oC система вентиляции отключается. При аварийном режиме работы вентиляционной системы отопления после запуска вытяжного вентилятора включается в работу также и сблокированный с ним электрокалорифер, который берет основную отопительную нагрузку на себя.

Новым в заявленном устройстве является дополнительная система трубчатых теплообменников, сообщенных, с одной стороны, с атмосферой, а с другой - с полостью хранилища посредством запорных клапанов и размещенных в наружном грунтовом массиве, предназначенных для аккумулирования естественного холода в грунте с помощью наружного воздуха, подаваемого в холодный период года вентиляционной системой, а также использование аккумулированного холода для поддержания параметров газовоздушной среды в хранилище в теплый период года. Вышеперечисленные признаки позволяют сделать вывод о соответствии критерию "новизна".

Промышленная применимость предлагаемого хранилища подтверждается тем, что обе вентиляционные системы для поддержания параметров газовоздушной среды в хранилище в течение года включают в себя конструктивные элементы, изготовляемые промышленностью и широко применяемые на практике.

Расположение трубчатых теплообменников снаружи хранилища внутри грунтового массива не выявлено из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии термину "изобретательский уровень".

На чертеже показано предлагаемое хранилище для плодоовощной продукции.

Хранилище включает в себя утепленное сооружение 1, камеры 2 для закладки продуктов, образованные наружными стенками сооружения 1, стенками 3 продольного коридора 4, перфорированным днищем 5 и перекрытием сооружения 1 с образованием при укладке продукции в контейнерах воздушных продухов 6, в которые поступает воздух, соответствующим образом обработанный в системах его подготовки. Вентиляционная система аккумулирования холода в грунтовом массиве содержит вентилятор 7, размещенные внутри хранилища трубчатые грунтовые теплообменники (ТГТ) 8, уложенные с двух сторон сооружения 1 в грунте 9 и сообщенные транзитными воздуховодами 10 и 11 с атмосферой, участки которых вне хранилища уложены в этом же грунте и воздуховодами 12 и 13 с внутренней полостью хранилища, на которых установлены соответственно запорно- регулирующие клапаны 14, 15, 16 и 17. Вентиляционная система подогрева газовоздушной среды содержит вентилятор 18 с воздуховодами 19 и 20, подпольный канал 24, при этом на воздуховоде 20 установлен электрокалорифер 25, сблокированный с вентилятором 18.

На входе наружного воздуха в трубчатые грунтовые теплообменники, а также на выходе воздуха из системы в атмосферу, в ТГТ 8 внутри хранилища выше уровня контейнеров и в подпольном канале 24 установлены датчики температур соответственно 28, 23, 30, 25, 26, 27, составляющие совместно с запорными клапанами систему автоматического регулирования, обеспечивающую по показаниям датчиков команды на включение вентиляторов 7 и 18 и электрокалорифера 25, а также на открытие и закрытие запорных клапанов 14, 15, 16 и 17.

В хранилище по нижней части стен сооружения 1 размещены полотнища 31 из армированного пенопласта, в порах которого задерживается и скапливается влага, что предотвращает ее попадание в сырье. При недостаточной влажности воздуха влага из пор пенопласта испаряется в воздух, что предотвращает подвяливание сырья и упрощает поддержание влажностного режима в хранилище.

Системы поддержания необходимых параметров газовоздушной среды в хранилище работают следующим образом.

Осенью, предназначенный для хранения продукт, например картофель, закладывается в камеры 2 через соответствующие люки в стенках 3. После заполнения камер 2 продукты могут быть просушены с помощью вентиляционной системы, при этом включается вентилятор 7 при полностью открытых запорных клапанах 14, 16 и 17 и частично открытом клапане 15, вентилятор 7 подсасывает воздух частично из атмосферы по воздуховоду 10, а частично из хранилища через воздуховод 13, при этом по воздуховодам 11 воздух выбрасывается в атмосферу через полуоткрытый запорный клапан 15, а по воздуховодам 11 и 12 часть воздуха нагнетается в полость хранилища, обеспечивая циркуляцию воздуха через подпольный канал 24, перфорированное днище 5, коридор 4 и воздушные продухи между контейнерами камер 2. После окончания просушки вентилятор 7 выключается и закрываются запорные клапаны 14, 15, 16 и 17. Далее в состав воздушной среды вводят расчетное количество газовой смеси, создающей для продуктов защитную среду.

Продукты, размещенные в камерах 2, хранят при температуре 0- 5^oC с периодическим перемешиванием газовоздушной среды с помощью вентиляторов 7 или 18.

Режим аккумулирования холода в грунтовой отсыпке 9 осуществляется следующим образом.

В вентиляционной системе открываются запорные клапаны 14 и 15 на воздуховодах 10 и 11, закрываются запорные клапаны 16 и 17 и включается вентилятор 7, который забирает холодный атмосферный воздух по воздуховоду 10 и прогоняет его через воздуховоды 11 и трубчатые грунтовые теплообменники 8, через стенки которых происходит передача, а от их поверхности отдача холода от воздуха грунтовому массиву, который, аккумулируя холод, сохраняет его значительную часть до момента использования для охлаждения газовоздушной среды в хранилище.

При достижении предела аккумуляции грунтом холода из воздуха работа вентиляционной системы прекращается, вентилятор 7 выключается и запорные клапаны закрываются. Потребление холода из грунта начинается, когда температура газовоздушной среды в хранилище достигнет 5^oC, при этом включают вентилятор 7 и открывают запорные клапаны 16 и 17. Газовоздушную смесь прогоняют по рециркуляционному контуру через воздуховод 13, вентилятор 7, воздуховоды 11 и 12 и трубчатые грунтовые теплообменники 8, при этом холод из грунта передается циркулирующей газовоздушной среде, благодаря чему понижается ее температура в хранилище.

Вентиляционная система подогрева газовоздушной среды включается в работу в холодный период года, когда температура газовоздушной среды в хранилище, снижаясь, приближается к значению близкому 0^oC. При основном режиме отопления хранилища в вентиляционной системе включается вентилятор 18, который забирает газовоздушную смесь из верхней части камер 2 по воздуховоду 19 и прогоняет ее по воздуховоду 20 через электрокалорифер 25 (который включается лишь при резком снижении температуры наружного воздуха ниже расчетной - аварийный режим) в подпольный канал 24, затем прогоняет ее через продухи 6 между контейнерами с продуктами. При достижении хранилища, снижаясь, приближается к значению близкому 0^oC. При основном режиме отопления хранилища в вентиляционной системе включается вентилятор 18, который забирает газовоздушную смесь из верхней части камер 2 по воздуховоду 19 и прогоняет ее по воздуховоду 20 через электрокалорифер 25 (который включается лишь при резком снижении температуры наружного воздуха ниже расчетной - аварийный режим) в подпольный канал 24, затем прогоняет ее через продухи 6 между контейнерами с продуктами. При достижении газовоздушной средой температуры 5^oC система вентиляции отключается. При аварийном режиме работы вентиляционной системы отопления после запуска вентилятора 18 включается в работу также и сблокированный с ним электрокалорифер 25, который берет основную отопительную нагрузку на себя.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности в хранилищах плодоовощной продукции. Устройство включает утепленное сооружение, камеры для закладки продуктов, образованные наружными стенками сооружения, стенками продольного коридора, перфорированным днищем и перекрытием сооружения с образованием при укладке продукции в контейнерах воздушных продухов, в которые поступает воздух, соответствующим образом обработанный в системах его подготовки. Вентиляционная система аккумулирования холода в грунтовом массиве содержит вентилятор, размещенный внутри хранилища, трубчатые грунтовые теплообменники, уложенные с двух сторон сооружения в грунте и сообщенные магистральными воздуховодами с атмосферой, участки которых вне хранилища уложены в этом же грунте и соединены воздуховодами с внутренней полостью хранилища, на которых установлены запорно-регулирующие клапаны. Вентиляционная система подогрева газовоздушной среды содержит вентилятор с воздуховодами, подпольный канал, при этом на воздуховоде установлен электрокалорифер, сблокированный с вентилятором. Устройство обеспечивает необходимые параметры воздушной среды в хранилищах плодоовощной продукции за счет использования природного холода, аккумулированного в грунте в холодный период года. 1 ил.

Устройство для обеспечения параметров воздушной среды в хранилищах плодоовощной продукции, содержащее утепленный корпус, камеры для продуктов, образованные стенками корпуса и продольного коридора, потолком и днищем корпуса с образованием воздушных продухов, сообщающихся посредством вентиляционных воздуховодов с вентилятором, теплообменниками, воздухонагревателем и системой автоматического регулирования параметров воздушной среды, расположенных внутри сооружения, отличающееся тем, что теплообменники выполнены трубчатыми и размещены в грунтовом массиве, расположенном снаружи хранилища, при этом теплообменники сообщаются с одной стороны с атмосферой, с другой стороны - с полостью хранилища посредством запорно-регулирующих клапанов, а внутри хранилище снабжено системой воздуховодов, оборудованных вентиляторами и электрокалорифером.