ХОЛОДИЛЬНИК ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2010 года по МПК F25D13/00 F25D21/04 

Изобретение относится к области холодильной техники, предназначено для холодильной обработки пищевых продуктов и может быть использовано при строительстве и реконструкции холодильников для пищевых продуктов.

Известен холодильник для хранения пищевых продуктов, содержащий ограждающие конструкции, пристенные или потолочные охлаждающие приборы.

Недостатком холодильника является высокая разность температур по объему холодильной камеры, достигающая 2-6°С в различных зонах помещения, и неравномерная относительная влажность воздуха помещения, что значительно повышает усушку продукта [Тихонов Б.С., Бабакин Б.С. Массообмен при хранении замороженных мясопродуктов: Монография. - М.: МГУПБ, 2003, стр.102-103]. Эта разность температур максимальна в застойных зонах, т.е. на стыке перпендикулярных стен, и составляет 4-6°С.

Известен холодильник для холодильной обработки пищевых продуктов содержащий ограждающие конструкции и приборы воздушного охлаждения - воздухоохладители. В указанном холодильнике, снижается разность температур по объему камеры до 1-3°С. Однако в нем не удалось устранить застойные зоны, где разность температур по высоте помещения значительно выше, чем в середине помещения. Кроме того, для этого холодильника характерно повышенное энергопотребление за счет вентиляторов воздухоохладителя и повышенная усушка неупакованных пищевых продуктов вследствие высокой скорости воздушного потока, доходящей до 10 м/с, и неравномерности его распределения. При воздушном охлаждении возрастают эксплуатационные затраты, не только связанные с расходом электроэнергии на работу вентиляторов, но и в связи с превращением энергии в теплоту, что увеличивает холодильную мощность компрессоров. Дополнительно подведенная мощность (ΔN) становится равной ΔN=N_в(1+1/ε_e), где N_в - мощность вентиляторов, ε_е - холодильный коэффициент [Курылев B.C., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. Холодильные установки. - СПб.: Политехника, 1999, 576 стр., стр.149-151].

Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности является холодильная камера для хранения пищевых продуктов (прототип), которая содержит корпус, размещенные в нем приборы охлаждения, ледяной экран с теплообменником, систему отвода воды к экрану, содержащую установленное под приборами охлаждения дренажное приспособление и сообщенный с ним коллектор, размещенный над экраном.

Недостатком холодильной камеры для хранения пищевых продуктов является необеспечение равномерного распределения температуры в углах камеры, что создает застойные зоны. В результате разность температуры воздуха в застойных зонах по высоте камеры и в самой холодильной камере составляет 2÷6°С [патент РФ №1812948 A3, МКИ А23В 4/06, F25D 13/00, 1993 г.].

Предлагаемое изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в создании дополнительных условий хранения пищевых продуктов в холодильнике. Оно позволяет устранить застойные зоны в углах камер и тем самым обеспечить равномерное распределение температуры и относительной влажности воздуха по всей высоте камер, снизить энергозатраты, связанные с хранением неупакованных пищевых продуктов, и обеспечить бактерицидный эффект в помещениях и на поверхности неупакованных пищевых продуктов за счет электроантисептирования.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в холодильнике для хранения пищевых продуктов, включает холодильную камеру с расположенными батареями охлаждения и достигается тем, что холодильник снабжен электроконвективными устройствами, расположенными в углах камеры вдоль их высоты, при этом каждое устройство представляет собой жесткую конструкцию, включающую генерирующий электрод, выполненный в виде каркаса с жестко закрепленными иглами или проволочными элементами, заземленный сетчатый электрод и перфорированный диэлектрический элемент, при этом все элементы электроконвективного устройства имеют эллипсоидную форму и размещены эквидистантно с зазором между собой на диэлектрической подставке, а в верхней части связаны направляющей, причем электроконвективное устройство обращено выпуклой стороной к стенкам угла камеры. Назначение диэлектрического элемента - обеспечение безопасности эксплуатации электроконвективного устройства.

При подаче на генерирующий электрод электрического тока возникает самостоятельный разряд

,

где α - коэффициент ударной ионизации электронами; k - обобщенный коэффициент, характеризующий условия появления вторичных электронов.

Интегрирование ведется вдоль наиболее короткой силовой линии, от поверхности электрода до точки Н, в которой вследствие уменьшения напряженности α=0.

Скорость образующегося электрического ветра между генерирующим и заземленным электродами пропорциональна напряженности электрического поля, т.е. V_э=kE, где

k - подвижность ионов;

Е - напряженность электрического поля.

На фиг.1 представлено расположение электроконвективного устройства в холодильной камере, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 представлено электроконвективное устройство. На фиг.1-3 источник питания не показан, он расположен за пределами холодильной камеры.

Предлагаемый холодильник содержит холодильную камеру 1, с расположенными в ней пристенными батареями 2, в углах камеры 1 по высоте стен размещены электроконвективные устройства 3, каждое из них включает диэлектрический перфорированный (с отверстиями) элемент 4, генерирующий электрод 5 и заземленный электрод 6. Электроконвективное устройство 3 установлено на расстоянии от пола 150-200 мм, а вдоль углов имеется щелевой зазор.

Диэлектрический элемент 4 и электроды 5, 6 имеют вогнутую эллипсоидную форму, размещены эквидистантно с зазором между собой на диэлектрической подставке (не показано) и вверху связаны направляющей (не показано), при этом электроконвективное устройство 3 обращено выпуклой стороной к стенам угла камеры 1.

Устройство работает следующим образом. В процессе работы холодильника теплопритоки, поступающие в холодильную камеру 1, локализуются приборами батарейного охлаждения 2. В начальный момент работы приборов охлаждения 2 в углах помещения холодильной камеры 1 образуются застойные зоны с перепадами температуры и относительной влажности воздуха. Для их устранения включается источник питания (не показан) и на генерирующий электрод 5 электроконвективного устройства 3 подается электрический потенциал.

Принцип работы электроконвективного устройства 3 заключается в создании электроконвективного потока, т.е. электрического ветра, вдоль всей поверхности по высоте электроконвективного устройства 3, направленного в рабочий объем холодильной камеры 1. Скорость электрического ветра может изменяться от 0,8 м/с до 3,5 м/с, при этом сохраняется равномерный по всей высоте электроконвективного устройства 3 электроконвективный воздушный поток, уничтожающий микроорганизмы воздушной среды и на поверхности неупакованных пищевых продуктов. Скорость воздушного потока по мере удаления от электроконвективного устройства 3 замедляется и в среднем по всему объему холодильной камеры 1 равна 0,1-0,5 м/с. Энергопотребление каждого электроконвективного устройства 3 незначительно за счет малой величины силы тока.

Таким образом, электроконвективный воздушный поток устраняет застойные зоны в углах помещения за счет всасывания молекул воздуха в межэлектродное пространство.

Применение электроконвективного устройства обеспечивает равномерное распределение воздушного потока по всему объему камеры, что позволяет устранять застойные зоны, повышенное содержание микроорганизмов, снижает усушку неупакованных пищевых продуктов и энергопотребление по сравнению с воздушным охлаждением.

Холодильник для хранения пищевых продуктов включает холодильные камеру с батареями для охлаждения электроконвективными устройствами, которые установлены в углах камеры, каждое из которых представляет жесткую конструкцию, которая содержит генерирующий электрод в виде каркаса с жестко закрепленными иглами или проволочными элементами, заземленный сетчатый электрод и перфорированный диэлектрический элемент. Все элементы электроконвективного устройства имеют эллипсоидную форму и размещены эквидистантно с зазором между собой на диэлектрической подставке, а в верхней части связаны направляющей, конструкция обращена выпуклой стороной к стенам угла камеры. Использование данного изобретения позволяет уменьшить энергопотребление. 3 ил.

Холодильник для хранения пищевых продуктов, включающий холодильную камеру с батареями для охлаждения, отличающийся тем, что он снабжен электроконвективными устройствами, установленными в углах камеры, каждое из которых представляет собой жесткую конструкцию, содержащую генерирующий электрод в виде каркаса с жестко закрепленными иглами или проволочными элементами, заземленный сетчатый электрод и перфорированный диэлектрический элемент, при этом все элементы электроконвективного устройства имеют эллипсоидную форму и размещены эквидистантно с зазором между собой на диэлектрической подставке, а в верхней части связаны направляющей, причем электроконвективное устройство обращено выпуклой стороной к стенам угла камеры.