Аккумулятор естественного холода для охлаждения молока на животноводческих фермах Советский патент 1987 года по МПК A01J9/04 

Изобретение относится к устройствам для охлаждения жидкости, например молока, и может быть иснользовано в сельскохозяйственном нроизводстве и нищевой нромыш- ленности для охлаждения молока в процессе его обработки и хранения, а также для охлаждения других продуктов.

Цель изобретения повышение надежности и эффективности охлаждения за счет снижения температуры хладоносителя, для чего используют естественный холод атмосферного воздуха в холодное время года.

Снижение температуры хладоносителя (воды) обеспечивается за счет более интенсивного охлаждения его при протекании по поверхности льда между наклонными краями вертикальных перегородок, установленных в резервуарах аккумулятора, а также за счет предотвраи1ения его перемешивания с обратным хладоносителем (водой), нагреваемым в процессе охлаждения молока. Надежное функционирвание аккумулятора во всем диапазоне изменения температуры наружного воздуха обеспечивается подключением дополнительных переливных каналов и теплоизолированной магистрали, авоматически включаемых в контур циркуляции хладоносителя при замерзании поверхности хладоносителя в резервуарах аккумулятора холода.

На фиг. 1 изображена схема аккумулятора холода; на фг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 -- аккумулятор холода, разрез.

Аккумулятор содержит теплообменник, выполненный в виде вертикального ряда резервуаров для заполнения жидкостью, включающий нижний резервуар 1 и верхние резервуары 2 с переливными каналами 3 и 4, подводящие и отводящие трубы 5 и 6 с кранами 7 и 8.

Верхняя часть нижнего резервуара 1 соединена утепленной магистралью 9 с придонной его частью, а в остальных резервуарах 2 образованы боковые пере. жвные каналы 3, торцовые переливные каналы 4 соответственно вдоль продольной стенки 10 и у противоположных торцовых стенок 11 смежных резервуаров 2. Высота стенок 12 и 13, расположенных соответственно напротив каналов 3 и 4, выше предполагаемого уровня 14 жидкости хладоносителя и высоты остальных стенок 10 и 11. Высота стенки 11. примыкающей к торцовому переливному каналу 4, ниже высоты стенки 10, примыкающей к боковому каналу 3.

Внутри резервуаров 2 между боковыми стенками К) и 12 закреп.чены две группы вертикальных перегородок 15 и 16 с наклонным верхним краем. Наклон края перегородок 15 и 16 каждой группы выполнен в раз- Hi)ie стороны. Перегородки 15 и 16 установ- ,|епы поочередно из каждой по длине нижнего резервуара 1 и резервуара 2. У одной группы перегородок 15 верхняя точка верхнего края находится на уровне

верхней кромки стенки 10 резервуара 2, примыкающей к боковому переливному каналу 3, а нижняя точка верхнего края расположена ниже уровня верхней кромки стенки 11,

примыкающей к торцовому каналу 4. Перегородки 15 установлены в нижнем резервуаре 1 и резервуарах 2 без зазора с его днищем. У другой группы перегородок 16, устанавливаемых в резервуарах 2, верхняя точка верхнего края находится на уровне верхней кромки стенки 12 резервуара 2, расположенной напротив бокового канала 3, а нижняя тчка верхнего края распложена между уровнями верхних кромок стенок 10 и 11, примчкающих к боковому и торцовому

с переливным каналам 3 и 4. Перегородки 16 установлены в нижнем резервуаре 1 и резервуарах 2 с образованием зазора с его днищем.

Верхние края перегородок 15 в нижнем резервуаре 1 выполняются ниже предпола0 гаемого уровня жидкости, а верхние края перегородок 16 - между предполагаемым уровнем жидкости и верхним краем резервуара. На отводящей трубе 6, соединяющей придонную часть нижнего резервуара 1 с тело- обменником 17 для молока, установлен водяной насос 18. На нижнем резервуаре

1ниже уровня хладоносителя 14 установлен теплоизолированный ввод 19.

Аккумулятор холода работает следую- п;им образом. Q В нижнем резервуаре 1 и в резервуарах

2находится хладоноситель (вода). Уровень 14 хладоносителя в резервуарах 2 определяется высотой стенки 11, примыкающей к торцовому переливному каналу 4.

В холодное время года хладоноситель

- (вода) в резервуарах 1 и 2 аккумулятора холода остывает, и его температура становится равной или близкой температуре окружающего воздуха. При поступлении молока на охлаждение включается водяной насос 18 и вода из нижнего резервуара

0 1 по отводяшей трубе 6 поступает в теплообменник 17 для молока и далее но подво- дяшей трубе 5 в верхнюю часть верхнего резервуара 2. Для увеличения интенсивности охлаждения на конце подводящей трубы 5 может устанавливаться распылитель

ная форсунка (не показана).

Если вода в резервуаре 2 не замерзла, то нагретая при охлаждении молока вода концентрируется в резервуаре 2 между боковой стенкой 13 и вертикальной перегородQ кой 16, установленной с образованием зазора с днищем резервуара 2. Вода, пройдя этот зазор, попадает в объем резервуара 2, ограниченный вертикальными перегородками 15 и 16. Пройдя под наклонной верхней кромкой перегородки 15, вода попадает в

5 следующий объем резервуара 2, ограниченный перегородками 15 и 16, и так далее, пока не дойдет до последнего объема этого резервуара, ограниченного стенкой 11. З.чтем

вода попадает н тсфцовый переливной капа/ 4 и переливается в нижестоящий смежный резервуар 2, и процесс повторяется. Дойдя до нижнего резервуара, вода попадает в приемную часть отводян1ей трубы 6 и через водяной насос 18 в теплообменник 17 д.;1я молока и далее по подводящей трубе 5 через кран 8 подается в резервуар 2, где происходит охлаждение атмосферным воздухом. Затем цикл повторяется.

Если поверхность воды в резервуарах аккумулятора замерзла, то нагретая вода и.з подводящей трубы 5 поступает на поверхность льда резервуара 2 и охлаждается, протекая по его поверхности.

Для улучшения охлаждения путь воды увеличивается при протекании между выступающими над поверхностью льда верхними наклонными краями вертикальн1 1х перегородок 15 п 16. Когда вода охлаждается до тсмпетатуры замерзания, она начинает примерзать к поверхности льда, препятствуя протеканию следующих порций воды. Уровень воды повьииается и она, переливаясь через стенку 10, попадает в боковой переливной канал 3 и далее в нижний резервуар 1. Если поверхрюсть воды в нем не замерзла, то вода попадает во внутреннее пространство резервуара 1 и далее циркулирует, как указано в предыдуще.м варианте. Если поверхность воды в нем замерзла, то вода по утепленной магистрали 9 попадает во внутреннее под.тедное пространство резервуара 1. Вода в подледном пространстве 1 пикогда не замерзает благодаря поступлению теплой воды, получаемой при охлаждении молока.

Утепленная магистраль 9 может наг)е- ваться низкопотенциальным нагревателем (не показан). При низких температурах наружного воздуха вода из теплообменника 17 через кран 7 по трубе 5 че|)ез теплоизолированный ввод 19 может подаваться н под.тедри)е пространство нижнего резервуара 1, где она охлаждается и попадает и от , 1рубу 16, затем подается воля- ным насосом 18 в теплообмепник 17 для .M.;i,iOKa. В время в верхних резервуарах 2 идет накопление естественного холода в виде льда.

Аккумулято|) обладает высоко надежностью так как обеспечивает автоматическое нереключение потоков х.чадоносите.чя (воды) во всем диапазоне возможных изменений температуры наружного воздуха. Разделение потоков хладоносителя, подаваемого на охлаждение, и обратного х.мадоносителя обеспечивает снижение те.мнерату})) молока при охлаждении и болыпи перепад температур между обратным х, 1адоносителем и атмосферным воздухом, что инте}1сифици- |п ет рассеивание тепловой энергии.

Таким образом, изобретение повышает надежпость и эффективность ох.1аждснпя за счет снижения температуры х. 1адоно- сител я.

Формула изобретения

.Аккумулятор естественного холода д,:1я охлаждения молока на животноводческих фермах, содержащий теплообменник, выполненный в виде вертикального ряда резервуаров для загюлнения жидкостью с пере,1ив- ными каналами, подводящие и отводящие трубы с крапами, отличающийся тем, что. с це.1ью повьппения надежности, эффектив- ности охлаждения за счет снижения температуры теплоносителя, верхняя часть нижнего резервуара соединена утепленной ма гистралью с придопной его частью, а в ос- та.:1ьных резервуарах образованы боковые и торцовые нереливные каналы вдоль 11родо, 1ь- ной и у противоположных торцов 1Х стенок смежных резервуаров, при этом высота стенок, расположепньгч напротив каналов, вы- вьппе предполагае.мого уровня жидкости и высоты остальных сгенок. высота стенки, примыкающей к 1())цовому каналу ниже высоты стенки, примыкающей к боковому капа лу, внутри резервуаров между боковыми стенками, закреплены две rpyinibi иертика.1ь- ных перегородок с наклонным верхним краем, при этом нак, 1он края нере1 ородок каждой группы выпо. щен в разные сторопы, а перегородки устаповлены поочередно из каждой группы по длине резер- вуа)а. п)ичем у одной группы перегородок верх1 яя т(5чка верхнего края находится на уровне верхней кромки стенки резе 1вуара, п)11мыкаю|цей к боковому каналу, а нижняя точка верхнего края распо.южена ниже у(1овня верхней кромки степки, примыкающей к торцовому каналу, а перегородки ус- тановлепы в резерв аре без зазора с днпп;ем. у другой г руппы nepei-ородок верхняя TI MK . BepXHei o края находится на уровне верхней кромки стенки резервуара, pacnoлoжeнн(Jii напротив боковою капала, а нижняя точ ка верхнего края расп(з,ложена между уровнями верхних стенок, примь 1кающих к боко- вому и торцовому каналам, этом пе- ре()к).1ки установлены в резервуаре с образованием зазора с его д П1щем.

J2 -13 Ю

Изобретение относится к молочной промьииленности н позволяет повысить надежность и эффективность охлаждения молока. Для снижения температуры х,1адо- носителя (воды) используют теплообменнш, в виде вертикального ряда резервуаров 1 и 2. В верхних резервуарах 2 вода может нос.ю- довательно неретекать под перегородками И) и над перегородками 15 в торцовый пере. ной канал 4. При образовании льда н резервуарах 2 и 1 вода протекает межд Biii- ступаюшими над его поверхностью наклонными в разные стороны краями перегоролик 15 и 16 в боковой переливной канал. V, резервуаре I вода с 11овсрхн(К ти льда поступает в подледное lipocTfunicTBo через утепленную магистраль 9. 11|1и иичких температурах в резервуарах 2 нака11.1ннак)т лед. Вода в это время поступает через теп.ю- изолированный ввод 19 в резервуар 1. По отводящей трубе 6 вода поступает и.з |ie- зервуара 1 в теплообменник 17 д.чя мо. юка. 3 ил i (Л -я Молоко со со NU ел 00

Н

10

7

//У / /7/ / /// ////////////

Фиг.З