Холодильная камера для хранения фруктов и овощей с автоматическим регулированием температуры Советский патент 1992 года по МПК F25D29/00 

п

/

to

-3 9

1,1

л со ю

Јь

Использование холодильной камеры обеспечивает сохранение фруктов и овощей как при длительном периоде отрицательных температур окружающей среды, например в зимний период, так и при колебаниях отрицательных и положительных температур окружающей среды в разное время суток, например, в весенний и осенний периоды года. Сущность изобретения заключается в поддержании внутри камеры температуры, близкой к 0°С. Камера представляет собой термоизолированный корпус, закрываемый герметически дверью, снабжена первым электронагревателем 4, расположенным под дном кожуха 3, возду- хозаборным узлом, находящимся вне термоизолированного корпуса и содержащим второй электронагревательный элемент 22, создающий вытягивающий эффект для наружного воздуха. При отрицательных температурах окружающей среды температура внутри камеры поддерживается за счет нагревания первого электронагревателя 4, при положительных температурах камера работает как термостат, а при колебаниях температуры окружающей среды, когда температура внутри камеры становится выше температуры окружающей среды, включается второй электронагревательный элемент 22, открываются клапаны 5 и 6 и происходит охлаждение камеры путем затягивания холодного наружного воздуха. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л

ШЈ

Фиг I

Изобретение относится к холодильным камерам для хранения фруктов и овощей.

Известен контейнер для сохранения качества овощей и фруктов путем автоматиче- ского поддерживания положительной температуры в камере, близкой к 0°С, при отрицательных температурах окружающей среды (наружного воздуха).

Известна холодильная установка с замкнутым циркуляционным контуром для хла- дагента и дополнительным охлаждающим контуром циркуляции наружного воздуха, включающим вентилятор, в зимний период.

Их недостаток - отсутствие автоматического поддерживания в камере стабильной оптимальной температуры для сохранения фруктов и овощей в условиях значительных колебаний положительных и отрицательных температур наружного воздуха, т.е. как в зимний, так и в весенний и осенний перио- ды года, когда для большинства районов страны температура наружного воздуха колеблется в разное время суток.

Цель изобретения - повышение экономичности путем использования естествен- ного холода как при длительном периоде отрицательных температур окружающей среды (наружного воздуха), например в зимний период, так и при колебаниях отрицательных и положительных температур окружающей среды в разное время суток. например в весенний и осенний периоды года.

Цель достигается тем, что холодильная камера для хранения фруктов и овощей, включающая термоизолированный корпус с установленной внутри камерой, электронагреватель, датчик температуры наружного воздуха, воздухозаборный узел вне камеры, представляет собой термоизолированный корпус, закрываемый герметически плотной дверцей, с металлическим кожухом, установленным в корпусе с образованием зазора между их боковыми и верхними стенками, и снабжена электронагревателем, размещенным под дном металлического кожуха, воздухозаборным узлом, находящимся вне термоизолированного корпуса и содержащим воздуховытяжную трубу из термоизоляционного материала, вытягива- ющую воздух из зазора между боковыми и верхними стенками термоизолированного корпуса и металлического кожуха, внутри которой расположен электрический нагревательный элемент, автоматически связан- ный с входным клапаном и выходным клапаном; автотерморегулятором, содержащим схему автоматического регулирования температуры, установленным внутри металлического кожуха и автоматически связанным с термодатчиком внутренней температуры, находящимся также в металлическом кожухе; термодатчиком наружной температуры, расположенным в наружной стороны термоизолированного корпуса, электронагревателем, нагревательным элементом, входным и выходным клапанами; при этом структурная схема автоматического регулирования температуры в холодильной камере имеет три измерительных моста постоянного тока, а именно, первый мост, сбалансированный при температуре внутри металлического кожуха + 0,5°С, состоящий из термодатчика внутренней температуры, резисторов и суммы резисторов, связанный с входом преобразователя напряжение - частота, выход последнего связан через импульсный регулятор мощности с электронагревателем; второй мост, балансируемый при равенстве температур внутри металлического кожуха и снаружи термоизолированного корпуса, состоящий из термодатчика внутренней температуры, термодатчика наружной температуры и резисторов, связанный с входом компаратора, выход последнего связан с входом а логической схемы И - НЕ; третий мост, сбалансированный при температуре внутри металлического кожуха 1,0 - 1,5°С, ограничивающий нижний предел температуры охлаждения в кожухе камеры, состоящий из термодатчика внутренней температуры, резисторов и суммы резисторов, связанный с входом компаратора, выход последнего связан с входом б логической схемы И - НЕ; причем, при установлении высокого уровня напряжения одновременно на входах а и б логической схемы И - НЕ, выход последней связан через релейную схему с электрическим нагревательным элементом внутри воздуховытяжной трубы и с входным и выходным клапанами.

На фиг.1 схематично показана холодильная камера, на фиг.2 - блок-схема автоматического регулирования температуры.

Холодильная камера содержит корпус 1,2 с герметически плотной дверцей, металлический кожух 3 с поддоном; электронагреватель 4, входной клапан 5, выходной клапан 6, воздуховытяжную трубу 7, автотерморегулятор 8 (блок автоматического регулирования температуры), термодатчик 9 внутренней температуры, термодатчик 10 наружной температуры.

Схема автоматического регулирования температуры (фиг.2) содержит резисторы 11 - 15, преобразователь 16 напряжение - частота, импульсный регулятор 17 мощности, компараторы 18 и 19 напряжения, логическую схему И - НЕ 20, релейную схему 21,

электрический нагревательный элемент 22.

Предлагаемая холодильная камера не имеет ограничения в размерах полезного объема и может быть установлена в любом неотапливаемом помещении: под навесом, на балконе, и т.п.

Предлагаемая холодильная камера работает в автоматическом режиме следующим образом.

На поддон металлического кожуха 3 внутри термоизолированного корпуса 1 ,2 с герметически плотной дверцей закладываются фрукты и овощи, дверца закрывается, включается автотерморегулятор 8, соединенный с термодатчиками 9 и 10 внутренней и наружной температуры, электронагревателем 4, электрическим нагревательным элементом 22 внутри воздуховытяжной трубы 7, входным 5 и выходным 6 клапанами.

При зимнем режиме работы холодильной камеры, когда температура наружного воздуха длительный период отрицательная, работает автоматическая регулировка путем нагрева электронагревателем, т.е. автотерморегулятор 8 включает электронагреватель 4 (в этом случае электрический нагревательный элемент 22 отключен , входной 5 и выходной б клапаны закрыты), происходит нагрев металлического кожуха, и поддерживание заданной температуры воздуха внутри его объема. При этом работает первый мост, состоящий из резисторов 12 - 15 и термодатчика 9 внутренней температуры, сбалансированный при заданной температуре + 0,5°С. При понижении температуры внутри металлического кожуха 3 ниже заданной, вследствие изменения омического сопротивления термодатчика 9 внутренней температуры, на входе преобразователя 16 напряжение - частота, включенного в диагональ моста, появится напряжение разбаланса, величина которого пропорциональна понижению температуры внутри металлического кожуха, а на выходе преобразователя 16 появятся импульсы, частота которых, в свою очередь, прямо пропорциональна величине напряжения разбаланса - использовано пропорциональное регулирование.

(Пропорциональное регулирование в процессе работы не создает резких перепадов температуры между электронагревателем и металлическим кожухом, что позволяет более стабильно и точно поддерживать заданную температуру внутри металлического кожуха). Импульсы от преобразователя 16 поступают через импульсный регулятор мощности на электронагреватель 4; при этом крутизна преобразования выбранного преобразователя 16 при разбалансировке моста, вызванной понижением температуры внутреннего термодатчика 9 на 0.4°С. повышает ток в электронагревателе 4 до максимального значения.

При весеннем и осеннем режиме работы холодильной камеры, когда вследствие

0 колебания температуры наружного воздуха в разное время суток температуры внутри металлического кожуха 3 становится выше температуры наружного воздуха, работает автоматическое регулирование путем ох5 лаждения металлического кожуха 3 наружным воздухом с помоа1ью воздуховытяжной трубы 7, в которой создается тяга за счет нагреоа воздуха электрическим нзгрева- . тельным элементом 22 (в этом случае элект0 ронагреватель 4 выключен), т.е. автотерморегулятор 8 посредством релейной схемы 21 включает электрический нагревательный элемент 22; одновременно автоматически открываются входной 5 и вы5 ходной 6 клапаны. Поток наружного воздуха проходит через входной клапан 5 в зазор между стенками теплоизолированного корпуса 1. 2 и металлического кожуха 3 и через выходной клапан 6 подходит к электри0 ческому нагревательному элементу 22, нагреваясь от последнего, создает в воз.ду- ховы яжной трубе 7 тягу для поступления потока наружного воздуха, а воздух, уже охладивший металлический кожух 3, вы5 тягивается.

При этом работают два моста (второй мост, балансируемый при равенстве температур внутри металлического кожуха и снаружи теплоизолированного корпуса,

0 состоящий из резисторов 11 и 15 и термодатчиков 9 и 10; причем, когда температура термодатчика 9 внутренней температуры выше температуры термодатчика 10 наружной температуры, наступает разбаланс мос5 та; на выходе компаратора 18 и на входе а логической схемы И - НЕ 20 установится высокий уровень напряжения; и третий мост, сбалансированный при заданной температуре внутри металлического кожуха 1,0 0 1,5°С, состоящий из резисторов 14, 12 + 13, 15 и термодатчика 9 внутренней температуры; причем, когда температура термодатчика внутренней температуры 9 будет выше заданной температуры, наступает разба5 ланс моста: на выходе компаратора 19 и на входе б логической схемы И - НЕ 20 установится также высокий уровень напряжения. При одновременном установлении вторым и третьим мостами на входах з и б логической схемы И - НЕ 20 высокого уровня напряжения на выходе этой логической схемы появится низкий уровень напряжения; выход логической схемы И - НЕ 20 подключается к входу релейной схемы 21, включающей электрический нагревательный элемент 22 и открывающей входной 5 и выходной 6 клапаны.

При снижении температуры внутри металлического кожуха до заданного значения 1,0-1,5°С автотерморегулятор 8 отключает электрический нагревательный элемент 22, автоматически закрывается входной 5 и выходной 6 клапаны, и дальнейший доступ холодного наружного воздуха к металлическому кожуху 3 прекращается.

Аналогично, т.е. прекращая поступление наружного воздуха, автотерморегулятор срабатывает и тогда, когда температура наружного воздуха выше температуры внутри металлического кожуха.

Таким образом, логическая схема И - НЕ 20 разрешает работу электрического нагревательного элемента 22 только при условии, когда температура внутри металлического кожуха 3 выше заданной 1,0 - 1,5°С, а температура снаружи термоизолированного корпуса ниже температуры внутри металлического кожуха 3.

При выключенном электрическом нагревательном элементе 22 и закрытых клапанах 5 и 6 металлический кожух является теплоизолированным от наружного воздуха, и холодильная камера работает как простейший термостат.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения определяется повышением длительности и качества сохранения фруктов и овощей в быту и в производственной сфере в течение всего осенне-зимне-весеннего периода года при отсутствии искусственного хладагента и при малых затратах электроэнергии.

Пример. Для нагревания холодильной камеры с объемом металлического кожуха 1 м (балконный вариант) достаточна мощность 80 - 100 кВт. При этом в установившемся режиме, когда температура наружного воздуха-(10- 15)°С, для стабильного поддерживания внутри металлического кожуха заданной температуры + 0,5°С достаточно 15-20 Вт.

Формула изобретения

что, с целью повышения экономичности путем использования естественного холода при длительном периоде отрицательных температур наружного воздуха и при колебаниях отрицательных и положительных

температур наружного воздуха, холодильная камера снабжена датчиком температуры наружного воздуха, вытяжной трубой с размещенным в ней вторым электронагревателем, связанным с регулятором и входным и

выходным клапанами для поступления наружного воздуха.

схемы И - НЕ, при этом первый вход первого компаратора соединен с датчиком наружной температуры, вторые входы компараторов подключены к датчику внутренней температуры, а первый вход второго

компаратора подключен к третьему и четвертому резисторам.