Гипобарическое хранилище сельскохозяйственной продукции Советский патент 1992 года по МПК F25B19/00 

Изобретение касается хранения сельскохозяйственной продукции, в частности хранения сельскохозяйственной продукции при пониженном давлении среды.

Известно устройство для гипобариче- ского хранения продуктов (гипобарическое хранилище сельскохозяйственной продукции), склонных к метаболизму, включающее охлаждаемую камеру хранения, увлажнитель воздуха, охладитель перепада давления и вакуумный насос.

К недостаткам известного устройства можно отнести увеличенные расходы энергии при подготовке вентилирующего хранилища воздуха в летний период времени. В ряде случаев в летний период при высоких положительных температурах и относительных влажностях атмосферного воздуха вла- госодержание его может быть выше влагосодержания среды при заданных условиях хранения в камере. В этой связи необходимо понизить влагосодержание

вентилирующего воздуха. В известном устройстве это можно выполнить путем охлаждения воды в увлажнителе перед подачей ее на тепловлажностную обработку воздуха или, например, установкой дополнительного осушителя воздуха и т.д. Использование этих методов требуют дополнительного расхода энергии. Таким образом, эксплуатация гипобарического хранилища будет проходить при повышенных расходах энергии.

Целью изобретения является сокращение энергозатрат в летний период времени.

Указанная цель достигается тем, что гипобарическое хранилище сельскохозяйственной продукции, включающееохлаждае- мую камеру хранения, увлажнитель воздуха, охладитель, вентиль перепада давления и вакуумный насос, оно снабжено воздушным трактом, содержащим воздушный теплообменник, вентиль понижения давления и сборник конденсата. При этом мздуШный

w

ё

V4 - Ю СЛ Ю О

теплообменник установлен в увлажнителе воздуха.

При таком выполнении гипо барическо- го хранилища достижение положительного эффекта обеспечивается следующим обра- зом.

Наличие воздушного тракта, включающего воздушный теплообменник, вентиль понижения давления и сборнику конденсата, позволяет в летний период года осуще- ствлять в хранилище осушку воздуха за счет использования термодинамической неравновесности в системе воздух - вода.

Установка воздушного теплообменника в увлажнителе воздуха позволяет осущест- вить взаимодействие двух потоков воздуха, один из которых проходит тепловлажност- ную обработку и используется для понижения температуры и в результате осушения другого потока воздуха.

На фиг. 1 показана схема гипобариче- ского хранилища сельскохозяйственной продукции; на фиг. 2 -схема гипобарическо- го хранилища с воздушным теплообменником, выполненным из двух секций и разделенных вентилем понижения давления; на фиг. 3 - Id - диаграмма процессов тепловлажностной обработки вентилирующего воздуха в гипобарическом хранилище.

Гипобарическое хранилище сельскохо- зяйственной продукции включает охлаждаемую камеру хранения 1, увлажнитель 2 воздуха, на входе в который установлен вентиль перепада давления 3, охладитель 4, вакуумный насос 5, воздушный тракт 6, под- ключенный к охлаждению 4 и содержащий воздушный теплообменник 7, установленный в увлажнителе воздуха 2, вентиль 8 понижения воздуха и сборник 9 конденсата.

Увлажнитель 2 снабжен оборудованием для циркуляции воды насосом 10, форсунками 11 и трубопроводом 12, а камера хранилища снабжена вентилями 13 и 14 для проведения оперативных переключений при его эксплуатации в ручном или автома- тическом режиме.

Во втором варианте (см. фиг. 2) теплообменник 7 выполнен из двух секций, разделенных вентилем понижения давления 8.

Хранилище сельскохозяйственной про- дукции работает следующим образом.

В хранилище (охлаждаемую камеру 1) загружают сельскохозяйственную продукцию. Камеру 1 герметизируют. Включают вакуумный насое 5. Открывают вентиль пе- репада давления 3 и вентиль 14; при этом вентиль понижения давления 8 и вентиль 13 перекрываются. С помощью системы автоматики (на фиг. не показана) устанавливают заданный режим хранения (абсолютное

давление хранения). Через вентиль перепада давления 3 вентилирующий воздух поступает в увлажнитель 2, где с помощью системы увлажнения - насоса 10, форсунок 11 и трубопровода 12 приобретает нужные параметры и далее через охладитель 4 поступает в хранилище.

В летний период времени при влагосо- держании атмосферного воздуха выше вла- госодержания среды в камере хранения 1 закрывают вентиль 14, открывают вентиль понижения давления 8 и вентиль 13. В этом случае изменяется схема поступления воздуха в камеру хранения 1. Атмосферный воздух поступает в тракт 6, далее в воздушный теплообменник 7 и через вентиль понижения давления 8 - в камеру хранения 1. Воздух, протекающий через вентиль понижения давления 3 и непосредственно через увлажнитель 2, поступает через вентиль 13 на вакуумный насос 5.

При реализации такой аэродинамической схемы движения атмосферного воздуха понижение влагосодержания вентилирующего воздуха осуществляется следующим образом.

Воздух, проходящий через вентиль перепада давления 3, дальше называют его вспомогательным потоком, понижает в соответствии с изменением давления относительную влажность. Насыщаясь влагой в увлажнителе 2, например, при реализации изоэнтальпического процесса, вспомогательный поток понижает свою температуру и далее выбрасывается вакуумным насосом 5 через вентиль 13 наружу. Охлажденный вспомогательный поток воздуха омывает воздушный теплообменник 7 и понижает температуру в нем проходящего вентилирующего воздуха. Вместе с понижением температуры вентилирующего воздуха при его высокой первоначальной относительной влажности происходит конденсация влаги из него - вентилирующий воздух осушается. Регулированием вентилей 3,13 и 8 устанавливается нужный режим подготовки вентилирующего воздуха.

Теплообменник 7 может быть прямоточный, противоточный и т.д. Выбирается из условий наибольшей эффективности по теплообмену между вспомогательным потоком воздуха и вентилирующим воздухом.

Рассмотрим процессы подготовки воздуха в летний период времени с использованием термодинамической нерав- новестности системы воздуховода (см. фиг. 3) (ta - температура атмосферного воздуха; tx и Рх - температура и давление хранения).

Пусть воздушный теплообменник выполнен в виде одной секции (см. фиг. 1).

Первоначальное состояние воздуха описывается точкой 1. В увлажнителе воздуха 2 при протекании изоэнтальпического процесса увлажнения (на вентиле 3 произошло падение давления воздуха) вспомогательный по- ток воздуха может приобрести температуру tu. (точка II) - крайнее возможное значение при отсутствии теплопритоков из окружающей среды. Воздух, протекающий в воздушном теплообменнике 7, первоначально понизит под воздействием охлажденного вспомогательного потока воздуха свою температуру до состояния, описываемого точкой III (при давлении 1 атм). Затем начнется осушение воздуха - понижение влагосодержания d. Процесс будет протекать по линии j 1,0. При достижении точки IV состояние воздуха соответствует заданному значению dx.

Если продукция хранится в полиэтиле- новых пакетах и требования к влажностным характеристикам воздуха отсутствуют (известный факт), то можно или понизить давление воздуха (в точке IV) с помощью вентиля понижения давления 8, или прове- сти осушение воздуха до состояния, описываемого точкой V - точка пересечения линии 1,0 (Р 1 атм) и линии tu const. Далее при состоянии воздуха, описываемого точкой,V, понижают его давление до за- данного значения Rx. В этом случае возможный диапазон изменения параметров вентилирующего воздуха по влагосодержанию допускается в пределах dv-dx. Вентилирующий воздух доводится с по- мощью охладителя А до заданного уровня температур tx.

Если продукция хранится без полимерной пленки и имеет высокие требования к относительной влажности воздуха, то после достижения состояния, описываемого точкой IV, при последующем осушении воздуха в дальнейшем потребуется его увлажнение. В этом случае в точке IV с помощью вентиля перепада давления 8 понижают давление воздуха. Доохладить воздух можно с помощью охладителя 4.

При реализации схемы хранилища, приведенной на фиг. 2, процесс подготовки вентилирующего воздуха можно провести следующим образом.

На выходе первой секции воздушного теплообменника 7 достигается состояние воздуха, описываемое точкой IV. Далее в точке IV понижается давление с помощью вентиля 8 и воздуха поступает при пониженном давлении во вторую секцию воздушного теплообменника 7. Здесь процесс охлаждения вентилирующего воздуха идет при условии d - const (dx - const). В идеальном случае температура понижается до зна- чения tu (точка VII). Далее процесс охлаждения воздуха до состояния, описываемого точкой VI, проводится с помощью охладителя 4.

Выполнение воздушного теплообменника 7 из двух секций, разделенных вентилем понижения давления, позволяет проводить двухстадийную тепловлажност- ную обработку воздуха при атмосферном давлении и давлении хранения. Таким образом, можно управлять процессом осушки и охлаждения вентилирующего воздуха.

Таким образом, использование изобретения позволяет в процессе эксплуатации гипобарического хранилища сельскохозяйственной продукции в летний период времени использовать термодинамическую неравновесность в системе воздух - вода для осушения вентилирующего воздуха и в результате сократить энергозатраты.

Формула изобретения

Гипобарическое хранилище сельскохозяйственной продукции, включающее охлаждаемую камеру хранения, увлажнитель воздуха, охладитель, вентиль перепада давления и вакуумный насос, отличающее- с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат в летний период времени, оно снабжено воздушным трактом, содержащим воздушный теплообменник, вентиль понижения давления и сборник конденсата, при этом воздушный теплообменник установлен в увлажнителе воздуха.

/

а

/

11

If AI-C

ZS™ ZSА

,1.1.11 г,,| I I /

/

7 А /

(ГЗ

10

/л а 5

Фаг. /

г s

Использование: в промышленности, связанной с хранением и переработкой с/х продукции. Сущность изобретения: устройство содержит охлаждаемую камеру хранения с/х продукции, увлажнитель воздуха, охладитель, вакуумный насос и воздушный теплообменник. Теплообменник установлен в увлажнителе воздуха. Охлаждение воздуха, поступающего в хранилище с/х продукции, осуществляется в процессе изменения термодинамических характеристик системы воздух-вода. При увлажнении воздуха в увлажнителе он охлаждается и охлаждает воздух, проходящий через теплообменник. Регулированием вентилей регулируют степень понижения давления воздуха, поступающего в увлажнитель и в хранилище с/х продукции. 3 ил.

Фиг. 2

lu

t