4. Выбор способа охлаждения и схемы холодильной установки

4.1 Способы охлаждения

Для охлаждения камер холодильников применяют:

батарейное (или тихое) охлаждение, при котором в камере возникает естественная циркуляция воздуха;

охлаждение воздухоохладителями (воздушное охлаждение), при котором в камере создастся принудительная циркуляция воздуха под воздействием вентиляторов воздухоохладителей;

смешанное охлаждение, при котором в камере устанавливают как батареи, так воздухоохладители.

Для камер хранения мороженых грузов в РФ чаще всего применяют батарейное охлаждение. Используют потолочные и пристенные батареи из гладких или оребрённых труб, а в последнее время – панельные батареи. При батарейном охлаждении отсутствуют работающие механизмы, которые являются дополнительными источниками тепла. Потери от усушки продукта при тихом охлаждении значительно меньше, чем при охлаждении воздухоохладителями.

Основными недостатками батарейного охлаждения являются неравномерность распределения температур по объему камер и трудность оттаивания слоя инея, особенно с оребрённых батарей. Поэтому более целесообразно использовать в камерах хранении мороженых грузов гладкотрубные потолочные батареи, хотя это связано со значительным расходом дефицитных труб и некоторым увеличением стоимости оборудования. В камерах длительного хранения мороженых грузов не рекомендуется применять пристенные оребрённые батареи, так как из-за недостатка места (малых отступов от стен) оттаивание слоя инея затруднено.

Тем не менее, из экономических соображений приходится применять оребренные трубы, чтобы уменьшить расход цельнотянутых труб. В настоящее время действует ГОСТ на секции стальные оребренные охлаждающих батарей.

Охлаждающие батареи из оребренных труб не могут обеспечить равномерное распределение температур по всему объему охлаждаемого помещения, так как для этого требуется, чтобы потолочные батареи покрывали большую часть потолка, а при использовании батарей из оребренных труб это достигается не всегда.

Одним из способов достижения равномерного распределения температур в камерах, а также уменьшения потерь от усушки продукта можно считать применены; панельного охлаждения камер хранения мороженых грузов, при которой наружные ограждения камеры экранируются пристенными и потолочными батареями, представляющими собой трубчатую конструкцию с приваренным к ней листом.

Потолочные панельные батареи образуют подвесной потолок, отстоящий от плит покрытия в холодильниках с большой высотой до 1,5 м, что должно обеспечить удобство обслуживания. Пристенные панельные батареи монтируют с отступом от наружных стен 150–200 мм. Воздушные продухи между батареями и ограждающими конструкциями отделяются от грузового помещения камер листовым материалом или тканью.

Панельное охлаждение по замыслу авторов конструкции должно обеспечить внекамерное поглощение наружных теплопритоков, значительное увеличение интенсивности теплообмена батарей и достижение более низких температур воздуха в камерах при прочих равных условиях, равномерное распределение температур по всему объему камер, как в одноэтажных, так и в многоэтажных холодильниках независимо от размещения камер по этажам, а также повышение относительной влажности воздуха камер без дополнительных мероприятий по искусственному увлажнению и возможность продолжительной работы батарей без очистки от инея.

На основании практики эксплуатации панельных систем охлаждения нельзя еще сделать окончательные выводы о целесообразности ее использования. Следует иметь в виду, что очистка панельных батарей от инея затруднена. Металлоемкость панельных батарей пока больше, чем батарей из оребренных труб. Отсутствует строго обоснованная методика расчета установившейся температуры кипения хладагента.

При воздушном охлаждении значительно увеличиваются скорость движения воздуха относительно трубной системы аппарата и соответственно коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха, а в конечном счете – коэффициент теплопередачи аппарата.

Применение компактных аппаратов интенсивного действия – воздухоохладителей – можно считать наиболее перспективным для камер хранения как охлажденных, так и мороженых грузов. Для камер хранения мороженых грузов внедрение воздушного охлаждения будет, очевидно, связано с понижением температуры хранения до –28÷ –30°С. При хранении продуктов в мелкой расфасовке, упакованных в паронепроницаемые материалы, возможно применение воздушного охлаждения в камерах хранения любых грузов.

При воздушном охлаждении камеру оборудуют несколькими воздухоохладителями, что позволяет регулировать площадь поверхности теплообмена и кратность циркуляции воздуха в соответствии с теплопритоками в камеру.

В настоящее время выпускают довольно большую номенклатуру воздухоохладителей подвесного типа, позволяющих получать различные скорости воздуха в камерах.

Увеличение скорости воздуха в камере позволяет ускорить процесс отвода тепла от продукта, что важно при охлаждении и замораживании, причем современная техника позволяет получать оптимальные скорости воздуха (с учетом скорости и продолжительности обработки продукта, а также потерь от усушки).

Следует иметь в виду, что при увеличении скорости движения воздуха в камере изменяется не только его температура, но и влажность, что значительно усложняет проведение процесса охлаждения и оказывает влияние, иногда решающее, на выбор тех или иных приборов охлаждения.

При воздушном охлаждении существенное значение имеет правильный выбор системы воздухораспределения, который зависит от назначения и размеров камеры, вида груза, конструкции потолка и других факторов.

Смешанное охлаждение, при котором применяют как батареи, так и воздухоохладители, довольно широко применялось ранее в камерах хранения охлажденных грузов и на специализированных холодильниках для хранения яиц, фруктов и некоторых других продуктов. В настоящее время применение смешанного охлаждения ограниченное. Батареями и воздухоохладителями оборудуют камеры с универсальным температурным режимом. При низких температурах в камере используют потолочные и пристенные (или только потолочные) батареи, при нулевых температурах (в случае хранения охлажденных грузов) – только воздухоохладители, хотя не исключается возможность использования и пристенных батарей. Естественно, что батареи, работающие на различные температуры, подключают к соответствующим испарительным системам.

На предприятиях торговли и общественного питания применяют как тихое, так и воздушное охлаждение. На этих предприятиях преимущества и недостатки обоих методов сказываются значительно меньше, так как груз хранится ограниченное время в камерах небольших размеров, неравномерность распределения температур, в которых не так заметна.

В курсовых и дипломных проектах при выборе способа и приборов охлаждения можно предусматривать:

в камерах охлаждения и замораживания продуктов – воздушное охлаждение с использованием воздухоохладителей, обеспечивающих интенсивную циркуляцию воздуха;

в камерах хранения мороженых грузов без упаковки – батарейное (тихое) охлаждение с использованием потолочных батарей из оребренных труб или панельных потолочных и пристенных батарей;

в камерах хранения мороженых грузов, защищенных от усушки,– воздушное охлаждение с помощью воздухоохладителей, обеспечивающих умеренную циркуляцию воздуха;

в камерах хранения охлажденных грузов всех видов – воздушное охлаждение с использованием воздухоохладителей, обеспечивающих умеренную циркуляцию воздуха;

в камерах с универсальным температурным режимом – тихое охлаждение с использованием потолочных батарей для низкотемпературного режима и воздушное (или смешанное) охлаждение с использованием воздухоохладителей, обеспечивающих умеренную циркуляцию воздуха, для режима хранения охлажденных продуктов;

в камерах предприятий торговли и общественного питания – батарейное (тихое) или воздушное охлаждение с использованием соответственно батарей или воздухоохладителей в зависимости от комплектной поставки оборудования.