Пристрій для гіпобаричного зберігання сільськогосподарської продукції

Изобретение относится к оборудованию для хранения сельскохозяйственной продукции в условиях пониженного давления среды, в частности, может быть использовано при кондиционировании воздуха в гипобарических хранилищах сельскохозяйственной продукции. Известное устройство для реализации низкотемпературного гипобарического хранения продуктов, склонных к метаболизму, включающее охлаждаемую гипобарическую камеру для продукции, к которой подключены магистраль подачи воздуха с последовательно установленными на ней вентилем понижения давления и установкой для тепловлажностной обработки воздуха и на выходе из охлаждаемой гипобарической камеры вакуумный насос. Известное устройство обеспечивает создание нужных параметров среды в гипобарической камере для хранения продукции. Устройство характеризуется низкой энергетической эффективностью, так как для обогрева вентилирующего воздуха используются посторонние источники энергии; устройство можно отнести к группе энергоемкого оборудования. Устройство характеризуется низкой термодинамической эффективностью, что связано с отсутствием элементов в устройстве, позволяющих полезно использовать энергию расширяющегося воздуха перед охлаждаемой гипобарической камерой, в частности, для его кондиционирования. Таким образом, известное техническое решение применительно к гипобарическому хранению продукции обладает низкой термодинамической и энергетической эффективностью. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки за счет ее снабжения последовательно соединенными детандером, теплообменником и цилиндром с поршнем и подключенными к магистрали подачи воздуха между вентилем понижения давления и установкой для тепловлажностной обработки воздуха. При этом повышаются энергетические показатели устройства при его эксплуатации. Поставленная задача решается тем, что устройство для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции, содержащее охлаждаемую камеру для продукции, к которой подключены магистраль подачи воздуха с последовательно установленными на ней вентилем понижения давления и установкой для тепловлажностной обработки воздуха, и на выходе из охлаждаемой гипобарической камеры вакуумный насос, согласно изобретению дополнительно содержит последовательно соединенные детандер, теплообменник и цилиндр с поршнем, подключенные к магистрали подачи воздуха между вентилем понижения давления и установкой для тепловлажностной обработки воздуха. При таком выполнении устройства для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции достижение положительного эффекта обеспечивается из следующего. В устройстве практически используется энергия расширяющегося воздуха перед охлаждаемой гипобарической камерой для его нагрева перед подачей в камеру при низких температурах окружающей среды. Наличие турбодетандера позволяет за счет снижения давления воздуха в нем получить дополнительную энергию на валу турбодетандера (для привода поршня в цилиндре без использования внешних источников энергии). Наличие цилиндра с поршнем позволяет (приводтурбодетандер) сжимать воздух в цилиндре и в результате повышать температуру вентилирующего воздуха до уровня температур в гипобарической камере при низких температурах окружающей среды. Наличие теплообменника дает возможность за счет теплоты окружающей среды восстановить температуру вентилирующего воздуха, охлажденного в турбодетандере до уровня окружающей среды. Предлагаемое взаимное расположение дополнительных узлов в устройстве позволяет в максимальной мере реализовать их преимущества. Таким образом, преимуществом предлагаемого устройства является возможность использования энергии, освобождающейся при расширении воздуха в турбодетандере, которая в конечном счете преобразуется в теплоту, используемую для подогрева вентилирующего воздуха в холодный период времени. В итоге в устройстве экономится энергия при подготовке вентилирующего воздуха. На фиг.1 показана общая схема установки; на фиг.2 -диаграмма цикла работы устройства. Устройство для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции включает гипобарическую камеру для продукции 1, охлаждаемую с помощью испарителей 2 холодильных машин (на фиг.1 не показаны). К охлаждаемой гипобарической камере 1 подключены магистраль подачи воздуха 3 с последовательно установленными на ней вентилем понижения давления 4 и установкой для тепловлажностной обработки воздуха 5 и на выходе из охлаждаемой гипобарической камеры вакуумный насос 6. Устройство содержит последовательно соединенные детандер 7, теплообменник 8 и цилиндр 9 с поршнем, которые подключены к магистрали подачи воздуха 3 между вентилем понижения давления 4 и установкой для тепловлажностной обработки воздуха 5. Устройство для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции работает следующим образом. Камера 1 загружается сельскохозяйственной продукцией. Закрывается. Перекрывается вентиль 4. Включается вакуумный насос 6. Из камери 1 откачивается воздух и устанавливается заданное давление хранения. Открывается вентиль понижения давления 4 на магистрали подачи воздуха 3. При этом из атмосферы в устройство начинает поступать свежий воздух вентилирующий. Вентилем 4 можно регулировать расход вентилирующего воздуха через детандер 7. Свежий воздух через вентиль 4 попадает в детандер 7, где понижает свое давление (за счет чего вырабатывается энергия на валу детандера) и, вместе с этим, температуру. Далее охлажденный воздух поступает в теплообменник 8, в котором при теплообмене с окружающей средой восстанавливает свою температуру до уровня окружающей среды. Одновременно с поступлением воздуха в детандер 7 начинается перемещение поршня в цилиндре 9. Приводом поршня в цилиндре 9 является детандер 7. При протекании вентилирующего воздуха а цилиндре 9 он за счет сжатий перемещающимся поршнем нагревается до значений температуры выше температуры окружающей среды. Далее свежий воздух поступает в установку для тепловлажностной обработки воздуха, где приобретает окончательно параметры, заданные условиями хранения в камере 1. Наружный атмосферный воздух низкой температуры температура хранения продукции в камере 1) (состояние 1, фиг.2) поступает череэ вентиль 4 на детандер 7, где охлаждается до температуры (состояние 2) в процессе расширения (линия 1 - 2) давление хранения). Далее протекая через теплообменник 8, воздух нагревается до температуры окружающей среды (процесс 2 - 3). В цилиндре с поршнем 9 воздух в процессе сжатия нагревается (процесс 3 - 4), затем в установке тепловлажностной обработки воздуха он нагревается до температуры (процесс 4 - 5). Потом воздух подается в камеру хранения 1 с параметрами т.5. Если цель подачи воздуха доставка в камеру 1 кислорода для поддержания жизнедеятельности продукции (испарители 2 холодильных машин поддерживают в камере заданную температуру хранения), то далее воздух с параметрами точки 5 поступает на вакуумный насос 6, где осуществляется процесс сжатия воздуха и удаление его в атмосферу (линия 5 - 6). Положение т.5 дополнительно определяется уровнем тепловыделения продукции, интенсивностью теплообмена между камерой 1 и окружающей средой или зависит от режима работы испарителей 2. Но качественный ход процессов, представленных на фиг.2, будет аналогичным. При регулировании расхода подачи свежего вентилирующего воздуха в камеру 1 вентилем 4 на нем возможно установление перепада давлений - атмосферное давление, давление после вентиля). Тогда состояние воздуха перед детандером опишется точкой 1; процесс в детандере 1 - 2. Температура воздуха после расширения Таким образом, предлагаемая конструкция установки для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции позволяет экономить энергию при нагреве свежего вентилирующего воздуха, снизить нагрузку на установку тепловлажностной обработки воздуха.