Спосіб і система вентилювання камери зберігання охолоджених продуктів, переважно рослинного походження

1. Спосіб вентилювання камери зберігання охолоджених продуктів, переважно рослинного походження, що включає примусову подачу в камеру зовнішнього атмосферного повітря, обробку C2 2 67273 1 3 67273 4 ря, що відповідає об'єму незавантаженої камери в ходять через теплоізольовані огородження камедобу. ри; повітрообробний апарат, що складається з При тривалому збереженні охолоджених плоповітроохолоджувача, повітронагрівача і вентилядів і овочів необхідна безупинна вентиляція каметора. ри зовнішнім повітрям у будь-який час року [1]. У У прототипі вентилювання камери в теплі цьому випадку вентиляція забезпечує постійний періоди року (при температурах зовнішнього відвод фізичної теплоти і фізіологічної теплоти повітря вище температури повітря камери), дихання, а також видалення вологи, що виділяєтьвимагає вмикання до роботи охолоджувальної ся при подиху продукції, яка зберігається. секції повітрообробного апарата для сприйняття У холодний час року така вентиляція зв'язана зовнішніх теплоприпливів, а також теплоти і волоз утратами теплоти разом з теплим повітрям, що ги, виділених продуктами, які зберігаються. видаляється з камери, а в теплий час року - із У холодний час року (коли температура утратами холоду разом з холодним повітрям, що зовнішнього повітря нижче температури повітря видаляється з камери. Для скорочення втрат тепкамери), при вентилюванні камери необхідно долоти в цей період намагаються проводити вентидатково осушувати повітря за допомогою лювання вночі - у найбільш холодний час доби [2]. охолоджувальної секції повітрообробного апарата, Однак при цьому умови збереження продуктів поа потім підігрівати його до температури камери. гіршуються через різкі коливання температури і При цьому відбувається охолодження всього вологості повітря в камері, що призводить до псуоб'єму повітря, що циркулює в камері, і наступний вання плодів, і особливо найбільш чутливих до підігрів цього ж об'єму повітря, що призводить до таких коливань, яким є, наприклад, виноград. збільшення енерговитрат. Крім того, у цих умовах Для зменшення зовнішніх теплоприпливів звиустаткування працює періодично, що у свою чергу чайно збільшують товщину теплоізоляції конструкпризводить до нерівномірності температурного цій камери, що її обгороджують, причому вартість режиму в камері. теплоізоляції складає 25-40% від будівельної варЗадачею, на рішення якої спрямований тості всієї камери [3]. У холодильних камерах для винахід, є підтримування постійного за часом темзбереження заморожених продуктів з метою змепературного і вологісного режиму, збереження ншення зовнішніх теплоприпливів через зовнішні охолоджених плодоовочевих продуктів при огородження камери застосовувалася так названа змінних за часом кліматичних умовах і зменшення динамічна ізоляція в замкнутій системі циркуляції енерговитрат на підтримку цього режиму. повітря, у якій повітря рухалося з камери назустріч Це досягається тим, що зовнішнє повітря тепловому потоку, що йде зовні, і сприймало значпідмішують до циркулюючого в камері повітря в ну частину зовнішніх теплоприпливів [4]. Пройшодозованій кількості, а при температурі зовнішнього вши крізь динамічну ізоляцію, повітря попадало у повітря нижчу ніж температура повітря в камері, продух між динамічною ізоляцією і зовнішніми огооб'єм зовнішнього повітря, що підмішують, поперодженнями камери, відкіля подавалося для охоредньо підігрівають до температури повітря в лодження в повітроохолоджувач, після чого надкамері. Це здійснюється за допомогою системи ходило у камеру. вентилювання, у якій по лінії усмоктування Таке технічне рішення не можна застосовувазовнішнього повітря в повітрообробний апарат у ти для холодильних камер зберігання дихаючої впускному вентиляційному каналі додатково встаплодоовочевої продукції, у якої життєдіяльність новлено вузол обробки зовнішнього повітря в продовжується й у процесі збереження. А це вимаскладі вентилятора і повітронагрівача, а гає безупинної подачі в камеру свіжого зовнішньотеплоізольований запірний клапан впускного го повітря. вентиляційного каналу виконаний з можливістю Сучасне устаткування холодильних камер дозування об'єму повітря, що впускається. зберігання охолодженої плодоовочевої продукції Теплоізольовані огороджувальні конструкції камезабезпечує необхідні теплові та воложисті режими ри включають елементи з повітропроникною, так збереження, але з підвищеними експлуатаційними званою динамічною ізоляцією, що виконує функції й енергетичними витратами. Так, у холодний час випускного вентиляційного канала. року необхідно додаткове осушення повітря в охоТаким чином, при рішенні поставленої задачі лоджувальній секції повітрообробного апарата, що досягається підтримання необхідних температурздійснюється при охолодженні всього об'єму повіних і вологісних параметрів режиму збереження тря, що циркулює через апарат, з наступним підігшляхом попередньої обробки тільки обмеженого рівом цього об'єму до температури камери. А це об'єму зовнішнього повітря, що надходить, з напризводить до додаткових енерговитрат. ступним його додаванням до загального об'єму У способі [1], який прийнято за прототип, венповітря, що циркулює через повітрообробний апатиляція камери здійснюється камерними повітроорат, і зменшення зовнішніх теплоприпливів у кахолоджувачами шляхом підмішування свіжого зовмеру за рахунок застосування динамічної ізоляції. нішнього повітря до повітря, що циркулює в Це значно знижує енерговитрати на обробку камері, і виштовхування еквівалентної кількості повітря і, відповідно, на підтримку режиму збереповітря назовні. Зовнішнє повітря підводять до ження продуктів в цілому. усмоктувального боку повітрообробного апарата. У прототипі вентилювання здійснюється вихоВентилювання камери здійснюється системою дячи з 3-х - 4-х кратної заміни об'єму повітря в вентиляції [І], яка прийнята за прототип, і включає: камері для будь-якого виду плодів і овочів. Однак впускний і випускний вентиляційні канали з реальна теплота подиху різних плодів і овочів теплоізольованими запірними клапанами, що прозмінюється в десятки разів у залежності від умов 5 67273 6 збереження, а саме: температури, вологості вентилювання камери оснащена тільки впускним повітря в камері, і виду продукту [І]. Тому дуже вентиляційним каналом із запірним дозуючим клаважливо точне дозування об'єму повітря, яке допаном. Застосування в системі вентилювання кадають в камеру. мери елементів теплоізольованих огороджувальЗапропонований спосіб вентилювання них конструкцій з динамічною ізоляцією дозволяє дозволяє дозувати об'єм свіжого зовнішнього зменшити втрати теплоти в холодний час року і повітря, що додається в камеру, при одночасному холоду в теплий час року за рахунок зменшення видаленні відпрацьованого повітря, яке містить градієнта температур зустрічних теплових потоків продукти газообміну охолоджених фруктів і овочів, у шарі динамічної ізоляції, що має коефіцієнт які зберігають у камері, а також виділену в процесі теплопровідності в 2...3 рази нижче, ніж сам їхнього дихання вологу. Це забезпечує в холодний теплоізоляційний матеріал у статичному режимі час року підтримання необхідних теплових і експлуатації [4]. вологісних параметрів повітря в камері при зменВидалення відпрацьованого повітря через шених енерговитратах за рахунок підігріву тільки елементи огороджувальних конструкцій камери з дозованого об'єму зовнішнього повітря. динамічною ізоляцією забезпечує вирівнювання за У прототипі при постійній вентиляції камери часом температурного поля камери і дозволяє кількість зовнішнього повітря, що надходить у усунути застійні зони в камері. Це поліпшує умови і повітрообробний апарат, не регулюється і, як празбільшує термін збереження плодоовочевої вило, надмірна. Тому в процесі постійного нароспродукції. тання інею на охолодній поверхні апарата значно У теплий час року сприйняття зовнішніх збільшується його аеродинамічний опір і, отже, теплоприпливів охолодженим повітрям, що прохозначно зменшується величина розрядження на дить безпосередньо через шар динамічної ізоляції, усмоктувальній стороні повітрообробного апарата. зменшує кількість теплоти, що проникає зовні в Це призводить до того, що кількість зовнішнього камеру. Це зменшує природні витрати від усушки повітря, що підмішується, може виявитися плодоовочевої продукції, яка зберігається, недостатнім для необхідного вентилювання оскільки ці втрати пропорційні кількості теплоти, продукції, яка зберігається. що проникає в камеру через теплоізольовані У прототипі необхідно підігрівати до необхідної огороджувальні конструкції. температури камери весь об'єм повітря, що У холодний час року видаляється з камери тециркулює через повітрообробний апарат. Це пле (у порівнянні з зовнішнім) повітря. Проходячи пов'язано з тим, що в холодний час року зовнішнє через динамічну ізоляцію, повітря поступово повітря, що надходить, має знижену в порівнянні з прохолоджується і зменшує втрати теплоти через повітрям камери вологість. У прототипі осушення теплоізольовані огороджувальні конструкції. При повітря в камері відбувається за рахунок цьому знижуються енерговитрати на підігрів конденсації вологи на теплопередаючий поверхні повітря, що циркулює через нагрівальну секцію охолоджувальної секції зі всього об'єму повітря, повітрообробного апарата. яке циркулює через повітрообробний апарат. При Процеси, що відбуваються в камері зберігання цьому відбувається охолодження всього об'єму охолоджених продуктів у холодний період, повітря до температури нижче, ніж температура зображені на d-h діаграмі вологого повітря (див. камери. Потім необхідно додатково нагрівати його фіг. 1). Крапка 1 відповідає необхідним до необхідної температури збереження. Таким технологічним (тепловим та вологісним) параметчином, енерговитрати в прототипі вище, ніж у зарам повітря камери. Лінія 1-2 відповідає зниженню пропонованих способі і системі вентилювання. температури і збільшенню вологовмісту повітря в У запропонованому рішенні вузол обробки камері зберігання охолоджених продуктів у холодзовнішнього повітря в холодний час року дозволяє ний період. Крапка 3 відповідає параметрам скоротити втрати енергії за рахунок підігріву тільки зовнішнього повітря. Лінія 3-4 відповідає попереддозованого об'єму зовнішнього повітря. ньому підігріву подаваного зовнішнього повітря у У холодний час року при негативних темперавузлі обробки зовнішнього повітря. Лінія 4-5-2 турах зовнішнього повітря на усмоктувальній відповідає підмішуванню підігрітого зовнішнього стороні повітрообробного апарата можливе утвоповітря до повітря, охолодженого в рення перенасиченого вологою повітря (тумана) у повітрообробному апараті, а крапка 5 відповідає результаті змішання потоків циркулюючого в параметрам отриманої повітряної суміші. Лінія 5-1 камері і зовнішнього повітря. Це призводить до відповідає підігріву отриманої повітряної суміші в інтенсивного осадження інею на перших (по ходу нагрівальній секції повітрообробного апарата до повітря) рядах оребрених труб охолоджувальної необхідних параметрів повітря камери. секції, порушенню циркуляції повітря через У прототипі ж зовнішнє повітря безпосередньо повітрообробний апарат і, відповідно, до підмішують до повітря, що циркулює через повітпогіршення умов збереження та додаткових енеррообробний апарат (лінія 3-6-2), до досягнення говитрат. крапки 6 суміші з вологовмістом, рівним вологовУ запропонованому рішенні як складова сисмісту повітря в крапці 1, а потім підігрівають повіттеми вентилювання, що виконує функції випускноряну суміш до стану крапки 1 (лінія 6-1). При цьому го вентиляційного каналу, використані елементи можливо утворення туману у перенасиченому вотеплоізольованих огороджувальних конструкцій логою повітрі (лінія 3-5-2 перетинається з лінією камери з так званою динамічною ізоляцією, у насичення (р =1). Це призводить до інтенсивного якості якої застосований повітропроникний осадження інею на перших, по ходу повітря, рядах матеріал, наприклад поролон. При цьому система 7 67273 8 охолоджувальної секції повітрообробного апарата зовнішнє повітря, вологовміст якого, здебільш, і погіршенню його теплотехнічних можливостей. менший вологовмісту повітря камери. На фіг. 2 зображена схема вентилювання каУ невеликі по тривалості періоди, коли темпемери для збереження охолодженої плодоовочевої ратури зовнішнього повітря і повітря камери рівні, продукції. але вологовміст повітря камери нижче, ніж Камера утворена теплоізольованими огорозовнішній, повітря камери вентилятором 5 подаджувальними конструкціями 1. Камера обладнана ють через охолоджувальну секцію 3 повітрообробним апаратом 2 з охолоджувальною повітрообробного апарата, охолоджують і осушусекцією 3, нагрівальною секцією 4 і вентилятором ють у ній, а потім підігрівають у нагрівальній секції 5. До нагнітальної сторони повітрообробного апа4 до температури камери. Запірно-дозуючий кларата 2 можуть бути приєднані повітроводи системи пан 9 у ці періоди закритий, вентилятор 8 виклюповітророзподілу (на фіг. 2 не показані). Камера чений. також постачена впускним вентиляційним каналом У холодні періоди, коли температура камери 6, у якому додатково розміщено вузол обробки вище температури зовнішнього повітря, охолодзовнішнього повітря в складі нагрівача повітря 7 жувальну секцію 3 повітрообробного апарата ви(наприклад, електронагрівача), вентилятора 8, і микають, а циркуляцію повітря, підігрітого в теплоізольованого запірного клапана 9, який виконагрівальній секції 4, здійснюють за допомогою нано з можливістю дозування об'єму подаваного вентилятора 5. Для осушення повітря камери до повітря. Теплоізольовані огороджувальні конструусмоктувального боку повітрообробного апарата кції 1 камери виконані з елементами динамічної за допомогою вентилятора 8 через впускний ізоляції 10. вентиляційний канал 6 до циркулюючого в камері У залежності від зовнішніх теплових і вологісповітря додають дозовану кількість зовнішнього них умов, що відповідають різним періодам року, повітря. При цьому зовнішнє повітря, яке подають, система вентилювання камери для збереження попередньо підігрівають у вузлі обробки охолодженої плодоовочевої продукції працює тазовнішнього повітря нагрівачем 7 до температури ким чином. повітря камери. У теплі періоди року, коли температура зовніЗапропонований винахід дозволяє забезпечишнього повітря вище температури камери, повітря ти необхідний температурний та вологісний режим камери, яке подається вентилятором 5 через охозбереження охолодженої плодоовочевої продукції лоджувальну секцію 3 повітрообробного апарата в будь-який час року, скоротити її природні втрати 2, охолоджується й осушується в ній, поглинаючи при збереженні високої якості продуктів і зменшизовнішні теплоприпливи й осаджуючи на поверхні ти енерговитрати. Воно може бути використане охолоджувальної секції 3 вологу, виділену при при створенні, як стаціонарних плодоовочевих диханні продуктів, які зберігаються . При вентилюсховищ, так і тимчасових сховищ, що швидко буванні камери дозований об'єм зовнішнього повітря дуються безпосередньо в місцях збору врожаю. подається до усмоктувального боку повітрообробДжерела інформації: ного апарата 2 по впускному вентиляційному ка1 Цинман М.М., Янюк В.Я. Холодильники для налу 6 через запірно-дозуючий клапан 9 вентиляфруктов. М., «Пищевая промышленность», 1969, тором 8. Такий же об'єм відпрацьованого повітря 202 с. - прототип. випускають назовні через елементи огороджень з 2 Жадан В.З. Теплофизические основы хранединамічною ізоляцією. При цьому нагрівальна секния сочного растительного сырья на пищевых ція 4 повітрообробного апарата і нагрівач 7 у вузлі предприятиях. М., "Пищевая промышленность", обробки зовнішнього повітря вимкнуті. 1976. 240 с. При рівності температур зовнішнього повітря і 3 Курылев Е.С., Герасимов Н.А. Холодильные повітря камери, виключають охолоджувальну 3 і установки. Л., "Машиностроение", 1970, с.165-166. нагрівальну 4 секції повітрообробного апарата. За 4 Кошкин Н.Н. Холодильная камера с динамидопомогою вентилятора 5 здійснюють циркуляцію ческой изоляцией.// Холодильная техника. 1962. повітря камери, для осушення якого по впускному №2, с. 13-17. вентиляційному каналу 6 вентилятором 8 додають 9 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 67273 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601