Охолоджувальний пристрій для кегового пива сухого типу

1. Охолоджувальний пристрій для кегового пива сухого типу, який розміщений в системі охолоджування та складається з основного і допоміжного пристроїв охолоджування, що включає випарник, холодильний компресор, водяний конденсатор, терморегулюючий дросельний вентиль (ТРВ), який відрізняється тим, що додатково містить водорегулюючий вентиль (ВРВ) та принаймні триконтурний сухий алюмінієвий блок. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що основний пристрій охолоджування використовується як охолоджувач водяного конденсатора. U 2 (19) 1 3 29971 що робоче тіло, холодильний агент, за рахунок витрати зовнішньої роботи скоює зворотний круговий термодинамічний процес, холодильний цикл. В парокомпресорних, абсорбційних і пароежекторних холодильних машинах для отримання ефекту о холоджування використовують кипіння низькокиплячих рідин. В легко розширювальних холодильних машинах охолоджування досягається за рахунок розширення стислого повітря в детандері. Незважаючи на конструктивні особливості в торговому холодильному уста ткуванні, велике застосування знайшли фреонові парокомпресорні холодильні машини. Основними елементами машин даного типу є: випарник, холодильний компресор, конденсатор і терморегулюючий вентиль - ТРВ, які сполучені трубопроводом, забезпеченим замковою, регулюючою та запобіжною арматурою. До всіх елементів холодильних машин пред'являється вимога високої герметичності. Залежно від виду холодильного компресора парокомпресорні машини підрозділяються на поршневі, турбокомпресорні, ротаційні і гвинтові. В парокомпресорній холодильній машині здійснюється замкнутий цикл циркуляції холодоагенту. У випарнику холодоагент кипить (випаровується) при зниженому тиску r о і низькій температурі, за рахунок того, що підводиться від охолоджуючого об'єкту тепла. Пара, що утворилася, відсисається компресором, стискається в ньому до тиску конденсації pk і подається в конденсатор, який охолоджується водою або повітрям. При відведенні тепла від конденсатора проходить конденсація, подається холодоагент. Отриманий рідкий холодоагент через ТРВ, в якому відбувається зниження його температури і тиску, повертається у випарник для повторного випаровування, замикаючи таким чином цикл роботи машини. Для підвищення економічної ефективності холодильних машин (зниження витрат енергії на одиницю, що відняв від охолоджуваного тіла кількості теплоти) іноді перегрівають пару, яка всмоктується компресором, і переохолоджують рідину перед тим, що як вона дроселює. Відома, холодильна машина абсорбції складається з кип'ятильника, конденсатора, випарника, абсорбера, насоса і ТРВ. Робочою речовиною в холодильних машинах абсорбції служать розчини двох компонентів (бінарні розчини) з різними температурами кипіння при однаковому тиску. Компонент, який кипить при більш низькій температурі, виконує функцію холодоагенту; др угий - служить абсорбентом (поглиначем). В області температур від 0 до -45°С. Із застосовуються машини, де робочою речовиною служить водний розчин аміаку (холодоагент аміак). При температурах охолодження вище 0°С переважно використовують машини абсорбції, що працюють на водному розчині броміду літію (холодоагент - вода). У випарнику холодильної машини абсорбції відбувається випаровування холодоагенту за рахунок теплоти, яка отримана від охолоджуваного тіла. Що утворюються при 4 цьому пари поглинаються в абсорбері. Отриманий концентрований розчин перекачується насосом в кип'ятильник, де за рахунок підведення теплової енергії від зовнішнього джерела з нього випаровується холодоагент, а розчин, що залишився, знов повертається в абсорбер. Що стосується газоподібного холодоагенту, то він з кип'ятильника прямує в конденсатор, конденсується там і потім поступає через ТРВ у випарник на повторне випаровування. Застосування машин абсорбції вельми вигідно на підприємствах, де є вторинні енергоресурси (відпрацьована пара, гаряча вода, гази промислових печей і т.д., що відходять). Холодильні машини абсорбції виготовляють одноабо двохступінчатими. Наприклад, відома пароежекторна холодильна машина, яка складається з ежектора, випарника, конденсатора, насоса і ТРВ. Холодоагентом служить вода, як джерело енергії, використовується пара тиском 0,3-1Мн/м2 (310кгс/см 2), який поступає в сопло ежектора, де розширяється. В результаті в ежекторі та, як наслідок, у випарнику машини створюється знижений тиск, якому відповідає температура кипіння води дещо вища 0°С (звичайно порядку 5°С). У випарникові за рахунок часткового випаровування відбувається охолоджування, подається споживачу холоду води. Відібрана з випарника пара, а також робоча пара ежектора поступає в конденсатор, де переходить в рідкий стан, віддаючи теплоту о холоджуючому середовищу. Частина води з конденсатора подається у випарник для поповнення спаду охолоджуваної води. Відомі так само, повітряно-розширювальні холодильні машини відносяться до класу холодильно-газових машин. Холодоагентом служить повітря. В області температур приблизно до - 80°С економічна ефективність повітряних машин нижче, ніж парокомпресорних. Більш економічними є регенеративні повітряні холодильні машини, в яких повітря перед розширенням охолоджується або в протиструминному теплообміннику, або в теплообміннику-регенераторі. Залежно від тиску стислого повітря, що використовується, повітряні холодильні машини підрозділяються на машини високого і низького тиску. Розрізняють повітряні машини, що працюють по замкнутому і розімкненому циклу. Основними відмітними вузлами або деталями охолоджувальних пристроїв, як правило, є: випарники, конденсатори, дросельні пристрої, які у принципі можуть виготовлятися і окремо, як би поза системою, і їх цільове використовування може бути різним. Холодильні машини самі по собі є закінченими автономними виробами, але якщо їх об'єднати в одну схему, залежно від технологічної або конструкційної задачі, отримаємо, наприклад, лінію охолоджування пива. Наприклад, якщо необхідно охолодити технологічну воду на 7 градусів, а в наявності є джерело рециркуляції води, то достатньо тільки допоміжного 5 29971 охолоджуючого пристрою, до водяного конденсатора якого буде підключене це джерело рециркуляції води, це можуть бути, наприклад, крупні ресторани, і в цьому випадку основний охолоджуючий пристрій не потрібен. Якщо десь необхідно охолодити технологічну воду або, технічне масло, або сам пропіленгліколь, але немає джерела рециркуляції води, можна використовува ти тільки основний охолоджуючий пристрій на базі повітряного конденсатора, при цьому допоміжний охолоджуючий пристрій нам не потрібен. Таким чином, існує спеціалізований так званий «конструктор», який дозволяє використовува ти або охолоджуючий пристрій з одними конструктивними особливостями окремо від іншого, або охолоджуючий пристрій з іншими конструктивними особливостями окремо від першого, або обидва пристрої в одній схемі, виходячи з того, яка технічна або технологічна задача поставлена. В основу запропонованого технічного рішення поставлена задача удосконалення охолоджувального пристрою для кегового пива сухого тип у, який знаходиться в системі охолоджування, який у відповідності до пропонованого рішення складається з основного і допоміжного пристрою охолоджування, який включає випарник, холодильний компресор, водяний конденсатор, терморегулюючий дросельний вентиль (ТРВ), за рахунок того, що охолоджувальний пристрій додатково містить водорегулюючий вентиль (ВРВ), трьох і більше контурний сухий алюмінієвий блок, охолоджування водяного конденсатора здійснюється основним пристроєм охолоджування, трьох контурний сухий алюмінієвий блок використовується як теплообмінник, перший контур о холоджування є випарником холодильної машини допоміжного пристрою охолоджування, другий контур охолоджування є пивним теплообмінником, третій контур охолоджування є гліколєвим, для запобігання перемерзання блоку, допоміжний пристрій охолоджування можна використовувати паяний пластинчатий теплообмінник для охолоджування гліколь - пиво, як допоміжний пристрій охолоджування можна використовувати сухий алюмінієвий блок з необхідною кількістю контурів, але без холодильної машини до нього в яку входять водяний конденсатор і водорегулюючий вентиль. Новизною самої конструкції охолоджувача (LCB - 200D POLAR), є: застосування водяного конденсатора, водорегулюючого вентиля (ВРВ); - охолоджування водяного конденсатора здійснюється основним пристроєм охолоджування; - застосування сухого алюмінієвого блоку, як теплообмінника з трьома контурами. Перший контур - випарник холодильної машини допоміжного пристрою охолоджування, другий контур - пивний теплообмінник, третій контур - гліколева лінія для запобігання перемерзання блоку. Як допоміжний пристрій охолоджування, можна використовувати паяний пластинчатий 6 теплообмінник для охолоджування гліколь - пиво, або, власне, сухий алюмінієвий блок з необхідною кількістю контурів, але без холодильної машини до нього, в яку входять водяний конденсатор і водорегулюючий вентиль. Новизною технічного рішення, що заявляється, є також використання сухого алюмінієвого блоку для охолоджування гліколь пиво, і паяного пластинчатого теплообмінника гліколь - пиво, без додаткової холодильної машини до них. В даному технічному рішенні йде мова про модифікації лінії охолоджування, в якому пристрій охолоджування не має своєї холодильної машини, охолоджування пива відбувається, власне, в сухому алюмінієвому блоці, або паяному пластинчатому теплообміннику за допомогою пропіленгліколя, необхідна температура якого підтримується тільки основним пристроєм. На Фіг.1, зображена лінія охолоджування і розливу кетового пива. В пропонованій лінії використовують два о холоджувачі, це охолоджувач LCB-200G POLAR, і о холоджувач LCB-200D POLAR. Лінія охолоджування пива включає: 1 - кеги з пивом; 2 - пітон; 3 теплообмінний блок охолоджувача ЛОП «LCB200D POLAR», 4 - розливна колона; 5 - водяний конденсатор охолоджувача ЛОП «LCB-200D POLAR»; 6 - водорегулюючий вентиль (ВРВ); 7 насос пропіленгліколя; 8 - місткість (бачок) для пропіленгліколя охолоджувача ЛОП «LCB-200G POLAR»; 9 - паяний пластинчатий теплообмінник охолоджувача ЛОП «LCB-200G POLAR»; 10 повітряний конденсатор охолоджувача ЛОП «LCB200G POLAR». В задачу о холоджувача LCB-200G POLAR, входить охолоджування пропіленгліколя, яке здійснюється таким чином. Охолоджений в теплообміннику 9 пропіленгликоль, під різницею тиску, створеною насосом 7, поступає в резервну місткість (бочок) 8. Далі за допомогою того ж насоса 7, пропіленгліколь з місткості (бочка) 8 поступає в шланг-пітон 2. Потім, пропіленгліколь, вийшовши з пітона 2, проходить через трійник в теплообмінний блок 3, а з теплообмінного блоку 3 повертається на охолоджування в теплообмінник 9. Охолоджування пропіленгліколя в теплообміннику 9, відбувається за допомогою холодильної машини, яка входить до складу охолоджувача LCB-200G POLAR. Пропіленгліколь, циркулюючи по системі, виконує декілька функцій. Першою його функцією є підтримка температури, що подається на розлив пиво через шланг-пітон 2. Це досягається таким чином. Пиво, що подається з кег 1, при температурі 4.5°С, заходить в шланг-пітон 2. Сюди ж в шланг-пітон заводиться охолоджений в теплообміннику 9 до температури -3°С пропіленгліколь. Відповідно, внаслідок теплообміну між пропіленгліколем з низькою температурою, і пивом, що має плюсову температуру, відбувається підтримка температури пива, яке проходить через шланг-пітон. Це означає, що температура пива на виході з шлангапітона 2, буде рівною або нижче за температур у на його вході. Якщо температура пива на вході в шланг-пітон рівна 4.5°С, то і на виході вона 7 29971 повинна не бути вищою за цю температуру, що і досягається за допомогою триразової циркуляції через шланг-пітон пропіленгліколя. Під триразовою циркуляцією мається на увазі те, що пропіленгліколь проходить усередині шлангапітона потрійний шлях, це дозволяє гарантува ти відсутність прогрівання пива, яке проходить через шланг-пітон. Конструктивно це досягається наступним чином. В шланг пітон загальної завдовжки 40м введено три лінії для пропіленгліколя по 40м кожна, і послідовно сполучено між собою, так що загальний шлях пропіленгліколя в шлангу-пітон складає 120м. Другою функцією пропіленгліколя є охолоджування водяного конденсатора 5, що входить до складу холодильної машини LCB-200D POLAR. Стабільне охолоджування водяного конденсатора залежить не тільки від температури пропіленгліколя на вході в конденсатору, але і від його витрати. Адже якщо витрата пропіленгліколя буде менше, тоді о холоджування конденсатора буде недостатнім, а якщо витрата збільшиться, то охолоджування конденсатора буде надмірним, що негативно відобразиться на роботі охолоджувача. В лінії охолоджування пива витрата пропіленгліколя, в першу чергу, залежатиме від довжини шланга-пітона. Якщо довжина буде великою, тоді витрата знизитися, якщо малої, то збільшиться. Для того, щоб забезпечити стабільну витрату пропіленгліколя через водяний конденсатор, встановлюється водорегулюючий вентиль на вході у водяний конденсатор. Зовнішній вигляд водорегулюючого вентиля (ВРВ) показаний на Фіг.2. Вентиль призначений для автоматичної підтримки стабільної витрати пропіленгліколя через водяний конденсатор. Даний водорегулюючий вентиль володіє можливістю ручної настройки необхідної витрати пропіленгліколя через водяний конденсатор, який надалі підтримується автоматично. В даний час лінія проектуються для довжини шланга-пітона не менше 40м. Це є та середня відстань, на яку видалена барна стійка від камери схову кег з пивом. Якщо на об'єкті у замовника з'ясовується, що ця відстань рівно, наприклад 45м, або 50м, тоді зміна довжини шланга-пітон викличе зміну заданої витрати пропіленгліколя, що відобразиться на працездатності всієї лінії в цілому. Ось для таких, виникаючих ситуацій і передбачена установка водорегулюючого вентиля. При пусконалагоджувальних роботах (після закінчення монтажу лінії) техніку необхідно лише буде підстроїти водорегулюючий вентиль до параметрів, вказаних в керівництві по експлуатації, а далі витрата підтримуватиметься автоматично. В традиційних лініях охолоджування робота охолоджувачів, призначених для охолоджування пропіленгліколя, жорстко регламентована завдовжки шланга-пітона. Проектована лінія охолоджування пива дозволятиме варіювати завдовжки шланга-пітона, виходячи з монтажних умов на об'єкті замовника, а також відбудовува ти роботу лінії в цілому, відшто вхуючись від умов 8 монтажу. Насос для циркуляції пропіленгліколя вибирається по кінцевій довжині шланга-пітона, залежно від відстані від барної стійки до камери схову кегів з пивом, а не з регламентованої, фіксованої довжини шланга-пітона, як це робиться в традиційних лініях охолоджування. Традиційні апарати для охолоджування пропіленгліколя в лінії охолоджування пива мають досить стандартну конструкцію: у ванну заливається водний розчин пропіленгліколя, і його охолоджування відбувається холодильною машиною охолоджувача, випарник якої затоплений безпосередньо у ванну з пропіленгліколем. Охолоджувач LCB-200G POLAR, який ми заявляємо для охолоджування пропіленгліколя в лінії охолоджування пива, не має такої ванни. Охолоджування пропіленгліколя відбувається в паяному пластинчатому теплообміннику, установка якого в корені відрізняє конструкцію даного охолоджувача від традиційних апаратів. Це в першу чергу пов'язано з холодильною потужністю, яку здатний розвинути проектований нами охолоджувач LCB-200G POLAR. Для гарантованого охолоджування продукту до негативних температур охолоджувач LCB-200G POLAR, призначений для охолоджування пропіленгліколя в нашій лінії охолоджування пива, розвиває потужність по холоду від 2,6 до 3кВт залежно від режиму роботи. Для порівняння, такою тепловою потужністю володіє камера тривалого схову продуктів об'ємом 12.16м3, в невеликому продуктовому магазині, або 10 побутових холодильників «високого класу», потужністю 300Вт по холоду. Тому, щоб досягти такої потужності, і встановлюється, як випарник холодильної машини, паяний пластинчатий теплообмінник. Зовнішній вигляд подібного теплообмінника приведений на Фіг.3. Автор вважає, що сьогодні ця модель теплообмінника є найефективнішою зі всіх моделей теплообмінників, які виробляються сучасною промисловістю. Основною гідністю цих теплообмінників є високі теплотехнічні характеристики при малих габаритних розмірах, висока теплова потужність, а конструкція теплообмінника дозволяє здійснювати дуже ефективний теплообмін. Конструктивно, теплообмінник складається з набірних пластин, показаних на Фіг.4, виконаних з нержавіючої сталі, і спаяних між собою мідним спаєм. Кожна пластина має свій рельєф каналів, по яких здійснюється рух теплообмінних середовищ, а їх кількість утворює теплообмінну поверхню. Теплообмін між теплообмінними середовищами в теплообміннику, організований в протитечію, як показано на Фіг.5. Установка подібних теплообмінників не поширена на традиційних охолоджувачах пропіленгліколя в лініях охолоджування пива, через їх малу потужність для подібних витрат продукту. Варіювання завдовжки шланга-пітона приводить до деякої зміни витрати пропіленгліколя. Тим самим змінюється теплове 9 29971 навантаження на випарник холодильної машини LCB-200G POLAR, яким і виступає паяний пластинчатий теплообмінник. Для того, щоб однаково добре справлятися зі змінним тепловим навантаженням, нам необхідно підтримувати відповідну кількість фреону, що поступає в паяний пластинчатий теплообмінник для охолоджування пропіленгліколя. Для вирішення цієї задачі охолоджувач LCB-200G POLAR оснащений терморегулюючим вентилем. Зовнішній вигляд терморегулюючого вентиля показаний на Фіг.6. Даний вентиль встановлюється для оптимального заповнення фреоном випарника, залежно від теплового навантаження на нього. Річ у тому, що в більшості подібних охолоджувачів комплектується капілярною трубкою постійного перетину. Але внаслідок того, що у капілярній трубці вн утрішній перетин постійний, то і випарник заповнюється постійною кількістю фреону. В терморегулюючому вентилі прохідний перетин міняється залежно від теплового навантаження на випарник, що і забезпечує оптимальне заповнення випарника фреоном. Регулювання заповнення фреоном випарника здійснюється терморегулючим вентилем автоматично. При необхідності цей вентиль можна підстроювати вручн у. Всі аварійні відключення охолоджувачів, які входять в лінію охолоджування пива, здійснюються автоматично. Встановлене безвідмовне напрацювання складає не менше 5000 годин для кожного охолоджувача. Причому, середнє напрацювання на відмовлення для кожного охолоджувача, встановлюється не менше 10000 годин. Повний встановлений термін служби кожного охолоджувача, не менше 10 років з урахуванням відновних робіт. Середній час відновлення не більше 3,5 години на кожний охолоджувач (якщо не потрібне виготовлення нових вузлів). Конструктивно створення охолоджувальних пристроїв носить технічно-довільний характер (своєрідний конструктор), з дотриманням жорстких правил, які впливають на отримання певних параметрів холоду (температури) на виході з охолоджувальної системи. Для створення системи охолоджування можуть бути використані пристрої, які складаються з випарника, холодильного компресора, конденсатора, ванни для пропіленгліколя із затопленим трубним випарником, які називаються «мокрими» або, як в даному випадку, наприклад, охолоджувальний пристрій для кегового пива - сухого типу. Вибір конструкції і типу охолоджувального пристрою залежить від вибору те хнічних параметрів і технічної задачі, яку необхідно вирішити. Як видно з опису технічного рішення, яке заявляється, воно є новим, промислово застосовним і може бути використане для створення ліній по охолоджуванню кетового пива. 10 11 29971 12