Спосіб безперервного охолодження повітря в середньотемпературних холодильних вітринах торговельного обладнання та повітроохолоджувач для його здійснення (варіанти)

1. Спосіб безперервного охолоджування повітря в середньотемпературних холодильних вітринах торговельного обладнання, що включає безперервне обдування повітроохолоджувача за допомогою вентиляторів циркулюючим повітрям в об'ємі вітрини, що охолоджується, охолоджування його, осушення, напрям в об'єм вітрини, що охолоджується, утеплення його з подальшим охолоджуванням в повітроохолоджувачі і періодичне відтавання осілого інею на його теплообмінній поверхні шляхом припинення подачі холодильного агента по сигналу електронного блока на закриття електромагнітного вентиля на лінії подачі холодоагента через рівні проміжки часу, танення інею і відведення талої води, який відрізняється тим, що повітроохолоджувач виконують з двох самостійних випарників, розділених між собою, безперервне обдування циркулюючим повітрям обох 2 (19) 1 3 77925 4 3. Повітроохолоджувач для безперервного охолоджування повітря за способом по п.1, переважно в середньотемпературних багатоярусних пристінних відкритих холодильних вітринах торговельного обладнання, що включає трубчасто-ребристу теплообмінну поверхню з датчиком температури, розміщеним між ребрами, розташовану внизу під об'ємом вітрини, що охолоджується, на лінії подачі холодильного агента термостатичний регулювальний вентиль, електромагнітний вентиль керований електронним блоком, вентилятори, дренажну систему, який відрізняється тим, що теплообмінна поверхня виконана у вигляді двох самостійних випарників, конструктивно об'єднаних в одному апараті, розташованих по висоті один над іншим, розділених між собою повітронепроникненою пе регородкою, встановленою паралельно руху повітря, виконаною у вигляді короба, нижня половина якого має щілини для відведення талої води, кожний випарник забезпечений датчиком температури, має автономне живлення холодоагентом з індивідуальними термостатичним регулювальним вентилем і електромагнітним, розташованим на лінії подачі холодоагента, причому електромагнітний вентиль кожного випарника керується індивідуальним електронним блоком. 4. Повітроохолоджувач за пп.2, 3, який відрізняється тим, що автономне живлення холодоагентом кожного випарника може бути здійснене індивідуальним компресорно-конденсаторним агрегатом або багатокомпресорним агрегатом з регульованою холодопродуктивністю. Передбачуваний винахід, що заявляється, відноситься до торгівельного обладнання, а саме до середньотемпературних гастрономічних та багатоярусних відкритих холодильних вітрин для короткочасного зберігання, демонстрації та продажу не упакованих, попередньо охолоджених до температури зберігання харчових продуктів, що швидко псуються, таких як салати, кулінарія, ковбаси, сири, копчена та солона риба, м'ясо, кури, морепродукти і т д. Переважне використання - на підприємствах торгівлі, громадського харчування у великих супер- та гіпермаркетах. Із джерел науково-технічної та патентної інформації відомі європейські моделі середньотемпературних гастрономічних вітрин, які реалізують спосіб охолодження повітря та повітроохолоджувач для його реалізації, зокрема: моделі V з робочою температурою +2/+4°С, +2/+6°С фірми КОХКА (Іспанія); моделі KLARA з робочою температурою +1/+5°С фірми PASTORKALT a.s. (Словаччина); моделі BERIL з робочою температурою +2/+4°С, модель KALKEDON з робочою температурою +4/+8°С фірми KAPLANLAR (Туреччина); Відомі також моделі пристінних багатоярусних відкритих середньотемпературних вітрин, таких як: модель R, робоча температура+1/+10°С фірми COLD (Польща); модель EXPOSER, робоча температура +4/+6°С фірми FRAMEC (Італія) (див. каталоги вищезазначених фірм). Відомі також моделі середньотемпературних багатоярусних пристінних вітрин типу ВХС-2-3 з температурою у о холоджуваному об'ємі +0/+8°С [див. Зеликовский И.Х., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки: Справочник. - М.: Агропромиздат, 1989, стр. 299-308]. Спосіб охолодження повітря у середньотемпературних холодильних вітринах торгівельного обладнання у більшості ви щезазначених аналогах, як у період охолодження, так і в період відтавання включає безперервний обдув повітроохолоджувача за допомогою вентиляторів циркулюючим пові трям у охолоджуваному об'ємі вітрини, його охолодження, сушіння, направлення знову до охолоджуваного об'єму, отеплення його у охолоджуваному об'ємі із наступним направленням його на охолодження до повітроохолоджувача та періодичне відтавання інею, який осів на його теплообмінній поверхні шляхом припинення подачі холодильного агенту за сигналом електронного блоку на закриття електромагнітного вентиля на лінії подачі холодоагенту через рівні відрізки часу, відтавання інею та відвід талої води на дно вітрини, а згодом до каналізації. Коли температура поверхні повітроохолоджувача підніметься до +3... +4°С, електронний блок за сигналом датчика температури відкриває електромагнітний вентиль, і процес охолодження відновлюється. У подальшому описана послідовність дій повторюється. Зазвичай процес охолодження повітря та відтавання повітроохолоджувача у середньотемпературних вітринах відбувається по черзі через певні відрізки часу за допомогою електронних блоків різних типів згідно заданої програми. Періодичність та тривалість процесу відтавання підбирають шляхом дослідів. Відтавання є необхідним за наступних причин. Через те, що температура поверхні повітроохолоджувача є нижче за точку замерзання води, то на ній утворюється шар інею. Шар інею, який накопичується, ізолює повітроохолоджувач та знижує його продуктивність, внаслідок чого погіршуються економічні показники холодильної установки вітрини. Таким чином, утворення інею на поверхні повітроохолоджувача призводить до збільшення його аеродинамічного опору у 4-5 разів, а збільшення товщини шару інею призводить до зниження коефіцієнту теплопередачі на 15-20% і, як наслідок, до збільшення коефіцієнту робочого часу холодильного агрегату, тобто до збільшення експлуатаційних витрат. Аналіз роботи різних середньотемпературних гастрономічних та багатоярусних відкритих пристінних холодильних вітрин європейського виробництва та українських виробників показав, що різниця температур у зоні розташування продуктів 5 77925 підчас роботи вітрини може складати більше 5°С, а підчас відтавання температура підвищується ще на 4-7°С. Такі коливання температури призводять до того, що на охолоджуваних продуктах, стінках та полицях вітрин конденсується волога, яка створює сприятливі умови для розвитку мікрофлори, що викликає їх швидке псування, і якщо ці продукти не будуть скоро продані, їх прийдеться відправити на переробку, а це - так зване природне списання. Існує ще один негативний показник уси хання. Волога, яка активно випарюється з продукту підчас перепаду температур, здатна впливати значним чином не тільки на зміну зовнішнього вигляду продукту, але й на зміну його ваги. В середньотемпературних гастрономічних вітринах із стандартним способом охолодження повітря його вологість підтримується на рівні близько 45% нижче найбільш комфортної вологості для продуктів. Цей спосіб охолодження повітря також реалізований у розроблених ТОВ « Айсберг» Лтд (м.Одеса) середньотемпературних гастрономічних вітринах ВХС «Ланжерон» та пристінних багатоярусних відкритих вітринах ВХВП «Медуза» із вентильованою системою охолодження [див. ТУ У 13879991-003-99]. Він був обраний нами в якості прототипу. Спосіб охолодження повітря у середньотемпературних вітринах, незважаючи на свою простоту, має певні недоліки. За період відтавання температура повітря, який потрапляє до охолоджуваного об'єму, піднімається до 12-15°С, одночасно збільшується і його вологість. При торканні з більш холодним продуктом він викликає випадіння вологи на поверхні продукту, що призводить до значного підвищення температури в охолоджуваному об'ємі, а це негативно позначається на якості продуктів, які зберігаються. Спосіб безперервного охолодження повітря в середньотемпературних холодильних вітринах може бути здійснений в системах охолодження із повітроохолоджувачем, який виготовлений у двох варіантах. Варіант 1. Повітроохолоджувач згідно з п.2 формули винаходу для безперервного охолодження повітря в середньотемпературних гастрономічних холодильних вітринах. Варіант 2. Повітроохолоджувач згідно з п.3 формули винаходу для безперервного охолодження повітря в середньотемпературних пристінних багатоярусних відкритих холодильних вітринах. Аналогом запропонованого повітроохолоджувача є повітроохолоджувач, в якому теплообмінна поверхня виготовлена з прямих ділянок труб, на які надягнути плоскі ребра прямокутної форми, кінці труб з'єднані калачами із ребрами жорсткості по торцях та в центрі, має вентилятор з електродвигуном, піддоном та дренажною системою [див. Доссат Рой Дж. Основы холодильной техники. Пер. с английского. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984г. - стр. 205-208, а також див. Червяков С.С., Кулаковский А.И. Основы холодильного дела: Учеб. пособие для СПТУ - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая шк., 1988. -стр.8386]. 6 Найбільш близьким за технічною сутністю є повітроохолоджувач холодильної вітрини «Ланжерон» та «Медуза», які розроблені ТОВ «Айсберг» Лтд, м. Одеса [див. ТУ У 13879991-003-99 та Руководство по эксплуатации холодильной витрины «Медуза» ВХВП.ОО.РЭ]. Прототипом повітроохолоджувача за варіантом №1 є повітроохолоджувач холодильної вітрини «Ланжерон», який включає трубчасто-ребристу теплообмінну поверхню із датчиком температури, розташованим поміж ребер, яка знаходиться під охолоджуваним об'ємом вітрини вертикально, термостатичний регулювальний вентиль, електромагнітний вентиль на лінії подачі холодильного агенту, керований електронним блоком, вентилятори. Прототипом повітроохолоджувача за варіантом № 2 є повітроохолоджувач холодильної вітрини «Медуза», який включає трубчато-ребристу теплообмінну поверхню із датчиком температури, розташованим поміж ребер, яка знаходиться знизу під охолоджуваним об'ємом вітрини горизонтально, термостатичний регулювальний вентиль, електромагнітний вентиль на лінії подачі холодильного агенту, керований електронним блоком, вентилятори. Піддоном для збирання талої води у ви щезазначених повітроохолоджувачах є дно вітрини з патрубком для відводу талої води до каналізації. Недоліком цих повітроохолоджувачів є тривалість їх відтавання, що спричиняє різке підвищення температури в охолоджуваному об'ємі вітрини і, як наслідок, порушення режиму зберігання продуктів, які швидко псуються. В основу винаходу поставлена задача стабілізувати температурний режим та режим вологості короткочасного зберігання, демонстрації та продажу продуктів попередньо охолоджених у середньотемпературних вітринах торгоівельного холодильного обладнання. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі охолодження повітря повітроохолоджувач виготовляють із двох самостійний випарників, конструктивно об'єднаних в одному апараті, розділених поміж собою; безперервний обдув обо х випарників здійснюють одночасно повітрям, що циркулює, як підчас охолодження повітря, так і підчас відтавання; відтавання випарників здійснюють по черзі із зміщенням в часі на Уг періоду між відтаваннями. Таким чином, в одному циклі роботи вітрини спочатку обидва випарника охолоджують циркулююче повітря при відкритих електромагнітних вентилях, а потім один з випарників переводять у режим відтавання. Для цього припиняють подачу в нього холодильного агенту, закриваючи його електромагнітний вентиль за сигналом його електронного блоку, інший випарник в цей же час продовжує охолоджувати циркулююче повітря. Випарник, який відтанув, переводять у режим охолодження, відкриваючи його електромагнітний вентиль, та обидва випарника знову охолоджують циркулююче повітря до моменту відключення на відтавання іншого випарника, закриваючи його електромагнітний вентиль за сигналом його електронного блоку, після чого охоло 7 77925 дження повітря здійснює перший випарник. Надалі описана послідовність дій повторюється згідно з обраною автоматичною програмою. Поставлена задача вирішується також запропонованою конструкцією повітроохолоджувача у 2х варіантах, що забезпечують запропонований спосіб безперервного охолодження повітря. Варіант 1. Повітроохолоджувач для безперервного охолодження повітря у середньотемпературних гастрономічних холодильних вітринах торгівельного обладнання, який включає трубчасторебристу теплообмінну поверхню з датчиком температури, розташованим поміж ребер, яка знаходиться під охолоджуваним об'ємом вітрини вертикально, термостатичний регулювальний вентиль, електромагнітний вентиль, керований електронним блоком, вентилятори, дренажну систему. Теплообмінна поверхня виготовлена у вигляді двох самостійних випарників, конструктивно об'єднаних в одному апараті, розташованих один за другим по глибині вітрини, розділених між собою повітронепроникною перегородкою, яка встановлена паралельно руху повітря у нижній частині в якій у напрямку руху повітря розташовано розподілювач потоку, кожен випарник оздоблений датчиком температури, що має автономне живлення холодоагентом, на лінії подачі якого встановлені індивідуальні терморстатичний регулювальний вентиль та електромагнітний, керований індивідуальним електронним блоком. Варіант 2. Повітроохолоджувач для безперервного охолодження повітря в середньотемпературних багатоярусних пристінних відкритих холодильних вітринах торгівельного обладнання відрізняється від варіанта№1 тим, що випарники його теплообмінної поверхні розташовані на висоті один над іншим, а повітронепроникна перегородка виготовлена у ви гляді короба, нижня половина якого має щілини для відводу талої води. В обох варіантах повітроохолоджувачів автономне живлення кожного випарника може бути здійснено індивідуальним компресорноконденсаторним агрегатом або багато компресорним агрегатом із регульованою холодопродуктивністю. На Фіг.1 представлений поперечний розріз середньотемпературної гастрономічної холодильної вітрини з повітроохолоджувачем за варіантом № 1, на Фіг.2 зображений повітроохолоджувач за варіантом 1. На фігура х позначені: 1 - охолоджуваний об'єм гастрономічної вітрини; 2 - додатковий охолоджуваний об'єм для зберігання добового запасу продуктів; 3, 4 - датчики температури поверхні випарників 7, 9; 5 - повітрозабірник; 6 - вентилятор; 7, 9 - випарники; 8 - перегородка; 10- розподілювач потоку повітря; 11, 13 - термостатичні регулювальні вентилі; 12, 14 - електромагнітні вентилі; 15, 16 - датчики температури повітря, яке спрямовує до охолоджуваного об'єму; 17 - перфорована стінка нагнітального каналу. Спосіб безперервного охолодження повітря середньотемпературної гастрономічної холодильної вітрини з повітроохолоджувачем за варіантом 1 відбувається наступним чином. При вмиканні холодильного агрегату (на Фіг.1, 2 не показано) 8 електромагнітні вентилі 12, 14 відкриті та живлять холодильним агентом випарювачі 7 і 9; вмикається вентилятор 6, який проганяє через повітрозабірник 5 та випарники 7 і 9 отеплене повітря із охолоджуваного об'єму 1 вітрини, рівномірно розподіляючи його між випарниками за допомогою розподілювача потоку повітря 10 и деякий час обидва випарника працюють в режимі охолодження. З часом на теплообмінній поверхні обох випарників утворюється іній, тоді електронний блок (на кресленні не показано) одного з випарників, наприклад, 7 через 1/2 періоду між відтаваннями вимикає електромагнітний вентиль 12 - припиняється подача холодильного агенту до випарника 7. Вентилятор 6 продовжує проганяти отеплене повітря через обидва випарника 7 і 9, з яких випарник 7 відтаває, сприймаючи тепло циркулюючого повітря, і саме тим додатково його охолоджує та зволожує. Тала вода стікає на дно вітрини, а звідти до каналізації. Випарник 9 продовжує охолоджувати циркулююче повітря. За сигналом датчика температури 4 його електронний блок відкриває електромагнітний вентиль 12 та випарник 7 переходить до режиму охолодження, і обидва випарника знову охолоджують циркулююче повітря, спрямовуючи його через перфоровану стінку 17 до охолоджуваного об'єму 1. Через 1/2 періоду між відтаваннями випарник 9 переходить в режим відтавання, за сигналом його електронного блоку, закриваючи його електромагнітний вентиль 14, а охолодження повітря продовжує здійснювати випарник 7. Надалі послідовність дій в автоматичному режимі повторюється. На Фіг.3 представлений поперечний розріз середньотемпературної багатоярусної пристінної відкритої холодильної вітрини з повітроохолоджувачем за варіантом 2, на Фіг.4 зображено повітроохолоджувач за варіантом 2 та вид А - що пояснює конструкцію його перегородки. На фігурах зображено: 1 - охолоджуваний об'єм; 2 - повітрозабірник; 3 - вентилятор; 4, 5 - випарники; 6 - перегородка у вигляді короба; 7 - датчики температури повітря, який подається до охолоджуваного об'єму вітрини; 8 - нижня частина короба перегородки; 6; 9 - щілини нижньої частини короба 8 для зливу талої води; 10 - верхній короб перегородки; 11 датчики температури поверхні випарників 4, 5; 12 стільникова панель нагнітального каналу повітря до охолоджуваного об'єму вітрини; 13, 15 - термостатичні регулювальні вентилі; 14, 16 - електромагнітні вентилі на лінії подачі холодильного агенту до випарників 4, 5; 17 - нагнітальний канал з перфорованою стінкою. Спосіб безперервного охолодження повітря в середньотемпературній багатоярусній пристінній холодильній вітрині з повітроохолоджувачем за варіантом 2 відбувається наступним чином. При вмиканні холодильного агрегату (на Фіг.3, 4 не показано) електромагнітні вентилі 14, 16 відкриті і живлять холодильним агентом випарники 4 і 5, вмикається вентилятор 3, який проганяє через випарники 4 і 5 отеплене повітря із охолоджуваного об'єму 1 вітрини, і деякий час обидва випарники працюють в режимі охолодження. Охолоджене повітря через нагнітальний канал з перфорованою 9 стінкою 17 та стільникову панель 12 нагнітального каналу спрямовується до охолоджуваного об'єму 1 вітрини. Через деякий час на теплообмінній поверхні обох випарників створюється іній, тоді електронний блок (на кресленні не показано) одного з випарників, наприклад, 4 через 1/2 періоду між відтаваннями вимикає електромагнітний вентиль 14 - припиняється подача холодильного агенту до випарника 4. Вентилятор З продовжує проганяти отеплене повітря через обидва випарника 4 і 5, з яких випарник 4 відтає, сприймаючи тепло циркулюючого повітря і саме тим додатково його охолоджує та зволожує, а випарник 5 працює в режимі охолодження. Після завершення відтавання випарника 4 тала вода стікає по верхньому коробу 10 до нижнього коробу 8 та через щілини 9 до піддону вітрини, а потім до каналізації. За сигналом датчика температури 11 електромагнітний вентиль 14 відкривається, отримуючи живлення за сигналом його електронного блоку, та випарник 4 переходить до режиму охолодження, і знову обидва випарника охолоджують циркулююче повітря. Через 1/2 періоду між відтаваннями випарник 5 переходить до режиму відтавання за сигналом його електронного блоку, закриваючи його електромагнітний вентиль 16, а охолодження повітря продовжує здійснювати випарник 4. Надалі послідовність дій в автоматичному режимі повторюється. Температура повітря в охолоджуваному об'ємі впродовж одночасного відтавання одного випарника та охолодження іншим випарником збільшується лише на 4-6°С, а тривалість збереження підвищеної температури відносно заданої скорочується. 77925 10 Електронний блок оздоблено двома датчиками температури. Один датчик контролює температуру повітря, що потрапляє до охолоджуваного об'єму і, досягнувши нижньої уставки температури, перекриває електромагнітний вентиль, розташований на лінії подачі холодильного агенту до повітроохолоджувача. Початок відтавання кожного випарника повітроохолоджувача забезпечується електронним блоком через ½ періоду між відтаваннями, а кінець відтавання здійснює другий датчик температури, який кріпиться до поверхні випарника в місці створення максимальної кількості інею, контролюючи його температуру. Запропонований спосіб безперервного охолодження повітря в середньотемпературних холодильних вітринах торгівельного обладнання з повітроохолоджувачем за варіантом 1 та 2 може здійснюватися в системах з індивідуальним компресорно-конденсаторним агрегатом або багатокомпресорним агрегатом з регульованою холодопродуктивністю, який дозволяє скоротити площі підчас їх встановлення, здійснити стабільне холодопостачання усіх споживачів холоду у великих супер- та гіпермаркетах навіть у випадку ви ходу одного з компресорів зі строю та значно скоротити споживання електроенергії. Запропоновані спосіб та повітроохолоджувачі, що його реалізують, дозволяють стабілізувати температуру в охолоджуваному об'ємі, безперервно підтримувати її в межах ±1,5°С, а також підтримувати вологість повітря близько 75%. В свою чергу, це покращує якість зберігання попередньо охолоджених продуктів у порівнянні зі стандартними способами відтавання. 11 Комп’ютерна в ерстка В. Сердюк 77925 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601