Как называется большой холодильник на производстве
Обновлено: 17.05.2024
Основным назначением холодильного предприятия в пищевой промышленности является создание условий, обеспечивающих сохранность и высокое качество скоропортящейся продукции животного и растительного происхождения. Эта задача может быть успешно решена созданием непрерывной холодильной цепи, т.е. комплекса технических средств, обеспечивающих непрерывное воздействие низких температур на скоропортящиеся продукты, начиная с момента их производства (или заготовки) до их потребления.
Создание непрерывной холодильной цепи связано с использованием разнообразных холодильных предприятий – холодильников и организацией связи между ними.
Холодильник – это промышленное предприятие, предназначенное для охлаждения, замораживания и хранения скоропортящихся продуктов. Холодильники имеют характерные особенности. В них обрабатываются и хранятся продукты, требующие для своего сохранения поддержания заданных температур ниже температуры окружающей среды и определенной относительной влажности, а в некоторых случаях – заданной подвижности воздуха и определенного воздухообмена или даже определенного состава газовой среды (например, при хранении фруктов в среде с повышенным содержанием диоксида углерода или другого газа).
Теплота и влага наружного воздуха стремятся проникнуть в холодильник, что требует создания специальных ограждений для уменьшения проникновения теплоты и влаги внутрь помещений и разработки методов устранения вредных последствий этого явления.
Большой объем перемещаемых грузов и необходимость быстройих разгрузки требуют широкого применения транспортных средств.
К холодильникам предъявляются высокие санитарные требования.
Холодильники можно классифицировать по назначению. Каждый тип холодильника имеет свои особенности, которые приходится учитывать при проектировании и эксплуатации. Эта классификация наиболее полно отражает особенности работы холодильников иих оборудования. Различают следующие типы холодильников: производственные, базисные, распределительные, портовые, торговые, транспортные и бытовые.
Производственные холодильники предназначены для первичной холодильной обработки охлаждения и (или) замораживания пищевых продуктов. Эти холодильники размещаются в районах производства или заготовки продуктов. Они могут быть цехом какого-либо пищевого предприятия (мясокомбината, молочного комбината и т.п.) или самостоятельным предприятием в местах заготовки, например, рыбы (рыбные заготовительные) или птицы, яиц (птично-яичные) и другой продукции сельского хозяйства. Холодильники этого типа характеризуются большой производительностью устройств для охлаждения и замораживания при относительно небольшом объеме помещений для хранения продуктов.
В связи со значительной производительностью замораживающих устройств эти холодильники оснащены оборудованием для отвода теплоты при низких температурах. Работа холодильников этого типа характеризуется неравномерностью тепловой нагрузки, объясняющейся сезонностью заготовок пищевых продуктов. К этой группе производственных (заготовительных) холодильников относятся также станции предварительного охлаждения фруктов и овощей. В отечественной практике такие станции, к сожалению, не нашли широкого применения. Южные плоды и ягоды имеют при сборе сравнительно высокую температуру. В таком состоянии их грузят в транспортные средства для перевозки в центральные и северные районы страны. В транспортных средствах, не оснащенных холодильными установками, предназначенными для холодильной обработки перевозимых грузов, груз охлаждается медленно, нарушается температурный режим хранения, что приводит к порче перевозимой продукции. На станциях предварительного охлаждения температура транспортируемых грузов понижается до температуры длительного хранения, которая в этих условиях должна поддерживаться холодильной установкой транспортного средства.
Кроме того, следует учитывать, что станции предварительного охлаждения фруктов и овощей снабжаются энергией от более дешевых источников, что приводит к меньшей стоимости охлаждения груза на станциях предварительного охлаждения по сравнению с охлаждением в транспортных средствах.
Станции предварительного охлаждения могут быть стационарными (при железнодорожных станциях), а также передвижными, размещаемыми в контейнерах или в быстровозводимых (надувных) конструкциях.
Передвижные станции предварительного охлаждения могут использоваться более продолжительное время в течение года, так как они могут перемещаться по территории в соответствии с перемещением фронта уборки плодов и ягод. В межсезонное время станции предварительного охлаждения могут использоваться для хранения части урожая.
Базисные холодильники предназначены для долгосрочного хранения продуктов, поступающих из производственных холодильников, в целях создания государственных резервов. Эти холодильники обычно имеют большую вместимость помещений для хранения продуктов и малую производительность устройств для охлаждения и замораживания. На таких холодильниках предъявляются повышенные требования к стабильности температурного и влажностного режимов в охлаждаемых помещениях.
Распределительные холодильники предназначены для равномерного обеспечения городов и промышленных центров продуктами питания, производство которых носит сезонный характер, в течение всего года. Так же, как и базисные холодильники, они характеризуются относительно большой вместимостью помещений для хранения продуктов. В средних и крупных промышленных центрах распределительные холодильники часто имеют производственные цехи: производства мороженого, водного и сухого льда, фасовки масла и др. Такие предприятия называют хладокомбинатами.
Портовые холодильники служат для краткосрочного хранения грузов при их перегрузке с одного вида транспорта на другой, например с водного на железнодорожный транспорт или наоборот. Строятся такие холодильники в речных и морских портах. Для них характерны большие объемы грузовых операций, операций по осмотру, сортировке и карантинной выдержке продуктов. Эти холодильники отличаются высокой степенью механизации грузовых работ.
Торговые холодильники служат для кратковременного хранения продуктов на торговых базах, в магазинах, в столовых и т.п. Для этого типа холодильников в связи с небольшими сроками хранения допускаются более высокие температуры воздуха в охлаждаемых помещениях и предъявляются менее строгие требования к стабильности поддержания температурно-влажностного режима.
Транспортные холодильники предназначены для обеспечения связи между отдельными звеньями холодильной цепи. Они создаются на различных видах транспорта. В соответствии с этим различают водный (морской и речной), железнодорожный, автомобильный и воздушный холодильный транспорт, а также холодильные контейнеры. Их отличительными особенностями являются широкий диапазон температур, поддерживаемых в грузовом объеме в зависимости от вида перевозимого груза, а также сниженные требования к стабильности температурного режима. Транспортные холодильники могут использоваться и для производственных или заготовительных целей. Так, имеются промысловые суда, на которых замораживается рыба, передвижные устройства на автомобилях для замораживания ягод и т.п.
Домашние (бытовые) холодильники и морозильники служат для кратковременного хранения и замораживания продуктов, иногда и для производства небольшого количества льда. Они являются последним звеном непрерывной холодильной цепи.
Приведенная классификация холодильников в определенной степени условна, так как иногда функции холодильников могут меняться или сочетаться. Так, портовый холодильник может выполнять функции и распределительного холодильника, обеспечивая текущие потребности района, в котором он расположен. Эти же функции может выполнять производственный холодильник. Однако каждому предприятию свойственна основная функция, которая позволяет отнести его к определенному типу.
Различные холодильники могут сравниваться друг с другом по вместимости (объему) камер хранения, а также по производительности помещений или устройств для холодильной обработки (охлаждения или замораживания). В зарубежной практике вместимость холодильников обычно характеризуют в единицах объема камер хранения. В нашей стране вместимость промышленных холодильников принято оценивать в единицах массы (кроме домашних холодильников, вместимость которых определяют по полезному объему в кубических дециметрах, а также торгового холодильного оборудования, вместимость которого измеряется в кубических метрах).
Так как в одном и том же объеме помещения можно разместить неодинаковую массу различных продуктов (в соответствии с их объемной массой), то для сравнения холодильников между собой вводится понятие об условной вместимости помещений (или вместимости по условному грузу), под которой понимают вместимость холодильника при загрузке его мороженым мясом с плотностью укладки 0,35 т на 1 м 3 . По значению условной вместимости холодильники подразделяются на малые, имеющие вместимость до 1000 т, средние – от 1000 до 5000 т и крупные – свыше 5000 т.
Другой характеристикой холодильника является производительность оборудования для осуществления основных технологических процессов холодильной обработки: охлаждения и замораживания (а иногда и размораживания).
Производительность (производственная мощность, пропускная способность) определяется массой продуктов, обрабатываемых в единицу времени (т/ч, т/смену, т/сут). Можно считать для пищевых предприятий производительность помещений или оборудования для замораживания до 20 т в смену – малой, от 20 до 100 т в смену – средней и свыше 100 т в смену – крупной. Вместимость производственных помещений обычно не включается в общую вместимость холодильника.
Холодильники по виду производственного здания подразделяются на многоэтажные и одноэтажные.
Средние и крупные холодильники раньше обычно выполнялись в виде многоэтажного здания высотой до шести этажей. Это позволяло приблизить форму здания к кубу для уменьшения площади наружной поверхности здания и сокращения теплопритоков. Однако в многоэтажных зданиях ограничивается скорость вертикального перемещения грузов (с помощью лифта), затрудняется механизация грузовых работ, ограничивается возможность применения современных механизмов для транспортировки и укладки грузов.
Важное достоинство одноэтажных холодильников – широкая возможность комплексной механизации грузовых работ, в результате чего не только облегчается труд рабочих, но и значительно уменьшаются затраты ручного труда и стоимость проведения грузовых работ. Новые холодильники при вместимости до 5000 т строятся, как правило, одноэтажными.
В настоящее время за рубежом строятся высотные одноэтажные холодильники высотой до 40 м. На таких холодильниках выполнение загрузочно-разгрузочных операций должно быть автоматизировано с использованием ЭВМ. Например, на одном из крупных автоматизированных высотных холодильников в г. Солоне (высота холодильника 36,5 м, площадь 1700 м 2 ) все грузовые работы выполняют два оператора.
В последние годы при строительстве разнообразных по вместимости одноэтажных холодильников широко применяется так называемая модульная конструкция. Такой холодильник собирается из некоторого количества ограниченного числа типоразмеров модулей (блоков), изготавливаемых на заводе. Каркас такого модуля собирается из легких (по сравнению с железобетонными) металлических конструкций, к которым подвешиваются теплоизолированные панели. Холодильное оборудование размещается в контейнере, выполняющем роль машинного отделения. Требуемая вместимость достигается изменением числа и типоразмера модулей.
В России и других странах имеются холодильники со своеобразными строительными конструкциями – так называемые подземные холодильники. Для постройки таких холодильников используют, главным образом, естественные пещеры и горные выработки.
Особенностью работы подземных холодильников является наличие длительного подготовительного периода, нужного для промораживания (охлаждения) ограждений, после чего образовавшаяся мерзлотная зона становится мощным аккумулятором холода, способствующим поддержанию стабильного температурного режима в помещениях.
Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин– в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.
Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента – компрессор и дросселирующее устройство.
Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.
Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.
Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.
Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.
Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.
Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.
Из холода в жар
Однако здесь есть некоторые тонкости — эффективность холодильной машины уменьшается при падении температуры на испарителе и ее росте на конденсаторе. Это связано с тем, что теплообмен между двумя веществами происходит тем быстрее, чем больше разница их температур. А поскольку температура кипения хладагента постоянна, то, чем ниже температура в испарителе, тем медленнее идет теплообмен и тем меньше тепла он вырабатывает при той же потребляемой мощности. И при температуре окружающей среды до -5…-10°С эффективность кондиционера как отопительного прибора становится невысока.
Поэтому использовать кондиционер для отопления дома или квартиры можно, только если температура зимой не падает ниже -5°С.
В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.
Виды компрессоров
Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.
Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.
Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:
- Несбалансированность однопоршневого компрессора является причиной высокого уровня шума и вибраций при работе.
- Большое количество движущихся деталей приводит к ускоренному износу и снижению ресурса.
- Опасность поломки при быстром повторном пуске. Сразу после остановки в цилиндре компрессора наличествует высокое давление. Если в этот момент включить компрессор, создается критическая нагрузка на двигатель, могущая привести к его повреждению.
Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.
Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.
Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.
Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.
Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.
Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.
Типы хладагентов
В качестве хладагента в холодильных машинах используются различные жидкости и газы — аммиак, пропан, фреоны (смеси углеводородов). Используемый в холодильной машине хладагент сильно влияет как на ее характеристики, так и на условия эксплуатации. Например, кондиционер, заправленный фреоном R-134a (температура кипения -26,5 °С) при -30 на улице работать в режиме обогрева не будет вообще — фреон просто не вскипит в наружном блоке. Более того, попытка включения кондиционера в таких условиях с большой вероятностью приведет к его поломке — попадание жидкости (а не газа) в компрессор обычно выводит его из строя.
В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:
Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.
R410A и R407С (хлорофторокарбонат, температура кипения -51,4°С) используются взамен R22. Они не вредят экологии, но требуют большего давления для конденсации, поэтому техника, заправляемая R410 или R407, стоит дороже. Кроме того, при возникновении утечек в системе, заполненной этими фреонами, могут возникнуть проблемы. Эти фреоны состоят из нескольких компонентов, которые улетучиваются неравномерно, поэтому при утечке более чем 40 % R410A дозаправка уже невозможна. Еще хуже обстоит дело с R407C – при возникновении утечки систему следует перезаправлять полностью.
R134 (тетрафторэтан) используется в кондиционерах взамен вышедшего из употребления R12. Температура кипения R134 составляет -26,3°С, поэтому в низкотемпературной технике он не используется. Однако, хоть R134 и не вреден для озонового слоя, он относится к газам, усиливающим парниковый эффект, поэтому безвредным его назвать нельзя.
R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.
Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.
Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.
Читайте также: