Системы охлаждения камер холодильников

Системы подразделяют по виду охлаждающей среды и способу распределения рабочего вещества по объектам охлаждения ‑ на системы непосредственного охлаждения и системы охлаждения с промежуточным хладоносителем.

При непосредственном охлаждении (рис. 2) хладагент подается непосредственно в камеру холодильника и, испаряясь в батареях, обусловливает охлаждение окружающей среды. Теплота от объектов отводится непосредственно холодильным агентом, протекающим в приборах охлаждения, которые одновременно выполняют роль испарителя холодильной машины и располагаются в охлаждаемых помещениях. Схема непосредственного охлаждения проста и эффективна. Недостаток ее заключается в том, что при возникновении неплотностей в трубопроводах хладагент может попасть в камеру хранения.

В системах охлаждения с промежуточным хладоносителем (рассольное охлаждение) теплота от объектов отводится промежуточным жидким хладоносителем, протекающим в приборах охлаждения. Циркуляция хладоносителя осуществляется в приборах охлаждения центробежными насосами.

Рисунок 2 ‑ Схема непосредственного (А) и рассольного (Б)

охлаждения камер холодильников:

1 ‑ конденсатор; 2 ‑ испаритель; 3 ‑ регулирующий вентиль; 4 ‑ бак с рассолом; 5 ‑ насос; 6 ‑ батарея охлаждения

В системах охлаждения с промежуточным хладоносителем исключается проникновение холодильного агента в охлаждаемые помещения, так как испаритель и все его трубопроводы находятся в машинном отделении.

В системе рассольного охлаждения требуется больше трубопроводов и дополнительный насос подачи хладоносителя, что делает установку дороже.

Отвод теплоты от охлаждаемых (замораживаемых) объектов осуществляют путем их контакта непосредственно с рабочей средой (холодильным агентом, хладоносителем) или со средой через разделяющую их стенку либо через подвижную промежуточную среду. В качестве промежуточной среды чаще всего используют воздух или специальную газовую среду.Поэтомув зависимости от условий отвода теплоты от охлаждаемых объектов и продуктов холодильные системы подразделяют на системы с контактным и бесконтактным охлаждением.

При контактном способе отвода теплоты объект погружают в охлаждающую среду или орошают ею. Теплообмен характеризуется высокой интенсивностью, небольшой продолжительностью, незначительной потерей массы продукта. Недостаток ‑ возможное ухудшение качества продуктов при непосредственном контакте с некоторыми средами.

По бесконтактному способу охлаждения работают системы батарейного охлаждения, воздушная и смешанная системы охлаждения.

При батарейном охлаждении теплота отводится батареями (пристенными, потолочными) при естественной скорости движения воздуха у батарей.

При воздушном охлаждении теплота отводится воздухоохладителем при принудительной циркуляции воздуха. В этом случае воздух перемещается вентилятором, скорость его может достигать 10 м/с и более.

При смешанной системе охлаждения камеру оборудуют батареями и воздухоохладителями.

Батарейную систему охлаждения применяют в камерах хранения неупакованных мороженых продуктов, так как при использовании воздушных систем наблюдаются повышенные потери массы.

Однако батарейная система имеет существенные недостатки ‑ большую неравномерность полей влажности и температуры воздуха в помещении, недостаточную интенсивность теплообмена между воздухом и продуктом, воздухом и поверхностью приборов охлаждения и т.д., поэтому ее заменяют воздушной системой.

В воздушных системах различают системы канального и бесканального распределения воздуха. В первом случае в помещении располагают два или один канал (более подробно будет рассмотрено позже).

В бесканальной системе воздух в помещение подается воздухоохладители (скорость выходящего из них воздуха может достигать 10…15 м/с, но в результате смешивания с воздухом камеры скорость воздушного потока в дальнейшем быстро гасится).

В камерах хранения широко применяют компактные воздухоохладители (рис. 3). Их можно устанавливать около стен (постаментные), на антресолях, либо подвешивать к потолку.

Воздухоохладители монтируют как единый, заключенный в общий кожух блок, состоящий из испарителя, холодильной установки, увлажнителя и вентилятора. Воздух при помощи вентилятора поступает из камеры холодильника к испарителю холодильной установки, охлаждается, затем направляется к увлажнителю, где он увлажняется, и возвращается в камеру хранения.

Рисунок 3 – Воздухоохладители потолочные

В смешанных системах охлаждения камер сочетают батареи и воздухоохладители. В этом случае достигается комбинирование положительных характеристик обеих систем.

Система кожухового охлаждения камер холодильников (рис. 4). В этом случае камера хранения окружается воздушной полостью, в которой размещают элементы охлаждения и вентилятор для перемешивания воздуха. Так как охлаждающие элементы отделены от камеры хранения, намораживания влаги на них с образованием снеговой «шубы» не происходит (в других системах охлаждения это неизбежно).

В камерах с кожуховым охлаждением поддерживается одновременно низкая температура и очень высокая влажность воздуха, причем оба параметра почти постоянны. При правильном функционировании системы в камере не происходит подмораживания или отпотевания продукции.

По способу размещения основного оборудования — на системы централизованного или децентрализованного охлаждения.

В современных проектах предусматривается монтаж отдельной холодильной установки на каждую камеру холодильника (децентрализованная система). Это дает возможность поддерживать в каждой камере автономный режим хранения применительно к требованиям каждого вида и сорта продукции.

Рисунок 4 ‑ Схема «кожухового» охлаждения камер холодильников

Для охлаждения камер холодильников применяют преимущественно компрессорные холодильные установки.