Современное холодильное оборудование
Современное холодильное оборудование
Содержание
холодильник морозильник
Введение
1. Типы холодильников и их конструкция
2. Классификация бытовых холодильников и морозильников
3. Устройство и принцип действия холодильника
3.1 Принцип действия холодильника и его конструкция
3.2 Устройство холодильника
4. Эксплуатация холодильного оборудования
Заключение
Решение задач
Список литературы
Введение
Холодильники - это сооружения,
предназначенные для
Обязательным условием сохранения пищевых продуктов высокого качества является создание непрерывной холодильной цепи, которая обеспечивает воздействие на пищевые продукты низких температур на протяжении всего времени с момента производства или заготовки продукта до момента его потребления.
Холодильники, расположенные в различных районах страны, являются звеньями непрерывной холодильной цепи, а связь между ними осуществляется холодильным транспортом.
Искусственный холод применяют во многих отраслях народного хозяйства для получения температур ниже температуры окружающей среды.
В химической промышленности его используют при производстве аммиака, удобрений и ряда синтетических материалов, в машиностроении - для низкотемпературной закалки металлов, в строительстве - для замораживания грунта и охлаждения бетона. С помощью холода создаются искусственный климат в закрытых помещениях (кондиционирование воздуха) и искусственные ледяные катки. Его используют в фармацевтической промышленности и медицине, а также при испытании многих материалов и изделий. Но особенно велико значение искусственного холода для сохранения скоропортящихся продуктов.
1. Типы холодильников и их особенности
По назначению различают производственные, заготовительные, распределительные, базисные, перевалочные, торговые, а также транспортные холодильники.
Производственные холодильники. Их обычно строят при пищевых предприятиях (мясокомбинатах, рыбоперерабатывающих заводах, молочных заводах и т.п.). Производственные холодильники предназначены для первичной холодильной обработки (охлаждения, замораживания), а также для кратковременного (10 - 20 дней) хранения сырья и готовой продукции.
Особенность этих холодильников - большая производительность устройств для охлаждения и замораживания готовой продукции и сравнительно небольшая емкость для хранения продуктов. Наиболее распространены производственные холодильники емкостью 500 - 5000 т с производительностью морозильных камер 20 - 100 т в сутки.
Заготовительные холодильники.
В холодильниках, сооружаемых в
районах заготовки пищевых
Заготовительные холодильники так же, как и производственные, оснащены мощными холодильными установками. Они являются первым звеном непрерывной холодильной цепи.
Распределительные холодильники.
Холодильники предназначены для
равномерного снабжения населения
продуктами питания в течение
всего года. Их размещают в городах
и промышленных центрах. В сезон
заготовок на распределительном
холодильнике создают резервные
запасы продуктов. На распределительные
холодильники продукты поступают с
производственных и заготовительных
холодильников в охлажденном
и замороженном видах. Поэтому на
распределительных
Распределительные холодильники
бывают универсальные и
Кроме распределительных
холодильников существуют так называемые
базисные холодильники емкостью 2000-15000
т, предназначенные для
Перевалочные холодильники.
Они предназначены для
Торговые холодильники. Для кратковременного хранения продуктов, поступающих в торговую сеть, предназначены торговые холодильники. Продукты на такие холодильники поступают с распределительных холодильников. Различают холодильники продовольственных баз емкостью 10-500 т и предприятий торговли и общественного питания (магазинов, столовых, ресторанов, кафе) емкостью до 10 т.
Продолжительность хранения
продуктов на холодильниках
Транспортные холодильники.
Они предназначены для
Основным показателем, характеризующим холодильник, является его емкость.
Емкость холодильника характеризуется массой груза в тоннах, которую одновременно можно хранить в камерах холодильника.
В зависимости от объемной массы груза, его упаковки и способа укладки разные продукты занимают разный объем и площадь. Так, в 1 м3 грузового объема холодильной камеры мороженого мяса, уложенного в штабель, размещается 0,3-0,45 т, а масла, упакованного в ящики или бочки, - 0,54-0,65 т. Для размещения одного и того же количества требуются размеры камер для мороженого мяса в 1,5-1,8 раза больше, чем размеры камер для масла.
Поэтому, чтобы по емкости можно было судить о размерах холодильника, емкость принято выражать условной емкостью.
Условной емкостью называют
массу груза, которую можно одновременно
поместить в камерах
По емкости в условных тоннах различают следующие группы холодильников: мелкие (до 10 т), малые (до 500 т), средние (до 5000 т), крупные (свыше 5000 т).
Размеры домашних холодильников характеризуются внутренним объемом шкафа в литрах. Емкость выпускаемых домашних холодильников 80-240 л.
В камерах средних и
крупных холодильников
Ограждения холодильников имеют такую конструкцию, которая препятствует проникновению тепла и влаги в помещения, где температура ниже температуры окружающей среды. В состав всех внешних ограждений (стен, полов, потолков) введены слои эффективных тепло - и влагоизоляционных материалов. Все охлаждаемые помещения устраивают без окон.
2. Классификация бытовых холодильников и морозильников
Бытовые холодильники компрессионного
и абсорбционного типа выпускаются
в соответствии с требованиями ГОСТ
16317-87 "Приборы холодильные
Стандарт распространяется
на бытовые электрические
Холодильные приборы подразделяют по назначению на:
* холодильники;
* морозильники (М);
* холодильники-морозильники (MX).
По способу получения холода на:
* компрессионные (К);
* абсорбционные (А);
* термоэлектрические (ТЭ).
По способу установки на:
* напольные типа шкаф (Ш);
* напольные типа стол (С).
По числу камер на:
* однокамерные;
* двухкамерные (Д);
* трехкамерные (Т).
По способности работать при максимальных температурах окружающей среды подразделяют на исполнения:
* холодильники:
SN, N - не выше 32 °С;
ST - не выше 38 °С;
Т - не выше 43 °С;
* морозильники и холодильники-
N - не выше 32 °С;
Т - не выше 43 °С.
Однокамерные холодильники подразделяют:
* по наличию
однокамерные с НТО;
однокамерные без НТО;
* по температуре в НТО на:
с температурой не выше минус 6 °С (маркируется одной звездочкой);
с температурой не выше минус 12 °С (маркируется двумя звездочками);
с температурой не выше минус 18 °С (маркируется тремя звездочками).
Обозначение на двери морозильной камеры (МК) маркируется одной большой и тремя малыми звездочками.
В зависимости от выполняемых функций холодильные приборы подразделяют на группы сложности:
Выполняемая функция |
Группа сложности и наличие выполняемой функции |
||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
Хранение охлажденных продуктов |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Хранение замороженных продуктов при температуре: минус 6 °С минус 12 °С минус 18 °С |
+ |
- + |
- + |
- + |
+ + |
- |
|
Замораживание продуктов |
- |
- |
- |
- |
- |
||
Размораживание продуктов специальным устройством |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Автоматическое оттаивание испарителя холодильной камеры (при его наличии) |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
|
Автоматическое или |
- |
- |
- |
+ |
- |
- |
|
Ручное оттаивание испарителя НТО |
- |
- |
- |
- |
+ |
- |
|
Световая сигнализация о режимах работы |
+ |
+ |
- |
- |
- |
- |
|
Звуковая сигнализация о нарушении правил эксплуатации |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
|
3. Устройство и принцип действия холодильника
3.1 Принцип действия холодильника и его конструкция
Принцип действия работы компрессорного холодильника показан на рисунке 1.
Рис.1 Принцип действия работы холодильника (1 - мотор-компрессор, 2 - защитно-пусковое реле, 3 - терморегулятор, 4 - внутренняя лампа освещения холодильника, 5 - испаритель, 6 - фильтр-осушитель, 7 - конденсатор, 8 - капилляр, 9 - включатель лампы).
Теоретической основой, на которой
построен принцип работы холодильников,
является второе начало термодинамики.
Охлаждающий газ в
Основными составляющими частями холодильника являются:
компрессор, получающий энергию от электрической сети.
конденсатор, находящийся снаружи холодильника
испаритель, находящийся внутри холодильника
терморегулирующий расширительный вентиль, ТРВ, являющийся дросселирующим устройством
хладагент, циркулирующее в системе вещество с определёнными физическими характеристиками.
Мотор - компрессор (1), засасывает газообразный фреон из испарителя, сжимает его, и через фильтр (6) выталкивает в конденсатор (7).
В конденсаторе, нагретый в
результате сжатия фреон остывает до
комнатной температуры и
Жидкий фреон, находящийся под давлением, через отверстие капиляра (8) попадает во внутреннюю полость испарителя (5), переходит в газообразное состояние, в результате чего, отнимает тепло от стенок испарителя, а испаритель, в свою очередь, охлаждает внутреннее пространство холодильника.
Этот процесс повторяется до достижения заданной терморегулятором (3) температуры стенок испарителя.
При достижении необходимой температуры терморегулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается.
Через некоторое время, температура в холодильнике (за счет воздействия внешних факторов) начинает повышаться, контакты терморегулятора замыкаются, с помощью защитно-пускового реле (2) запускается электродвигатель мотор - компрессора и весь цикл повторяется сначала.
Принцип действия абсорбционного холодильника.
В абсорбционном водоаммиачном холодильнике используется свойство одного из широко распространённых хладагентов -- аммиака -- хорошо растворяться в воде (до 1000 объёмов аммиака на 1 объём воды). В этом случае требуемое для любого испарительного холодильника удаление газообразного хладагента из змеевика испарителя осуществляется путём поглощения его водой, раствор аммиака в которой, далее, должен быть перекачан в специальную ёмкость (десорбер / генератор) и там подвергнут разложению на аммиак и воду путём нагрева. Пары аммиака и воды из неё, под давлением поступают в устройство разделения (ректификационная колонна), где происходит отделение воды от паров аммиака. Далее практически чистый аммиак попадает в конденсатор, где, охлаждаясь, конденсируется и через дроссель снова поступает в испаритель для испарения. Такая тепловая машина может использовать для перекачки раствора хладагента разнообразные приспособления, например, в том числе и струйные насосы, и не иметь движущихся механических частей. Помимо аммиака и воды, могут использоваться и другие пары веществ -- например, раствор бромистого лития, ацетилен и ацетон. Преимущества абсорбционных холодильников -- бесшумность работы, отсутствие движущихся механических частей, возможность работы от нагрева прямым сжиганием топлива, недостаток -- плохие удельные показатели холодопроизводительности на единицу объёма.
1. Водород поступает в трубку с жидким аммиаком;
2. Смесь аммиака с водородом
поступает в испаритель. За счет
снижения парциального
3. Аммиачно-водородная смесь возвращается в абсорбер, аммиак растворяется в воде а водород поднимается вверх;
4. Конденсатор аммиака.
Тепло, выделившееся при
5. Горячий газообразный аммиак;
6. Сепаратор в теплоизоляции. В нем газообразный аммиак отделяется от воды;
7. электронагреватель;
8. Сборник раствора аммиака в воде.
Принцип действия термоэлектрического холодильника.
Термоэлектрический
Принцип действия холодильника на вихревых охладителях.
Охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей.
Распространения не получил из-за большой шумности, необходимости подвода сжатого (до 10-20 Атм) воздуха и очень большого его расхода, низкого КПД. Достоинства -- большая безопасность использования, так как не используется электричество и нет ни движущихся механических частей, ни опасных химических соединений в конструкции; долговечность, надёжность.
3.2 Устройство холодильника
Упрощенно представляя, холодильник состоит из изотермического шкафа и электрического оборудования (холодильного агрегата).
Корпус
Корпус является несущей конструкцией, поэтому должен быть достаточно жестким. Его изготавливают из листовой стали толщиной 0,6-0,1 мм. Герметичность наружного шкафа обеспечивается пастой ПВ-3 на основе хлорвиниловой смолы. Поверхность шкафа фосфатируют, затем грунтуют и дважды покрывают белой эмалью МЛ-12-01, ЭП-148, МЛ-242, МЛ-283 или др. Выполняют это с помощью краскопультов или в электростатическом поле. Поверхность сервировочного столика, если таковой имеется, покрывают полиэфирным лаком.
В последнее время для изготовления корпуса холодильника все чаще применяют ударопрочные пластики. Благодаря этому сокращается расход металла и уменьшается масса холодильного прибора.
Внутренние шкафы
Металлические внутренние шкафы
из стального листа толщиной 0,7 -
0,9 мм изготавливают методом
Пластмассовые камеры изготавливают из АБС-пластика или из ударопрочного полистирола методом вакуум-формирования. АБС (акрилбутадиеновый стирол) обладает высокими механическими свойствами и стойкостью по отношению к хладону (фреону). Детали из АБС-пластика, покрытые хромом и никелем, широко применяются в декоративных целях. АБС-пластики отечественного производства по физико-механическим свойствам делятся на четыре группы:
АБС-0903 средней ударной вязкости;
АБС-1106Э, АБС-1308, АБС-1530, АБС-2020 повышенной ударной вязкости;
АБС-2501К, АБС-2512Э, АБС-2802Э высокой ударной вязкости;
АБС-0809Т, АБС-0804Т, АБС-1002Т повышенной теплостойкости.
АБС-пластики выпускаются в виде гранул диаметром не более 3 мм и длиной 4-5 мм или в виде порошка и перерабатываются литьем под давлением, выдуванием, термоформованием. Камеры у морозильников и камеры низкотемпературных отделений холодильников металлические - из алюминия или нержавеющей стали. Стальные камеры более долговечны, гигиеничны, но они увеличивают массу холодильника и требуют особых способов крепления к наружному корпусу для наиболее эффективной теплоизоляции от окружающей среды.
К преимуществам пластмассовых
камер относятся
Двери.
Изготовляют из стального
листа толщиной 0,8 мм методом штамповки
и сварки. В некоторых моделях
холодильников двери
Дверь холодильника состоит из наружной и внутренней панелей, теплоизоляции между ними и уплотнителя. Панели двери изготовляют из ударопрочного полистирола методом вакуум-формования. Толщина листа 2-3 мм. У большинства холодильников двери открываются слева направо. В всех современных холодильниках предусмотрена перенавеска двери, т.е. возможность открывания двери справа налево. У настенных холодильников дверь двухстворчатая.
Дверь холодильника должна
плотно прилегать к дверному проему,
иначе теплый воздух будет проникать
в камеру. Для обеспечения герметичности
внутреннюю сторону двери по всему
периметру окантовывают магнитным
уплотнителем разного профиля. В
холодильниках старых конструкций
применялись резиновые
Двери в закрытом положении
удерживаются с помощью механических
(чаще куркового типа) или магнитных
затворов. Последние наиболее распространены.
При их наличии ручку двери
можно расположить на разной высоте,
исходя из требований технической эстетики.
Замена дверных петель специальными
навесками, укрепляемыми сверху и снизу
двери, уменьшает общие габариты
холодильника при открывании двери,
что важно при установке
Теплоизоляция.
Теплоизоляцию применяют для защиты холодильной камеры от проникновения тепла окружающей среды и прокладывают по стенкам, верху и дну холодильного шкафа и холодильной камеры, а также под внутренней панелью двери. От теплоизоляционных материалов требуется, чтобы они обладали низким коэффициентом теплопроводности, небольшой объемной массой, малой гигроскопичностью, влагостойкостью, были огнестойкими, долговечными, дешевыми, биостойкими, не издавали запаха, а также были механически прочными. Для теплоизоляции шкафа и двери холодильников применяют штапельное стекловолокно МТ-35, МТХ-5, МТХ-8, минеральный войлок, пенополистирол ПСВ и ПСВ-С и пенополиуретан ППУ-309М.
Минеральный войлок изготовляют из минеральной ваты путем обработки ее растворами синтетических смол. Исходным сырьем для получения минеральной ваты служат минеральные породы (доломит, доломитоглинистый мергель), а также металлургические шлаки.
Стеклянный войлок - разновидность искусственного минерального войлока. Он состоит из тонких (толщина 10-12 мк) коротких стеклянных нитей, связанных синтетическими смолами. Теплоизоляция из стеклянного войлока и супертонкого волокна биостойка, не имеет запаха, обладает водоотталкивающим свойством, удобно и быстрее стареют, со временем теряют товарный вид, менее долговечны и менее прочны по укладывается и поэтому часто применяется.
Пенополистирол - синтетический теплоизоляционный материал. Он представляет собой легкую твердую пористую газонаполненную пластмассу с равномерно распределенными замкнутыми порами. Теплоизоляцию из пенополистирола получают вспениванием жидкого полистирола непосредственно в простенках холодильной камеры и корпуса шкафа холодильника.
Пенополиуретан - пенопласты мелкопористой жесткой структуры, полученные путем вспучивания полиуретановых смол с применением соответствующих катализаторов и эмульгаторов. Для повышения теплозащитных свойств в качестве вспучивающего газа применяют хладон-11 и др. Процесс пенообразования и затвердевания пены происходит в течение 10-15 мин при температуре до 5 °С. Пенополиуретан обладает малой объемной массой, низким коэффициентом теплопроводности, влагостоек. Его можно вспенивать непосредственно в холодильном шкафу. При этом он равномерно и без воздушных полостей заполняет все пространство в простенках, хорошо склеивается со стенками, повышая прочность шкафа.
В зависимости от качества теплоизоляционных материалов толщина изоляции в стенках шкафа холодильника может быть от 30 до 70 мм, в двери - от 35 до 50 мм. Замена теплоизоляции из стекловолокна изоляцией из пенополиуретана позволяет при одних и тех же габаритах корпуса увеличить объем холодильника на 25%.
Затворы и уплотнители дверей.
Ранее в холодильниках
применялись курковые и секторные
затворы дверей. В современных
холодильниках применяются
Магнитные затворы представляют собой эластичную магнитную вставку, помещенную в уплотнительный профиль на внутренней панели двери. При закрывании двери она плотно притягивается к металлическому корпусу. Исходным сырьем для получения магнитных материалов служит феррит бария ВаО в смеси с каучуками или поливиниловыми и другими смолами, придающими ему гибкость. Изготовленные ленты эластичного магнита намагничивают в магнитном поле.
Притягивая уплотнитель к шкафу по всему периметру, магнитный затвор обеспечивает хорошее уплотнение и в то же время не требует усилий для открывания двери, которое необходимо проверять динамометром с погрешностью +1 Н. Динамометр прикрепляют к ручке на расстоянии, наиболее отдаленном от шарниров. Усилие при этом должно быть направлено перпендикулярно плоскости двери.
Для дверных уплотнителей
в холодильниках с курковыми
и секторными затворами применяют
пищевую резину, с магнитными затворами
- поливинилхлоридные и полихлорвиниловые
уплотнители с магнитной
В холодильниках с магнитным затвором уплотнитель притягивается к шкафу силой притяжения магнита, при этом профиль уплотнителя растягивается. Уплотнитель имеет два баллона. Баллон прямоугольного сечения, в котором находится магнитная вставка, прижимается передней плоскостью к шкафу. Толщина стенки баллона существенно влияет на силу притяжения уплотнителя и не превышает 0,45 мм. Баллон "гармошка" служит для компенсации небольшого свободного хода двери. В свободном состоянии уплотнителя "гармошка" несколько сжата и при отходе двери растягивается, препятствуя отрыву уплотнителя от шкафа. Для эффективной работы профиль баллона "гармошка" имеет небольшое сопротивление растяжению, что обеспечивается тонкими стенками баллона, а также соответствующей конфигурацией его.
Магнитные вставки узлов уплотнения делают прямоугольного сечения. Их изготовляют из эластичных многокомпонентных ферритонаполненных композиций. Улучшить магнитные, физико-химические и термомеханические свойства, а также технико-экономические показатели магнитных эластичных вставок стало возможным благодаря использованию новых полимерных композиций на основе сополимеров ЭВА.
Уплотнение двери следует проверять, не включая холодильник в сеть. Бумажная полоска шириной 50 мм и толщиной 0,08 мм, заложенная между уплотнителем двери и закрываемой поверхностью шкафа, ни в одном месте не должна свободно перемещаться.
Электрическое оборудование холодильников.
К электрическому оборудованию
бытовых холодильников
* электрические нагреватели:
для обогрева генератора в
абсорбционных холодильных
* электродвигатель компрессора
(это относится к
* проходные герметичные
контакты для соединения
* осветительная аппаратура, предназначенная для освещения холодильной камеры;
* вентиляторы: для обдува
конденсатора холодильного
К приборам автоматики бытовых холодильников относятся:
* датчики-реле температуры
(терморегуляторы) для
* пусковое реле для
автоматического включения
* защитное реле для
предохранения обмоток
* приборы автоматики для удаления снежного покрова со стенок испарителя.
4. Эксплуатация холодильного оборудования
Цель технической эксплуатации
холодильной установки - установление
и поддержание заданных температурно-влажностных
режимов в охлаждаемых
Правильная организация технической эксплуатации холодильной установки должна отвечать требованиям:
надежности и долговечности эксплуатируемого холодильного оборудования;
безопасности и безаварийности в работе.
Затраты на производство холода,
связанные с экономией
Важным условием нормальной эксплуатации холодильной установки является наличие специально подготовленного персонала. Персонал, обслуживающий холодильную установку, должен руководствоваться технической документацией на холодильную установку, производственными инструкциями по обслуживанию всей установки в целом, а также отдельных ее агрегатов и элементов.
При экономичной безопасной
эксплуатации холодильной установки
необходимо соблюдать оптимальный
режим ее работы, оснащать установку
контрольно-измерительными приборами,
приборами автоматического
На предприятиях торговли
и общественного питания