EA026061B1

EA026061B1 - Морозильный аппарат и способ его эксплуатации

Info

Publication number: EA026061B1
Application number: EA201590233A
Authority: EA
Inventors: Леони Мартини Дикс-Вармердам; Ханс Хоогланд; Георгиос Тетрадис-Маирис
Original assignee: Юнилевер Н.В.
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2017-02-28
Also published as: CN104662383A; ES2615879T3; US9629380B2; US20150272162A1; EP2901093B1; EP2901093A1; WO2014048657A1; CN104662383B; EA201590233A1

Abstract

Морозильный аппарат для хранения замороженных кондитерских изделий, содержащий, по существу, герметичную камеру для хранения замороженных кондитерских изделий, выполненную с возможностью открытия, и имеющий нижнюю область и верхнюю область, причем нижняя область содержит средства циркулирования воздуха для направления воздуха от нижней области к верхней области и охлаждающие средства для охлаждения камеры.

Description

Настоящее изобретение относится к морозильному аппарату, содержащему замороженные кондитерские изделия, и способу его эксплуатации.

Уровень техники

Замороженные кондитерские изделия, реализуемые в магазинах розничной торговли, обычно хранят в морозильном аппарате. Такие морозильные аппараты как правило аналогичны бытовым морозильным приборам, имеющим камеру, в которой хранятся замороженные кондитерские изделия, охлаждаемые холодильным устройством.

Большинство замороженных кондитерских изделий должны храниться в узком диапазоне температур для поддержания качества продукта. При этом одним недостатком таких морозильных аппаратов является их чувствительность к большим градиентам температур. Такие градиенты температур возникают вследствие того факта, что теплый воздух является менее плотным, чем холодный воздух, а также потому, что большая часть поступления тепла осуществляется через верхнюю поверхность камеры, поскольку стенки и основание обычно выполняют теплоизолированными.

Часто данный градиент температур является вполне допустимым, и может существовать большая разность температур между средней температурой продукта и хладагента для компенсации тепла, поступающего в шкаф через крышку. Кроме того, чтобы исключить превышение максимально допустимой температуры продукта, температура охлаждения должна быть установлена значительно ниже температуры продуктов, особенно тех, которые расположены возле поверхности камеры.

Также могут быть предприняты шаги для создания циркуляции воздуха внутри морозильного аппарата, чтобы обеспечить турбулентное смешивание воздуха, например, с помощью установки лопастных вентиляторов, и, таким образом, устранения градиентов температур внутри морозильного аппарата с помощью перемещения основной массы воздуха. Такие меры позволяют обеспечить равномерную температуру внутри морозильного аппарата. Однако, несмотря на то, что морозильный аппарат может работать при температуре, близкой к максимально допустимой температуре, чем в случае с неподвижным воздухом, это неожиданно приводит к увеличению потребления энергии. Это происходит, во-первых, вследствие потребности в энергии на перемешивание воздуха, а во-вторых, потому, что поток основной массы воздуха вблизи поверхности морозильного аппарата увеличивает скорость переноса тепла через поверхность, увеличивая нагрузку на холодильную установку.

Таким образом, улучшения в работе таких морозильных аппаратов будут весьма желательны. Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к морозильному аппарату для хранения замороженных кондитерских изделий, содержащему, по существу, герметичную камеру для хранения замороженных кондитерских изделий, выполненную с возможностью открытия, и имеющему нижнюю область и верхнюю область, причем нижняя область содержит средства циркулирования воздуха для направления воздуха от нижней области к верхней области и охлаждающие средства для охлаждения камеры.

Обычно камера содержит основание, боковые стенки и верхнюю поверхность. Камера также содержит отверстие, чтобы обеспечить потребителю возможность извлечения выбранного продукта. Для верхней поверхности выполнена общая конструкция для размещения смотрового окна, так что потребитель может увидеть замороженные кондитерские изделия перед тем, как открыть камеру, чтобы взять выбранный продукт. Во многих случаях смотровое окно занимает всю верхнюю поверхность морозильного аппарата в так называемых морозильных аппаратах со стеклянной крышкой. Также общепринятым для камер является наличие корзин, которые содержат замороженные кондитерские изделия и предотвращают их контакт с холодными стенками камеры.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу эксплуатации такого морозильного аппарата, в котором средствами циркулирования воздуха управляют таким образом, что поддерживается градиент температур между воздухом в нижней области и более теплым воздухом в верхней области.

Такое перемешивание не вызывает волнение воздуха, находящегося в контакте с верхней поверхностью камеры, и, в связи с этим, градиент температур только уменьшается, но не устраняется.

Уменьшение градиента по сравнению с тем, который будет существовать в конструкции с полностью неподвижным воздухом, означает, что температура у основания морозильного аппарата не должна быть слишком низкой и, таким образом, тепловая нагрузка на охлаждающие средства снижается и потребляется меньше энергии.

Кроме того, в отличие от случая работы с основной массой турбулентных потоков воздуха, воздух у поверхности не подвержен волнению, так что отсутствует увеличение тепла, втекающего в камеру вследствие работы средств циркулирования воздуха.

В результате неожиданно было обнаружено, что выполнение средств циркулирования воздуха обеспечивает только плавное перемешивание, и градиент температур сохраняется, при этом потребляемая охлаждающими средствами энергия снижается и, кроме того, указанное снижение превышает дополнительные затраты энергии на работу вентилятора.

В частности, для заданной максимальной температуры продукта общая потребленная энергия неожиданно оказалась даже меньше, чем энергия, потребляемая в конструкции с полностью неподвижным

- 1 026061 воздухом, даже в случае дополнительных затрат энергии средствами циркулирования воздуха.

Обычно, средства циркулирования воздуха являются единственным источником создаваемого воздушного потока, а другие источники воздушного потока являются неактивными.

Для обычного морозильного аппарата для мороженого максимально допустимая температура продукта составляет -18°С. Таким образом, температура воздуха и продуктов в верхнем конце камеры предпочтительно составляет от -20 до -18°С. В нижнем конце камеры температура предпочтительно составляет от -24 до -22°С.

Градиент температур в морозильном аппарате является таким, что разница в средней температуре воздуха и температуре продуктов между верхним концом камеры и нижним концом камеры составляет от 1,0 до 4,0°С, более предпочтительно от 1,5 до 3,5°С.

В данном изобретении по существу, герметичная означает, что камера полностью или почти полностью изолирована от окружающего воздуха. При этом возможны незначительные нарушения герметичности камеры, например, в связи с наличием вентиляционных отверстий или каналов вследствие прикрепленных вентиляторов или другого оборудования. В любом случае, такие отверстия будут незначительными и не смогут вызвать массового перемещения воздуха внутри камеры, а только образуют канал для распространения или рассеивания воздуха.

Как указывалось выше, средствами циркулирования воздуха управляют только, чтобы обеспечить плавное перемешивание воздуха, в целом, в восходящем направлении от нижней области камеры к верхней области камеры. Таким образом, воздух плавно выталкивается вверх, уменьшая градиент температуры путем перемещения холодного воздуха в более теплую область, расположенную выше, но не вызывая волнения воздуха, находящегося в контакте с верхней поверхностью камеры.

Средствами циркулирования воздуха являются вентиляторы, встроенные в корзины для продуктов.

Далее изобретение будет проиллюстрировано следующими примерами со ссылкой на следующие фигуры, на которых на фиг. 1 схематично показана нижняя сторона корзины для вставки в камеру морозильного аппарата в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 схематично показан вид сбоку корзины, показанной на фиг. 1.

Примеры

Шкаф морозильного аппарата модели УТ300, содержащий корзины для продуктов, был заполнен до обычного уровня кондитерскими изделиями в виде мороженого. Морозильный аппарат был переоборудован с помощью установки вентиляторов малого размера в основании каждой корзины, как показано на фиг. 1. Корзины также имели удлинение основания диффузора для распределения восходящего воздушного потока от вентилятора более широко по всей корзине, что также показано на фиг. 1.

Морозильный аппарат работал в режиме неподвижного воздуха с выключенными вентиляторами и в режиме, когда вентиляторами создавались плавные восходящие потоки воздуха. Температура окружающего воздуха снаружи морозильного аппарата поддерживалась равной 25°С при относительной влажности воздуха 60%. В обоих случаях морозильный аппарат работал для поддержания максимальной температуры продукта -18 °С. Для обоих режимов работы были измерены распределение температур внутри морозильного аппарата и потребление энергии. Результаты показаны ниже в таблице.

	Исходная конфигурация	С вентиляторами	Разница
Общее потребление энергии	2,909 кВт/24ч	2,784 кВт/24ч	4,3%
Потребление энергии электроприбором	2,909 кВт/24ч	2,708 кВт/24ч	6,9%
Потребление энергии вентилятором	0 кВт/24ч	0,077 кВт/24ч
Продолжительность работы компрессора	44,4 %	40,1 %	9,6 %
Наиболее теплое мороженое	-18,0°С	-18,0°С	0%
Средняя температура верхних слоев мороженого в корзине	-18,6°С	-18,4°С	0,2 К
Средняя температура нижних слоев мороженого в корзине	-23,7°С	-20,8°С	2,9 К
Разница температур в среднем верхнем и среднем нижнем слое мороженого	5,1 К	2,4 К	2,7 К

Результаты получены при 25°С, относительной влажности 60% и наиболее теплом мороженом при -18°С.

- 2 026061

Очевидно, что плавная работа вентиляторов уменьшает градиент температур с 5,1°С до 2,4°С, что делает возможным повышение температуры в основании корзины морозильного аппарата с -23,7°С до -20,8°С, по существу, без изменения температуры в верхней части морозильного аппарата с -18,6°С на -18,4°С. Более высокая температура в нижней части морозильного аппарата означает, что нагрузка при охлаждении была снижена и было потреблено меньше энергии. Неожиданно выяснилось, что сэкономленная таким образом энергия превышает энергию, затраченную на работу вентиляторов, что приводит к снижению общего потребления энергии по сравнению с режимом работы с неподвижным воздухом.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Морозильный аппарат для хранения замороженных кондитерских изделий, содержащий, по существу, герметичную камеру для хранения замороженных кондитерских изделий, выполненную с возможностью открытия, и имеющий нижнюю область и верхнюю область, причем нижняя область содержит средства циркулирования воздуха для направления воздуха от нижней области к верхней области и охлаждающие средства для охлаждения камеры, и в котором камера имеет основание, стенки и верхнюю поверхность, содержащую смотровое окно, причем обеспечена возможность управления средствами циркулирования воздуха таким образом, что обеспечивается плавное перемешивание воздуха, в целом, в восходящем направлении от нижней области камеры к верхней области камеры;

камера содержит корзины для содержания замороженных кондитерских изделий, а средства циркулирования воздуха содержат вентиляторы, встроенные в корзины.
2. Способ работы морозильного аппарата по п.1, согласно которому морозильный аппарат содержит замороженные кондитерские изделия, а средствами циркулирования воздуха управляют таким образом, что поддерживается градиент температур между воздухом в нижней области и более теплым воздухом в верхней области, и согласно которому градиент температур в морозильном аппарате является таким, что разница в средней температуре между этими продуктами в верхней части камеры и в нижней части камеры составляет от 1,0 до 4,0°С.
3. Способ по п.2, в котором разница в средней температуре между верхним концом камеры и нижним концом камеры составляет от 1,5 до 3,5°С.
4. Способ по п.2 или 3, в котором температура в верхнем конце камеры составляет от -20 до -18°С.
5. Способ по любому из пп.2-4, в котором температура в нижнем конце камеры составляет от -24 до -22°С.