RU197873U1 - Устройство для получения ледяной воды - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для получения льда и ледяной воды и может быть использована в различных областях промышленности, в том числе сельскохозяйственном производстве для охлаждения различных продуктов, например соков, молока и молочных продуктов, а также рыбы и рыбных продуктов и др. Устройство состоит из теплоизолированной емкости, стенки которой состоят из панельных испарителей (теплообменников), компрессорно-конденсаторного агрегата, включающего компрессор, отделитель жидкого хладагента, конденсатор, маслоотделитель и ресивер, установленных последовательно на раме из стальной профильной трубы. Все узлы компрессорно-конденсаторного агрегата, по которым циркулирует хладагент, соединены между собой медными трубами, образуя линию нагнетания и линию всасывания хладагента. На линии нагнетания хладагента установлены соленоидный клапаны и терморегулирующий вентиль, регулирующие процесс подачи хладагента. Для равномерного состояния воды теплоизолированная емкость снабжена циркуляционным насосом, который перемешивает воду в период охлаждения. Управление устройством осуществляется электронным блоком управления. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам для получения льда и ледяной воды и может быть использована в различных областях промышленности, в том числе сельскохозяйственном производстве для охлаждения различных продуктов, например, соков, молока и молочных продуктов, а также рыбы и рыбных продуктов и др.

В настоящее время в производстве широко используются различного типа генераторы ледяной воды и пищевого льда.

Однако, в большинстве случаев, это устройства сложной конструкции с высокой энергозатратной составляющей и которые требуют усовершенствования в условиях современного производства.

Известен способ получения льда циклическим методом. При реализации способа осуществляют контакт хладагента при отрицательной температуре с системой льдообразования. Система льдообразования представляет собой эластичную мембрану, одна поверхность которой касается хладагента, а другая поверхность соприкасается с водой. Периодически по мере нарастания льда на поверхности мембраны изменяют давление на мембрану с одной из сторон с самопроизвольным отделением льда от мембраны с последующим удалением отделившегося льда (патент РФ №2474772 B67D 7/80 публ. 10.02.2013 г.).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и невысокая надежность мембран.

Также промышленностью выпускаются ледогенераторы трубчатого типа, которые наиболее распространены в народном хозяйстве. Они состоят из компрессорно-конденсаторного агрегата, емкости под воду, в которой расположен трубчатый теплообменник (испаритель). В процессе намораживания, на трубках образуется лед по всему контуру испарителя и накапливается до срабатывания электродного датчика льда.

Недостатком данного генератора ледяной воды является низкая эффективность наморозки льда, ввиду ухудшения теплопередачи с ростом толщины ледяного слоя.

Наиболее близким заявляемому устройству, является генератор ледяной воды (ГЛВ), содержащий прямоугольный теплоизолированный резервуар, компрессорно-конденсаторный агрегат (ККА) с магнитным пускателем, распределенным по всему объему резервуара испарителем, а также датчиком толщины наморозки льда, делителем потока жидкого хладона и общим всасывающим коллектором хладонового пара. Датчик толщины наморозки льда связан с магнитным пускателем ККА, а испаритель ГЛВ исполнен в виде прямоугольных щелевых панелей, расположенных равномерно вертикально внутри резервуара в общем каркасе и выполненых шовной сваркой, с нижним инжектором, верхним коллектором, а также разворотной полостью, полученными методом «вздутия», причем выход ККА через делитель потока соединен с нижним инжектором каждой панели, а вход ККА - с верхним коллектором каждой панели (полезная модель п. РФ №116140 B67D 7/80, публ. 20.05.2012 г.).

Недостатком данного генератора ледяной воды является низкая эффективность наморозки льда, ввиду ухудшения теплопередачи с ростом толщины ледяного слоя.

Кроме того, в виду наличия множества панелей (10) техническое обслуживание устройства усложняется, в частности, при очистке их затрачивается рабочее время, что в условиях производства немалый минус.

Задачей полезной модели является разработка устройства упрощенной конструкции для получения ледяной воды и пищевого льда с наименьшими затратами времени и увеличение эффективности процесса наморозки льда в сравнении с аналогичными устройствами.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в снижении времени и энергозатрат при получении ледяной воды и льда для производственных нужд.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для получения ледяной воды, содержащем теплоизолированную емкость с испарителями, компрессорно-конденсаторный агрегат с магнитным пускателем, делитель потока жидкого хладона, всасывающий коллектор хладонового пара и систему трубопроводов, согласно полезной модели, теплоизолированная емкость выполнена в виде панельных испарителей с установленными электромагнитными клапанами для включения-отключения испарителей и снабжена блоком управления.

Согласно заявленного технического решения выполнение теплоизолированной емкости в виде панельных испарителей позволяет увеличить скорость процесса получения ледяной воды, а также получение льда в виде пластин, а не в виде монолита (как в прототипе), что обеспечивает большую поверхность теплообмена с теплоносителем, тем самым ускоряется процесс охлаждения продукта.

Блок управления автоматически регулирует включение-отключение испарителей, использул попеременный режим наморозки и отсоединения льда от охлаждаемой поверхности.

В процессе наморозки льда на панелях испарителей вначале происходит процесс охлаждения воды до температуры 4°С, а после идет наморозка льда попеременно чередующаяся с оттайкой (отсоединением) льда от поверхности теплообменника за счет несконденсирующегося горячего газа, тем самым обеспечивается стабильный теплообмен между испарителем и водой. В результате получают пластинчатый лед и ледяную воду.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг. 1 схематично показан общий вид заявляемого устройства, на фиг. 2 дана функциональная схема наморозки льда.

Заявляемое устройство состоит из теплоизолированной емкости, стенки которой, состоят из панельных испарителей (теплообменников) 1, компрессорно-конденсаторного агрегата, включающего компрессор 2, отделитель жидкого хладагента 3, маслоотделитель 4, конденсатор 5 и ресивер 6, установленных последовательно на раме из стальной профильной трубы. Все узлы компрессорно-конденсаторного агрегата, по которым циркулирует хладагент, соединены между собой медными трубами с запорной арматурой. Компрессорно-конденсаторный агрегат соединен с испарителями 1 через два коллектора, посредством труб образующих линию всасывания 9 и линию нагнетания 12 хладагента. На линии нагнетания 12 хладагента установлены терморегулирующие вентили 8, отдельно на боковые испарители 1 и на нижний испаритель 1. Также на линии нагнетания 12 установлены электромагнитный клапан 7 горячего газа, электромагнитный клапан 10 сконденсированного хладагента и обратный клапан 11, регулирующие процесс подачи хладагента. Для равномерного охлаждения воды в теплоизолированной емкости, она снабжена циркуляционным насосом 13, который равномерно перемешивает воду в период охлаждения. Управление устройством осуществляется электронным блоком управления 14.

При работе устройства, технологический процесс состоит из двух этапов:

1. Охлаждение. В период охлаждения необходимо достичь максимально возможный теплосъем испарителями от жидкости в теплоизолированной емкости в температурном диапазоне от +30°С до +4°С. Для этого запускается компрессор, который подает жидкий хладагент под давлением в испаритель. Хладагент отбирает тепло через панели испарителей от жидкости в емкости до достижения температуры +3°С. При этом жидкость интенсивно равномерно перемешивается циркуляционным насосом.

2. Намораживание. При достижении температуры плюс 3-4°С циркуляционный насос выключается и система переходит в режим намораживания льда. При этом боковые панели испарителя в намораживании льда не участвуют.

Этот режим состоит из двух циклов. Первый цикл - наморозка льда на нижней панели испарителя. Второй цикл - отделение намороженного слоя льда от поверхности испарителя посредством кратковременной подачи горячего газа +45°С в испаритель. При этом испаритель нагревается и лед отделяется от панели испарителя и всплывает на поверхность воды в емкости, т.к. его плотность ниже плотности воды. Таким образом, в процессе работы емкость равномерно наполняется тонкими пластами льда, образуется смесь воды со льдом, которая используется для охлаждения продукции.

Этот способ получения льда проходит интенсивно и является менее энергозатратным по сравнению с традиционными способами.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Вначале происходит охлаждение воды в теплоизолированной емкости. Для этого запускается компрессор 2, который подает хладагент под давлением через конденсатор 5, сконденсированный хладагент накапливается в ресивере 6, далее открывается электромагнитный клапан 10 хладагент проходит через терморегулирующий вентиль 8 и поступает по линии нагнетания 12 в испарители 1. В результате происходит охлаждение воды в емкости. А пары хладагента по линии всасывания 9 через влагоотделитель 3 поступают в компрессор 2. При этом вода интенсивно равномерно перемешивается циркуляционным насосом 13, который по достижении температуры +3°С выключается и система переходит в режим намораживания льда. Намораживание льда происходит только на нижней панели испарителя 1.

После наморозки льда слоем не более 5 мм на панели испарителя 1 автоматически закрывается электромагнитный клапан 10 и хладагент откачивается из испарителя 1. Далее открывается электромагнитный клапан 7 и в испаритель 1 поступает горячий газ из компрессора 2. Испаритель 1 нагревается и лед начинает отделяться от панели испарителя 1 и всплывать на водную поверхность.

При этом обратный клапан 11 закрыт и горячий газ не поступает в терморегулирующий вентиль 8, предохраняя его от выхода из строя. После наморозки льда, электромагнитный клапан 7 закрывается, сконденсированный горячий газ по линии всасывания 9 откачивается из испарителя 1 и через отделитель жидкого хладагента 3 попадает в компрессор 2. Далее через маслоотделитель 4 попадает в конденсатор 5, который автоматически запускается, сконденсированный газ поступает в ресивер 6, после чего открывается электромагнитный клапан 7 и обратный клапан 11 и хладагент поступает по линии нагнетания 12 в испаритель 1. Начинается новый процесс наморозки слоя льда.

Управление устройством осуществляется через электронный блок управления 14.

Claims (1)

1. Устройство для получения ледяной воды, содержащее теплоизолированную емкость с испарителями, компрессорно-конденсаторный агрегат с магнитным пускателем, делитель потока жидкого хладона, всасывающий коллектор хладонового пара, систему трубопроводов, отличающееся тем, что теплоизолированная емкость выполнена в виде панельных испарителей, с установленными на каждом испарителе электромагнитными клапанами для включения-отключения испарителей и снабжена блоком управления.

Images