RU2005343C1

RU2005343C1 - Device for cooling fruit and vegetable products in controllable gas environment

Info

Publication number: RU2005343C1
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Дидык; Натали Николаевна Дидык; С.И. Кулаков; Сергей Иванович Кулаков; В.А. Гудковский; Владимир Александрович Гудковский; А.С. Ильинский; Александр Семенович Ильинский; В.Я. Семашко; Виталий Яковлевич Семашко
Original assignee: Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: refrigerating equipment. SUBSTANCE: device has a gas-tight chamber, gas-proof shelter for a stack of product located in the chamber with air holes, air cooler, fan, air inlet and exhaust air conduits with holes, gas medium station in front of the fan, slew gate between the station and fan, and a motor installed behind the air cooler. The gate, air cooler, and moistener are located outside the chamber. The inlet air conduit runs on the floor along the chamber walls, and its holes face the stack side surface, and the exhaust conduit is mounted above the inlet one. The shelter is provided with heat insulation which can be snug against the stack, and its lower base edge is fastened over the inlet conduit holes. EFFECT: lower product loss in storage; higher reliability; lower consumption of energy. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильному оборудованию, а именно к холодильным камерам для хранения сельскохозяйственных растительных продуктов в измененной атмосфере. Преимущественная область использования - предприятия по заготовке, хранению и переработке плодоовощных продуктов в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и торговле. The invention relates to refrigeration equipment, in particular to refrigeration chambers for storing agricultural plant products in an altered atmosphere. The primary area of use is enterprises for the procurement, storage and processing of fruit and vegetable products in agriculture, food industry and trade.

Известны устройства для охлаждения продуктов в регулируемой газовой среде (РГС), содержащие герметичную камеру с теплоизолированными ограждающими конструкциями, воздухоохладитель, вентилятор, увлажнитель, оборудование для создания и поддержания состава газовой среды. Known devices for cooling products in a controlled gas environment (RGS), containing a sealed chamber with insulated enclosing structures, an air cooler, fan, humidifier, equipment for creating and maintaining the composition of the gas environment.

Однако известные устройства не позволяют в полной мере реализовать преимущества техники хранения продуктов в РГС ввиду размещения приборов охлаждения внутри камеры и связанных с этим неравномерностью и нестабильностью температуры в объеме штабеля. However, the known devices do not allow to fully realize the advantages of the food storage technology in the CWG due to the placement of cooling devices inside the chamber and the associated temperature unevenness and instability in the stack volume.

Наиболее близким к описываемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для хранения сельскохозяйственных растительных продуктов в РГС, содержащее герметичную камеру с теплоизолированными ограждающими конструкциями, воздухоохладитель с вентилятором, приточные и вытяжные воздуховоды с отверстиями, укрытие из газонепроницаемого материала для штабеля продукции, станцию газовых сред, при этом укрытие расположено внутри камеры с образованием между ним и стенками камеры воздушных продуктов. The closest to the described device in terms of technical essence and the achieved result is a device for storing agricultural plant products in the CWG, containing a sealed chamber with heat-insulated enclosing structures, an air cooler with a fan, supply and exhaust ducts with openings, a shelter made of gas-tight material for the stack of products, a gas station environments, while the shelter is located inside the chamber with the formation of air products between it and the walls of the chamber.

Недостаток указанного устройства заключается в размещении воздухоохладителя с вентилятором внутри камеры. Это не только уменьшает полезный грузовой объем камеры, но и вызывает повышенные потери продукта за счет теплоты, выделяемой вентилятором при работе. Кроме того, в камере затруднено поддержание равномерного газового состава, так как вентилирование штабеля осуществляется только под действием гравитационных сил. Известно также, что температура газовой смеси, выходящей из газогенератора, достигает 25^оС. При нормируемых температурах хранения плодов и овощей подача в камеру газовой смеси с высокой температурой вызывает повышенные потери влаги продуктом, особенно в зоне размещения приточного трубопровода, конденсацию влаги на более холодных элементах штабеля и дополнительный расход энергии на холодильное оборудование для компенсации этой тепловой нагрузки внутри камеры. Описываемое устройство направлено на достижение такого технического результата, как снижение потерь продуктов и уменьшение расхода энергии.The disadvantage of this device is the placement of an air cooler with a fan inside the chamber. This not only reduces the useful load volume of the chamber, but also causes increased product losses due to the heat generated by the fan during operation. In addition, it is difficult to maintain a uniform gas composition in the chamber, since the stack is ventilated only under the influence of gravitational forces. It is also known that the temperature of the gas mixture leaving the gas generator reaches 25 ° ^C. At temperatures normalized storage of fruits and vegetables in the feed gas mixture chamber with high temperature causes a higher loss of moisture product, especially in the zone of the supply conduit, the condensation of moisture on the colder stacking elements and additional energy consumption for refrigeration equipment to compensate for this heat load inside the chamber. The described device is aimed at achieving such a technical result as reducing product losses and reducing energy consumption.

Для достижения этого результата в устройстве, содержащем герметичную камеру с теплоизолированными ограждающими конструкциями, укрытие из газонепроницаемого материала для штабеля с продукцией, помещенное внутри камеры с образованием воздушных продуктов, воздухоохладитель с вентилятором, приточные и вытяжные воздуховоды с отверстиями и станцию газовых сред, станция газовых сред расположена перед вентилятором, а устройство снабжено увлажнителем, установленным после воздухоохладителя, и поворотной заслонкой, включенной между станцией газовых сред и вентилятором, причем поворотная заслонка, вентилятор, воздухоохладитель и увлажнитель размещены за пределами камеры. Кроме того, целесообразно приточный воздуховод расположить на полу камеры вдоль ее стен и ее выходные отверстия обратить в сторону боковой поверхности штабеля, а вытяжной воздуховод разместить над приточным. Целесообразно также укрытие снабдить теплоизоляцией, выполнить с возможностью плотного прилегания к штабелю, а кромку его нижнего основания закрепить над выходными отверстиями приточного воздуховода. To achieve this result, in a device containing a sealed chamber with thermally insulated enclosing structures, a shelter made of a gas-tight material for a stack of products placed inside the chamber with the formation of air products, an air cooler with a fan, supply and exhaust ducts with openings and a gas medium station, a gas medium station located in front of the fan, and the device is equipped with a humidifier installed after the air cooler, and a rotary damper connected between the station atmospheres and a fan, wherein the rotation damper, fan, air cooler and the humidifier is placed outside the chamber. In addition, it is advisable to place the supply air duct on the chamber floor along its walls and turn its outlet openings towards the side surface of the stack, and place the exhaust air duct above the supply air. It is also advisable to provide insulation for the shelter, to fit snugly against the stack, and to fix the edge of its lower base above the outlet openings of the supply duct.

На фиг. 1 изображено устройство для охлаждения плодоовощной продукции в регулируемой газовой среде, вид в плане; на фиг. 2 - узел подачи и удаления газа. In FIG. 1 shows a device for cooling fruit and vegetable products in a controlled gas environment, a plan view; in FIG. 2 - site supply and removal of gas.

Устройство состоит из герметичной камеры 1 с теплоизолированными ограждающими конструкциями 2, внутри которой помещено укрытие 3 из газонепроницаемого материала для штабеля 4, расположенное с образованием между ним и стенками камеры 1 воздушных продуктов 5, а с полом камеры 1 щелевого воздушного зазора 6. The device consists of a sealed chamber 1 with thermally insulated enclosing structures 2, inside which a shelter 3 is made of gas-tight material for the stack 4, located with the formation of air products 5 between it and the walls of the chamber 1, and with a slotted air gap 6 of the chamber 1.

Устройство содержит также станцию 7 газовых сред, воздухоохладитель 8 с вентилятором 9, увлажнитель 10 и поворотную заслонку 11, размещенные вне камеры 1, и приточный и вытяжной воздуховоды 12 и 13 с отверстиями. The device also contains a gas medium station 7, an air cooler 8 with a fan 9, a humidifier 10 and a rotary damper 11 located outside the chamber 1, and supply and exhaust air ducts 12 and 13 with openings.

Станция 7 газовых сред расположена перед вентилятором 10, поворотная заслонка 11 - между станцией 7 газовых сред и вентилятором 10, а увлажнитель 10 смонтирован после воздухоохладителя 8. The gas medium station 7 is located in front of the fan 10, the rotary damper 11 is between the gas medium station 7 and the fan 10, and the humidifier 10 is mounted after the air cooler 8.

Приточный воздуховод 12 расположен на полу камеры 1 вдоль ее стен и его выходные отверстия обращены в сторону боковой поверхности штабеля 4. Вытяжной воздуховод 13 размещен над приточным воздуховодом 12. The supply duct 12 is located on the floor of the chamber 1 along its walls and its outlet openings are directed towards the side surface of the stack 4. The exhaust duct 13 is located above the supply duct 12.

Укрытие 3 из газонепроницаемого материала снабжено теплоизоляцией и расположено с обеспечением плотного прилегания ее к штабелю 4. Кромка нижнего основания укрытия 3 закреплена над выходными отверстиями приточного воздуховода 12. Shelter 3 made of gas-tight material is provided with thermal insulation and is arranged to fit snugly against the stack 4. The edge of the lower base of the shelter 3 is fixed above the outlet openings of the supply air duct 12.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Штабель 4 продукта формируется в камере 1 с образованием воздушных продуктов 5 вдоль ее стен. К боковой поверхности штабеля 4 плотно прилегает теплоизолированное укрытие 3 из газонепроницаемого материала с воздушным зазором 6 от пола камеры 1, при этом кромка нижнего основания укрытия 3 закрепляется на приточном воздуховоде 12 над его выходными отверстиями. В режиме охлаждения штабеля 4 продукта при открытом положении заслонки 11 (положение "0") воздух из камеры 1 с помощью вентилятора 9 нагнетается в воздузхоохладитель 8 и увлажнитель 10. После тепловлажностной обработки охлажденный и увлажненный воздух по пристенному приточному воздуховоду 12 поступает через воздушный зазор 6 под штабель 4 продукта. Отводя теплоту, выделяемую продуктом, воздух после штабеля 4 смывает покрытие камеры 1 и поступает в продух 5, а далее в вытяжной воздуховод 13. Выходящий из штабеля 4 воздух воспринимает по ходу движения внешние теплопритоки, проникающие в камеру 1 через ее ограждающие конструкции 2. Газопроницаемое теплоизоляционное укрытие 3 предотвращает непосредственный и тепловой контакт между встречными воздушными потоками, движущимися в штабеле 4 и в продухе 5. A stack of 4 products is formed in the chamber 1 with the formation of air products 5 along its walls. A thermally insulated shelter 3 made of gas-tight material with an air gap 6 from the floor of the chamber 1 is tightly adjacent to the side surface of the stack 4, while the edge of the lower base of the shelter 3 is fixed to the supply air duct 12 above its outlet openings. In the cooling mode of the product stack 4 with the open position of the shutter 11 (position "0"), air from the chamber 1 is pumped through the fan 9 into the air cooler 8 and humidifier 10. After heat-moisture treatment, the cooled and humidified air enters through the air inlet wall 12 through the air gap 6 under a stack of 4 products. Removing the heat generated by the product, the air after the stack 4 washes off the coating of the chamber 1 and enters the air duct 5, and then into the exhaust duct 13. The air leaving the stack 4 receives external heat inflows penetrating the chamber 1 through its enclosing structures 2. Gas-permeable the heat-insulating shelter 3 prevents direct and thermal contact between the oncoming air currents moving in the stack 4 and in the vent 5.

После охлаждения штабеля 4 продукта до нормируемой температуры и герметизации камеры 1 производится формирование заданного газового состава. При закрытом положении заслонки 11 (положение "3") забираемый из камеры 1 четыре вытяжные воздуховоды 13 воздух поступает на станцию 7 газовых сред, где в зависимости от типа газовой установки осуществляется подготовка газовой среды по определенной технологии. Полученная газовая смесь перед поступлением в камеру 1 проходит тепловлажностную обработку в воздухоохладителе 8 и увлажнителе 10. После предварительного охлаждения и выхода камеры 1 на требуемый газовый состав по концентрации О₂, СО₂ и N₂ дальнейшее поддержание температурного, влажностного и газового режима осуществляется при периодической работе или только системы охлаждения, или совместно станции 7 газовых сред и системы охлаждения в зависимости от технологии хранения продукта. Фиксированное положение поворотной заслонки 11 (положение "0" или "3") изменяет направление воздушного потока, выходящего из камеры 1, или на станцию 7 газовых сред, или непосредственно в воздухоохладитель 8.After cooling the stack 4 of the product to a standardized temperature and sealing the chamber 1, the formation of a given gas composition is performed. When the shutter 11 is in the closed position (position "3"), four exhaust air ducts 13 taken from the chamber 1 enter the gas medium station 7, where, depending on the type of gas installation, the gas medium is prepared using a certain technology. The resulting gas mixture before entering the chamber 1 is subjected to heat and humidity treatment in the air cooler 8 and humidifier 10. After preliminary cooling and the chamber 1 reaches the required gas composition in concentration of O ₂ , CO ₂ and N ₂ , the temperature, humidity and gas conditions are further maintained under periodic the work or only a cooling system, or jointly the station 7 gas environments and cooling systems, depending on the technology of storage of the product. The fixed position of the rotary damper 11 (position "0" or "3") changes the direction of the air flow exiting from the chamber 1, either to the gas medium station 7, or directly to the air cooler 8.

При нижней подаче охлажденного и увлажненного воздуха через выходные отверстия приточного воздуховода 12 в штабель 4 и последующем заборе его через вытяжные воздуховоды 13 обеспечиваются равномерные температура, влажность и газовый состав среды по всему объему штабеля. Теплоизолированное укрытие 3 из газонепроницаемого материала, закрепленное на боковой поверхности штабеля 4, играет роль разделительной стенки между восходящими потоками охлаждающего воздуха в штабеле и более теплым, ниспадающим потоком, поступающим в вытяжной воздуховод. Кроме того, наличие воздушного продуха 5 и теплоизолированного укрытия 3 увеличивает общее термическое сопротивление ограждающих конструкций, что дополнительно позволяет снизить расход энергии за счет уменьшения внешних теплопритоков, проникающих в камеру в теплый период и теплопотерь в основной, холодный период хранения продуктов. With a lower supply of cooled and moistened air through the outlet openings of the supply air duct 12 to the stack 4 and its subsequent intake through the exhaust ducts 13, uniform temperature, humidity and gas composition of the medium are ensured throughout the entire volume of the stack. A thermally insulated shelter 3 made of a gas-tight material, mounted on the side surface of the stack 4, plays the role of a dividing wall between the ascending flows of cooling air in the stack and a warmer, flowing stream entering the exhaust duct. In addition, the presence of an air duct 5 and a thermally insulated shelter 3 increases the overall thermal resistance of the building envelope, which further reduces energy consumption by reducing external heat influx penetrating the chamber during the warm period and heat loss in the main, cold period of food storage.

Принудительная нижняя подача охлажденного воздуха совпадает по направлению с естественным движением воздушного потока в штабеле, вызываемого действием гравитационных сил (движущей силой является теплота, выделяемая продуктом). Положительный градиент температур по высоте штабеля устраняет вероятность опрокинутой циркуляции воздуха, когда в холодный период воздух, охлажденный от поверхности покрытия камеры, опускается в штабель. При этом в месте встречи двух воздушных потоков (поднимающегося теплого и опускающегося холодного) влага выпадает в виде конденсата на поверхности продуктов, в результате чего может измениться цвет, появиться "ожог" и прочее. The forced lower supply of chilled air coincides in direction with the natural movement of the air flow in the stack, caused by the action of gravitational forces (the driving force is the heat released by the product). A positive temperature gradient along the height of the stack eliminates the possibility of overturned air circulation when, during the cold season, air cooled from the surface of the coating of the chamber is lowered into the stack. At the same time, at the meeting point of two air currents (rising warm and falling cold), moisture falls out in the form of condensate on the surface of the products, as a result of which color may change, a “burn” and so on may appear.

В описываемом устройстве компенсация теплоты, вносимой с газом в холодильную камеру, осуществляется с помощью поворотной заслонки 11 путем подачи смеси через воздухоохладитель 8. На выходе из генератора газовой среды температура газа достигает 25^оС. Поэтому перехват этой теплоты приборами охлаждения за пределами камеры позволит значительно снизить потери продуктов (особенно при непрерывной продолжительной работе генератора в периоды выхода на заданный режим хранения). Внешнее размещение вентилятора исключает из теплового баланса камеру теплоту, эквивалентную его работе. Это дополнительно уменьшит потери продукта за счет компенсации теплоты в воздухоохладителе вне камеры. Вынос воздухоохладителя за пределы камеры улучшит условия хранения продуктов, так как при таком размещении его периодическая оттайка не будет влиять на температурный режим камеры, создаст более благоприятные условия для его стабилизации.In the described device the heat compensation is introduced with the gas into the cooling chamber, by using the rotary valve 11 by feeding the mixture through the air cooler 8. At the outlet of the gas generator of the gaseous medium temperature reaches 25 ^o C. Therefore, the interception of this heat cooling devices outside the chamber will significantly reduce product losses (especially during continuous continuous operation of the generator during periods of reaching the specified storage mode). External placement of the fan eliminates heat equivalent to its work from the heat balance of the chamber. This will further reduce product loss by compensating for heat in the air cooler outside the chamber. Removing the air cooler outside the chamber will improve the storage conditions of the products, since with this placement its periodic defrosting will not affect the temperature regime of the chamber, creating more favorable conditions for its stabilization.

Предлагаемое размещение элементов повышает надежность работы устройства. В известных устройствах для профилактического обслуживания и ремонта оборудования требуется разгерметизация камеры. Внекамерное размещение воздухоохладителя, вентилятора и увлажнителя позволяет при закрытом положении заслонок на приточном и вытяжном воздуховодах проводить техническое обслуживание, ремонт и замену оборудования, контролировать процессы оттайки воздухоохладителя без нарушения температурно-влажностного режима и газового состава атмосферы камеры. The proposed placement of the elements increases the reliability of the device. In known devices for preventive maintenance and equipment repair requires depressurization of the camera. The out-of-chamber placement of the air cooler, fan and humidifier allows, when the shutters are in the closed position, on the supply and exhaust ducts, to carry out maintenance, repair and replacement of equipment, to control the defrosting processes of the air cooler without violating the temperature and humidity conditions and the gas composition of the chamber atmosphere.

В качестве системы охлаждения, станции газовых сред и поворотной заслонки используется серийно выпускаемое оборудование, технические характеристики которого выбираются в зависимости от климатической зоны размещения фруктохолодильника, емкости камер, вида продукта, режима хранения и состава газовой среды. (56) Тяжкороб А. Ф. , Бондарев В. И. Генераторы газовых сред для хранения плодоовощной продукции. К. , Наукова думка, 1988, с. 15. As a cooling system, a gas medium station and a rotary damper, commercially available equipment is used, the technical characteristics of which are selected depending on the climatic zone of the location of the fruit cooler, the capacity of the chambers, the type of product, the storage mode and the composition of the gas medium. (56) Tyazhkorob A.F., Bondarev V.I. Gas generators for the storage of fruits and vegetables. K., Naukova Dumka, 1988, p. fifteen.

Авторское свидетельство СССР N 1060893, кл. F 25 D 13/06, 1983. USSR author's certificate N 1060893, cl. F 25 D 13/06, 1983.

Claims

1. DEVICE FOR COOLING FRUIT AND VEGETABLE PRODUCTS IN A REGULATED GAS ENVIRONMENT, comprising a sealed chamber with heat-insulated enclosing structures, a shelter made of gas-tight material for a stack of products, located inside the chamber with the formation of air products between it and the walls of the chamber, an air cooler with a fan, supply and exhaust openings and a gas medium station, characterized in that the gas medium station is located in front of the fan, and the device is equipped with a humidifier, tained after the air cooler, and the rotary damper connected between station atmospheres and a fan, wherein the rotation damper, fan, air cooler and the humidifier is placed outside the chamber.

2. The device according to claim 1, characterized in that the supply air duct is located on the floor of the chamber along its walls and its outlet openings are directed towards the side surface of the stack, and the exhaust duct is located above the supply air.

3. The device according to p. 1, characterized in that the shelter is provided with thermal insulation, is made with the possibility of tight fit to the stack with products, and the edge of its lower base is fixed above the outlet openings of the supply air duct.