RU2023383C1 - Device for storing farm products - Google Patents

Device for storing farm products Download PDF

Info

Publication number
RU2023383C1
RU2023383C1 SU5028722A RU2023383C1 RU 2023383 C1 RU2023383 C1 RU 2023383C1 SU 5028722 A SU5028722 A SU 5028722A RU 2023383 C1 RU2023383 C1 RU 2023383C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
chamber
heat pipes
soil
cold
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Г. Вердиев
М.С. Аминов
М.Р. Алиев
М.М. Вердиев
Original Assignee
Дагестанский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дагестанский Политехнический Институт filed Critical Дагестанский Политехнический Институт
Priority to SU5028722 priority Critical patent/RU2023383C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2023383C1 publication Critical patent/RU2023383C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: storage of agricultural products. SUBSTANCE: device has chamber with heat-insulated cover, chamber cooling arrangement made in form of heat pipes laid into chamber through ground, and removable heat insulation. Heat pipes have liquid-filled housings with volume change compensators made in form of flexible diaphragms and low heat transfer inserts placed inside heat pipes at ground-to-atmosphere border. EFFECT: enhanced quality of storing of farm products. 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, а именно к хранилищам сельскохозяйственных продуктов. The invention relates to agricultural machinery, namely to the storage of agricultural products.

Известно устройство для хранения сельскохозяйственной продукции, включающее камеру для продуктов с системой вентиляции и заполненный водой кожух. A device for storing agricultural products, including a chamber for products with a ventilation system and a casing filled with water, is known.

Известное устройство за счет конвекции воды в кожухе позволяет добиться относительной равномерности распределения температур по камере, однако не содержит средство охлаждения, способное обеспечить накопление холода в устройстве. The known device due to convection of water in the casing allows to achieve a relative uniformity of the temperature distribution over the chamber, however, it does not contain cooling means capable of accumulating cold in the device.

Этот недостаток частично устранен в устройстве для хранения сельскохозяйственных продуктов, содержащем размещенную в грунте камеру с теплоизолированной крышкой, средство охлаждения камеры, выполненное в виде тепловых труб, проходящих из атмосферы через грунт в камеру, и съемную теплоизоляцию. This disadvantage is partially eliminated in the device for storing agricultural products, containing a chamber placed in the ground with a heat-insulated lid, a chamber cooling means made in the form of heat pipes passing from the atmosphere through the ground into the chamber, and removable thermal insulation.

Недостатком этого устройства является относительно малое количество аккумулируемого холода, так как в данном случае холод накапливается в грунте, через который проходят тепловые трубы, а грунт имеет недостаточную удельную холодоемкость. Кроме того, непрерывные высокотеплопроводные тепловые трубы способствуют проникновению тепла в камеру для продуктов в летнее время, что снижает стабильность температуры хранения. The disadvantage of this device is the relatively small amount of accumulated cold, since in this case the cold accumulates in the soil through which the heat pipes pass, and the soil has insufficient specific cold storage. In addition, continuous high-conductivity heat pipes facilitate the penetration of heat into the food chamber in the summer, which reduces the stability of the storage temperature.

Целью изобретения является увеличение количества аккумулируемого к сезону холода и продолжительности хранения путем использования фазового перехода жидкость - лед и повышение стабильности температуры хранения. The aim of the invention is to increase the amount of cold accumulated by the season and the duration of storage by using the liquid-ice phase transition and increasing the storage temperature stability.

Цель достигается тем, что в устройстве, включающем камеру с теплоизолированной крышкой, средство охлаждения в виде тепловых труб, проходящих из атмосферы через грунт в камеру, и съемную теплоизоляцию, тепловые трубы снабжены заполненными жидкостью кожухами с компенсаторами изменения объема, выполненными в виде гибких мембран, а также малотеплопроводными трубными вставками на границе грунт-атмосфера. The goal is achieved in that in a device including a chamber with a thermally insulated lid, cooling means in the form of heat pipes passing from the atmosphere through the soil into the chamber, and removable heat insulation, heat pipes are equipped with liquid-filled casings with expansion joints made in the form of flexible membranes, as well as low heat conducting pipe inserts at the soil – atmosphere interface.

Известно снабжение камеры для продуктов заполняемым водой кожухом. Также известно применение тепловых труб, проходящих из атмосферы через грунт в камеру для продуктов с целью сезонного замораживания грунта вокруг нее. Существенным отличием предлагаемого устройства является снабжение тепловых труб заполненными жидкостью кожухами с компенсаторами изменения объема, выполненными в виде гибких мембран, а также малотеплопроводными трубными вставками на границе грунт - атмосфера. Использование указанной совокупности отличительных признаков неизвестно. It is known to supply a food chamber with a casing filled with water. It is also known to use heat pipes passing from the atmosphere through the soil into the food chamber to seasonal freeze the soil around it. A significant difference of the proposed device is the supply of heat pipes with liquid-filled casings with compensators for volume changes made in the form of flexible membranes, as well as low heat conductive pipe inserts at the soil – atmosphere interface. The use of this combination of distinctive features is unknown.

Первое устройство имеет достаточно холодоемкую аккумулирующую среду - воду в кожухе и не содержит эффективное средство охлаждения, позволяющее превратить воду в лед. Второе устройство имеет эффективное средство охлаждения - тепловые трубы и недостаточную холодоаккумулирующую среду - грунт. Предлагаемое устройство дает возможность накапливать холод в грунте и использовать для этого фазовый переход жидкость - лед и таким образом получить эффект больший, чем сумма эффектов от использования известных устройств в отдельности. The first device has a rather cold-consuming storage medium - water in the casing and does not contain an effective cooling means that allows you to turn water into ice. The second device has an effective means of cooling - heat pipes and insufficient cold storage medium - soil. The proposed device makes it possible to accumulate cold in the soil and use the liquid-ice phase transition for this, and thus obtain a greater effect than the sum of the effects of using the known devices separately.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - вид сверху в разрезе. In FIG. 1 schematically shows a device, a cross section; in FIG. 2 is a top view in section.

Устройство для хранения сельскохозяйственных продуктов состоит из камеры 1 для продуктов, расположенной в грунте 2, теплоизолированной крышки 3, тепловых труб 4, частично заполненных теплоносителем 5 (эфир, спирт, аммиак и др. ), с зонами испарения 6 и конденсации 7, оребрением 8, малотеплопроводными трубными вставками 9 (ковар, мильхиор и др.), кожухами 10 с компенсаторами изменения объема в виде гибких мембран 11, заполненными жидкостью 12, например водой или др. Камера 1 отделена от кожухов 10 съемной теплоизоляцией 13. A device for storing agricultural products consists of a chamber 1 for products located in the soil 2, a thermally insulated cover 3, heat pipes 4 partially filled with coolant 5 (ether, alcohol, ammonia, etc.), with evaporation zones 6 and condensation 7, finning 8 low heat-conducting pipe inserts 9 (carpet, milchior, etc.), casings 10 with compensators for volume changes in the form of flexible membranes 11 filled with liquid 12, for example, water or other. The chamber 1 is separated from the casings 10 by removable thermal insulation 13.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В зимний период съемная теплоизоляция 13 демонтирована. Зоны 7 конденсации тепловых труб омываются холодным атмосферным воздухом, вследствие чего поддерживаются в холодном состоянии, а зоны 6 испарения - теплыми за счет теплоты грунта 2. Теплоноситель 5 испаряется в зоне 6, отнимая тепло от жидкости 12 и грунта, поднимается в зону 7, где конденсируется, отдавая это тепло в атмосферу, и самотеком стекает в зону испарения. Таким образом контуры циркуляции в тепловых трубах замыкаются. В результате работы тепловых труб жидкость 12 путем фазового превращения переходит в твердое состояние, изменение объема кожуха 10 при этом компенсируется прогибом гибких мембран 11, окружающий тепловые трубы, грунт также замораживается, и вокруг камеры 1 аккумулируется большое количество холода. In winter, removable thermal insulation 13 was dismantled. The condensation zones 7 of the heat pipes are washed by cold atmospheric air, as a result of which they are kept cold, and the evaporation zones 6 are kept warm due to the heat of the soil 2. The heat carrier 5 evaporates in zone 6, taking heat from the liquid 12 and soil, rises to zone 7, where it condenses, giving this heat to the atmosphere, and flows by gravity into the evaporation zone. Thus, the circulation circuits in the heat pipes are closed. As a result of the operation of the heat pipes, the liquid 12 passes into the solid state by phase transformation, the change in the volume of the casing 10 is compensated by the deflection of the flexible membranes 11 surrounding the heat pipes, the soil is also frozen, and a large amount of cold accumulates around the chamber 1.

В конце зимы, когда средняя температура воздуха повышается, устанавливается съемная теплоизоляция 13. Благодаря этому снижаются потери накопленного холода. Перед загрузкой камеры часть изоляции 13 демонтируется в зависимости от требуемой температуры хранения продуктов. В летний период зоны 7 тепловых труб имеют температуру большую, чем зоны 6, вследствие чего циркуляция теплоносителя 5 прекращается. Избыточное тепло из камеры 1 постепенно расходуется на размораживание грунта и плавление замороженной жидкости 12. Проникновению тепла из атмосферы в грунт и аккумуляторы холода по корпусу тепловых труб препятствуют низкотеплопроводные трубные вставки 9. Таким образом, в камере 1 стабильно поддерживается необходимая температура. At the end of winter, when the average air temperature rises, removable thermal insulation 13 is installed. Due to this, the losses of accumulated cold are reduced. Before loading the chamber, part of the insulation 13 is dismantled depending on the required storage temperature of the products. In the summer period, zones 7 of the heat pipes have a temperature higher than zones 6, as a result of which the circulation of the heat carrier 5 stops. The excess heat from the chamber 1 is gradually spent on defrosting the soil and melting the frozen liquid 12. The penetration of heat from the atmosphere into the soil and the cold accumulators through the casing of the heat pipes is impeded by low-heat pipe inserts 9. Thus, the required temperature is stably maintained in the chamber 1.

Снабжение тепловых труб заполненными жидкостью кожухами позволяет накапливать холод не только в грунте с относительно малой холодоемкостью, но и использовать для этого фазовый переход жидкость - лед, что повышает запас аккумулируемого холода и продолжительность хранения и тем самым способствует повышению стабильности температуры хранения. Компенсаторы изменения объема позволяют компенсировать изменение объема кожухов при фазовом переходе и таким образом осуществить фазовые переходы жидкости без нарушения целостности конструкции. Providing heat pipes with liquid-filled casings allows one to accumulate cold not only in soil with a relatively low cold-resistance, but also to use a liquid-ice phase transition for this, which increases the accumulated cold supply and storage time and thereby improves storage temperature stability. Compensators of volume changes make it possible to compensate for a change in the volume of casings during a phase transition and thus carry out phase transitions of a liquid without violating the integrity of the structure.

Снабжение тепловых труб низкотеплопроводными вставками на границе грунт - атмосфера препятствует утечке холода из грунта и кожухов в атмосферу по корпусу тепловых труб и таким образом повышает стабильность температуры хранения. The supply of heat pipes with low-conductivity inserts at the soil – atmosphere boundary prevents the leakage of cold from the soil and casings into the atmosphere through the body of the heat pipes and thus increases the storage temperature stability.

П р и м е р. Принимают: размеры камеры для продуктов 10х10х1 м3, количество тепловых труб N=80 шт, тепловая мощность одной тепловой трубы W= 500 Вт, сечение кожухов тепловых труб 0,5х1 м2, общий объем кожухов V=130 м3, поверхность S соприкосновения кожухов с грунтом 350 м2; поверхность SI соприкосновения кожухов со съемной теплоизоляцией 260 м2; заполняющая кожухи жидкость - вода с температурой замерзания 0оС, теплотой замерзания τв = 300 ˙ 103 Дж/кг= 29,7 ˙ 107 Дж/м3 и теплоемкостью Св = 4,19 ˙ 106 Дж/м3К, толщина съемной теплоизоляции δ = 0,1 м, выполненной из пенопласта с коэффициентом теплопроводности λ = 0,2 Вт/м ˙ К, теплоемкость грунта Сгр= 2,09 ˙ 106 Дж/м3К, теплопроводность грунта λгр = 0,81 Вт/мк, теплота замерзания грунта rгр= 6,3 ˙ 107 Дж/м3, температурный градиент в грунте gгр= 5 К/м, объем охлаждаемого грунта Vгр= 330 м3, теплоемкость продукта Сп= 2,47x106Дж/м3К, разность температур продуктов и кожухов Δ Т = 5оС.PRI me R. Accept: the dimensions of the chamber for products 10x10x1 m 3 , the number of heat pipes N = 80 pcs, the heat output of one heat pipe W = 500 W, the cross-section of the casings of the heat pipes 0.5x1 m 2 , the total volume of casings V = 130 m 3 , the contact surface S casings with soil 350 m 2 ; contact surface S I of casings with removable thermal insulation 260 m 2 ; filling the casings liquid - the water with a freezing point of 0 ° C, a heat of freezing τ = 300 ˙ March 10 J / kg = 29.7 ˙ October 7 J / m 3 and the specific heat C ˙ = 4.19 10 6 J / m 3 K, the thickness of removable thermal insulation δ = 0.1 m made of foam with a coefficient of thermal conductivity λ = 0.2 W / m ˙ K, the heat capacity of the soil C gr = 2.09 ˙ 10 6 J / m 3 K, the thermal conductivity of the soil λ gr = 0.81 W / micron, soil freezing heat r g = 6.3 ˙ 10 7 J / m 3 , the temperature gradient in the soil g g = 5 K / m, the volume of the cooled soil V g = 330 m 3 , the heat capacity of the product C n = 2,47x10 6 J / m 3 K, the temperature difference and to products Ukhov Δ T = 5 ° C.

Количество аккумулированного за зиму холода для предлагаемого устройства
Q= Qог + Qзг + Qов + Qзв=3,4 ˙ 109 + +20,8 ˙ 109+2,72 ˙ 109 +38,61 ˙ 109= 65,53 ˙ 109 Дж,
где Qог= Vгр˙ Сгр ˙Δ Т = 330 ˙ 2,09 ˙ 106x 5=3,4 ˙ 109 Дж - холод, аккумулированный в охлажденном от 5 до 0оС грунте; Qзг= Vгр ˙ rгр=330 ˙ 6,3 ˙ 107= 20,8 ˙ 109 Дж - аккумулированный холод замороженного грунта; Qов= V ˙Cв˙Δ Т = 130 ˙ 4,19 ˙ 106x 5=2,72 ˙ 109Дж - холод, аккумулированный в охлажденной от 5 до 0оС воде; Qзв=V ˙ rв=130 ˙ 29,7 ˙ 107= 38,61 ˙ 109 Дж - холод, аккумулированный в замороженной воде.
The amount of cold accumulated during the winter for the proposed device
Q = Q og + Q sg + Q ov + Q sv = 3.4 ˙ 10 9 +20.8 ˙ 10 9 +2.72 ˙ 10 9 +38.61 ˙ 10 9 = 65.53 ˙ 10 9 J ,
wherein Q og = V ˙ C c T c = 330 ˙Δ 2.09 ˙ ˙ June 10 x 5 = 3,4 ˙ September 10 J - cold accumulated in chilled 5 to 0 C. the ground; Q zg = V gr ˙ r gr = 330 ˙ 6.3 ˙ 10 7 = 20.8 ˙ 10 9 J - accumulated cold of frozen soil; Q ov = V ˙C in ˙Δ Т = 130 ˙ 4.19 ˙ 10 6 x 5 = 2.72 ˙ 10 9 J - cold accumulated in water cooled from 5 to 0 о С; Q sv = V ˙ r in = 130 ˙ 29.7 ˙ 10 7 = 38.61 ˙ 10 9 J - cold accumulated in frozen water.

Необходимое время аккумулирования холода в зимний период для предлагаемого устройства
tа =

Figure 00000001
=
Figure 00000002
= 18,8 сут.The required time of accumulation of cold in the winter for the proposed device
t a =
Figure 00000001
=
Figure 00000002
= 18.8 days

Продолжительность хранения продукта для предлагаемого устройства (время, в течение которого поддерживается в камере не более 5оС)

Figure 00000003
Figure 00000004
=
Figure 00000005
= где Qn= 100 ˙ 2,47 ˙ 106 ˙ 20оС=4,94 ˙ 109 Дж - холод, необходимый для охлаждения продукта до температуры хранения.The duration of storage of the product for the proposed device (the time during which it is maintained in the chamber no more than 5 ° C)
Figure 00000003
Figure 00000004
=
Figure 00000005
= where Q n = 100 ˙ 2.47 ˙ 10 6 ˙ 20 о С = 4.94 ˙ 10 9 J is the cold required to cool the product to storage temperature.

Количество аккумулированного за зиму холода для прототипа
Q' = Qог + Qзг + Qов = 3,4 ˙109+
+ 20,8 ˙ 109 + 2,72 ˙ 109=26,92 ˙ 109 Дж.
The amount of cold accumulated during the winter for the prototype
Q '= Q og + Q sg + Q ov = 3.4 ˙10 9 +
+ 20.8 ˙ 10 9 + 2.72 ˙ 10 9 = 26.92 ˙ 10 9 J.

Необходимое время аккумулирования холода в зимний период для прототипа
t

Figure 00000006
=
Figure 00000007
=
Figure 00000008
= 7,78 сут.The necessary time for accumulating cold in the winter for the prototype
t
Figure 00000006
=
Figure 00000007
=
Figure 00000008
= 7.78 days

Продолжительность хранения продукта для прототипа

Figure 00000009
=
Figure 00000010
=
Преимущество предлагаемого решения по сравнению с известными подтверждается данными, приведенными в таблице.Duration of product storage for prototype
Figure 00000009
=
Figure 00000010
=
The advantage of the proposed solution in comparison with the known is confirmed by the data given in the table.

Количество аккумулируемого холода и продолжительность хранения продукта при температуре не более 5оС по предлагаемому решению в сравнении с вариантом совместного использования отличительных признаков известных устройств больше соответственно в 2,43 и 2,71 раза.Number and duration of the cold accumulated by storing the product at a temperature not exceeding 5 ° C solution of the present embodiment in comparison with sharing distinguishing features over known devices respectively 2.43 and 2.71 times.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ, содержащее камеру с теплоизолированной крышкой, средство для охлаждения камеры, выполненное в виде тепловых труб, проходящих из атмосферы через грунт в камеру, и съемную теплоизоляцию, отличающееся тем, что тепловые трубы снабжены заполненными жидкостью кожухами с компенсаторами изменения объема, выполненными в виде гибких мембран, и низкотеплопроводными вставками, размещенными в тепловых трубах на границе грунт - атмосфера. A DEVICE FOR STORING AGRICULTURAL PRODUCTS, comprising a chamber with a thermally insulated lid, means for cooling the chamber, made in the form of heat pipes passing from the atmosphere through the soil into the chamber, and removable heat insulation, characterized in that the heat pipes are equipped with liquid-filled casings with compensators for volume changes, made in the form of flexible membranes, and low-heat-conducting inserts placed in heat pipes at the soil – atmosphere interface.
SU5028722 1991-07-22 1991-07-22 Device for storing farm products RU2023383C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5028722 RU2023383C1 (en) 1991-07-22 1991-07-22 Device for storing farm products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5028722 RU2023383C1 (en) 1991-07-22 1991-07-22 Device for storing farm products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2023383C1 true RU2023383C1 (en) 1994-11-30

Family

ID=21597578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5028722 RU2023383C1 (en) 1991-07-22 1991-07-22 Device for storing farm products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2023383C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495339C1 (en) * 2012-06-07 2013-10-10 Александр Анатольевич Васильев Storage reservoir for food products with cold accumulation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1566178, кл. F 25D 1/00, 1990. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495339C1 (en) * 2012-06-07 2013-10-10 Александр Анатольевич Васильев Storage reservoir for food products with cold accumulation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4756164A (en) Cold plate refrigeration method and apparatus
AU678655B2 (en) Method and apparatus for absorbing heat and preserving fresh products at a predetermined temperature ensuring optimal conditions of same
FI60603C (en) VAERMEPUMPANLAEGGNING
US4466256A (en) Ground-installed coldness storage and utilization system
KR20090019322A (en) Ice maker and refrigerator having this
CN204494946U (en) Water-cooled semiconductor cold-accumulating insulated case
US3172269A (en) Thermoelectric refrigerator
US6220338B1 (en) Installation for the cold storage with localized reheating of food on meal trays
RU2023383C1 (en) Device for storing farm products
US4409798A (en) Energy-saving cooling system
EP3237820B1 (en) A refrigerative shelving arrangement
RU2023384C1 (en) Farm produce store
US5316872A (en) Passive cooling system
US20120222432A1 (en) Direct contact icemaker with chambered air cooling system
US4188794A (en) Freezer with rapid defrosting
CN110214806A (en) Quick-frozen and thawing apparatus, refrigeration equipment
CN216924816U (en) Energy charging system of portable cold and heat storage device and heat conduction structure thereof
TWI768835B (en) Charging system of portable cold storage and heat storage device and its heat conduction structure
CN212362589U (en) Refrigerator with unfreezing function
CN207894087U (en) Energy storage device and transport case with it
CN111288738A (en) Refrigerator with unfreezing function and unfreezing storage method
US20240125654A1 (en) Saute Stations with Cold Pack Thermal Storage and Insulated Temperature Sensors
SU879242A1 (en) Heat pipe
EP0885370B1 (en) Trolleys for serving hot and cold meal trays
US2065986A (en) Apparatus for refrigeration