RU52468U1

RU52468U1 - THERMAL REGULATING DEVICE FOR CARRYING MILK ON CARS

Info

Publication number: RU52468U1
Application number: RU2004130096/22U
Authority: RU
Inventors: Иван Михайлович Селиванов; Виталий Никифорович Тимофеев; Георгий Евгеньевич Чекмарев; Сергей Андреевич Сироткин; Алексей Павлович Ермаков; Юлия Евгеньевна Савельева
Original assignee: Иван Михайлович Селиванов
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-03-27

Abstract

Терморегулирующее устройство для перевозки молока на автомобилях.Thermostatic device for transporting milk on cars.

Устройство относится к холодильной технике и может быть использовано автомобилями - рефрижераторами для перевозки молока из молочной фермы до молочного завода или для охлаждения любой другой жидкости, например питьевой воды в теплое время года.The device relates to refrigeration and can be used by refrigerated cars to transport milk from a dairy farm to a dairy plant or to cool any other liquid, such as drinking water in the warm season.

Задача - повышение срока хранения молока и соответственно его качества путем поддержания заданного температурного режима молока при его перевозке на автомобиле.The task is to increase the shelf life of milk and, accordingly, its quality by maintaining a predetermined temperature regime of milk during its transportation by car.

Поставленная задача решается путем использования в устройстве моторного топлива - сжиженного газа, который применяется в качестве хладагента. Холодильная установка состоит из холодильной камеры, находящейся в системе моторного топлива и замкнутого контура теплоносителя, подключенного как к холодильной камере, так и к цистерне с молоком при помощи теплообменника - змеевика.The problem is solved by using motor fuel in the device - liquefied gas, which is used as a refrigerant. The refrigeration unit consists of a refrigeration chamber located in the motor fuel system and a closed coolant circuit connected to both the refrigeration chamber and the milk tank using a heat exchanger - a coil.

Во время работы двигателя рефрижератора начинает работать газовая холодильная установка, при этом жидкость замкнутого контура охлаждается в холодильной камере и направляется в цистерну с молоком, где происходит теплообмен между змеевиком жидкостного контура и молоком и его температура доводится до заданного значения. При этом газовая холодильная установка работает без потребления электрической энергии. Устройство также имеет датчик температуры и электронный блок управления. Блок управления в зависимости от температуры молока включением электродвигателя с насосом управляет работой замкнутого жидкостного контура.During the operation of the refrigerator engine, a gas refrigeration unit starts to work, while the closed loop liquid is cooled in the refrigeration chamber and sent to the milk tank, where heat is exchanged between the liquid loop coil and the milk and its temperature is brought to the set value. In this case, the gas refrigeration unit operates without the consumption of electric energy. The device also has a temperature sensor and an electronic control unit. The control unit, depending on the temperature of the milk by turning on the electric motor with a pump, controls the operation of a closed liquid circuit.

Таким образом, предлагаемое устройство, поддерживая заданную температуру, позволяет повысить срок хранения и соответственно качество молока при его перевозке на автомобиле.Thus, the proposed device, maintaining a predetermined temperature, can increase the shelf life and, accordingly, the quality of milk during transportation by car.

Description

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано автомобильным транспортом - рефрижераторами для перевозки молока в летнее время года, а также любой другой жидкости, например питьевой воды.The invention relates to refrigeration and can be used by road - refrigerators for transporting milk in the summer, as well as any other liquid, such as drinking water.

Известно устройство «Автомобильные рефрижераторы и кондиционеры на сжиженном природном газе» [2]. Данное устройство содержит сжиженный газ, который применяется и в качестве моторного топлива, и в качестве хладагента. Устройство содержит криогенный бак со сжиженным природным газом, трубопроводы подачи газа, газификатор, дроссельный вентиль, холодильную камеру, магистраль холодного потока, магистраль теплого потока, нагреватель, двигатель рефрижератора, систему охлаждения, включающая радиатор и жидкостный насос. При работе двигателя сжиженный газ расширяется, затем дросселируется и поступает в холодильную камеру, где и охлаждает внутреннюю среду. Однако данное устройство не может быть использовано для регулирования температуры молока при его перевозке на автомобиле.A device is known "Automobile refrigerators and air conditioners for liquefied natural gas" [2]. This device contains liquefied gas, which is used both as motor fuel and as a refrigerant. The device comprises a cryogenic tank with liquefied natural gas, gas supply pipelines, a gasifier, a throttle valve, a refrigerating chamber, a cold flow line, a warm stream line, a heater, a refrigerator engine, a cooling system including a radiator and a liquid pump. When the engine is running, liquefied gas expands, then throttles and enters the refrigeration chamber, where it cools the internal environment. However, this device cannot be used to control the temperature of milk during its transportation by car.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является «Устройство для терморегулирования молока при его транспортировке» [1]. Данное устройство содержит цистерну с молоком, термоэлектрические элементы, теплообменники холодных и горячих спаев, датчик температуры, замкнутый контур теплоносителя и блок управления.The closest technical solution (prototype) is the "Device for thermal control of milk during transportation" [1]. This device contains a milk tank, thermoelectric elements, heat exchangers for cold and hot junctions, a temperature sensor, a closed coolant circuit and a control unit.

Однако данное устройство имеет ряд недостатков. В этом устройстве термоэлектрическая холодильная установка, несмотря на простоту устройства и надежности в работе термодинамически весьма несовершенна, т.е. эта установка имеет низкую эффективность и высокую стоимость. Кроме того, термоэлектрические элементы потребляют электроэнергию, However, this device has several disadvantages. In this device, a thermoelectric refrigeration unit, despite the simplicity of the device and reliability in operation, is thermodynamically very imperfect, i.e. This installation has low efficiency and high cost. In addition, thermoelectric elements consume electricity,

вырабатываемую генератором, установленным на автомобильном двигателе. Расчеты и экспериментальные исследования показывают, что для эффективной работы термоэлектрической холодильной установки в устройстве для регулирования температуры молока при его транспортировке потребуется 0,6-1 кВт электроэнергии. Это отрицательно может повлиять на работу других потребителей автомобиля, особенно при работе двигателя на частичных нагрузках: электрическое освещение, зарядка аккумулятора, стартер, контрольно-измерительные приборы и т.д.generated by a generator mounted on a car engine. Calculations and experimental studies show that for the effective operation of a thermoelectric refrigeration unit in a device for regulating the temperature of milk during its transportation, 0.6-1 kW of electricity will be required. This can negatively affect the operation of other car consumers, especially when the engine is operating at partial loads: electric lighting, battery charging, starter, instrumentation, etc.

Заявляемая модель решает задачу создания терморегулирующего устройства для перевозки молока на автомобилях с эффективной холодильной установкой, работающей без потребления электроэнергии.The inventive model solves the problem of creating a temperature-controlled device for transporting milk on cars with an efficient refrigeration unit that works without the consumption of electricity.

Техническим результатом при этом является уменьшение себестоимости терморегулирующего устройства молока путем использования в качестве хладагента моторного топлива - сжиженного газа, повышение надежности, упрощение конструкции и поддержание заданного оптимального температурного режима при его перевозке на автомобиле.The technical result in this case is to reduce the cost of the thermoregulating device of milk by using motor fuel - liquefied gas as a refrigerant, increasing reliability, simplifying the design and maintaining the specified optimal temperature regime when transporting it by car.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем цистерну с молоком; датчик температуры; блок управления; замкнутый контур теплоносителя, включающий теплообменник - змеевик и жидкостный насос; систему моторного топлива - сжиженного газа, дополнительно содержит холодильную установку, включающей в себя холодильную камеру, установленной в системе моторного топлива с возможностью теплообмена замкнутым контуром теплоносителя, вход которого подключен к холодильной камере, выход связан с цистерной молока через теплообменник - змеевик.The technical result is achieved by the fact that in a known device containing a tank of milk; temperature sensor; Control block; a closed coolant circuit, including a heat exchanger - a coil and a liquid pump; a system of motor fuel - liquefied gas, further comprises a refrigeration unit including a refrigeration chamber installed in the motor fuel system with the possibility of heat exchange by a closed coolant circuit, the input of which is connected to the refrigeration chamber, the output is connected to the milk tank through a heat exchanger - coil.

На прилагаемом чертеже представлено терморегулирующее устройство для перевозки молока на автомобилях. Устройство содержит: криогенный бак 13 со сжиженным природным газом; трубопровод 14 с регулирующим клапаном 15; газификатор 12; дроссельный вентиль 9; газовую холодильную установку, включающей в себя холодильную камеру 5 и замкнутый контур The attached drawing shows a thermostatic device for transporting milk on cars. The device comprises: a cryogenic tank 13 with liquefied natural gas; pipeline 14 with a control valve 15; gasifier 12; throttle valve 9; gas refrigeration unit including a refrigeration chamber 5 and a closed loop

теплоносителя, состоящий из канала 19, жидкостного насоса 20 с электродвигателем 21, теплообменника - змеевика 18; цистерну для молока 17; вихревую трубу 1; магистраль 6 холодного потока; магистраль 2 горячего потока; нагреватель 3; промежуточную камеру 7; двигатель 16 рефрижератора; магистраль 4 его отработавших газов; систему охлаждения 11 двигателя, включающая радиатор 8 и жидкостный насос 10. Позиции 18, 19, 20 образуют замкнутый контур теплоносителя холодильной установки, который подключен к холодильной камере 5. По этому контуру циркулирует охлаждающая жидкость, например раствор соли СаСl₂ или NaCl, которая в результате теплообмена с природным газом в холодильной камере 5 охлаждается и поступает в теплообменник - змеевик 18, где в результате теплообмена с молоком, находящегося в цистерне 17 его температура доводится до заданного значения. При этом текущее значение температуры молока контролируется с помощью датчика температуры 22 и через канал 23, блок сравнения 24 связан с блоком управления 26. Задатчик температуры 25 служит для задания требуемой температуры и подключен к блоку сравнения 24. В заданном устройстве электрические элементы как датчик температуры 22, задатчик 25, блок сравнения 24, блок управления 26, электродвигатель 21 питаются от генератора, навешанного на двигатель внутреннего сгорания 16 или от аккумулятора (генератор и аккумулятор на рисунке не показаны).a heat carrier, consisting of a channel 19, a liquid pump 20 with an electric motor 21, a heat exchanger — a coil 18; a milk tank 17; vortex tube 1; highway 6 cold flow; hot flow line 2; heater 3; the intermediate chamber 7; refrigerator engine 16; line 4 of its exhaust gases; a cooling system 11 of the engine, including a radiator 8 and a liquid pump 10. Positions 18, 19, 20 form a closed loop of the coolant of the refrigeration unit, which is connected to the refrigeration chamber 5. A coolant, for example, CaCl ₂ or NaCl salt solution, circulates in this circuit As a result of heat exchange with natural gas in the refrigerating chamber 5, it is cooled and enters the heat exchanger - coil 18, where as a result of heat exchange with milk located in the tank 17 its temperature is brought to a predetermined value. In this case, the current value of the temperature of the milk is controlled by the temperature sensor 22 and through the channel 23, the comparison unit 24 is connected to the control unit 26. The temperature controller 25 serves to set the desired temperature and is connected to the comparison unit 24. In the given device, the electrical elements are like a temperature sensor 22 , a setter 25, a comparison unit 24, a control unit 26, an electric motor 21 are powered by a generator mounted on an internal combustion engine 16 or a battery (the generator and battery are not shown in the figure).

Терморегулирующее устройство для перевозки молока на автомобилях работает следующим образом.Thermostatic device for transporting milk on cars works as follows.

При работе двигателя 16 жидкость из системы охлаждения 11 подводиться к газификатору 12, в который из криогенного бака 13 через регулирующий клапан 15 поступает сжиженный газ. Здесь он испаряется и расширяется, затем дросселируется в вентиле 9 и идет в холодильную камеру 5, где в результате теплообмена охлаждает жидкость замкнутого контура. При этом газ сам нагревается, и его давление повышается. Под действием этого давления он проникает в вихревую трубу 1, где разделяется на два потока - холодный и теплый. Первый по магистрали 6 возвращается в When the engine 16 is operating, the liquid from the cooling system 11 is supplied to the gasifier 12, into which liquefied gas enters from the cryogenic tank 13 through the control valve 15. Here it evaporates and expands, then throttles in valve 9 and goes to the refrigerating chamber 5, where as a result of heat exchange it cools a closed loop fluid. In this case, the gas itself heats up, and its pressure rises. Under the influence of this pressure, it penetrates into the vortex tube 1, where it is divided into two streams - cold and warm. The first on highway 6 returns to

холодильную камеру 5, а второй по магистрали 2 проходит через нагреватель 3, где за счет теплообмена с отработавшими газами двигателя, поступающими по магистрали 4, нагревается еще больше и поступает в промежуточную камеру 7, а оттуда в двигатель 16 уже как топливо.the refrigeration chamber 5, and the second on the highway 2 passes through the heater 3, where due to heat exchange with the exhaust gases of the engine coming on the highway 4, it is heated even more and enters the intermediate chamber 7, and from there into the engine 16 already as fuel.

Система охлаждения двигателя тоже работает не совсем обычно. Охлаждающая жидкость с помощью насоса 10 подается сначала в газификатор 12, а затем в радиатор 8, то есть тепловая энергия этой жидкости не просто отводиться в окружающую среду, а в своей значительной части используется для испарения сжиженного газа.The engine cooling system also does not work quite normally. Coolant using a pump 10 is first supplied to the gasifier 12, and then to the radiator 8, that is, the thermal energy of this liquid is not simply diverted to the environment, but in its significant part is used to evaporate the liquefied gas.

Одновременно жидкость замкнутого контура холодильной установки под действием насоса 20 поступает в холодильную камеру 5, где в результате теплообмена с газом охлаждается и по змеевику 18 направляется в емкость 17. Здесь происходит теплообмен между молоком и жидкостью замкнутого контура холодильной установки. При работе данного устройства сигналы от датчиков температуры 22 и задатчика 25 поступают в блок сравнения, где происходит сравнение этих сигналов. Полученный сигнал рассогласования в блоке сравнения 24, определяющий отклонение температуры молока от требуемого значения, подается в блок управления 26, который управляет работой электродвигателя 21 и соответственно насоса 20. При этом начинает работать холодильная установка и в результате теплообмена тепообменника - змеевика 18 с молоком его температура доводится до заданного значения.At the same time, the liquid of the closed circuit of the refrigeration unit under the action of the pump 20 enters the refrigeration chamber 5, where as a result of heat exchange with the gas it is cooled and sent through the coil 18 to the tank 17. Here, the heat exchange between the milk and the liquid of the closed circuit of the refrigeration system. When this device is operating, the signals from the temperature sensors 22 and the setter 25 enter the comparison unit, where these signals are compared. The received error signal in the comparison unit 24, which determines the deviation of the milk temperature from the required value, is fed to the control unit 26, which controls the operation of the electric motor 21 and, accordingly, of the pump 20. At the same time, the refrigeration unit starts to work and as a result of heat exchange of the heat exchanger - coil 18 with milk its temperature adjusted to the set value.

Холодильная установка, работающая на сжиженном природном газе, гораздо дешевле в эксплуатации: не нужны затраты на обслуживание и ремонт холодильного агрегата; не расходуется электроэнергия на работу газовой холодильной установки.A refrigeration unit operating on liquefied natural gas is much cheaper to operate: no costs are required for the maintenance and repair of the refrigeration unit; no electricity is consumed for the operation of the gas refrigeration unit.

Таким образом, поддерживая температуру молока на заданном уровне, терморегулирующее устройство позволяет повысить срок хранения молока и соответственно его качество при перевозке в теплое время года, например из молочной фермы, до молочного завода.Thus, maintaining the temperature of milk at a predetermined level, the temperature control device allows to increase the shelf life of milk and, accordingly, its quality when transported in the warm season, for example from a dairy farm, to a dairy plant.

ИнформацияInformation

1. Патент на полезную модель №31637, Россия, МКИ F 25 В 21/02. Устройство для регулирования температуры молока при его транспортировке (В.Н.Тимофеев, Г.Е.Чекмарев, Н.А.Галкина и др. (Россия); Опубликовано в БИ №23 20.08.03 г.1. Patent for utility model No. 31637, Russia, MKI F 25 V 21/02. A device for regulating the temperature of milk during its transportation (V.N. Timofeev, G.E. Chekmarev, N.A. Galkina and others (Russia); Published in BI No. 23 08/08/03

2. Кириллов Н.Г. Автомобильные рефрижераторы и кондиционеры на сжиженном природном газе // Автомобильная промышленность. 2002. №10. C.11-12.2. Kirillov N.G. Automobile refrigerators and air conditioners for liquefied natural gas // Automotive industry. 2002. No. 10. C.11-12.

Claims

Thermostatic device for transporting milk on cars containing a milk tank, including a temperature sensor, a control unit, a closed coolant circuit, including a coil heat exchanger and a liquid pump, a motor fuel-liquefied gas system, characterized in that it further comprises a gas refrigeration unit, including a refrigeration chamber installed in the motor fuel system with the possibility of heat exchange with a closed coolant circuit, the input of which is connected to the refrigeration Amer, the output is connected to the milk tank through a coil heat exchanger.