SU1067303A1 - Способ увлажнени воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ увлажнени  воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами , заключающийс  в том, что воздушным потоком распыл ют вводимую влагу на капли, подают образовавшийс  водовоздушный поток в камеру и перемешивают его с воздухом в камере, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности увлажнени  воздуха и снижени  усушки продуктов при хранении, воздушный поток охлаждают путем адиабатного расширени  и разгон ют до сверхзвуковой скорости , и этим потоком охлаждают и распыл ют вводимую в него влагу на капли G диаметром 10-20 мкм. сриеЛ 05 1 00 о со

Description

2. Устройство дл  увлажнени  воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, содержащее воздушный нагнетатель, емкость дл  воды и холодильную камеру с расположенными в ней распылител ми жидкости, подсоединенными к воздушному нагнетателю и емкости дл  воды посредством трубопроводов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы, распылители жидкости выполнены в виде последовательно соединенных сопла Лавал , в выходном сечении которого установлен дозатор, соединенный

с емкостью дл  воды вод ным трубопроводом , камеры смешени  и направл ющего диффузора,

3.Устройство по п. 2, отличающеес  тем. что емкость дл  воды выполнена гер,метичной и соединена с воздушным нагнетателем .

4.Устройство по пп. 2 и 3, отличающеес  тем, что вод ной трубопровод, соедин ющий дозаторы с емкостью дл  воды, снабжен дополнительным продувочным трубопроводом , подсоединенным к воздушному нагретателю.

1

Изобретение относитс  к технике кондиционировани  воздуха, а именно к способам и устройствам увлажнени  .воздуха, преимущественно в камерах хранени  незатаренных пищевых продуктов на холодильниках с температурой воздуха в камерах ниже - 20°С.

Известен способ увлажнени  воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, заключающийс  в том, что воздушным потоком распыл ют вводимую влагу На капли, подают образовавшийс  водовоздушный поток в камеру и перемешивают его с воздухом в камере 1.

Известно устройство дл  увлажнени  воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, содержащее воздушный нагнетатель, емкость дл  воды и холодильную камеру с расположенными в ней распылител ми жидкости, подсоединенными к воздушному нагнетателю и емкости дл  воды посредством трубопроводов 1.

Недостатком известного способа  вл етс  то, что воздушный поток не разгон етс  до сверхзвуковой скорости, и это не позвол ет получить тонкое распыление воды, которое предотвращает замерзание распыл емой влаги в воздухе холодильной камеры с отрицательными температурами.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  надежность его работы при температурах ниже -20°С из-за замерзани  капель в факеле форсунки и их выпадени  в виде снега.

Цель изобретени  - повышение эффективности увлажнени  воздуха и снижение усущки продуктов при хранении, а также повышение надежности работы устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу увлажнени  воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, заключающемус  в том,

что воздушным потоком распыл ют вводимую влагу на капли, подают образовавшийс  водовоздущный поток в камеру и перемещивают его с воздухом в камере, воздушный поток охлаждают путём адиабатного расширени  и разгон ют до сверхзвуковой скорости, и этим потоком охлаждают и распыл ют вводимую в него влагу на капли диаметром 10-20 мкм.

Поставленна  цель достигаетс  также тем в устройстве дл  увлажнени  воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, содержащем воздущный нагнетатель, емкость дл  воды и холодильную камеру с расположенными в ней распылител ми жидкости, подсоединенными к воздушному Нагнетателю и емкости дл  воды посредством трубопроводов, распылители жидкости выполнены в виде последовательно соединенных сопла Лавал , в выходном сечении которого установлен дозатор , соединенный с емкостью дл  воды вод ным трубопроводом, камеры смешени  и направл ющего диффузора.

Кроме того, емкость дл  воды выполнена герметичной и соединена с воздушным

нагнетателем.

Вод Ной трубопровод, соедин ющий дозаторы с емкостью дл  воды, снабжен дополнительным продувочным трубопроводом , подсоединенным к воздушному Нагнетателю .

На фиг. 1 схематично представлена последовательность операций, составл ющих предлагаемый способ; на фиг. 2 - схема устройства увлажнени  воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами пор дка (-20)-(-25) °С; на фиг. 3 - холодильна  камера; На фиг. 4 - графики зависимости диаметра капли dg, при дроблении жидкости потоком газа от скорости этого потока W. Способ состоит из следующих операций: 1- охлаждение воздушного потока путем адиабатного расширени  и его ускорение до сверхзвуковой скорости; II - ввод в воздушный поток воды III и 1У - одновременно протекаюш,ие процессы охлаждени  и распылени  вводимой в поток влаги на капли диаметром 10 - 20мкм; У - подача образовавп егос  водовоздушного потока в камеру; У1 - перемешивание водовоздушного потока с воздухом камеры. Перед опер ацией У может быть предусмотрена операци  УII - создание направленного скоростного водовоздушного потока с равновесными скоростью и температурой , равной температуре воздуха в камере . Устройство содержит воздушный нагнетатель 1, емкость 2 дл  воды и холодильную камеру 3 с расположенными в ней распылител ми 4 жидкости, подсоединенными к воздушному нагнетателю 1 и емкости 2 дл  воды посредством трубопроводов 5 и 6. Распылители 4 жидкости выполнены в виде последовательно соединенных сопла 7 Лавал , в выходном сечении которого установлен дозатор 8, сообщенный с емкостью 2дл  воды, камеры 9 смешени  и направл ющего диффузора 10. Емкость 2 дл  воды выполнена герметичной и соединена с воздушным нагнетателем 1. Вод ной трубопровод 6, соедин ющий дозатор 8 с емкостью 2 дл  воды, снабжен дополнительным трубопроводом 11, подсоединенным к воздушному нагнетателю 1. В холодильной камере 3 могут быть .проложены воздушный 12 и вод ной 13 коллекторы , св занные соответственно с соплами 7 Лавал  и дозаторами 8 распылителей 4, а также с воздушным нагнетателем 1 посредством трубопровода 5 и емкостью 2 дл  воды посредством трубопровода 6. Герметична  емкость 2 дл  воды может быть св зана с воздушным нагнетателем 1трубопроводом 14 и может иметь трубопровод 15 подпитки водой и трубопровод 16дл  сообщени  воздушного простран тва емкости 2 с атмосферой и сброса давлени . Подача воздуха в воздушный 12 и вод ной 13 коллекторы может регулироватьс , соответственно, соленоидными вентил ми 17и 18 (СВ 17 и СВ 18). Дл  заполнени  емкости 2 водой на трубопроводе 15 подпитки может быть установлен соленоидный вентиль 19 (СВ 19), управл емый датчиком 20 уровн , размеденным на емкости 2. На трубопроводах 14 и 16 могут быть установлены соленоидные вентили 21 и 22 (СВ 21 и СВ 22) соответственно, дл  подачи сжатого воздуха из Нагнетател  1 в емкость 2 и сброса давлени  из емкости 2в атмосферу. Вентили 21 и 22 могут быть электрически св заны с датчиком 20 уровн . Подача сжатого воздуха в продувочный трубопровод 11 может регулироватьс  соленоидным вентилем 23 (СВ 23). В холодильной камере 3 может быть установлен датчик 24, контролирующий влажность воздуха в камере и св занный электрической св зью с блоком 25 управлени  соленоидными вентил ми 17, 18 и 23. Количество подаваемой в дозатор 8 жидкости может регулироватьс  вентилем 26, степень открыти  которого устанавливаетс  зар ранее в зависимости от требуемой температуры водовоздушной аэрозоли, котора  должна быть равна температуре воздуха в холодильной камере. В наружном ограждении камеры 3 могут быть образованы щели 27 дл  выхода избыточного воздуха из камеры 3. , Устройство работает следующим образом . При понижении влажности воздуха в холодильной камере 3 датчик 24 передает сигнал на блок 25 управлени , откуда подаютс  сигналы на СВ 17 и СВ 18, которые открываютс . Остальные соленоидные вентили закрыты, за исключением вентил  21, который открыт, так как могут работать системы увлажнени  в других камерах холодильника. Сжатый до давлени  0,4 мПа в нагнетателе I воздух поступает через трубопроц д 5 и воздушный коллектор 2 к соплам 7 Лавал  распылителей 4, где адиабатно расшир етс  с получением низкой температуры и сверхзвуковой скорости. В поток холодного воздуха через дозатор 8 воду, поступающую под небольшим избыточным давлением (около 0.02 мПа) 1;з емкости 2 через трубопроводы 6 и коллектор 13. В камере 9 смешени  происходит энергообмен между воздушным СКмзхскопогткым холодным потоком и водой, Б результате которого вода дробитс  на капли диаметром 10-20 мкм и охлаждаетс  до требуемой температуры . Образовавша с  водовоздушна  аэрозоль, проход  направл ющий диффузор 10, приобретает однородную по размерам капель, температуре, скорости и направлению структуру и под напором вводитс  в воздушное пространство .холодильной камеры 3. Здесь аэрозоль перемешиваетс  с воздухом камеры 3 и транспортируетс  по ее объему, увлажн   воздух до состо ни  насыщени  и создава  равномерную влажность по всему объему камеры 3. При достижении 100% влажности воздуха в камере 3 датчик 24 через блок 25 управлени  закрывает СВ 17 и СВ 18 и открывает СВ 23 на продувочном трубопроводе 11. Сжатый воздух продувает вод ную магистраль, выбрасыва  из нее воду через дозатор 8 в воздух камеры 3 и предотвраща  замерзание воды в коллекторе 13

и дозаторе 8. При понижении уровн  жидкрсти в емкости 2 датчик 20 уровн  закрывает СВ 21 и открывает СВ 22 и СВ 19. После заполнени  емкости 2 СВ 19 и СВ 22 закрываютс  и открываетс  СВ 21.

Адиабатное расширение сжатого воздуха позвол ет получить холодный и высокоскоростной воздушный поток со скоростью 300-400 м/с (число Маха ,1), которым дроб т вводи у1ую в него воду на капли диаметром 10-20 мкм.

Определить диаметр капли при дроблении жидкости сверхзвуковым газовым потоком можно по зависимости W-бк

LM

dn - ,-fr игг

где О к- коэффициент поверхностного

нат жеНи  жидкости,

Jr плотность газа,

Ш - скорость газового потока, м/с;

W - критерий Вебера. Зависимость (aj) при , которое  вл етс  верхней границей устойчивости капли при ее дроблении на более мелкие , показана на фиг. 4 кривой А. На фиг. 4 приведены также зависимости d| f(iy), определенные на. Основе экспериментальных

|aнныx по вводу воды в воздушный поток, параметры которого характерны дл  пневматических форсунок (кривые В, С, Д).. Как видно из сопоставлени  кривой А кривыми В, С и D, суш,ествующие пневматические форсунки обеспечивают устойчивое распыление жидкости на капли диаметром 40-80 мкм. Сверхзвуковой поток воздуха дробит жидкость на капли диаметром менее 20 мкм при скорост х 200-400 м/с,

0 т. е. при числах Маха ,0, что позвол ет увлажн ть воздух в холодильных камерах с температурой -20°С и ниже.

Преимуществом предлагаемого способа увлажнени  воздуха и устройства дл  его осуш,ествлени   вл етс  то, что они обес печивают надежное увлажнение воздуха и позвол ют повысить его относительную влажность до 100% и снизить в 1,5 раза усушку продуктов при хранении. Кроме того , уменьшаетс  теплова  нагрузка на ка0 мерное холодильное оборудование, так как распыл ема  влага охлаждаетс  в р,аспылителе На счет холодильного эффекта адиабатного расширени  сжатого воздуха. Уменьшаютс  также энергозатр:аты на распыление жидкости.

Claims (4)

1. СПОСОБ УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА В КАМЕРАХ ХОЛОДИЛЬНИКА С ОТ

   РИЦАТЕЛЬНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, заключающийся в том, что воздушным потоком распыляют вводимую влагу на капли, подают образовавшийся водовоздушяый поток в камеру и перемешивают его с воздухом в камере, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности увлажнения воздуха и снижения усушки продуктов при хранении, воздушный поток охлаждают путем адиабатного расширения и разгоняют до сверхзвуковой скорости, и этим потоком охлаждают и распыляют вводимую в него влагу на капли диаметром 10-20 мкм. g
2. 2. Устройство для увлажнения воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, содержащее воздушный нагнетатель, емкость для воды и холодильную камеру с расположенными в ней распылителями жидкости, подсоединенными к воздушному нагнетателю и емкости для воды посредством трубопроводов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, распылители жидкости выполнены в виде последовательно соединенных сопла Лаваля, в выходном сечении которого установлен дозатор, соединенный с емкостью для воды водяным трубопроводом, камеры смешения и направляющего диффузора.
3. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем. что емкость для воды выполнена герметичной и соединена с воздушным Нагнетателем.
4. 4. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что водяной трубопровод, соединяющий дозаторы с емкостью для воды, снабжен дополнительным продувочным трубопроводом, подсоединенным к воздушному нагнетателю.