SU1725044A1 - Льдогенератор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к холодильной технике, а именно к устройствам, предназначенным дл  приготовлени  прозрачного пищевого льда, система охлаждени  которых снабжена холодильной машиной. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и снижение энергозатрат . Вода из водопровода по трубопроводу 4 проходит через рекуперативный теплообменник 20, охлаждаетс  и поступает в ванну 5, откуда насосом 8 подаетс  к льдоформе, имеющей контакт с испарителем 3. Образовавшийс  лед сползает на режущую решетку 16, откуда попадает в льдобункер 10. В

Description

период одного цикла намораживани  осуществл етс  замена незамерзающей воды из ванны 5. Охлажденную часть воды удал ют из ванны 5 через сливной патрубок 6 в наполнительную емкость 23. Туда же стекает тала  вода с околонулевой температурой из льдобункера 10. Из емкости 23 вода подаетс  на теплообменную поверхность рекуперативного теплообменника и на теплообменную поверхность испарительной ступени 19 воздушного конденсатора. Подача на льдообразование предварительно охлажденной воды, прошедшей из водопровода через рекуперативный теплообменник 20, сокращает врем  замораживани  порций льда. Подача на

конденсатор 11 воздуха, охлажденного при прохождении через испарительную ступень воздушного конденсатора 11, приводит к снижению давлени  конденсации и, следовательно , к росту холодопромзводмтельности. Снабжение льдогенератора дополнительным испарителем с льдоформой обеспечивает повышение производительности. Расположение тепломассообменного аппарата под льдоприготовительным отделением 1 позвол ет организовать подачу воды на рекуперативный теплообменник 20 и испарительную ступень 19 воздушного конденсатора самотеком , без дополнительного оборудовани . 2 ил.

Изобретение относитс  к холодильной технике, а более конкретно к устройствам, предназначенным дл  приготовлени  прозрачного пищевого льда, система охлаждени  которых снабжена холодильной машиной, имеющей в своем составе конденсатор с воздушным охлаждением, может быть использовано на предпри ти х общественного питани , в медицинских учреждени х .

Известен льдогенератор пищевого льда, в котором в нижней части корпуса установлен холодильный агрегат. Над холодильным агрегатом расположены теплоизолированный бункер, предназначенный дл  хранени  приготовленного льда, ильдопри- готовительное отделение, состо щее из орошаемого водой испарител  и вод ной ванны. Вода из ванны забираетс  насосом и разбрызгиваетс  форсунками оросител . Холодильна  установка состоит из холодильного агрегата, теплообменника дл  подогрева воды, используемой дл  оттаивани  и последующего образовани  льда, фильтра-осушител , капилл рной трубки, испари- тел , на рабочей поверхности которого образуетс  лед, и вторичного испарител - осушител , в котором хладагент полностью преобразуетс  в пар.

Оттайка льда осуществл етс  путем подачи воды, подогретой в специальном теплообменнике гор чими парами хладагента , на льдоформу. Вода нагревает льдо- форму, лед оттаивает.

Подогрета  вода, используема  дл  от- тайки, через дренажное отверстие сливаетс  в ванну с насосом, восполн   расход воды на образование льда.

Процесс оттайки, осуществл емый в данном устройстве, малоэффективен. Это св зано с тем, что он обеспечиваетс  гор чими парами хладагента через промежуточный теплоноситель - воду. Кроме того, вода, используема  первоначально дл  процесса оттаивани , используетс  вторично, но уже дл  производства льда. С точки зрени  термодинамики это нецелесообразно в св зи с тем, что вода первоначально нагреваетс  (в теплообменнике гор чими парами хладагента ), затем охлаждаетс  (в процессе прохождени  через льдоформу при оттайке) и уже в последнюю очередь используетс  дл  получени  льда. Нагрев этой воды в теплообменнике гор чими парами хладагента превуалирует над охлаждением ее в процессе оттайки.

Известен льдогенератор, содержащий расположенные в льдоприготовительном отделении испаритель, установленную с обеспечением теплового контакта с ним льдоформу, систему подачи воды на последнюю , включающую трубопровод подачи воды от водопровода, установленную под льдоформой ванну со сливным и переливным патрубками и насосом, сообщенным с распределительным коллектором, установленным над льдоформой, льдобункер и холодильный агрегат с воздушным конденсатором и системой оттайки, размещенной под льдоприготовительным отделением .

При намораживании льда в этом льдогенераторе соли, содержащиес  в воде, поступающей на льдообразование, переход т в незамерзающую часть воды, увеличива  их концентрацию, что приводит к образованию

непрозрачного и, как следствие этого, некондиционного льда и резкому снижению производительности льдогенератора. Поэтому дл  предотвращени  указанных  влений в льдогенераторе периодически осуществл етс  замена воды из ванны насоса путем сброса ее в канализацию.

Кроме того, несмотр  на изолирование бункера со льдом, из-за наличи  теплопри- токов кубики льда подтаивают и, как следствие этого, в нижней части льдобункера накапливаетс  вода с температурой, близкой к температуре тающего льда.

Таким образом, в процессе производства льда из льдогенератора удал етс  некондиционна  дл  льдообразовани  вода, имеюща  температуру значительно более низкую, чем температура воды, первоначально поступающей из водопроводной сети . Это  вл етс  экономически неоправданным особенно тогда, когда льдогенератор эксплуатируетс  при повышенной (до 32°С) температуре окружающей среды, а температура воды, поступающей из водопроводной сети на льдообразование , имеет значение 25°С. При этих услови х производительность льдогенератора минимальна.

Несмотр  на то, что отепление испарител  кратковременное из-за того, что оттай- ка пласта льда от льдоформы осуществл етс  гор чими парами хладагента , повышаетс  инерционность срабатывани  льдогенератора и уменьшаетс  его производительность по количеству получаемого льда. Это св зано с тем, что некоторое врем  холодильна  машина работает на компенсацию теплового возмущени , внесенного процессом оттайки, а затем только переключаетс  непосредственно на осуществление льдообразовательного процесса.

Цель изобретени  - повышение производительности льдогенератора и снижение энергозатрат.

На фиг.1 схематично изображен льдогенератор; на фиг.2 - принципиальна  гидравлическа  схема льдогенератора.

Льдогенератор содержит выполненные в одном корпусе льдоприготовительное отделение 1 и расположенное под ним машинное отделение 2. В льдоприготовительном отделении 1 расположены испаритель 3,.установленна  с обеспечением теплового кон- такта с ним льдоформа ( не показана), система подачи воды на последнюю, включающа  трубопровод 4 подачи воды от во- допровода, подсоединенный к установленной под льдоформой ванне 5 со сливным б и переливным 7 патрубками и насосом 8, сообщенным с распределительным коллектором 9, установленным над льдоформой, и льдобункер 10. В машинном отделении 2 расположен холодильный агрегат с воздушным конденсатором 11, компрессором 12 и системой оттайки.

Испаритель 3 с льдоформой могут быть установлены наклонно. Под ними расположен водосборник 13, сообщенный с ванной 5. В последней размещен запорный поплав0 ковый клапан 14, св занный с насосом 8. На сливном патрубке 6 установлен соленоидный вентиль 15. Над льдобункером 10 размещена режуща  решетка 16. В бункере 10 установлено термореле 17, а в днище бунке5 ра выполнен сливной патрубок 18. Льдоформа оснащена датчиком 19 толщины льда.

В машинном отделении 2 перед воздушным конденсатором 11 установлен тепло- массообменный аппарат, состо щий из двух

0 частей, перва  из которых представл ет собой испарительную ступень 20 предварительного охлаждени  воздуха перед конденсатором холодильного агрегата, а друга  часть представл ет собой вод ной

5 рекуперативный теплообменник 21. Под испарительной ступенью 20 может быть установлен поддон 22 со сливным патрубком 23, а над рекуперативным теплообменником 21 установлена сообщенна  с ним накопитель0 па  емкость 24, гидравлически св занна  со сливным 6 и переливным 7 патрубками ванны 5 и льдобункером 10. Трубопровод 4 подачи воды из водопровода подключен к входному и выходному патрубкам рекупе5 ративного теплообменника 21.

Льдогенератор снабжен дополнительным испарителем 25 с льдоформой, распо- ложенным в льдоприготовительном отделении 1, над льдоформой установлен

0 датчик 26 толщины льда.

Система охлаждени  испарителей 3,25 представл ет собой замкнутый герметичный контур циркул ции холодильного агента , включающий, кроме компрессора 12 и

5 воздушного конденсатора 11, регулирующий орган 27, например, терморегулирую- щий вентиль, а также вентили 28 и 29 оттаивани , а также соленоидные вентили 30 и 31. На всасывающей линии компрессо0 ра 12 установлен отделитель 32 жидкости. Дополнительный испаритель 25 подключен к холодильному агрегату, системе оттайки и системе подачи воды параллельно основному .

5 При работе льдогенератора воду подают из водопроводной сети по трубопроводу 4. При этом в рекуперативном теплообменнике 21 происходит предварительное охлаждение воды. Вода, проход ща  по льдоформе, стекает первоначально в водосборник 13, а оттуда в ванну 5 с насосом 8, совмещенным с запорным поплавковым клапаном 14. Пополнение воды в ванне 5 происходит за счет срабатывани  клапана 14. При снижении уровн  воды поплавок спускаетс  и через клапан 14 водопроводна  вода поступает по трубопроводу 4 в ванну 5, а по достижении заданного уровн  воды поплавок поднимает клапан, перекрывающий поток воды из водопроводной сети.

Дл  предотвращени  снижени  производительности льдогенератора в период одного цикла намораживани  льда осуществл етс  замена незамерзающей части воды в ванне 5 насосом 8. Дл  этого периодически, например, минимум один раз за цикл намораживани  льда охлажденную часть воды с увеличенной концентрацией солей удал ют через имеющийс  в днище ванны 5 сливной патрубок 6. Это осуществл етс  путем открыти  соленоидного вентил  15 на сливном патрубке 6 таким образом, что полностью опорожн етс  ванна 5.

Вода по сливному патрубку 6 через открытый соленоидный вентиль 15 попадает в накопительную емкость 24. Туда же самотеком стекает тала  вода с околонулевой температурой из льдобункера 10 по сливному патрубку 18. Подтайка порций прозрачного пищевого льда в льдобункере 10 происходит из-за теплопритоков вследствие наличи  конечной разности температуры окружающей льдогенератор среды и льда.

Таким образом, в накопительную емкость 24 попадает вода с температурой ниже температуры водопроводной воды и температуры окружающей льдогенератор среды. Из накопительной емкости 24 при помощи системы водораспределени  вода подаетс  на теплообменную поверхность рекуперативного теплообменника 21 и на теплообменную поверхность испарительной ступени 20 воздушного конденсатора 11. Проход  через теплообменную поверхность , вода охлаждает насадку и, испар  сь при пленочном течении через теплообменную поверхность, охлаждает воздух, поступающий на конденсатор 11 холодильного агрегата. Испар юща с  вода охлаждает также и воду, подающуюс  из водопроводной сети на льдообразование. Движущими силами данного процесса  вл етс  скорость движени  воздуха, поступающего на воздушный конденсатор, разность температур окружающей льдогенератор среды и стекающей пленки воды. После прохождени  теп- лообменной поверхности вода из поддона 22 по сливному патрубку 23 удал етс  в канализацию . Воздух, охлажденный в процессе испарени  воды, подаетс  вентил тором на воздушный конденсатор 11 холодильного агрегата. Подача охлажденного воздуха

на теплообменную поверхность конденсатора 11 приводит к снижению давлени , при котором происходит конденсаци  холодильного агента. При этом при одной и той же температуре кипени  холодильного агента

0 обеспечиваетс  рост холодопроизводи- тельности из-за того, что процесс конденса ции хладагента происходит при температуре значительно более низкой, чем температура окружающей среды.

5 При этом определ ющим значением  вл етс  температура воды, испар ющейс  в испарительной ступени 20 воздушного конденсатора 11 холодильного агрегата. Увеличение холодопроизводительности агрегата

0 позвол ет сократить врем  одного цикла замораживани . Сокращению времени замораживани  порции льда способствует то, что на льдообразование поступает предварительно охлажденна  в рекуперативном

5 теплообменнике 21 вода. По достижении заданной толщины льда срабатывает датчик 19 толщины льда. Подача воды на льдофор- му испарител  3 прекращаетс . Вентили 29- 31 закрыты, а вентиль 28 открываетс .

0 Гор чими парами холодильного агента из нагнетательной линии компрессора 12 отепл етс  испаритель 3 с льдоформой, и пласт льда сползает на режущую решетку 16. Разрезанный на порции лед падает в льдобун5 кер 10. По достижении заданной толщины льда срабатывает датчик 19 толщины. Он дает сигнал на включение в работу испарител  25 с льдоформой. При этом вентили 28-30 закрыты, открыт только соленоидный

0 вентиль 31. Процесс льдообразовани  на льдоформе испарител  25 идет аналогично процессу на льдоформе испарител  3. Отепленные испаритель 3 и имеюща  контакт с ним льдоформа посредством трубопровода

5 через отделитель 32 жидкости с компрессором 12 постепенно охлаждаютс . Это обеспечиваетс  тем, что в испарителе 3 и льдоформе после начала процесса оттайки устанавливаетс  давление холодильного

0 агента, равное давлению нагнетани  компрессора . По окончании процесса оттайки, т.е. после прекращени  подачи холодильного агента с линии нагнетани  компрессора и закрыти  вентил  28, давление в испари5 теле 3 постепенно снижаетс  и выравниваетс  до давлени  всасывани . В св зи с тем, что в холодный испаритель 3 при оттайке подаютс  гор чие пары хладагента, то происходит частична  конденсаци  паров хладагента . И после выравнивани  давлени  в

испарителе 3 до давлени  всасывани  происходит процесс кипени  жидкого хладагента в испарителе 3 вследствие того, что компрессор 12 создает разрежение в испарителе 3, Таким образом, оба испарител  3 и 25 с льдоформами охлаждаютс . После окончани  процесса намораживани  пласта льда на льдоформе испарител  25 срабатывает датчик 26 толщины льда, испаритель 25 с льдоформой отепл етс  гор чими парами хладагента. При этом вентили 29-31 закрыты , а вентиль 29 открыт. Пласт льда сползает на режущую решетку. Срабатывает датчик 26 толщины льда, и цикл намораживани  начинаетс  на льдоформе испарител  3. Циклична  работа льдогенератора продолжаетс  до тех пор, пока льдобункер 10 не будет полностью загружен льдом. Льдогенератор выключаетс  из работы при срабатывании термореле 17 льдобункера 10. При разборе или подтаивании порций льда термореле 17 льдобункера 10 срабатывает, и льдогенератор включаетс  вновь в работу. Таким образом, в предлагаемом устройстве льдогенератора дл  повышени  его производительности по количеству получаемого льда за определенный отрезок времени используетс  некондиционна  дл  образовани  прозрачного пищевого льда вода. Эта вода, охлажденна  в процессе прохождени  через испаритель - льдофрр- му, испар  сь степломассообменногоаппарата , повышает термодинамическую эффективность работы холодильного агрегата за счет снижени  давлени  конденсации хладагента. Снижение давлени  конденсации приводит при неизменной температуре кипени  к росту холодопроиз- водительности холодильного агрегата, уменьшению работы сжати , снижению температурной напр женности деталей компрессора. Повышению производительности льдогенератора по количеству получаемого льда способствует то, что вода, поступающа  на льдообразование из водопроводной.сети, имеет температуру более низкую, чем вода водопроводной сети . Повышению производительности льдогенератора способствует включение в его схему дополнительного испарител -льдо- формы. Введение дополнительного элемента в схему льдогенератора позвол ет полезно использовать процессы оттайки испарител , а также позвол ет уменьшить инерционность срабатывани  льдогенератора после проведени  процесса оттайки одного из испарителей. Кроме того, после проведени  оттайки одного из испарителей компрессор некоторое врем  работает в облегченном дл  него режиме, с меньшей, чем

номинальна , степенью сжати . Это приведет к тому, что в момент оттайки одного из испарителей мощность, потребл ема  агрегатом , минимальна .

Организаци  подачи воды на тепломассообменный аппарат в данной конструкции такова, что не требует привлечени  дополнительного оборудовани , например,насоса , так как льдоприготовленное отделение

0 размещено над машинным. Кроме того, вода , используема  дл  испарительного охлаждени  воздуха, имеет температуру значительно более низкую, чем температура воды, поступающей из водопровода на

5 льдообразование. При этом температура воды , испар ющейс  в тепломассообменном аппарате, несущественно зависит от температуры окружающей среды, в св зи с тем, что эта вода приобретает свою температуру

0 автоматически в процессе намораживани  льда. А это, в свою очередь, приводит к снижению зависимости производительности льдогенератора от температуры окружающей среды, т.е. основным параметром,

5 вли ющим на производительность льдогенератора , температура воды, первоначально поступающей на льдообразование.

Дл  получени  сверхчистого льда, содержащего минимальное количество солей

0 и растворенного в воде воздуха, данное устройство может быть модифицировано таким образом, что вода из водопроводной сети поступает на испаритель - льдоформу, , а оттуда самотеком в накопительную ем5 кость 24. При этом отпадает необходимость в наличии насоса, подающего воду на испаритель , что приведёт к более энергосберегающему способу произведшее сверхчистого льда.

0 Кроме того, системами, использующими отработанную воду дл  испарительного охлаждени  воздуха, поступающего на воздушный конденсатор холодильного агрегата , можно оснастить те торговые автоматы,

5 в которых имеютс  приспособлени  дл  мойки стаканов либо кружек. Утилизаци  подобным образом отработанной воды позвол ет сделать эти автоматы более энергосберегающими , а врем  приготовлени 

Claims (1)

1. 0 охлажденного напитка свести к минимуму. Формула изобретени  Льдогенератор, содержащий расположенные в льдоприготовительном отделении испаритель, установленную с обеспечением

   5 теплового контакта с ним льдоформу, систему подачи воды на последнюю, включающую трубопровод подачи воды от водопровода, подсоединенный к установленной под льдоформой ванне со сливным и переливным патрубками и насосом,сообщенным с распределительным коллектором , установленным над льдоформой, льдо- бункер и холодильный агрегате воздушным конденсатором и системой оттайки, размещенной под льдоприготовительным отделением , отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и снижени  энергозатрат, льдогенератор снабжен дополнительным испарителем с льдоформой и тепломассообменным аппаратом, расположенным под льдоприготовительным отделением и включающим испарительную ступень предварительного охлаждени  воздуха, установленную перед конденсатором, вод ной рекуператив0

   5

   ный теплообменник и сообщенную с ними накопительную емкость, зона приема воды которой гидравлически св зана со сливным и переливным патрубками ванны и льдобун- кером, при этом трубопровод подачи воды из водопровода подключен к входному и выходному патрубкам рекуперативного теплообменника , дополнительный испаритель подключен к холодильному агрегату, системе оттайки и системе подачи воды параллельно основному, а в лини х каждого испарител  установлены запорные вентили дл  обеспечени  поочередной работы каждого испарител .