Камеры охлаждения

Оборудование таких камер включает мощный воздухоохладитель и устройства, способствующие равномерному распределению воздуха по объёму камеры. Средняя температура воздуха составляет 0...плюс 2 °С, а его скорость в грузовом объёме неравномерна и колеблется в пределах 0,5...2 м/с. Охлаждаемый груз размещается в ящиках (коробах), которые, как правило, уложены в штабели, либо на специально предусмотренных в камерах полках, либо на крючьях подвесных путей.

При охлаждении фруктов и овощей большое распространение получили камеры с одно- и двухканальной системами охлаждения (СОХ). Такие камеры достаточно велики по размеру, как правило, имеют большой постаментный воздухоохладитель и каналы, способствующие равномерному распределению холодного воздуха по всему объёму камеры.

При одноканальной системе воздухораздачи воздух попадает в батареи воздухоохладителя прямо из камеры, охлаждается там и по нагнетательному воздушному каналу распределяется (душируется) по всей его длине.

Двухканальная система предполагает наличие как нагнетательного, так и всасывающего (воздухозаборного) каналов (рис. 12.1).

Постаментный воздухоохладитель 2 установлен в торце камеры. Со стороны боковых стен к нему подходят нагнетательный 4 и всасывающий 5 каналы, выполненные из оцинкованного железа. В начале всасывающего канала установлен вентилятор 3, с помощью которого воздух поступает во всасывающий канал из всех частей камеры. Воздух, проходя через воздухоохладитель, охлаждается и под напором поступает в нагнетательный канал, откуда через систему отверстий (сопел) в нижней части канала 4 попадает в грузовой объём камеры. Дальнейший путь воздуха внутрь камеры указан стрелками. Для сохранения постоянной скорости истечения воздуха из сопел живое сечение каналов по длине уменьшается (часто канал выполняют ступенчатым по высоте).

Преимуществом рассмотренных камер охлаждения является простота их конструкции, что позволяет оставлять в них охлаждённую продукцию на последующее хранение, а недостатком – неравномерность параметров воздуха в объёме камеры.

a) б)

Рис. 12.1. Камера охлаждения с двухканальной системой воздухораспределения

а) вид сбоку; б) разрез А–А;

1 – строительные ограждения камеры; 2 – батареи воздухоохладителя; 3 – вентилятор;
4 – нагнетательный канал (воздухораздача); 5 – всасывающий канал (воздухозабор)

На предприятиях мясной, рыбной и консервной промышленности большое распространение получили камеры охлаждения туннельного типа. Такое название они получили по причине того, что их длина гораздо больше ширины (т.е. выполнены в виде туннелей). Циркуляционный контур для движения воздуха создаётся в них либо за счёт установки перегородок внутри объёма камеры (наиболее распространённый тип такой перегородки – “ложный” потолок, разделяющий камеру на два отсека по высоте), либо путем создания лабиринтов. Камеры выполняют как с продольным, так и с поперечным движением воздуха. Батареи воздухоохладителя размещают либо в торце, либо вверху (над подвесным потолком).

Температура воздуха поддерживается в интервале 0...плюс 2 °С, а его скорость в грузовом отсеке составляет 1,5...2 м/с. Такие условия гарантируют охлаждение стандартных говяжьих полутуш за 18...20 часов.

Важнейшим технологическим фактором при камерном охлаждении является время цикла охлаждения (t_ц). Оно включает в себя как непосредственно время охлаждения продукта, так и время, необходимое для дополнительных операций при эксплуатации камеры (загрузки и выгрузки продукции при циклической работе камеры, время на оттаивание батарей от снеговой шубы и т.д.). Обычно t_ц стремятся вместить в рамки одних суток. По этой причине такие камеры выполняют небольшой вместимости (10...20 т), чтобы t_з.в не превышало 4...6 часов.

К достоинствам камер следует отнести простоту их конструкции, универсальность по продукту, надежность и высокую степень механизации технологических процессов. К недостаткам – значительную неравномерность скорости воздуха по длине камер. Камеры этого типа получили самое широкое распространение в развитых капиталистических странах Европы и США.

В странах СНГ часто можно встретить различного типа лабиринты – результаты реконструкции камер холодильника на местном уровне. Планировка такой камеры на площади двух строительных модулей (6´12 м), выполненная на Белгородском мясокомбинате, приведена на рис. 12.2 (высота камеры 4,2 м):

Рис. 12.2. Камера охлаждения туннельного типа с продольным движением воздуха

1 – строительные ограждения камеры; 2 – деревянные перегородки; 3 – вентилятор;
4 – батарея воздухоохладителя; 5 – линия подвесного пути; 6 – двери прислонного типа

Камера работает в периодическом режиме с t_ц = 24 часа. Перегородки 2, выполненные из досок d = 0,04 м, образуют четыре туннеля, в каждом из которых смонтирована одна нитка подвесного пути 5. Три вентилятора, расположенные один над другим, забирают воздух из крайнего туннеля и под напором направляют его по всей высоте в воздухоохладители 4, где он осушается, охлаждается на 2...3 °С и снова возвращается в грузовой отсек. К недостаткам камер подобного типа следует отнести невозможность использования их в качестве камер хранения.

В камерах охлаждения с “ложным” потолком нет необходимости для создания циркуляционного кольца сооружать туннели. Для этой цели предусмотрен “ложный” потолок, разделяющий камеру на два отсека по высоте. Камера снабжена воздухоохладителем, батареи которого располагают либо в торце (по всей высоте камеры), либо в пространстве над “ложным” потолком.

Тёплый и влажный воздух отбирается из камеры вентиляторами и направляется в батареи воздухоохладителя, где охлаждается, осушается и направляется в пространство над ложным потолком. Последний простирается не до конца противоположной стены, а обрывается раньше, образуя проход воздуха в нижнюю часть камеры. Здесь воздух омывает охлаждаемый груз, нагревается, увлажняется и постепенно продвигается к всасывающему патрубку вентилятора. Определённым недостатком такой камеры является неравномерность температуры воздуха внутри камеры (чем ближе к вентилятору, тем он теплее).

От этого недостатка избавлена камера охлаждения системы ГИПРОХОЛОДА, в которой предусмотрена раздача воздуха через щели в ложном потолке (рис. 12.3).

Рис. 12.3. Разрез и план камеры охлаждения системы ГИПРОХОЛОДА

Над каждой ниткой подвесного пути имеется ряд щелей в ложном потолке, через которые воздух истекает вниз, обдувая каждую тушу в вертикальном направлении. Для сохранения постоянной начальной скорости истечения воздуха из сопел, иногда в пространстве над ложным потолком предусматривают отбойный щит, уменьшающий пространство для прохода воздуха (живое сечение) по мере истечения и уменьшения его количества над ложным потолком. Камерами такого типа производительностью 10...15 т/сутки снабжены все типовые холодильники ГИПРОХОЛОДА емкостью от 1 500 до 10 000 тонн груза.

Расчёт такой камеры сводится к определению оптимальной скорости истечения воздуха из щелей в ложном потолке (который обеспечил бы t_ц = 24 часа), необходимой строительной площади камеры, а также необходимой поверхности теплообмена и динамических характеристик воздухоохладителя. Пример такого расчета приведен в [5, с. 83].