Системи охолодження камер

Охолодження камер в холодильних установках здійснюється такими способами:

- безпосередньо холодильним агентом;

- попередньо охолодженим розсолом;

- охолодженим повітрям.

В закладах ресторанного господарства камери охолоджуються переважно за допомогою фреонових холодильних машин.

Залежно від інтенсивності циркуляції повітря в камерах та конструкції камерних приладів охолодження розрізняють батарейне, повітряне і змішане охолодження.

При батарейному охолодженні з природною циркуляцією повітря охолоджуючими приладами є батареї, в яких циркулює холодильний агент або розсіл. Камерні прилади з холодильним агентом називаються батареями безпосереднього охолодження, а з розсолом – розсільними батареями.

При повітряному охолодженні створюється безперервна примусова циркуляція повітря, яке охолоджується в повітроохолоджувачі.

Холодильні батареї повинні відводити всі теплопритоки, які проникають в камеру. Для цього їм небохідно мати достатню поверхню теплообміну і розміщуватись так, щоб температура та вологість в камері були рівномірно розподілені.

Значна кількість теплоти надходить в камеру через огородження. Тому холодильні батареї розташовують на тих огородженнях, крізь які проникає найбільше теплоти: поряд із зовнішніми стінами, які відділяють камеру від приміщень з підвищеними температурами.

Пристінні батареї розміщують у верхній зоні огородження. В цьому випадку холодне повітря опускається від батарей донизу і створює біля стіни холодну повітряну завісу, яка обмежує надходження теплоти крізь дане огородження.

При батарейному охолодженні відбувається природна циркуляція повітря за рахунок різниці густини повітря біля холодної поверхні батарей і більш теплої поверхні продуктів. Оскільки температура батарей нижча за точку роси повітря в камері, на поверхні батарей з'являється волога у вигляді інею ("снігова шуба"). Повітря, яке контактує з поверхнею батареї, охолоджується та осушується. Далі під час контакту з теплішими поверхнями стін і продуктів, повітря нагрівається й знову набуває здатність поглинати вологу. Якщо продукти не упаковані, вода переноситься від них до батарей, що призводить до усихання продуктів.

Безпосереднє охолодження (рис. 3.11, а). Повітря в камері охолоджується батареями безпосереднього охолодження, в яких циркулює холодильний агент. В батареях 4 холодильний агент кипить з відведенням теплоти від повітря камери, і температура в камері знижується.

Безпосереднє охолодження економічно ефективне: установка працює за високих температур кипіння холодильного агента; відсутні витрати енергії на роботу насоса, немає витрат на додаткове обладнання; потрібна невелика площа для монтажу холодильного агрегата; установка працює з меншими затратами електроенергії та при високому значенні холодильного коефіцієнта.

Недоліками безпосереднього охолодження є можливість псування продуктів при витіканні холодильного агента в камері. Батареї безпосереднього охолодження мають низьку акумулятивну здатність – охолодження камер відбувається тільки за роботи компресора.

Розсільне охолодження (рис. 3.11, б) складається з систем циркуляції холодильного агента і розсолу. Розсіл – соляний розчин кухонної солі або хлориду кальцію.

Система циркуляції холодильного агента включає в себе компресор 1, конденсатор 2, систему трубопроводів з регулювальним вентилем 3 та випарник 4. Така система потребує спеціального машинного відділення.

В систему циркуляції розсолу входять: розсільні батареї 6, які встановлені в камері, і здійснюють теплообмін між розсолом та повітрям; випарник 4, який забезпечує охолодження розсолу до потрібної температури; насос 5 для перекачування розсолу; резервуар з розсолом 7.

В камерах встановлюються розсільні батареї 6, в які відцентровим насосом 5 подається розсіл, охолоджений у випарнику 4 киплячим холодильним агентом. В батареях відбувається теплообмін між розсолом та повітрям. При цьому повітря охолоджується, а розсіл нагрівається і повертається у випарник для охолодження.

Температура розсолу у випарнику повинна бути на 5...6 °С вищою за температуру кипіння холодильного агента; температура повітря в камері – на 8...10 °С вище температури розсолу. Такий перепад температур потребує нижчих температур кипіння холодильного агента. Це знижує холодопродуктивність машини та збільшує витрати електроенергії.

Переваги розсільної системи охолодження: відносна безпечність експлуатації системи, невелика кількість холодильного агента, можливість акумулювання холоду – охолодження продовжується після зупинки компресора.

Недоліки розсільної системи: громіздкість; за однакового температурного режиму холодильної камери випарник розсільної системи працює при нижчих температурах у порівнянні з системою безпосереднього охолодження, що знижує холодопродуктивність машини та збільшує витрати енергії для отримання холоду; додаткові витрати енергії на роботу відцентрового насоса; корозія обладнання і трубопроводів під дією розсолу.

Повітряне охолодження (рис. 3.11, в) здійснюється надходженням в камеру повітря, яке охолоджене, подібно розсолу, в теплообміннику – повітроохолоджувачі, який встановлюється в камері або окремому приміщенні. При даному способі за допомогою вентилятора створюється примусова циркуляція повітря в камері.

Система повітряного охолодження може бути безканальною, одноканальною та двоканальною.

При безканальній системі охолодження повітроохолоджувачі з соплами встановлюються безпосередньо в холодильних камерах. Кожух повітроохолоджувача має вікно, крізь яке повітря забирається з камери і пропускається через змійовик. Охолоджене повітря через сопло на нагнітальному патрубку вентилятора видувається назад в камеру.

Безканальну система не забезпечує рівномірного розподілу охолодженого повітря в приміщенні, тому її використовують для камер невеликих розмірів.

Одноканальна система відрізняється від безканальної тим, що замість нагнітального патрубка з соплами передбачено нагнітальний канал з вікнами, через які розподіляється повітря в об'ємі камери. Нагнітальний канал встановлюється під стелею. Всмоктування повітря з камери проводиться через вікна повітроохолоджувача.

Двоканальна система (рис. 3.11, в) складається з нагнітального 4 та всмоктувального 3 каналів з приймальними розподільними вікнами. Залежно від площі камери відстань між каналами становить 5...11 м. Нагнітальний канал розміщують вздовж зовнішніх стін, а всмоктувальний – вздовж внутрішніх. Повітря з камери забирається крізь вікна всмоктувального канала 3 і подається вентилятором 2 у повітроохолоджувач 1. Охолоджене повітря через вікна нагнітального канала 4 повертається в камеру. Кількість охолодженого повітря, яке направляється в камеру, регулюється шиберами, що розміщені у вікнах каналу.

Основною перевагою повітряного охолодження є рівномірне розподілення холоду по всьому об'єму камери та швидке охолодження продуктів завдяки інтенсивному руху повітря.

Недоліками даної системи є додаткові витрати електроенергії на привод вентилятора та підвищення усихання продуктів. Система має низьку акумулятивну спроможність – після зупинки вентиляторів охолодження камер зупиняється.