Апр 25 2004

Разработка энергосберегающей бытовой и торговой холодильной техники на базе абсорбционно – диффузионных холодильных машин

Опубликовано в 02:59 в категории Проблемы пищ. промышленности

А.С. Титлов

Одесская национальная академия пищевых технологий, Одесса

Проблемы перехода на экологически безопасные хладагенты (поиск новых синтетических масел; низкая энергетическая эффективность новых экологически безопасных хладагентов; недостаточный профессиональный уровень разработчиков и обслуживающего персонала) заставляют разработчиков бытовой и торговой холодильной техники обращать пристальное внимание на холодильные аппараты с абсорбционно-диффузионными холодильными машинами (АДХМ).

Рабочее тело АДХМ – водоаммиачный раствор с добавкой инертного газа – водорода, гелия либо их смеси абсолютно экологически безопасно – имеет нулевые значения озоноразрушающего потенциала и потенциала «парникового» эффекта.

Холодильные аппараты с АДХМ имеют и ряд таких уникальных качеств, как:

а) бесшумность, высокая надежность и длительный ресурс, отсутствие вибрации, магнитных и электрических полей при эксплуатации;

б) возможность использования в одном аппарате нескольких различных источников тепловой энергии – как электрических, так и альтернативных (теплота сгорания органического топлива, солнечное излучение, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, «горячий» поток воздуха вихревой трубы, теплонагруженные элементы радиоэлектронной аппаратуры);

в) возможность работы с некачественными источниками энергии, в том числе и электрической в диапазоне напряжения сети 160…240 В.

К достоинствам АДХМ следует отнести минимальную стоимость среди существующих типов бытового холодильного оборудования, что во многих случаях и определяет их популярность у пользователей.

АДХМ незаменимы в минихолодильниках, во встраиваемых и в транспортных моделях холодильников, когда холодопроизводительность не превышает 20 Вт и нецелесообразно использовать компрессионные системы.

Холодильные аппараты с АДХМ, оснащенные горелочными устройствами, широко используются туристами и путешественниками, так как им нет альтернативы в районах с отсутствием электроэнергии.

Вместе с тем производство абсорбционных холодильных аппаратов в различных странах мира составляет 5…10 % от общего объема выпуска холодильных приборов, что связано с их повышенным, на 40…60 % по сравнению с аналогичными компрессионными моделями, энергопотреблением.

Такое положение и предопределило структуру рынка абсорбционной холодильной техники - свыше 70 % составляют модели с емкостью до 100 дм3, при этом производители выпускают, в основном, малогабаритные аппараты (30…60 дм3) и однокамерные (до 160 дм3) модели.

Анализ разработок и исследований последнего десятилетия показали, что ведущие фирмы-производители и научные центры достигли определенных успехов в энергосбережении и по энергопотреблению абсорбционные холодильные аппараты приблизились к соответствующим компрессионным аналогам .

Таким образом, актуальным становятся проблемы расширения ассортимента моделей абсорбционной холодильной техники.

Начиная с 1990 года разработки ученых и специалистов Одесской национальной академии пищевых технологий, Васильковского завода холодильников (Украина, Киевская область) и Научно-производственного объединения прикладной механики (Российская Федерация, г.Железногоск, Красноярский край) были направлены на создание новых образцов абсорбционной холодильной техники различного функционального назначения, причем во всех случаях стремились обеспечить миниум энергопотребления при эксплуатации.

При создании новой техники использовались прогрессивные технические и технологические решения:

а) размещение испарителя АДХМ за пределами полезного объема в вертикальной плоскости;

б) создание дополнительных теплостоков на основе тепловых труб и двухфазных термосифонов;

в) применение высокопористого ячеистого материала в качестве теплоизоляции генераторного узла АДХМ (на основе керамики) и для снижения контактного термического сопротивления в зоне теплостоков (на основе меди);

г) применение холодоаккумулирующих материалов;

д) применение энергосберегающих способов управления.

Результатом разработок стали следующие модели бытовой и торговой холодильной техники абсорбционного типа:

а) трехкамерные холодильники либо с отделением для овощей и фруктов (10…12 °С), либо с «нулевой» камерой (около 0 °С);

б) комбинированные двухкамерные («шкаф» и «ларь») с неохлаждаемым отделением, в частности, в виде выдвижного короба;

в) торговые холодильные витрины на базе модели «Таир»;

г) универсальные низкотемпературные камеры типа «ларь» параметрического ряда, в том числе и транспортного типа (устанавливаются на прицепах легковых автомобилей): 100; 180; 220; 240; 280 дм3, содержащие по два холодильных аппарата ( на торцах либо на задней стенке в ряд) и предназначенные для обеспечения режимов хранения в широком диапазоне температур – от минус 18 °С (длительное низкотемпературное хранение) до плюс 10… 12 °С (кратковременное хранение фруктов и овощей);

д) оригинальные бытовые приборы с дополнительной нагревательной камерой, тепловые режимы которой на уровне температур от комнатных до 70 °С обеспечиваются за счет утилизации бросового тепла холодильного цикла дефлегмации и конденсации), при этом на основе серийного абсорбционного холодильника «Кристалл-408» АШ-150 разработано два типа таких устройств - с воздушной и жидкостной нагревательной камерой;

ж) транспортные холодильные аппараты типа АБ-35, превосходящие по энергетическим характеристикам лучшие мировые аналоги;

з) мини-холодильники и мини-бары типа АШ-40.

В быту дополнительную нагревательную камеру можно использовать для подогрева продукта до заданной температуры либо воды для хозяйственных нужд, а также для различных видов технологической обработки, в результате которой может быть получен новый продукт (сушка, вяление, брожение и др.).

Наибольший успех у пользователей имеет однокамерный абсорбционный холодильник «Киев-410» АШ-160, обладающий увеличенным (практически на 30 %) низкотемпературным отделением с уровнем температур хранения не выше минус 18 °С и «плачущим» испарителем.

Следует отметить, что благодаря расположению испарителя АДХМ в вертикальной плоскости все новые модели не критичны к ориентации в пространстве и многие из них с успехом используются на транспорте.

Особый интерес к холодильным аппаратам абсорбционного типа у жителей сельской местности, которые в настоящее время в максимальной степени чувствуют на себе проблемы с потреблением электроэнергии из-за перебоев в подаче либо скачков напряжения в сети от 160 до 250 В. Возможность работы на некачественной электроэнергии либо в перспективе работа с горелочными устройствами на альтернативных источниках энергии делает их незаменимыми в сельских и фермерских хозяйствах. К сожалению, в странах СНГ горелочные устройства, адаптированные к абсорбционным холодильным аппаратам, не производятся.

Одно из практических применений разработок связано с прудовым и речным рыбоводством. Большой проблемой в рыбоводческих хозяйствах является сохранение крупных пород рыб (белого амура, карпа, толстолобика) перед спуском прудов на зиму. С учетом технологических требований и перспектив работы в районах с отсутствием электроснабжения была разработана передвижная платформа-прицеп с холодильными аппаратами типа “ларь” и стационарные холодильные камеры наземного и подземного типа, оснащенные модульными абсорбционными холодильными аппаратами. Платформы-прицепы предназначены для первичной холодильной обработки непосредственно в местах лова , а холодильные камеры – для низкотемпературного хранения.

Новые модели адаптированы к работе с электронными системами управления (ЭСУ), которые предназначены обеспечивать энергосберегающие (с минимумом энергопотребления) режимы работы в широком диапазоне параметров эксплуатации – диапазон температур окружающей среды от 10 °С до 32 °С.

ЭСУ обеспечивает энергосберегающие режимы работы широкого спектра аппаратов абсорбционного типа (холодильные витрины, низкотемпературные камеры, минихолодильники, транспортные холодильники).

Энергосбережение достигается путем изменения величины подводимой тепловой мощности на генераторный узел холодильного аппарата в зависимости от температуры охлаждаемого объекта и температуры в характерной точке дефлегматора, а также перераспределением тепловой мощности по высоте подъемной части перекачивающего термосифона.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.