Устройство оттаивания воздухоохладителя холодильной витрины торгового оборудования

012195 Область техники Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам оттаивания воздухоохладителя системы непосредственного охлаждения холодильных витрин, предпочтительно низкотемпературного торгового холодильного оборудования низкозамерзающими теплоносителями. Преимущественное использование - в крупных супер- и гипермаркетах, где предусмотрено оттаивание воздухоохладителей одновременно нескольких витрин. Оттаивание снеговой шубы с поверхности охлаждающих приборов низкотемпературных холодильных витрин торгового холодильного оборудования в большинстве случаев осуществляют электронагревателями. Менее распространен способ оттаивания горячим хладагентом, который в парообразном состоянии направляют непосредственно из компрессора в трубки испарителя, покрытого снеговой шубой. 1. Трубчатые электронагреватели встраивают в отверстия ребер, в трубы воздухоохладителя или располагают рядом с ним. Способ очень прост в осуществлении, но требует значительных затрат электроэнергии, что в настоящее время является серьезным недостатком. Кроме того, качество оттаивания оставляет желать лучшего из-за неравномерного прогрева испарителя (проблемы теплового контакта между испарителем и электронагревателем), что вынуждает раз в месяц проводить генеральное оттаивание с применением теплой воды. 2. Горячий пар хладагента отдает свою теплоту холодному испарителю и вследствие этого конденсируется. Жидкий хладагент может попасть в компрессор и вызвать его повреждение. Но даже при незначительных забросах жидкого хладагента в картер компрессора, не вредящих самому компрессору,наблюдается разжижение смазочного масла, находящегося в картере, и снижение его смазочных свойств. При этом срок службы компрессора резко сокращается. Для предотвращения этого к жидкости подводят тепло, используя мощные электрические нагреватели или тепловые аккумуляторы. Недостатком этой системы является также сложность изготовления теплового аккумулятора. 3. В рассольных системах для нагрева теплоносителя используется отдельный замкнутый контур с тем же теплоносителем, что и в основном холодопередающем контуре. Теплоноситель отдельного контура нагревают с помощью специального подогревателя (бойлера) и небольшого центробежного насоса,перекачивающего горячий теплоноситель через систему батарей, подлежащих оттаиванию, минуя испаритель. В связи с хорошим тепловым контактом между поверхностью батарей и нагретым теплоносителем время оттайки сводится к минимуму. Однако в системах оттаивания низкотемпературных витрин,где используются воздухоохладители непосредственного охлаждения, невозможно осуществить прямое использование оттаивания воздухоохладителя путем пропуска через его секции, нагретого теплоносителя. Эти секции заняты хладагентом, а смешивание хладагента с теплоносителем недопустимо. Предлагаемое устройство оттаивания воздухоохладителя может быть применено не только в витринах низкотемпературного торгового холодильного оборудования, но и в среднетемпературных витринах как с индивидуальным холодильным агрегатом, так и с многокомпрессорным агрегатом центрального холодоснабжения. Предложенное устройство оттаивания воздухоохладителя позволяет значительно сократить время оттаивания (до 6-10 мин вместо 20-30 мин) и сократить затраты электроэнергии за счет использования тепла системы для подогрева низкозамерзающего теплоносителя и сравнительно малого электропотребления насосом. Предшествующий уровень техники Из источников научно-технической и патентной информации известен ряд способов и устройств оттаивания теплопередающей поверхности приборов охлаждения непосредственного и рассольного охлаждения низкотемпературного торгового холодильного оборудования: электронагревателями, горячими парами хладагента, низкозамерзающими теплоносителями, например растворами солей, гликолевыми,кремнийорганическими теплоносителями, фторорганическими теплоносителями (см. Доссат Рой Дж. Основы холодильной техники. Пер. с английского. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984 г., стр. 448-445; Зеликовский И.Х., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки. Справочник 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989, стр. 301, 473 - 482; Гоголин А.А., Колотий Ю.Н. Оттаивание воздухоохладителей. - М., ЦНИИТЭИИмясомолпром, 1972 г.; Оттаивание воздухоохладителей.- В сб.: Холодильная промышленность и транспорт. - М.: ЦИИИТЭИмясомолпром, 1969 г., вып.8). Анализируя аналоги из вышеуказанных источников, можно отметить следующее. Оттаивание низкотемпературных холодильных витрин торгового холодильного оборудования в большинстве случаев осуществляют горячими парами хладагента либо электронагревателями. Устройство оттаивания трубчато-ребристых воздухоохладителей горячим паром хладагента, нагнетаемым компрессором в воздухоохладитель, включает нагнетательный трубопровод с байпасной линией и электромагнитным клапаном. Когда электромагнитный вентиль открывается, горячий пар, минуя конденсатор, поступает в воздухоохладитель. Оттаивание осуществляется горячим паром хладагента, который отдает свою теплоту холодному воздухоохладителю и конденсируется. Это устройство оттаивания имеет ряд недостатков. Во время оттаивания количество горячего пара, подаваемого компрессором, ограничено, так как в испарителе конденсируется и остается большая часть жидкости, а меньшее количество хладагента возвращается в компрессор для рециркуляции. Более серьезный недостаток - жидкий хладагент может попасть в компрессор и вызвать его повреждение. Для предотвращения этого к жидкости-1 012195 подводят тепло, используя мощные электрические нагреватели или тепловые аккумуляторы. Недостатком этой системы является также сложность изготовления теплового аккумулятора. Для оттаивания инея с приборов охлаждения в рассольных системах (с промежуточным теплоносителем) с температурой в охлаждающих приборах около -40 С применяют низкозамерзающие теплоносители - растворы солей, гликолевые, кремнийорганические и фторорганические жидкости. Системы оттаивания со стороны промежуточного теплоносителя выполняют большей частью замкнутыми, с воздухоохладителями, закрытого типа, в которых теплоноситель не соприкасается с воздухом. При использовании низкозамерзающего теплоносителя для оттаивания его помещают в теплоизолированную емкость с ТЭНами, а при наличии на объекте круглогодичного источника тепла (горячей воды, пара) вместо ТЭНов в емкость с теплоносителем устанавливают змеевики, по которым циркулирует горячая вода или пар. Теплоноситель, нагретый до температуры 30-40 С, насосом перекачивают в подлежащие оттаиванию батареи или подают его внутрь труб воздухоохладителя (см. Червяков С.С., Кулаковский А.И. Основы холодильного дела: Учеб. Пособие для СПТУ - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1988, стр. 54, 62, а также Канторович В.И., Явнель Б.К. Устройство, эксплуатация, монтаж и ремонт холодильных установок. Учебник: - М.: Изд. Торговой литературы, 1960, стр. 204 - 206). Для оттаивания инея с приборов охлаждения в рассольных системах используется отдельный замкнутый контур с тем же теплоносителем, что и в основном холодопередающем контуре. Теплоноситель отдельного контура нагревают с помощью специального подогревателя (бойлера), а небольшой центробежный насос перекачивает горячий теплоноситель через систему батарей, подлежащих оттаиванию,минуя испаритель. В связи с хорошим тепловым контактом между поверхностью батарей и нагретым теплоносителем, время оттайки сводится к минимуму. В системах оттаивания низкотемпературных витрин, где используются воздухоохладители системы непосредственного охлаждения, невозможно осуществить прямое использование оттаивания воздухоохладителя путем пропуска через его секции нагретого теплоносителя. Эти секции заняты хладагентом, а смешивание хладагента с теплоносителем недопустимо. Поэтому оттайку низкотемпературных витрин осуществляют ТЭНами. В низкотемпературных витринах оттаивание оребренных воздухоохладителей осуществляют с помощью электронагревателей (ТЭНов). Нагревают не только теплообменную поверхность воздухоохладителя, но также днище витрины и сливной трубопровод. Трубчатые электронагреватели встраивают в отверстия ребер, в трубы воздухоохладителя или располагают рядом с ними. Цикл оттаивания начинают при закрытии электромагнитного вентиля на жидкостном трубопроводе, в результате чего воздухоохладитель опорожняется, а затем компрессор останавливается. Одновременно включаются электронагревательные элементы воздухоохладителя, днища и сливного трубопровода. Вентиляторы выключаются,чтобы теплый воздух не поступал в охлаждаемое пространство. После полного оттаивания воздухоохладителя, днища и сливного трубопровода электронагреватели отключаются, электромагнитный вентиль на жидкостном трубопроводе открывается, включается компрессор, вентиляторы и вся установка переходит на режим охлаждения. Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство оттаивания воздухоохладителя холодильной витрины, выполненное из ТЭНов. В специальные прорези, выполненные в испарителе, установлены трубчатые электронагревательные элементы (ТЭНы), такие же элементы установлены на днище и возле сливного трубопровода витрины (Зеликовский И.Х., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки. Справочник - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989, стр.301). Данное устройство выбрано нами в качестве прототипа. Прототип и заявляемое изобретение имеют общие признаки: наличие конструктивных элементов подвода тепла к теплообменной поверхности испарителя воздухоохладителя, днищу витрины и сливному патрубку (у прототипа это ТЭНы); элементы подвода тепла находятся в тепловом контакте с теплообменной поверхностью испарителя воздухоохладителя, с днищем и со сливным трубопроводом. Недостаток оттаивания ТЭНами заключается в плохом их тепловом контакте с трубчатой поверхностью испарителя воздухоохладителя (в основном, точечный тепловой контакт). В связи с этим время оттайки составляет 20-30 мин, несмотря на высокую температуру нагрева ТЭНов (150-200 С). Как следствие, при оттаивании значительно повышается температура в охлаждаемом объеме, что, в свою очередь,приводит к сравнительно продолжительной обработке замороженных продуктов отепленным воздухом. Кроме того, имеют место дополнительные затраты электроэнергии, расходуемой как ТЭНами для подогрева при оттаивании, так и холодильным агрегатом для последующего охлаждения рабочего объема. Раскрытие изобретения В основу изобретения поставлена задача создать усовершенствованное устройство оттаивания воздухоохладителя холодильной витрины торгового оборудования, в котором путем введения дополнительных узлов, а также иного выполнения отдельных источников подвода тепла возможно обеспечить сокращение времени оттаивания и затрат электроэнергии при оттаивании воздухоохладителя низкотемпературных витрин, прилавков торгового холодильного оборудования супер- и гипермаркетов. Поставленная задача решена в устройстве оттаивания воздухоохладителя холодильной витрины-2 012195 торгового оборудования, включающее элементы подвода тепла к теплообменной поверхности испарителя воздухоохладителя, к днищу витрины и к сливному трубопроводу, тем, что оно дополнительно снабжено тепловым аккумулятором с низкозамерзающим теплоносителем, насосом циркуляции низкозамерзающего теплоносителя и рекуперативным теплообменником, воспринимающим теплоту сжатого холодильного агента, а элементы подвода тепла выполнены в виде двух дополнительных секций, первая из которых установлена в испарителе воздухоохладителя и находится в тепловом контакте с его теплообменной поверхностью, а вторая дополнительная секция установлена в днище витрины рядом со сливным трубопроводом, при этом обе дополнительные секции соединены с тепловым аккумулятором. Кроме того, теплообменная поверхность первой дополнительной секции выполнена конструктивно идентичной с теплообменной поверхностью испарителя воздухоохладителя. Новым в заявляемом изобретении является то, что устройство дополнительно снабжено тепловым аккумулятором с низкозамерзающим теплоносителем; насосом циркуляции низкозамерзающего теплоносителя; рекуперативным теплообменником, воспринимающим теплоту сжатого холодильного агента. Новизна заявляемого изобретения состоит также и в том, что элементы подвода тепла выполнены в виде двух дополнительных секций, месте их размещения и схеме соединения между собой известных и новых узлов. Из источников патентной и научно-технической информации не известны устройства оттаивания воздухоохладителей низкотемпературных витрин торгового холодильного оборудования супер- и гипермаркетов, в которых элементы подвода тепла для оттаивания испарителя воздухоохладителя выполнены в виде двух дополнительных секций, первая из которых установлена в испарителе, конструктивно идентична секциям испарителя и находится в тепловом контакте с его теплообменной поверхностью, а вторая - в днище витрины и рядом со сливным трубопроводом; обе секции соединены линией оттаивания с тепловым аккумулятором с низкозамерзающим теплоносителем; тепловой аккумулятор соединн линиями циркуляции теплоносителя с циркуляционным насосом для подогрева теплоносителя в рекуперативном теплообменнике сжатыми компрессором парами холодильного агента и направления нагретого теплоносителя в обе дополнительных секции. Все эти отличия характеризуют заявляемое устройство оттаивания новой совокупностью признаков по сравнению с известными техническими решениями в науке и технике, сообщающих объекту изобретения новые свойства и создающие положительный эффект. Новые свойства заключаются в следующем. Поскольку одна секция имеет хороший тепловой контакт с теплообменной поверхностью испарителя, в силу конструктивного единства весь испаритель прогревается быстро и равномерно. Нагрев теплоносителя осуществляется горячим паром холодильного агента, т.е. бросовым теплом. Положительный эффект заключается в сокращении времени оттайки (до 6-10 мин) и затрат электроэнергии за счет сравнительно малого электропотребления насосом. Краткое описание чертежей Предлагаемое устройство оттаивания воздухоохладителя холодильной витрины торгового оборудования представлено на чертежах, где фиг. 1 - принципиальная схема устройства; фиг. 2 - вид витрины в разрезе. Вариант осуществления изобретения Устройство оттаивания воздухоохладителя холодильной витрины торгового оборудования содержит соединенные между собой технологическими трубопроводами: компрессор 1,рекуперативный теплообменник 2,насос циркуляции низкозамерзающего теплоносителя 3,тепловой аккумулятор с низкозамерзающим теплоносителем 4,конденсатор 5,ресивер 6,терморегулирующий вентиль 7,воздухоохладитель с вентиляторами и испарителем 8,испаритель воздухоохладителя, с трубчато ребристой теплообменной поверхностью 9,первую дополнительную секцию оттаивания испарителя воздухоохладителя 10,вторую дополнительную секцию оттаивания днища и сливного трубопровода витрины 11,электромагнитные клапаны 12, 13, 14, 15,линию оттаивания 16,линию циркуляции теплоносителя, для его подогрева 17,днище витрины 18,сливной трубопровод 19. Обычно при автоматизации процесса оттаивания воздухоохладителя витрин торгового холодильно-3 012195 го оборудования оттаивание проводится поочередно через равные промежутки времени по сигналу электронных блоков в соответствии с заданной программой. Оттаивание воздухоохладителя холодильной витрины низкотемпературного торгового холодильного оборудования по предложенной системе осуществляется следующим образом. В режиме охлаждения электронный блок (на чертеже не показан) включает компрессор 1 холодильного агрегата, открывает электромагнитные клапаны 12 и 15 при непрерывно работающем насосе циркуляции низкозамерзающего теплоносителя 3. Сжатый пар хладагента подается компрессором 1 в рекуперативный теплообменник 2, где сжатый холодильный агент компрессором 1 отдает тепло низкозамерзающему теплоносителю, подаваемому насосом циркуляции низкозамерзающего теплоносителя 3 из теплового аккумулятора с низкозамерзающим теплоносителем 4 через открытый электромагнитный клапан 13. Нагретый раствор из рекуперативного теплообменника 2 через открытый электромагнитный клапан 14 возвращается в тепловой аккумулятор с низкозамерзающим теплоносителем 4. Хладагент из рекуперативного теплообменника 2 направляется в конденсатор 5, а затем в ресивер 6. В процессе охлаждения на трубчато-ребристой поверхности испарителя 9 воздухоохладителя 8 образуется снеговая шуба, а днище витрины 18 и сливной трубопровод 19 обрастают льдом. При оттаивании воздухоохладителя 8 электронный блок отключает компрессор 1, вентиляторы воздухоохладителя 8, закрывает электромагнитные клапаны 13, 14, открывает электромагнитные клапаны 12 и 15, и нагретый теплоноситель из теплового аккумулятора 4 по линии оттаивания 16 поступает в первую 10 и вторую 11 дополнительные секции воздухоохладителя 8. Снеговая шуба тает в результате теплообмена между испарителем 9 и первой дополнительной секцией 10 благодаря высокой теплопроводности ребер трубчатой поверхности испарителя 9. Вторая дополнительная секция 11 обогревает днище витрины 18 и сливной трубопровод 19. Талая вода с воздухоохладителя стекает в днище витрины 18,соединяясь с оттаявшей водой сливного трубопровод 19, и направляется в канализацию. Время оттайки составляет 6-10 мин. При повышении температуры теплообменной поверхности испарителя 9 дополнительных секций 10 и 11 до 4-5 С, электронный блок выключает электромагнитные клапаны 12, 15, включает компрессор 1, вентиляторы, открывает электромагнитные клапаны 13, 14, и витрина переходит вновь в режим охлаждения. В дальнейшем описанная последовательность действий повторяется. Промышленная применимость Предлагаемое устройство оттаивания воздухоохладителя низкотемпературных витрин может быть так же применено и в системах непосредственного охлаждения среднетемпературного торгового холодильного оборудования как с индивидуальным холодильным агрегатом, так и с многокомпрессорным агрегатом. Устройство оттаивания позволяет значительно сократить время оттаивания до 6-10 мин (по сравнению с 20-30 мин при оттаивании ТЭНами) и сократить затраты электроэнергии за счет использования внутреннего тепла устройства для подогрева низкозамерзающего теплоносителя и сравнительно малого электропотребления насосом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство оттаивания воздухоохладителя холодильной витрины торгового оборудования,включающее соединенные между собой технологическими трубопроводами компрессорноконденсаторный агрегат, воздухоохладитель с трубчато-ребристой поверхностью, отдельные источники подвода тепла к теплообменной поверхности воздухоохладителя, днищу витрины и сливному трубопроводу, а также электромагнитные клапаны, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено тепловым аккумулятором с низкозамерзающим теплоносителем, насосом циркуляции низкозамерзающего теплоносителя и рекуперативным теплообменником, а отдельные источники подвода тепла выполнены в виде двух дополнительных секций, первая из которых установлена в испарителе воздухоохладителя и находится в тепловом контакте с его теплообменной поверхностью, а вторая дополнительная секция установлена в днище витрины рядом со сливным трубопроводом, при этом обе дополнительные секции соединены с тепловым аккумулятором. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что теплообменная поверхность первой дополнительной секции выполнена конструктивно идентичной с теплообменной поверхностью испарителя воздухоохладителя.