Способи охолодження

Льодове охолодження – це найпростіший спосіб охолодження продуктів до температури не нижче 0 градусів. Залежно від способів одержання лід буває природнім чи штучним. Природній лід одержують, використовуючи природній холод, а штучний – машинний. Льодове охолодження є найбільш доступним, простим, екологічно нешкідливим, відносно дешевим. Недоліками льодового охолодження є недостатньо низька температура, великі витрати праці під час заготівлі, транспортування та використання льоду.

Льодове охолодження здійснюють у спорудах, які називаються льодовнями. Льодовні можуть мати нижче, бічне або верхнє розміщення льоду по відношенні до камер, в яких охолоджують продукти. Температура повітря в камері від 5 до 6˚С, вологість – 90…95%.

Льодосоляне охолодження – це охолодження з використанням подрібненого водяного льоду і солі (кухонної або кальцієвої). За цього способу охолодження до теплоти, яка поглинається льодом, додається теплота, що поглинається сіллю під час її розчинення у воді. Температура плавлення льодосоляної суміші залежить від хімічного складу та кількості солі (чим більше солі тим нижча температура суміші).

Залежно від способу льодосоляного походження розрізняють холодильні камери трьох видів охолодження: безпосереднього, фрігаторного, повітряного.

Охолодження сухим льодом. Сухий лід – це діоксид вуглецю СО ² у твердому стані. Твердий діоксид вуглецю за атмосферного тиску перетворюється на вуглекислий газ, минаючи рідкий стан. При цьому температура знижується до -78,9˚С.

Сухий лід – це тверде кристалічне тіло білого кольору. В газоподібному стані він безколірний, без смаку і запаху. Тривале вдихання повітря з вмістом вуглекислого газу (1,5-3%) викликає головний біль, запаморочення, нудоту. За концентрації вище 9% людина швидко втрачає свідомість.

Позитивними якостями сухого льоду є низька температура сублімації за атмосферного тиску, велика холодопродуктивність, відсутність рідкої фази.

Обмежене застосування сухого льоду пояснюється його високою собівартістю, трудністю регулювання температури, шкідливим впливом на персонал.

Холодильне устаткування з машинним способом охолодження

Із усіх способів охолодження найбільш поширене охолодження за допомогою машини. Машинне охолодження ґрунтується на властивостях спеціальних речовин кипіти при низьких температурах з поглинанням тепла з охолоджувального середовища. Холодильна машина дає можливість безперервно відбирати тепло в охолоджуваного середовища, знижувати температуру в цьому середовищі та підтримувати її впродовж визначеного проміжку часу за допомогою комплексу пристроїв. Холодильні машини поділяються на дві групи : компресійні, що працюють із затратами механічної енергії, та адсорбційні, що працюють із затратами теплової енергії.

Компресійні холодильні машини

Компресійна холодильна машина складається із таких основних частин : випарника, компресора, двигуна, ресивера, конденсатора, регулювального вентиля.

Схема компресійної машини:1- випарник; 2 - компресор; 3 - електродвигун; 4 - терморегулювальний вентиль.

Випарник – це апарат, в якому проходить кипіння холодильного агента в умовах низької температури за рахунок тепла, яке поглинається з навколишнього середовища. Випарники для охолодження повітря можуть мати природну і примусову циркуляцію. До випарників з природною циркуляцією належать батареї безпосереднього випарювання – пристінні або які безпосередньо установлюються на стелі, з примусовою циркуляцією – повітроохолоджувачі.

Компресор – апарат, який відбирає пари холодильного агента з випарника. В компресорі пароподібний холодильний агент стикується і подається в конденсатор. За конструктивними особливостями компресори бувають поршневі, ротаційні, відцентрові, за кількістю циліндрів – одно – та багатоциліндрові, за розміщенням циліндрів – У- подібні, горизонтальні, вертикальні, за рухом холодильного агента в циліндрі – прямоструминний , за ступенем герметизації – сальникові (компресор з двигуном з’єднані пасовою передачею), без сальникові (двигун надіто на вал компресора), герметичні (компресор і двигун поміщені в один не рознімний кожух).

Конденсатор – пристрій, у якому перегрітий холодильний агент охолоджується з повітрям або водою і конденсується, тобто переходить із газоподібного в рідкий стан. Цей перехід можливий тільки за високого тиску. В холодильних машинах торгового устаткування використовуються в основному конденсатори з повітрям охолодження. Вони виготовляються у вигляді 3 – 5 рядних плоских змійовиків, з’єднаних послідовно «калачами» або паралельними колекторами.

Регулювальний вентиль – пристрій, що регулює кількість скрапленого холодильного агента, який подається у випарник. Крім того, регулювальний вентиль знижує тиск холодильного агента від тиску конденсації до тиску кипіння.

Ресивер – це сталева циліндрична місткість, призначена для збирання рідкого холодильного агента. Ресивери установлюють з боку високого тиску машини, безпосередньо за конденсатором.

Принцип дії. У випарнику холодильний агент за рахунок тепла, яке відбирає від продуктів, кипить, перетворюючись на пару. Із випарника пари холодильного агента відсмоктуються компресором і подаються в конденсатор, у конденсаторі пари холодильного агента знову перетворюються на рідину. Таким чином, у замкнутій герметичній системі відбувається циркуляція холодильного агента, причому кількість його не змінюється, а змінюється тільки його агрегатний стан.

Для поліпшення режиму роботи в схему холодильної машини включають ряд додаткових апаратів : пароохолодник, масловіддільник, фільтр, прилади автоматики тощо.