Рис. 15-1. Схема компрессионной холодильной машины:

1-испаритсль; 2-компрессор; 3-электродвигатель; 4-конденсатор; 5-регулируюпшй вентиль

Фреоновая автоматическая компрессорная машина. Эти машины в настоящее время применяются для охлаждения витрин, шкафов, ка­мер, прилавков, испарители которых устанавливают внутри охлаждаемо­го объекта. Для удобства эксплуатации и ремонта некоторые устройства объединяют в один узел и называют агрегатом. В настоящее время заво­ды выпускает агрегаты ФАК-1,5МЗ открытого типа. Испаритель и регу­лирующий вентиль устанавливаются в камере охлаждения, а остальные детали машины установлены на штампованной плите и образуют агре­гат. Агрегат устанавливают рядом с камерой охлаждения и соединяют с испарителем трубками, по которым циркулирует хладоагент (фреон).

Принцип работы машины заключается в следующем: хладоагент, по­пав в испаритель, закипает, превращается из жидкого состояния в газо­образное. При этом активно поглощает тепло от трубок и ребер испари­теля. Пары в испарителе отсасывают при помощи компрессора, который направляет их в сжатом состоянии (6-8 атм.) в конденсатор. В конден­саторе при помощи охлаждаемого воздуха, хладоагент, имея высокое да­вление, переходит в жидкое состояние. Жидкий хладоагент поступает в испаритель через регулирующий вентиль, который снижает давление и регулирует его подачу. Таким образом, в замкнутой системе непрерыв­но циркулирует одно и то же количество фреона и его паров.

Холодильные герметические агрегаты. Промышленность выпуска­ет более совершенные холодильные машины с герметическими ком­прессорами марок ФГК. Главное его преимущество в том, что электро­двигатель и компрессор находятся в одном герметическом кожухе и об­разуют единый блок. Этот агрегат может работать длительное время, так как у него отсутствуют сальники, которые исключают утечку фреона.

ФГК по своему размеру и весу значительно меньше. Достигается это

за счет уменьшения размера двигателя, отсутствия передаточного меха­низма и лучшего охлаждения его парами фреона.

ФГК работает почти бесшумно, не давая вибраций на фундамент.

Холодильный агрегат ВС. Эти агрегаты отличаются о агрегатов ФГК только более узким диапазоном рабочей температуры, меньшим весом и габаритами конденсатора. Экранированный герметичный агрегат ФГ-1,1 конструктивно выполнен так, что в герметичной полости находится только ротор электродвигателя. Вынесение статора из герметичной по­лости упрощает его сборку и дает возможность быстрой замены во вре­мя ремонта. Герметичные компрессоры станут основными агрегатами холодильных машин, применяемых в общественном питании, так как они имеют меньшую массу, габариты и потребляют меньше энергии.

Отсутствие сальников в конструкции агрегата исключает утечку хла-доагента и значительно повышает надежность работы.

Краткие сведения о теплоизоляционных материалах. Теплоизоля­ционные материалы применяют для изоляции шкафов, прилавков и ви­трин, для максимального уменьшения теплопритока в охлаждаемое обо­рудование.

К теплоизоляционным материалам предъявляют следующие требова­ния: прочность, долговечность, устойчивость, небольшая стоимость, низкий коэффициент теплопроводности и теплоемкости, безвредность, биостойкость, низкая гигроскопичность. При изготовлении холодильно­го оборудования в промышленности применяют теплоизоляционные материалы: пеностеклопористая стеклянная масса, альфоль — гофриро­ванные алюминиевые листы, минеральная пробка, пенопласта, асбест, рубероид и битум.

Холодильной машиной называется совокупность устройств необходимых для непрерывного отвода

Тема 15
Холодильное оборудование на предприятиях общественного питания

§1 Общие сведения о холодильном оборудовании

Холод является прекрасным консервантом, замедляющим развитие микроорганизмов. Поэтому на предприятиях общественного питания холод используют для хранения продуктов при низких температурах в камерах, шкафах, прилавках и витринах. При этом вкусовые качества продуктов и их внешний вид остается почти без изменения. Понятие холод — означает малое содержание тепла в теле. Охлаждение — это отвод тепла от продуктов питания, сопровождающийся понижением их температуры. Различают искусственное и естественное охлаждение. При естественном охлаждении температура продуктов может быть понижена до температуры окружающего воздуха. А при искусственном — получаются более низкие температуры. На предприятиях общественного питания используются несколько способов искусственного холода, в основе которых леАат процессы изменения агрегатного состояния вещества — плавление, испарение и сублимация.

Плавление — это процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое.

Кипение — называется переход вещества из жидкого состояния в газообразное.

Сублимация — это процесс перехода вещества из твердого состояния в газообразное минуя жидкую фазу.

Наибольшее распространение получил процесс использования скрытой теплоты парообразования жидкостей, кипящих при низких температурах. Такие жидкости получили название холодильных агрегатов. Перенос тепла осуществляется в специальном устройстве, называемом холодильной машиной.

Под эгидой ООН разработаны и подписаны два важных международных документа — Венская конвенция по охране озонового слоя (1985 г.), Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой и дополнение к нему (Лондон, июнь 1990 г.), в которых определен график сокращения производства и истребления ХФУ (хлорсодержащих углеродов).

В ноябре 1992 г. В Копенгагене на четвертом совещании сторон Монреальского протокола были приняты новые поправки к протоколу, ужесточающие график сокращения производства и потребления озоноопасных соединений по группе ХФУ и предусматривающие 100% прекращения их производства и потребления к 1996 году и 70% сокращения в 1994 г.

Одним из кардинальных решений охраны озонового слоя является снижение или прекращение выпуска ХФУ с переходом на галогенугле-роды, не оказывающие действия на озон. К таким соединениям отно-сятся хладоны — 22, 23, 32, 125, и другие, которые инертны к озону или обладают незначительной озоноразрушающей способностью вследствие того, что они либо содержат азот водорода и поэтому разлагаются в нижних слоях атмосферы, либо не содержат хлора или брома.

В настоящее время использование хладона-12 в Европе запрещено с 1995 г., а в отдельных государствах с 1994 г.

Ведущими странами-производителями ХФУ разработаны и согласованы ЮНЕП альтернативные заменители для всех областей применения озоноопасных веществ по свойствам удовлетворяющим требованиям, предъявляемым соответствующими отраслями промышленности.

§2 Способы охлаждения

Ледяное охлаждение. Ледяное охлаждение является самым простым способом охлаждения продуктов питания, физическую основу которого составляет процесс плавления льда и снега. В зависимости от способа получения, лед бывает естественным или искусственным.

Ледяное охлаждение применяется в сооружениях, называемых ледниками, они могут иметь различное размещение льда по отношению к охлаждаемым камерам с продуктами. Однако широкое применение получили ледники с боковым размещением льда. Лед закладывают в таком количестве, чтобы его хватило на определенное время, и объем льда должен быть в 4-5 раз больше объема камер с продуктами. При ледяном способе можно понизить температуру до 6-8 градусов °С и влажностью 90-95%.

Льдосоленое охлаждение. Источником холода является смесь льда и поваренной соли. Чем больше соли, тем ниже температура смеси. Понижение температуры происходит до определенного предела. Самая низкая температура льда с поваренной солью составляет -21,20°С. Подсоленная смесь позволяет создавать в охлажденной среде более низкие температуры по сравнению с ледяным охлаждением.

Охлаждение сухим льдом. Этот способ основан на сублимации твердой углекислоты. Сухой лед — твердая углекислота, которая по внешнему виду представляет собой куски вещества, похожего на мел, но очень холодные и быстро испаряющиеся при обычной температуре. В обычных условиях он из твердого состояния превращается непосредственно в парообразное. При этом температура понижается до -78,90°С. Холод-нопроизводительность сухого льда в 1,9 раза больше водяного. Сухой лед очень удобен для охлаждения продуктов, так как не выделяет влаги, не загрязняет продукты, имеет низкую температуру. Однако применение его ограничено из-за сравнительно высокой температуры.

§3 Холодильные машины

Холодильной машиной называется совокупность устройств, необходимых для непрерывного отвода тепла от охлаждаемой среды при низкой температуре и передаче его окружающей среде при высокой температуре.

Существующие холодильные машины подразделяются на две группы: компрессорные: работающие с затратой механической энергии и адсорбционные — работающие с затратой тепловой энергии. Наибольшее применение во всех отраслях народного хозяйства имеют компрессорные холодильные машины.

Характеристика хладоагентов. Хладоагент представляет собой химическое вещество, предназначенное для отвода тепла от охлаждаемой среды. Для этого используют специальные легкокипящие жидкости, имеющие низкую температуру кипения при атмосферном давлении. В настоящее время широко применяются холодильные агенты аммиак и фреон-22.

Аммиак — это бесцветный газ с резким запахом, оказывающий раздражающее действие на слизистую оболочку. Поэтому при утечке его через неплотности можно его обнаружить по запаху. Аммиак и в воде имеет высокую взаимную растворимость. Его используют в холодильных машинах средней и большой производительности. Применение аммиака как холодильного агента в машинах малой мощности ограничено, так как имеет недостатки (ядовитость, взрывоопасность, воспламеняемость).

Фреон-22 — бесцветный газ со слабым специфическим запахом, поэтому его утечку из системы трудно обнаружить. Он становится заметным только при содержании его в воздухе более 20%. Он легко проникает через неплотности, нейтрален к металлам, взрывоопасен, но не горюч. При атмосферном давлении температура его кипения 400°С. Преимущество фреона-22 — безвредность, только при содержании его в воздухе более 30% появляются признаки отравления организма из-за недостатка кислорода.

ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Холодильной машиной называется совокупность устройств, необходимых для непрерывного отвода теплоты от охлаждаемого тела и передаче ее охлаждающей среде, имеющей более низкую температуру, чем охлаждаемое тело.

Холодильные машины подразделяются на две группы: компрессионные — работающие с затратой механической энергии и абсорбционные — работающие с затратой тепловой энергии. Наибольшее применение во всех отраслях народного хозяйства имеют компрессионные холодильные машины.

Для отвода теплоты от охлаждаемой среды применяют химическое вещество хладагент.

В качестве хладагента используют легкокипящие жидкости, имеющие низкую температуру кипения при атмосферном давлении. В настоящее время широко применяются хладагенты аммиак и хладон R22.

Аммиак — это бесцветный газ с резким запахом, оказывающий раздражающее действие на слизистую оболочку. Поэтому при утечке его можно обнаружить по запаху. Аммиак хорошо растворяется в воде. Жидкий аммиак и его растворы используют в холодильных машинах средней и большой производительности. Применение аммиака как холодильного агента в машинах малой мощности ограничено, так как он имеет недостатки (ядовит, взрывоопасен, быстро воспламеняется).

Хладон R22 — бесцветный газ со слабым специфическим запахом, поэтому его утечку из системы трудно обнаружить. Он становится заметным только при содержании его в воздухе более 20 %. Хладон 22 легко проникает через неплотности, нейтрален к металлам, взрывоопасен, но не горюч. При атмосферном давлении температура его кипения 400 °С. Достоинство хладона R22 — безвредность, только при содержании его в воздухе более 30% появляются признаки отравления организма из-за недостатка кислорода.

Теплоизоляционные материалы применяют для теплоизоляции холодильных шкафов, прилавков и витрин, для максимального уменьшения теплопритока в охлаждаемое оборудование.

К теплоизоляционным материалам предъявляют следующие требования: прочность, долговечность, устойчивость, небольшая стоимость, низкий коэффициент теплопроводности и теплоемкости, безвредность, биостойкость, низкая гигроскопичность. При изготовлении холодильного оборудования в промышленности применяют следующие теплоизоляционные материалы: пеностекло — пористую стеклянную массу, альфоль — гофрированные алюминиевые листы, минеральную пробку, пенопласт, асбест, рубероид и битум.

Компрессионные холодильные машины (рис. 15.1) состоят из следующих основных частей: испарителя 1, конденсатора 4, компрессора 2, регулирующего вентиля 5 и электродвигателя 3.

Испаритель — устройство, имеющее вид змеевиковой ребристо-трубной батареи, в которой происходит кипение хладагента в условиях низкой температуры за счет теплоты, поглощаемой из окружающей среды. Испаритель устанавливается внутри холодильного шкафа в верхней его части.

Конденсатор — это устройство, предназначенное для охлаждения паров хладагента и превращения их в жидкость. Для ускорения охлаждения хладагента через конденсатор продувают воздух специальным вентилятором.

Компрессор — устройство, которое отсасывает пары хладагента из испарителя и направляет их в конденсатор в сжатом состоянии. Компрессор состоит из цилиндра, поршня и электродвигателя.

Регулирующий вентиль — устройство, регулирующее количество жидкого хладагента, подаваемого в испаритель. Кроме того, регулирующий вентиль снижает давление хладагента для обеспечения условий низкотемпературного кипения.

Таким образом, все основные части холодильной машины связаны между собой замкнутой системой трубопроводов, в которой непрерывно циркулирует одно и то же количество хладагента и его паров.

Для улучшения режима работы в схему холодильной машины включают ряд дополнительных аппаратов: ресивер, приборы автоматики и др.

Фреоновая автоматическая компрессионная машина (ФАК) в настоящее время применяется для охлаждения витрин, шкафов, камер, прилавков, испарители которых устанавливают внутри охлаждаемого объекта. Для удобства эксплуатации и ремонта некоторые устройства объединяют в один узел и называют агрегатом. В настоящее время заводы выпускают агрегаты ФАК-1,5МЗ открытого типа. Испаритель и регулирующий вентиль помещаются в камере охлаждения, а остальные детали машины находятся на штампованной плите и образуют агрегат. Агрегат устанавливают рядом с камерой охлаждения и соединяют с испарителем трубками, по которым циркулирует хладагент.

Принцип работы компрессионной машины. Хладагент, попав в испаритель, закипает, превращаясь из жидкого состояния в газообразное. При этом он активно поглощает теплоту от трубок и ребер испарителя. Пары в испарителе отсасывают с помощью компрессора, который направляет их в сжатом состоянии (6. 8 атм) в конденсатор. В конденсаторе с помощью охлаждаемого воздуха хладагент, имея высокое давление, переходит

и жидкое состояние. Жидкий хладагент поступает в испаритель через регулирующий вентиль, который снижает давление и регулирует его подачу.

Холодильные герметичные агрегаты, выпускаемые отечественной промышленностью, являются более совершенными холодильными машинами с герметичными компрессорами марок ФГК. Главное их преимущество в том, что электродвигатель и компрессор находятся в одном герметичном кожухе и образуют единый блок. Этот агрегат может работать длительное время, так как у него отсутствуют сальники, через которые может проходить утечка хладагента.

ФГК по своим размерам и массе значительно меньше ФАК. Достигается это за счет уменьшения габаритных размеров двигателя, отсутствия передаточного механизма и лучшего охлаждения его парами хладагента.

ФГК работает почти бесшумно, не давая вибраций на фундамент.

Холодильные агрегаты ВС отличаются от агрегатов ФГК только более узким диапазоном рабочей температуры, меньшей массой и габаритными размерами конденсатора. Экранированный герметичный агрегат ФГ-1,1 конструктивно выполнен так, что в герметичной полости находится только ротор электродвигателя. Вынесение статора из герметичной полости упрощает его сборку и дает возможность быстрой замены в процессе ремонта. Герметичные компрессоры являются перспективными основными агрегатами холодильных машин, применяемых на предприятиях общественного питания, так как они имеют меньшую массу, габариты и потребляют меньше энергии.

Отсутствие сальников в конструкции агрегата исключает утечку хладагента и значительно повышает надежность его работы.