Устройство и принцип работы холодильных установок для охлаждения молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устройство и принцип работы холодильных установок для охлаждения молока

УСТРОЙСТВО ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН И УСТАНОВОК. ТИПЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН И УСТАНОВОК

Холодильной машиной называют замкнутую систему аппаратов и устройств, в которых осуществляется холодильный цикл, т.е. круговой тепловой процесс рабочего вещества. Холодильная установка объединяет холодильную машину и вспомогательное оборудование для распределения и использования холода. В настоящее время на фермах эксплуатируются как холодильные машины (МКТ20-2-0, МКТ14-2-0, МВТ20-1-0, МВТ14-1-0), так и холодильные установки (ТОМ-2,ОА, СМ-1250, МКА-2000 Л-2А, АВ-30, УВ10, СЛ-1600, ТХУ-14 и др.).

Указанные выше холодильные машины предназначены также для охлаждения промежуточного хладоносителя (воды), но они не комплектуются оборудованием подачи хладоносителя к охладителям.

Холодильные установки для охлаждения молока можно условно разделить на следующие типы: танки-охладители, в которых молоко охлаждается в ванне, смонтированной на холодильной установке. Причем охлаждение ванны производится как промежуточным хла-доносителем (водой) методом орошения наружной поверхности ванны охлажденной водой (танк-охладитель ТОМ-2,ОА) или методом погружения ванны в охлаждаемую воду (танки-охладители СМ-1250, СЛ-1600), так и без применения промежуточного хладоносителя - непосредственным охлаждением поверхности ванны кипящим хладагентом (танк-охладитель МКА-2000 Л-2, холодильная установка АХУ-1000); водоохлаждающие установки для охлаждения промежуточного хладоносителя (воды), который подается в охладители. К ним относятся холодильные установки УВ10, АВ-30, типов МВТ, МКТ, ТХУ.

ТАНК-ОХЛАДИТЕЛЬ МОЛОКА ТОМ-2,0А

Танк (Рис. 6) состоит из холодильной машины 1, корпуса 2, ванны молока 3, испарителя 4, привода 5, мешалки молока 6, оросительной системы 7, заливной горловины 8 с фильтром для молока и др.

Схема холодильной машины и технологического процесса танка охлодителя показана на рис.2. Компрессор 1 засасывает из испарителя 11 перегретый пар хладагента, сжимает его и нагнетет его в конденсатор 4. При сжатии хладон нагревается до температуры 60-80 С , при этом затрачивается механическая энергия. В конденсаторе пары хладона охлаждаются потоком воздуха, создаваемого осевым вентилятором, до температуры конденсации (соответствующей давлению паров хладагента после компрессора), сжижаются, и жидкий хладагент стекает в ресивер 5 (раму холодильной машины), который служит для сбора и хранения запаса холодильного агента. Ресивер является также гидравлическим затвором, предупреждающим проникновение паров хладона дальше в систему. Из ресивера жидкий хладон-12 с температурой окружающего воздуха поступает в теплообменник 6, где дополнительно охлаждается вследствие теплообмена с холодными парами хладагента, отсасываемыми компрессором их испарителя.

Рис. 6. Схема технологического процесса танка-охладителя молока ТОМ-2,ОА:

1 - компрессор; 2 - реле контроля смазки, 3 - реле давления, 4 - конденсатор; 5 - ресивер; б -теплообменник; 7 - фильтр-осушитель; 8 - смотровое стекло; 9 - терморегулирующий вентиль; 10 - корпус танка; 11 - испаритель; 12 - водяной насос; 13 - водяной фильтр; 14 - ороситель; 15 - реле температуры; 16 - термоконтактор; 17 - ванная молочная; 18 - мешалка; 19 - привод Мешалки; 20 - воронка заливная с фильтром; 2! - заливная пробка поды; 22 - кран слива молока; 23 - контрольная пробка Д1я воды; 24 - моточный насос,

Переохлажденный жидкий хладон-12 поступает далее в фильтр-осушитель 7, в котором очищается от всевозможных примесей, проходя через латунную сетку и войлок, и обезвоживается за счет адсорбирования влаги активированным силикагелем (окисью кремния), находящимся в аппарате.

холодильный цикл машина танк

Рис. 7. Танк-охладитель молока ТОМ-2,ОА:

1 - холодильная машина; 2 - корпус танка 3 - ванна молочная, 4 - испаритель; 5 - привод мешалки; 6 - мешалка молока, 7 - оросительное устройство, 8 - горловина сливная молока; 9 - пробка заливная воды; 10 - кран молочный; 11 - водяной насос; 12 - шкаф управления кремния, находящимся в аппарате.

Очищенный хладон-12 поступает в терморегулирующий вентиль 9. Здесь, проходя через отверстие малого сечения, он дросселируется и в виде парожидкостной смеси поступает в испаритель . Влажный пар, поступающий в испаритель, разделяется на жидкую и газообразную фазы: жидкие фракции, находясь в испарителе, кипят при постоянном давлении, а пары, поступающие из терморегулирующего вентиля и образовавшиеся при кипении, отсасываются компрессором. Поскольку компрессор поддерживает низкое давление в испарителе, то и температура кипения хла-дона-12 тоже низкая, температура же воды, в которой находится испаритель, выше. Вследствие этой разницы температур тепло от воды передается холодильному агенту, в результате чего вода охлаждается и происходит наморозка льда на панелях испарителя в количестве 400-450 кг.

Перегретые в испарителе на величину перегрева пары хладона-12 с низкой температурой (-10°С при перегреве в испарителе на 5°С и температуре кипения -15°С) поступают в теплообменник 6, где нагреваются встречным жидким хладоном-12, идущим из конденсатора через ресивер. Из теплообменника пары хладона-12 засасываются компрессором, и цикл повторяется.

Управляют работой холодильной машины приборы автоматики (реле давления, реле контроля смазки 2, реле температуры 15) при установке избирателя режимов на шкафу управления в положение «Авт.» Описание устройства узлов и приборов автоматики дается ниже.

Процесс охлаждения молока происходит следующим образом. После наморозки льда на панелях испарителя в ванну 17 через лавсановый фильтр, установленный в горловине , крышки, заливается охлаждаемое молоко. Охлаждение молока можно вести в автоматическом и ручном режимах, в зависимости от положения тумблера избирателя режима на панели шкафа управления. При установке избирателя режима в положение «Авт.» включаются в работу холодильная машина, мешалка и водяной насос. Ледяная вода насосом 12 подается в оросительное устройство 14 и с его помощью омывает наружную поверхность ванны. При этом тепло молока передается через стенки ванны воде, которая стекает в аккумулятор и охлаждается. При охлаждении молока до температуры 6~7°С с помощью электроконтактного термометра 16 отключаются электродвигатели привода 19 мешалки, водяного насоса 12, а холодильная машина продолжает работать, намораживая лед на панелях испарителя.

При повышении температуры молока на 1°С с помощью электромагнитного термометра опять включаются электродвигатели привода мешалки и водяного насоса, и процесс охлаждения молока продолжается.

Холодильная машина танка-охладителя ТОМ-2,ОА, состоит из У-образного четырехцилиндрового компрессора ФУ-12, воздушного конденсатора КВ-75, рамы-ресивера, теплообменника, фильтра-осушителя, терморегулирующего вентиля ТРВК-20, испарителя ИГШ-20, шкафа управления. Все узлы холодильной машины смонтированы на раме, изготовленной из труб и являющейся одновременно ресивером, кроме испарителя, который смонтирован в баке-аккумуляторе холода. Корпус танка со льдом, намороженным на панелях испарителя, и охлажденной водой, находящейся в корпусе, образует аккумулятор холода.

Молочная ванна имеет прямоугольную форму и изготовлена из алюминия. Дно ванны имеет уклон в сторону сливного патрубка. Сверху ванна закрывается двумя съемными крышками, имеющими горловины для слива молока в ванну. В средней части ванны на траверсе крепится редуктор с мешалкой для перемешивания молока в ванне, электроконтактный термометр и мерная линейка.

ТАНК-ОХЛАДИТЕЛЬ МОЛОКА СМ-1200

Устройство танка-охладителя молока СМ-1200 показа но на рис .Он включает в себя холодильную машину, предназначенную для получения искусственного холода, водосборник 24, циркуляционный водяной насос 11 с электродвигателем 9, алюминиевую прямоугольной формы молочную ванну 15, пульт управления.

В состав холодильной машины входят вертикальный двухцилиндровый компрессор 2 с приводом посредством клиноременной передачи 3 от электродвигателя 5, конденсатор 7 с осевым вентилятором, крыльчатка которого насажена на ось электродвигателя 5, ресивер, фильтр осушитель 8, испаритель 10 Сверху холодильная машина закрывается кожухом 4

Работа холодильной машины в автоматическом режиме, а также ее защита от аварии обеспечиваются приборами автоматики терморегулирующим вентилем, реле высокого давления (маноконтроллером), термостатом слоя льда, соленоидным вентилем. Все элементы холодильного агрегата соединены между собой трубопроводами.

Рис 8 Танк-охладитеть молока СМ-1200

1- рама компрессорно-конденсаторного агрегата, 2 - компрессор 3 ремень природной, 4 - кожух, 5 - электродвигатель привода компрессора, 6 - избиратель режимов, 7 - конденсатор, 8 - фильтр-осушитель, 9 - электродвигатель электропривода водяного насоса, 10 - испаритель трубчатый, 11 - насос водяной, 12 - крышка молочной ванны, 13 - узел привода мешалки, 14 - линейная мерка, 15 - ванна молока, 16 - люк для молока, 17 - внутренняя обшивка каркаса водосборника, 18 - наружная обшивка каркаса, 19 - уплотнение молокосливного крана, 20 - уголок каркаса, 21 - патрубок для слива воды, 22 - опора винтовая, 23 - уголок каркаса, 24 - водосборник, 25 - плита пеностироловая.

Работа холодильной машины протекает следующим образом. Компрессор 2 засасывает из испарителя трубчатого 10 перегретый пар хладона-12, сжимает его и нагнетает в конденсатор 7. При сжатии хладон нагревается до 70-80°С, при этом затрачивается механическая энергия. В конденсаторе пары хладона охлаждаются потоком воздуха, создаваемого осевым вентилятором, до температуры конденсации, сжижаются, и жидкий хладагент стекает в ресивер, из которого подается в фильтр-осушитель 8. Из него через соленоидный вентиль хладон поступает в терморегулирующий вентиль. Здесь, проходя через отверстие малого диаметра (1,8 мм), он дросселируется и в виде парожидкостной смеси поступает в испаритель 10, установленный в водосборнике 24. Влажный пар, поступая в испаритель, разделяется на жидкую и газообразную фазы. Жидкие фракции остаются в испарителе и продолжают кипеть при постоянном давлении, а следовательно, и при постоянной температуре, а пары, поступающие из терморегулирующего вентиля и образовавшиеся при кипении, отсасываются компрессором. Температура кипения составляет примерно -15"С, а температура воды вокруг испарителя выше. Вследствие этой разницы температуры тепло от воды передается холодильному агенту, в результате чего вода охлаждается, пары хладагента перегреваются и засасываются компрессором. Цикл повторяется.

Процесс охлаждения молока в танке следующий: охлажденная вода посредством циркуляционного насоса 11 перемещается от испарителя 10 к молочной ванне 15, отбирая от нее тепло. При этом молоко в ванне охлаждается. Для более интенсивного охлаждения молока ванна оснащена мешалкой 13.

Водосборник 24 служит одновременно и рамой, на которой закрепляются все узлы холодильной машины, циркуляционный насос, молочная ванна. Каркас водосборника сварной, выполнен из стальных уголков 23. Изнутри и снаружи каркас обшит листовой сталью толщиной 1,5 и 0,8 мм. Пространство между наружной 18 и внутренней 17 обшивками для термоизоляции водосборника заполнено слоем пеностироловых плит 25 толщиной 45 мм. Наружная поверхность обшивки облицована стеклопластиковыми листами, которые крепятся винтами посредством алюминиевых уголков и планок. В нижней части водосборника установлен патрубок 21 для слива воды при ее замене. Снизу каркас имеет четыре винтовые опоры 22, с помощью которых танк-охладитель устанавливается по уровню.

Молочная ванна 15 сварена из алюминиевых листов толщиной 5 мм. В верхней части ванны имеется отбортовка, с помощью которой ванна крепится к каркасу водосборник. Дно ванны имеет уклон 1°30" в сторону сливного крана 20, что обеспечивает полный слив молока. К бортам ванны с ее внутренней стороны приварена площадка для крепления мешалки 13. Ванна закрывается крышками 12. В правой крышке имеется люк 16 для заполнения ванны молоком. Объем залитого молока в ванну измеряют мерной линейкой 14.

На фермах используются и танки-охладители СМ-1250, отличающиеся от танка-охладителя СМ-1200 объемом ванны для молока (емкость молочной ванны 1250 л) и другими конструктивными изменениями.

ТАНК-ОХЛАДИТЕЛЬ МОЛОКА МКА-2000 Л-2

Предназначен для сбора, охлаждения и хранения свежевыдоенного молока. Холодопроизводительность его холодильной машины позволяет охладить до 2000 л молока в сутки. Работает он по принципу прямого охлаждения - без использования промежуточного хладоносителя. Тепло молока через днище молочной ванны передается непосредственно кипящему в испарителе хладагенту.

Технологическая схема танка-охладителя приведена на рис.

В состав его входят: одноступенчатый трехцилиндровый полугерметичный компрессор 8 со встроенным электродвигателем; двухсекционный трубчатый конденсатор 2, каждая секция которого имеет осевой вентилятор 1; ресивер 26, имеющий смотровое стекло 24, двухсекционный испаритель 17, приваренный непосредственно к днищу молочной ванны 15. Ванна оснащена мешалкой молока 14. Все узлы и агрегаты холодильной машины танка-охладителя объединены посредством трубопроводов в единую замкнутую систему, заполненную хладагентом хладоном-12.

Для очистки хладагента от механических примесей и влаги в системе имеется фильтр-осушитель 22 и на всасывающей линии компрессора установлен сетчатый фильтр 11.

Компрессорно-конденсаторный агрегат устанавливается в отдельном (машинном) помещении и соединяется с испарителем молочной ванны посредством медных трубопроводов. Всасывающий трубопровод должен быть не короче 6 м и не длиннее 10 м.

Рис 9 Технологическая схема танка-охладителя молока МКА-2000 Л-2

1 - вентилятор, 2 - конденсатор. 3, 13, 25 - вентили запорные, 4 -вентиль нагнетательный, 5 - подогреватель масла 6 - реле давления нагнетания, 7, 21, 24 - стёкла смотровые 8 -компрессор 9 - реле контроля смазки 10 - всасывающий вентиль, 11 - фильтр, 12 - манометр 13 - реле температуры, 14 - мешалка, 15 - ванна молочная. 16 - термометр, 17 - испаритель, 18 - распределите, 19 - винтили терморегулирующий, 20 - вентиль соленоидный, 21 - фильтр осушитель, 26 - ресивер.

Работа танка-охладителя в автоматическом режиме, а также его защита от аварийных режимов обеспечивается приборами автоматики, к которым относятся: терморегулирующий вентиль 19, реле давления нагнетания 6, соленоидный вентиль 20. Для контроля величины давления масла в системе компрессора имеется манометр 12, для контроля температуры молока в ванне - термометр 16. Для контроля количества хладона в системе холодильной машины танка-охладителя в жидкостной линии и на ресивере установлены смотровые стекла 21 и 24.

Для выполнения некоторых операций при техническом обслуживании танка-охладителя в системе холодильной машины имеются вентили: всасывающий 10 и нагнетательный 4 (вентили компрессора), запорные вентили 3, 23, 25.

Процесс получения искусственного холода в танке-охладителе заключается в следующем: при работе компрессора 8 пары хладона-12, образовавшиеся в испарителе во время кипения, отсасываются им, сжимаются и поступают в нагретом состоянии в конденсатор 2. Проходя но оребренным трубкам конденсатора, хладагент охлаждается обтекающим трубки потоком воздуха, отдавая ему тепло, полученное от молока и от сжатия в компрессоре, и конденсируется. Сконденсировавшийся хладон-12 поступает в ресивер 26. Далее по трубопроводам через вентили 25 и 23, смотровое стекло 21, соленоидный вентиль 20 хладон-12 поступает к терморегулирующему вентилю 19, где он дросселируется и в виде парожидкостной смеси через распределитель 18 подается в испаритель /7. В испарителе жидкие фракции хладона кипят, отбирая тепло от молока, находящегося в ванне 15, а образовавшиеся пары отсасываются компрессором 8, и цикл повторяется.

Молочная ванна танка-охладителя прямоугольной формы, изготовлена из нержавеющей стали и является несущей конструкцией. К ней приварены четыре регулируемые по высоте сферические опорные лапы (максимальное выворачивание опор - 100 мм). К днищу ванны приварены два пластинчатых испарителя. Ванна изолирована слоем пено-полиуретана толщиной около 25 мм. В торцевой стене ванны установлен щит управления, на котором имеются термометр молока, тумблер выключения мешалки, сигнальная лампа аварийной работы компрессорного агрегата, избиратель режима работы установки («Ручн.», «Выкл.», «Авт.»), тумблер включения мешалки, сигнальная лампа работы компрессора, реле времени. Ванна перекрывается в средней части по длине алюминиевым щитом и двумя подъемными полиэтиленовыми крышками, в каждой из которых имеются заливные отверстия диаметром 342 мм. На алюминиевом щите, привинчиваемом к ванне, крепится привод мешалки. На двигателе привода мешалки установлены упоры для подъемных крышек. Для ориентировочного определения количества молока в ванне есть мерная линейка.

Днище ванны имеет уклон в сторону сливного крана диаметром 50 мм, представляющего собой тарельчатый клапан. Ванна устанавливается в молочной так, чтобы обеспечивался свободный доступ к ней со всех сторон и наблюдалось свечение контрольных ламп на щите управления.

Танк-охладитель молока МКА-2000 Л-2 может работать в ручном и автоматическом режимах. Перед включением установки примерно за 3 ч включается главный переключатель (вводный автомат) для подключения подогревателя масла.

При установке избирателя режимов в положение «Ручн.» происходит включение компрессора, вентиляторов и мешалки. При этом избиратель режимов включается после залива в ванну не менее 150 л молока. Контроль температуры молока производится визуально по термометру и при достижении 4°С избиратель режимов устанавливается в положение «Выкл.» Если же установку оставить включенной, то произойдет замерзание молока и поломка мешалки

Поскольку смазка компрессора производится маслом под давлением, создаваемым масляным насосом, то в начальный момент работы компрессора, когда давление масла в системе невелико и реле контроля смазки разомкнуло цепь управления двигателя компрессора, он в течение 90 с работает за счет реле времени Если в течение 90 с требуемое давление масла не восстановлено, например из-за низкой температуры масла, то реле времени отключает установку. В таком случае следует выключить и снова включить главный переключатель, чем осуществляется повторный пуск в работу установки.

При установке переключателя избирателя режимов в положение «Авт» холодильная машина выключается автоматически с помощью реле температуры при достижении температуры молока около 4°С. При повышении температуры молока до 5°С ( уставка дифференциала реле температуры 1°С) произойдет автоматически включение установки и работа будет продолжаться до тех пор, пока температура молока не станет равной 4°С.

После выключения холодильной установки посредством реле температуры или с помощью избирателя режимов мешалка молока будет продолжать работу в течение 30 мин за счет реле времени. Это необходимо для выравнивания температуры молока и охлажденного днища ванны.

Мешалку можно включать и выключать вручную с помощью тумблера на щите управления.

При сливе молока из ванны и при мойке ее избиратель режимов ставится в положение «Откл »

Размещено на Allbest.ru