Классификация и характеристика ассортимента бытовых холодильников. Направления совершенствования их параметров

Работа холодильников основана на искусственном отведении тепла из внутреннего пространства в окружающую среду.

I. По способу переноса теплаиз холодильного шкафа в окружающую среду. Бытовые холодильники подразделяются на:

Компрессионные (К);

Абсорбционно-диффузионные (А);

Термоэлектрические (ТЭ);

Магнитные (М).

В компрессионных и абсорбционно-диффузионных холодильниках тепло из холодильного шкафа отводиться в окружающую среду с помощью специального рабочего вещества – хладагента (в компрессионных – газ фреон, в абсорбционно-диффузионных – раствор аммиака с водородом), которое по мере циркуляции по замкнутой системе холодильного агрегата меняет свое агрегатное состояние, переходя из жидкого состояния в газообразное и обратно в жидкое.

Процесс перехода из жидкого состояния в газообразное (процесс испарения или кипения) осуществляется внутри холодильного шкафа и сопровождается поглощением тепла.

В компрессионных холодильниках движение хладагента (фреон – 12, реже фреон – 22, другое название хладон – 12, 22) вызывается работой электродвигателя и компрессора (сложный узел, предназначенный для сжатия и повышения температуры паров хладагента).

Хладагент под давлением, вызванный работой электродвигателя поступает в компрессор, где сжимается и нагревается. Нагретые пары поступают в конденсатор, температура которого ниже температуры хладагента. В конденсаторе за счет разницы температур происходит конденсация (пар в жидкость). Затем хладагент попадает в испаритель через узкую капиллярную трубку. Поскольку каналы испарителя значительно больше диаметра капиллярной трубки, в нем происходит падение давления и кипение хладагента. Превращаясь в пар хладагент поглощает тепло в холодильной камере и температура уменьшается. Затем парообразный фреон засасывается из испарителя компрессором и весь цикл повторяется. Конденсатор охлаждается воздухом окружающей среды.

Конструкция холодильной камеры компрессионных холодильников позволяет создавать различные температурные режимы в отдельных местах. В обычной холодильной камере поддерживается температура от +2 до + 10 о С, в некоторых видах -0 о С, в морозильном отделении от -6 до -24 о С (быстрое замораживание), в низкотемпературном отделении – хранят предварительно замороженные продукты.

[ В компрессионных холодильниках зарубежного производства могут быть дополнительные температурные отделения (“винный погреб”, льдогенератор и др). ]

Размораживание холодильников может осуществляться обычным способом или при помощи специальных систем (No-Frost, Frost-Free и др.).

Аппараты с системой No-Frost размораживаются автоматически за счет того, что воздух распространяется по всему холодильнику при помощи специальных вентиляторов. Однако, эта система создает:

1) повышенный уровень шума и постоянная циркуляция воздуха;

2) сушит продукты.

В холодильниках с “плачущим” испарителем последний располагается в холодильной камере. При работе компрессора происходит замораживание, а при его остановке – оттаивание за счет тепла, выделяемого продуктами. Влага удаляется по специальным каналам.

В холодильниках с системой Frost-Free используется одновременно “плачущий” испаритель и система No-Frost.

Ассортимент компрессионных холодильников:

1) отечественные – Стинол-205 (107;110) – Новолипецкий металлургический комбинат; Атлант – 355-0 (151-01); Норд – 233 (226; 234) – Беларусь и Украина.

2) зарубежные – Bosch KGS 3202; Siemens KGE 3501; Indesit GC 2322 W; Ariston – 216; Sharp RFSJ-55; Samsung SR-V-43.

В абсорбционно-диффузионных холодильниках в отличие от компрессионных отсутствует электродвигатель с компрессором, поэтому аппарат работает бесшумно. Движение хладагента (раствор аммиака с водородом) осуществляется за счет нагрева (электрического, газового и др.).

Охлаждение камеры достигается, как и в компрессионных холодильниках, за счет поглощения тепла из нее кипящим жидким аммиаком в испарителе.

В морозильном отделении таких холодильников поддерживается температура около -5 о С.

Абсорбционные холодильники невелики по размерам, работают бесшумно, потребляют незначительное количество электроэнергии, относительно дешевы.

Ассортимент представлен аппаратами отечественного производства (Иней, Морозко), а также зарубежных фирм – Whirpool, Electrolux и др.

Получение холода в термоэлектрических холодильниках основано на эффекте Пельтье, также холодильники не имеют хладагента. Эффект Пельтье заключается в том, что при протекании постоянного тока через разнородные полупроводники (т.е. материалы с разной проводимостью – exp: селен с висмутом, теллур с сурьмой) в местах их спаев (соединений) создается разность температур; один полупроводник нагревается (его располагают вне холодильника), а другой – охлаждается на эту же величину (его располагают внутри холодильного шкафа).

Температура внутри холодильника до +5 о С.

Термоэлектрические холодильники потребляют много электроэнергии и имеют высокую цену. Используются преимущественно как автомобильные холодильники.

Ассортимент: Чайка, Воронеж, Кроха и др.

II. По климатическому исполнению:

1) (до 40 о С) холодильники для умеренного климата (У);

2) (до 45 о С) для тропического (Т).

III. По числу холодильных камер:

Однокамерные;

Двухкамерные;

Трехкамерные;

Многокамерные.

IV. По температурному режиму в низкотемпературном отделении:

1) до -6 о С;

2) от -6 до -12 о С;

3) от -12 до -18 о С;

4) от -18 до -24 о С.

V. По месту установки:

1) напольные в виде шкафа (Ш);

2) напольные в виде стола (С);

3) встраиваемые настольные (Н);

4) блочно-встроенные (Б);

5) переносные.

VI. По группе сложности – от 0 до 5.

VII. По уровню комфортности:

1) холодильники с обычной комфортностью;

2) с повышенной комфортностью (автоматическое оттаивание; автоматическое закрывание двери (если не закрыта на угол до 10 о), световая индикация режима работы, устройство для охлаждения и розлива напитков, компьютерное управление и система контроля, часы-таймер, звуковая сигнализация открытой двери и др.).

VIII. По внутреннему объему камеры:

В маркировке холодильников общий объем в литрах – обозначается цифрами через дробь, числитель – общий объем, знаменатель – объем низкотемпературного режима.

IX. По материалам изготовления:металл, пластик и др.

Х. По характеру покрытия и отделки.

XI. По моделям:номер модели – две цифры, номер модификации – цифра через дефис).

Маркировка холодильников содержит:

1) марку – Стинол;

2) группу сложности (0-5);

3) порядковый номер модели (две цифры);

4) порядковый номер модификации (цифра через дефис);

5) тип холодильного прибора (компрессионные);

6) количество камер;

7) общий объем;

8) характер установки (напольные в виде шкафа);

9) номер стандарта;

10) температура в нижнем температурном отделении.

В зарубежных моделях холодильников указывается уровень энергопотребления, который отражается буквами: А, В и С – очень экономичные, D – экономичные, E, F и G – с высоким расходом электроэнергии.

Бытовые электрические приборы для хранения охлажденных и замороженных продуктов включают в себя холодильники и морозильники. Бытовые холодильники предназначены для хранения свежих и замороженных продуктов питания и приготовления в небольших количествах пищевого льда.

Холодильники, служащие для замораживания продуктов и их длительного хранения, называют морозильниками. Эти приборы могут быть использованы для приготовления пищевого льда, охлаждения и выдачи напитков, быстрого замораживания пищевых продуктов в целях уменьшения их потерь, для замораживания и хранения замороженных готовых блюд, полуфабрикатов, овощных смесей и т.д.

Классификация холодильников:

По назначению: холодильники, морозильники, холодильники-морозильники.

По способу установки: напольные типа шкафа, напольные типа стола, встраиваемые.

По числу камер: 1, 2 и 3-х камерные.

По степени комфортности: обычные и повышенной комфортности.

По способу оттайки испарителя: холодильники с естественной отпайкой испарителя, полуавтоматической и автоматической.

По величине температуры: низкотемпературном отделении (НТО) не выше -6°С, можно хранить продукты не более недели; с температурой не выше 12°С, замороженные продукты можно хранить от двух недель до месяца; с температурой не выше 18°С, от 3 месяцев хранения до года; морозильник.

По способу получения холода холодильники подразделяют на компрессионные, абсорбиционные, термоэлектрические.

1) Компрессионные холодильники занимают 90% рынка холодильников. Бывают одно-, двух-, и многокамерные. Такие холодильники выпускают комбинированными, типа холодильники- морозильники. В компрессионном холодильнике хладогеном является:

а) фреон 12 («Свияга») температура морозилки-6°С;

б) хладон-701, температура равна -12-18°С морозилки.

Они имеют большой объем морозилки, объем холодной камеры равен 120-450 дм 3 , потребляют небольшое количество энергии.

Эргономические свойства - удобство пользования, степень комфорта, имеет значение прочность полок, поддонов, габариты, световая и звуковая сигнализация.

Эстетические свойства холодильника - это цветовое решение, пропорциональность форм холодильного шкафа, расположение камер, выразительность фирменных знаков.

Ассортимент холодильников поступающих в торговлю насчитывает большое количество моделей разного конструктивного исполнения, различных производителей: «Атланта» (Белоруссия), «Стинол», «Норд», «Бирюса» (Россия), «Arston» (Италия) и др.

2) Абсорбционные холодильники - хладогеном является аммиак, который нагревается электротоком или газом.

Абсорбционные холодильники просты по конструкции, бесшумны, но имеют недостатки: небольшие объемы хранения продуктов, большой расход энергии. Ёмкость равна 80- 300 дмЗ. Ассортимент представлен отечественными моделями «Иней», «Морозко», а так же более дорогими импортными «Electrolux» (Швеция) и др.

Отрицательная черта - нет терморегулятора, нет реле времени, потребляют много энергии.

3) Термоэлектрические холодильники - хладоген отсутствует. Его роль выполняет электрический ток. Они более безопасные. Отбор тепла и отвод его наружу осуществляет термобатарея. Холодильник не морозит, а охлаждает. Температура равна от+3 до +8с. Ассортимент холодильников российского производства включает такие марки как «Чайка», «Воронеж», «Кроха», и др.

Требования к качеству.

Холодильники по технико-эксплуатационным показателям должны соответствовать требованиям стандарта. Бытовые холодильники должны обеспечивать необходимую температуру в холодильной камере и низкотемпературном отделении. Уровень шума, не должен превышать 45дБ на расстоянии 1 м от корпуса. Хранить холодильники следует в упакованном виде в закрытых помещениях с естественной вентиляцией при относительной влажности не выше 80%.

Транспортируют холодильники в рабочем положении (вертикально), надежно закрепив, чтобы исключить возможные удары и перемещения внутри транспортного средства.

Имеют гарантийный срок эксплуатации 2-3 года.

Классификация бытовых холодильников

Современные бытовые холодильники и морозильники - это сложные бытовые приборы, работающие в специфических условиях - в жилых (кухонных) помещениях, поэтому к ним предъявляют высокие требования: функционирование в автоматическом режиме; минимальный уровень шума; высокий уровень надежности; полная безопасность функционирования; возможно малые габаритные размеры при определенной полезной вместимости, небольшая стоимость и малые эксплуатационные расходы.

По типу холодильной машины бытовые холодильники бывают компрессорными (охлаждаемые компрессорной холодильной машиной), абсорбционными (охлаждаемыми абсорбционной холодильной машиной) и полупроводниковыми (охлаждаемые полупроводниковыми батареями), а морозильники - компрессорными и абсорбционными.

Компрессорные холодильники составляют значительную долю в ассортименте бытовой холодильной техники - свыше 90%.

По способу установки холодильники подразделяются на напольные, настенные и встроенные.

Напольные холодильники, устанавливаемые на полу помещения, являются самым массовым типом холодильников и в нашей стране и за рубежом. Среди них можно выделить модели, выполненные в виде столика; высота их такая же, как и кухонных столов - 850 мм, а сверху имеется изготовленная из специального вида пластика сервировочная поверхность для размещения кухонной утвари и продуктов. Настенные холодильники, подвешиваемые к стене помещения, не занимают площади пола, что важно для малогабаритных квартир

Встроенные холодильники - аппараты, входящие в конструкцию мебельного блока и заключенные в общую с ним оболочку. Блок может быть кухонным или гостиным, как, например, сервант и бар.

По климатическому исполнению холодильники делятся на изделия исполнений У и Т. Первые холодильники предназначены для эксплуатации в районах с умеренным климатом, т.е. на территории, где средний из ежегодных абсолютных максимумов температуры воздуха не превышает 40° С, а средний из минимумов ниже - 45° С. Изделия исполнения У, эксплуатируемые в жилых помещениях, должны обеспечивать требуемые параметры при температуре окружающего воздуха от 10 до 35° С. ГОСТ 16317-70 «Холодильники бытовые электрические» предусматривает более узкий диапазон значений климатических факторов: 16-32° С. Обычно для изделий исполнения У верхнее предельное значение принимается равным 40°С.

Холодильники исполнения Т эксплуатируются в районах с тропическим климатом, к которым относятся Ближний и Средний Восток, Индия, Индонезия, Вьетнам, значительная часть Африки и Латинской Америки, Куба, юго-восток и дальний запад США и ряд других районов. В России холодильники в тропическом исполнении изготавливаются для экспорта в указанные страны. Для изделий исполнения Т, эксплуатируемых в жилых помещениях, предельные и рабочие значения температур окружающего воздуха совпадают: от 10 до 45°С; Международной организацией по стандартизации (ИСО) и СЭВ установлен температурный диапазон от 18 до 43°С. К холодильникам в тропическом исполнении предъявляются повышенные требования в отношении применяемых материалов, защитных покрытий, заземления, герметизации шкафа и проборов автоматики.

По функциональному признаку различают холодильники для хранения свежих продуктов и свежих и замороженных продуктов. Аппараты для хранения свежих продуктов не имеют низкотемпературного отделения. Они выпускаются в незначительном количестве в некоторых странах. Возможность хранения замороженных продуктов обеспечивается только в том случае, если в низкотемпературном, отделении поддерживается температура не выше - 6°С; чем ниже температура в отделении, тем длительнее срок хранения.

В соответствии с международными и отечественными стандартами принято деление холодильников на три категории: для краткосрочного (несколько дней) хранения замороженных продуктов - температура не выше - 6°С; для среднесрочного хранения (до двух недель) - температура не выше - 12°С; для длительного хранения (до трех месяцев) - температура не выше - 18°С. Соответственно маркируют холодильники одной, двумя или тремя звездочками. Модели с двумя и тремя звездочками называются двухтемпературными. В США, Канаде и Австралии маркировка звездочками не применяется. По стандартам этих стран двухтемпературные холодильники должны обеспечивать в низкотемпературном отделении температуру не выше - 15° С.

По конструктивному исполнению двухтемпературные холодильники бывают однокамерные, двухкамерные и многокамерные. В двухкамерных имеется теплоизоляционная перегородка между низкотемпературным и плюсовым отделениями; каждое отделение снабжено отдельной дверью. Многокамерные холодильники имеют для хранения различных продуктов несколько (по крайней мере три) камер с отдельными дверьми.

Циркуляция воздуха в камерах может осуществляться естественным путем или с помощью вентилятора либо комбинированно: в низкотемпературной камере принудительным способом, а в плюсовой - естественным.

Холодильники с естественной циркуляцией воздуха в камере могут иметь один (обычная конструкция) или два испарителя (конструкция с «плачущим» испарителем).

В моделях с естественной циркуляцией воздуха низкотемпературная камера расположена вверху; в холодильниках с принудительной циркуляцией она может быть размещена также внизу или рядом с плюсовой.

Холодильники различаются также по способу оттаивания испарителя: применяют оттаивание вручную, полуавтоматическое и автоматическое (частично или полностью). При первом способе потребитель сам определяет момент начала и окончания процесса, а также вручную удаляет талую воду. При полуавтоматическом - потребитель определяет только начало оттаивания, окончание процесса - автоматическое; талая вода удаляется вручную или автоматически через дренажную систему. Оттаивание является автоматическим в том случае, если управление процессом и удаление талой воды происходит без участия потребителя.

Частично автоматическое оттаивание - это автоматическое оттаивание одной из двух охлаждающих поверхностей. Например, испаритель плюсового отделения оттаивается автоматически в каждом цикле, а испаритель низкотемпературного отделения - вручную раз в несколько месяцев. Полностью автоматическое оттаивание - это автоматическое оттаивание всех охлаждающих поверхностей.

Полностью автоматизировать процесс оттаивания можно только в холодильниках с принудительной циркуляцией воздуха, в остальных конструкциях применение автоматической системы оттаивания (из-за ее частого срабатывания) привело бы к порче замороженных продуктов.

Применяют три способа обогрева испарителя во время оттаивания: окружающим воздухом; горячим паром фреона, подаваемым компрессором в испаритель, минуя конденсатор; электронагревателем. При оттаивании вручную применяется естественный обогрев окружающим воздухом, при полуавтоматическом и частично автоматическом - все три вида нагрева. Естественный обогрев испарителя в случае частично автоматического оттаивания происходит в течение нерабочей части каждого цикла. При полностью автоматическом оттаивании применяется интенсивный обогрев испарителя горячим паром фреона или электронагревателем.

Принятая система охлаждения, т.е. наличие одного или двух испарителей, естественной или принудительной циркуляции воздуха, в значительной мере определяет эксплуатационные и конструктивные особенности холодильников. Поэтому далее в этой главе будут рассмотрены (как основные типы) холодильники с одним испарителем, включая двухтемпературные, холодильники с двумя испарителями, а также холодильники с принудительной циркуляцией воздуха.

По ГОСТ 16317-87 бытовые холодильники подразделяются по способу получения холода на:

компрессионные (К); абсорбционные (А);

по способу установки на:

напольные типа шкафа (Ш); апольные типа стола (С);

по числу камер на:

однокамерные; двухкамерные (Д); трехкамерные (Т).

В двух камерных холодильниках имеется теплоизоляционная перегородка между НТО и плюсовым отделением.

По способности работать при максимальных температурах окружающей среды холодильники подразделяются на классы:

УХЛ - не выше 32 0 С;

Т - не выше 43 0 С.

Камеры холодильных приборов по назначению подразделяются на:

камеру для хранения свежих овощей и фруктов;

холодильную камеру для охлаждения и хранения охлажденных продуктов;

низкотемпературную камеру для хранения замороженных продуктов (НТК);

морозильную камеру для замораживания и хранения замороженных продуктов (МК);

универсальную камеру для хранения продуктов в свежем, охлажденном или замороженном состоянии.

Однокамерные холодильники подразделяют:

по наличию НТО на:

однокамерные с НТО;

однокамерные без НТО;

по температуре в НТО на:

с температурой не выше -6 0 С;

с температурой не выше -12 0 С;

с температурой не выше -18 0 С.

Температура в НТО не выше - 6 0 С обеспечивает краткосрочное хранение в течение нескольких дней, не выше - 12 0 С в течение двух недель и не выше - 18 0 С в течение трех месяцев.

Охлаждаемые сооружения, или холодильники, - это промыш­ленные специально оборудованные здания с холодильной комп­рессорной установкой, обеспечивающей в них температурно-влажностный режим, соответствующий технологическим нормам хра­нения или производства пищевых продуктов.

В холодильниках поддерживают пониженную температуру воз­духа (от +4 до -30 °С) и повышенную относительную влажность (80 - 95 %). Для создания и поддержания таких параметров их со­оружают без окон, они имеют мощную тепловую изоляцию кров­ли, наружных и внутренних ограждений, дверей, оснащаются обо­рудованием для охлаждения помещений и устройствами для пред­отвращения промерзания грунта в основании здания.

Классификация холодильников по назначению. По назначению различают следующие типы холодильников: заготовительные, производственные, распределительные, базисные, для хранения овощей и фруктов, продовольственных баз, портовые, перева­лочные, предприятий розничной торговли и общественного пи­тания, смешанного назначения.

Заготовительные холодильники сооружают в районах заготовок скоропортящихся пищевых продуктов. Они предназначены для первоначальной холодильной обработки, кратковременного хра­нения и подготовки заготавливаемых продуктов к транспортиров­ке на торговые предприятия или распределительные холодильни­ки и холодильники других типов.

Производственные холодильники - составная часть пищевых предприятий (мясокомбинатов, рыбокомбинатов, консервных, молочных заводов и др.). Они осуществляют холодоснабжение тех­нологических процессов производства. Их используют для охлаж­дения, замораживания и хранения сырья и готовой продукции.

Распределительные холодильники предназначены для создания и хранения резервных, сезонных, текущих и страховых запасов ско­ропортящегося сырья и готовой продукции, обеспечивающих рит­мичность производства пищевых отраслей и равномерное снабже­ние пищевыми продуктами населения в течение года.

Распределительные холодильники могут быть универсальными или специализированными в зависимости от номенклатуры со­храняемых грузов. В состав распределительных холодильников, особенно вместимостью от 7000 до 20 000 т, могут входить цехи по выработке мороженого или быстрозамороженных пищевых про­дуктов (ягод и т.д.), сухого и водного льда, фасовке масла, изго­товлению полуфабрикатов. Такие холодильники называются хла­докомбинатами.

Базисные холодильники предназначены для длительного хране­ния резервов скоропортящихся продуктов (госрезерв). Эти холо­дильники сооружают в местах, которые удалены от населенных пунктов и надежно защищены.

Холодильники для хранения овощей и фруктов могут быть само­стоятельными предприятиями либо входить в состав плодоовощ­ных и продовольственных баз. Они располагаются в сельской мес­тности, играя роль заготовительных, или в местах потребления (в городах, поселках).

Холодильники продовольственных баз предназначены для обслуживания торговой сети небольших городов. В них поступают пи­щевые продукты с производственных и распределительных холо­дильников.

Портовые холодильники используют для хранения пищевых про­дуктов, перевозимых водным транспортом. В них осуществляется перевалка пищевых продуктов с судов-рефрижераторов на желез­нодорожный и автомобильный транспорт и наоборот, поэтому их относят к группе транспортно-экспедиционных.

Перевалочные холодильники предназначены для кратковремен­ного хранения грузов при передаче их с одного вида транспорта на другой, например с железнодорожного на автомобильный и наоборот.

Холодильники предприятий розничной торговли и общественного питания предназначены для хранения запасов продуктов, кото­рые реализуются предприятиями в течение нескольких дней.

Холодильники смешанного назначения выполняют несколько функций. Например, производственные и портовые холодильники в круп­ных городах могут осуществлять одновременно функции распреде­лительных. А портовые холодильники в рыбных портах могут выпол­нять роль производственных холодильников рыбокомбинатов.

Классификация холодильников по грузовместимости. По грузовместимости холодильники подразделяют на мелкие (до 100 т), малые (до 300 т), средние (до 500 т), крупные (до 10 000 т) и сверхкрупные (свыше 10 000 т).

Грузовместимость (емкость) холодильников выражают в тон­нах условного груза. За условный груз принимают мясо в полуту­шах, имеющее при укладке на пол в штабель объемную массу 0,35 т/м 3 или при размещении на подвесных путях загрузку 0,25 т на 1 м пути (исключая распределительные пути и стрелки). В зави­симости от характера груза, его упаковки и укладки расчетная объемная масса груза может быть больше или меньше указанной. Условную грузовместимость холодильника определяют по фор­муле

Е х = Е к.о + Е к.з + Е к.п,

где Е к.о и Е к.з - условные грузовместимости всех камер хранения соответственно охлажденных и замороженных грузов, т; Е к.п - условная грузовместимость всех камер хранения охлажденного мяса, оборудованных подвесными путями, т;

Е к.о = 0,35 V г.о ; Е к.з = 0,35 V г.з; Е к.п = 0,25L,

где V г.о , V г.з – грузовой объем камер хранения соответственно охлажденных и замороженных грузов, м 3 ; L - грузовая длина подвесных путей, м.

Условную грузовместимость можно перевести в фактическую (для конкретного груза) путем ее деления на коэффициент пере­счета. Так, коэффициент пересчета, например, для яиц в картон­ных коробках принимают равным 1,35, для сливочного масла в картонных ящиках - 0,44.

При определении грузовместимости холодильника не учиты­вают камеры охлаждения и замораживания, охлаждаемые поме­щения, не предназначенные для хранения продуктов (экспеди­ции, накопительные камеры, загрузочные и разгрузочные поме­щения, льдохранилища), а также неохлаждаемые помещения (под­собные помещения, коридоры, вестибюли, лифтовые шахты и лестничные клетки).

Охлаждаемый строительный объем камеры холодильника, м 3 , определяют по формуле

V c = FH,

где F - площадь пола камеры, м 2 ; Н - высота камеры от пола до потолка, м.

Грузовой объем камеры V г, меньше строительного:

V г = F г H г < V c ,

где F г - площадь пола камеры, на который уложен груз, м 2 ; Н г - грузовая высота помещения, м;

F г = F - ∑ f,

где ∑ f - общая площадь пола, занятая колоннами, проходами и проездами, холодильным оборудованием, м 2 ;

H г = H – h,

где h - расстояние от верха штабеля до потолка или балок, при­боров охлаждения и воздушных каналов (0,2 - 0,3 м).

Грузовместимость распределительных холодильников устанав­ливается на основе годового грузооборота. Имеющиеся в нашей стране распределительные холодильники рассчитаны на кратность грузооборота 4 -6 в год.

На холодильнике мясокомбинатов вместимость камер для хранения замороженного мяса должна соответствовать 40 -60-сменной производительности комбината по выработке мяса, а камер хранения охлажденного мяса - двухсуточному производственно­му запасу. Грузовместимость холодильника при городском молоч­ном заводе принимается равной 10- 15-сменному объему произ­водства продукции, подлежащей хранению.

Холодильники грузовместимостью до 700 т относятся к I классу, свыше 700 т - ко II классу капитальности здания со сроком эксплуатации 50- 100 лет, от 250 до 700 т - к III классу со сро­ком эксплуатации 25 - 50 лет, менее 250 т - к IV классу со сро­ком эксплуатации 5 - 25 лет.

Основные несущие конструкции зданий II и III классов вы­полняются из железобетона или стали.

Здания холодильников - одноэтажные и многоэтажные; иног­да в них устраивают подвальный этаж.

В одноэтажных холодильниках, где нет необходимости поэтаж­ного вертикального перемещения грузов, появляется возможность увеличения пролетов несущих конструкций здания до 24 - 30 м (по сравнению с сеткой колонн 6 · 6 м в многоэтажных холо­дильниках), в два-три раза полезной нагрузки на полы вследствие их расположения на грунте, что позволяет складировать грузы на большую высоту (10 - 20 м). Однако одноэтажные холодильники отличаются повышенными по сравнению с многоэтажными теплопритоками через наружные ограждения (на 20 - 40 %), особен­но через кровлю, поверхность которой может составлять до 70 % всей поверхности их наружных ограждений.

Для многоэтажных холодильников проще решается вопрос за­щиты грунта в основании здания от промерзания. Они занимают меньшую площадь, теплопритоки через кровлю в общем балансе теплопоступлений в них меньше, чем в одноэтажных.

Объемно-планировочное решение и число холодильных камер того или иного назначения (структура грузовместимости) долж­ны позволять внедрять передовую технологию холодильной обра­ботки и хранения пищевых продуктов, организовывать рациональ­ные грузопотоки в здании, добиваться высокого уровня механи­зации погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ, минимальных теплопритоков и расхода холода.

В России холодильники грузовместимостью свыше 4000 т ос­нащены в основном камерами грузовместимостью более 400 т (свыше 90 %). Грузовместимость камер хранения замороженных продуктов (-20 °С) распределительных холодильников составляет 50 - 70%, камер хранения охлажденных продуктов (+4...-3°С) - 20 - 35%, универсальных (0...-20 °С) - 10-15%, камер замора­живания (-30°С) - 0,5-1 %. Размеры камер различны. Напри­мер, в одноэтажных холодильниках камеры для хранения заморо­женных продуктов имеют площадь 300 - 600 м 2 , а камеры для хра­нения охлажденных продуктов - до 300 м 2 . В многоэтажных холо­дильниках площадь камер больше - до 1000 м 2 .

Камеры с одинаковым температурным режимом формируют блоки (отсеки) по горизонтали (на этажах) и вертикали (в здании). В подвале располагают камеры с температурой не ниже -3 0 С, что­бы не промерзал грунт под полом.

Многоэтажные холодильники строят шириной до 40 м, одно­этажные - 24 - 72 м. Длина холодильника определяется в основ­ном фронтом погрузочно-разгрузочных работ, т.е. длиной желез­нодорожной и автомобильной платформ, которая зависит от вме­стимости холодильника и грузооборота. Для холодильников вмес­тимостью свыше 3000 т длина железнодорожной платформы должна быть не менее 120 м, т.е. достаточной для разгрузки 5-вагонной рефрижераторной секции.

Для охлаждения мяса используют до 3 камер, для заморажива­ния - 5 - 7, для хранения охлажденного мяса - 1 - 2 (площадью 200 - 300 м 2), замороженного мяса - 3 - 4 (площадью 300 - 1000 м 2). В зависимости от необходимости для холодильной обра­ботки и хранения используют универсальные камеры (от 1 до 3).

С утверждением в нашей стране рыночных отношений измени­лись предусмотренные в проектах условия работы холодильных предприятий, в первую очередь распределительных холодильни­ков, спроектированных и построенных в период планово-распре­делительной экономики и предназначенных для единовременно­го длительного хранения пищевых продуктов в больших количе­ствах.

В связи с ростом грузооборота, вызванным сокращением сро­ков хранения грузов, неритмичным их поступлением, малыми партиями грузов, использование имеющихся емкостей холодиль­ников не превышает 25 - 35 %, в то время как раньше оно дохо­дило до 100 %. Появилась необходимость в камерах небольшой вме­стимости, которые могли бы арендовать мелкие торговые фирмы. Необходима перепланировка существующих холодильных камер, что позволит повысить степень загрузки холодильников, снизить себестоимость грузооборота, увеличить прибыль.

Создание холодильных камер вместимостью 100 т на базе хо­лодильных вместимостей имеющихся распределительных холодиль­ников позволяет увеличить количество охлаждаемых объемов и эффективность их использования.

На рис. 14 представлена схема реструктуризированной холо­дильной камеры.

Рис. 14. Реструктуризированная холодильная камера:

1 - теплоизоляционное ограждение; 2, 9 - боковые ограждения; 3 - воздухо­охладитель;

4 - передвижная перегородка; 5- пристенные батареи; 6- моно­рельсовые пути;

7 - двери; 8 - уплотнитель из эластичного материала; 10 - автономные отсеки

При создании новых холодильников рационально компоновать их в виде модулей различной грузовместимости, приспособлен­ных как для хладообработки грузов, так и для их хранения.

В качестве примера на рис. 15 приведена планировка модуля холодильной камеры для охлаждения, замораживания и хранения полутуш производительностью 6 т/сут хладообработки и 80 т хра­нения.

Такие модули могут быть использованы и на действующих про­изводственных и распределительных холодильниках при поступ­лении малых партий мяса для охлаждения и замораживания туш и последующего их хранения в холодильных камерах, а также для хранения мяса при малых сроках реализации. Эти модули могут устанавливаться и на удаленных территориях, где не развиты транс­портные коммуникации, для обеспечения снабжения местного населения.

Приведем технические характеристики холодильных модулей производительностью по замораживанию 1; 3 и 6 т мяса в сутки (табл. 1).

В отличие от существующих холодильников, каркасы которых выполняются из сборных железобетонных конструкций с много­слойными ограждающими стенами из кирпича или железобетон­ных панелей с тепловой изоляцией, каркас модулей выполняется из металлических рам, профильного железа и трубных стоек, а стены - из теплоизолированных пенополиуретаном панелей типа «сэндвич». Такая конструкция позволяет транспортировать модуль в разобранном виде по железной дороге и автомобильным транс­портом.

Холодоснабжение обеспечивают 4 холодильные машины с воз­душным охлаждением конденсаторов, позволяющие регулировать, температуру путем отключения отдельных агрегатов в зависимо­сти от загрузки камер и наружной температуры. Максимальная потребляемая мощность при температуре в камерах -3°С 1,2 кВт.

Типы холодильных агрегатов по принципу действия:

• Компрессионный
• Абсорбционный
• Термоэлектрический
• С вихревыми охладителями

Устройство и принцип действия компрессионного холодильника
Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, является второе начало термодинамики. Охлаждающее рабочее тело (хладагент) в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно. При этом основной вклад в передачу теплоты вносит изменение термодинамического состояния хладагента не в цикле Карно, а в фазовых переходах - испарении и конденсации хладагента. В принципе, возможно применение в холодильном цикле только цикла Карно, но при этом для достижения высокой хладопроизводительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь теплообмена в охлаждающем и нагревающем теплообменниках.

Основными составляющими частями холодильника являются:

• компрессор, создающий необходимую разность давлений;
• испаритель, забирающий тепло из внутреннего объёма холодильника;
• конденсатор, отдающий тепло в окружающую среду;
• терморегулирующий вентиль, поддерживающий разность давлений за счёт дросселирования хладагента;
• хладагент - вещество, переносящее тепло от испарителя к конденсатору.

Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его (при этом температура хладагента повышается) и нагнетает в конденсатор, где хладагент конденсируется в жидкость отдавая теплоту конденсации во внешнюю среду.
В бытовых холодильниках используются герметичные поршневые мотор-компрессоры. В таких компрессорах электродвигатель располагается внутри корпуса компрессора, что позволяет предотвратить утечки хладагента через уплотнение вала. Для поглощения вибраций применяется упругая подвеска мотор-компрессора. Подвеска мотор-компрессора может быть наружной, когда на пружинах подвешивается весь корпус мотор-компрессора, или внутренней, когда подвешен только электродвигатель компрессора внутри корпуса.
В современных бытовых холодильниках наружная подвеска не применяется, так как она хуже поглощает вибрации компрессора, и который к тому же более шумный. Для смазки трущихся частей компрессора и электродвигателя применяют специальные рефрижераторные масла, обладающие низкой температурой застывания. Масло и хладагент хорошо растворяются друг в друге.
В конденсаторе нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и при этом конденсируется, то есть превращается в жидкость, поступающую в капилляр.

В бытовых холодильниках чаще всего применяются ребристо-трубные конденсаторы, в качестве оребрения применяется стальная проволока или стальной перфорированный лист. Отвод тепла от конденсаторов обычно естественный - за счёт конвекции и теплового излучения, в высокопроизводительных и промышленных холодильниках применяется принудительное охлаждение конденсатора вентиляторным воздухом или водой.

Жидкий хладагент под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или терморегулируемый расширительный вентиль) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, отбираемая теплота расходуется на теплоту кипения жидкости, за счёт чего происходит охлаждение холодильного пространства холодильника, где и находится испаритель.

Испарители бытовых холодильников чаще всего листотрубные, сваренные из пары алюминиевых листов с внутренними каналами для прохождения хладагента. Испаритель морозильной камеры часто и является её корпусом, в то время как испаритель холодильной камеры (в холодильниках с двумя испарителями) располагают на задней стенке камеры.

Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя теплоту, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая теплоту.　

Терморегулируемый расширительный вентиль необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объём испарителя кипящим хладагентом. Пропускное сечение вентиля изменяется по мере снижения теплового потока в испарителе, при понижении температуры в холодной камере расход циркулирующего хладагента уменьшается.　

В бытовых холодильниках чаще всего вместо терморегулируемого расширительного вентиля используется капилляр. Он не меняет своё сечение, а дросселирует определённое количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра, длины и типа хладагента.　

Большое значение имеет чистота хладагента: вода и примеси могут засорить капилляр или повредить компрессор. Примеси могут образовываться в результате коррозии внутренних стенок трубопроводов холодильника, а влага может попасть при заправке холодильника, либо проникнуть через неплотности (особенно в холодильниках с открытым компрессором). Поэтому при заправке тщательно соблюдается герметичность, перед заправкой хладагентом циркуляционный контур вакуумируется. В каждом холодильнике имеется фильтр-осушитель, который устанавливается перед капилляром.　

Обычно также применяется простейший противоточный теплообменник, снижающий температуру жидкого хладагента от конденсатора перед подачей в испаритель. В результате в испаритель поступает уже охлаждённый жидкий хладагент, который затем ещё сильнее охлаждается в испарителе, в то время как хладагент, поступивший из испарителя, подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить тепловой КПД и производительность холодильника, а также предотвратить попадание жидкого хладагента в компрессор.

Схема холодильника
1 - Мотор-компрессор.
2 - Нагнетательная трубка.
3 - Конденсор (или конденсатор).
4 - Фильтр-осушитель.
5 - Капиллярная трубка
6 - Испаритель холодильной камеры.
7 - Испаритель морозильной камеры.
8 - Обратный трубопровод.

Принцип действия абсорбционного холодильника
Так же, как и в компрессионном, в абсорбционном холодильнике охлаждение рабочей камеры происходит за счёт испарения хладагента (чаще всего аммиака). В отличие от компрессионного холодильника, циркуляция хладагента происходит за счёт его растворения (абсорбции) в жидкости, обычно в воде. В одной единице объёма воды может быть растворено до 1000 ед. объёма аммиака. Насыщенный раствор аммиака из абсорбера поступает в генератор (десорбер), а затем в дефлегматор, где разлагается на аммиак и воду. Газообразный аммиак сжижается в конденсаторе и снова поступает в испаритель, а очищенная от аммиака вода поступает в абсорбер.
Для циркуляции воды в системе могут применяться разнообразные приспособления, например струйные насосы, что позволяет обойтись без движущихся частей. В систему холодильника добавляется также инертный к компонентам системы газ, например водород. В этом случае давление во всей системе почти одинаково, а испарение хладагента происходит за счёт изменения парциального давления.

Помимо аммиака и воды, могут использоваться и другие пары веществ - например, раствор бромистого лития, ацетилен и ацетон. Преимущества абсорбционных холодильников - бесшумность работы, отсутствие движущихся механических частей, возможность работы от нагрева прямым сжиганием топлива, недостатки - плохие удельные показатели хладопроизводительности на единицу объёма, чувствительность к положению в пространстве, а также недолговечность: трубопроводы такого холодильника относительно быстро засоряются продуктами коррозии. Кроме того, холодильный агрегат содержит ядовитый аммиак и горючий водород. Такие холодильники практически не используются в современных квартирах, но распространены в местах, где нет круглосуточного доступа к электричеству: например, в домах на колёсах, где они работают от электричества на стоянках в кемпингах, а в пути работают от сжигания природного газа. Кроме того, абсорбционные агрегаты часто используются в промышленных холодильниках в тех случаях, когда более выгодно использовать энергию сгорания газа, а не электричество. Наиболее эффективно их использование в промышленности совместно с когенерационными установками, что позволяет утилизировать избыточное тепло и повысить КПД. В этом случае речь идет о так называемой тригенерации. Помимо этого, абсорбционные машины позволяют использовать сбросное тепло.

Принцип действия термоэлектрического холодильника
В основе работы термоэлектрического холодильника лежит Эффект Пельтье - когда при прохождении тока через контакт двух разнородных проводников в направлении контактной разности потенциалов происходит перенос тепловой энергии так, что один из этих «разнородных» проводников охлаждается, а второй нагревается за счёт тепловой энергии от первого и электрической энергии прошедшего электрического тока. Холодильник на элементах Пельтье бесшумен, надёжен и долговечен, но большого распространения не получил из-за дороговизны охлаждающих термоэлектрических элементов. Ещё одним минусом является зависимость холодопроизводительности от температуры окружающей среды. Тем не менее, сумки-холодильники, небольшие автомобильные холодильники и кулеры питьевой воды часто делаются с охлаждением от элементов Пельтье.　

Принцип действия холодильника на вихревых охладителях
Охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей. Распространения не получил из-за большой шумности, необходимости подвода сжатого (до 10-20 Атм) воздуха и очень большого его расхода, низкого коэффициента полезного действия. Достоинства - безопасность (так как не используется электричество и нет ни движущихся механических частей, ни опасных химических соединений в конструкции) долговечность, надёжность.