Аккумулятор естественного холода А-15

В результате анализа конструкций аккумуляторов естест­венного холода разработанных ВИЭСХом, НПО "Агрохолодпром", МИИСПом и другими, на кафедре "Механизация животноводства" Мордовского государственного университета разработан аккумулятор естественного холода для охлаждения молока, который уже работает на молочном комплексе базового хозяйства НПО "Нива" в пригороде Саранска.

Он включает стальную горизонтальную емкость 1 (рис. 1), которая размещена вне помещения молочного блока на открытом воздухе, соединенную трубопроводами с центробежными водяными насосами 2, 3 (соответственно 2К-20/30 и КМ-8/18) и с двухсекционным пластин­чатым охладителем молока 4 марки ООУ-М производительностью 5 г/ч. Емкость имеет вместимость 10 м3. В ней сделана вторая горловина, в которой закреплен теплообменник 5 с осевым вентилятором 6(В-06-300

Рис. 1. Аккумулятор естественного холода А-15:

1 - емкость; 2,3- насосы; 4 - охладитель молока ООУ-М; 5 - теплообменник; 6 - вентилятор; 7 - форсунка; 8 - оросительная насадка; 9 - отверстия; 10 - стакан; 11 - кожух; 12 - термоизоляция; 13 - труба; 14, 15 - манометры; »6_19 - вентили; 20 - бачок с поплавковым клапаном; 21 - фильтр

№ 8), центробежной форсункой 7 и оросительной насадкой 8. Емкость соединена с насосами водозаборной трубой 13, герметично приварен­ной к краям отверстия дна, заглубленного вовнутрь емкости стакана 10. Труба защищена кожухом 11 с термоизоляцией 12 и снабжена сетча­тым фильтром 21. На трубопроводах установлены манометры 14, 15 и вентили 16...19. На торцевой стенке емкости вырезано отверстие 9, нижний край которого находится на расстоянии 0,5 м от верхней точки стенки. Аккумулятор снабжен бачком 20 с поплавковым клапаном для поддержания заданного уровня воды.

Перед пуском в работу емкость заполняют водопроводной водой до нижнего края отверстия 9 (8,5 м3). При минусовых температурах на­ружного воздуха в емкости аккумулируется естественный холод в виде ледяной воды. В зависимости от температуры наружного воздуха аккумулирование холода в паузе до очередного доения коров осуще­ствляют активным или пассивным способом. При температуре воздуха минус 5°С и ниже все электропотребители выключают и накопление холода ведут пассивным способом через нетеплоизолированные стенки емкости. На поверхности воды и на стенках, контактирующих с водой, намораживается лед. С целью предотвращения образования ледяной пробки в водозаборной трубе 13 предусмотрено воздушное пространство вокруг этой трубы, образованное стаканом 10 и кожухом 11. Для конвективного теплообмена кольцевое пространство сообщено с помещением молочного блока.

Перед очередным доением коров включают вентилятор 6, а затем насос 2, открывают вентили 18, 19, а вентиль 16 закрывают (вентиль 17 открыт постоянно). Насосом 2 вода подается по замкнутому контуру: емкость 1 - насос 2 - параллельным потоком обе секции охладителя 4- форсунка 7- оросительная насадка 8- емкость 1. Одновременно парное молоко насосом (на рис. 1 не показан) подается в охладитель 4, откуда в охлажденном до 4...6 °С виде поступает в емкость для временного хранения или в молоковоз для отправки на молочный комбинат. Температура воды на входе в охладитель молока обычно составляет 0.5..2 °С, а на выходе из него 10...12 °С. При температуре наружного воздуха минус 20 °С и ниже охлаждение молока ведут без включения вентилятора 6.

В период оттепелей, когда температура наружного воздуха близка к 0 °С, аккумулирование холода в паузе до очередного доения коров, особенно в ночное время, ведут активным способом: включают в работу вентилятор 6 и малый насос 3, открывают вентиль 16, а вентили 18 и 19 закрывают. При этом вода движется по замкнутому контуру: емкость 1 - насос 3 - форсунка 7 - оросительная насадка 8 - емкость 1. Вода, разбрызганная форсункой, тонкой пленкой стекает вниз по поверхности навитых в спираль плоской и гофрированной лент оросительной насад­ки и охлаждается потоком наружного воздуха, нагнетаемого вентилято­ром в емкость. Воздух, отделившись от капель воды, вытесняется через горловину емкости 1 и дополнительное отверстие 9. Такое прямоточное движение воздуха с водой, в отличие от противотока в вентиляторных градирнях, предотвращает оледенение вентилятора при низких темпе­ратурах и не требует специального каплеотделителя.

Перед охлаждением молока насос 3 выключают, вентиль 16 закры­вают, вентили 18 и 19 открывают, предварительно включив главный насос 2. Далее процесс охлаждения молока протекает по описанной выше технологии.

Опыт эксплуатации аккумулятора А-15 подтверждает надежность его в работе. Суточная производительность при температуре наружного воздуха минус 10 °С достигает до 15 т молока, охлажденного с 30 до 6 °С. Часовая производительность до 5 т. Удельный расход электроэнер­гии при этом составил 1,8 кВт • ч на 1 т, что в 16 раз меньше удельного расхода электроэнергии по старой технологии охлаждения с исполь­зованием двух емкостей для охлаждения ТОМ-2А.

Аккумулятор естественного холода А-15 можно агрегатировать с емкостями для охлаждения ТО-2, РПО-2,5 (рис. 2).

Для охлаждения молока включают в работу насос 5 и мешалку. Вода при этом циркулирует по замкнутому контуру: емкость - водя­ная рубашка охладителя - насос - форсунка - оросительная насадка - емкость. Когда температура молока в емкости снизится до 6 °С, по ко­манде термоконтактора отключается электропитание насоса и мешал-

Рис. 2. Схема агрегатирования А-15 с емкостью для охлаждения:

1 - аккумулятор А-15; 2 - водозаборная труба; 3 - вентиль; 4 - емкооть для охлажде­ния; 5 - насос; 6 - напорный трубопровод

ки. С одним аккумулятором А-15 можно агрегатировать до трех емкос­тей для охлаждения типа РПО-2,5, параллельно подключенных к его водозаборной трубе 2 и напорному трубопроводу 6.

На крупных молочных комплексах, имеющих доильные установки с молокопроводом, целесообразно агрегатирование А-15 с поточными пластинчатыми охладителями доильных установок, параллельно сое­диненными с аккумулятором холода.

На рис. 13 приведена технологическая схема поточного охлаждения молока при доении коров в молокопровод. Данная схема предусмат­ривает на крупных пригородных молочных комплексах с круглогодич­ным стойловым содержанием коров посезонное и поочередное исполь­зование для охлаждения молока двух источников холода: при минусо­вой температуре наружного воздуха - аккумулятор А-15, а при плюсо­вой температуре - источник искусственного холода (холодильную уста­новку).

Процесс первичной обработки молока в процессе доения коров осуществляется в потоке: молоко из молокопровода 1 проходит через групповой счетчик 2 и поступает под действием вакуума в молокоприемник - воздухоразделитель 3, в котором отделяется от воздуха и насосом 4 подается через фильтр 5 в охладитель 6. В результате интен­сивного теплообмена между молоком и ледяной водой через пластины охладителя молоко охлаждается до 4...8 °С и поступает в емкость для временного хранения. Одновременно ледяная вода при минусовых температурах наружного воздуха подается насосом 12, при соответ­ствующих положениях трехходовых кранов, по замкнутому контуру:

Рис. 3. Схема поточного охлаждения молока при доении коров:

1 - молокопровод; 2 - групповой счетчик молока; 3 - воздухоразделитель; 4 - насос; 5 - фильтр; 6 - пластинчатый охладитель; 7,8 - трехходовые краны; 9,10 - источ­ники соответственно естественного и искусственного  холода; 11 - вентиль; 12 - насос

насос 12 - охладитель 6 - трехходовой кран 7 - аккумулятор естест­венного холода 9- вентиль 11- трехходовой кран 8- насос 12.

Для охлаждения молока при плюсовой температуре наружного воздуха трехходовые краны 7 и 8 переключают в положение "искусст­венный холод" и включают в работу холодильную установку 10. В этом случае ледяная вода насосом 12 транспортируется по замкнутому контуру: насос 12 - охладитель 6 - трехходовой кран 7 - холодильная установка 10- трехходовой кран 8- насос 12.

Посезонная работа разнотипных аккумуляторов холода позволяет обеспечить качественное их техническое обслуживание, а при мину­совых температурах создает необходимый резерв источников холода и повышает тем самым вероятность безотказной работы технологичес­кой линии охлаждения молока.

В летнее время аккумулятор естественного холода А-15 выполняет функции противопожарного оборудования комплекса или может быть использован в качестве градирни для охлаждения конденсата холо­дильной установки МКТ-20, АВ-30, МКТ-45.