Охлаждение — это процесс отвода тепла от тела для понижения его температуры или изменения агрегатного состояния. При естественном охлаждении температура тела может понизиться лишь до температуры окружающей среды (воздуха, воды или почвы), зависящей от времени года. Снизить температуру тела ниже температуры окружающей среды можно только искусственным путем.
Существует много различных способов получения искусственного холода. Наиболее простой из них основан на применении естественного льда или смеси льда с солью. Охладителем может быть также так называемый сухой лед (твердая углекислота), получаемый на специальных заводах.
Естественный лед — дешевый и доступный источник холода в большинстве районов Советского Союза. Использование естественного льда в качестве холодоносителя объясняется его ценными физическими свойствами: низкой температурой таяния (0° С) и высокой теплотой плавления, равной в обычных условиях 335 кДж/кг. Следовательно, такое количество тепла поглощается из окружающей среды каждым килограммом тающего льда. В интервале температур от 0 до —20° С теплопроводность льда составляет всего 2,33 Вт/(м*°С), а теплоемкость — около 2,1 кДж/(кг*°С).
Зимой лед можно заготавливать различными способами. Выкалывание или вырезание крупных льдин («кабанов») из чистых водоёмов — широко известный, но очень трудоемкий способ, так как, помимо затрат труда на самое разработку льда (пешнями или бензомоторными пилами), требуется транспортировка его на место хранения. Такую заготовку льда ведут обычно в конце зимы, но до начала оттепелей, когда толщина льда наибольшая.
В районах с достаточно устойчивыми морозами и продолжительной зимой применяют послойное намораживание воды па горизонтальных площадках (непосредственно на месте хранения льда) прямоугольной формы с соотношением сторон от 1:3 до 1:5, ориентированных длинной стороной с севера на юг. Размеры площадки выбирают из такого расчета: на 1 м2 основания 3...4 м3 льда. На спланированную площадку насыпают слой шлака, гравия или щебня толщиной 15...20 см и покрывают его настилом из досок. По периметру площади устраивают опалубку из деревянных щитов высотой 1...1,5 м. Вокруг площадки делают сточные канавы.
С наступлением морозов при помощи шланга площадку заливают тонким слоем воды (около 0,5 см) и, дав ему полностью замерзнуть, наливают новый слон. Толщина слоя льда, который можно наморозить за сутки, зависит от температуры воздуха. Так, при t=-5° С намораживается слой 15 мм, при -10° С — 30, при -15° С — 50 мм в сутки и т. Д. Причем во время сильного ветра интенсивность образования льда повышается в несколько раз.
После того как высота льда достигнет краев опалубки, бортовые доски устанавливают на его поверхности также в виде прямоугольника, но меньшего размера и продолжают намораживание. Эту операцию повторяют несколько раз, после чего ледяной бунт приобретает форму ступенчатой пирамиды высотой до 5 м. Уступы засыпают дробленым льдом, обливают водой промораживают для получения ровных боковых отсосов.
Для заготовки больших количеств льда применяют гидромеханизированный способ послойного намораживания. Вода по подземному водопроводу, проложенному вдоль продольной оси площадки, периодически поучается к стоякам из труб и через разбрызгивающие форсунки орошает площадку. По мере наращивания да увеличивают и высоту стояков, свинчивая их из нескольких звеньев.
Бунту, сложенному из льдин водоемов или намороженному послойным способом, придают форму, удобную для его укрытия: скалывают отдельные выступы, выравнивают боковые поверхности. После этого бунт укрывают соломенными или камышовыми матами, а затем теплоизоляционным материалом — древесными опилками, мелкой стружкой, торфом, шлаком или болотным мхом. Толщину изоляции в зависимости от климатической зоны выбирают от 0,5 до 1 м.
По мере надобности лед выкалывают из бунта большими кусками и используют в различных ледниках или системах льдосоляного охлаждения.
Простейшими холодильными устройствами служат ледники, представляющие собой деревянные, кирпичные или бетонные сооружения. Охлаждение пищевых продуктов в камерах ледника происходит за счет таяния льда, находящегося в смежном помещении — льдо-хранилище (рис. 114). Тяжелый холодный воздух через нижние отверстия 6 в стене поступает в камеру 1, воспринимает тепло от продуктов и возвращается в льдохранилище 3 через верхние отверстия 2, где вновь охлаждается. Чтобы усилить циркуляцию воздуха, помещение со льдом располагают несколько выше, чем камеры.

В ледниках, охлаждаемых только льдом, поддерживают температуру 3...4°С. Если нужна более низкая температура, в ледниках устраивают льдосоляное охлаждение. Смесь льда и технической поваренной соли Периодически загружают в решетчатые карманы, размещаемые непосредственно в охлаждаемых помещениях. Температура воздуха (°С), циркулирующего в камерах для продуктов, всегда на 5... 8° меньше температуры плавления смеси льда и соли, которая может быть определена по формуле

Холодопроизводительность (кДж/кг) смеси льда и соли

Более совершенна рассольная система льдосоляного охлаждения (рис. 115). Холодный рассол получают в генераторе холода—фригаторе, находящемся вне охлаждаемого помещения. Фригатор 7 представляет собой бак с решеткой 5, на которую периодически, 1...2 раза в сутки, загружают кусковый лед. Под решеткой в нижней части бака собирается холодный рассол, который насосом 3 подается в батареи 2 охлаждаемых камер.

Фильтр 4 улавливает загрязнения, неизбежно вносимые в бак вместе со льдом. Нагревшись на рассол возвращается в генератор холода через оросительную систему, состоящую из одной или двух труб с отверстиями, и разбрызгивается по всей массе льда. Охлажденный рассол стекает под решетку бака. Часть получившего тепло рассола пропускается через солеконцентратор 8, насыщается солью и стекает в бак. Благодаря этому поддерживается постоянная концентрация рассола и, следовательно, необходимая температура в охлаждаемых помещениях холодильника.
Удобны в эксплуатации ледяные склады системы Ч.М. Крылова, сооружаемые в средних и северных широтах страны (рис. 116). Лед в них одновременно и основной строительный материал, и источник холода. Наружная термоизоляция из опилок или торфа толщиной 0,8...1 м надежно сохраняет ледяной склад в летнее время. Для уменьшения температуры в камерах до -1° С, а при необходимости — до -6° С и ниже, а также для предотвращения таяния внутренней поверхности хранилища используется льдосоляное охлаждение. Решетчатые карманы со смесью льда и соли устанавливают в нишах, вырубленных в стенах камер.

---

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:

Добавить