Тема 4. Холодильне обладнання.

1. Засоби охолодження продуктів.

2. Класифікація холодильних машин і агрегатів.

3. Поняття про роботу компресійних та абсорбційних холодильних машин.

4. Кондицюювання повітря.

5. Будова, принцип дії та правила експлуатації холодильних шаф і холодильних вітрин.

6. Техніка безпеки при роботі з холодильним обладнанням.

7. Будова, принцип дії та правила експлуатації холодильних камер та морозильників.

Засоби охолодження продуктів.

Охолодження – це процес відніманя тепла, наслідком якого є зниження температури фізичного тіла чи зміна його агрегатного стану.

Існує два види охолодження: природнє та штучне.

Природнє охолодження характеризується передачою теплоти від охолоджуємого тіла навколишньому середовищу при умові, що температура навколишнього середовища нижче температури охолоджуємого тіла. Природнє охолодження здійснюється без витрат енергії, при цьому температура тіла знижується до температури навколишнього середовища.

Штучним називається охолодження тіла нижче температури навколишнього середовища. Для штучного охолодження застосовують холодильні машини чи холодильні пристрої, принцип дії яких заснований на використанні фізичних процесів пароутворенняі, розширення газів, плавлення, сублімації. Для штучного охолодження необхідно витратити енергію.

Льодове охолодження здійснюють з використанням водного льоду чи твердої вуглекислоти (сухого льоду). При охолодженні водним льодом здійснюється зміна його агрегатного стану – плавлення. Найнижча температура охолодження визначається температурою плавлення льоду (0 C при атмосферному тиску), а холодовиробництво, чи здатність охолоджувати, чистого водяного льоду – питомою теплотою плавлення, яка дорівнює 3355кДж/кг. Тепломісткість льоду дорівнює 2,1кДж/кг*К.

Водяний льод застосовують для охолодження та сезонного зберігання продовольчих товарів: овочів, плодів та фруктів в кліматичних зонах з довгим холодним періодом, де в природних умовах в зимовий період його легко заготовити.

Льодове охолодження має суттєві недоліки: температура зберігання товарів обмежена температурою плавлення льоду, значні витрати праці на заготовлення і зберігання водного льоду, великі розміри приміщень для льоду (в 3-5 разів більше, ніж для продуктів), значні витрати праці на дотримання необхідних санітарних умов.

Льодосольове охолодження здійснюють із застосуванням сумішу дробленого водного льоду та солі. Завдяки додаванню солі швидкість плавлення льоду збільшується, а температура плавлення зменьшується нижче температури плавлення чистого льоду. Розчин солі із самою низькою температурою плавлення називають евтектичним, а температуру його плавлення – кріогідратною точкою. Кріогідратна точка для льодосоляної суміші з поваренною сіллю – 21,2 ^оС при концентрації солі в розчині 23,1%. При подальшому підвищенні концентрації солі здійснюється підвищення температури плавлення льоду. Теплота плавлення евтектичного твердого розчину (однорідна суміш кристалів льоду і солі) 236 кДж/кг. Евтектичний розчин застосовують для охолодження прилавків, шаф, переносних сумок- холодильників і т. д. В торговому обладнанні льодосольове охолодження застосовувалось до масового виробництва торгового обладнання з машинним способом охолодження.

Охолодження сухим льодом засновано на властивості твердої вуглекислоти при поглинанні тепла переходити із твердого стану в газоподібний не перетворюючись на рідину. Температура такого переходу при атмосферному тиску - 78,9 С, теплота – 574, 6 кДж/кг. Сухий лід має ряд переваг перед водяним: більш низька температура охолодження, охолоджувальна дія 1 кг сухого льоду у два рази більше, ніж 1кг водного, при охолоджуванні не виникає сирості. До того ж, в процесі переходу у газоподібний стан, утворюється газоподібна кислота, яка має консервуючу властивість, тому покращує зберігання продуктів.

Сухий льод застосовують для перевезення замороженних продуктів, охолодження фасованого морозива, заморожування фруктів та овочів. Сухий льод виготовляють на вуглекислотних заводах та зберігають у спеціальних контейнерах. Користуватися сухим льодом слід обережно, щоб запобігти обморожуванню.

Виробництво штучного холоду за допомогою холодильної машини називають машинним охолодженням. Воно має ряд переваг: автоматичне підтримання постійної температури зберігання, висока питома вага використання площі охолодження, незначні витрати на експлуатацію, технічне обслуговування і ремонт, зручність використання та санітарної обробки. Машинне охолодження засновано на використанні властивості деяких речовин закіпати при низьких температурах відбираючи теплоту з навколишнього середовища

.

Класифікація холодильних машин і агрегатів.

• за видом холодильного агента – хладонові, аміачні (хладонові застосовують в магазинах і складах, аміачні – тільки на складах);

• за температурою кипіння холодильного агента – високотемпературні (від –10 до 10 ^оС), середньотемпературні (від –25 до 5 ^оС) та низькотемпературні (від – 40 до – 25 ^оС);

• за холодопродуктивністю – малі (до 15 кВт ), середні (до 100 кВт) та крупні (вище 100 кВт). Холодопродуктивність вимірюється кількістю теплоти, яка поглинається машиною за одну годину праці. В продовольчих магазинах як правило використовуються холодильні машини з малою холодопродуктивністю;

• за способом охолодження – безпосереднього охолодження, необхідні для охолодження повітря, та розсільні – для охолодження розсолу (охолоджений розсіл подається в розсільні батареї стаціонарних камер, охолоджує повітря, нагрівається та знову повертається у випарник);

• за типом конденсатора – з конденсатором повітряного та водяного охолодження;

• за ступінню автоматизації – повністю чи частково автоматизовані;

• за способом з’єднання електродвигуна з компресором – з компресорами відкритими (сальніковими), безсальніковими та герметичними. У відкритих компресорах для попередження витікання пароподібного холодильного агента кінець ведучого валу виводиться назовні через сальнікове ущільнення. У безсальнікових компресорах електродвигун і компресор розташовані в загальному роз’ємному кожуху. Герметичні компресори, на відміну від безсальникових, мають нероз’ємний (зварний) кожух, в який вбудовані компресор та електродвигун. Такі компресори компактні, малогучні, надійні;

• за ступінню агрегатування – частково чи комплексно агрегатовані.

Агрегатування – це конструктивне об’єднання в заводських умовах окремих чи всіх частин холодильної машини в загальному корпусію В частково агрегатованих машинах агрегат об’єднує лише кілька частин.

Поняття про роботу компресійних та абсорбційних холодильних машин.

Охолодження за допомогою холодильних машин досягається різними способами в залежності від фізичних процесів, покладених в основу їх роботи.

В парових холодильних машинах, які використовують на торгових підприємствах, для охолодження використовують процеси кипіння при низьких температурах спеціальних робочих речовин – холодильних агентів. При кипінні хладагент приймає тепло з навколишнього середовища, а потім передає це тепло в навколишнє середовище при більш високій температурі. При цьому охолоджуючий пристрій, в якому кипить хладагент, може бути розташований безпосередньо в охолоджуваних об’єктах, в яких знаходиться рідинний холодоносій, який охолоджуючись хладагентом у подальшому використовується для охолодження об’єктів.

Найбільше застосування в торгівлі знайшли парові машини компресійного типу.

Всі елементи машини – компресор, конденсатор, регулюючий вентиль та випарник – з’єднані трубопроводами у замкнену систему, заповнену хладагентом. Із випарювача, розташованого в середовищі охолоджуємого об’єкту, компресор відтягує пари, які виникають при кипінні рідинного хладагенту, зжижає їх до тиску, при якому температура конденсації пару стає вища за температуру навколишнього середовища, а потім нагнітає їх у конденсатор. В конденсаторі здійснюється охолодження пару водою чи повітрям, після чого вони перетворюється в рідину, тобто конденсуються. Далі рідинний хладагент надходить до регулюючого вентиля, проходить його мале січення, де тиск зменьшується, а потім знову надходить у випарювач. Таким чином хладагент циркулює по замкнутому циклу, але завжди повертається в початковий стан.

Абсорбційні холодильні машини належать до типу парових як і компресійні, але на відміну від них, які використовують механічну енергію, в арбсорбційних машинах для одержання холоду витрачається теплова енергія.

Робоча речовина в абсорбційних машинах складається з двох розчинів з різними температурами кіпіння. Хладагентом є низькозакіпаючий (легколетючий) компонент, а високозакіпаючий (важколетючий) компонент виконує функції вбирача. Хладагент кипить у випарнику за рахунок тепла середовища охолоджуваного об’єкту. Пари хладагента відсмоктуються висококиплячим компонентом, який знаходиться в абсорбері та поглинає хладагент. Оскільки процес поглинання пару хладагента супроводжується виділенням тепла, розчин в абсорбері охолоджується водою. Із абсорбера концентрований розчин пд великим тиском насоса подається в кип’ятильник. Тут він підігрівається, при цьому виділяється практично чистий хладагент, який направляється в конденсатор, а далі через регулюючий вентиль – у випарник, а слабкий розчин, який складається з хладагента та поглинача, із кип’ятильника через перепускний вентиль повертається в абсорбер для наступного збагачення. Призначення конденсатора, регулюючого вентиля та випарника в абсорбційних машинах таке ж, як і в компресійних.

В торговлі для охолодження торгово-холодильного обладнання та домашніх холодильників використовують абсорбційно-дифузіонні холодильні машини. В їх систему заряджають не тільки робочий розчин, але й інертний газ (водень), який концентрується в апаратах низького тиску та вирівнює тиск у всій системі. Це дозволяє обходитись без насоса, вентилів та інших частин, що зпрощує експлуатацію та підвищує надійність роботи машини.

Кондицюювання повітря.

Під кондицююванням повітря розуміють комплекс процесів, які здійснюють з метою обробки та одержання повітря необхідних параметрів, а саме необхідної температури та вологості. Для підприємств торгівлі має значення лише комфортне кондицюювання, тобто підтримання оптимвльних умов для праці людей.

Режим роботи кондиціонерів визначається зовнішніми атмосферними умовами. Літом повітря охолоджується та підсушується, а зимою – нагрівається та зволожується. До того ж, в кожному режимі повітря очищується від пилу та шкідливих газів, а також здійснюється його вентиляція в приміщеннях.

Кондиціонери працюють повністю на зовнішньому повітрі або на суміші зовнішнього повітря з повітрям із приміщення.

Будова, принцип дії та правила експлуатації холодильних шаф і холодильних вітрин

На підприємствах торгівлі широко використовують холодильні шафи ШХ – 0, 4М, ШХ – 0,6М2, ШХ – 0,7, ШХ – 0,8М, ШХ – 1,2С. Всі вони охолоджуються холодильними машинами з вбудованими фреоновими герметичними агрегатами, які розташовані у спеціальному машинному відділенні шаф. Зазначені холодильні шафи відрізняються об’ємом охолоджуваної площі (від 0,4 до 1,2 м ). В більш потужніх холодильних шафах, тобто з більшею охолоджуваною площею, холодильний агрегат розташовують поза шафою у окремому приміщенні – машинному в

За своєю будовою всі вищезазначені типи холодильних шаф мають каркасну конструкцію. В охолоджуваній частині шафи – камері, каркас з усіх боків має подвійну обшивку: ззовні – листовою сталлю, всередині – листовим алюмінієм або листами нержавіючої сталі. Між обшивками закладають листову ізоляцію. Машинне відділення не ізолюється. Воно має з боків обшивку загальну із зовнішньою боковою обшивкою охолоджуваної камери. З передньої сторони машинне відділення закрито з’ємним решітчатим або суцільним металевим щитком. Задня сторона машинного відділення або закрита решіткою, або відкрита. Двері охолоджуваних камер мають подвійну обшивку та теплову ізоляцію. Щільність зачинення дверей забезпечується профільною прокладкою та спеціальним затвором. Ззовні шафи фарбують у білий колір. В охолоджуваних камерах шаф встановлюють з’ємні решітчаті металеві полки для розміщення продуктів. Всередині камера освітлюється лампами, які вимикаються автоматично при відкритті дверей камери. Для збирання конденсату під випарником встановлено піддон. Конденсат із піддона по зливній трубці стікає в спеціальний резервуар, який розташований у машинному відділенні.

Охолоджувальні вітрини виробляють трьох видів: для торгівлі з продавцем, для магазинів самообслуговування та комбіновані – для обох форм торгівлі.

Вітрини для магазинів з продавцями з боку покупця засклені, а з боку продавця закриті розсувними скляними дверцятами або мають відкритий проєм. Ці вітрини мають стіл для роботи продавця та встановлення вагів.

Вітрини виготовляють з одним чи кількома рядами полок за висотою. При багатоярусних вітринах більш ефективно використовується торгова площа магазину. Незасклені сторони мають дві стінки. Між стінками прокладають теплову ізоляцію.

Вітрини поділяють на низькотемпературні (для заморожених продуктів) та вітрини з плюсовою температурою (для охолодження продуктів). За видом продуктів вітрини як правило бувають універсальними.

Більша кількість вітрин виготовляється за одним і тим же конструктивним признаком. Дерев’яний каркас з усіх незасклених сторін обшивають металевими листами. Між обшивками закріплюють теплову ізоляцію. Зовнішні стінки та полки вітрин обліцовують пластиком. В наприлавочних вітринах пластиком обліцовують також задню стінку та робочий стіл продаця. В середині вітрини встановлюють дзеркала. Кріплення обліцовочних листів вітрин, скла та дзеркал виконують полірованими алюмінієвими профілями. Освітлюють вітрини люмінісцентними лампами. Ці лампи не виділяють великої кількості тепла, тому їх розташовують в середині вітрини.

Експлуатація холодильного обладнання.

Роботи по монтажу холодильного обладнання виконуються згідно із вимогами заводської інструкції та правилами техніки безпеки.

Фреонові агрегати та торгове холодильне обладнання слід розташовувати в сухих та світлих приміщеннях з температурою в сухих та світлих приміщеннях з температурою в них не вище 40 С влітку та не нижче 5 С взимку. Категорично забороняється розташовувати холодильне обладнання поряд з приладами отоплення, під прямими промінями сонця, на шляху потоків повітря з дверей, вікон, кондиціонерів.

Холодильні агрегати, які не вбудовані в торгове холодильне обладнання, розташовують на рівній твердій долівці, а до конденсатора забезпечують вільний доступ повітря для охолодження. Для обслуговуючого персоналу слід залишати вільні проходи для підходу до обладнання і агрегатів.

Після встановлення обладнання та перевірки режиму охолодження, складається акт про його ввод в експплуатацію, а представник ремонтно- монтажного комбінату інструктує робітників з питань експлуатації холодильного обладнання.

На кожен вид обладнання відкривають експлуатаційний журнал, до якого заносять інформацію про температурний режим в охолоджуваному об’єкті, проведених роботах по технічному обслуговуванню і т. д. Робітник, за яким закріплено обладнання, повністю відповідає за нього, слідкує за його правильною експлуатацією та підтримує його в порядку.

Продукти слід складати тільки після встановлення в обладнанні заданої температури, а кількість продуктів не повинна перебільшувати норми, на яку розраховане обладнання. Гарячі та теплі продукти перед загрузкою повинні бути охолоджені до температури навколишнього середовища. На полки обладнання не слід складати папір, тканину та інші речі, які заважають вільній циркуляції повітря, а продукти не рекомендується розташовувати поблизу від випарника

При зберіганні продуктів слід дотримуватись товарного сусідства. Дверцята слід відчиняти рідко і на короткий час. Контроль за температурою в обладнанні здійснюється за допомогою термометрів або спеціальних приладів. Снігова шуба не повинна перебільшувати 2-3 мм. Зовнішні стінки щоденно протирають вологою тканиною, а хромовані деталі – тканиною з вазелином. Раз на тиждень внутрішню поверхню необхідно промивати спочатку теплою мильною, а потім чистою водою. Після цього обладнання слід залишати на просушку. Для надійної та довгої роботи холодильного обладнання необхідно чітко дотримуватись правил експлуатації та своєчасно здійснювати ремонт.

Техніка безпеки при роботі з холодильним обладнанням.

Один раз на 6 місяців для робітників проводять інструктаж на робочому місці по правилам роботи, техніки безпеки та порядку надання першої допомоги потерпілим. Інструкції з техніки безпеки та правила експлуатації повинні бути вивішені на видному місці біля холодильного обладнання. Приміщення, в яких розташовується холодильне обладнання повинно бути світлим з нормальною вентиляцією, а проходи біля обладнання – вільними.

У разі виникнення пошкоджень обладнання робітники не повинні намагатися здійснити ремонт. Любий ремонт здійснює механік ремонтно-монтажного комбінату.

Забороняється:

• використовувати обладнання без захисного заземлення;

• використовувати ножі та інші гострі предмети для знімання снігової шуби;

• експлуатувати несправне або пошкоджене обладнання;

• використовувати обладнання не за призначенням.

У разі витоку хладагенту слід відчинити двері та вікна, включити вентиляцію та негайно викликати механіка ремонтної служби.

Будова, принцип дії та правила експлуатації холодильних камер та морозильників.

Зборні холодильні камери призначені для зберігання охолоджених та та заморожених продуктів. Їх збирають з окремих щитів та розташовують у підсобних приміщеннях. Щит будується з дерев’яної рами з теплоізоляцією та металевої дерев’яної обліцовки. Щити з’єднують стяжними болтами. Герметичність в місцях стикування щитів забезпечується профільними гумовими прокладками. В передніх щитах камер розташовані двері із замком. Долівку камер обшивають оцинкованою сталлю. В середині камер на бокових стінках закріплені стелажі із з’ємними дерев’яними решітчатими полками для розташування продуктів. Під стелею розташовують вішала з крюками. На долівці укладені решітки-підтоварники для продуктів в тарі. Під випарником, який розташований під стелею, закріплюється піддон для збирання та отводу талої води. Із піддона вода відводиться по трубці в резервуар, встановлений на долівці камери. Циркуляція повітря в камерах здійснюється природньою конвекцією. Виробляють камери, обладнані пристроями для штучної циркуляції повітря. Освітлюються камери лампами накалення у водонепроникненій арматурі. Вимикачі ламп розташовані на зовнішній стороні камер.

Промисловість випускає камери для зберігання охолоджених продуктів та для зберігання заморожених продуктів.

Для зберігання та продажу морозива, заморожених продуктів на підприємствах торгівлі використовують морозильники. Температура охолодження в таких морозильниках сягає –25 С. будуються вони з охолоджуваного та машинного відділення. Охолоджуване відділення може мати розсувні кришки або єдину кришку. Стінки морозильників мають також будову як і стінки іншого холодильного обладнання. Для щільного закривання кришки та поєднання частин використовують гумові прокладки. У охолоджуваному відділі розташовують корзини або касети з товарами. Під охолоджуваним відділом розташований піддон для збору талої води, яка виводиться через отвір для зливу. В машинному відділі встановлено холодильний агрегат з герметичним компресором. Знизу на одній із сторін будується вентиляційна решітка машинного відділення. На одній із сторін морозильника розташована панель управління. Принцип дії та правила безпечної експлуатації збірних холодильних камер та морозильників аналогічні іншим видам холодильного обладнання.