МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Эта мера может считаться оправданной, если необхо­димо хранить картофель дольше чем до середины ап­реля. Прежде чем принимать решение о приобрете­нии холодильной установки, полезно ознакомиться с имеющимися местными сводками погоды на длитель­ный период.

При использовании холодильной установки с целью сохранения картофеля до конца апреля могут возникнуть определенные проблемы. Большая ско­рость притока внешнего воздуха и тепло, проникаю­щее через элементы конструкции помещения, вызыва­ют большую нагрузку на холодильную установку, что нецелесообразно, учитывая относительно небольшое количество картофеля, оставшегося в хранилище. Ре­шить подобную проблему можно только путем строго­го экономического анализа.

Холодильная установка состоит из четырех основ­ных узлов: испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного клапана (рис. 84).

Испаритель — единственный узел, располагаемый фактически в картофеле­хранилище (рис. 85). Жид­кий хладагент поступает в испаритель, где перехо­дит в газообразное состо­яние, отнимая тепло, не­обходимое для парообра­зования, у окружающего воздуха (теплота паро­образования— это энер­гия, необходимая для пе-' рехода вещества из жид­кого состояния в газооб­разное без изменения температуры), Затем
хладагент в виде пара поступает через компрес­сор в конденсатор, преоб­разуется в жидкость и опять поступает в испа­ритель. Для перемещения хладагента по рассмот­ренной цепи используете, насос.

Есть две причины, в силу которых необходим добиваться малого пере­пада температур попере витков испарителя. Во - первых, очень важно, что­бы картофель не подвер­гался переохлаждению, и, во-вторых, если в испари­теле имеют место резкие перепады температур, это может повлечь за собой конденсацию содержа­щихся в воздухе водяных паров, то есть снижение относительной влажности воздуха в помещении. Пре­дельно допустимый перепад температур на испарите­ле не должен превышать 5 °С.

Расчет нагрузки на холодильную установку. На­грузка на холодильную установку в картофелехрани­лище складывается из следующих основных компо­нентов:

— приток тепла извне через стены, пол и потолок хранилища;

— приток тепла с наружным воздухом, проника­ющим в помещение;

■— тепло, выделяемое культурой;

— тепловые потери в электродвигателях, работа^ ющих внутри охлаждаемого пространства;

— тепло, отбираемое у культуры при охлаждени1' ее до температуры хранилища.

В большинстве случаев последним компонентом можно пренебречь, потому что обычно намерение ис­пользовать холодильную установку в хранилище свя­зывается с необходимостью поддержать ту темпера-

Туру, До которой культура была предварительно ох­лаждена наружным воздухом.

Приток тепла через элементы конструкции поме­щения, в свою очередь, слагается из двух частей: пер­вая из них определяется температурой внешнего воз­духа, вторая — солнечным теплом. Количество тепла, которое вносится в хранилище вместе с наружным воздухом, зависит от теплопроводности, или упоми­навшегося ранее параметра U стен, крыши и пола строения, и от разницы температур внутри и вне хра­нилища. Что касается солнечного тепла, то доля его, попадающая в хранилище, зависит от цвета строения, его ориентации в пространстве, толщины стен и кры­ши, времени года и числа солнечных часов в течение суток.

При долгосрочном хранении картофеля приток тепла через элементы конструкции — главный объ­ект системы терморегулирования.

Приток тепла с наружным воздухом имеет место всегда, как бы тщательно ни было спроектировано и построено хранилище, причем интенсивность просачи­вания воздуха на единицу объема помещения будет тем выше, чем меньше помещение.

В таблице 21 приведены некоторые типичные циф­ры по интенсивности просачивания воздуха.

Для того чтобы рассчитать количество тепла, ко­торое с помощью холодильной установки необходимо компенсировать в помещении, допускающем просачи­вание наружного воздуха, следует воспользоваться s психрометрическими картами.

Очевидно, что если дверь в хранилище оставить открытой, то интенсивность просачивания воздуха резко возрастает. Поэтому в помещении любого раз-

_________________________ Рис. 86. Насыпное кар-

! ■ і у/ тофелехранилище с холо-

I----- J дильной установкой

3 (вентилятор охлаждения

/ установлен в главной

^ 4 сяо трубе воздуховода):

—■ — — — — — — I».»™«J j — главная труба воздухо - V £ вода; 2 — испаритель; 3 — А / вентилятор охлаждения; "і*———— 4 — картофель.

Мера рекомендуется предусматривать отдельную дверь для персонала, чтобы не было необходимости открывать главную дверь при входе в хранилище или выходе из него. Ясно также, что двери должны быт1- плотно пригнаны.

Теплота дыхания — это тепло, выделяемое самой культурой. Количество его резко увеличивается, ког­да начинается прорастание клубней.

Можно считать, что электрическая энергия, ис­пользуемая в хранилище, целиком переходит в тепло. Главным потребителем электричества в хранилищ является вентилятор системы рециркуляции. При на личии холодильной установки мощность этого венти лятора может быть не столь велика, однако на прак тике эта особенность редко принимается во внимание Если работает холодильная установка, то интенсив ность рециркуляции воздуха в хранилищах с со дер жанием картофеля в контейнерах должна составляв от 40 до 60 полных смен воздуха в час, а для помеще ний с хранением картофеля насыпью — 0,005 м3/с/т

В отдельных случаях необходимо принимать в рас чет электроэнергию, расходуемую при работе венти­ляторов испарителя, когда этот блок монтируется на потолке хранилища, как это показано на рисунке 86. Большинство фирм-изготовителей предусматривают отвод тепла, производимого вентиляторами, от охлаж­даемого пространства. Однако, к сожалению, так де­лается не во всех системах, поэтому при расчете мощ­ности холодильной системы этот источник тепла дол­жен приниматься во внимание.

Пример 6. Имеется хранилище на 500 т товар­ного картофеля, который предполагается содержать здесь до середины мая с отгрузкой в течение последу­ющих двух недель. Хранилище охлаждается наруж­
ным воздухом. Температура в нем поддерживается на уровне 5 °С, а параметр U для стен и крыши равен 0,5 Вт/м2°С. Габариты помещения 14,4X19,2X5 м, скаты крыши имеют наклон 12,5

Максимальная нагрузка на холодильную систему возникает непосредственно перед началом разгрузки хранилища. Самая высокая ожидаемая температура наружного воздуха 25 °С при относительной влажно­сти 60 %:

Площадь стен и крыши=642 м2;

Приток тепла через пол незначителен;

Приток тепла через стены и крышу=общей площадиXпара­метр (7Хразницу температур внутри и вне хранилища = = 642X0,5X20 = 6420 Вт.

Интенсивность просачивания воздуха равняется общему объему помещения, который составляет 1603 м3, умноженному на сменяемость «пустых объ­емов» в час.

Просачивание = 1603X0,05 = 80,15 м3/ч = 0,02 м3/с (значение 0,05 взято из второго столбца таблицы 21 как промежуточное между 0,03 и 0,06, потому что объ­ем рассматриваемого хранилища 1603 м3 лежит меж­ду 1133 и 2832 м3, приведенными в первом столбце таблицы).

Из психрометрической карты, принимая условия хранения 5 °С при ОВ 92 %, находим, что приток теп­ла за счет просачивания наружного воздуха = 1028 Вт.

500-тонное насыпное хранилище должно быть, по - видимому, оснащено одним вентилятором с подачей 10 м3/с при статическом давлении 50 мм водяного столба. Двигатель такого вентилятора потребляет мощность порядка 10 кВт. Следовательно, система охлаждения должна иметь отдельный маломощный вентилятор с подачей 2,5 м3/с (500X 0,005) при стати­ческом давлении не более 15 мм водяного столба. В противном случае главный вентилятор хранилища должен работать в двухскоростном режиме. Если применен отдельный вентилятор, то его следует по­мещать в трубу воздухопровода системы рециркуля­ции.

Вентилятор с подачей 2,5 м3/с при статическом давлении 15 мм водяного столба, согласно промыш­ленному каталогу, будет производить приблизительно 500 Вт тепла (можно использовать 610-миллиметро-
вый осевой вентилятор с крыльчаткой, частота вра-1 щения которого 1420 мин-1).

Теплота дыхания клубней при 5 °С составляет при] мерно 15 Вт/т, и, следовательно, общее количестве тепла, выделенного культурой, будет равно 7500 Вт!

Итак, составляющие нагрузки на холодильную ycJ тановку:

TOC \o "1-3" \h \z приток тепла через стены 6 420 Вт

За счет просачивания 1 028 Вт

, нагрев электродвигателей 500 Вт

Теплота дыхания клубней 7 500 Вт

15 448 Вт

Добавив 10 % «на запас прочности», можно под-] считать, что для поддержания в хранилище темпера] туры 5 °С холодильная установка должна компенси-j ровать как минимум 17 кВт тепла.