183628. lajstromszámú szabadalom • Eljárás termékek fagyasztására és tárolására, valamint hűtőközeg ennek foganatosítására
1 183 628 2 2. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló hűtőberendezés elvi vázlata. A termékek fagyasztására és tárolására szolgáló találmány szerinti eljárás lényege, hogy a termékeket egy vagy több hűtőkamrában helyezzük el, ahol létrehozzuk a szükséges hőmérsékleti viszonyokat. A fagyasztó és tartós tárolásra szolgáló kamrában legalább —24 °C-os hőmérsékletet biztosítunk, míg fagyasztás esetén és tartós tároláshoz pedig —18 °C-osat. A rövid idejű tároláshoz a hűtőszekrény valamennyi üzemeltetési viszonya mellett 0 °C és +5 °C közötti hőmérséklettartományt biztosítunk. Ilyen hőmérsékleti tartományokat azáltal érünk el, hogy a hűtőközeget a következő sorrendben kezeljük, mint az kitűnik az 1. és a 2. ábrából. A hűtőközeget 1 kompresszorral komprimáljuk (az 1. ábrán az I—II. folyamat), majd a q, hőnek a környezetbe történő elvezetésével lehűtjük (II—III folyamat) a hűtőközeget, majd pedig a gőz-folyadék keverék képződéséig részlegesen kondenzáljuk a hűtőközeget 2 kondenzátorban. A hűtőközeg nem kondenzált komponensei feloldódnak a kondenzált komponensekben (III—IV. folyamat) q2 hő elvezetése mellett. Ezt követően a hűtőközeget 3 párologtató-hőcserélőbe vezetjük be, ahol azt Tv hőmérsékletre lehűtjük (IV—V. folyamat). Ezután a hűtőközeget 4 áramlásszabályozóba vezetjük Tv hőmérsékletről Tvi hőmérsékletre történő lecsökkentése mellett (V-VII. folyamat), majd pedig a fagyasztó és tartós tárolásra szolgáló kamrának 5 párologtatójába vezetjük termékek tartós tárolásakor és fagyasztásakor abból q3 hőmennyiség elvezetése mellett (VI-VII. folyamat). A hűtőközeg felmelegszik, részlegesen elpárolog és gőzfolyadék állapotában van jelen. Ezután a gőz—folyadék állapotú hűtőközeg a 3 párologtató-hőcserélőbe jut, ahol teljesen elpárolog úgy, hogy a termékek rövid tárolására szolgáló kamrából q4 hőmennyiséget elvon és a 2 kondenzátorból a 3 hőcserélőbe lépő, komprimált hűtőközegből qs hőmennyiséget vesz fel. Ezután a hűtőközeg belejut az 1 kompresszorba újbóli komprimálás céljából. Ekkor a komprimált (az alábbiakban hűtőközegnek említve) és a csökkentett nyomású hűtőközeg nyomásviszonya (P,/P2 nyomásviszony) lényegesen alacsonyabb, mint az ismert eljárásoknál. Például a széles körben ismert eljárás alapján fagyasztásra és tárolásra szolgáló, Freon-12-vel működtetett hűtőberendezés kompresszorában 14-es nyomásviszonyt érünk el. A találmány szerinti eljárás szerinti komprimálási viszony optimális értéke 3-5 között van. A nyomásviszony lecsökkentése a kompresszor szállítási teljesítményének a növeléséhez vezet, ami a kompresszor témyleges óra-teljesítménye és az ideális, a dugattyú általi óra-térfogat közötti aránnyal megegyezik. A komprimálási viszonynak 14-ről 4-re történő lecsökkentése a kompresszor hatásfokának 2-3- szoros növeléséhez vezet és ennek következményeként a hűtőberendezés hatásfokának jelentős mértékű fokozásához. Ezáltal befolyásoljuk a termékek fagyasztásához és tárolásához az energiaráfordítás lecsökkentését. A hűtőközeg teljes lehűtése céljából azt 10 -14 kp/cm2 nyomásúra komprimáljuk. A maradéktalan elpárologtatása céljából most elegendő annak a nyomását 0,5 — 3 kp/cm2 értékre lecsökkenteni. Ha a hűtőközeget 10 kp/cm2 alatti vagy 14 kp/cm2 feletti nyomásúra komprimáljuk, valamint nyomását 0,5 kp/cm2 alá, vagy 3 kp/cm2 fölé csökkentjük le, akkor a hűtőközeg lehűtése, valamint az elpárologtatása nem biztosítja a hűtőberendezés fajlagos hűtőteljesítményének kívánt megnövekedését. A találmány szerinti eljárás foganatosítását az alábbiakban foganatosítási példák segítségével ismertetjük részletesebben. A gőz-folyadék állapotú hűtőközeget 1 kompreszszorban 10 —14 kp/cm2 nyomásúra komprimáljuk, majd 2 kondenzátorba vezetjük be. A 2 kondenzátorban le hűtjük a hűtőközeget azáltal, hogy az leadja a hőjét a környezetnek (levegőnek vagy víznek). A gőzök hőleadásának következtében a magasabb forráspontú komponensek kondenzál ódnak, azaz a gőz-folyadék keverék képződéséig részlegesen elfolyósodik a hűtőközeg a megnövelt nyomás megtartása mellett. Ezen a nyomáson és 20-40 °C-os hőmérsékleten teljesen lecsapódik a hűtőközeg az alacsonyabb forráspontú és ilyen feltételek között gőz állapotban levő komponenseinek a folyékony komponensekben történő feloldódásán keresztül. A lehűtött, folyékonnyá vált hűtőközeget 3 hőcserélőben hűtjük le az abban képződött gőz—folyadék emulzióval a hűtőközeg részleges elpárologtatásán keresztül, ahol a gőz-folyadék emulziót ellenáramban vezetjük be í hőcserélőbe. Ezután a lehűtött hűtőközeget nyomás- és hőmérsékletcsökkentő 4 szabályozóelemen keresztül bevezetjük az 5 elpárologtatóba. E szabályozás során a hűtőközeg nyomását 0,5 — 3 kp/cm2-re csökkentjük le. Az 5 elpárologtatóban elpárolog a hűtőközeg, az ehhez szükséges hőt a lehűtendő anyagokból vonja el, így azok hőmérséklete egészen -30 °C-ig lecsökken. Ennek során részleges elpárologtatás lép fel, ahol az alacsony forráspontú komponensek legnagyobb része elpárolog. A gőz-folyadék emulziónak az 5 elpárologtatóból történő kilépése után megszűnik az alacsony forráspontú komponensek elpárologtatása és megkezdődik a hűtőközeg magasabb forráspontú komponenseinek az elpárologtatása. A hűtőközeg teljes elpárologtatására a 3 hőcserélőben kerül sor, ahol az elpárologtatáshoz szükséges hőt a közvetlen és ellenáram közötti hőcserélő közvetlen áramából vonjuk el. A hűtőközegben keletkezett gőzt újbóli komprimáláshoz az 1 kompresszorral elszívatjuk és ezáltal zárul a berendezés üzemi ciklusa. Különösen hatásos 12 kp/cm2-en tartani az szállítási nyomást és 3 kp/cm2 -en a szívónyomást. Egy fokozatú kompressziós hűtőgépek hűtési ciklusának a foganatosítása során a hűtőközeg nem lecsapódott komponenseinek a kondenzálódott komponensekben történő feloldásán át alacsony kondenzálási nyomáson és ennek következményeként még alacsony szállítási nyomáson is elérhetjük a hűtőközeg teljes kondenzálását, így lehetőség nyílik a szállítási és szívónyomás arányának a lecsökkentésére, ami a berendezés hűtési teljesítményét megnöveli és a kompresszor hatásfokát fokozza. A találmány szerinti eljárás foganatosítására olyan hűtőközeget kell választani, amely biztosítja a csökkentett optimális komprimálási viszonynál a tároláshoz és a fagyasztáshoz szükséges hőmérsékletet. E célból a hűtőközeg -29,8 °C-os névleges forráspontú difluor-diklórmetánt, —55 °C és —85 °C közötti névleges forráspontú komponenseket, egy —30 °C és —55 C közötti névleges forráspontú komponenst, valamint + 16 °C és —30 °C közötti névleges forráspontú komponenseket tartalmaz. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
