Установка для охлаждения молока с использованием естественного холода
Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для охлаждения молока. Установка для охлаждения молока с использованием естественного холода включает в себя охладитель молока и источники холода, один из которых выполнен в виде холодильной машины, а второй в виде радиатора, установленного снаружи помещения и снабженного вентилятором, насосом для перекачивания охлаждающей жидкости и соединенного со змеевиком, причем она снабжена дополнительным теплообменником, первый контур которого через насос соединен с радиатором и заполнен незамерзающей жидкостью, а второй контур соединен с охладителем молока и заполнен водой. Вентилятор радиатора снабжен приводом с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятором температуры с датчиком температуры, причем регулятор температуры включает блок сравнения и блок задания. Блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, а выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, который на выходе подключен к регулятору скорости вращения привода вентилятора. Полезная модель обеспечивает снижение энергозатрат путем отбора на привод вентилятора нормированной мощности, определяемой необходимым массовым поступлением наружного воздуха, обеспечивающего эффективное охлаждение молока в изменяющихся погодно-климатических условиях эксплуатации установки с использованием естественного холода. 1 ил.
МПК А01J 9/04
УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕСТЕСТВЕННОГО ХОЛОДА
Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для охлаждения молока.
Известна установка для охлаждения молока с использованием естественного и искусственного холода (см. патент РФ 
2423824, МПК А01О9/04, опубл. 20.07.2011, Бюл. 20), включающая в себя источники холода, один из которых выполнен в виде холодильной машины, а второй выполнен в виде теплообменника (радиатора), установленного снаружи, теплообменник для охлаждения молока (охладитель молока), насосы для перекачивания охлаждающей жидкости.
Недостатком является замерзание охлаждающей жидкости при наличии отрицательных температур наружного воздуха, поступающего в установку охлаждения молока через радиатор.
Известна установка для охлаждения молока с использованием естественного холода (см. патент РФ на полезную модель 136679 МПК A01J9/04, опубл. 20.01.2014, Бюл. 2), включающая в себя охладитель молока и источники холода, один из которых выполнен в виде холодильной машины, а второй в виде радиатора, установленного снаружи помещения и снабженного вентилятором, насосом для перекачивания охлаждающей жидкости и соединенного со змеевиком, причем она снабжена дополнительным теплообменником, первый контур которого через насос соединен с радиатором незамерзающей жидкостью, а второй контур с охладителем молока.
Недостатком является энергоемкость процесса охлаждения, особенно при изменении температуры наружного воздуха от положительных до отрицательных значений температур, когда энергозатраты на привод вентилятора не согласуются с количеством охлаждаемого воздуха, массовое количество которого определяет его плотность.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение энергозатрат путем отбора на привод вентилятора нормированной мощности, определяемой необходимым массовым поступлением наружного воздуха, обеспечивающего эффективное охлаждение молока в изменяющихся погодно-климатических условиях эксплуатации установки с использованием естественного холода.
Технический результат достигается тем, что установка для охлаждения молока с использованием естественного холода, включающая в себя охладитель молока и источники холода, один из которых выполнен в виде холодильной машины, а второй в виде радиатора, установленного снаружи помещения и снабженного вентилятором, насосом для перекачивания охлаждающей жидкости и соединенного со змеевиком, причем она снабжена дополнительным теплообменником, первый контур которого через насос соединен с радиатором и заполнен незамерзающей жидкостью, а второй контур соединен с охладителем молока и заполнен водой, отличающийся тем, что вентилятор снабжен приводом с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятором температуры с датчиком температуры, причем регулятор температуры включает блок сравнения и блок задания, кроме того, блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, а выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, который на выходе подключен к регулятору скорости вращения привода вентилятора.
На фигуре 1 изображена установка для охлаждения молока с использованием естественного холода.
Установка для охлаждения молока с использованием естественного холода, включающая в себя охладитель молока 1, который через краны 2 соединен с теплообменником 3, имеющим змеевик 4, связанный с источником холода, выполненным в виде радиатора 5, установленного снаружи животноводческого помещения и снабженного вентилятором 6. Змеевик 4 и радиатор 5 образуют первый контур, заполненный незамерзающей жидкостью, например, антифризом, который перекачивается насосом 7. Во втором контуре с помощью насоса 8 циркулирует вода. Через краны 9 охладитель молока может быть присоединен к холодильной машине 10, которая является вторым источником холода.
Вентилятор снабжен приводом 11 с регулятором скорости вращения 12 в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятором температуры 13 с датчиком температуры 14. Регулятор температуры 13 включает блок сравнения 15 и блок задания 16, при этом блок сравнения 15 соединен с входом электронного усилителя 17, оборудованного блоком нелинейной обратной связи 18. Выход электронного усилителя 17 соединен с входом магнитного усилителя 19 с выпрямителем, который на входе подключен к регулятору скорости вращения 12, а датчик температуры 14 расположен перед радиатором 5 со стороны наружного воздуха и соединен с блоком сравнения 15. Установка для охлаждения молока с использованием естественного холода работает следующим образом.
Подачу наружного воздуха в контур с незамерзающей жидкостью осуществляет вентилятор 6, пропуская его в качестве всасываемого потока через радиатор 5, установленный снаружи животноводческого помещения, при этом температура наружного воздуха регулируется датчиком температуры 14. Температура принимается заданной (например, минус 5С0) в зависимости от погодно-климатических условий эксплуатации устройства, на которой с учетом оптимизации настраивается скорость вращения привода 11 вентилятора 6 из расчета оптимизации энергозатрат на процесс охлаждения молока. При отклонении температуры наружного воздуха перед радиатором 5 в сторону увеличения (например, от минус 4С0 до минус1С0) сигнал, поступающий с датчика температуры 14, становится меньше, чем сигнал блока задания 16 и на выходе блока сравнения 15 появляется сигнал положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 17 одновременно с сигналом отрицательной нелинейной обратной связи 18. За счет этого в электронном усилителе 17 компенсируется нелинейность характеристики привода 11 вентилятора. Сигнал с выхода электронного усилителя 17 поступает на вход магнитного усилителя 19, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 12 в виде блока порошковых муфт. Положительная полярность сигнала электронного усилителя 17 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 19.
В результате повышается момент от привода 11 и вентилятор 6 увеличивает подачу наружного воздуха через радиатор 5, обеспечивая заданный режим охлаждения молока.
При отклонении температуры наружного воздуха перед радиатором 5 в сторону уменьшения (например, от минус 5С0 и ниже) плотность его увеличивается и, следовательно, количество воздуха, пропускаемого через радиатор 5 для обеспечения эффективного охлаждения молока необходимо в меньшем количестве. Сигнал, поступающий с датчика температуры 14, становится больше, чем сигнал блока задания 16 и на выходе блока сравнения 15 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 17 одновременно с сигналом отрицательной нелинейной обратной связи 18. За счет этого в электронном усилителе 17 компенсируется нелинейность характеристики привода 11 вентилятора. Сигнал с выхода электронного усилителя 17 поступает на вход магнитного усилителя 19, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 12 в виде блока порошковых муфт. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 17 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 19.
В результате понижается момент от привода 11 и вентилятор 6 уменьшает подачу наружного воздуха через радиатор 5, обеспечивая заданный режим охлаждения молока с минимизацией энергозатрат на работу устройства в целом. В холодное время года под действием насоса 7 антифриз проходит через радиатор 5, где охлаждается с помощью вентилятора 6 и поступает в змеевик 4 теплообменника 3, где намораживается лед, и температура охлаждающей воды будет постоянной. При достижении заданной температуры вентилятор 6 и насос 7 отключаются. При поступлении молока в охладитель молока 1 включается насос 8 и молоко охлаждается за счет таяния льда, накопленного на змеевике 4 теплообменника 3. При повышении температуры окружающей среды до 0С0 краны 2 перекрываются, насос 7 отключается, открываются краны 9 и молоко охлаждается при помощи холодильной машины 10.
Оригинальность предлагаемой полезной модели заключается в том, что она позволяет при эксплуатации в изменяющихся погодно-климатических воздействиях окружающей среды снизить энергозатарты на процесс охлаждения молока с использованием естественного холода при температурах наружного воздуха ниже рассчитанных по оптимально необходимой мощности привода вентилятора за счет автоматизированного регулирования поступления нормированного массового расхода воздуха через радиатор контура, заполненного незамерзающей жидкостью, путем снабжения вентилятора приводом с регулятором скорости вращения в виде порошковых электромагнитных муфт и регулятора температуры с датчиком температуры, установленного снаружи перед радиатором.
Установка для охлаждения молока с использованием естественного холода, включающая в себя охладитель молока и источники холода, один из которых выполнен в виде холодильной машины, а второй - в виде радиатора, установленного снаружи помещения, снабженного вентилятором, насосом для перекачивания охлаждающей жидкости и соединенного со змеевиком, причем она снабжена дополнительным теплообменником, первый контур которого через насос соединен с радиатором и заполнен незамерзающей жидкостью, а второй контур соединен с охладителем молока и заполнен водой, отличающаяся тем, что вентилятор снабжен приводом с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятором температуры с датчиком температуры, причем регулятор температуры включает блок сравнения и блок задания, кроме того, блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, а выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, который на выходе подключен к регулятору скорости вращения привода вентилятора.
РИСУНКИ
