Ранее мы уже сравнивали параметры функционирования воздушных кондиционеров и торгового холодильного оборудования (см. раздел 12). В настоящем разделе мы более подробно рассмотрим специфику работы установок для охлаждения и замораживания пищевых продуктов.

Прежде всего, разница между кондиционерами и торговым холодильным оборудованием заключается в отличиях между температурами в охлаждаемых объемах. Наглядные значения этих температур показаны на рис. 59.1.
► Зона А от 25°С до 18°С характерна для температур, реализуемых в системах кондиционирования.
► Зона В 14°С до -3°С характерна для температур, реализуемых в системах охлаждения и хранения свежих (незамороженных) продуктов.
► Зона С -8°С до -28°С характерна для температур, реализуемых в системах хранения замороженных продуктов.
Примечание: диапазон температур в охлаждаемом объеме от -3°С до -8°С в торговом холодильном оборудовании, как правило, не используется.
Для торгового холода, в отличие от кондиционеров, нет понятия "комфортное жизнеобеспечение людей". Главное для этой сферы применения Рис. 59.1.         искусственного холода - обеспечение сохранности и качества продуктов
питания. Назначением торгового холодильного оборудования является ограничение и предотвращение развития бактерий в процессе хранения пищевых продуктов с целью увеличения срока их сохранности. Разобьем зоны, указанные на рис. 59.1, на 5 температурных уровней.

►  Уровень 1: от 20°С до 27°С соответствует температурам в помещениях, занятых людьми, обеспечивая комфортные условия их жизнедеятельности и высокую работоспособность.
►  Уровень 2: от 10°С до 16°С используется для хранения вин, созревания некоторых плодовых и овощных культур (бананы, зеленые помидоры). Заметим, что температуры, наиболее благоприятные для развития бактерий, находятся в диапазоне от 65°С до 10°С. При температурах от 10°С до 3°С размножение бактерий продолжается и только при температурах ниже 3°С начинает резко замедляться.
►  Уровень 3: от 3°С до -3°С используется для хранения свежих пищевых продуктов, обеспечивая максимальное замедление проращивания растительных продуктов, но не допуская их замораживания.
►  Уровни 4, 5 и 6 от -8°С до -26°С используются для хранения замороженных продуктов. В частности, уровень 4 (от -8°С до -10°С) используется для хранения молочных продуктов, уровень 5 (от -18°С до -20°С) — для хранения упакованных продуктов. Уровень 6 относится к более низким температурам (ниже -20°С), используемым в холодильных камерах типа "кладовка".

Внимание! При температуре замороженных продуктов ниже -10°С бактерии не погибают, прекращается лишь их размножение. Если температура вновь поднимается выше -10°С, размножение бактерий возобновляется: это обстоятельство необходимо помнить при проектировании предприятий по производству, транспортировке, хранению и продаже замороженных продуктов.

Таким образом, главное, что нужно учитывать при работе с замороженными продуктами, состоит в следующем: любое повышение температуры замороженного продукта допустимо только в том случае, когда этот продукт предназначен для немедленного использования в процессе приготовления пищи. Иначе появляется реальная опасность пищевого отравления, ответственность за которое может быть возложена на холодильщика: обязательство по поддержанию заданного температурного режима, как правило, указывается в договоре на поставку и монтаж" холодильного оборудования.
Однако соблюдение указанного в договоре температурного режима является необходимым, но недостаточным условием для сохранения высокого качества пищевой продукции. Например, температура хранения свежей говядины должна быть в диапазоне от 0°С до -1 °С, однако имейте ввиду то, что:
► Если мясо находится в герметичной упаковке, относительная влажность воздуха в камере, где оно хранится, может меняться в диапазоне от 75% до 80%;
► Если мясо не упаковано, относительная влажность обязательно должна быть более высокой, то есть находиться в диапазоне от 85% до 90%. Действительно, если влажность слишком низкая, мясо будет обезвоживаться и высохнет. Если влажность будет слишком высокой, мясо покроется слизью. В том и другом случае потери будут огромными.
Внимание! Диапазон относительной влажности воздуха в охлаждаемом объеме, указанный в договоре, является таким же важным параметром работы холодильной машины, как и температурный диапазон.

В настоящем разделе, посвященном специфике торгового и коммерческого холодильного оборудования, мы рассмотрим различные способы соблюдения требований договора в отношении заданных диапазонов изменения температуры и влажности в охлаждаемом объеме и изучим технические и технологические приемы, которые это обеспечивают.
В качестве холодильной машины будем использовать установку, показанную на рис. 59.2.

Это классическая установка, включающая бессальниковый компрессор (поз. 1), оснащенный сдвоенным предохранительным реле высокого (ВД) и низкого (НД) давлений (поз. 2), конденсатор воздушного охлаждения (поз. 3), жидкостной ресивер (поз. 4), фильтр-осушитель (поз. 5), электромагнитный клапан (поз. 6), терморегулирующий вентиль (поз. 7) с линией внешнего уравнивания давлений и распределителем жидкости, потолочный воздухоохладитель (поз. 8) с принудительным обдувом и датчик температуры в охлаждаемом объеме (поз. 9).
Рассмотрим поведение параметров этого холодильного контура во время его работы и порассуждаем.

Обеспечение заданного уровня относительной влажности
Напомним, что эту тему мы уже вкратце рассматривали (пункт 3 раздела 56 "Различные проблемы холодильного контура ").
Поддерживать заданную температуру в охлаждаемом объеме сравнительно просто. Для этого достаточно подобрать холодильную установку требуемой производительности и обеспечить надлежащим образом работу терморегулятора. Однако, для поддержания заданной влажности воздуха в холодильной камере необходимо правильно подобрать пару "компрессор-воздухоохладитель", поскольку только совместная работа этих двух элементов в конечном итоге будет определять относительную влажность охлаждаемого воздуха!


Ранее мы определили, что полный температурный напор на испарителе Аби равен разности между температурой воздуха на входе в испаритель и температурой кипения То. В примере на рис. 59.3 имеем Аби = +4 - (-2) = 6 К. Чем низке будет температура кипения То, тем больше будет расти температурный напор Аби. В нашем примере при То = - 10°С температурный напор Аби = +4 - (-10) = 14 К.
С другой стороны, понятно, что при падении То испаритель будет более интенсивно покрываться инеем, то есть воздух, проходящий через такой испаритель, будет сильнее обезвоживаться, а его влажность начнет   
Отсюда мы можем заключить, что рост
температурного напора на испарителе
приведет к падению влажности охлаж
даемого воздуха.
Теперь, когда мы знаем, что влажность в холодильной камере зависит от полного температурного напора на испарителе Аби, вы можете ознакомиться с рекомендациями табл. 59.1.


Из материалов табл. 59.1 видно, что для высокотемпературного испарителя при заданной относительной влажности в охлаждаемом объеме HR от 85 до 90% мы должны обеспечить:
►   На испарителях с принудительным обдувом полный температурный напор Аби от 5 К до 7 К.
►   На испарителях с естественной конвекцией полный температурный напор Аби от 10 К до 12 К.



Испаритель представляет собой ни что иное как длинную трубу, снабженную оребрением и, при необходимости, одним или несколькими вентиляторами. Вместе с тем, каждый испаритель характеризуется своими конструктивными параметрами, определяющими его холодопро-изводительность. Рассмотрим два абсолютно одинаковых испарителя (рис. 59.4). Заметим, что температура воздуха на входе в эти испарители одна и та же, и равна +4°С.
Вариант 1: Низкое давление (давление кипения) соответствует температуре кипения +4°С, то есть в точности равной температуре воздуха на входе в испаритель? В этих условиях охлаждение воздуха невозможно. То есть, при температурном напоре на входе в испаритель Аби = 0 холодопро-изводительность испарителя равна нулю.
Вариант 2: Давление кипения соответствует температуре кипения -2°С. Температура воздуха на входе в испаритель по прежнему равна +4°С. Температурный напор Аби = 6К. Поскольку температура испарителя ниже температуры воздуха, то воздух может охлаждаться.
В общем случае, чем больше полный температурный напор на испарителе, тем больше холо-допроизводительность. Для данного испарителя, если мы хотим повысить его холодопроиз-водительность, то необходимо увеличить температурный напор. приведены данные об изменении холодопроизводительности четырех типов испарителей в зависимости от температурного напора.
Они показывают, что испаритель И-25 при Аби = 6 К обеспечивает холодопроизводитель-ность 2350 Вт, а при Аби = 8 К его холодопроизво-дительность возрастает до 3150 Вт.
Таким образом, чем больше растет полный температурный напор на испарителе Аби, тем больше становится его холодопроизводительность, но тем ниже падает относительная влажность воздуха в охлаждаемом объеме.
Вспомним теперь (см. раздел 33 "Влияние давления на массовый расход и холодопроизводительность "), что холодопроизводительность холодильной машины определяется величиной массового расхода хладагента по контуру. Вспомним также, что массовый расход хладагента зависит от характеристик компрессора и условий его работы.
зависимости от условий их работы.


Чтобы обеспечить требуемую влажность воздуха в охлаждаемом объеме, необходимо таким образом подобрать пару "компрессор/испаритель", чтобы при заданных значениях холодо-производительности и температуры воздуха влажность воздуха была бы не ниже требуемой. Как это сделать, продемонстрируем на следующем примере.

Ваш клиент желает хранить телятину при температуре воздуха в холодильной камере +1°С и относительной влажности от 85 до 90%. Расчет тепловых нагрузок показал, что требуемая холодопроизводительность при температуре окружающей среды 32°С составляет 2700 Вт. С помощью данных таблиц 59.2 и 59.3 необходимо подобрать пару "компрессор/испаритель", обеспечивающую выполнение указанных требований, причем в качестве испарителя будет использоваться воздухоохладитель с принудительным обдувом.
Решение
Прежде чем выбирать пару "компрессор/испаритель", необходимо определить температуру кипения То. Из данных таблицы 59.1 видно, что для воздухоохладителя с принудительным обдувом требуемый диапазон относительной влажности (от 85% до 90%) будет обеспечен, если температурный напор Лви находится в диапазоне от 5 до 7 К. Зададим значение Дби = 6 К и найдем То: То = Тохл-Д6и = +1 -6 = -5°С                            То = -5°С
Для подбора компрессора необходимо также знать температуру конденсации Тк (см. раздел 21 "Конденсаторы воздушного охлаждения. Нормальная работа").
Тк = Токр + Абк, где Дбк = Тк - Токр - температурный напор на конденсаторе, Тк - температура конденсации, Токр - температура окружающего воздуха на входе в конденсатор. То есть, Тк = 32°С + 15 К = 47°С                          Тк = 47°С
Теперь нам необходимо выбрать из табл. 59.3 такой компрессор, который имел бы холодопроизводительность 2700 Вт при То = -5°С и Тк = 47°С*.


Этим требованиям лучше всего соответствует модель Км-23, которая при То = -5°С и Тк = 47°С обеспечивает холодопроизводительность 2650 Вт.
Теперь из табл. 59.2 мы должны подобрать испаритель, обеспечивающий холодопроизводительность не ниже 2700 Вт. Таким испарителем будет модель И-25. Этот тип испарителя имеет холодопроизводительность 2350 Вт при Дби = 6 К и 3150 Вт при Дби = 7 К. Холодопроизводительность этой модели будет равна 2750 Вт (холодопроизводительность испарителя прямо пропорциональна температурному напору на нем).
* Строго говоря, холодопроизводительность компрессора будет определяться не только температурами кипения То и конденсации Тк, но и такими параметрами, как перегрев пара на всасывании AtBcac = Твсас. пара - То и переохлаждением жидкости на входе в ТРВ ДШереохл = Тк - Тж. вх. трв. (прим. ред.).

При совместной работе выбранного испарителя и компрессора, холодопроизводительность которого равна 2650 Вт, можно считать, что температурный напор на испарителе будет находиться в диапазоне от 5 до 7 К. Указанный диапазон хорошо согласуется с требованиями технического задания.
В заключение следует подчеркнуть, что выбор пары "испаритель/компрессор " не должен про-    щ изводиться без учета требований к влажности воздуха в охлаждаемом объеме. Необходимо помнить, что влажность воздуха в холодильной камере или торговом оборудовании (витрине, прилавке и т.п.) напрямую зависит от полного температурного напора на испарителе Ави.

На воздухоохладителях с принудительным обдувом, используемых в торговом оборудовании при плюсовых температурах в охлаждаемом объеме, полный температурный напор Ави очень часто задают равным 6 К, поскольку большинство хранящихся в таком оборудовании продуктов требует относительной влажности от 85% до 90%.
При минусовых температурах полный температурный напор Ави как правило доходит до 7 К, так как хранящиеся при этих температурах продукты в большинстве своем находятся в герметичной упаковке.