Фризер для приготовления ролл-мороженого
Фризер, мороженое, холодильные установки.
Объектом исследования являются поршневые холодильные установки
для приготовления мороженого.
Цель работы — Улучшение органолептических показателей,
сокращение времени и снижение энергоемкости технологического процесса
приготовления охлажденных десертов на основе молока за счет разработки
нового подхода к проектированию и созданию экологически безопасных
холодильных установок, обеспечивающих существенную интенсификацию
процесса замораживания.
В процессе работы проводились экспериментальные исследования
общей энергоэффективности установок.
В результате исследования впервые была создана поршневая
холодильная установка, поддерживающая температуру рабочей поверхности с
наименьшим гистерезисом.
Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели:
высокая точность поддержания температуры рабочей поверхности.
Степень внедрения — продана с получением обратной связи после
эксплуатации.
Эффективность установок определяется коэффициентом
холодопроизводительности. Установки могут применяться для приготовления
охлаждённых десертов из любого рода продуктов.

1. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ В РАМКАХ НИР
1.1 Разработка принципиальных схемных решений холодильной
установки для приготовления охлажденных десертов.
Холодильная установка работает по обратному парокомпрессионному
циклу – циклу холодильной установки, используя в качестве холодильного
агента (далее «ХА») фреон R404a.
Холодильный агент поступает в компрессор в газообразном состоянии,
далее происходит сжатие и нагнетание ХА в конденсатор, где происходит
конденсирование ХА (газ переходит в жидкость), после конденсатора ХА в
жидком состоянии проходит через соленоидный клапан, фильтр-осушитель и
попадает в капиллярную трубку, где он дросселируется и попадает в
испаритель, где происходит кипение ХА (жидкость переходит в газ), в
процессе которого, отбирается тепло от охлаждаемой поверхности.
Установка полностью автоматизирована и может бесперебойно работать
без участия человека. Контроль температуры поверхности осуществляется
контроллером Danfoss ERC 211, он реагирует на показания датчика
температуры и исходя из его показания, регулирует работу соленоидного
клапана, открывая и закрывая при достижении заданной температуры с учётом
минимального гистерезиса. Установка имеет различные средства защиты от
перегрузки, а именно реле высокого и низкого давления, которые разрывают
цепь подачи питания компрессора если давление превышает выставленную
уставку, также компрессор имеет температурное реле, которое размыкает цепь
питания если обмотки компрессора по каким-то причинам перегрелись.

1.2Исследование термодинамических циклов рабочих веществ для
повышения энергоэффективности холодильной установки для
приготовления охлажденных десертов.
Первоначально были выбраны 4 фреона для дальнейшего, более
подробного анализа.
R404a, R290, R507a, R407c - были выбраны по следующим параметрам:
-Относительно низкая цена
-Экологичность (ODP=0, GWP<4000)
-Хорошие термодинамические параметры в заданных условиях работы
установки.
В процессе выбора холодильного агента были проанализированы также R134a, 
R410a.
 R134a имеет слишком маленькое давление кипения для заданного
режима работы, при любых нештатных ситуациях связанных с низким
давлением будет уходить на вакуум, это плохо повлияет на срок службы
компрессора.
 R410 имеет большое давление конденсации, что так же влияет на
производительность и срок службы агрегата.

1.3Исследование экологически безопасных рабочих веществ с
наилучшими энергетическим показателями, пригодным для работы в
холодильной установке для приготовления охлажденных десертов.
Были проведены расчеты параметров работы компрессора на этих
фреонах. А также рассчитаны некоторые экономические показатели работы
установки на данных фреонах. Данные и порядок расчет представлен ниже.
Все итоговые рассчитанные показатели сведены в таблицу.
Холодильный агент R404а является одним из самых распространённых
рабочих веществ для малогабаритных установок. Также R404а является одним
из самых экологичных хладагентов, имеет низкую стоимость, а также
хладагент абсолютно не токсичен, не имеет запаха и невзрывоопасен. Масса
заправки холодильного агента в установке 0.628 кг. Из-за маленьких заправки
установки достичь предельных концентраций практически невозможно, как
правило при утечке хладагента не бывает мгновенного выброса всего объема
заправки холодильного агента в окружающую среду, это обуславливается
геометрическими размерами трубок. Утечка, как правило, происходит очень
медленно, это зависит от диаметра отверстия, из которого происходит утечка.
Современная холодильная техника движется в сторону повышения
энергоэффективности холодильных установок и переход на природные
хладагенты, потому что проблемы с загрязнением атмосферы все чаще и чаще
поднимаются, источником загрязнения атмосферы является фреон,
используемый в качестве рабочего тела холодильной машины. Фреона
являются одним из источников разрушения озонового слоя. Ряд хладагентов,
находясь в атмосфере, создают парниковый эффект. Более 95% мирового
производства фреонов приходятся на такие озоноразрушающие хладагенты
как R12 R22 R113.
Химическая стабильность фреонов столь высока, что молекулы этих
веществ не разрушаются в тропосфере (нижней части атмосферы, до 16 км) и
достигают стратосферы (слой атмосферы от 16 до 45 км). Под действием
ультрафиолетового излучения происходит распад молекул фреонов с выделением атомов хлора, которые вступают в реакцию с озоном с
образованием окислов и кислорода.
Для холодильной техники основной задачей является резкое сокращение
применения самого распространенного озоноактивного хладагента R12 и
разработка, и организация промышленного производства холодильного
оборудования с использованием новых альтернативных озонобезопасных
хладагентов.
Наиболее безопасным с точки зрения экологии является фреон R404а.
Озоноактивность этого хладагента равна 0, а потенциал парникового эффекта
очень мал, всего 0.3, что значительно меньше по сравнению с другими
фреонами, приведенными в таблице.
Учитывая перспективы развития в данном направлении, в качестве рабочего
тела для холодильного агрегата, мной был выбран именно этот хладагент.
Масса R290 в системе не более 628 г. Допустимая утечка фреона из системы
не более 0.5г/год.
В случае утечки фреона при нарушении герметичности холодильного агрегата
концентрируются около пола или расположенных внизу участков и
смешиваясь с кислородом, ввиду малости дозы.
Снижению утечки хладона R404а в атмосферу способствует хорошая
герметизация всех соединений трубопроводов, а также замкнутость
холодильного цикла исключающая технологический выброс хладона
Целевой потребительский сегмент это B2B, т.к. такого плана установки являются готовым решением для франшиз по пищевым производствам мороженого.
Также имеется возможность продажи установок частному сектору для домашнего использования и многое другое.
Илья
Дробков
Юрьевич
Руководитель
Кандидат технических наук
Отсутствует
-
-
https://vk.com/drobkov1003
РОССИЯ
Илья
Дробков
Юрьевич
Руководитель
РОССИЯ
55.39.41
Холодильное машиностроение
02.03.DT
THERMODYNAMICS
Илья
Дробков
Юрьевич
РОССИЯ
ФОНД СОДЕЙСТВИЯ ИННОВАЦИОННЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯМ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ
1027739911077
ОЛЬГА
МАКАРОВА
АЛЕКСАНДРОВНА
Организация
Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно
Фонды
Илья
Дробков
Юрьевич
Физическое лицо
РОССИЯ