Рабочий процесс тху-14
Холодильный агент сжимается компрессором 2 (рис. 4) до давления нагнетания и через теплообменники 3 и 4 подается в конденсатор 5, где охлаждается и конденсируется, отдавая тепло проточной воде. Из конденсатора 5 жидкий агент поступает в регенеративный теплообменник 8, затем в фильтр-осушитель 6, где осушается и очищается от примесей. Далее через мембранный вентиль с электромагнитным приводом АИС подается на терморегулирующии вентиль ТРВ-7. Проходя ТРВ хладагент дросселируется до соответствующего давления кипения и температуры и поступает в испаритель. В испарителе хладагент кипит, поглощая тепло и охлаждая теплоноситель. Пары хладона из испарителя через регенеративный теплообменник отсасываются компрессором, далее цикл повторяется.
Рис. 4. Принципиальная схема теплохолодильной установки ТХУ-14: 1- испаритель; 2- компрессор; 3- теплообменник проточный; 4- теплообменник конвективный; 5- конденсатор; 6- фильтр-осушитель; 7- терморегулирующии вентиль; 8- теплообменник регеративный; 9- бак-накопитель.
Холодная вода - хладоноситель, совершает замкнутый цикл в системе охлаждения молока.
Теплая вода на выходе из конденсатора 5 разделяется на два потока: часть ее (до водорегулирующего вентиля ВНР) поступает на теплообменники 3 и 4 для дальнейшего подогрева. Подогрев воды в теплообменниках осуществляется за счет теплообмена с горячими парами хладагента, движущегося противотоком: для проточного теплообменника в межтрубном пространстве, для теплообменника конвективного контура - в змеевике.
Протечной теплообменник через 10-15 мин после включения машины обеспечивает нагрев до Т=40±5°С.
Теплообменник конвективного контура 4 за цикл работы 3,25 ч нагревает воду в емкости 0,15 м3 до Т=60±5 °С.
Остальная часть воды конденсатора с Т=25±5 °С может быть-использована для поения скота и других технологических нужд. Схема утилизации тепла молока
Лабораторная установка по утилизации тепла при первичной обработке молока, принципиальная схема которой показана на (рис. 5) состоит из доильно-молочного блока, молокопроводной системы, автоматизированной пластинчатой пастеризационной установки и ТХУ-14.
Рис. 5.
1 - доильно-молочный бак; 2- блок промывки молокопроводной системы; 3- бак-ревнитель; 4- электропневмоклапан; 5- пластинчатый теплообменник; 6- выдерживатель; 7-сепаратор-молокоочиститель; 8- молочный насос; 9- танк-охладитель; 10- бак-аккумулятор; 11- испаритель; 12- водный насос; 13- конденсатор; 14- проточный теплообменник; 15- конвективный теплообменник; 16- проточный электроводоподагревятель; 17- подмыв вымени; 18- промывка доильных аппаратов; 19-поение; 20- канализация; 21- водопроводная вода.
Молоко из доильной установки I подается в уравнительный бак 3 проточного охладителя ОПФ-1 для равномерного заполнения молочного насоса 8, создающего давление для работы проточного охладителя. После насоса молоко предварительно нагревается в секции III пластинчатого теплообменника 5 и подается в сепаратор-молокоочиститель 7. Очищенное молоко нагревается в секции I пластинчатого теплообменника до температуры пастеризации.
Нагретое молоко проходит температурный контроль и через электропневмоклапан 4 подается в трубчатый выдерживатель для выдерживания молока при температуре пастеризации заданное время. Молоко, температура которого ниже технологической, посредством электропневмоклапана возвращается в уравнительный бак для повторного цикла.
Пастеризованное молоко после выдерживателя последовательно проходит секции предварительного охлаждения водопроводной водой и окончательного охлаждения – ледяной водой.
Охлажденное молоко собирается в танке-охладителе 9, в котором оно хранится до транспортировки к месту сбыта.
Ледяная вода, необходимая для охлаждения молока в проточном охладителе и танке-охладителе, вырабатывается теплохолодильной установкой ТХУ-14 в испарителе И. Линия охлаждения состоит из последовательно подключенных к испарителю теплового насоса по ходу холодной воды секции холодной воды бака-аккумулятора 10, рубашки охлаждения танка-охладителя, секции V пластинчатого теплообменника и водяного насоса 12.
Заполнение линии охлаждения осуществляется из водопроводной системы 21 непосредственно в бак-аккумулятор. В процессе охлаждения молока утилизированное тепло аккумулируется в виде горячей воды в баке-аккумуляторе. Теплонасосная установка подогревает воду до трех температурных уровней. Вода Т=25-30°С после конденсатора 13 используется для поения животных 19. Вода Т=38-40°С после проточного теплообменника 14 используется для промыва вымени животных перед доением 18. Вода 60°С подогревается в баке-аккумуляторе конвективным теплообменником 15 и используется в агрегате для промывки молокопроводов и доильной установки. При недостаточной температуре вода догревается в проточном электроводонагревателе 16. Заполнение системы горячей воды происходит из водопровода через конденсатор теплового насоса и конвективный теплообменник.
Часовой расход холода для охлаждения молока определяют по формуле:
где GM - количество молока, которое необходимо охладить в течении 1 ч, кг; См-теплоемкость молока, кДж/кг°С; tH-tK- соответственно, начальная и конечная температура молока, °С; q- потери холода в окружающую среду, кДж/ч (q =5... 10% от GMCM(tH-tK)).
Значения величин tH и tK принимаются по технической характеристике холодильной установки; См по справочным данным; Gм - задается преподавателем.