Автономный холодильный контейнер

 

Использование: изобретение относится к холодильной технике, в частности, к системам охлаждения, хранения и транспортировки скоропортящихся продуктов. Сущность изобретения: автономный холодильный контейнер содержит теплоизолированную камеру, внутри которой размещен теплоизолированный сосуд с жидким азотом и распылительный коллектор. Сосуд с жидким азотом помещен в емкость с раствором, например тосольно-водяным, при этом емкость снабжена трубчатым теплообменником, размещенным в растворе. Трубка для подачи азота в камеру сообщена одним концом с распылительным коллектором, а другим через трубчатый теплообменник с паровой зоной сосуда. 1 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к системам охлаждения, хранения и транспортировки скоропортящихся продуктов.

Известен автономный холодильный контейнер, содержащий теплоизолированную камеру, внутри которой размещен теплоизолированный сосуд с жидким азотом, распылительный коллектор, регулятор давления, соленоидный вентиль, реле температуры и т.д.

Этот контейнер удобен тем, что прост в эксплуатации, бесшумен и надежен в работе, экологически чист. Кроме того, атмосфера в камере с повышенным содержанием азота создает благоприятные условия для хранения и сокращает их естественную убыль.

Известно использование устройств, в которых в качестве источника холода служит замороженный раствор, таяние которого обуславливает получение нужной температуры в камере, но этот замороженный раствор получают предварительно, в течение длительного времени, таким образом система является разомкнутой.

Известен автономный холодильный контейнер, содержащий теплоизолированную камеру, установленный в ней теплоизолированный сосуд для жидкого азота, трубку для подачи азота в камеру, один конец которой связан с распылительным коллектором, систему поддержания заданного температурного режима в камере.

Недостатками такого контейнера являются сложность и высокая стоимость системы поддержания заданного температурного режима, что ограничивает использование изделия.

На чертеже изображен автономный холодильный контейнер.

Контейнер содержит теплоизолированную камеру 1, в которой размещен сосуд с жидким азотом 2, имеющий теплоизоляцию 3, причем сосуд 2 помещен в емкость с раствором 4, например, тосольно водяным, при этом емкость снабжена теплообменником в виде трубки 5, соединяющей паровую зону сосуда 2 с внутренним объемом камеры 1 через распылительный коллектор 6.

Автономный холодильный контейнер работает следующим образом.

Тепловой поток через теплоизоляцию 3 за счет разницы температур раствора в емкости 4 и жидкого азота в сосуде 2 испаряет жидкий азот, находящийся при температуре 196^оС.

Образующиеся пары азота поступают в теплообменник 5, где они подогреваются до температуры, близкой к температуре раствора, и затем сбрасываются в рабочую полость камеры 1 через распылительный коллектор 6. Поддержание температуры в камере осуществляется посредством теплообмена между емкостью с раствором 4 и средой внутри камеры.

При этом сбрасываемые пары азота создают циркуляцию среды в камере, необходимую для достаточно эффективного теплообмена. Примерная толщина теплоизоляции 3 выбирается исходя из условия: δ где λ средний коэфф. теплопроводности теплоизоляции, Вт/м К; S₁, S₂ площади соответственно внутренней и внешней поверхностей теплоизоляции сосуда, м²; Т_р температура замерзания раствора, ^оС; Т_а температура кипения азота, ^оС; Q среднесуточный тепловой поток в камеру из окружающей среды, Вт.

В случае уменьшения теплового потока, поступающего из окружающей среды, тепловая нагрузка к раствору снижается, что приводит в к вымерзанию части раствора, т. е. происходит накопление холода на температурном уровне, соответствующем температуре замерзания раствора (например, ночной режим работы контейнера).

В случае увеличения теплового потока в полость камеры (дневной режим работы контейнера) происходит плавление накопившегося льда в растворе. Это в целом стабилизирует температуру раствора в течение суток, т.е. обеспечивает постоянный температурный режим в камере 1.

Количество раствора подбирается из расчета температурных колебаний в данном регионе работы контейнера, исходя из условия невозможности полного вымерзания раствора в емкости 4. Сосуд для жидкого азота целесообразно выполнять из материала с высокой теплопроводностью (алюминий, медь), что обеспечивает устойчивый режим работы автономного холодильного контейнера при снижении уровня жидкого азота в сосуде 2 вплоть до нулевого.

Предлагаемый автономный холодильный контейнер имеет ряд преимуществ в сравнении с прототипом: Новый контейнер проще в изготовлении, за счет упрощения системы терморегуляции, так как не требуется реле температуры, соленоидного вентиля и так далее.

В предлагаемом контейнере не требуется никаких дополнительных источников питания и предохранительных устройств.

В заявляемом контейнере возможен отказ от дорогостоящей, требующей контроля вакуума и периодической откачки вакуумно-порошковой теплоизоляции сосуда с жидким азотом.

Перечисленные достоинства позволяют создавать простые в изготовлении и надежные в эксплуатации автономные холодильные контейнеры для перевозки и хранения пищевых продуктов.

Формула изобретения

АВТОНОМНЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ КОНТЕЙНЕР, содержащий теплоизолированную камеру, систему поддержания заданного температурного режима в ней, установленный в ней теплоизолированный сосуд для жидкого азота, трубку для подачи азота в камеру, один конец которой связан с распылительным коллектором, отличающийся тем, что система поддержания заданного температурного режима в камере содержит емкость с раствором, предпочтительно тосольно-водяным, и размещенный в растворе трубчатый теплообменник, при этом сосуд для азота установлен в емкости, а трубка для подачи азота в камеру сообщена через теплообменник с паровой зоной сосуда.