Холодильники

Холодильники, сооружения, предназначенные для хранения различных скоропортящихся пищевых продуктов при соответствующе низкой t° с предварительным охлаждением или замораживанием их. В зависимости от рода продукта и срока хранения его требуемые t° в холодильных камерах и предварительная термич. обработка достигаются или одним льдом (смотрите Ледники), или смесью льда и соли (смотрите Ледосоляное охлаоюдение), или посредством работы специальных холодильных машин (смотрите). Под выражением «холодильник» обычно понимают холодный склад с машинным охлаждением, состоящий из охлаждаемых камер, где применяется искусственный холод, и машинного и аппаратного отделений. Машинный X. сооружается или в виде самостоятельного здания или составляет часть обслуживаемого холодом предприятия—, колбасной фабрики и прочие.

Типы холодильников. 1) Производственно - заготовительные X., располагаемые в районах заготовок скоропортящихся продуктов. 2) Распределительные X. для крупных центров или районов потребления, служащие для аккумулирования скоропортящихся продуктов питания и последующего распределения их после сезона заготовок. 3) Портовые X. для сбора скоропортящихся грузов и хранения их до погрузки на суда-рефрижераторы (смотрите).

4) X. смешанного типа и 5) X. транспортного типа на судах - рефрижераторах или в поездах рефрижераторах. Отличительной особенностью производственно-заготовительных X. -является незначительный срок хранения продуктов (ок. 5—15 дн.), причем до 80% мощности холодильных машин идет На термич. обработку продуктов—охлаждение и замораживание. Распределительные X. хранят некоторые продукты до 3—5 месяцев, и холод гл. обр. расходуется на покрытие потерь через теплопередачу извне.

Технич. характеристикой X. служат следующие величины: емкость камер хранения в п, пропускная способность камер охлаждения и морозилок в т /сутки и мощность холодильного оборудования в Cal/час.

По СССР на 1 января 1933 г. X. по типам их и роду продукта характеризуются следующими данными (смотрите табл. 1).

Проектирование X. ведется согласно заданию, вытекающему из экономическ. обоснования целесообразности сооружения данного X., причем для заготовительных X. следует учесть товарность соответствующего района для ближайших лет и сезон заготовок, а для распределительных X.—динамику роста населения и годового потребления скоропортящихся продуктов. Такое задание определяет тип и назначение X., емкость камер хранения, пропускную способность камер охлаждения—морозилок,— грузооборот и другие условия работы. Кроме того следует учесть размеры отведенного для постройки участка земли, направление подъездного ж.-д. пути, возможность расширения в будущем и прочие По родам продукта и нормам загрузки на 1 м² площади камер (для камер хранения ок. 0,6 т[м² и для камер охлажде-

Таблица i._:—Характеристика X. СССР.

Организации	Hal января 1933 г.		Холопопро-изводитель-ность на 1/1 1933 Г. В тыс. Са1/час
Организации	Ко- 31ИЧ.	Емкость в т	Всего	УД. вес в %
Хладоцентр.	46	80 920	25 020	35,0
Главрыба.	19	30 182	14 129	19,7
Глав.	33	16 855	14 250	19,9
Союзптицепродукт и
Союззаготптица.	35	6 48 S	5 625	7,8
Союзмолоко.	5	2 489	1 293	1,8
Союзмаслопром.	19	1 994	650	0,9
Центросоюз.	14	26 051	6*940	6,9
Союзнарпит и Всеко-
пит..	48	2 773	3 540	5,0
Прочие организации
(Союзмаргарин, Ком-
хоз и др.).	11	4 250	2 210	3,0
Итого.	230	172 000	73 657	100

ния, или морозилок, ок. 0,2 ш/м²) определяется общая площадь всех камер, которая разбивается на несколько этажей. Наиболее выгодной формой X. является куб, обладающий при максимальном объёме минимальной поверхностью, вследствие чего сокращаются первоначальные затраты на сооружение и изоляцию, а при эксплуатации снижается расход холода. Однако форма X. в виде куба не всегда бывает удачна в отношении приема и выпуска грузов и часто предпочитают форму X. в виде параллелепипеда, имеющего в основании прямоугольник с отношением сторон обычно не более 1:2, что позволяет удлинить фронт грузовых операций со скоропортящимися продуктами. При планировке X. стремятся расположить охлаждаемые камеры, коридоры, подъемники и лестницы т. о., чтобы уменьшить потери холода при Эксплоатации и создать удобное обслуживание X. В этом отношении желательно морозилки“ помещать рядом с камерами, предназначенными поддерживать низкие темп-ры, и было бы ошибочным для них отводить верхний этаж вследствие больших потерь холода. Вместе с тем расположение морозилок в подвальном этаже влечет нек-рую опасность деформации X. вследствие промерзания грунта и возможного его выпучивания. Обычно камеры к коридоры располагают т. о., чтобы одновременно можно было принимать грузы с одной стороны X., а с другой—производить беспрепятственно, без встречных потоков, выдачу их. Если скоропортящиеся продукты перед приемом или при выдаче требуют осмотра и переупаковки, то для этой цели по возможности устраивают светлые помещения—распаковочные. Площадь коридоров, вестибюлей, лестниц и подъемников, образующая «бесполезную площадь», должен быть возможно уменьшена по отношению к полезной загрузочной площади камер. В зависимости от общей полезной площади холодильных камер коэф. использования площадей, то есть отношение загрузочной площади камер ко всей площади X., составляет: Площадь камер в М².ДО 500 500—1 000 1 000—3 000 во 000 и выше

Коэф. использования. 0,7 0,7—0,8 0,8—0,85 0,85—0,9

Вместо широко применявшейся «немецкой» .планировки X. (фигура 1), предусматривавшей устройство коридоров, идущих по периметру здания и пересекающих его, в настоящее время распространяется «американская» планировка (фигура 2). Особенности ее заключаются в не

большом числе камер а (обычно не более 6 на этаж), в отсутствии коридоров, заменяемых тамбурами б, которые располагаются возле шахт для подъемников в и лестниц г т. о., чтобы предоставить непосредственный проход в любую камеру. На фигуре 3 изображен план холодильника имени XVI партсъезда на 7 000 ш в Москве, на фигуре 4—X. на 1 000 ш в 3 этажа, на фигуре 5—портовой X. на 9 360 тонн в Ленинграде (Новый порт).

Машинное и аппаратное отделения обычно представляют собой пристройку к холодному складу, причем для крупных электрифициро-

______________________ ванных X. объём их составляет ок. 10% от

3 i

Я]

E3 шп Έ

Фигура 3.

объёма склада, для средних—до 15% и для мелких.—до 20%. Если X. строится в черте города, где территория ограничена, машинный зал выгодно ввести в контур холодного склада—обычная конструкция в Америке. Плошадь машинного и аппаратного отделений зависит от типа холодильных машин, числа их и обще!? мощности оборудования, а также от рода двигателей и способа соединения их с компрессорами. Приблизительно для вертикальных компрессоров, непосредственно соединенных с

-е

□-

1---1	гч
1ЖЖГ	_к

¹ Маш отд.

-/678м—---

Фигура 5.

электромоторами, требуется около 0,5 м² площади пола на 1 000 Cal/час мощности холодильных машин.

Высота холодильных камер зависит от рода продуктов и составляет: а) при охлаждении и замораживании мясных туш подвесом на подвесных путях, а также при хранении охлажденного мяса—3,6 м, причем в случае особа тяжелых туш максимальная высота повышается до 4,5 м, б) для камер с навалочными грузами—хранение мороженого мяса, птипы, дичи, рыбы и пр/—3 м, в) для яичных камер— 3,2 м, но при наличии в одном этаже камер с на

валочными грузами высота снижается до 3 м, г) для камер небольшой площади при продмагах, столовых и прочие в зависимости от местных условий допустима высота ок. 2,5 метров.

Строительная часть X. Стены X. несут только нагрузку от собственного веса, а вся тяжесть от сохраняемых грузов и междуэтажных перекрытий передается на систему колонн, т. ч. стены служат как бы чехлом над этажеркой, образуемой колоннами и перекрытиями. Обычно применяется каркасная конструкция из колонн и обвязок, которые располагаются на уровне пола каждого этажа, а заполнением наружного каркаса служат пустотелые камни тол-

I щиной500—600 миллиметров, шлако- или пенобетон (300—400 миллиметров) и железобетонные щиты—панели (100—160 миллиметров), входящие в оставляемые вдоль наружных колонн пазы. Колонны каркаса выполняются из железобетона с пролетом между осями ~ 5 м, причем для создания непрерывности изо ляции стен Фигура 6. ^{колонньт по} периметру здания делают двойные, скрепляя их между собой по этажам железными анкерами 25 миллиметров (фигура 6). Между колоннами оставляют промежуток а ок. 160 миллиметров, равный обычной толщине изоляции стен.

Междуэтажные перекрытия в X. должны выдерживать кроме собственного веса полезную нагрузку 1 т!м² и устраиваются обычно в виде плоской плиты толщиной ок. 180 миллиметров, подпертой колоннами «грибовидной» формы. Плоские безбалочные перекрытия особенно целесообразны для X., так как они устраняют застои воздуха и допускают удобное размещение охлаждающих змеевиков и воздушных каналов.

Кровли X. часто устраиваются с малым уклоном (1 : 25) или плоскими для возможности использования чердака в качестве складочного помещения. Такие кровли огнестойки, но требуют особой тщательности выполнения и рационального расположениявлагоизоляционных слоев для предупреждения протекания воды.

Изоляция предназначается для уменьшения количества тёпла, проникающего извне X. Применяемые с этой целью теплоизоляционные материалы должны удовлетворять следующим главным требованиям: 1) иметь малый коэфициент теплопроводности λ, выражаемый в Cal/час * м² · °С при толщине слоя в 1 м,

2) обладать малым уд. весом у (кг/м³), 3) быть мало гигроскопичными, так как влажность понижает изолирующую способность, 4) не иметь запаха, чтобы не передать его сохраняемым продуктам, 5) быть огнестойкими и 6) хорошо сопротивляться гниению и паразитам. & качестве изоляционных материалов применяются преимущественно вещества растительного или. минерального происхождения с многочисленными порами,образующими замкнутые воздушные ячейки. Изоляционные материалы из растительных волокон в сухом состоянии обладают более благоприятным коэфициентом теплопроводности, чем пористые тела минерального происхождения, но легче подвергаются воздействию сырости и разрушению от гнилостных грибков. Среди различных изоляционных материалов, применяемых в холодильном деле, особое распространение получили следующие (табл. 2).

Таблица 2.—Материалы, применяемые в холодильном деле.

Наименование | Я

Пробковые плиты. Торфоизотерм.

Торф сухой.

Сфагнум..

Камышит.

Соломит..

Кизельгур.

Зола древесная.

Опилки древесные.

Шевелин.

Шлаки котельные.

0,04 —0,05 0,01 —0,05 0,04 —0,06 0,04 —0,05 0,06 —0,07 0,06 —0,07 0,05 —0,12 0,05 —0,08 0,05 —0,06 0,035—0,04 0,13 —0,15

150—300

160—320

150—300

160—350

350-580

300—500

210—250

150—180

750—800

В виду важного значения изоляции X. для сокращения потерь холода, а следовательно и эксплуатонных расходов необходимо применять наиболее совершенные изоляционные-материалы при достаточной толщине слоев и самом тщательном производстве изоляционных работ. Пробковые плиты, которые являются наиболее совершенным изоляционным материалом, ограничены в своем применении из-за валютных соображений, т. к. пробка импортируется из-за границы. Поэтому приходится употреблять другие материалы, стараясь компенсировать их худшее качество тщательностью выполнения изоляционных работ. Поело выбора изоляционного материала находят такое сочетание изолирующих слоев соответствующей толщины и строительных материалов сооружения, чтобы в совокупности образовалась общая изоляционная конструкция, обеспечивающая экономичность изоляции, долговечность службы ее, защиту от действия влаги и грызунов в соединении с легкостью и дешевизной производства самих работ.

Коэф. теплопередачи &, определяющий экономичность изоляции, выражает утечку холода в Cal/час через 1 м² поверхности при разности Г снаружи и внутри камер в 1°. В зависимости от этой разности Г обычно принимают следующее значения Jc:

Разность t°.. “. 50—85 85—80 30—25 25—20 20—1& КОЭф. k. 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5

При намеченных изоляционных конструкциях для стен, полов и перекрытий X. проверяют значение /с, пользуясь формулой Пекле:

Тс =

1, ^1, <5j

а ‘ Λι ‘ Я₂

+···+

+ — i «о где а и а₀—коэф. теплоперехода у обеих поверхностей, <5₂, <5₂, ., д_п—толщины слоев строительных и изоляционных материалов в м, λ_ΐ9 λ₂, ···* λ_η — коэф. теплопроводности соответствующих материалов. Для наружной стороны стен и верх

него перекрытия принимают а=25,для промежуточных стен и перекрытий а=а₀=15^и для нижнего пола,соприкасающегося с почвой,а=оо“ С южной и западной сторон, а также и со стороны господствующих ветров толщину изоляции стен желательно увеличить на 10—20 миллиметров~ На фигуре 7 изображена конструкция изоляции перекрытия X.: а—железобетонное перекры тие с впущенными в бетон деревянными пробками б; в — пробковые плиты или торфоизо-терм; г—штукатурка; д—смазка гудроном;е—деревянные рейки. На фйг. 8 изображена изоля

ционная конструкция стены X.: а—кирпичная кладка; б—цементная штукатурка; в—пробковые плиты или торфоизотерм; г—штукатурка по сетке; d—смазка гудроном; е—деревянные рейки.

Производство изоляционных работ начинается после того, как сооружение X. закончено вчерне, стены его достаточно просохли, снята опалубка перекрытий и в нижнем этаже сделано бетонное основание для изоляции пола от проникновения грунтовых вод. Для предотвращения большой утечки холода изоляционные слои не должны иметь разрывов, образуемых перекрытиями, внутренними стенами, колоннами нижнего и верхнего этажей. Укладка пробковых плит и др. производится не менее чем в 2 слоя с предварительным обмакиванием их в горячий гудрон для защиты от действия на них влаги. После этого плиты накладываются на подготовленное основание пола или прикрепляются к стенам и потолку, для чего должен быть заложены деревянные рейки или «пробки», а ирч железобетоне оставлены отрезки проволоки 0 2—3 миллиметров, связанные с арматурой. К плитам первого слряприбивают гвоздями второй слой так, что он перекрывает швы нижнего слоя. Для уменьшения влагопроницаемости и термодиффузии часто между слоями прокладывают водо- и воздухонепроницаемую бумагу, отделяющую изоляционные слои, или применяют особые асфальтовые эмульсии и мастикй. Засыпка промежуточных пространств в стенах торфом, опилками, шлаком и др. производится постепенно с соответствующим уплотнением, чтобы избежать впоследствии неравномерного оседания и образования пустот. Необходимо предупредить попадание воды сверху и предусмотреть возможность добавления изоляционного материала при усадке его. При изоляции полов и перекрытий сыпучим материалом последнему придают одинаковую толщину слоя, его несколько уплотняют и выравнивают под горизонтальную плоскость. Вообще материал для засыпки должен быть однородный и хорошо просушенный. В виду ухудшения изолирующей способности конструкции при проникновении внутрь воздуха и содержащихся в нем водяных паров с внешней и внутренней поверхностей холодильников наносят воздухонепроницаемый слой в виде специальной шту катурки, особой асфальтировки или обкладки их белыми глазурованными плитками.

Мощность холодильного оборудования определяется на основании калорических расчетов, которые должны учесть суммарный расход холода по данному X., составленный из приведенных ниже отдельных статей. 1) Расход холода на теплопередачу зависит от площади стен, пола и потолка охлаждаемых камер, коэф-та их теплопередачи и разности t° снаружи и внутри камер. Общий расход холода на теплопередачу в сутки будет Σ&=Σ 24F7c(t - t₀) Cal,

где F—поверхность в м² стен, пола, потолка каждой камеры, к—коэф. теплопередачи (обычно не выше 0,4), t—темп-pa наружного воздуха или почвы в жаркое время года для данного места или темп-pa воздуха смежных камер, t₀—темп-pa воздуха камеры. 2) Расход холода на понижение t° продуктов зависит от теплоемкости их и Г, с какой продукты поступают на X. и до какой они должен быть доведены, и определяется по ф-лам: а) при охлаждении

Σφϋ=Σ (Gc + gc) (ij. - ί₂),

б) при замораживании

Σ&=ΣΟ [с (ίχ - П + 80 w + c t - t₂)] +

+ Σ^_χ(ί_χ —t₂),

где G—вес нетто в килограммах каждого продукта, поступающего в сутки для охлаждения или замораживания, с—теплоемкость продукта при охлаждении в Cal /кг °С, с—тоже при темп-рах ниже точки замерзания, t_t—темп-pa поступающего продукта, t₂—темп-pa продукта по окончании охлаждения или замораживания, V— темп-pa замерзания продукта, w—процентное содержание влаги в продукте, g — общий вес тары продукта, с_х—теплоемкость материала тары. 3) Расход холода на вентиляцию камер определяется по объёму камер, многократности смены воздуха, а также по t° и влажности наружного воздуха и воздуха внутри камер согласно ф-ле:

Σ&=ΣαΓ[0,31(* - Q +r(pf - p₀f)],

где a—многократность смены воздуха в сутки, V — объём вентилируемых камер в м³, t — темп-pa наружного воздуха, t₀—темп-ра воздуха, поступающего из воздухоохладителя, г—теплота конденсации водяных паров (г== 0,61 для ί₀>0 и г=0,68 для t_Q < 0), р и р₀— содержание влаги в г/м³ для насыщенного воздуха при tu t_Q, f и f—влажность в процентах для воздуха при t и t_Q. 4) Расход холода -на освещение камер, пребывание рабочих, открывание дверей и прочие не поддается точному учету и оценивается увеличением общего расхода холода на 10—15%.

Общий суточный расход холода получается суммированием отдельных расходов и выражается соотношением

По принимаемой продолжительности работы холодильного оборудования (обычно 16—20 ч. в сутки) определяется и мощность его в рабочих калориях, то есть при таких t° испарения, которые должны обеспечить заданные t° в камерах. Для большей надежности в работе для больших X. требуемую мощность холодильного оборудования разбивают на несколько агрегатов, а в отдельных камерах применяют то охлаждение,

К-рое наиболее отвечает роду продукта и условиям термической обработки его, например для морозилок предпочтительнее непосредственная система охлаждения (смотрите Холодильные машины), для яиц и фруктов—воздушное охлаждение (смотрите Воздухоохладители). В зависимости ют типа X. и величины его потребная мощность холодильного оборудования составляет для распределительных и портовых X. на 1 m емкости 300—200 Cal/ч., а для заготовительных на 1 ж/сутки замораживания около 8 000— 10 000 Cal/ч. Стоимость холодильно-силового оборудования по отношению к стоимости сооружения X. составляет в зависимости от величины его ок. 60—100%, а все первоначальные затраты распределяются приблизительно н таком соотношении: сооружение 45—55%, изоляция 10—15%, оборудование 35—50%.

Эксплоатация X. Распределение экс-нлоатационных расходов зависит от типа X., величины его и других условий эксплуатации, причем для предварительных соображений можно принять следующее распределение (в %):

Заработная плата с начислениями.21

Производственные расходы (энергия, вода и прочие) 19 Текущий ремонт зданий и оборудования. 5

Амортизация сооружения и оборудования. 30

Промналоги и сборы.. 3

Проценты по ссудам .. 7

Общеадминистративные расходы..10

Прочие расходы 5

Экономичность работы’ X. характеризуют следующие техническо-эксплуатонные показатели. Расход холода на 1 ц груза в день для северных распределительных X. емкостью 1 000—3 000 тонн при средней загрузке 50—70% составляет 60—70 Cal, а для южных X. 150— 200 Cal. Расход энергии на 1 ц в день для электрифицированных северных X. 0,04—0,05 kWh, а для южных 0,1—0,12 kWh. Расход энергии на 1 000 Cal для холодильных машин около 200 000 Cal/ч. составляет 0,6—0,65 kWh, причем на 1 затраченный силочас получается 1300— 1 400 Cal. Расход смазки на 1 000 Cal для электрифицированных X. 0,6—0,65 г. Расход аммиака при рассольном охлаждении ок. 0,8 килограмм, а при непосредственном испарении до 1,2 килограмма в год на 1 000 Cal часовой холодопроизводительности. Расход рабочей силы на 1 000 ц в день для распределительных X. 1—1,5 чв-д. и для портовых X. повышается до 2 чв-д. Искусственный холод получил первое применение в производстве, транспорте и хранении скоропортящихся продуктов питания, а именно в промышленности, птицепромышлен-ности, яичном деле, рыбопромышленности, мо лочном хозяйстве, маслоделии и сыроварении, в плодоовощном деле, на варенных з-дах, в дрожжевом производстве, на желатиновых з-дах, шоколадных и конфетных ф-ках и т. д. Такое широкое применение холода в пищевой пром-сти объясняется“важными преимуществами его перед другими способами консервирования: продукт остается в первоначальном Своем состоянии, не меняя ни внешности ни вкуса, не теряя своей питательности и удобоваримости. Ослабляя сезонность продуктов и давая возможность распределять их населению почти в течение всего года, холодильное дело сближает районы производства с центрами потребления пищевых продуктов, обеспечивая сохранность их при этом соответствующими холодильными· перевозками.

За последние годы холод широко применяется и в химич. пром-сти для следующих целей:

ожижение паров и газов, разложение смесей газов и жидкостей (смотрите Союижение газов), разделение сложных растворов, кристаллизация солей, регулирование скорости сопровождающихся выделением тепла химич. реакций и др. Главными областями применения холода в химич. пром-сти являются производство синтетич. аммиака, получение жидкого воздуха, хлора, удушающих веществ, производство искусственного волокна, целлюлоида, чатых веществ, фармацевтич. препаратов, рафинирование нефтяных продуктов и масел, резиновое производство и прочие Кроме того холодильное дело захватывает и другие самые разнообразные области, например сохранение мехов, цветоводство, горное дело (при прохождении водоносных слоев), текстильную промсть (мерсеризация тканей) и др.

Особенно быстрое и широкое развитие холодильное дело получило в США, где в 1928 г. было 38 905 холодильных установок, не считая свыше 800 000 мелких устройств; оно охватило всю торгово-промышленную жизнь страны, находя применение в 218 отраслях.

В СССР холодильное дело не достигло еще своего должного развития; общее число холодильников по 1932 г. составляло 255 с емкостью 174 870 ж, с замораживающей мощностью 3 101 ж/сутки и общей мощностью холодильных машин 46 263 000 Cal/ч. Однако СССР имеет все данные для пышного расцвета холодильного дела на основе реконструкции с. х-ва и индустриализации страны. Плановое снабжение населения продуктами питания требует сооружения целой сети X. и создания мощного холодного транспорта, который должен сблизить производящие районы с центрами потребления. Такая «фригорофикация» СССР заключает в себе: а)производственно-заготовительные X. при мощных мясных комбинатах, рыбных промыслах ит. д., б) распределительные X. для крупных центров или районов потребления, служащие для аккумулирования скоропортящихся продуктов питания и последующего распределения их после сезона заготовок,

в) портовые X. экспортного значения, г) тех-нич. средства холодотранспорта—изотермич. вагоны, льдохранилища, ледоделательные заводы и станции предварительного охлаждения. Холодильное дело имеет важное значение для снабжения рабочих доброкачественными пищевыми продуктами, а в настоящий период строительства социализма такая «непр^ывная холодильная цепь» создает благоприятные условия для интенсификации производства скоропортящихся продуктов, а также для увеличения экспорта некоторых из них на международный рынок. Н. Комаров.

Лит.: Комаров Н., Холод, М.—Л., 1932.