Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Приборы измерения и контроля параметров охлаждающих сред и продуктов



Основные режимные параметры холодильной обработки и хра­нения продуктов — температура, относительная влажность возду­ха и скорость его движения. Они взаимосвязаны и в совокупности позволяют достаточно точно охарактеризовать состояние охлаждаю­щей среды и продуктов.

Наиболее важным параметром, который необходимо поддер­живать в заданных пределах, является температура охлаждающей среды и продуктов.

Средства и методы контроля температурного режима занима­ют важное место в обеспечении нормального функционирова­ния системы холодильной цепи. Для этого используют как клас­сические термоизмерительные средства (термометры, термогра­фы), так и различные специальные термоиндикаторы и элект­ронные цифровые приборы. Условия функционирования различ­ных звеньев холодильной цепи имеют свои особенности, поэто­му необходимо, чтобы термоизмерительные средства соответство­вали конкретным условиям и типам используемого холодильно­го оборудования. Контроль за температурой осуществляют для того, чтобы зарегистрировать отклонения от требуемого режи­ма, а также убедиться в том, что оборудование функционирует нормально.

Приборы контроля за температурой среды и продуктов. Для этих целей используют различные виды термометров.

Жидкостные термометры расширения в зависимости от напол­нителя бывают ртутные и спиртовые. Принцип их работы основан на зависимости объема жидкости от температуры.

Ртутные термометры используют для измерения температур до -30 °С, а спиртовые и толуоловые — ниже -30 °С.

Ртутные термометры отличаются высокой точностью, стабиль­ностью в работе, простотой в использовании. Их основной недо­статок — токсические свойства ртути.

Спиртовые термометры фиксируют фактическое показание тем­пературы в момент считывания. Их преимущества — достаточно высокая точность, простота применения, безопасность в случае утечки жидкости, а также невысокая стоимость.

Жидкостные термометры имеют большую инерционность, по­этому отсчет показаний начинают через 5—10 мин после уста­новки в твердых и жидких телах и через 30 мин — в газообразных.

Принцип действия циферблатных термометров основан на теп­ловом расширении газов или металлов с применением термочув­ствительных элементов. Такие термометры могут быть снабжены указателями минимальной и максимальной температур, а также фиксаторами этих значений с момента считывания предыдущих показаний.

В жидкокристаллических термометрах термочувствительный эле­мент — жидкий кристалл, цвет которого изменяется в зависимости от температуры внешней среды. Шкала такого термометра может быть откалибрована в нужном диапазоне с интервалом 1 — 2 °С.

Принцип действия цифровых электронных термометров осно­ван на изменении термоэлектрических свойств термочувствитель­ного элемента в зависимости от температуры внешней среды. Ре­зультаты измерения отображаются посредством цифровой инди­кации на дисплее. Их преимущества — высокая точность, мгно­венная индикация температуры, простота и удобство использова­ния, особенно для дистанционного контроля температуры. В каче­стве термочувствительного элемента используют, как правило, металлы и их сплавы (медь, платина).

Электрические термометры состоят из первичного преобразова­теля температуры в электрическое сопротивление и вторичного, который преобразует изменения электрических параметров в пока­зания на шкале. Такие термометры сопротивления присоединяют к телетермометрам, логометрам или электронным мостам, что по­зволяет осуществлять групповой контроль температуры. В этих при­борах последовательное подключение термометров сопротивления (датчиков) и регистрация температур производятся автоматичес­ки. Расстояние от датчиков для дистанционного измерения темпе­ратуры может быть любым. Такие приборы особенно удобны для контроля температурного режима в различных видах стационар­ного и транспортного холодильного оборудования, которое мож­но при этом не открывать.

Термоиндикаторы бывают химическими и биологичес­кими (биосенсорами). Принцип действия химических индикато­ров основан на использовании специальных красителей, кото­рые при активации индикатора реагируют на повышение темпе­ратуры сверх определенного уровня необратимым изменением окраски.

Термографы применяют для непрерывной графической регистрации температуры внутри холодильной камеры. Он пред­ставляет собой комбинированное устройство, состоящее из термометра и приспособления для непрерывной графической регис­трации температуры. Цикл работы такого прибора, как правило, составляет сутки и неделю. Применяют недельный термограф для контроля температурного режима в камерах хранения охлажден­ных и замороженных продуктов.

Методы и приборы контроля относительной влажности воздуха. Для измерения относительной влажности воздуха в камере ис­пользуют психометрический и гигрометрический методы.

Психометрический метод основан на зависимости разности по­казаний сухого и мокрого термометров психрометра от степени насыщения воздуха водяными парами. У одного из термометров (мокрого) ртутный или спиртовой шарик обернут батистом или марлей, смоченными в воде. Процесс испарения влаги сопровож­дается затратой энергии, и температура мокрого термометра ста­новится ниже температуры сухого. Причем психометрическая раз­ность температур пропорциональна степени сухости воздуха. По этой разнице с помощью специальных таблиц определяют отно­сительную влажность воздуха.

Прибор используют для измерения относительной влажности воздуха при температуре не ниже -5°С. С понижением температу­ры воздуха психометрическая разность температур уменьшается и точность замера снижается.

Для измерения влажности воздуха в холодильных камерах при малых и переменных скоростях его движения служит психрометр с побудительной циркуляцией — аспирационный психрометр Ассмана.

Гигрометрический метод определения влажности воздуха по­зволяет осуществлять ее контроль при температурах от +40 до -60 °С. Различают сорбционные гигрометры, принцип действия ко­торых основан на изменении длины чувствительного элемента под действием на него влаги воздуха, и гигрометры, работающие по принципу определения точки росы. Метод определения влажно­сти с помощью гигрометра достаточно точен и при отрицатель­ных температурах.

Чувствительным элементом сорбционных гигрометров являет­ся обезжиренный человеческий волос, который при увеличении относительной влажности воздуха от 0 до 100% удлиняется на 2, 5 %. Вместо волос в качестве чувствительного элемента приме­няют животные (жилы) и вискозные пленки, капроновые нити. Сорбционные гигрометры показывают относительную влажность воздуха непосредственно на шкале прибора и в отличие от псих­рометров не нуждаются в подготовке к измерениям.

Для измерения и регулирования влажности непосредственно в камере применяют пленочный регулятор влажности (ПРВ), а для дистанционного измерения — пленочный измеритель влажности (ПИВ).

Комплектные устройства дистанционного измерения, регист­рации и регулирования относительной влажности воздуха состоят изэлектронного одно- или многоточечного автоматического мос­та, являющегося измерительным блоком, и электролитического влагочувствительного элемента (датчика), на котором сопротив­ление влагочувствительной пленки изменяется в зависимости от влажности контролируемого воздуха.

Для непрерывного графического контроля влажности воздуха служит гигрограф, записывающее устройство которого аналогич­но устройству термографа. Гигрографы бывают с суточным или недельным заводом.

Принцип действия гигрометров, работающих на основе изме­рения точки росы, заключается в определении температуры, до которой необходимо охладить (при постоянном давлении) нахо­дящийся в воздухе водяной пар, чтобы вызвать его конденсацию. Такие гигрометры называются конденсационными.

Приборы контроля скорости движения воздуха. Скорость дви­жения воздуха при холодильной обработке продуктов измеряют механическими и электрическими анемометрами и кататермомет­рами. Последние применяют для измерения скорости движения воздуха менее 0, 5 м/с.

Чашечные анемометры предназначены для измерения скорос­ти движения воздуха от 1 до 50 м/с, а крыльчатые — от десятых долей до 3 — 4 м/с.

Для дистанционного контроля скорости движения воздуха ис­пользуют электрические анемометры. Принцип их действия осно­ван на охлаждении потоком воздуха проводника, подогреваемого электрическим током. Чем выше скорость движения воздуха при постоянной силе тока через проводник, тем интенсивнее отвод теплоты, а следовательно, ниже температура проводника. Темпе­ратуру проводника измеряют с помощью термопары или опреде­ляют косвенным путем по изменению сопротивления.

Переносные полупроводниковые электротермоанемометры, в которых в качестве датчика применяется полупроводниковое тер­мосопротивление, позволяют с высокой точностью определять температуру и малые скорости движения воздуха в течение нескольких секунд.

Конструкции холодильников

Конструкции холодильника подразделяют на несущие и ограж­дающие.

Ограждающие конструкции защищают здание от воздействия внешней среды (стены и покрытия) или условий соседних поме­щений (междуэтажные перекрытия в многоэтажных холодильни­ках, полы, внутренние стены).

Несущие конструкции для многоэтажных и одноэтажных хо­лодильников различны.

В многоэтажных холодильниках несущей конструкцией служит каркас, наружные стены являются самонесущими.

Каркас состоит из сборных железобетонных вертикальных колонн (их сетка 6x6 м), сборных капителей, надколонных и пролетных плит. Каркас воспринимает собственную массу конструкций, массу снега на кровле, ветровую нагрузку, массу хранящихся продуктов, а также механизмов и передает эту нагрузку через фундамент на осно­вание — грунт, на котором расположен холодильник.

Наружные стены несут нагрузку собственной массы, т.е. неза­висимы от каркаса (самонесущие), и крепятся к каркасу. Они вы­полняются из полнотелого кирпича с применением теплоизоля­ционного слоя или специальных сборных стеновых панелей.

В одноэтажных холодильниках несущие конструкции монтиру­ют из сборных железобетонных элементов — колонн, балок и плит покрытия. Сетка колонн 6х12 м. Стены самонесущие. Масса хра­нящихся на холодильнике продуктов и механизмов воспринима­ется полами, расположенными на грунте, а не несущей конст­рукцией холодильника. Это позволяет увеличить нагрузку на пол до 4000 кг/м2.

В последнее время строят одноэтажные холодильники из об­легченных конструкций. В них колонны и балки (фермы) выпол­нены из стальных профилей. Сетка колонн имеет размер 6х24 (36) м. Элементы наружных стен и покрытия монтируют из облегченных трехслойных панелей, получивших название «сэндвич». В этом слу­чае большие холодильные камеры могут быть без внутренних ко­лонн. Холодильники такого типа бывают двух видов: с внутрен­ним или наружным каркасом. Если каркас наружный, колонны и фермы остаются снаружи здания, их закрывают профилирован­ным стальным настилом, отнесенным от них на расстояние 50 — 60 см для образования сквозного прохода вдоль стен. Панели типа «сэндвич» монтируют к каркасу изнутри.

Наружные ограждающие конструкции. В наружных стенах зда­ний можно выделить три основных слоя.

Наружный слой — несущий, выполняется из кирпича, оштукатуренного с одной или двух сторон, железобетонных (в много­этажных холодильниках) или керамзитовых (в одноэтажных хо­лодильниках) панелей. Этот слой воспринимает нагрузку собствен­ной массы всех слоев стены и ветровую нагрузку, защищает теп­ловую изоляцию от механических повреждений и погодных фак­торов, а также создает общий вид фасада здания. Кирпичные сте­ны крепят стальными анкерами к каркасу здания в уровнях меж­дуэтажных перекрытий или покрытия здания.

Средний слой — изоляция из теплоизоляционных материа­лов. Между наружным слоем и тепловой изоляцией осуществляется пароизоляция, защищающая тепловую изоляцию от увлажнения.

Третий слой — внутренний — оштукатурен и предназначен для зашиты теплоизоляции от разрушения при грузовых работах на холодильнике и устранения контакта изоляционных материалов с пищевыми продуктами.

В стенах из облегченных панелей типа «сэндвич» наружный и внутренний слои выполняют из листового металла (гладкого или профилированного) — алюминия либо стали. Средний теплоизо­ляционный слой — из пенопластов. Пароизоляцию не делают. Ее функции выполняют металлические листы облицовки. Панели крепят к каркасу здания, тщательно герметизируя стыки между ними.

Покрытия холодильников после 1960-х годов сооружают совме­щенными бесчердачными. Они состоят из трех конструктивных эле­ментов: несущих конструкций (балок, ферм, плит), теплоизоля­ции и плоской кровли-гидроизоляции и основания под нее.

Для гидроизоляции наклеивают на горячей битумной мастике на основание 4 - 5 слоев рулонных кровельных материалов — ру­бероида подкладочного и покровного. Для повышения отражаю­щей способности кровли по отношению к солнечной радиации в целях уменьшения теплопритоков в холодильник, а также защи­ты гидроизоляции от механических повреждений и влияния пого­ды поверх кровельного ковра укладывают более светлый матери­ал, например фольгоизол. В России разработан и выпускается теплоотражательный материал ДМПС (дублированный металлизиро­ванной пленкой спецматериал), имеющий степень черноты не более 0, 06. Этот материал может наноситься взамен последнего слоя кровельного покрытия, он резко уменьшает поступление тепла от солнечной радиации, что особенно важно для одноэтажных холодильников.

Внутренние ограждающие конструкции. Междуэтажные перекры­тия многоэтажных холодильников выполняют трехслойными. Ниж­ний слой составляют железобетонные плиты перекрытия. Тепло­изоляцию укладывают на перекрытие сверху. Теплоизоляционную конструкцию защищают от увлажнения пароизоляцией, которая может быть сверху или снизу. Пароизоляцию относительно тепло­изоляционного слоя наносят со стороны помещений с более вы­сокой температурой. Верхний слой составляет конструкция пола, включающая бетонную стяжку (подстилающий слой) и покрытие «чистого» пола.

Подстилающий слой придает полу прочность, равномерно Распределяя нагрузку на расположенную ниже теплоизоляцию, и выравнивает основание под покрытие пола. Покрытие пола может быть из асфальтобетона, металлических, бетонных армированных, Мозаичных, шлакоситалловых плит.

При наличии подвала перекрытие между первым этажом и подвалом выполняют как междуэтажное.

Конструкция полов первого этажа в зданиях без подвалов мо­жет быть различной в зависимости от того, какое устройство применено для защиты от промерзания грунта под холодильником. При замерзании грунта его объем увеличивается, в результате со­здается вертикальная выталкивающая сила, воздействующая на здание. Это приводит к деформации полов и конструкций здания и даже к его разрушению. Наличие подвального этажа, в котором температура воздуха 0°С, предотвращает промерзание грунта под холодильником.

При отсутствии подвала грунт в основании защищают от промерзания путем подвода теплоты к основанию здания одним из трех способов: теплым воздухом, нагретой жидкостью или элект­рообогревом. Воздушная система обогрева грунта обеспечивается за счет ветрового напора подполья, т.е. отрыва полов холодильни­ка от грунта на высоту 1 — 1, 8 м, илиустройством под полом воз­душных каналов (шанцев), по которым летом вентилятором про­гоняется теплый наружный воздух, а зимой — подогретый.

При жидкостном обогреве в железобетонную плиту основания, расположенную под полом, закладывают систему трубопроводов, по которой с помощью насоса циркулирует жидкость (этиленгликоль, смазочное масло), подогреваемая в теплообменниках па­ром, электроэнергией и т.д. Электрический обогрев осуществля­ется электронагревателями, к которым электрический ток подво­дится через трансформаторы, понижающие напряжение до 36 В.

Стальные стержни (арматурную проволоку) укладывают в бетонные плиты основания. Особое внимание уделяют гидроизоля­ции конструкции пола, которую выполняют в виде двух слоев гидроизола на горячей битумной мастике.

В зоне расположения устройств для обогрева грунта необходимо поддерживать температуру 2°С.

Межкамерные перегородки сооружают из блоков строительных материалов с хорошими теплоизоляционными свойствами (пенобетон, пеностекло) или двухслойными — кирпичная стен­ка (бетонные панели) и эффективная изоляция с зашитой от увлажнения пароизоляцией и оштукатуриванием внешних по­верхностей.

В холодильниках устанавливают специальные изолированные двери. По контуру примыкания дверей к дверной коробке закла­дывают герметизирующие прокладки из упругих материалов (губ­чатая резина). Двери оснащают замками натяжного типа.

Прислонные двери (распашные) ручные, откатные — механические. Каркас дверей выполняют из дерева, теплоизоляция име­ет толщину до 150 мм. С двух сторон двери обивают оцинкованным стальным листом. Для предотвращения примерзания дверей к дверной коробке устанавливают электрообогрев. Для уменьше­ния притока теплого воздуха в охлаждаемые помещения при от­крывании дверей их оснащают воздушными завесами или брезентовыми шторами.

Теплоизоляционные материалы. Коэффициент теплопроводно­сти основных конструкций 0, 03 — 0, 05 Вт/(м • К), а объемная мас­са 30 — 250 кг/м3. Материалы должны иметь микропористую струк­туру с объемом пор 90 — 98 %, обладать свойством гидрофобности (плохо увлажняться при соприкосновении с водой), достаточной прочностью на изгиб (не менее 150 кПа) и сжатие (до 40 кПа), морозостойкостью, не поражаться грызунами и микроорганизма­ми, не иметь запаха и не выделять вредных летучих компонентов. Они должны быть трудносгораемыми или самозатухающими (не гореть при удалении огня).

Ранее применялись минераловатные плиты на битумном связу­ющем (минеральная пробка), блоки и плиты пенобетона и пено­стекла, а также органические материалы синтетического проис­хождения — пенопласты и пороплатасты, пенополистирол ПС-1, ПС-4, ПСБ и ПСБ-С, пенополиуретан ППУ-3Н, ППУ-3С, фенольно-резольный пенопласт ФРП-1 и ФРП-2, пенополивинилхлорид ПВХ-1 и др. Перспективен пенополиуретан. Его объемная масса 20 — 80 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0, 025 — 0, 04 Вт / (м · К), предел прочности при изгибе 70—190 кПа.

Пенополиуретан позволяет создавать изоляционные конструк­ции из готовых плит и выполнять эти конструкции на месте про­изводства работ путем заливки жидких компонентов материала в изолируемую полость, например между наружным и внутренним ограждениями стен.

Его применяют для производства облегченных панелей типа «сэндвич».

Из пароизоляционных наиболее распространены материалы, изготавливаемые на основе нефтяного битума: мастики и эмуль­сии различного состава, а также рулонные (рубероид, изол, фоль­гоизол).

 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 4751; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.036 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь