Исследование температурно-влажностных характеристик зоны "свежести" бытовых холодильных приборов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование температурно-влажностных характеристик зоны "свежести" бытовых холодильных приборов

В.Н. Плескачев

С.Н. Алехин

С.П. Петросов

Аннотация

Статья посвящена исследованию температурно-влажностных характеристик зоны "свежести" бытового холодильного прибора. В статье приведены результаты измерений температурно-влажностных характеристик в секции "свежести" в бытовом холодильнике-морозильнике "Indesit BIA181 NF". Полученные результаты экспериментальных исследований показали, что температурно-влажностные параметры воздуха в зоне "свежести" находятся в более широком диапазоне в сравнении с требуемыми их рациональными значениями, что является причиной снижения качества хранения охлажденных продуктов.

Ключевые слова: зона "свежести", "нулевая зона", температурно-влажностные характеристики, бытовой холодильник, охлаждение продуктов.

Одним из важных вопросов совершенствования бытовой холодильной техники в настоящее время является повышение качества хранения охлаждённых и замороженных продуктов [1)].

Для решения данного вопроса в современных холодильных приборах всё большее применение находят, так называемые, зоны "свежести".

По функциональному признаку зоны "свежести" делят на две группы:

1) зоны "влажной свежести" - для хранения продуктов растительного происхождения (овощей, фруктов, зелени) (при температуре от 0 до +1С и влажности воздуха около 95%

2) зоны "сухой свежести" (или "нулевая зона") - для хранения продуктов животного происхождения (мяса, птицы, рыбы) (при температуре от -1 до 0С и влажности воздуха не более 50 % [2), 3].

Как показал анализ требуемых условий хранения охлаждённых продуктов [4, 6, 7], для сохранения их высокого качества необходимо, чтобы диапазон перепада температуры и влажности был минимальным [8].

Однако, современное конструктивное решение систем охлаждения и поддержания требуемых температурно-влажностных характеристик воздуха в зонах "свежести" не предусматривает, в основном, наличие устройств, которые бы обеспечивали требуемые параметры в установленных диапазонах. холодильник морозильник температурный

С целью оценки реального диапазона значений температурно-влажностных характеристик воздуха в зонах "свежести" были проведены испытания по его определению для различных режимов работы бытового холодильника. В качестве испытуемого холодильного прибора был выбран холодильник-морозильник "Indesit BIA181 NF", имеющий в своём составе секцию "свежести" для хранения охлаждённых мясных продуктов, которая по конструктивному исполнению является наиболее типичной для бытовых холодильных приборов.

Общий вид такого холодильника-морозильника представлен на рис.1.

Рис. 1. - Общий вид холодильника-морозильника "Indesit BIA181 NF"

Секция "свежести" представляет собой контейнер, расположенный в средней части холодильной камеры и ограниченный сверху и снизу пластмассовыми стенками. Передняя часть секции имеет откидную пластмассовую прозрачную дверцу. Необходимая температура в секции обеспечивается путём принудительной подачи холодного воздуха через отверстия в задней стенке секции (рис.2), поступающего от испарителя морозильной камеры.

Рис. 2. - Отверстия на задней стенке секции "свежести" для подачи холодного воздуха

Согласно паспорту на холодильник-морозильник "Indesit BIA181 NF" температура в секции "свежести" должна быть на 3-5 градусов ниже температуры холодильной камеры.

Температура в холодильной камере автоматически регулируется в соответствии с установкой терморегулятора, расположенного на задней стенке холодильной камеры (рис.1), путём перекрытия управляемой заслонкой канала подачи холодного воздуха от испарителя морозильной камеры.

Температура в морозильной камере задаётся с помощью терморегулятора, рукоятка которого расположена на панели управления холодильного прибора (рис.1), и автоматически поддерживается путём включения и выключения компрессора.

Для определения температуры и влажности в секции "свежести" использовался измерительный прибор PC sensor-USB Hygrometer Thermometer TEMPerHUM, который устанавливался в средней части секции (рис.3). Характеристики прибора приведены в таблице № 1.

Рис. 3. - Схема установки измерительного прибора в секции "свежести"

Таблица № 1

Характеристики измерительного прибора PC sensor-USB Hygrometer Thermometer TEMPerHUM

Испытания проводились для трёх установок терморегулятора режима работы холодильной камеры (минимальное охлаждение, среднее и максимальное) и трёх установок терморегулятора режима работы морозильной камеры (минимальное замораживание, среднее и максимальное).

Показания фиксировались не менее чем за три полных цикла в соответствии с ГОСТ 16317-87. (Приборы холодильные электрические бытовые. Общие технические условия. Срок действия с 01.07.88 по 01.01.94).

На рис.4-6 показаны полученные графики зависимости температуры и влажности в секции "свежести" при различных установках терморегуляторов холодильной (Min - минимальная установка, Med - средняя установка, Max - максимальная установка) и морозильной камер.

Рис. 4. - Графики температуры и влажности при максимальном положении терморегулятора морозильной камеры

Рис. 5. - Графики температуры и влажности при среднем положении терморегулятора морозильной камеры

Рис. 6. - Графики температуры и влажности при минимальном положении терморегулятора морозильной камеры

Анализ полученных экспериментальных зависимостей позволил сделать следующее выводы.

Графики имеют выраженный колебательный характер. Полученные на графиках локальные минимумы зависимостей и соответствуют моменту отключения компрессора холодильного прибора, максимумы - моменту включения. Периоды между двумя ближайшими минимумами (максимумами) характеризуют полный рабочий цикл холодильного прибора. При включении компрессора холодильного прибора происходит понижение температуры в секции "свежести" за счёт принудительной подачи в неё охлажденного воздуха по воздуховодам от испарителя морозильной камеры. Влажность воздуха при этом в секции "свежести" снижается за счет контакта потока воздуха с холодными поверхностями (ребрами) испарителя, на которых происходит процесс конденсации с последующей кристаллизацией влаги на поверхности испарителя [4, 9].

При отключении компрессора холодильного прибора происходит повышение температуры, так как завершаются термодинамические процессы, направленные на снижение и поддержание нижнего предела температуры. Влажность при этом повышается за счет контакта воздуха с поверхностью испарителя морозильной камеры, на которой будет происходить образование влаги в результате частичной оттайки испарителя [5, 9].

При установлении с помощью терморегулятора более низкой температуры в холодильной камере соответственно понижается и температура в секции "свежести", что справедливо для максимальной и средней установки терморегулятора морозильной камеры (рис. 4, 5). При минимальной же установке терморегулятора морозильной камеры температура в секции "свежести" практически не зависит от установки терморегулятора холодильной камеры (рис.6).

Влажность воздуха в секции "свежести" практически не зависит от установки терморегулятора холодильной камеры, однако, незначительно повышается при изменении установки терморегулятора морозильной камеры от максимальной к минимальной.

В результате испытаний были получены следующие экспериментальные данные:

а) значения температурных показателей в секции "свежести":

- при максимальной установке терморегулятора морозильной камеры температура для различных режимов работы холодильной камеры изменялась в пределах +1,3…+10,4 С, перепад температур составил 0,9…1,8 С;

- при средней установке терморегулятора морозильной камеры температура для различных режимов работы холодильной камеры изменялась в пределах -1,9…+8,0 С, перепад температур составил 0,6…2,1 С;

- при минимальной установке терморегулятора морозильной камеры температура для различных режимов работы холодильной камеры изменялась в пределах +3,6…+8,1 С, перепад температур составил 0,2…1,4 С;

б) значения влажностных показателей в секции "свежести":

- при максимальной установке терморегулятора морозильной камеры влажность для различных режимов работы холодильной камеры изменялась в пределах 18…75 %, перепад влажности составил 15…57 %;

- при средней установке терморегулятора морозильной камеры влажность для различных режимов работы холодильной камеры изменялась в пределах 30…80 %, перепад влажности

составил 14…50 %;

- при минимальной установке терморегулятора морозильной камеры влажность для различных режимов работы холодильной камеры изменялась в пределах 21…81 %, перепад влажности составил 21…60 %.

Таким образом, сравнивая полученные значения температурно-влажностных характеристик с требуемыми параметрами, можно сделать вывод, что перепад температур в основном соответствует требуемому диапазону. Вместе с тем, температура, практически при всех установках терморегуляторов не соответствует значениям требуемой температуры для хранения продуктов животного происхождения. Исключение составляет режим работы холодильного прибора при максимальной установке терморегулятора холодильной камеры и средней установке терморегулятора морозильной камеры (рис.5), однако, в этом случае диапазон разброса температур может превышать допустимые значения.

Наиболее близкие значения влажности наблюдаются в режиме работы холодильного прибора при максимальной установке терморегулятора морозильной камеры (рис.4).

Вместе с тем, во всех случаях диапазон разброса влажности превышает допустимые значения.

Полученные результаты экспериментальных исследований наглядно подтверждают сделанные предположения о том, что в холодильных приборах рассматриваемого типа, в отличие от рекламируемых функций, хотя и повышается в некоторой степени качество хранения продуктов, однако, не обеспечиваются в полном объёме требуемые температурно-влажностные характеристики воздуха в зонах "свежести".

Следовательно, дальнейшим шагом для решения задачи повышения качества хранения продуктов является разработка технических решений, направленных на создание специальных устройств, обеспечивающих требуемые температурно-влажностные характеристики воздуха в зонах "свежести" в части их диапазона и абсолютных значений, путем управления распределением температурного поля и влажности воздуха в зоне "свежести" [10].

Литература

1. С.А. Большаков Холодильная техника и технология хранения продуктов питания: Учебник для сту. Выс. Уч.заведений - М.: Издательский центр "Академия", 2003-304 с.

2. Alechin S. N., Kutsowa E.L., Pleskatschew W. N., Zum Thema der Qualitдtssicherung bei Lagerung von Lebensmitteln in modernen Kьhlgerдten // Журнал Молодой ученый №3 2015г. с 83-85.

3. Зоны свежести" в современных холодильниках URL: //wizardfrost.ru/info/Zony_svejesti_v_sovremennyx_xolodilnikax (дата обращения: 17.02.2015).

4. Зона свежести и нулевая зона в холодильниках. Понятия, отличия и принцип работы URL: imagin.net.ua/recommendations/fresh_zone/ (дата обращения: 15.03.2015).

5. Фролов С.В., Куцакова В.Е., Кипнис В.Л. Тепло - и массообмен в расчетах процессов холодильной технологии пищевых продуктов. М.: Издательство: Колос-Пресс, 2001.- 114 с.

6. Honikel K.H. Funktionelle hebensmittel Moglichkeiten bei Fleisch. Mitteilungs - blatt - der - Bundesanstalt - fuer - Fluschforschung - Kulmbach. -2000. 25 p.

7. YlO. Redmend G., McGeehin В., Henchion M., Sheridan J., Froy D., Cowan C. Commercial systems for ultra-rapid Chilling of lamb. // University college Dublin, 2001. 38 p.

8. Лалетин В.И. Математическое описание законов движения потока воздуха, свободно истекающего из камеры бытового холодильного прибора. "Инженерный вестник Дона", №4, 2011 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2011/607

9. Максимов Г.А. Проектирование процессов кондиционирования воздуха. Москва: Высшая школа. 1961-100 с.

10. Дресвянникова Е.В., Лекомцев П.Л., Савушкин А.В. Возможности регулирования процессов тепловлажностной обработки в массообменных аппаратах при воздействии электрического поля. "Инженерный вестник Дона", №1, 2014 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2014/2235.

References

1. S.А. Bol'shakov. KHolodil'naya tekhnika i tekhnologiya khraneniya produktov pitaniya [Refrigeration and food storage technologies]: Uchebnik dlya stu. Vys. Uch.zavedenij. M.: Izdatel'skij tsentr "Аkademiya", 2003. 304 p.

2. Alechin S. N., Kutsowa E.L., Pleskatschew W. N., ZHurnal Molodoj uchenyj №3 2015g. p 83-85.

3. Zony svezhesti" v sovremennyh holodil'nikah URL: wizardfrost.ru/info/Zony_svejesti_v_sovremennyx_xolodilnikax.

4. Zona svezhesti i nulevaya zona v holodil'nikah. Ponyatiya, otlichiya i princip raboty. URL: imagin.net.ua/recommendations/fresh_zone/.

5. Frolov S.V., Kutsakova V.E., Kipnis V.L. Teplo - i massoobmen v raschetakh protsessov kholodil'noj tekhnologii pishhevykh produktov [Heat - and mass transfer processes in the calculation of refrigeration food technology]. M.: Izdatel'stvo: Kolos-Press, 2001. 114 p.

6. Honikel K.H. Funktionelle hebensmittel Moglichkeiten bei Fleisch. Mitteilungs - blatt - der - Bundesanstalt - fuer - Fluschforschung - Kulmbach. 2000. 25 p.

7. YlO. Redmend G., McGeehin V., Henchion M., Sheridan J., Froy D., Cowan C. Commercial systems for ultra-rapid Chilling of lamb. University college Dublin, 2001. 38 p.

8. Laletin V.I. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), №4, 2011 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2011/607.

Размещено на Allbest.ru