Войти
Глыбы искусственного льда на ледяной фабрике Гримсби до дробления, 1990 год и льдогенератор, льдогенератор или льдогенератор могут относиться к любому потребительскому устройству для изготовления льда, находящемуся внутри домашней морозильной камеры <58.>; автономное устройство для производства льда или промышленное устройство для производства льда в больших объемах. Термин «льдогенератор» обычно относится к автономному устройству.
Льдогенератор - это часть льдогенератора, которая производит лед. Это будет включать испаритель и любые связанные с ним приводы / элементы управления / подрамник, которые непосредственно участвуют в создании и выбросе льда на хранение. Когда большинство людей говорят о льдогенераторе, они имеют в виду только эту подсистему производства льда без охлаждения.
Льдогенератор, однако, особенно если он описан как «упакованный», обычно представляет собой законченный автомат, включающий охлаждение, элементы управления и дозатор, требующий только подключения к источникам питания и воды.
Термин «ледогенератор» является более двусмысленным: некоторые производители описывают свои льдогенераторы как ледогенераторы, а другие описывают свои генераторы именно так.
В 1748 году, первое известное искусственное охлаждение было продемонстрировано Уильямом Калленом в Университете Глазго. Мистер Каллен никогда не использовал свое открытие в каких-либо практических целях. Это может быть причиной того, что история ледогенераторов начинается с Оливера Эванса, американского изобретателя, который сконструировал первую холодильную машину в 1805 году. В 1834 году Джейкоб Перкинс построил первый практический холодильный агрегат. машина, использующая эфир в цикле сжатия пара. Американский изобретатель, инженер-механик и физик получил 21 американский и 19 английских патентов (на инновации в паровых двигателях, полиграфической промышленности и производстве оружия) и сегодня считается отцом холодильника.
В 1844 г. американский врач Джон Горри построил холодильник по проекту Оливера Эванса, чтобы делать лед для охлаждения воздуха для пациентов с желтой лихорадкой. Его планы восходят к 1842 году, что делает его одним из отцов-основателей холодильника. К несчастью для Джона Горри, его планы по производству и продаже своего изобретения встретили яростное сопротивление со стороны Фредерика Тюдора, бостонского «Ледяного Короля». К тому времени Тюдор доставлял лед из Соединенных Штатов на Кубу и планировал расширить свой бизнес в Индии. Опасаясь, что изобретение Горри разрушит его бизнес, он начал клеветническую кампанию против изобретателя. В 1851 году Джон Горри получил награду США. Патент 8080 на льдогенератор. После борьбы с кампанией Тюдора и смертью своего партнера Джон Горри также умер, обанкротившийся и униженный. Его оригинальные чертежи ледогенератора и прототип машины сегодня хранятся в Национальном музее американской истории Смитсоновского института в Вашингтоне, округ Колумбия.
В 1853 году Александр Твининг получил награду США. Патент 10221 на ледогенератор. Эксперименты Твининга привели к разработке первой коммерческой холодильной системы, построенной в 1856 году. Он также разработал первый искусственный метод производства льда. Как и Перкинс до него, Джеймс Харрисон начал экспериментировать со сжатием паров эфира. В 1854 году Джеймс Харрисон успешно построил холодильную машину, способную производить 3000 кг льда в день, а в 1855 году он получил в Австралии патент на льдогенератор, аналогичный патенту Александра Твайнинга. Харрисон продолжил свои эксперименты с охлаждением. Сегодня ему приписывают большой вклад в разработку современных конструкций систем охлаждения и функциональных стратегий. Позднее эти системы использовались для доставки охлажденного мяса по всему миру.
Патент на льдогенератор Эндрю Мюля от 12 декабря 1871 г. В 1867 году Эндрю Мул построил льдогенератор в Сан-Антонио, штат Техас, чтобы обслуживать растущую мясную промышленность, прежде чем переместить ее в Уэйко в 1871 году. В 1873 г. патент на эту машину был получен компанией Columbus Iron Works, которая произвела первые в мире коммерческие льдогенераторы. Уильям Райли Браун был его президентом, а Джордж Джаспер Голден - его суперинтендантом.
В 1876 году немецкий инженер Карл фон Линде запатентовал процесс сжижения газа, который впоследствии стал важной частью базовой холодильной техники (Патент США 1027862 ). В 1879 и 1891 годах два афроамериканских изобретателя запатентовали улучшенные конструкции холодильников в Соединенных Штатах (Томас Элкинс - патент США № 221222 и, соответственно, Джон Стандарт - патент США № 455891 ).
В 1902 году семья Тиг из Монтгомери приобрела контроль над фирмой. Их последняя реклама в журнале «Лед и охлаждение» появилась в марте 1904 года. В 1925 году контрольный пакет акций Columbus Iron Works перешел от семьи Тиг к W.C. Брэдли из W.C. Bradley, Co.
Профессору Юргену Гансу приписывают изобретение первого льдогенератора для производства съедобного льда в 1929 году. В 1932 году он основал компанию под названием Kulinda и начал производство съедобного льда, но к 1949 году бизнес изменился. его главный продукт от льда до центрального кондиционирования воздуха.
Льдогенераторы с конца 1800-х до 1930-х годов использовали токсичные газы, такие как аммиак (NH3), метилхлорид (CH3Cl) и диоксид серы (SO2) в качестве хладагентов. В течение 1920-х годов было зарегистрировано несколько несчастных случаев со смертельным исходом. Они были вызваны утечкой из холодильников хлористого метила. В поисках замены опасных хладагентов, особенно хлористого метила, американские корпорации начали совместные исследования. Результатом этого исследования стало открытие фреона. В 1930 году General Motors и DuPont основали Kinetic Chemicals для производства фреона, который впоследствии стал стандартом почти для всех бытовых и промышленных холодильников. В то время производился фреон хлорфторуглерод, умеренно токсичный газ, вызывающий разрушение озонового слоя.
Все холодильное оборудование изготовлено из четыре ключевых компонента; испаритель, конденсатор, компрессор и дроссельный клапан. Все льдогенераторы работают одинаково. Компрессор предназначен для сжатия пара хладагента низкого давления до пара высокого давления и подачи его в конденсатор. Здесь пар высокого давления конденсируется в жидкость высокого давления и сливается через дроссельный клапан, превращаясь в жидкость низкого давления. В этот момент жидкость направляется в испаритель, где происходит теплообмен и образуется лед. Это один полный цикл охлаждения.
Ледогенераторы (для клиентов отелей) Автоматические льдогенераторы для дома были впервые предложены компанией Servel примерно в 1953 году. Обычно они находятся внутри морозильной камеры. отсек холодильника . Они производят кубики льда в форме полумесяца из металлической формы . Электромеханический или электронный таймер сначала открывает соленоидный клапан на несколько секунд, позволяя форме заполниться водой из источника бытовой холодной воды. Затем таймер закрывает клапан и позволяет льду замерзнуть примерно на 30 минут. Затем таймер включает маломощный электрический нагревательный элемент внутри формы на несколько секунд, чтобы слегка растопить кубики льда, чтобы они не прилипали к форме. Наконец, таймер запускает вращающийся рычаг, который выкапывает кубики льда из формы в контейнер, и цикл повторяется. Если бункер наполняется льдом, лед толкает вверх проволочный рычаг , который отключает льдогенератор до тех пор, пока уровень льда в бункере снова не упадет. Пользователь также может в любой момент поднять трос, чтобы остановить производство льда.
В более поздних автоматических льдогенераторах в холодильниках Samsung использовалась гибкая пластиковая форма. Когда кубики льда замораживаются, что определяется термистором , таймер заставляет двигатель переворачивать форму и крутить ее, так что кубики отделяются и падают в контейнер.
Первые ледогенераторы сбрасывали лед в контейнер в морозильной камере; пользователю приходилось открывать дверцу морозильной камеры, чтобы получить лед. В 1965 году компания Frigidaire представила ледогенераторы, которые подаются через переднюю дверцу морозильной камеры. В этих моделях при нажатии стакана на подставку на внешней стороне двери запускается двигатель, который вращает шнек в бункере и подает кубики льда к стеклу. Большинство раздаточных устройств могут дополнительно пропускать лед через механизм дробления для доставки колотого льда. Некоторые диспенсеры также могут подавать охлажденную воду.
Портативные льдогенераторы (для домашнего использования) Портативные льдогенераторы - это устройства, которые можно разместить на столешнице. Это самые быстрые и маленькие ледогенераторы на рынке. Лед, производимый портативным ледогенератором, имеет форму пули и мутный, непрозрачный вид. Первую порцию льда можно приготовить в течение 10 минут после включения прибора и добавления воды. Вода закачивается в небольшую трубку с металлическими колышками, погруженными в воду. Поскольку установка портативная, воду необходимо заливать вручную. Вода перекачивается со дна резервуара в лоток для замораживания. Колышки используют внутреннюю систему нагрева и охлаждения, чтобы заморозить воду вокруг них, а затем нагреться, чтобы лед соскользнул с колышка в контейнер для хранения. Лед начинает формироваться в считанные минуты, однако размер кубиков льда зависит от цикла замораживания - чем дольше цикл, тем больше кубики. Портативные льдогенераторы не будут препятствовать таянию льда, но устройство будет повторно использовать воду, чтобы сделать больше льда. Когда лоток для хранения заполнится, система автоматически выключится.
Встраиваемые льдогенераторы спроектированы так, чтобы помещаться под кухонной или барной стойкой, но их можно использовать как отдельно стоящие единицы. Некоторые производят лед в форме полумесяца, как лед из морозильного льдогенератора; лед мутный и непрозрачный, а не прозрачный, потому что вода замерзает быстрее, чем в других ледогенераторах с прозрачными кубами. При этом попадают крошечные пузырьки воздуха, из-за чего лед становится мутным. Однако большинство ледогенераторов, устанавливаемых под столешницей, представляют собой прозрачные льдогенераторы, в которых во льду отсутствуют пузырьки воздуха, поэтому лед прозрачный и тает намного медленнее.
Промышленные льдогенераторы улучшают качество льда за счет использования движущейся воды. Вода спускается в испаритель из нержавеющей стали с высоким содержанием никеля. Поверхность должна быть ниже нуля. Соленая вода требует более низких температур, чтобы замерзнуть, и прослужит дольше. Обычно используется для упаковки морепродуктов. Воздух и нерастворенные твердые частицы будут вымываться до такой степени, что в горизонтальных испарителях из воды удаляется 98% твердых частиц, что приводит к очень твердому, практически чистому прозрачному льду. В вертикальных испарителях лед более мягкий, особенно если есть отдельные кубические ячейки. Коммерческие льдогенераторы могут производить лед разных размеров, например, хлопья, дробленый, кубический, восьмиугольник и трубчатый.
Когда ледяной покров на холодной поверхности достигает желаемой толщины, лист скользит вниз по сетке из проволоки, где вес листа заставляет его разбивать на нужные формы, после чего он распадается на ящик для хранения.
Пластинчатый лед изготавливается из смеси рассола и воды (максимум 500 г [18 унций] соли на тонну воды), в некоторых случаях может быть изготовлен непосредственно из рассола. вода. Толщина от 1 до 15 мм (от ⁄ 16 до ⁄ 16 дюйма), неправильной формы с диаметрами от 12 до 45 мм (от ⁄ 2 до 1 ⁄ 4 дюймов).
Испаритель льдогенератора представляет собой вертикально расположенный контейнер из нержавеющей стали в форме барабана, снабженный вращающейся лопастью, которая вращается и царапает лед с внутренней стенки барабана. Во время работы главный вал и лезвие вращаются против часовой стрелки, толкаемые редуктором. Вода разбрызгивается из спринклера; лед образуется из водного рассола на внутренней стене. Поддон для воды внизу улавливает холодную воду, отклоняя лед, и рециркулирует ее обратно в поддон. В отстойнике обычно используется поплавковый клапан для заполнения по мере необходимости во время производства. Машины для производства хлопьев имеют тенденцию образовывать ледяное кольцо внутри дна барабана. Электрические обогреватели находятся в колодцах в самом низу, чтобы предотвратить скопление льда в местах, недоступных для дробилки. В некоторых машинах для этого используются скребки. В этой системе используется низкотемпературный конденсаторный агрегат; как и все льдогенераторы. Большинство производителей также используют E.P.R.V. (Клапан регулировки давления испарителя.)
Устройство для производства чешуйчатого льда с морской водой может производить лед непосредственно из морской воды. Этот лед можно использовать для быстрого охлаждения рыбы и других морепродуктов. Рыбная промышленность - крупнейший пользователь чешуйчатого льда. Чешуйчатый лед снижает температуру очищаемой воды и морепродуктов, поэтому препятствует росту бактерий и сохраняет морепродукты свежими.
Благодаря большому контакту и меньшему повреждению охлаждаемых материалов, он также применяется при хранении и транспортировке овощей, фруктов и мяса.
При выпечке, во время смешивания муки и молока, можно добавить чешуйчатый лед, чтобы мука не поднималась самостоятельно.
В большинстве случаев биосинтеза и хемосинтеза чешуйчатый лед используется для контроля скорости реакции и поддержания жизнеспособности. Чешуйчатый лед гигиеничен, чистый, с быстрым понижением температуры.
Чешуйчатый лед используется в качестве прямого источника воды в процессе охлаждения бетона, его вес составляет более 80%. Бетон не потрескается, если его залить и залить при постоянной и низкой температуре.
Чешуйчатый лед также используется для искусственного снега, поэтому он широко применяется на горнолыжных курортах и в парках развлечений.
Кубический льдогенератор классифицируется как небольшие льдогенераторы, в отличие от трубчатых льдогенераторов, чешуйчатых льдогенераторов или других льдогенераторов. Общая грузоподъемность варьируется от 30 кг (66 фунтов) до 1755 кг (3869 фунтов). С момента появления льдогенераторов кубического льда в 1970-х годах они превратились в разнообразное семейство льдогенераторов.
Льдогенераторы кубического льда обычно рассматриваются как вертикальные модульные устройства. Верхняя часть - это испаритель, а нижняя часть - бункер для льда. Хладагент циркулирует внутри труб автономного испарителя, где он проводит теплообмен с водой и замораживает воду в кубики льда. Когда вода полностью замораживается, она автоматически выпускается и падает в контейнер для льда.
Льдогенераторы могут иметь либо автономную систему охлаждения, в которой компрессор встроен в блок, либо удаленную систему охлаждения, в которой компоненты охлаждения расположены в другом месте, часто на крыше предприятия.
Большинство компрессоров представляют собой компрессоры прямого вытеснения или радиальные компрессоры. Компрессоры прямого вытеснения в настоящее время являются наиболее эффективными типами компрессоров и имеют наибольшую холодопроизводительность на единицу (400–2500 RT). У них есть большой набор возможных источников питания, и они могут быть 380 В, 1000 В или даже выше. Принцип действия компрессоров прямого вытеснения основан на использовании турбины для сжатия хладагента в пар под высоким давлением. Компрессоры прямого вытеснения бывают четырех основных типов: винтовые компрессоры, компрессоры с подвижным поршнем, поршневые компрессоры и роторные компрессоры.
Винтовые компрессоры могут дать самый большой охлаждающий эффект среди компрессоров прямого вытеснения, их холодопроизводительность обычно находится в диапазоне от 50 до 400 RT. Винтовые компрессоры также можно разделить на одновинтовые и двухвинтовые. Двухвинтовой тип чаще используется, потому что он очень эффективен.
Роликовые поршневые компрессоры и поршневые компрессоры имеют одинаковый охлаждающий эффект, и максимальный охлаждающий эффект может достигать 600 кВт.
Поршневые компрессоры являются наиболее распространенным типом компрессоров, потому что технология отработана и надежна. Их холодопроизводительность составляет от 2,2 до 200 кВт. Они сжимают газ с помощью поршня, толкаемого коленчатым валом.
Роторные компрессоры, в основном используемые в оборудовании для кондиционирования воздуха, имеют очень низкий охлаждающий эффект, обычно не превышающий 5 кВт. Они работают за счет сжатия газа с помощью поршня, толкаемого ротором, который вращается в изолированном отсеке.
Все конденсаторы можно разделить на три типа: воздушное охлаждение, водяное охлаждение или испарительное охлаждение.
Трубчатый ледогенератор Трубчатый льдогенератор - это ледогенератор, в котором вода замораживается в трубках, которые расположены вертикально в окружающем кожухе - морозильной камере. Внизу морозильной камеры находится распределительная пластина, имеющая отверстия, окружающие трубы, и прикрепленная к отдельной камере, в которую проходит теплый газ, нагревая трубы и заставляя ледяные стержни скользить вниз.
Трубка лед можно использовать в процессах охлаждения, таких как регулирование температуры, замораживание свежей рыбы и замораживание напитков бутылок. Его можно употреблять отдельно или с едой или напитками.
По состоянию на 2019 год во всем мире работало около 2 миллиардов бытовых холодильников и более 40 миллионов квадратных метров холодильных складов. В США в 2018 году было продано почти 12 миллионов холодильников. Эти данные подтверждают утверждение о том, что охлаждение имеет глобальное применение, оказывая положительное влияние на экономику, технологии, социальную динамику, здоровье и окружающую среду.
В холодильной промышленности работает более 2 миллиона человек по всему миру, особенно в сфере услуг. Холод необходимо для реализации многих существующих или будущих источников энергии (сжижение водорода для альтернативных видов топлива в автомобильной промышленности и термоядерный синтез для производства альтернативной энергии).
В пищевой промышленности охлаждение способствует сокращению послеуборочных потерь поставляя безопасные продукты питания потребителям, позволяя сохранять скоропортящиеся продукты на всех этапах от производства до потребления конечным пользователем.
В медицинском секторе охлаждение используется для хранения вакцин, органов, стволовых клеток и других материалов, а криотехнология используется в хирургии и других медицинских исследованиях.
Охлаждение используется для поддержания биоразнообразия на основе криоконсервации генетических ресурсов (клеток, тканей и органов растений, животных и микроорганизмов) ;
Охлаждение позволяет сжижать CO2 для подземного хранения, позволяя потенциально отделить CO2 от ископаемого топлива на электростанциях с помощью криогенной технологии.
На уровне окружающей среды влияние охлаждения обусловлено: выбросами в атмосферу газообразных хладагентов, используемых в холодильных установках, и потреблением энергии этими холодильными установками, которые способствуют Выбросы CO2 - и, как следствие, глобальное потепление - сокращают глобальные энергетические ресурсы . Выбросы в атмосферу газообразных хладагентов связаны с утечками, происходящими в недостаточно герметичных холодильных установках или во время процессов обращения с хладагентом, связанных с техническим обслуживанием.
В зависимости от используемых хладагентов эти установки и их последующие утечки могут привести к: истощению озонового слоя (хлорированные хладагенты, такие как CFCs и HCFCs) и / или глобальному потеплению, за счет дополнительного парникового эффекта (фторированные хладагенты: CFCs, HCFCs и HFCs). С точки зрения потребления необходимо помнить, что домашние хозяйства ответственны за 26,2% мирового потребления энергии . В то время как Монреальский протокол запрещает использование ХФУ, а затем ГХФУ, глобальные усилия, направленные на снижение воздействия охлаждения на окружающую среду, включают три направления действий:
В своем непрерывном исследовании методов замены озоноразрушающих хладагентов и тепличных хладагентов (CFCs, HCFCs и HFCs соответственно) научное сообщество вместе с производителями хладагентов придумали альтернативные полностью натуральные хладагенты, которые экологичный. Согласно отчету, выпущенному Программой ООН по окружающей среде, «прогнозируется, что увеличение выбросов ГФУ компенсирует большую часть положительного воздействия на климат, достигнутого более ранним сокращением выбросов озоноразрушающих веществ». Среди хладагентов, не содержащих ГФУ, которые успешно заменяют традиционные хладагенты, - аммиак, углеводороды и диоксид углерода.
История охлаждения началась с использования аммиака. По прошествии более 120 лет это вещество по-прежнему остается главным хладагентом, используемым в бытовых, коммерческих и промышленных холодильных системах. Основная проблема аммиака - его токсичность при относительно низких концентрациях. С другой стороны, аммиак не оказывает никакого воздействия на озоновый слой и оказывает очень низкое воздействие на глобальное потепление. Хотя смертельные случаи, вызванные воздействием аммиака, крайне редки, научное сообщество разработало более безопасные и технологически надежные механизмы предотвращения утечки аммиака в современном холодильном оборудовании. Решив эту проблему, аммиак считается экологически чистым хладагентом, имеющим множество применений.
Двуокись углерода уже много лет используется в качестве хладагента. Как и аммиак, он практически не используется из-за его низкой критической точки и высокого рабочего давления. Двуокись углерода не оказывает никакого воздействия на озоновый слой, и влияние на глобальное потепление количеств, необходимых для использования в качестве хладагента, также незначительно. Современные технологии решают такие проблемы, и сегодня CO2 широко используется в качестве альтернативы традиционному охлаждению в нескольких областях: промышленное охлаждение (CO2 обычно комбинируется с аммиаком в каскадных системах или в виде летучих рассолов), пищевая промышленность (пищевая и розничная торговля), отопление (тепловые насосы) и транспортная промышленность (транспортное охлаждение).
Углеводороды - это натуральные продукты с высокими термодинамическими свойствами, нулевым воздействием на озоновый слой и незначительными эффектами глобального потепления. Одна из проблем, связанных с углеводородами, заключается в том, что они легко воспламеняются, что ограничивает их использование в определенных областях применения в холодильной промышленности.
В 2011 году EPA одобрило три альтернативных хладагента для замены гидрофторуглеродов (ГФУ) в коммерческих и домашних морозильных камерах в рамках программы «Политика значительных новых альтернатив» (SNAP). Тремя альтернативными хладагентами, легализованными EPA, были углеводороды пропан, изобутан и вещество под названием HCR188C - смесь углеводородов (этан, пропан, изобутан и н-бутан). Сегодня HCR188C используется в коммерческих холодильных установках (холодильники для супермаркетов, автономные холодильники и холодильные витрины), в рефрижераторных транспортных средствах, автомобильных системах кондиционирования воздуха и в модернизированных предохранительных клапанах (для автомобилей) и в оконных кондиционерах жилых помещений.
В октябре 2016 года участники переговоров из 197 стран достигли соглашения о сокращении выбросов химических хладагентов, которые способствуют глобальному потеплению, еще раз подчеркнув историческую важность Монреальского протокола. и стремясь усилить его влияние на использование парниковых газов, помимо усилий, направленных на сокращение разрушения озона, вызванного хлорфторуглеродами. Соглашение, закрытое на встрече Организации Объединенных Наций в Кигали, Руанда, установило условия для быстрого поэтапного отказа от гидрофторуглеродов (ГФУ), производство которых будет полностью прекращено, а их использование со временем сократится.
Повестка дня ООН и сделка с Руандой направлены на поиск хладагентов нового поколения, которые были бы безопасны как с точки зрения озонового слоя, так и с точки зрения парникового эффекта. Юридически обязательное соглашение может сократить прогнозируемые выбросы на 88% и снизить глобальное потепление почти на 0,5 градуса по Цельсию (почти 1 градус по Фаренгейту) к 2100 году.
Технологический портал  | На Викискладе есть материалы по теме Льдогенераторы. |
