Типы и устройство ледников

Ледники - это стационарные устройства для охлаждения и краткосрочного хранения продуктов с запасом льда на весь сезон.

Ледник имеет холодильные камеры, помещения для льда и вспомогательные помещения. Помещения для льда по отношению к холодильной камере располагают по-разному. Поэтому различают ледники с нижним, верхним и боковым расположением льда.

Ледники с нижним расположением льда являются самыми примитивными и несовершенными холодильными устройствами, и поэтому данный тип ледников нерационален.

В ледниках с верхним расположением льда обеспечивается хорошая циркуляция воздуха и отвод талой воды. Холодный воздух опускается в камеру с продуктами, откуда вытесняет отеплившийся воздух, который направляется вверх, где охлаждается льдом. Вода от тающего льда стекает по отводящей трубе.

Этот тип ледников имеет много существенных недостатков. Основные из них: неудобство набивки льдом; необходимость устройства прочного перекрытия, способного удерживать всю массу льда; возможность конденсации на перекрытии влаги из воздуха, которая потом попадает на продукты.

Наиболее совершенны в техническом отношении и удобны в эксплуатации ледники с боковым расположением льда.

Ледник с боковым расположением льда (рис.151) представляет собой наземное устройство. Камеры для продуктов в нем расположены рядом с льдохранилищем и отделены от него изолированной стеной с отверстиями внизу и вверху для циркуляции воздуха.

Вода от тающего льда отводится посредством устроенных в полу скатов и приямка с трубой, снабженной на конце гидравлическим затвором, который препятствует проникновению в ледник наружного теплого воздуха.

В холодильной камере осуществляется естественная циркуляция воздуха, вследствие разности его плотности по высоте камеры. Охлажденный от соприкосновения с поверхностью льда воздух опускается к полу льдохранилища, откуда через нижний ряд отверстий в стене, отделяющей льдохранилище от камеры с продуктами, поступает в нее. В камере воздух отепляется и поднимается к потолку, откуда через верхний ряд отверстий в разделяющей стене переходит в льдохранилище для охлаждения. При этом разность температур отеплившегося и холодного воздуха составляет около 5°С, скорость его движения в нижних отверстиях перегородки в среднем около 0,15 м/с.

При нормальной эксплуатации ледника, благодаря сравнительно хорошей циркуляции воздуха температура в камере почти постоянна в течение всего сезона (в среднем около 6°С), чего достаточно для кратковременного хранения большинства продуктов.

В ледниках с боковым расположением льда хорошие и санитарные условия хранения.

Основные недостатки этого типа ледников - относительно высокие первоначальные затраты на сооружение и большой расход строительных и изоляционных материалов. Объясняется это тем, что размеры льдохранилища в несколько раз больше размеров холодильных камер для продуктов.

Рис.151. Ледник с боковым расположением льда:

А - отделение для льда; Б - камера для продуктов; В - тамбур;

1 - отверстия для поступления в камеру охлажденного воздуха, 2 - отверстия для возврата отеплявшегося воздуха, 3 - отвод воды от тающего льда, 4 - накатник, 5 - люк для загрузки льда.

Расчет ледников

Расчет ледника состоит главным образом в определении расхода за сезон льда и объема помещения для него.

Когда выбран тип ледника и определены количество и размеры камер для продуктов, составляют предварительный эскиз сооружения. Объем помещения для льда принимают: в ледниках с нижним и верхним расположением льда в 1,5-2 раза больше объема продуктовых камер, а в ледниках с боковым расположением льда - в 4-5 раз. Помещение для льда в ледниках последнего типа (для создания необходимого напора холодного воздуха) делают примерно в полтора раза выше камер для продуктов. Затем производят калорический расчет, которым определяют общий расход холода за весь охладительный сезон. Продолжительность этого сезона устанавливается в среднем в 180 дней (с апреля по октябрь). В калорических расчетах ледников обычно принимают следующие исходные данные: температуру помещения для льда 0°С; температуру воздуха в продуктовых камерах от 4 до 6°С; среднюю температуру наружного воздуха для северной климатической зоны от 12 до 14°С, для центральной климатической зоны от 14 до 16°С и для южной от 16 до 20°С; температуру почвы соответственно от 6 до 8°С, от 8 до 10° и от 10 до 12°С.

Калорический расчет ледников проводят в основном таким же методом, как и холодильников с машинным охлаждением. В расчете ледников расход холода на вентиляцию камер и эксплуатационные потери принимают в размере 20-30% расхода холода на теплопередачу через ограждения и охлаждение продуктов.

Определив расход холода за сезон, подсчитывают потребное количество льда

, (67)

где G - расход льда за сезон, т;

Q - общий расход холода за сезон, кДж;

q_пл - холодопроизводительность 1 кг льда (теплота его плавления), равная 335 кДж/кг.

Найденное по этой формуле количество льда увеличивают обычно на 10% для обеспечения нормальной работы ледника в конце охладительного сезона.

Определяют затем объем помещения для льда, учитывая, что оно не может быть полностью заполнено, так как при укладке льда всегда образуются пустоты около стен и под потолком. Объем помещения для льда по сравнению с объемом самого льда увеличивают на 15%. Таким образом, необходимый объем V помещения для льда (в м³)

, (68)