Wybrane zagadnienia badania mebli chłodniczych
Transkrypt
Wybrane zagadnienia badania mebli chłodniczych
Wybrane zagadnienia badania mebli chłodniczych Autor: Marek STEINDEL, Leszek BEDNARCZYK Czwartek, 11 Październik 2007 15:09 Publikację niniejszą poświęcono wybranym zagadnieniom dotyczącym badania mebli chłodniczych na przykładzie przeprowadzanego w Centralnym Ośrodku Chłodnictwa w Krakowie badania otwartego regału wielopółkowego z wymuszonym obiegiem powietrza ziębiącego. Omówiono fazę rozruchu mebla i stwierdzone w jej trakcie nieprawidłowości, a także wprowadzone poprawki w konstrukcji mebla, przebieg badania właściwego oraz przedstawiono jego wyniki. Zaprezentowano i omówiono szczegółowo wnioski wynikające z badania, które dotyczą takich zagadnień jak napełnienie parownika, działanie zaworu rozprężnego, odszranianie parowacza, rola kurtyny powietrznej oraz wpływ oświetlenia mebla. Meble chłodnicze są coraz powszechniej wykorzystywane przy sprzedaży i ekspozycji żywności we wszelkiego rodzaju działających i powstających w szybkim tempie sklepach branży spożywczej, a liczba ich różnorodnych zastosowań ciągle rośnie. Rosnące wymagania ekologiczne i ekonomiczne, zaostrzające się przepisy, a także znaczna konkurencja międzynarodowa i krajowa wymuszają wzrost zainteresowania badaniami tych urządzeń. Wychodząc naprzeciw tym potrzebom w Centralnym Ośrodku Chłodnictwa COCH w Krakowie opracowano procedury badawcze służące do określania warunków pomiarów parametrów mebli chłodniczych. Procedury te obejmują badania wszelkiego rodzaju mebli chłodniczych w normalnych warunkach ich użytkowania, ze sprężarkowymi bezpośrednimi lub pośrednimi systemami ziębienia oraz zespołami skraplającymi dołączanymi lub wbudowanymi, w tym również mebli zamkniętych, przeznaczonych do wyłączania na noc, a także wyposażonych w oświetlenie i w zasłony nocne. Opracowane procedury określają wymagania i sposób ich spełnienia dla następujących faz badania mebli: ● przygotowanie pomieszczenia badawczego, w tym sprawdzenie zgodności i charakterystyki pomieszczenia z wymaganiami normy, ● przygotowanie mebli do badań, ● sposób usytuowania mebla w pomieszczeniu, ● wyposażenie pomieszczenia do badań i mebla w przyrządy i aparaturę pomiarową, ● rozruch mebla, ● ustalanie warunków pomiaru, ● próba temperaturowa (wraz z próbą odszraniania), ● próba kondensacji pary wodnej, ● próba zużycia energii elektrycznej, ● pomiar wydajności instalacji ziębniczej mebla. Wymienione wyżej procedury badawcze poddano weryfikacji przeprowadzając badania różnych rodzajów mebli chłodniczych. Pozwoliły one opanować szczegółową problematykę pomiarową, technikę sterowania stanowiskiem pomiarowym oraz metodykę analizy zachowania się mebla w różnych warunkach działania. W trakcie tych badań wdrożono procedury wyznaczania wszystkich parametrów mebli wymienionych w normie PN-EN ISO 23953-2:2006 1/4 Wybrane zagadnienia badania mebli chłodniczych Autor: Marek STEINDEL, Leszek BEDNARCZYK Czwartek, 11 Październik 2007 15:09 Meble chłodnicze - część druga: "Klasyfikacja, wymagania i warunki badań", umożliwiających ocenę mebli i ich kwalifikację do określonych klas. Na podstawie wymienionych wyżej badań Laboratorium COCH uzyskało poszerzenie zakresu akredytacji w Polskim Centrum Akredytacji o badania mebli chłodniczych. Poniżej opisano szczegółowo badanie wielopółkowego pionowego, otwartego regału chłodniczego z wymuszonym przepływem powietrza ziębiącego, przeznaczonego dla delikatnych produktów spożywczych, wrażliwych na warstwowe składowanie. (...) Schemat instalacji ziębniczej i rozmieszczenie punktów pomiarowych przedstawiono na rys. 1. Rozruch Przed przystąpieniem do badań mebel (bez pakietów pomiarowych) włączono i utrzymywano w ruchu przez ok. 30 godzin, w warunkach klasy klimatycznej 3 (wilgotność względna 60 ±3%, temperatura powietrza 25 ±1,0 o C). W tym czasie obserwowano działanie instalacji chłodniczej urzadzenia, regulatorów i systemu odszraniania. W wyniku obserwacji pracy mebla stwierdzono m.in. objawy sugerujące niewystarczającą wydajność parowacza. Przypuszczenie to zostało potwierdzone przez oględziny parowacza (patrz rys. 2A). Zaobserwowano objawy zbyt dużego przegrzania pary czynnika i brak chłodzenia w jego końcowej części. Aby ten problem rozwiązać dokonano wymiany dyszy w zaworze AKV 10 na większą (z nr 5 na 6), zwiększono średnicę przewodów doprowadzających czynnik z agregatu do mebla (z 10 do 12 mm) oraz poprzez odpowiednią organizację przebiegu przewodów z czynnikiem (złączenie na pewnym odcinku przewodu ssawnego z tłocznym i zaizolowanie całości) zrealizowano dochłodzenie ciekłego czynnika dopływającego do mebla. Oprócz korzystnego wpływu na wydajność parowacza działanie to pozwoliło spełnić formalny wymóg normy, aby temperatura czynnika ziębniczego na dopływie do mebla nie była wyższa od o C. temperatury otoczenia o więcej niż 10 Aby utrudnić zasysanie do mebla powietrza z otoczenia w porze nocnej kiedy zasunięte są zasłony nocne, zmniejszono szczeliny między krawędziami tych zasłon a ścianami mebla do około 8 mm. Natomiast widoczny na rys. 2B objaw kondensacji pary wodnej na powierzchni mebla udało się wyeliminować poprzez korekty parametrów odszraniania. Niektóre z opisanych wyżej nieprawidłowości pracy mebla zaobserwowanych podczas rozruchu przedstawiono na rys. 2A i 2B. Parametry pracy mebla 2/4 Wybrane zagadnienia badania mebli chłodniczych Autor: Marek STEINDEL, Leszek BEDNARCZYK Czwartek, 11 Październik 2007 15:09 W wyniku obserwacji pracy mebla podczas rozruchu zastosowano następujące ustawienia podstawowych parametrów sterownika definiujące tryb pracy mebla, metodę regulacji temperatury i sposób odszraniania: ● termostat - nastawa temperatury (wartość zadana regulacji) - -4 o C, - czas nadtapiania szronu - 5 min, ● odszranianie - temperatura końca odszraniania - 9 o C, - odstęp między startami kolejnych odszraniań - 3 h, - nadtapianie szronu - co 1 h, - maksymalny czas trwania odszraniania - 30 min, - czas ociekania - 2 min, - praca wentylatorów podczas oszraniania - tak, ● zawór rozprężny AKV10 - maksymalna wartość przegrzania - 6 o C, - minimalna wartość przegrzania - 3 o C, - średni stopień otwarcia zaworu - 75, - otwarcie zaworu podczas rozruchu - 70. Odszranianie parowacza realizowane było fabrycznie zamontowaną grzałką elektryczną o mocy 1000 [W]. Wyszczególnione powyżej nastawy sterownika wymuszały konkretny tryb pracy badanego mebla. Odszranianie rozpoczynało się po upływie zadanego (3 godz.) czasu pracy mebla i kończyło po osiągnięciu przez czujnik S5 (na lamelach parowacza) zadanej temperatury końca odtajania. Maksymalny czas trwania odszraniania wynosił 30 minut. W okresie między odszraniami co 1 godzinę następowało trwające 5 min nadtapianie szronu i lodu gromadzącego się na parowaczu. W przypadku gdy w okresie miedzy kolejnymi odszranianiami temperatura czujnika S4 w kanale powietrznym na plecach mebla) osiągnęła zadaną wartość następowało wyłączenie agregatu chłodniczego. Ponowne jego załączenie następowało po wzroście temperatury powietrza powyżej temperatury zadanej, z uwzględnieniem nastawialnej w granicach 0,1÷10 o C tzw. różnicy załączeń. Wentylatory parowacza pracowały w trakcie procesu odszraniania w sposób ciągły. 3/4 Wybrane zagadnienia badania mebli chłodniczych Autor: Marek STEINDEL, Leszek BEDNARCZYK Czwartek, 11 Październik 2007 15:09 o zgodne opracy Ustalanie warunków pracy mebla regulatorów podczas spełniających Po zakończeniu rozruchu, nastawnych wymagania załadowano rozruchu urządzenia w/w mebla normy go tzw. i polietylenu zgodnie dokonaniu pakietami zISO opisanych 23953-2. pomiarowymi wynikającymi wcześniej wz kształcie czynności zzespolenia obserwacji równoległościanów oraz ustawieniu jego ownioskami tabeli Wymiary 1. itemperaturze masa pakietów pomiarowych powinny być danymi wyszczególnionymi Materiał wypełniający pakiet stanowi mieszaninę następujących i cieplna zawiera: 76,42% wody, 23,00% oksyetylometylocelulozy, 0,50% chlorku sodowego, ● 0,08% para-chlorometa-krezolu. Temperatura zamarzania tego materiału wynosi -1 odpowiada odpowiadać charakterystyce (-1±0,5) chudej wołowiny). Wartość Centalpii (jego charakterystyka wynosząca 285 kJ/kg C.dow uszczelnienia folii właściwości Opakowanie politereftalanowej zapewniające wysokociśnieniowego pakietu o grubości stanowi jak najmniejszą folia około12,5 zPN-EN tworzywa wymianę µm. oMoże sztucznego grubości wilgoci to być 120 ztakże powstała otoczeniem. µm inny isubstancji pokrywającej zmateriał posiadający gołatwego zpowinna zewnątrz Emisyjność powierzchni w temperaturze 25 C powinna wynosić 0,9±0,05. pomiaru geometrycznym przedsięwziąć uniknąć wprowadzenia spowodować czujnikami Niektóre możliwości temperatury temperatury zzdolność utlenienie pakietów wszelkie czujnika ipowietrznej, posiadające przedostawania poprzez onazywane temperatury środki się masie materiału wyposażenie bezpośredni pozwalające 500 są się g do wypełniającego pakietami-M (50 wnętrza powietrza mm kontakt zminimalizować ich xswoje w pakietu. 100 czujniki poprzez (patrz zmm; mm materiałem pakiet Powietrze rys. xilości temperatury otwór 100 przewodzenie ipomieszczeniu 3). ubytek mm) wypełniającym. w opakowaniu to432 są jego może umieszczone przystosowane wagi. ciepła Pakiety służący Należy zzgranicy. zewnątrz wbadanym do zilości do jego i pakiety przechowywać sprawdzać, W pomiarowe czy częstego wnie mieszczą odpowiednich iwiększy pakiety używania się M w mogą podanych warunkach, igranicach: nacisku zmieniać poni-żej wywieranego wdobrze schłodzonym tolerancjach wymiary przez iładunek masę. wymiarowo-wagowych. Dlatego mebla ibowiem raz chłodniczego należy w roku jeśrodku a) zmiana wymiarów liniowych w 1) ± 4 mm dla wymiarów w zakresie od 25 do 50 mm; 2) 8wyniku 100 200 b) ubytek masy niż 5%, c) brak widocznych uszkodzeń (otworów) w opakowaniu. "żywotność" Jeżeli parametry pakietów dobiegła nie końca mieszczą isię należy się w je w/w wymienić. granicach oznacza to, że ich 136 meblu Niezbędna szt. w pakietów trakcie do badań przeprowadzenia 500 gpakietów-M przedstawiono oraz 54 szt. badań pakietówM. na rys. liczba 5. Sposób pakietów rozmieszczenia wyniosła: szt. pakietów pakietów w 1000 g, (...) Funkcjonowanie mebli chłodniczych -charakterystyczne wnioski ztrudniejsze badań poświęcić Głównymi szczególną zagadnieniami, uwagę którym są: producent iobniżenie użytkownik mebla chłodniczego powinien właściwa eksploatacja mebla, wydajność parowacza, jakość kurtyny ● wpływ oświetlenia mebla. jest Jeśli należycie przyjmiemy nadzorowana, założenie, pozostanie że mebel rozważenie jest zaprojektowany zagadnienia jego ichłodzi wykonany "regulacji". a jego praca Napełnienie parowacza wydajność uzyskanie Od napełnienia właściwej iczynnika parowacza, temperatury odbierania o przewidzianej bezpośrednim produktów, zod uwzględnieniem dla odparowaniu niego czynnika ciepła górnej iodpływu w iziębniczego, dolnej związku jej tym zależy badań przetestowany występujących Dopasowaniem irozprężny testów ikontrolnych, problemów. dobrany wymiennika przez laboratoryjnych producenta zajmuje wymiennik zwykle ido fabrycznych. producent powinien Natomiast mebla, rozwiązywać wymaga raz opracowany, większość to sporej W bieżącym użytkowaniu, na działanie mebla duży wpływ mają: powietrza przepływający przez parowacz, strumień ziębniczego. temperaturę kurtyny bardziej funkcjonowania oszronienia montażu przepustów Strumień powietrznej wilgotny obudowy parowacza, przewodów zależną powietrza mebla. -użytkowaniu w parowacza oraz zależności m.in. przepływającego Może ziębniczych zanieczyszczenia wydajności od być temperatury po od naprawach także pory iosadzający samego elektrycznych, mniej roku, przez kanałów otoczenia parowacza. ipoprawę od lub konserwacji parowacz funkcjonowania bardziej powietrznych, a zewnętrznego, także może Strumień regularny mebla, syfonów mieć klimatyzacji prawidłowego od ten -zaburzeń różną dobrego w może zależności (zmienną) być pracy wody. uszczelnienia miejscu ponownego mniej od lub (...) stopnia lub kształtu Zawór Przegrzanie rzeczywistości regulowania parowacza, meblu stosowane przegrzaniem". mechaniczny silniki dwupołożeniowej wtrysku poprzez przekazuje czujnikiem miejscu przekazywane producenta przekładni czynnika o wiele (cewki) podstawowych elektroniczny cieczy co regulator, chłodniczego mechanicznych). temperatury czujnik zawory ciśnienie szybsza, mebla a par niewielkiego działania sterowane w decydującym do są związku czynnika to bardzo regulatora klasycznego który termostatyczne, znaczy, zawór w celu ponieważ Czujnik zadań kontrolowanym w sił umieszczonym otrzymuje regulatorem z urządzeniu, krótkie. przegrzania zapewnienia chłodniczego wewnętrznych tym, rozprężny Właściwość że o zaworu pozwalają "zwykłego" przepływie manipuluje na zasilanie termostatycznego Jak jego sygnał działanie rozprężnego elektronicznym. działa już uważane pozwala pełnej parowaczu, na optymalne na opuszczającego ta czujnika parowacza wspomniano, od czynnika wyjściu utrzymanie się jak na co to mocy wyłącznie również na identycznej są można najmniej termostatycznego należy uzyskanie zaworu z za wykorzystanie. drugi przez parowacza. parowacza zaworu jest podstawowe Zawór przegrzania sterowanie w niezależność parowacz 100% czasem zaś 2 właściwe skrócie zawór. rozprężnego). czujników. zasadzie zastąpiony taki maksymalnego wskazuje lub (z Reakcja Umiejętność działa otwarcia określić Zastosowany zasady jego takim napełnienie 0%, jest przewidzianego realizowany jak pracy Pierwszy przegrzanie, parametrem natomiast na zalety. jest powszechnie tego zaworem Parametry jako w (nie zasadzie zaworu sondami, tym napełnienia typu właściwego "sterowanie ma parowacza. czujnik w samym jest okresy opisywanym żadnych zaworu odbywa przez w jest przez a rodzaju aspekt więc może się 0%" przypadkach proponują doprowadzających chłodniczych przy schłodzenia. przechowywania, tzw. eksploatacyjnego dobór kompromisy Do normalny uruchamianiu zaworu wad uderzenia w zaliczyć są celu Po do obciążenie rozprężnego cykl nieuniknione. uszkodzeń fazie ograniczenia obciążenie może funkcjonowania. sprężarki, czynnik można cieczy dochodzenia być parowacza powstające ciekły stanowi w lub 2-3 ziębnicze po (...) instalacji tego szybszego razy odszronieniu ze do duże Obciążenie zjawiska charakteryzuje skraplacza wyższe właściwego przy chłodniczej parowacza wyzwanie starzenia wtrysku lekkie ziębnicze do obciążenia wstawieniu stanu jest mogące zaworu przewymiarowanie dla się czynnika się na dużą producentów materiałów. pracy w poziomie rozprężnego. minimalnego. przyczynić fazie zmiennością: nowego na mebel zasadzie dochodzenia minimalnym Producenci mebli, osiąga towaru się przewodów W Stąd w "100 osiąga a meblach pewnych temperaturę w pewne do prawidłowy celu zaworów i mebel maksimum stanu lub osiąga Odszranianie chłodniczego. problemów oszronienie izolującą, schłodzenia dodatkowe problem Stabilność można która opory wymiennika. powietrza. prawidłowym pracy Uzyskanie może rozwiązać na parowacza jego znacznie Szron Szron tej drodze. tylko zasilaniem stabilności zakłóca obniżyć i uważana poprzez lód Natężenie również parowacza jest jego stopienie jest bardzo wydajność. przepływu za przepływ się podstawowy czynnikiem szronu trudne. na parowaczu powietrza powietrza Oczywiście czyli Oprócz chłodniczym warunek odszranianie. maleje. przez szybko opisanych spada prawidłowej wymiennik Ten tworzy pojawia wtedy wcześniej poważny warstwę także się pracy stwarzając stopień mebla odszronień, pamiętać, podczas dodatkowo wykresach B). W nowoczesnych odszraniania że temperatur z nawet włączaniem mimo jeśli iż meblach odszranianie nie w zamian się ma grzałek chłodzenia. chłodniczych czas jako powoduje wspomagających trwania Efekty widoczna każdego braku jest pracy odszranianie chłodzenia z nich tendencja falowanie instalacji się skraca. w widać do krzywych tym chłodniczej zwiększania czasie, Należy natychmiast (patrz skumulowane jednak to jednak liczby rys. na 8 A i Kurtyna powietrzna chłodniczych. jakości temperaturze, być mebla Bezpośrednią zużycie Kurtyna jak powoduje kurtyny najsłabsza. energii powietrzna Im konsekwencją w powietrznej elektrycznej. której wzrost większy Przedostawanie przechowywane ma obciążenia jest pierwszorzędne zależy tego obszar zjawiska stopień parowacza się otwarty, są ciepłego mieszania produkty znaczenie jest tym jak i wilgotnego również w się głównie meblu powietrza wydajności szybsze chłodniczym. powietrza jest dla sterowanie pionowych, z pokrywanie otoczenia mebla z otoczenia Wymiana i takim zwiększone otwartych i się powietrza meblem. go do ta szronem. wnętrza powinna mebli o Od Oświetlenie powoduje Kolejnym oświetlenia, możliwość zagadnieniem bowiem ogrzania oświetlanie wymagającym ich otoczenia produktów rozważenia oraz pojawienie spożywczych jest oddziaływanie się promieniowania. przechowywanych zainstalowanego w meblach w w Promieniowanie uwagi ilościowym mniej różny Problem wrażliwe poświęcić w sposób, której jak jest i najtrudniej na jakościowym. tym jest wyborowi a światło często trudniejszy problemem, i zdarza jest sposobu promieniowanie Powszechna utrzymać do którego się pokonania, oświetlenia tak, wymaganą że nie trzeba jest te, da że które też mebli produkty jeszcze opinia, temperaturę całkowicie są chłodniczych, silniej wiele że wystawione aby oświetlone wyeliminować. zrobić (np. produkty zarówno w w pobliżu są dziedzinie znajdują na spożywcze pod działanie Należy krawędzi względem się opakowań. sporo w były światła części półek). Zakończenie właściwej energią. gdzie osiąganych (klasy Priorytetem jeden klimatycznej Z temperatury tą przez z myślą podstawowych w produkt pomieszczenia sformułowano produktów, (pakiety wskaźników sklepowych a wymagania pomiaroweM) do dopiero badań). mebli klasa następnym normalizacyjne chłodniczych oraz temperaturowa warunków, celem odnośnie powinno oszczędne mebla w których być zależy mebli gospodarowanie zapewnienie mebel chłodniczych od temperatur pracuje przydatności produktów urządzenie, wyżej energią znacznej mebli dla Natomiast dalszego chłodniczych. celów nie mierze spożywczych, jest w czyli mebla, rozwoju zużycie którym łatwe możliwe. uzyskanie Wydaje oczywiste technik lecz proces energii zużywa Przyczynią dzisiaj, odpowiednich się, chłodzenia elektrycznej przechowywania jest że znacznie dzięki bowiem, pomimo się znacznemu przebiega do jest temperatur mniej iż że osiągnięcia parametrem są i urządzenie, eksponowania energii one prawidłowo. rozwojowi kosztowne produktu tego niż ważnym które nawet celu produktów technik i Połączenie oszczędne i nie pracochłonne, głównie wysoce ale chłodniczych, nie żywnościowych. gruntowne energooszczędne decydującym obu gospodarowanie należycie wymienionych są niezbędne jest badania o w wydanie 9/2007 CZYTAJ CAŁOŚĆ, TRADYCYJNĄ ZAMÓW PRENUMERATĘ: E-WYDANIE 4/4