Energy effectivenees of freezing processes in blast and plate freezes | Энергетическая оценка процессов замораживания в воздушных и плиточных морозильных аппаратах

English. It has been demonstrated that comparison of freezers for their effectiveness should be performed at similar initial and final parameters of the product and for one kind of it. The use for this purpose of specific techniques and economy indexes given in special literature does not meet these requirements as they do not mention conditions for which they have been obtained. By a calculation method a comparison was performed of plate and blast freezers in energy consumption at freezing products in blocks and in entropy change in a system "product–coolant". Mathematical dependencies for determining amount of heat, removed from 1 kg of product and changing its entropy during freezing from initial to final mean volume temperature were obtained. The final mean volume temperature of block product when freezing in blast freezer of 251.95 deg K which is applied for plate freezer and is used for determining coolant boiling temperature of 248.65 deg K, providing similar final product parameters after its freezing in blast and plate freezers was calculated. Specific heat amount removed from product during its freezing was calculated and equaled 297.96 kJ/kg entropy change in the system "product–coolant" for blast freezer - 0.17 kJ/(kg*K) and plate freezer - 0.09 kJ/(kg*K). Energy expenses for refrigeration unit compressors for freezing 1 t of product were determined to be 46.2 for blast freezer (without taking into account fans engines capacity) and 27.7 kW*h/t for plate freezer and reflect considerable energy effectiveness of plate freezers in comparison with the blast ones.

Russian. Показано, что сравнение морозильных аппаратов по эффективности должно выполняться при одинаковых начальных и конечных параметрах продукта и для одного его вида. Использование с этой целью удельных технико-экономических показателей, приведенных в литературе, таким требованиям не отвечает, так как не оговариваются условия, для которых они получены. Расчетным путем выполнено сравнение воздушных и плиточных морозильных аппаратов по энергозатратам при замораживании продуктов в блоках и изменению энтропии в системе "продукт-хладагент". Использованы известные формулы для определения доли вымороженной воды и конечной среднеобъемной температуры. Получены математические зависимости для расчета количества тепла, отводимого от 1 кг продукта, и изменения его энтропии при замораживании от начальной до конечной среднеобъемной температуры. Установлена конечная среднеобъемная температура блока продукта при замораживании в воздушном морозильном аппарате 251,95 град. К, которая принята для плиточного аппарата, и по ее величине определена температура кипения хладагента 248,65 град. К, обеспечивающая одинаковые конечные параметры продукта при его замораживании в воздушном и плиточном морозильных аппаратах. Рассчитано удельное количество тепла, отводимого от продукта при замораживании, составившее 297,96 кДж/кг, а также изменение энтропии в системе "продукт-хладагент" для воздушного морозильного аппарата 0,17 кДж/(кг*град. К) и плиточного аппарата 0,09 кДж/(кг*град. К). Определены затраты энергии на компрессоры холодильной установки при замораживании 1 т продукта, равные для воздушного морозильного аппарата (без учета мощности электродвигателей вентиляторов) 46,2, для плиточного аппарата 27,7 кВт*ч/т и отражающие существенно более высокую энергоэффективность плиточных аппаратов по сравнению с воздушными.