holodteh022020 by nickolportnov

НАУЧНО ТЕХНИЧЕСКИЙ И ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКИЙ ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ЖУРНАЛ

Издается с января 1912 г. Москва Выходил под названиями: 1912 – 1917 – “ХОЛОДИЛЬНОЕ ДЕЛО” 1923 – 1924 – “Холодильное и боенское дело” 1925 – 1927 – “Холодильное дело” 1928 – 1929 – “Скоропортящиеся продукты и холодильное дело” 1930 – 1936 – “Холодильное дело” 1937 – 1940 – “Холодильная промышленность” С 1941 – “ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА”

2•2020 УЧРЕДИТЕЛЬ — ООО «ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ «ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА» ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР

CEO

С.В.Ващенко

S.V.Vashchenko

Kholodilnaya Tek h n ika

В НОМЕРЕ:

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР

EDITOR-IN-CHIEF

ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ

Л.Д.Акимова

L.D.Akimova

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ

EDITORIAL BOARD (RUSSIA)

Мировой рынок холодильного оборудования

Архаров А.М., д-р техн. наук, проф. (Москва) Бараненко А.В., д-р техн. наук, проф. (С.-Петербург) Белозеров Г.А., д-р техн. наук, чл.-корр. РАН (Москва) Бондаренко В.Л., д-р техн. наук, проф. (Москва) Выгодин В.А., д-р техн. наук, проф. (Москва) Галимова Л.В., д-р техн. наук, проф. (Астрахань) Колодязная В.С., д-р техн. наук, проф. (С.-Петербург) Смыслов В.И. (Москва) Сухомлинов И.Я., д-р техн. наук, проф. (Москва) Таганцев О.М., канд. техн. наук (Москва) Творогова А.А., д-р техн. наук (Москва) Товарас Н.В., канд. техн. наук (Москва) Фадеков Н.В. (Москва) Хисамеев И.Г., д-р техн. наук, проф. (Казань) Цветков О.Б., д-р техн. наук, проф. (С.-Петербург)

Arkharov A.M., D.Sc. Baranenko A.V., D.Sc. Belozerov G.A., D.Sc. Bondarenko V.L., D.Sc. Vygodin V.A., D.Sc. Galimova L.V., D.Sc. Kolodyaznaya V.S., D.Sc. Smyslov V.I. Sukhomlinov I.Ya., D.Sc. Tagantsev O.M., Ph.D. Tvorogova A.A., D.Sc. Tovaras N.V., Ph.D. Fadekov N.V. Khisameev I.G., D.Sc. Tsvetkov O.B., D.Sc.

ХИМХОЛОДСЕРВИС Товарас Н.В., Вашанов В.П., Амелькина Н.М., Артемов И.М., Бычков М.А., Савкина Н.В., Спасский И.А. Подарок «Лужникам»: идеальный лед в любую погоду

ДАНФОСС ЛЭНД Плешанов С.Ю., Катраев М.Ю. Интеграция систем охлаждения и отопления с целью повышения эффективности работы инженерного оборудования объекта розничной торговли

КУЛТЕК Хладагентные насосы HERMETIC-Pumpen

БИТЦЕР EuroShop 2020: сокращаем эмиссии СО2 с BITZER

РУСПРОМХОЛОД Инновационный фреон RGas 22 для замены R22: работает ВМЕСТЕ с R22, работает ВМЕСТО R22

Муравейников С.С., Никитин А.А., Митропов В.В., Татаренко Ю.В. Сравнительный анализ акустической эмиссии компрессорных агрегатов торгового холодильного оборудования

Поликарпов А.В., Викулов А.П., Зотов С.Н., Костенко А.А., Гальперин И.И., Лабутин А.Д. Безмасляный центробежный электрокомпрессор на лепестковых газодинамических подшипниках

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СОСТАВ (INTERNATIONAL EDITORIAL COUNCIL)

РАЗМЫШЛЕНИЯ О НАУКЕ

Coulomb Didier, PhD., IIR (France) Lavrenchenko G.K., D.Sc. (Ukraine)

Буторина А.В., Архаров А.М., Смородин А.И., Нестеров С.Б. Мышление и разум, информация и термодинамика

Зам. главного редактора Е.В.Плуталова Менеджер проектов Е.А.Скрябина Компьютерная верстка и дизайн Н.А.Ляхова Корректор Т.Т.Талдыкина Ответственность за достоверность рекламы несут рекламодатели. Рукописи не возвращаются.

ПИЩЕВЫЕ ПРОИЗВОДСТВА / ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ

Гурский И.А., Творогова А.А. Особенности производства структурированных кисломолочных десертов, обогащенных пищевыми волокнами

АДРЕС РЕДАКЦИИ:

МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВЫСТАВКИ / МОРОЖЕНОЕ

107045, Москва, Уланский пер., д. 21, стр. 2, оф. 1 Тел.: (495) 607=2396, 607=2426, 607=1145, 607=2066 E=mail: holodteh@holodteh.ru http://www.holodteh.ru

Скрябина Е.А. Sigep 2020: La Dolce Vita в Римини в год юбилея Феллини

Формат 60х881/8. Офсетная печать. Усл. печ. л. 8 ООО «Вива-Стар»

Докин Д. На Sigep едут за эмоциями и позитивным зарядом перед новым наступающим сезоном мороженого

Серов О. Для Италии мороженое и Gelato – это образ жизни, мысли и возможность предложить уникальные виды и сорта холодного лакомства

Уткина Н. Делегация Союза мороженщиков России на выставке Sigep

ПАТЕНТЫ И ИЗОБРЕТЕНИЯ © Холодильная техника, 2020

Любое воспроизведение материалов журнала только с письменного разрешения редакции.

Рукавишников А.М. Новые патенты России по холодильной технике и тепловым насосам

SCIENTIFIC TECHNICAL, ANALYTICAL AND INFORMATIONAL MONTHLY MAGAZINE Published since January, 1912. Moscow Appeared under the titles, as follows:

1912–1917 – “Kholodilnoye delo” 1923–1924 – “Kholodilnoye e boyenskoye delo” 1925–1927 – “Kholodilnoye delo” 1928–1929 – “Skoroportyashchiesya produkty e Kholodilnoye delo” 1930–1936 – “Kholodilnoye delo” 1937–1940 – “Kholodilnaya promyshlennost”

2•2020

Since 1941 – “KHOLODILNAYA TEKHNIKA”

K h olodilnaya Tek hnik a ФИРМЫ-ПАРТНЕРЫ

IN ISSUE: REFRIGERATING MACHINES AND APPARATUSES

World market of refrigerating equipment

KHIMKHOLODSERVIS Tovaras N.V., Vashanov V.P., Amelkina N.M., Artemov I.M., Bychkov M.A., Savkina N.V., Spassky I.A. Present to «Luzhniki»: perfect ice rain or shine

DANFOSS LAND Pleshanov S.Yu., Katraev M.Yu. Integration of refrigeration and heating systems in order to increase operating efficiency of engineering equipment of a retail facility

COOLTEСH Refrigerant HERMETIC-Pumpen pumps

BITZER EuroShop 2020: let’s reduce СО2 emission together with BITZER

RUSPROMKHOLOD Innovation refrigerant RGas 22 to replace R22: it operates in place of R22

Muraveynikov S.S., Nikitin A.A., Mitropov V.V., Tatarenko Yu.V. Comparative analysis of acoustic emission of compressor units of commercial refrigerating equipment

Polikarpov A.V., Vikulov A.P., Zotov S.N., Kostenko A.A., Galperin I.I., Labutin A.D. Oil-free centrifugal electric compressor with foil gas-dynamic bearings

THOUGHTS ON SCIENCE

Butorina A.V., Arkharov A.M., Smorodin A.I., Nesterov S.B. The human thinking and mind, information and thermodynamics

FOOD FACTORIES / PROCESSES AND APPARATUSES

Gursky I.A., Tvorogova A.A. Features of production of structured cultured milk desserts enriched with food fibers

INTERNATIONAL EXHIBITIONS / ICE CREAM

Skryabina E.A. Sigep 2020: La Dolce Vita in Rimini in the year of Fellini’s anniversary

Dokin D. Everyone goes to Sigep for emotions and a positive charge before the new ice cream season begins

Serov O. For Italy, ice cream and Gelato are a style of life, thoughts and the opportunity to offer unique kinds and varieties of cold treat

Utkina N. The delegation of the Union of ice cream producers of Russia at Sigep

PATENTS AND INNOVATIONS

Rukavishnikov A.M. New patents of Russia on refrigeration engineering and heat pumps

ЖУРНАЛ ВКЛЮЧЕН:  в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ);  в Перечень ВАК по специальностям 05.04.03 и 05.18.04

Холодильные машины и аппараты

МИРОВОЙ РЫНОК ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Обзор рынка Для роста рынка холодильного оборудования есть ряд объективных причин.  Круглосуточные магазины у дома и супермаркеты малого и среднего масштаба стали очень популярны у городских жителей, что создает прекрасные возможности для развития бизнеса, связанного с оборудованием для холодильной цепи.  Электронная торговля стимулирует модернизацию и замену существующего холодильного оборудования.  Экологическое законодательство диктует необходимость скорейшей замены устаревшего оборудования холодильных складов. Хладагенты с низким потенциалом глобального потепления (ПГП) находят все более широкое применение.  Повышенное внимание к вопросам продовольственной безопасности, а также модернизации, диверсификации и глобализации пищевого поведения способствует стремительному росту рынка холодильного оборудования и увеличению инвестиций в такие элементы холодильных цепочек, как холодильные склады и рефрижераторный транспорт.  Быстрый экономический рост и увеличение доли городского населения в ряде развивающихся стран Азии (в том числе в Индии) способствуют

революционным изменениям в отрасли распределения продовольствия, выражающимся в ускорении развития холодильной цепи. По оценке JARN, мировой рынок холодильного оборудования (с учетом таких сегментов, как монтаж и сервисное обслуживание) достиг в 2018 г. объема в 100,7 млрд долл. США, что на 4,6% больше, чем в 2017 г. При этом на коммерческий сегмент пришлось 64,8 млрд долл., на промышленный – 30,3 млрд долл., на рефрижераторный транспорт – 5,6 млрд долл. США. Крупнейшим рынком холодильного оборудования остается Северная Америка с объемом 14,1 млрд долл. США. Следом идет Азия (11,4 млрд долл.). Объем европейского рынка – 10,1 млрд долл. На долю прочих регионов приходится 7,9 млрд долл. США. Рост рынка холодильного оборудования составил 15,1% в Китае и 14,3% в Индии. Среди развитых стран США выделяются относительно молодым населением и стабильным экономическим ростом, что позволило рынку холодильного оборудования вырасти на 5,3%. Рынки Европы и Японии демонстрируют снижение отчасти из-за того, что им некуда расти, отчасти из-за старения и убыли населения. По сходным причинам показывает нулевой рост и рынок Австралии. В сегменте коммерческого оборудования 21,5 млрд долл. США принесли продажи холо-

Рис. 1. Мировой рынок холодильного оборудования по областям применения: а – в 2018 г.; б – в 2015–2018 гг.

№ 2/2020

дильных витрин, 5,9 млрд долл. – холодильники для напитков, 3,5 млрд долл. – машины для производства льда. Еще 6,5 млрд долл. получено от продажи таких типов оборудования, как холодильники, морозильники, наружные блоки. Объем продаж компонентов коммерческой холодильной техники составил 3,3 млрд долл., торговые автоматы принесли 2,4 млрд долл. Рынок холодильных витрин в США в 2018 г. вырос более чем на 5% по сравнению с 2017 г. В 2018 г. в Китае увеличение числа магазинов у дома и мини-супермаркетов поспособствовало росту спроса на холодильные витрины на 3–5%. Новыми катализаторами роста для китайской холодильной индустрии должны стать развитие электронной коммерции и строительство небольших холодильных складов в сельской местности. В Японии переход на новые хладагенты создает значительный спрос на оборудование для замены действующих систем. В то же время рост числа магазинов у дома и объемов продаж в них в 2018 г. был не так заметен. При этом японские розничные сети агрессивно осваивают территорию Китая и стран Юго-Восточной Азии. Кроме того, растет экспорт из страны высококачественных овощей, фруктов и морепродуктов. Индия, рынок которой бурно развивается, идет по стопам Китая. Развитие сетей кофеен, таких, как Starbucks, создает огромный спрос на машины для производства льда. Кроме того, Индия стала крупным экспортером рыбы и морепродуктов. Спрос на холодильное оборудование в стране велик, и ряд европейских производителей, таких, как Bitzer и Frascold, уже занимают значительную часть местного рынка. Также активную деятельность в Индии развернул и японский бренд Mayekawa. Среди местных производителей выделяется компания Blue Star. На ближневосточном рынке доминируют европейские производители. В сегменте морозильников и холодильных витрин ведущие позиции занимают Bitzer и Emerson. Заметная доля в сегменте коммерческого холодильного оборудования приходится на компании Arneg, Carrier и Epta. Компания Panasonic создала мощную сеть продаж в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ), Омане и Катаре и помимо основного бренда продвигает в регионе марку Hussmann, реализуя мультибрендовую стратегию освоения ближневосточного рынка коммерческих холодильников и холодильных витрин. Урбанизация способствует оттоку молодежи из сельской местности в большие города, что, в свою очередь, вызывает рост сегмента круглосуточных магазинов шаговой доступности. За последние годы этот бизнес, изначально появившийся в Японии, быстро развивается в странах Юго-Восточной Азии, № 2/2020

породив волну спроса на оборудование для охлаждения и замораживания продуктов. В Малайзии и Вьетнаме заметно вырос сегмент профессионального кухонного холодильного оборудования. В Японии пересмотр законодательства о продовольственной гигиене привел к ужесточению гигиенических требований в торговых центрах, специализированных магазинах премиум-класса и ресторанах быстрого питания. В свою очередь, произведенное в Японии торговое холодильное оборудование пользуется популярностью по всей Юго-Восточной Азии. В Юго- Восточной Азии выращивается много сельскохозяйственных растений, добываются пресноводная и морская рыба и морепродукты. Нехватка оборудования для создания холодильных цепей, ориентированных на эту продукцию, приводит к быстрой порче продовольствия и загрязнению окружающей среды. Поэтому скорейшая организация холодильных цепей – это в том числе и вопрос продовольственной безопасности региона. В настоящее время многие компании, выпускающие компрессоры для холодильного оборудования, создают в регионе новые производственные площадки и пункты сервисного обслуживания своего оборудования. Австралия, количество населения в которой невелико, демонстрирует небольшой рост сегмента продовольственной розницы. Вырос спрос на компактные морозильники. Кроме того, растет спрос и на холодильные витрины для супермаркетов, вызванный необходимостью замены устаревшего оборудования. На рынке довольно распространены компрессорные агрегаты, использующие в качестве хладагента диоксид углерода. Рыночные тенденции Переход от супермаркетов к магазинам шаговой доступности и электронной торговле Увеличение количества мини-супермаркетов и магазинов шаговой доступности, а также переход к новым бизнес-моделям торговли продовольствием, таким, как электронная, идут быстрыми темпами. В мировом масштабе переход от крупных супермаркетов к небольшим магазинам становится растущим трендом. Соответственно, увеличивается спрос на торговое холодильное оборудование, например на холодильные витрины, спроектированные специально для использования в маленьких магазинчиках. В индустрии логистики развитие электронной торговли порождает спрос на оборудование для холодильных складов и рефрижераторного транспорта. Структура спроса на холодильное оборудование изменится, сместившись в сторону изделий, приспособленных для нужд электронной торговли.

Холодильные машины и аппараты Несколько гигантов индустрии приняли стратегические планы по развитию «интеллектуальных складов», «умных» магазинов шаговой доступности, а также по созданию собственных брендов в секторе холодильных цепочек. Комплексное управление свежестью в рамках холодильной цепи должно осуществляться с использованием искусственного интеллекта, «интернета вещей» и облачных технологий. В дальнейшем, как ожидается, при покупке продуктов потребитель будет обращать внимание не только на бренд самого товара, но и на бренд используемой системы управления свежестью. Уже сейчас многие потребители в развитых странах уделяют серьезное внимание продовольственной безопасности, и появление брендов, гарантирующих качество и свежесть продуктов, имеет большой рыночный потенциал. Рост спроса на быстрозамороженные продукты Спрос на быстрозамороженные продукты растет во всем мире. Совершенствование холодильных технологий позволяет получать изысканнейшие быстрозамороженные блюда, полностью сохраняющие питательные свойства и вкус свежеприготовленной пищи и при этом отличающиеся удобством транспортировки и возможностью хранения в течение долгого времени. Лидером по объему производства и потребления быстрозамороженных продуктов являются США. Второй по величине потребитель – Европа, на третьем месте – Япония. С развитием экономики, ускорением темпа жизни и усугублением разделения труда спрос на удобные, вкусные и питательные быстрозамороженные продукты продолжит расти и в будущем. Миниатюризация холодильных витрин Рост числа продуктовых магазинов шаговой доступности подстегнул разработку специализированного торгового оборудования, такого, как холодильные витрины. Так как такие магазины чаще всего располагаются в районах с плотной застройкой, наружные блоки их холодильных систем должны быть компактными. Следуя тенденции к миниатюризации супермаркетов, и сами холодильные витрины в Европе, США, Австралии, Японии и Китае становятся меньше и тоньше. В Европе при замене оборудования супермаркетов вместо холодильных витрин с выносным холодильным агрегатом устанавливают модели со встроенным холодом. Таким устройствам не нужен наружный блок, и их монтаж обходится дешевле. В составе холодильного агрегата таких витрин часто используются герметичные поршневые компрессоры, работающие с экологически безопасным природным хладагентом R290 (пропаном). При-

менять горючий хладагент позволяет небольшой объем заправки подобных систем. Рост потребности в малых холодильных хранилищах Если с самого начала не позаботиться о сохранности продовольствия, оно придет в негодность даже при использовании надлежащего холодильного оборудования в процессе транспортировки и переработки. Если раньше в сегменте дистрибуции было принято вкладывать деньги в торговое оборудование и организацию продаж, то теперь серьезное внимание уделяется охлаждению на месте получения сырья. Предварительное охлаждение овощей в сельской местности становится очень важным этапом жизненного цикла продукта, и спрос на недорогие холодильные хранилища, возводимые прямо на месте производства сельскохозяйственной продукции, растет. Ряд крупных компаний приступил к производству небольших контейнерных холодильных установок, с помощью которых фермеры смогли бы создать холодильные камеры для предварительного охлаждения только что собранного урожая. Компрессорные агрегаты Компрессорно-конденсаторные агрегаты холодильных систем все чаще выполняются в виде модульных конструкций. Компрессорные агрегаты больших супермаркетов и холодильных складов обычно используют полугерметичные поршневые компрессоры. В последнее время все чаще применяют и компрессоры спирального типа. Многие производители разрабатывают горизонтальные компрессоры роторного типа. Азиатские компании, накопившие богатый опыт производства кондиционеров воздуха, стали экспертами в миниатюризации. Если европейские производители компрессоров лидируют в сегменте больших коммерческих холодильных систем, то конденсаторные агрегаты для малых систем поставляют компании из Азии. Комплексные решения Стараясь максимально удовлетворить запросы клиента, производитель берет на себя разработку проекта, установку холодильного оборудования, а также техническое обслуживание и текущий ремонт с использованием новейших технологий, таких, как «интернет вещей». Кроме того, производители консультируют заказчиков по вопросам повышения энергоэффективности холодильных систем и уменьшения количества вредных выбросов. Другой вариант — предоставление заказчику оборудования, которое может удовлетворить сразу все № 2/2020

его потребности в холодильной технике, обогревателях, вентиляционных системах, кондиционерах, кухонном оснащении, освещении и сигнализации. Подобные комплексные решения позволяют производителям установить с потребителем долговременные отношения, приносящие стабильный доход. Проблемы и перспективы Новые хладагенты В разных странах действуют различные условия перехода на новые хладагенты и сам переход идет с разной скоростью. В Европе в качестве хладагентов для крупных супермаркетов и холодильных хранилищ активно продвигаются диоксид углерода и аммиак. Диоксид углерода наряду с пропаном также рекомендуется для малых холодильных систем в продуктовых магазинах шаговой доступности. Кроме того, гидрофторолефиновые (ГФО) смеси с низким ПГП проходят испытания в качестве хладагентов для коммерческого холодильного оборудования. Степень распространения диоксида углерода как хладагента для коммерческого холодильного оборудования на севере и юге Европы значительно различается. В странах Северной Европы – Германии, Дании, Норвегии и Швеции – он используется почти в каждом новом магазине шаговой доступности, во всех новых сетевых супермаркетах и в большинстве торговых точек на автомобильных заправках. В Италии, Испании и во Франции, отличающихся более теплым климатом, CO2 в качестве хладагента для торгового оборудования применяется не так часто. В Китае поощряют использование систем на диоксиде углерода в супермаркетах и продуктовых магазинах. Однако капитальные затраты на установку таких систем слишком велики и степень их распространенности пока мала. В Японии системы на диоксиде углерода используются для замены действующего оборудования. Кроме того, получают распространение и системы на ГФО. Энергосбережение Энергоэффективность стала одной из важнейших характеристик холодильного оборудования. Такое оборудование, как правило, работает круглые сутки, потребляя огромное количество электроэнергии. Исследования показывают, что на долю холодильной техники приходится до 40% общего энергопотребления супермаркетов и до 25% небольших продуктовых магазинов. Очевидно, что владельцам складов и магазинов выгоднее устанавливать оборудование с более низким уровнем энергопотребления. По материалам JARN Продолжение следует. № 2/2020

Холодильные машины и аппараты

ПОДАРОК «ЛУЖНИКАМ»: ИДЕАЛЬНЫЙ ЛЕД В ЛЮБУЮ ПОГОДУ Канд. техн. наук Н.В. ТОВАРАС, канд. техн. наук В.П. ВАШАНОВ, Н.М. АМЕЛЬКИНА, И.М. АРТЕМОВ, М.А. БЫЧКОВ, Н.В. САВКИНА, И.А. СПАССКИЙ ООО «НПФ «ХИМХОЛОДСЕРВИС»

Весенняя погода с теплом и дождями нынешней зимой в Москве способствовала существенному нарушению качества льда на многих открытых катках с искусственным льдом, а некоторые площадки вообще не смогли привести в рабочее состояние и использовать их для массового катания. Однако новое открытое ледовое поле в Лужниках не испытало этих проблем благодаря холодильным машинам УХК600.

Одной из сложнейших технических и организационных проблем, решенных НПФ «ХИМХОЛОДСЕРВИС» в 2019 г., стало создание системы охлаждения открытого катка «Южный Полюс» площадью 16000 м2 в «Лужниках». Перед фирмой была поставлена задача – в кратчайшие сроки (за 4 месяца – с июля по октябрь) изготовить, смонтировать, наладить и запустить 12 холодильных машин, размещенных в шести контейнерных установках и предназначенных для намораживания льда на катке массового катания. Для своевременного выполнения задания была оперативно разработана конструкторская документация на холодильные машины и контейнеры, оснащенные системами вентиляции, обогрева, освещения и противопожарной сигнализации. В процессе разработки были существенно изменены и улучшены проектные решения существующей рабочей документации. По первоначальному проекту генпроектировщика намораживание и поддержание льда на ледовом поле реализовывалось по секторам: каждый из шести секторов обслуживался своей моноблочной холодильной машиной уличного исполнения на базе полугерметичных компрессоров. При этом коллекторы подачи хладоносителя к разным секторам не имели общих соединительных линий; отсутствовала возможность

переключения между холодильными машинами по секторам; холодильные машины не резервировали друг друга. В этой схеме при выходе из строя одной машины целый сектор (1/6 поля), остающийся без холодоснабжения и без возможности поддержания ледовой поверхности другими холодильными машинами, неизбежно разморозится, а весь каток будет необходимо закрывать на период ремонта. Кроме этого, при таком техническом решении даже при снижении температуры окружающего воздуха требуется постоянная работа всех холодильных машин, так как снижение общей потребности в холоде не позволяет уменьшить число работающих машин, поскольку каждая из них «отвечает» только за свой сектор. При этом все холодильные машины будут работать в неоптимальном с точки зрения энергоэффективности режиме (режиме минимальной мощности). Заложенные в первоначальном проекте уличные моноблочные машины с открытым расположением компрессоров, электросистем и шкафа управления отлично подходят для летней эксплуатации, когда отключаются и не используются в зимний период (они и были изначально разработаны для систем кондиционирования). Однако в данном случае № 2/2020

предполагается только зимняя работа сразу шести холодильных машин, эксплуатация которых на открытом воздухе при необходимости ежедневного обслуживания, контроля и изменения режимных параметров представляет собой большую проблему. Также огромной проблемой был дефицит электроэнергии на объекте. В проекте были заложены полугерметичные компрессоры фирмы Bitzer. Особенность такого типа компрессоров заключается в том, что в одном корпусе находятся сам компрессор, маслоотделитель и электродвигатель. При этом электродвигатель переразмерен для возможности работы при положительных температурах кипения в системах кондиционирования (для которых он и был разработан), так что установленная мощность встроенного в корпус электродвигателя составляет 246 кВт при потребляемой мощности 111 кВт. И таких компрессоров в установке 12 шт. В своем предложении мы постарались исключить указанные слабые стороны первоначального проекта. Для повышения энергетической эффективности холодильных машин в качестве компрессоров были предложены открытые компрессоры Bitzer, работающие с экономайзерами в двух независимых холодильных контурах. Это позволило значительно снизить установленную мощность при одновременном повышении холодопроизводительности. Холодильный коэффициент (отношение холодопроизводительности к потребляемой мощности) у открытых компрессоров выше, чем у полугерметичных, что снижает затраты на оплату электроэнергии на 5–10% (в открытых компрессорах применяется воздушное охлаждение двигателя в отличие от полугерметичных, где охлаждение двигателя осуществляется хладагентом, что понижает холодопроизводительность). Конструкция агрегата на базе открытого компрессора делает его более ремонтопригодным: замену электродвигателя (в случае выхода его из строя) можно провести прямо на объекте, а полугерметичный компрессор для этого придется везти в сервисный центр. Но самое главное, применение открытого компрессора позволяет подобрать электродвигатель, соответствующий режиму работы, и тем самым значительно снизить установленную мощность. Переход на открытые компрессоры с

подобранными непосредственно на рабочий режим электродвигателями (110 кВт вместо 246 кВт) позволил снизить общую установленную мощность холодильного оборудования на 1632 кВт! Применение теплообменника-экономайзера в холодильном цикле дополнительно повысило холодильный коэффициент из-за дополнительного переохлаждения сконденсированного хладагента и практической реализации двухступенчатого сжатия в винтовом компрессоре. Было предложено использовать холодильные установки в контейнерном исполнении для удобства зимней эксплуатации оборудования. Доступ к холодильному оборудованию и технологическим узлам осуществляется с любой стороны, выдержаны необходимые проходы и проемы для обслуживания, доступа к шкафу управления и его свободному открытию. Таким образом, для обслуживающего персонала нет необходимости выходить из теплоизолированного контейнера, внутри которого поддерживаются комфортные условия благодаря встроенной системе вентиляции и отопления, что особенно актуально в связи с сезонностью использования оборудования (в зимнее время) на открытом ледовом поле. Как показала практика наладки и эксплуатации холодильного и вспомогательного оборудования, контейнерное исполнение является единственно верным решением, позволяющим сотрудникам производить работы в необходимых комфортных условиях.

Сравнение параметров одного компрессора и всей установки в первоначальном проекте и в предложении НПФ «ХИМХОЛОДСЕРВИС» Параметры 1 компрессор Вся установка Потребляемая мощность, 1 компрессор кВт Вся установка 1 компрессор Установленная мощность, кВт Вся установка Холодильный коэффициент Холодопроизводительность, кВт

№ 2/2020

Первоначальный проект 286 3432 111 246 246 2952 2,58

Предложение НПФ «ХИМХОЛОДСЕРВИС» 306 3672 102 1224 110 1320 3,00

Улучшение характеристик ↑ 7% ↓ 9% ↓ 55% ↑ 16%

Холодильные машины и аппараты

Несмотря на то, что заказчик принял наш вариант замены холодильных машин, начальный проект холодоснабжения поля в части распределения коллекторов хладоносителя был оставлен без изменений. Однако сжатые сроки и отсутствие строительной готовности обнажили указанную ранее проблему холодоснабжения по секторам и способствовали срочному изменению схемы холодоснабжения. Ввиду того что новая подстанция не была введена в эксплуатацию к моменту наморозки поля, электричество подавалось от имеющихся источников с ограниченной мощностью. Стало ясно, что одновременно работать смогут лишь несколько подключенных холодильных машин, а по первоначальному проекту это позволило бы наморозить лед только на части секторов поля. Были приняты срочные меры по установке дополнительных соединительных линий между коллекторами хладоносителя с переключающими вентилями, так, чтобы одна холодильная машина смогла работать на несколько секторов поля.

Отдельной проблемой, решенной фирмой, была работа по первоначальной наморозке льда в режиме подачи электропитания по временной схеме, когда питающее напряжение электродвигателей компрессоров было в пределах 325–360 В. При этом появилась необходимость в круглосуточном контроле работы оборудования с постоянным присутствием обслуживающего персонала. С одной стороны, пониженное напряжение приводило к значительному увеличению рабочих токов при выходе оборудования на максимальную производительность и, как следствие, вело к аварийной остановке компрессоров по сигналу превышения тока; с другой – отсутствие теплоизоляции на коллекторах хладоносителя и между поверхностью земли и айс-матами вело к повышенным потерям холода и увеличению времени наморозки ледовой поверхности из-за необходимости длительной проморозки грунта под полем в сочетании с неблагоприятными погодными условиями (при температуре воздуха порядка +3…+7 оС и частых дождевых осадках). Все эти обстоятельства вынудили наши службы – производство, конструкторов, рабочих, ИТР, пусконаладчиков – выполнить работу в сжатые сроки и с полной отдачей для реализации договорных обязательств. Необходимо отметить, что оборудование, монтажные и пусконаладочные работы были произведены на самом высоком уровне, что позволило оперативно и без срыва сроков совместными усилиями служб заказчика, генподрядчика и специалистов НПФ «ХИМХОЛОДСЕРВИС» получить в самых сложных условиях лед отличного качества толщиной более 250 мм. А технические решения, заложенные нашей фирмой в конструкцию оборудования, продемонстрировали не только высокие технические характеристики, но и высокие эксплуатационные показатели, удобство и комфорт для сотрудников.

№ 2/2020

Новости

Климат Арктики Изучая разломы арктических льдин, ученые из Университета штата Юта в США сделали довольно интригующее наблюдение, выводы из которого были опубликованы в журнале Nature Communications в январе прошлого года. Замерзшая морская вода, составляющая паковый лед, далеко не является однородным слоем льда. На самом деле, он испещрен многочисленными шероховатостями и разломами, играющими важную роль в энергетическом балансе арктического региона, в частности, в холодное время года.

Действительно, морская вода в разломах находится в прямом контакте с ледяным воздухом полярной ночи, т.е. это устройство, которое подает большой поток тепла и влаги из океана в атмосферу. В контексте глобального потепления, когда толщина и площадь пакового льда быстро уменьшаются, было высказано предположение, что количество трещин увеличивается. Поэтому необходимо учитывать влияние разломов на энергетические потоки. До сих пор ученые считали, что умножение разломов способствует увеличению низкого слоя облачного покрова. Облака затем усиливают начальное радиационное возмущение, задерживая тепло у земли. Однако новая работа открыла совершенно иную картину. В недавнем исследовании ученые обнаружили, что наиболее разрушенные участки связаны с меньшим количеством облаков. В полном противоречии с парадигмой, упомянутой выше! На пути к лучшему пониманию арктического морского льда, объединив несколько наборов наблюдений и используя моделирование с очень высокой степенью точности, ученые смогли объяснить это, мягко говоря, неожиданное открытие. На самом деле новые разломы начинают замерзать уже через несколько часов, образуя тонкий слой льда. Ощутимый тепловой поток все еще легко выходит из океана, но не водяной пар. Другими словами, вблизи разломов наблюдается локальное снижение относительной влажности, из-за чего низкие облака имеют тенденцию рассеиваться. Это можно рассматривать как небольшую отрицательную обратную связь, которая увеличивает эффективность замерзания разломов, так как облачность уменьшается, усиливается излучение энергии в космос и, следовательно, снижается температура. Эти результаты позволят лучше понять динамику северного ледникового покрова и предсказать его будущие изменения в контексте изменения климата. https://new-science.ru/issledovateli-sdelalineozhidannoe-nabljudenie-v-arktike/ № 2/2020

Холодильные машины и аппараты

Интеграция систем охлаждения и отопления с целью повышения эффективности работы инженерного оборудования объекта розничной торговли С. Ю. ПЛЕШАНОВ, технический директор, ООО «УК «ЛЭНД» М. Ю. КАТРАЕВ, инженер, ООО «Данфосс»

Для компаний, работающих на рынке розничной торговли продуктами питания, все более актуальной становится задача снижения затрат на строительство и эксплуатацию магазина по причине все возрастающей конкуренции. Благодаря этому популярность набирает направление интеграции инженерных систем. Другая проблема, с которой сталкиваются розничные сети, – увеличение дефицита качественных торговых площадей, оснащенных всеми необходимыми коммуникациями. Дефицит электрических мощностей и отсутствие доступного источника тепла – наиболее часто встречающиеся препятствия для принятия положительного решения об открытии магазина даже в географически привлекательной локации. Одним из примеров успешной интеграции инженерных систем являются транскритические холодильные установки, рабочим веществом (хладагентом) которых служит диоксид углерода. Помимо поддержания температуры продуктов в средне- и низкотемпературных витринах и камерах такие системы позволяют обеспечить охлаждение воздуха в производственных цехах магазина, а также вырабатывать тепло как для получения горячей воды, так и для отопления магазина. В силу экономических и правовых особенностей в России системы на диоксиде углерода пока что актуальны для магазинов среднего и большого формата (супермаркеты и гипермаркеты). Для магазинов малого формата на данный момент основным хладагентом на территории России остается гидрофторуглерод (R404A). Для обеспечения теплом в этом случае рассматриваются разные варианты, например утилизация теплоты конденсации, использование теплового насоса как воздушного, так и геотермального. Есть также решения с теплотрансформаторами для повышения потенциала теплоты конденсации. Ранее авторы приводили сравнение трех решений для отопления магазина (небольшой супермаркет площадью 800 м2), не подключенного к системам центрального отопления и газоснабжения и получающего только электропитание*. 1. Магазин отапливается электричеством. Холодильная установка работает независимо. * Плешанов С.Ю., Катраев М.Ю. Повышение эффективности работы инженерного оборудования объекта розничной торговли// Холодильная техника. 2018. № 6. С. 22–23.

2. Для отопления частично используется теплота конденсации. Дополнительно установлена система электрического отопления. 3. Холодильная установка работает независимо. Отопление осуществляется при помощи воздушного теплового насоса. По результатам расчета наиболее выгодным с точки зрения затрат на электроэнергию оказался вариант 3. Экспериментальные данные подтвердили преимущества организации системы отопления на базе воздушного теплового насоса и доказали высокую эффективность такого проекта для магазина площадью 800 м2 из-за снижения потребления электроэнергии по сравнению с отоплением электрическим котлом на действующих объектах. Система отопления магазина на базе воздушного автономного теплового насоса, разработанная инженерами компании «ЛЭНД», помимо снижения эксплуатационных затрат обладает также такими преимуществами, как модульность и автономность (нет связи с холодильным контуром), что позволяет отапливать помещение вне зависимости от текущей производительности холодильной установки и оснащать такими системами даже действующие магазины без необходимости их закрытия на длительную реконструкцию. Система может работать при температуре наружного воздуха до –30 оС, что дает возможность применять ее для достаточно широкого ряда регионов Российской Федерации. Дальнейшие совместные разработки компаний «ЛЭНД» и «Данфосс» были направлены на снижение капитальных затрат и тем самым снижение срока окупаемости новых магазинов и объектов полной реконструкции. Возникла идея интегрировать тепловой насос в холодильную систему. При этом теплопотери помещения магазина могут частично компенсироваться работой холодильной системы. Известно, что требуемая холодопроизводительность оборудования снижается на 30% в осенне-весенний период и на 70% в зимний период. Таким образом, часть компрессорного оборудования находится частично или постоянно в отключенном состоянии, его ресурсы не используются. В то же время в магазине возникает существенная потребность в тепле, которую можно скомпенсировать за счет освобожденной мощности компрессоров. В летний период все компрессоры работают на охлаждение, отопление не № 2/2020

Рис. 1. Cхема работы холодильного компрессорного агрегата, объединенного с тепловым насосом: 1 – компрессор теплового насоса; 2 – универсальный компрессор; 3 –низкотемпературный компрессор; 4 – воздушный теплообменник обогрева торгового зала; 5 – конденсатор; 6,7,8 – испарители низкотемпературного, среднетемпературного контура и теплового насоса соответственно; 9 – линия оттайки горячим газом

требуется. В осенний период появляется потребность в тепле, которая существенно возрастает в зимний период, а холодильная нагрузка снижается. Таким образом, возникает возможность реорганизовать работу оборудования с целью оптимального использования ресурсов. Подобное схемное решение в совокупности со специальным алгоритмом управления позволяет гарантированно скомпенсировать теплопотери магазина и уйти от необходимости подбирать тепловой насос на максимальную производительность, а также полностью обеспечить холодоснабжение магазина. Функциональная схема установки показана на рис. 1. Компрессор 1 включается в случае потребности в отоплении; компрессор 3 обслуживает низкотемпературных потребителей независимо от времени года; компрессор 2 является универсальным и может использоваться и как среднетемпературный компрессор, и как компрессор теплового насоса. При возникновении потребности в отоплении пар, нагнетаемый компрессорами, подается в воздушные теплообменники обогрева торгового зала 4, где происходит передача тепла, после чего хладагент направляется в конденсатор 5 для окончательной конденсации и переохлаждения. Внешний воздухоохладитель 8 расположен на улице и предназначен для создания тепловой нагрузки в холодное время года. Наличие дополнительной нагрузки позволяет эффективно использовать теплоту нагнетания. Для внешнего воздухоохладителя применена оттайка горячим газом, что не только снижает общее энергопотребление системы, но и существенно сокращает время на проведение оттаивания. Для управления рассмотренной системой применяются механические и электронные компоненты производства «Данфосс». Алгоритмы управления разработаны совместно специалистами компаний «ЛЭНД» и «Данфосс» и реализованы на базе программируемого логического контроллера серии МСХ, который отвечает за управление компрессорами холодильного контура и контура теплового насоса, логику переключения № 2/2020

Рис. 2. Общий вид холодильной установки с интегрированным тепловым насосом

между режимами «лето/зима», защиту компрессоров, управление процессом оттайки испарителя теплового насоса. На рис. 2 представлена централь на базе поршневых компрессоров Dorin с интегрированным тепловым насосом, изготовленная российской компанией Elementum и обеспечивающая холодоснабжение и отопление магазина. Система не имеет аналогов в России и в настоящий момент проходит ее патентование. Широкий модельный ряд позволяет закрыть все возможные потребности магазинов малых и средних форматов. В настоящее время подобные системы проходят полевые испытания в магазинах сети X5 Retail Group. По результатам реализации пилотных проектов капитальные затраты на представленное оборудование оказались ниже, чем при отдельно устанавливаемом тепловом насосе. Фактические замеры энергопотребления в магазинах позволят дать реальную оценку эффективности системы. Дмитрий Медведев, начальник инженерно-технического обеспечения X5 Retail Group, принимавший непосредственное участие в разработке решения, отмечает: «Опыт эксплуатации показал, что использование теплового насоса позволяет снизить энергопотребление магазина на 50% по сравнению с электрическим обогревом. Представленная комбинированная установка полного отопления и холодоснабжения магазина – это третье поколение системы отопления магазинов с помощью воздушного теплового насоса, который зарекомендовал себя как надежное и эффективное решение в нашей сети. Система имеет ряд существенных преимуществ. Прежде всего, это снижение капитальных затрат благодаря оптимальному использованию ресурсов мощности компрессора. Подключение к централизованной системе диспетчеризации позволяет оптимизировать режим работы системы и использовать ее совместно с другими системами магазина. В данной схеме впервые была применена оттайка внешнего воздухоохладителя теплового насоса горячим газом, что позволяет существенно снизить эксплуатационные затраты и ускорить прохождение оттайки. Рассчитываем, что подобная система позволит не просто решить проблему с отоплением, возникающую при подборе торговых площадей, но и принесет существенную экономическую выгоду при эксплуатации объектов».

Холодильные машины и аппараты

ХЛАДАГЕНТНЫЕ НАСОСЫ HERMETIC-PUMPEN Немецкая компания HERMETIC-Pumpen GmbH является ведущим разработчиком и производителем надежных центробежных герметичных насосов и насосных технологий для холодильной, химической, нефтегазовой, атомной, фармацевтической и пищевой промышленности. Будучи экспертом в области насосов с герметичными экранированными двигателями, компания заслужила всемирную репутацию производителя безопасных и долговечных насосов, которые могут использоваться в самых экстремальных условиях и опасных средах. Насосы HERMETIC подходят для температур жидкости от –160 до +480 оC и давления в системе до 120 МПа. HERMETIC предлагает насосы с электродвигателями от 1 до 690 кВт – самой большой мощности на рынке.

Модельный ряд HERMETIC представлен насосами серий CNF (одноступенчатые) и САМ(R) (многоступенчатые). Серия насосов CNF подходит для систем, где необходимы низкий напор (до 60 м ж.ст.) и большие расходы жидкости. В данной серии установлено 1 рабочее колесо, диаметр которого может меняться с шагом 1 мм. Насосы серии CAM(R) подходят для систем, где необходимы высокий напор (до 140 м ж.ст.) и небольшие расходы жидкости. В этой серии насосов применяются от 2 до 6 рабочих колес, исполнение всасывающего патрубка может быть осевым или радиальным для взаимозаменяемости с насосами WITT. Рабочий диапазон насосов Серия CNF: • Подача Q: max. 50 м3/ч • Напор Н: max. 57 м ж.ст.

Серия CAM: • Подача Q: max. 35 м3/ч • Напор Н: max. 130 м ж.ст.

Особенности производства Ассортимент продукции HERMETIC для холодильной промышленности включает стандартную серию (S-Line) с 24 моделями насосов и модульную серию (V-Line), которая включает в себя более 400 насосов особой конфигурации. Холодильные насосы HERMETIC были разработаны для различных областей применения – для работы с NH3, CO2, фреонами, водно-гликолевыми смесями или синтетическими маслами. Стандартные модули и компоненты, а также автоматизированный программный процесс разработки являются залогом уникального ассортимента для рынка. Все насосы соответствуют высочайшим стандартам качества HERMETIC. В ходе строительства нового завода и расширения ассортимента оборудования весь производственный процесс был реструктурирован в соответствии с принципами бережного производства. В результате клиенты могут получить любую из 24 моделей линейки S-Line в течение 15 рабочих дней. По запросу кли№ 2/2020

ента возможна экспресс-отгрузка продукции S-Line в течение 5 рабочих дней. Средний срок производства 400 моделей линейки V-Line – 6 недель. Переход на новый принцип отслеживания материалов и производственной информации позволил HERMETIC добиться чрезвычайно коротких сроков поставки, несмотря на огромное разнообразие моделей и малый размер партии (от 1шт). Формирование стоимости осуществляется в соответствии с потребностями клиента. Модульная система является основой для сборки – от двигателя, гидравлики и вала до окончательной сборки. Собранное изделие проходит процесс тестирования на испытательной станции. Пользовательские модификации в серии V-Line устанавливаются непосредственно на линии сборки. Таким образом, благодаря интегрированному процессу модификации упрощается конвейерное производство и сокращается время простоя и ожидания. Была внедрена также система e-Kanban на базе RFID-меток для отслеживания движения материалов и компонентов на производстве и отправки автоматических уведомлений снабженцам при необходимости пополнения запасов. Благодаря проведению регулярного обучения руководящего и производственного персонала каждый сотрудник приобрел знания и навыки, необходимые для понимания и применения принципов и методов бережливого производства. Применение на судах С обновленной сертификацией насосов для хладагентов в соответствии с Российским морским регистром судоходства (РМРС) HERMETIC-Pumpen GmbH продолжает расширять свое присутствие на российском судостроительном рынке. Немецкий эксперт в области насосов вновь получил одобрение для работы на нем в конце 2018 г. – сертификацию прошли одноступенчатые и многоступенчатые насосы с экранированными электродвигателями серий CNF и CAM. HERMETIC поставляет большую часть своих насосов с экранированным электродвигателем, про-

изведенных на головном предприятии в Германии, для холодильной промышленности. Эти насосы все чаще используются для перекачки природных хладагентов, таких, как аммиак (NH 3), диоксид углерода (CO2), фреоны и водно-гликолевые смеси. Основным преимуществом насосов с экранированным электродвигателем от HERMETIC является высокое значение среднего времени безотказной работы (СВБР). Как и в холодильных системах для пищевой промышленности и глубокой заморозки, насосы для хладагентов на судах должны быть исключительно надежными. Как правило, они используются в холодильных камерах на рыболовецких траулерах, где сбой насосов недопустим. Отсутствие каких-либо динамических уплотнений, таких, как механические, и бесконтактная работа на гидродинамических подшипниках скольжения обеспечивают эксплуатацию, не требующую техобслуживания, и значительно увеличивают средний срок службы насосов HERMETIC. Например, насосы последнего поколения HERMETIC, разработанные специально для установок охлаждения жидкостей, имеют значение СВБР порядка 105 ч. Насосы HERMETIC используются в морских технологиях также для перекачивания перегретой воды (температурой выше 100 оC) и для охлаждения прибрежных ветрогенераторов.

Компания «КУЛТЕК» является авторизованным представителем компании HERMETIC-Pumpen в России в части насосного оборудования для холодильной промышленности. Наши специалисты всегда рады ответить на ваши вопросы по телефону в Санкт-Петербурге +7 (812) 648-22-33 или по электронной почте info@cooltech.ru. www.cooltech.ru

№ 2/2020

Холодильные машины и аппараты

EUROSHOP 2020: СОКРАЩАЕМ ЭМИССИИ CO2 С BITZER Зиндельфинген/Дюссельдорф, 29.01.2020. Эксперт в технологии охлаждения и кондиционирования воздуха BITZER участвует в этом году в выставке EuroShop: на стенде D59 в зале 17 посетители могли ознакомиться с продуктами и решениями для хладагентов с низким GWP, особенно для CO2. Многие годы BITZER является пионером в области создания новых продуктов с высокой энергоэффективностью, в частности дружелюбного для пользователя оборудования для хладагентов с низким GWP. В течение десятилетий компания разрабатывает традиционные компоненты систем охлаждения и кондиционирования воздуха для таких хладагентов, как CO2, аммиак и хладагенты группы A2L, а также новые методы регулирования производительности. В последние годы основное внимание участников рынка фокусировалось на типах применяемых хладагентов; теперь же промышленность начинает переориентироваться на потребление энергии холодильными установками. Поэтому на стенде BITZER на EuroShop 2020 представлены ключевые продукты для систем на CO2, а также интеллектуальные компоненты и конденсаторные агрегаты для работы с хладагентами группы A2L.

BITZER создает компоненты для надежных решений: для природных хладагентов и хладагентов со сверхнизким GWP, для повышения эффективности. Целостный взгляд как на баланс CO2 в холодильных системах, так и на налогообложение, связанное с выбросами CO2 (не только от утечек хладагентов), требует новых подходов. Специалисты BITZER были рады обсудить их на стенде на EuroShop. Поршневые компрессоры: прогресс и эффективность Поршневые компрессоры BITZER ECOLINE (рис. 1) обладают высокой энергоэффективностью как при полной, так и при частичной нагрузке и предназначены для очень широкого спектра применений, выходящих за рамки использования только в супермаркетах. Одно из преимуществ серии – максимальная свобода выбора хладагента, будь то новые смеси с низким GWP, хладагенты HFO, такие, как R1234yf, R1234ze (E), или при-

родные хладагенты. С поршневыми компрессорами BITZER пользователи найдут подходящее решение для любых требований. * * * ECOLINE также включает серию компрессоров ME (рис. 2), которая была специально разработана для докритических циклов CO2 с давлением до 100 бар. BITZER дополнил эту серию двумя 6-цилиндровыми моделями, которые имеют объемную производительность 54 м3/ч и 64,9 м3/ч (при частоте 50 Гц) и особенно подходят для больших холодильных систем в гипермаркетах и распределительных складах.

Рис. 2. Поршневые компрессоры ECOLINE серии ME от BITZER могут применяться в бустерных и компаундных системах, а также в гибридных системах

Рис. 1. Поршневые компрессоры BITZER серии ECOLINE идеально подходят не только для CO2-систем

* * * ECOLINE +, новейшая серия поршневых компрессоров BITZER (рис. 3), доступна в 4- и 6-цилиндровом исполнении для CO2 и наилучшим образом подходит для супермаркетов. В компрессорах серии ECOLINE + используются электродвигатели с постоянным магнитом и линейным запуском, которые обеспечивают двойную прибавку эффективности № 2/2020

хладагентами. BITZER также впервые представляет на выставке агрегаты ECOLITE в исполнении для хладагентов с низким GWP категории A2L, т.е. перспективное решение для хладагентов с GWP менее 150. Конденсаторные агрегаты сконструированы таким образом, что все их компоненты легко доступны (рис. 4), и при необходимости их обслуживание не составит труда. Кроме того, для всех моделей ECOLITE имеется возможность быстрого монтажа и ввода в эксплуатацию благодаря удобному контроллеру с ПО BEST. Рис. 3. Серия ECOLINE+ от BITZER предлагает комплексное решение для исключительной энергоэффективности

OS.95: эффективный, мощный и универсальный

из-за увеличенной эффективности электродвигателя и вследствие этого уменьшенной передачи тепла к хладагенту. Эта технология двигателя позволяет компрессорам достичь SEPR (годовой коэффициент полезного действия) до 14 %. ECOLITE: универсальное решение для средне- и низкотемпературного охлаждения Конденсаторные агрегаты ECOLITE LHL3E и LHL5E работают в широком диапазоне производительностей – от 1,5 до 5 кВт для низких температур и от 3,5 до 16 кВт для средних температур. Одно из их больших преимуществ ECOLITE – каждая из моделей может использоваться не только в различных температурных диапазонах, но и с различными

Рис. 5. Винтовые компрессоры BITZER серии OS.95 оснащены встроенным IQ-модулем

Энергоэффективная серия винтовых компрессоров OS.A95 BITZER предлагает экологичное и мощное решение для больших холодильных систем, особенно на аммиаке. Широкий диапазон применения компрессоров этой серии в сочетании с автоматической регулировкой Vi позволяет эффективно использовать OS.A95 в системах кондиционирования, охлаждения и в низкотемпературных системах. Усовершенствованные профили ротора и большие площади поперечных сечений потоков в компрессоре также способствуют эффективной работе. Кроме того, встроенный IQ-модуль упрощает работу компрессора, управление и контроль (рис. 5). Серия включает универсальные модели серии OSKA для всех областей применения и серии OSNA для особых низкотемпературных холодильРис. 4. Агрегаты ECOLITE предлагают удобный доступ ко всем ных систем. компонентам и простой ввод в эксплуатацию благодаря концепции Фото: BITZER «plug-and-play»

Будучи независимым специалистом в области технологий охлаждения и кондиционирования воздуха, BITZER присутствует во всем мире: с продуктами и сервисами для холодоснабжения, комфортного и технологического кондиционирования, а также для транспортных холодильных систем. BITZER обеспечивает оптимальные температурные условия для хранения продуктов питания в торговле, для производственных процессов и для создания комфортного климата в помещениях – всегда с максимально возможной энергоэффективностью и качеством. Глобально BITZER представлен 65 предприятиями в 34 странах мира, включая производственные площадки и торговые компании. Партнерская сеть BITZER, состоящая из дистрибьюторов, дилеров и сервисных компаний, охватывает почти все страны мира. В 2018 г. оборот компании составил 740 млн евро; при этом расходы на исследования и новые разработки составили 37 млн евро.

№ 2/2020

Новости

Электрические батарейки на СО2 Команда инженеров из Университета Иллинойса в Чикаго, США, сообщила о создании первой в мире батарейки на СО 2, способной к полной перезарядке. Им удалось решить проблему накопления углерода в катализаторе, из-за которой раньше подобные конструкции быстро выходили из строя. Прототип новой батарейки уже проработал 500 циклов (при прежних показателях в 5–10 циклов). Накопление углерода снижало активность катализатора, тормозило диффузию диоксида углерода и вдобавок провоцировало деградацию электролита в заряженной батарейке. Решением стало использование новых материалов, а именно наночешуек дисульфида молибдена для катализатора на катоде и применение гибридного электролита нового типа из ионной жидкости и диметилсульфоксида.

№ 2/2020

Благодаря этому «выходным продуктом» работы батарейки стало композитное вещество. Углерод входит в его состав, но не выделяется в чистом виде и потому не вступает в реакцию с компонентами батарейки, не накапливается и не создает помех. Батарейку можно называть «углероднейтральной», что и является залогом увеличения срока ее работы. Хотя 500 циклов перезарядки уже неплохо, но технология все еще является экспериментальной и о создании коммерческих версий таких батареек говорить еще рано. Пока это демонстрация еще одного решения старой задачи о том, что делать с избытком углекислого газа в атмосфере, как извлечь из него пользу. Что касается реализации самой концепции – такие батарейки действительно могут быть созданы уже в ближайшем будущем. www.technocult.ru

Новости

Ученые нашли разгадку редкого феномена «ледяных волос» Если температура зимой колеблется около нуля градусов, стоит высокая влажность и наблюдатель находится между 45 и 55 градусами северной широты, среди леса, то у него есть шанс столкнуться с необычным явлением, которое носит название «ледяных волос». Это тонкие нити или пряди, состоящие изо льда, которые вырастают на поваленных деревьях. Зрелище очень необычное. Строго говоря, точный механизм появления ворса на деревьях неизвестен до сих пор. Прежде считалось, что лежащее дерево выпускает на морозе сок, который и замерзает нитями, но теперь установлено, что разрушает древесину гриб, а выступающая на поверхности жидкость – побочный продукт. Соприкасаясь с холодным воздухом, она замерзает кристаллом льда. Но, так как снизу давит поток, кристаллы нагромождаются друг на друга, выстраиваясь в нить. Ее толщина всего 0,01 мм при длине до 20 см. Но почему эти тонкие и хрупкие конструкции не лома-

ются? Оказалось, что помимо воды гриб извлекает из целлюлозы и выбрасывает наружу лингин и танин. При контакте с водой на морозе они становятся чем-то вроде клея, который укрепляет нити. И они же, вероятно, мешают образоваться крупным фрагментам льда, заставляя нити расти обособленно, не смешиваясь. Теперь ученым предстоит проверить свою гипотезу наблюдениями в живой природе. www.techcult.ru № 2/2020

Инновационный фреон RGas 22 для замены R22: работает ВМЕСТЕ с R22, работает ВМЕСТО R22 В своих публикациях мы уже неоднократно упоминали о том, что по Монреальскому протоколу в России происходит исключение из обращения фреонов гидрохлорфторуглеродной (ГХФУ) группы, самым известным и распространенным представителем которой является дифторхлорметан – фреон R22 (хладон R22). Компания «РусПромХолод» предлагает для замены фреона R22 фреон RGas 22, обладающий достаточно уникальными физическими, химическими и термодинамическими свойствами. • Температура кипения RGas 22 составляет –48,5 оС (почти на 20% ниже, чем у R22, и значительно ниже, чем у всех известных на данный момент ГФУ-заменителей R22), что способствует увеличению холодопроизводительности и эффективности оборудования, использующего RGas 22. • Широкий температурный диапазон использования RGas 22 (низко- и среднетемпературные установки) обеспечивает успешное применение хладагента RGas 22 в различных областях холодильной техники. • Более низкие температура и давление нагнетания RGas 22 обеспечивают менее напряженные условия работы компрессора и других компонентов системы и, как следствие, увеличение ресурса технических средств системы и снижение количества потребляемой электроэнергии. • Фреон RGas 22 – это смесь всего трех веществ. Минимальное количество составных компонентов делает производство, эксплуатацию и хранение RGas 22 простыми, эффективными и безопасными. • Подтвержденная классификация безопасности RGas 22 – «А-1», т.е. это НЕгорючий и НЕтоксичный хладагент. • Температурный глайд RGas 22 составляет всего 2,4 К – это самое низкое значение среди ГФУ-заменителей R22. Подтвержденные данные, характеризующие малую способность фракционирования RGas 22 (фазового сдвига – разделения составных веществ в газовой фракции смеси), и наличие очень небольшого температурного глайда позволяют более широко использовать RGas 22 в холодильных установках различного типа и в сервисном обслуживании установок, работающих на R22. • Хладон RGas 22 применяется как в качестве самостоятельного хладагента длительного использования, так и при замене R22 (при модернизации и ретрофите) в действующем холодильном оборудовании, а также широко используется при сервисном обслуживании и ремонте оборудования. Хладагент RGas 22 совместим и с минеральными (MO; MN), и с алкилбензольными (АВ), и с полиэфирными маслами (РОЕ). • RGas 22 используется также для дозаправки холодильных систем, работающих на R22. При этом, как и при полной замене R22 на RGas 22, не требуется замены масла и компонентов действующей холодильной системы. Нет необходимости менять настройки систем регулирования, управления и защиты холодильной системы.

• Фреоном RGas 22 холодильная система заполняется «по жидкой фракции». • После перевода холодильных систем с R22 на RGas 22 зафиксировано снижение потребления электроэнергии холодильными компрессорами на 9,5–18,6% и соответственное увеличение расчетного холодильного коэффициента системы. Фреон RGas 22 достаточно давно и успешно используется в качестве хладагента–заменителя R22 в Европе, Азии и за пределами нашего континента. Теперь RGas 22 пришел и в Россию. Компания ООО «РусПромХолод» успешно работает в области холода более 20 лет, и это единственная наша специализация. Мы являемся не только проверенными поставщиками хладагентов, холодильного оборудования и его компонентов, масел и инструмента – наши специалисты создают холодильное оборудование, эксплуатируемое в различных отраслях, под уникальные задачи заказчиков – от установок оборотного охлаждения для ГК «Росатом» и тепловых насосов для крупных рыбоводческих предприятий до холодильных терминалов и бескомпрессорных промышленных автоматических охладителей. Наши специалисты всегда готовы помочь в решении задач, стоящих перед вами в холодильной области.

Холодильные машины и аппараты УДК 621.565

Сравнительный анализ акустической эмиссии компрессорных агрегатов торгового холодильного оборудования С.С. МУРАВЕЙНИКОВ, mur_618@mail.ru; канд. техн. наук А.А. НИКИТИН, andyquest@mail.ru; канд. техн. наук В.В. МИТРОПОВ, vvmitropov@itmo.ru; канд. техн. наук Ю.В. ТАТАРЕНКО, lavrtat@mail.ru Университет ИТМО

При современном разнообразии представленного на рынке оборудования достаточно сложно сделать обоснованный выбор той или иной технологии. Для малого торгового и технологического холодильного оборудования, как правило, основными критериями выбора являются такие параметры, как закупочная цена, надежность и энергоэффективность. Однако растущие требования к условиям труда обязывают включить в этот список характеристики, позволяющие оценить удобство и комфорт использования приобретаемого оборудования, особенно если речь идет о длительном взаимодействии с ним персонала. Среди таких параметров можно выделить шумовую эмиссию установок и агрегатов. Ключевые слова: торговое холодильное оборудование, охлаждаемые шкафы, акустическая эмиссия, акустические испытания.

COMPARATIVE ANALYSIS OF ACOUSTIC EMISSION OF COMPRESSOR UNITS OF COMMERCIAL REFRIGERATION EQUIPMENT S.S.MURAVEYNIKOV, mur_618@mail.ru; PhD A.A.NIKITIN, andyquest@mail.ru; PhD V.V.MITROPOV, vvmitropov@itmo.ru; PhD YU.V.TATARENKO, lavrtat@mail.ru ITMO University

With the modern variety of equipment presented on the market, it is quite difficult to make an informed choice of a particular technology. For small commercial and technological refrigeration equipment, usually, the main selection criteria are such parameters as the purchase price, reliability and energy efficiency. However, the growing requirements for workplace conditions require the inclusion in this list of characteristics that allow us to evaluate the convenience and comfort of using the purchased equipment, especially when it comes to long-term interaction with personnel. Among these parameters can be distinguished noise emission of devices This factor has a direct impact on working conditions if employees are constantly located near its source. Keywords: commercial refrigeration equipment, refrigerated cabinets, acoustic emission, comparative tests.

В настоящей статье приведены результаты сравнительных испытаний двух образцов холодильных шкафов (ШХ) для хранения лекарственных средств производства компании «POLAIR». Образец 1 – стандартная модель шкафа, оснащенного нерегулируемым компрессорным агрегатом; образец 2 – усовершенствованная модель, оснащенная компрессорным агрегатом CAREL INDUSTRIES S.P.A. с функцией регулирования производительности. Измерения шумовой эмиссии проводились с использованием универсального анализатора шума SVAN-959 в соответствии со схемой на рис.1 согласно требованиям стандарта [2]. Целью испытаний является сравнение шумовых характеристик образцов для определения эквивалентной шумовой

эмиссии как фактора, определяющего воздействие оборудования на условия труда [3, 5]. Сбор данных выполнен при установившихся режимах работы обоих образцов. На рис. 2 представлены результаты измерения шумовой эмиссии образца 1 (без регулирования производительности) при циклической работе. Поскольку образец 1 не имеет функций регулирования частоты вращения электродвигателей компрессора и вентиляторов, уровень шумовой эмиссии при выходе на режим не отличается от уровня звукового давления при циклической работе. Усредненные данные акустической эмиссии рассчитаны для двух характерных режимов: работы и стоянки компрессора. Ввиду отсутствия данных о работе контрол№ 2/2020

Результаты расчета звуковой эмиссии образца 1 на базе экспериментальных данных Шумовая эмиссия в режиме работы компрессора, дБ А 50,98 Шумовая эмиссия в режиме стоянки компрессора, дБ А 46,19 Эквивалентная шумовая эмиссия, дБ А 48,11

Рис. 1. Схема расположения объекта испытаний и микрофона шумоанализатора

лера образца 1 границы периодов работы и стоянки компрессора приняты на основании динамики изменения уровня шумовой эмиссии. Значение эквивалентной шумовой эмиссии рассчитано при коэффициенте рабочего времени В = 0,4. Результаты расчета на основании полученных измерением данных приведены ниже.

Значения шумовой эмиссии в однооктавном диапазоне получены для аналогичных периодов работы и стоянки компрессора. Результаты приведены в табл. 1. Ввиду однородности шумовой эмиссии в режиме работы компрессора произведен упрощенный графический анализ акустического спектра при работе и стоянке компрессора. Визуализация отдельных частотных диапазонов акустического спектра представлена на рис. 3. Результаты измерения шума в отдельных диапазонах акустического спектра демонстрируют, что на ряде частот (31,5, 63, 259, 500, 16000 и 20000 Гц) влияние работы компрессора незначительно [4]. В особенности это выражено для частоты 250 Гц (желтая кривая на рис. 3, справа), уровень звукового давления на которой не только не изменяется на протяжении всего цикла, но и является наибольшим среди всех частот. На частотах 125 Гц (синяя кривая на рис. 3, слева) и 500 Гц (зеленая кривая на рис. 3, справа) снижение звуковой эмиссии при от-

Рис. 2. Результаты измерений акустической эмиссии образца 1 Таблица 1 Результаты измерений звуковой эмиссии образца 1 в акустическом диапазоне однооктавного спектра Звуковая эмиссия (дБ А) при акустической частоте, Гц 31,5

125

250

500

1000

2000

4000

8000

16000

20000

28,73

20,28

19,17

18,07

8,24

8,04

18,26

17,77

В период работы компрессора 31,44

36,72

45,45

48,98

40,49

39,37

38,28

В период стоянки компрессора 26,28

№ 2/2020

33,74

41,51

48,62

36,87

27,02

25,69

Холодильные машины и аппараты

Рис. 3. Результаты измерений звуковой эмиссии в однооктавных спектрах (от 31,5 до 20000 Гц)

ключении компрессора невелико. Исходя из факта работы вентилятора испарителя на протяжении всего цикла, а также из наличия высокого неизменного шумовыделения на ряде частот, можно сделать вывод о весьма значительном вкладе шума вентилятора испарителя в общую шумовую эмиссию образца 1. На частотах 125, 4000 и 8000 Гц (синяя, зеленая и коричневая линии на рис. 3, слева) наблюдается плавное снижение шумовыделения после остановки компрессора, вызванное предположительно процессами перетекания хладагента в капиллярной трубке. Для снижения эквивалентной шумовой эмиссии образца 1 предлагается в первую очередь снизить шумовыделение вентилятора испарителя путем его балансировки или замены. Дополнительный положительный эффект может дать замена типа дроссельного устройства. На рис. 4 представлены данные измерения шумовой эмиссии образца 2 при устоявшейся циклической работе. Усредненные данные акустической эмиссии рассчитаны для двух характерных режимов: работы и стоянки компрессора. Границы режимов на графике изменения уровня шумовой эмиссии совпадают с данными регулирования контроллера образца 2. Значение эквивалентной шумовой эмиссии рассчитано на основании коэффициента рабочего времени В = 0,4. Результаты расчета на основании полученных данных приведены ниже.

Результаты измерения звуковой эмиссии образца 2 по экспериментальным данным Шумовая эмиссия в период работы компрессора, дБ А 51,35 Шумовая эмиссия в период стоянки компрессора, дБ А 29,09 Эквивалентная шумовая эмиссия, дБ А 37,994

Значение шумовой эмиссии в однооктавном диапазоне получены для аналогичных периодов работы и стоянки компрессора. Результаты приведены в табл. 2. Ввиду неоднородности данных шумовой эмиссии в режиме работы компрессора произведен графический анализ акустического спектра в сравнении с данными регулирования контроллера образца 2. Визуализация отдельных частотных диапазонов акустического спектра представлена на рис. 5 и 6. В частотных полосах 31,5 и 63 Гц (рис. 5, слева) наблюдается ярко выраженная зависимость изменения шумовой эмиссии от степени регулирования. Пуск компрессора характеризуется резким всплеском в этом диапазоне. На частоте 31,5 Гц (синяя кривая на рис. 5, слева) наблюдается возрастание шума при торможении компрессора на протяжении всего процесса снижения его производительности от 45 до 20%, что может свидетельствовать о резонансных эффектах на указанных частотах в данной области производительности [6]. Аналогичный эффект наблюдается на частоте 63 Гц (красная кривая на рис. 5, слева) при увеличении производительности компрессора выше 50 %. В полосах 125–500 Гц (рис. 5, справа) уровень № 2/2020

Рис. 4. Результаты измерений звуковой эмиссии образца 2 Таблица 2 Результаты измерения звуковой эмиссии образца 2 в акустическом диапазоне однооктавного спектра 31,5

125

32,6

41,12

34,23

27,56

29,37

24,18

Шумовая эмиссия (дБ А) при акустических частотах, Гц 250 500 1000 2000 4000 8000 В период работы компрессора 45,38 39,75 44,27 36,4 28,49 17,59 В период стоянки компрессора 28,99 22,57 15,34 15,17 7,06 8,05

16000

20000

22,8

18,05

16,52

Рис. 5. Результаты измерений звуковой эмиссии в однооктавных спектрах (от 31,5 до 500 Гц)

№ 2/2020

Холодильные машины и аппараты

Рис. 6. Результаты измерений звуковой эмиссии в однооктавных спектрах (от 1000 до 20000 Гц)

звуковой эмиссии четко соотносится с изменениями производительности. Частоты 125, 250 и 500 Гц в большей степени коррелируют с регулированием компрессора, вентилятора конденсатора и вентилятора испарителя соответственно. Аналогичная ситуация наблюдается для диапазона 2000–4000 Гц (рис. 6, слева вверху). На частоте 1000 Гц (синяя кривая на рис. 6, справа вверху) наблюдается наибольшее по общему уровню шумовыделение, что полностью соответствует совпадению частот вращения вентиляторов теплообменных аппаратов с данным диапа-

зоном частот [1]. Периодические всплески звучания на частоте 8000 Гц (красная линия на рис. 6, справа вверху) свидетельствуют о неравномерности процесса снижения производительности механических компонентов образца. В высоких частотах на границе акустического спектра (16000 и 20000 Гц) наблюдается незначительный по звуковому давлению, но ярко выраженный свист, предположительно вызванный работой силового электрооборудования. Выраженный пик на частоте 16000 Гц (рис. 6, слева внизу) при старте компрессора и соответствующем № 2/2020

возрастании силовой нагрузки позволяет сделать вывод о нахождении источника в данном частотном диапазоне. Для уменьшения влияния резонансных эффектов предлагается программным способом исключить из общего диапазона регулирования те области регулирования компрессора и вентиляторов теплообменных аппаратов, в которых наблюдаются резонансные эффекты, а также обеспечить плавный пуск компрессора.

* * * В работе исследованы шумовые характеристики оборудования, использующего два различных типа компрессорных агрегатов. Выявлена степень влияния работы отдельных компонентов ШХ и способов их регулирования на шумовое загрязнение рабочего пространства. Даны рекомендации по снижению шума в отдельных частотных диапазонах акустического спектра путем модернизации конструкции и алгоритмов управления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Владимиров М.Ю., Чеботарев И.П., Руднева Е.А., Калашникова Н.К., Клименкова О.И., Гончаренко И.А. Мероприятия по снижению шума крышных вентиляторов // Вестник МГСУ 3–1. 2011. С. 59–65. 2. ГОСТ Р 53032-2008 (ИСО 7779:1999) Шум машин. Измерение шума оборудования для информационных технологий и телекоммуникаций. 3. ГОСТ 31169-2003 (ИСО 11202:1995) Шум машин. Измерение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках. Ориентировочный метод измерений на месте установки. 4. Reinhold K., Kalle S., Paju J. Exposure to high/low frequency noise at workplaces: differences between assessment, health complaints and implementation of adequate personal protective equipment // Agronomy Research. 2014. № 12. P. 895–906. 5. Wen-Ling Chen, Chiou-Jong Chen, Ching-Ying Yeh, Che-Tong Lin, Hsin-Chung Cheng, Ruey-Yu Chen. Workplace Noise Exposure and Its Consequent Annoyance to Dentists // Journal of Experimental & Clinical Medicine. 2013. V. 5. Issue 5. P. 177–180. 6. Zuo S., Lin F., Wu X. Noise Analysis, Calculation, and Reduction of External Rotor Permanent-Magnet Synchronous Motor // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2015. V. 62, № 10. P. 6204–6212.

REFERENCES 1. Vladimirov M.Yu., Chebotarev I.P., Rudneva E.A., Kalashnikova N.K., Klimenkova O.I., Goncharenko I.A. Measures to reduce the noise of roof fans // Bulletin MGSU 3–1. 2011. P. 59–65. 2. ISO 7779:1999 Noise of machines. Measurement of noise emitted by information technology and telecommunications equipment. 3. ISO 11202:1995 Noise of machines. Measurement of emission sound pressure levels at a work station a work station and at other specified positions. Survey method in situand at other specified positions. Survey method in situ. 4. Reinhold K., Kalle S., Paju J. Exposure to high/low frequency noise at workplaces: differences between assessment, health complaints and implementation of adequate personal protective equipment // Agronomy Research. 2014. № 12. P. 895–906. 5. Wen-Ling Chen, Chiou-Jong Chen, Ching-Ying Yeh, Che-Tong Lin, Hsin-Chung Cheng, Ruey-Yu Chen. Workplace Noise Exposure and Its Consequent Annoyance to Dentists // Journal of Experimental & Clinical Medicine. 2013. V. 5. Issue 5. P. 177–180. 6. Zuo S., Lin F., Wu X. Noise Analysis, Calculation, and Reduction of External Rotor Permanent-Magnet Synchronous Motor // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2015. V. 62, № 10. P. 6204–6212.

Холодильные машины и аппараты УДК 621.515

Безмасляный центробежный электрокомпрессор на лепестковых газодинамических подшипниках А.В. ПОЛИКАРПОВ, PolikarpovAV@imec.msu.ru; А.П. ВИКУЛОВ, wap@imec.msu.ru; С.Н. ЗОТОВ, zotoff@inbox.ru; А.А. КОСТЕНКО, kosrk1@gmail.com; НИИ Механики МГУ И.И. ГАЛЬПЕРИН, galperin@noemi.ru; А.Д. ЛАБУТИН, labutin@noemi.ru; ООО «Фирма «НОЭМИ»

Представлено описание высокооборотного безмасляного электрокомпрессора на лепестковых газодинамических подшипниках с синхронным электроприводом на постоянных магнитах. При испытаниях выполнена отработка системы охлаждения, измерена суммарная мощность потерь в подшипниках и потерь на вентиляцию ротора. Проведены испытания в режиме разрежения на входе до –0,5 бар, осуществлены испытания в генераторном режиме. Предлагаемое изделие можно использовать в качестве самостоятельного электрокомпрессора для воздуха, газов, в том числе фреонов, а также в качестве компрессорного агрегата в составе парокомпрессионной холодильной или криогенной установки. В генераторном режиме изделие применимо в системах утилизации сбросного тепла, работающих по органическому циклу Ренкина ORC. Ключевые слова: безмасляный электрокомпрессор на газовых подшипниках, синхронный электропривод, утилизация сбросного тепла, лепестковые газодинамические подшипники (foil bearings), пассивное фреоновое охлаждение.

OIL-FREE CENTRIFUGAL ELECTRIC COMPRESSOR WITH FOIL GAS-DYNAMIC BEARINGS A.V. POLIKARPOV, PolikarpovAV@imec.msu.ru; A.P. VIKULOV, wap@imec.msu.ru; S.N. ZOTOV, zotoff@inbox.ru; A.A. KOSTENKO, kosrk1@gmail.com; NII of mechanics of MSU I.I. GALPERIN, galperin@noemi.ru; A.D. LABUTIN, labutin@noemi.ru; OOO «Company «NOEMI»

The article gives the description of a high-speed oil-free electric compressor with foil gas-dynamic bearings and a synchronous permanent magnet electric drive. During experiments, the refrigeration system has been optimized, and the total power of losses in the bearings and losses on the ventilation of the rotor has been measured. The tests were carried out in the vacuum regime at the inlet up to –0,5 bar; also the tests were performed in the generator regime. This compressor may be used as an independent electric one for air, gases, including refrigerants, and also as a compressor unit in the capacity of a part of a refrigeration or cryogenic plant. In generator mode, the compressor is applicable in waste heat recovery systems operating on the Organic Rankine Cycle (ORC). Keywords: gas bearing oil-free electric compressor, synchronous electric drive, waste heat recovery, foil bearings, passive freon cooling. При разработке современных компрессорных установок центробежного типа основное внимание уделяется уменьшению габаритов агрегатов и улучшению качества сжимаемого рабочего тела. Компактность достигается увеличением частоты вращения ротора,

а качество сжатого рабочего тела, обусловленное низким уровнем нежелательных примесей, – применением безмасляных подшипников (керамических, газостатических или газодинамических, а также магнитных опор).

№ 2/2020

Описание электрокомпрессора При выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИР и ОКР) разработан и испытан высокооборотный безмасляный центробежный электрокомпрессор ГАГЛИ-010 (далее по тексту – ЭК), отвечающий современным требованиям, имеющий расчетную мощность 12 кВт и частоту вращения ротора 80 тыс.об/мин. В качестве опор в ЭК использованы лепестковые газодинамические подшипники (ЛГП), исключающие на рабочем режиме механические контакты между вращающимся ротором и корпусными деталями статора. Конструкции данного типа подшипников хорошо известны и подробно описаны [1], лепестковые подшипники успешно применяются в высокооборотных турбомашинах [3]. Привод компрессорной ступени осуществляется непосредственно (без промежуточного редуктора) от встроенного синхронного электродвигателя с возбуждением от редкоземельных постоянных магнитов. Для запуска электрокомпрессора и управления режимами его работы в процессе экспериментальных исследований применены серийно выпускаемые преобразователи частоты мощностью 18,5 и 30 кВт. С целью уменьшения стоимости работ использованы готовые покупные узлы от серийных турбонаддувных агрегатов (компрессорные колеса, диффузоры, улитки), которые обеспечивают требуемые параметры. Были задействованы запчасти от трех агрегатов:  от турбонаддувного агрегата ТКР7Н-1 (ПАО «КамАЗ»);  от турбонаддувного агрегата GTХ2863R;  от турбонаддувного агрегата GT3582R (последние два – производства фирмы Garrett). В таблице приведены их параметры при частоте вращения ротора 80 тыс.об/мин (данные получены из напорных характеристик, представленных изготовителями). Параметры агрегатов при частоте вращения ротора n = 80 000 об/мин

Параметр Степень сжатия πk Объемный расход V, нм3/ч Изоэнтропный КПД η, % Мощность на валу N, кВт (при pвх = 0,1 МПа и Tвх = 293 К)

Марка турбонаддувного агрегата (условный номер) ТКР7Н-1 GTХ2863R GT3582R (№ 1) (№ 2) (№ 3) 1,60 1,55 1,90 470

404

804

9,5

6,5

20,5

Проточная часть № 2 имеет пониженную мощность при нормальном давлении на входе (pвх = 0,1 МПа). Эту проточную часть планировалось использовать в качестве второй ступени в двухступенчатом варианте компрессора – в этом случае ее мощность приближается к расчетным 12 кВт. № 2/2020

Рис. 1. Внешний вид ЭК: справа – изделие № 1 с проточной частью ТКР7Н-1 и водяной рубашкой охлаждения; слева – изделие № 2 с проточной частью GTХ2863 и фреоновой рубашкой охлаждения

Проточная часть № 3, напротив, имеет завышенную мощность при том же давлении на входе. Эта проточная часть использовалась при испытаниях на предельных мощностях и при испытаниях c разрежением на входе до –0,5 бар. Для проведения исследований были изготовлены два пилотных образца ЭК. В научных целях на опытных изделиях реализованы два варианта жидкостного охлаждения, использующих в качестве теплоносителя фреон и воду (рис. 1). Конструкция электрокомпрессора На рис. 2 представлена общая схема ЭК в варианте № 1 с водяной рубашкой охлаждения и компрессорной проточной частью от турбонаддувного агрегата ТКР7Н-1. В корпусе 1 установлен статор синхронного электродвигателя 2, на внешней стороне корпуса организован спиральный канал рубашки охлаждения. Необходимая прочность ротора с цилиндрическим магнитом 3 обеспечивается бандажом из высокопрочного сплава. Опорами ротору служат два радиальных 4 и два осевых 5 лепестковых газодинамических подшипника. Рабочее колесо компрессора 6 закреплено на консоли ротора. При вращении ротора механическая энергия передается от ротора на рабочее колесо компрессора. Профилированные лопатки колеса взаимодействуют с воздухом, который увеличивает свою скорость и кинетическую энергию. С периферии колеса воздух поступает в диффузор 7, предназначенный для торможения воздушного потока и повышения статического давления. В улитке 8 скорость потока дополнительно снижается, а давление повышается до расчетного. Компрессорная проточная часть фиксируется на моторном отсеке с помощью переходного корпуса 9.

Холодильные машины и аппараты Исследование и отработка системы охлаждения В высокооборотной машине задача эффективного охлаждения становится особенно актуальной ввиду уменьшения габаритов и, соответственно, поверхности охлаждения, поэтому тепловым испытаниям ЭК уделено особое внимание. В первом варианте конструкции корпус статора электропривода имел водяную рубашку охлаждения, встроенную в замкнутый контур, содержащий воздушно-водяной теплообменник и насос небольшой производительности. В контуре были установлены датчики температуры и счетчик расхода воды, что Рис. 2. Общая схема ЭК с водяной рубашкой охлаждения: позволяло определить экс1 – корпус компрессора; 2 – статор электродвигателя; 3 – ротор с цилиндрическим периментальным путем отмагнитом; 4 – радиальные лепестковые газодинамические подшипники; 5 – осевые водимое жидкостью тепло. лепестковые газодинамические подшипники; 6 – рабочее колесо; 7 – диффузор; При работе ЭК только 8 – улитка; 9 – переходной корпус; 10 – датчик частоты вращения вала; 11 – штуцер продува воздуха с водяной рубашкой охлаждения на номинальКонтроль частоты вращения ротора осуществля- ном режиме (мощность 12 кВт, частота вращения ется с помощью бесконтактного датчика частоты ротора 80 тыс.об/мин) температура обмотки якоря вращения вала индукционного типа 10. Для повы- за 6–7 мин достигала 175 оС и продолжала расти. В шения эффективности охлаждения электродвига- такой ситуации приходилось экстренно прерывать теля и подшипников организован продув воздуха испытания, так как предельная рабочая темперачерез внутреннюю полость электродвигателя, воздух тура обмоток составляет 200 оС. Была предложена продувается через штуцер 11. На схеме условно не комбинированная система охлаждения: жидкостная показаны датчики температуры в подшипниках и рубашка корпуса статора в сочетании с продувкой через внутреннюю полость электродвигателя воздуха, обмотках статора. Габариты ЭК с проточной частью ТКР7Н-1 – отбираемого от компрессора. Испытания показали, что в этом случае при работе ∅170×280 мм. Конструкция электрокомпрессора допускает установку различных проточных частей, на номинальном режиме температура обмоток стачто существенно расширяет возможности его при- билизируется на уровне 130...135 оС. При этом расход менения. В итоге изделие может иметь разные воздуха для продува не превышал 3,5% от общего модификации с широким диапазоном параметров расхода ЭК. В случае снижения мощности темпевоздушного потока (по напору и расходу) при элек- ратура обмоток также снижалась. Установлено, что время стабилизации теплового режима – «тепловая трической мощности от 8 до 15 кВт. постоянная времени» электропривода – составляет около 25 мин. Результаты испытаний Применение так называемого «пассивного фреоноВ первую очередь проверялись характеристики компрессорных ступеней. Было установлено, что вого охлаждения» позволяет резко увеличить интенв исследуемом диапазоне частот вращения ротора сивность охлаждения. Основным фактором, улучшаю(60–80 тыс.об/мин) их напорные характеристики щим теплообмен, является повышение коэффициента хорошо совпадают с параметрами, заявленными из- теплоотдачи путем организации процесса кипения на охлаждаемой поверхности, в результате чего и достиготовителями. Затем исследовались отдельные агрегаты и узлы гается высокая плотность теплового потока. На рис. 3 представлена схема такой системы охлажизделия. Ниже представлены результаты этих исдения. Статор электродвигателя установлен в корпупытаний.

№ 2/2020

охлаждения и на идентичном режиме составляет всего 95...100 оС. Это наглядный пример увеличения интенсивности теплообмена при закипании жидкости. Отмеченное преимущество фреоновой системы охлаждения позволяет либо увеличить мощность машины до 15–17 кВт, либо обеспечить уменьшение расхода воздуха через электродвигатель при работе на номинальном режиме (12 кВт), повышая эффективность ЭК.

Рис. 3. Схема пассивного фреонового охлаждения: 1 – рубашка электродвигателя; 2 – конденсатор фреона; 3 – замкнутый фреоновый контур; 4 – ресивер; 5 – вентилятор конденсатора

се, между этим корпусом и специальной обечайкой имеется полость (рубашка 1), заполненная жидким фреоном. При нагреве фреон закипает и самостоятельно (из-за перепада давлений, образующегося в результате процессов кипения и конденсации в конденсаторе 2) циркулирует в замкнутом контуре 3. Сконденсированный фреон под воздействием гравитационных сил стекает по трубкам конденсатора 2 в ресивер 4 и затем вновь поступает в рубашку электродвигателя через входной штуцер внизу корпуса. В ресивере 4 имеется смотровое стекло, через которое можно контролировать уровень фреона при заправке системы и в процессе эксплуатации. Преимуществами фреоновой системы охлаждения являются: отсутствие циркуляционного насоса; возможность работы при значительных отрицательных температурах; эффективный теплосъем (даже на режимах значительной перегрузки); возможность удаления конденсатора на определенное расстояние от электродвигателя; большой ресурс работы, определяющийся ресурсом охлаждающего конденсатор вентилятора 5. В предлагаемом изделии реализована и успешно испытана пассивная система охлаждения на фреоне R141b с расчетной температурой кипения 40 оС. Расход жидкого фреона при номинальной тепловой нагрузке составил не более 0,23 л/мин. Как было сказано выше, температура обмоток статора двигателя в модификации с водяной рубашкой и воздушной продувкой через моторный отсек при номинальной мощности 12 кВт достигает 130...135 оС, тогда как температура обмоток в том же изделии с применением фреоновой системы № 2/2020

Потери в подшипниках и от вентиляции ротора Предлагаемая методика определения указанных потерь основана на вычислении кинетической энергии вращающегося тела (в данном случае – ротора), затрачиваемой при «выбеге» ротора на преодоление сил трения о воздух в ЛГП; на аэродинамические потери; потери в стали и добавочные потери. Для вычисления мощности потерь по этой методике необходимо иметь точную привязку частоты вращения ротора к временным интервалам при выбеге, а также знать полярный момент инерции ротора. При этих испытаниях необходимо снять с ротора колесо компрессора, так как оно дает значительные потери мощности на сопротивление при вращении. При испытаниях в воздушной среде при давлении 1 бар (0,1 МПа) «выбег» ротора с частоты вращения 80 тыс.об/мин до полной остановки составил около 30 с. Результаты испытаний приведены на рис. 4, из которого видно, что для конкретного ротора ЭК радиальные ЛГП диаметром 26 мм и осевые ЛГП диаметром 72 мм работают в режиме сухого трения на частотах вращения до 15 тыс.об/мин, от 15 до 25 тыс.об/мин имеет место смешанный режим, а на частотах вращения более 25 тыс.об/мин подшипники устойчиво работают в режиме «газовой смазки» и при этом отсутствуют механические контакты между вращающимся ротором и неподвижными деталями статора. Суммарная мощность потерь ротора ходовой части ГАГЛИ-010 составляет около 500 Вт при частоте вращения 80 тыс.об/мин, 300 Вт – при 60 тыс.об/мин и 150 Вт – при 40 тыс.об/мин. Максимальная мощ-

Рис. 4. Суммарная мощность потерь ротора в зависимости от частоты вращения ротора

Холодильные машины и аппараты ность потерь в режиме сухого трения ЛГП (при 15 тыс.об/мин) составляет около 330 Вт. Следует уточнить, что суммарная мощность потерь ротора, приведенная на рис. 4, включает в себя суммарные потери в газовом слое ЛГП (двух радиальных и двух осевых), суммарные потери на трение и вентиляцию внешних поверхностей ротора, а также потери в стали пакета якоря и добавочные потери. Испытания различных вариантов ЭК с проточными частями GTХ2863 и GT3582R фирмы Garrett Проведены испытания ЭК в двухступенчатом варианте, в котором 1-й ступенью было изделие с проточной частью ТКР7Н-1, а 2-й – изделие с проточной частью GTХ2863. Оба изделия были запущены от одного преобразователя частоты мощностью 30 кВт. Испытания ЭК с третьей проточной частью GT3582R и фреоновой рубашкой охлаждения позволили достичь мощности 15 кВт при частоте вращения ротора 70 тыс. об/мин. Температура обмоток при этом не превышала 125 оС (благодаря фреоновой системе охлаждения). Использование проточной части GT3582R также позволило провести испытания в вакуумном режиме [точнее, при разрежении на входе до –0,5 бар изб. (–0,05 МПа)]. Разрежение в полости, окружающей подшипники, при этом достигало величины –0,38 бар. Потребляемая мощность мотора в этот момент составила 12,9 кВт при частоте вращения ротора 80 тыс.об/мин. Установлено, что лепестковые подшипники, изготовленные для ЭК, сохраняют работоспособность при указанном разрежении. Испытания в генераторном режиме В соответствии с принципом обратимости электрических машин синхронный электропривод может работать как в двигательном, так и в генераторном режиме. В научных целях были проведены испытания изделия в генераторном режиме. Для этого компрессорная проточная часть была заменена на турбинную: изготовлены

турбинное рабочее колесо и сопловой направляющий аппарат, вместо компрессорной улитки установлена статическая камера. В качестве нагрузки генератора применялись кварцевые лампы накаливания (мощностью 300 Вт, 500 Вт и 1 кВт), которые были смонтированы в батарею (рис. 5). Источником воздуха для привода турбинной ступени изделия являлся винтовой компрессор, расположенный в соседнем помещении и обеспечивающий расчетный расход с давлением в подводимой магистрали до 6–8 бар (0,6–0,8 МПа). Испытания прошли успешно, расхождение результатов не превышало 5 % с результатами моделирования работы генератора на выпрямительную нагрузку. Возможность работы изделия в генераторном режиме расширяет диапазон областей его использования, в том числе в качестве автономного источника электропитания и в установках утилизации сбросного тепла [2]. Выводы: области применения Выполнена конструкторская проработка (с последующим изготовлением) компрессорного агрегата в виде контейнера размерами 800×900×1100 мм, включающего в себя: электрокомпрессор, частотный преобразователь, воздушный фильтр, фреоновую охлаждающую систему, систему автоматики для управления (в том числе элементы защиты от аварийных ситуаций). Предусмотрено использование компьютерной программы, позволяющей при эксплуатации вести дистанционный контроль за параметрами установки через Интернет. Абсолютное отсутствие масла в нагнетаемом воздухе (или газе) в ряде случаев может иметь решающее значение. Можно предложить следующие варианты применения изделия в качестве компрессора:  самостоятельный компрессорный агрегат для перекачки и нагнетания воздуха, диоксида углерода, газообразного фреона, инертных или иных технических газов, метана и природного газа (во взрывозащищенном исполнении);  компрессор, создающий разрежение на входе до –0,5 бар;

Рис. 5. Испытания в генераторном режиме: слева – батарея ламп накаливания; справа – испытательная установка

№ 2/2020

 воздушный компрессор для транспортировки сыпучих веществ (муки, сахара, цемента и др.) и для барботирования небольших водоемов (в системах очистки сточных вод или для обогащения воздухом промышленных прудов для разведения рыбы);  построение многоступенчатых компрессорных агрегатов с общим частотным преобразователем и общей системой охлаждения;  компрессорный узел, входящий в состав парокомпрессионной холодильной или криогенной установки (криокулера). В генераторном режиме возможно использование изделия в качестве:

 автономного источника электроэнергии для отдаленных месторождений газа;  турбодетандера на газовых подшипниках с электрическим тормозом в виде генератора;  фреонового турбогенератора для утилизации сбросного тепла с преобразованием его в электричество. После завершения всего комплекса испытаний электрокомпрессора ГАГЛИ-010 начата подготовка к его серийному производству. В ходе работ были получены ценные научные сведения, которые планируется использовать в дальнейшем при разработке более мощного ЭК (мощностью 50–100 кВт и более).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Леонов В.П., Максимович Т.И. Лепестковые газовые подшипники турбомашин: методические указания. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 2. Поликарпов А.В., Костенко А.А., Розеноер Т.М., Валеев А.Г., Щучкин В.В., Малинин В.В. Применение опыта проектирования криогенных турбодетандеров при разработке турбоэлектрогенератора мощностью 1 кВт для установки с органическим циклом Ренкина // Холодильная техника. 2017. № 11. С. 42–47. 3. Щедухин С.И., Поликарпов А.В., Викулов А.П., Зотов С.Н., Розеноер Т.М., Костенко А.А., Воронов В.А. Безмасляный турбодетандер природного газа на лепестковых газодинамических подшипниках // Холодильная техника. 2017. № 6. С. 46–50.

REFERENCES 1. Leonov V.P., Maksimovich T.I. Foil gas bearings for turbomachines: methodological instructions. – M.: MSTU n.a. N.E. Bauman, 2002. 2. Polikarpov A.V., Kostenko A.A., Rozenoer T.M., Valeev A.G., Schuchkin V.V., Malinin V.V. Using experience of cryogenic turboexpanders design when developing an electric turbo-generator at 1kW capacity operating on the organic Rankine cycle// Kholodilnaya Tekhnika. 2017. № 11. P. 42–47. 3. Schedukhin S.I., Polikarpov A.V., Vikulov A.P., Zotov S.N., Rozenoer T.M., Kostenko A.A., Voronov V.A. Oil-free turbo-expander for natural gas using foil gas-dynamic bearings//Kholodilnaya Tekhnika. 2017. № 6. P. 46–50.

Новости

Новый ТРВ Emerson объявляет о снятии с производства ТРВ серии TX3 и замене на серию TIH с переходным периодом. TIH являются прямой заменой TX3 и сконструированы с учетом последних требований рынка, таких как высокая надежность и стабильность работы при более высоких давлениях и регулирование производительности.

TIH, имеющий моноблочную, герметичную конструкцию, предназначен для работы в составе тепловых насосов, систем кондиционирования воздуха, малых чиллеров, прецизионных агрегатов и для холодильной техники. TIH идеально подходит для случаев, где требуется герметичная и компактная конструкция в сочетании со стабильной и точной работой в широком диапазоне изменения производительности. Модельный ряд и ключевые характеристики:  12 типоразмеров до 33,2 кВт (R410A);  максимальное рабочее давление (МРД) – 46 бар;  давление заводских испытаний (1,1xМРД) = 50,6 бар; № 2/2020

 настраиваемый перегрев;  заправка различных хладагентов: • стандартные – R410A/R32/ R452B/R454B, R134a, R448A/ R449A, R407C, R513A; • другие – R404A, R450A (через перенастройку перегрева);  двунаправленная конструкция;  применение – в системах с Copeland Scroll Digital TM, для компрессоров с бесступенчатым регулированием и с регулированием скорости вращения вала;  лазерная сварка диафрагмы большого диаметра, обеспечивающая более высокую надежность и максимальный срок службы;  диафрагма большого диаметра, обеспечивающая лучшее

в классе соответствие изменяемой нагрузке, работу с малым гистерезисом (по потоку хладагента);  ТРВ сконструирован и квалифицирован в соответствии с EN 16084, касательно внешних утечек – в соответствии с директивой по Ф-газам;  функция выравнивания давления (по запросу, минимальное количество в заказе 100 штук одного артикула);  производство в Европе (меньшие сроки доставки). Документация: • технический бюллетень; • инструкция по монтажу. Подбор и заказ: технический бюллетень и программа Navigator 2019.

ДЕЛОВАЯ ПРОГРАММА РОССОЮЗХОЛОДПРОМА НА ВЫСТАВКЕ «МИР КЛИМАТА 2020» 11–12 марта 2020 г. в ЦВК «Экспоцентр» в рамках деловой программы 16-й Международной специализированной выставки «Мир климата 2020» Российский союз предприятий холодильной промышленности совместно с Международной академией холода, Московским политехническим университетом и Ассоциацией предприятий индустрии климата проводит ряд мероприятий, направленных на решение стратегических задач по развитию отечественного холодильного, криогенного машиностроения и систем климатической техники. Россоюзхолодпром приглашает руководителей и специалистов холодильной отрасли принять участие в насыщенной и разноплановой деловой программе выставки по холодильной тематике.

Спонсоры и партнеры деловых мероприятий Россоюзхолодпрома Генеральный спонсор – ООО «Тракс»; научно-технический партнер – ООО «ГЕА Рефрижерейшн РУС»; спонсор Школы молодых ученых имени профессора И.М. Калниня – ООО «Данфосс»; спонсоры круглых столов – ООО «ОКБ СХМ Технатон», ООО «Промхолод-Брянск», ООО «ОК», ООО «Спектропласт», ООО «Технализ»; главный научный партнер – Всероссийский научно-исследовательский институт холодильной промышленности – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН; генеральный информационный партнер – Refrigeration Portal; информационные партнеры: «Вестник Международной академии холода», «Холодильная техника», «Империя холода», «Холодильная индустрия», «Мир климата», «Мир климата&мир холода». КОНФЕРЕНЦИЯ «СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ОТРАСЛИ РОССИИ ДО 2030 г. ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТИКА И БИЗНЕС» 11 марта 2020 г., среда 10.30–15.00 Российский союз предприятий холодильной промышленности принял участие в выполнении государственного контракта на тему «Экспертно-аналитическое сопровождение подготовки концепции развития холодильной отрасли для удовлетворения потребности различных отраслей промышленности, в том числе агрокомплекса, медицины, нефтегазового и химического комплекса, оборонной и космической промышленности, а также по обеспечению реализации плана мероприятий по импортозамещению и увеличению экспортного потенциала в отраслях российского конкурентоспособного холодильного, криогенного и климатического оборудования» (заказчик – Минпромторг России). Разработанные материалы одобрены Минпромторгом России и должны стать основой для разработки в дальнейшем «Стратегии развития холодильной, криогенной и климатической промышленности до 2030 года».

Учитывая важное значение проведенной работы, Правление Россоюзхолодпрома приняло решение обсудить комплекс вопросов будущей Стратегии на конференции руководителей предприятий и организаций отрасли «Стратегия развития холодильной промышленности России до 2030 г. Государственная политика и бизнес». Разработка и принятие концепции развития холодильной отрасли отвечают приоритетной задаче по ориентации промышленной политики государства, а также применяемых механизмов государственной поддержки на достижение международной конкурентоспособности российских промышленных товаров. В работе конференции примут участие ведущие машиностроительные и инжиниринговые компании индустрии холода, представители федеральных органов исполнительной власти, институтов развития, общественных организаций и объединений, деятели науки и образования. № 2/2020

ПРОГРАММА КОНФЕРЕНЦИИ 11 марта 2020 г., среда 10.30–15.00 Пленарное заседание 10.00–10.30 Регистрация участников  Представитель Минпромторга России (по согласованию) Роль и задачи отраслевых стратегий. Стратегия развития холодильной, криогенной и климатической промышленности до 2030 г.  Дубровин Юрий Николаевич, председатель Правления Россоюзхолодпрома Литвинчук Георгий Геннадиевич, председатель Правления ОО «Союз ПКВО» Концепция развития холодильной отрасли – как план действий Россоюзхолодпрома и АПИК  Бараненко Александр Владимирович, президент Международной академии холода, д-р техн. наук Научное сопровождение развития холодильной промышленности  Удут Вадим Николаевич, генеральный директор ОАО «НПО «ГЕЛИЙМАШ» Развитие криогенных технологий и гелиевой промышленности РФ  Тюкульмин Сергей Николаевич, председатель Технического комитета по стандартизации № 114 Отечественная криогеника – пути развития  Белозеров Георгий Автономович, директор Всероссийского научно-исследовательского института холодильной промышленности – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, д-р техн. наук Прикладные научные исследования в создании холодильных технологий  Белуков Сергей Владимирович, декан факультета химической технологии и биотехнологии, заведующий кафедрой «Техника низких температур» им. П.Л. Капицы Московского политехнического университета, профессор, канд. техн. наук Обеспечение кадрового потенциала отрасли  Сапожников Владимир Борисович, профессор кафедры «Техника низких температур» им. П.Л. Капицы Московского политехнического университета, д-р техн. наук Направления технического регулирования в холодильной промышленности Составной частью конференции станут круглые столы, которые будут проходить 11 марта 2020 г. с 15.30 до 18.00 после пленарного заседания.

15.30–18.00

Круглый стол «Испытательное климатическое оборудование» Модератор: Горелкин Виталий Юрьевич, генеральный директор ООО «НПФ «РЕОМ»

15.30–18.00

Круглый стол «Криогенное оборудование и технические газы» Модератор: Тюкульмин Сергей Николаевич, председатель Технического комитета по стандартизации № 114

15.30–18.00

Круглый стол «Рабочие вещества для холодильных систем» Модератор: Скоренко Алексей Валентинович, директор ООО «АЛЬФА-ХОЛОД»

15.30–18.00

Круглый стол «Торгово-холодильное оборудование»

Завершит конференцию принятие решения (резолюции) № 2/2020

5-Я НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «РАЗВИТИЕ ИНДУСТРИИ ХОЛОДА НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ» 1-й день 11 марта 2020 г., среда 15.00–18.00

2-й день 12 марта 2020 г., четверг 10.30–14.00

Предметом дискуссии станут вопросы, посвященные энергоэффективным технологиям, знакомству с новым холодильным оборудованием и рабочими веществами. ШКОЛА МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ИМЕНИ ПРОФЕССОРА И.М. КАЛНИНЯ 12 марта 2020 г., четверг 14.00–18.00 Школа молодых ученых им. профессора И.М. Калниня – составная часть 5-й Научно-практической конференции «Развитие индустрии холода на современном этапе». Студенты и аспиранты ведущих холодильных вузов представят результаты исследований и разработок, которые при должном интересе со стороны бизнеса смогут быть использованы в реальных проектах. Контакты организаторов: Агафонкина Мария Владимировна, исполнительный директор Россоюзхолодпрома тел. +7 (495) 610 2539, +7 (925) 320 7417; holod@rshp.ru Чернявская Варвара Васильевна – ответственный секретарь Научно-практической конференции «Развитие индустрии холода на современном этапе» и Школы молодых ученых имени профессора И.М. Калниня» тел. +7 925 829 7928, v_ch20@mail.ru

№ 2/2020

Размышления о науке УДК 536.755

Мышление и разум, информация и термодинамика* Разум есть способность видеть связь общего с частным. Иммануил Кант Д-р мед. наук А.В. БУТОРИНА, avbutorina@gmail.com, Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова; д-р техн. наук А.М. АРХАРОВ, д-р техн. наук А.И. СМОРОДИН, д-р техн. наук С.Б. НЕСТЕРОВ, crio@power.bmstu.ru, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

«Ничего случайного не бывает», – часто говорят ученые. Кризис науки требует новых идей и подходов, которые смогут обеспечить не только дальнейшее развитие самой науки, но и решение проблем оптимального существования и сосуществования человека и человечества в этом огромном мире. Смена мировоззрений, научных парадигм не всегда проходит гладко, но движение неизбежно – таковы законы эволюции. В эволюционном развитии человека только наука дает единственно реальные пути дальнейшего развития человечества. Разум, мышление до сих пор остаются истинной загадкой для науки. Наука много раз пыталась раскрыть тайны мышления, но до сих пор эта тайна остается неразгаданной. «Все течет, все меняется», – говорили древние и были правы. Пожалуй, единственным, что остается неизменным, – это мышление и разум, они были и всегда будут убедительно переменчивым и постоянным стимулом развития человечества. Ключевые слова: мышление, разум, информация, энтропия, духовная сфера, природа, научно-техническая революция, спин, логика и антилогика, Вселенная.

THE HUMAN THINKING AND MIND, INFORMATION AND THERMODYNAMICS Dr. of Medicine A.V. BUTORINA, avbutorina@gmail.com, Pirogov Russian National Research Medical University; Dr.Sc. A.M. ARKHAROV, Dr.Sc. A.I. SMORODIN, Dr. Sc. S.B. NESTEROV, crio@power.bmstu.ru, Bauman Moscow State Technical University

«Nothing happens accidentally» – the scientists often say. The crisis of science requires new ideas and approaches, which can ensure not only the further development of science itself, but also the solution of the problems of the optimal existence and coexistence of a man and the humanity in this vast world. The change of world-views, scientific paradigms doesn’t always run smoothly, but the motion is inevitable - these are the laws of evolution. Only the science gives the only real ways for the further evolutionary development of the mankind. The human mind and thinking still remain a mystery to science. Science has tried many times to reveal the secrets of the human thinking, but so far this mystery has not been discovered. «Everything passes, everything changes» – said the ancients and they were right. Very likely, the only things that remained invariable were the human thinking and mind; they were and always will be a convincingly changeable and constant stimulant to the development of the mankind. Keywords: the human thinking, mind, information, entropy, spiritual realm, nature, scientific and technical revolution, spin, logic and antilogic, the Universe.

* Окончание. Начало см. «Холодильная техника» № 1/2020.

№ 2/2020

Размышления о науке Древние знания как источник информации Грандиозная катастрофа, случившаяся с Землей 13,5 тыс. лет назад, опустила занавес на предшествовавшую историю человечества. Между тем есть основания предполагать, что ею была сметена развитая цивилизация. Поток научной информации, идущий к нам из глубины тысячелетий, поражает своим высоким уровнем. Например, элементы вычислительной математики, кодирования информации, познание которых лишь в середине века привело к развитию кибернетики, существовали в Шумере 4–5 тыс. лет назад, а так называемое хау-исчисление египтян и вавилонская алгебра и сегодня поражают специалистов своей красотой и сложностью. Все свои открытия в астрономии и математике первый корифей греческой науки Фалес Милетский сделал после посещения Египта и Месопотамии. То же самое можно сказать о Демокрите, изучавшем астрономию у египетских жрецов и вавилонян, а медицину – у индийских йогов. Гераклит, проведя несколько лет в Персии, первым сформулировал нам диалектическое миропонимание, сказав, что в основе всего – непрерывная борьба противоположностей, образующих высшее единство – гармонию мира. Египтянам было хорошо известно не только, что Земля – шар, но и что она вращается в пространстве, подчиняясь тем же законам, что и другие планеты солнечной системы. Не странно ли все это? Можно создать геометрию и наблюдательную астрономию, но можно ли, глядя в ночное небо, увидеть, что Земля – шар, вычислить ее радиус или орбиты других планет и небесных тел? Еще пример – знание о порошковой металлургии, которая, как теперь выясняется, была известна протоиндийцам 10 тыс. лет назад, а для нас это новейшая технология. Можно задаться вопросом: как был получен 85%-ный алюминиевый сплав, из которого выполнен орнамент гробницы китайского военачальника III–IV вв. н.э., если алюминий был впервые получен электролизом только в 1808 г.? Существовала версия, по которой многие удивительные научные и технические достижения в различные периоды жизни были связаны с утечкой информации из того или иного общества. Могли ли быть лишь ослепительными догадками (исторически неправомерными для своей эпохи) идеи Леонардо да Винчи о вертолете, подводной лодке, шарикоподшипниках, гусеничном ходе и т.п., осуществленные только в XX в.? В 1636 г. не известный никому автор Швентер написал работу об исследовании принципа электрического телеграфа и возможности коммуникации двух людей между собой посредством «магнитного луча». Какими источниками пользовался Джонатан

Свифт, рассказав о двух спутниках Марса за 156 лет до их открытия? Где Данте Алигьери почерпнул описание созвездия Южного Креста (данное им в «Божественной комедии») за 200 лет до того, как о нем стало известно европейцам? И, конечно же, говоря о феномене древнего знания, нельзя не сказать о его каменном олицетворении – великой пирамиде в Гизе. Помните ее «сюрпризы»? Периметр, деленный на две высоты, дает трансцендентное число «пи» (3,142...). Высота, помноженная на миллиард, – расстояние от Земли до Солнца. Другие измерения указывают массу Земли, точную ориентацию по сторонам света и т.д. Из галереи же, ведущей к «царской камере», открывается вид прямо на Полярную звезду... Мы знаем, что хранителями информационного потенциала во всех древних цивилизациях были касты жрецов. Знания сохранялись ими в глубокой тайне и передавались из поколения в поколение лишь избранному кругу «посвященных». Существует легенда о том, что индийский император Ашока основал в III в. до н.э. «Общество девяти неизвестных», целью которого было засекречивание опасных для человечества знаний. Полагают, что оно просуществовало вплоть до XIX в. В 1927 г. в книге Тэлбота Манди, прослужившего четверть века в британской полиции в Индии, подробно рассказывалось об «Обществе девяти неизвестных» и о тех знаниях, которыми оно располагало. Среди них упоминаются микробиология (кстати, еще в древнеиндийских «Ведах» можно прочесть детальное описание прививки), исследования о средствах коммуникации – земных и внеземных, секреты гравитации, трансмутации металлов, знания законов Вселенной, свойств света и т. д. Да, наука нашей цивилизации сейчас находится на необычайно высоком витке спирали. Мы можем понять то, что невозможно представить, – бесконечность Вселенной. Прогресс науки – объективный закон познания и развития. «Нельзя допустить, чтобы люди направляли на свое собственное уничтожение те силы природы, которые они сумели открыть и покорить» (Ф. Жолио-Кюри). Сознание и информация Человеческое сознание является хранилищем разнообразной информации, почерпнутой в результате опыта или благодаря обучению. Этой информацией человек пользуется каждое мгновенье в течение всей своей сознательной жизни. Она ему нужна для выполнения самых различных трудовых задач. Каждую секунду он извлекает из этого гигантского хранилища нужные сведения, как бы «забывая» об огромном количестве иной информации, которая ему может понадобиться в другие моменты его жизни. № 2/2020

Извлекая конкретную информацию из сознания, он понижает энтропию всей системы, совершая при этом работу, в точности равную уменьшению первоначальной энтропии. Сознание, в котором хранится информация, можно представить себе в виде некоторого объема, где информация распределена определенным образом (например, «записана» в молекулах рибонуклеиновой кислоты). До того момента, пока усилием воли человек не выбрал из всего хранилища вполне определенную, нужную ему в данный момент информацию, ее положение напоминает положение знакомого, об адресе которого нам ничего не известно. После совершения работы получения информации человек извлекает из сознания нужные ему данные, что соответствует переходу системы во вполне однозначное состояние, когда сознание зафиксировано только на одном «исходе» (т.е. на точном адресе). Эти аналогии позволяют создать модель сознания, рассматривая его в виде некоторого гипотетического объема, каждая из частиц которого представляет один из возможных исходов информационного поиска. Выбор необходимой информации сводится к переводу всех частиц знания в одну и сжатию всего объема до того значения, которое однозначно соответствует искомой информации. Расчет термодинамической работы над таким объемом знаний приводит к значению, которое в точности соответствует работе информации, вычисленной американскими учеными Шенноном и Винером на основе общей теории информации. Руми писал: «Посмотри на то, как из ничего возникают миры. Это в твоей власти». Моделирование информации в виде идеального объема приводит к выводам, согласующимся с теорией информации, и из этого следует, что все информационные процессы могут совершаться на атомно-молекулярном уровне. * * * По нятие о живом веществе В.И. Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты, и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний, в свою очередь, – жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер № 2/2020

(1814–1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча. Здесь естественно напрашивается вывод о том, что геологической силой является, собственно, вовсе не Homo Sapiens, а его разум, научная мысль социального человечества. В «Философских мыслях натуралиста» Вернадский писал: «Мы как раз переживаем ее (мысли) яркое вхождение в геологическую историю планеты. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества – цивилизованного человечества – на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние – в ноосферу». В такой области, как наука, представляющей собой в теории и практике «уравнение со многими неизвестными», решение этого уравнения не может быть абсолютным. Это скорее высшая математика, чем арифметика, где мятежная мысль и глаз ученого пленены привлекательной идеей уйти в сторону от истины. Природа решает свои задачи всегда оптимально. Одним из главных критериев оптимальности является минимальный расход энергии при достижении цели. В этом смысле Природа значительно опередила нас, и нам есть чему у нее поучиться. М.В. Ломоносов писал: «Наука и опыт – только средства, только способы собирания материалов для разума». Мышление и информация Информация в отличие от мышления не может появиться как продукт чистого умозаключения из других данных. Нельзя, не затратив никакой работы, просто стоя на перроне, путем «чистых» рассуждений узнать адрес знакомого. Путем умозаключений нельзя установить, где находится в данном объеме та или иная молекула газа. Информационные данные логически независимы друг от друга, это как бы ни откуда не выводимый набор первичных, независимых сведений (система невзаимодействующих частиц). Мышление (особенно в его предельной, формально-логической форме) оперирует с информационными данными по законам логики, и это напоминает химическое взаимодействие «разнородных» частиц газовой смеси, вступающих в реакцию по строго определенным законам. Результатом мышления является вывод, который можно записать. Туда входят различные элементы исходной информации. «Мышление возникает там, где начинается акт суждения как результат сознательного отбора исходных данных или посылок в виде некоторых сведений (информации), самоочевидных положений (аксиом) или определенных допущений (гипотез),

Размышления о науке и применение к ним некоторого алгоритма, сконструированного в согласии с законами логики». При такой системе информации, аксиом и гипотез процесс мышления всегда приводит к однозначному выводу. Это очень важное свойство мышления. Оно аналогично некоторому самопроизвольному процессу, исход которого независимо от физических и химических свойств среды, где он происходит, всегда один и тот же. Это как движение с горки по рельсовой дороге. Пункт прибытия не зависит ни от чего. Он определяется только стремлением системы перейти в устойчивое состояние. Окончательный результат акта мышления – вывод или умозаключение – и есть устойчивое состояние сознания в термодинамическом смысле этого слова. Удивительная однозначность окончательного результата мыслительной деятельности доказывает ее строго направленный, векторный характер, повидимому, не зависящий от хаоса броуновского движения атомов и молекул, из которых состоит вещество мозга или любого другого механизма, где происходит мышление. Умозаключения можно повторять бесчисленное число раз с одним и тем же результатом. Например, можно сколь угодно часто повторять доказательство теоремы Пифагора. Это значит, что вероятность термодинамической системы, которая осуществляет процесс мышления, всегда равна единице, что отвечает единственно возможному состоянию ответственных за мышление микрочастиц – их полной упорядоченности и неподверженности тепловому хаосу. Следовательно, логические суждения принципиально безэнтропийны (упорядочены и однозначны). А это физически соответствует только одному условию: частицы, из которых построен аппарат мышления, должны находиться при температуре абсолютного нуля! Из этого, – считает Н.И.Кобозев, – вытекает вывод принципиальной важности: механизм мышления не может находиться на атомно-молекулярном уровне, осуществляемом известными нам частицами. К этому заключению ученый делает многозначительное замечание. Отвергнув в качестве ответственного за мышление электронный газ высокой плотности, он пишет: «Однако нельзя считать, что все виды частиц и статистик исчерпаны и что не могут быть найдены новые легкие частицы со свойствами, обеспечивающими безэнтропийность их совокупности при обычной температуре и малой плотности. Нейтрино с полуцелым спином (фермион), с отсутствием заряда и нулевой массой как будто уже приближается к этим требованиям». А, может быть, это фантастика? Невольно напрашивается цитата из Священной Книги Тота: «Приветствуем исследователей и

мыслителей, кладущих первые камни в основание величественного храма, где будет праздноваться – и этот час близок – торжественное примирение враждующих сестер Науки и Религии» [5]. В 1962 г. был опубликован научно-фантастический памфлет «Прямое доказательство», в котором его герой – некий физик-теоретик, рассмотрев все «объективные» свойства души – ее бессмертие, неуничтожаемость, вездесущность и прочее, – пришел к выводу, что нейтрино – единственная материальная частица, из которой может быть построена душа. У этой частицы заряд равен нулю, масса тоже нулевая, время жизни – бесконечность, взаимодействие с обычным веществом практически отсутствует. Конечно, это была шутливая догадка. Однако против нейтрино есть более серьезные аргументы. Для мышления требуется исходная информация, которая, как сказано выше, «записы вается» на атомно-молекулярном уровне. Следовательно, при каждом акте мышления нейтрино должно взаимодействовать с атомами и молекулами. Однако расчеты показывают, что вероятность такого взаимодействия ничтожно мала и увеличивается с увеличением энергии нейтрино. Какой же энергией должны обладать эти частицы, чтобы так четко и однозначно осуществлять процесс, непрерывно происходящий в нашем мозгу? Оставив, однако, в стороне вопрос о взаимодействии нейтрино с атомами и молекулами, следует обратить внимание на то, что эта частица обладает собственным вращением (спин). То, что спин элементарной ядерной частицы каким-то образом связан с процессом мышления, в порядке гипотезы высказал английский ученый Боуэн еще в 1961 г. Им был сформулирован некий новый принцип – принцип выводимости, согласно которому все наблюдаемые макроскопические свойства тел должны выводиться из элементарных свойств ядерных частиц. Заряды частиц отвечают за электрические токи, энергетические уровни – за свойства твердых тел, кинетическая энергия и импульс – за температуру и давление соответственно и т. д. В каких макроскопических проявлениях обнаруживается спин? «В мышлении», – отвечает Боуэн. Поиски мышления на уровне элементарных ядерных частиц – нечто новое в науке. Если бы удалось прямым экспериментом показать, что гипотеза верна, тогда все проблемы, связанные с биологической наукой, особенно с биохимией, пришлось бы рассматривать совсем с другой точки зрения. Может оказаться, что интимные проявления жизни не ограничиваются суммированием элементарных физико-химических процессов, и тогда многие из так называемых «загадочных» явлений в органической природе перестанут быть таковыми. № 2/2020

Передача мыслей на расстоянии, влияние магнитных полей на поведение и психическое состояние, ясновидение, предчувствие и многие другие психические проявления, которые до настоящего времени не были объяснены известными нам физико-химическими механизмами, могут интерпретироваться по-новому. И здесь дело не столько в том, чтобы доказать или опровергнуть наличие всех этих и других загадочных явлений, сколько в разработке совершенно новых путей подхода к объективному исследованию психического. Интуитивно хочется думать, что живая природа не может быть равнодушна к глубоким уровням структуры материи. Является ли мышление проявлением «деятельности» уже известных элементарных частиц, или нужно срочно организовать экспериментальные поиски «элементарного кванта мышления» – все еще вопрос будущего. Сегодня наука выходит на новые рубежи в своем развитии. Новые подходы в исследованиях и полученные результаты кардинально меняют наше представление о мире. Появляется возможность использования новых научных знаний для решения многих сложных вопросов, касающихся человека и человечества. Бытует мнение, будто роль личности в истории науки преувеличена. Однако вычленить творца науки из истории невозможно. Любой успех в науке связан с творчеством конкретного человека, с присущими ему психофизиологическими особенностями, определяющими, в свою очередь, творческий потенциал личности. В науке все решают личности и коллективы под руководством личностей. Вся современная жизнь явно подсказывает нам, что человек на Земле превысил свои полномочия. Хотя многие вещи кажутся реальными, нет никаких

доказательств существования реальности, независимой от наблюдателя. Нет двух людей, которые бы воспринимали Вселенную или даже отдельный предмет абсолютно одинаково. Каждое мировосприятие порождает свой собственный мир [7]. Жизнь вечна – человечество не вечно. Число биологических видов измеряется миллионами, а человечество – это всего лишь один из биологических видов. Как уцелеть ему в океане жизни и видового разнообразия? Ясно одно – гомогенизация жизни ведет к краху, разнообразие жизненных форм ведет в будущее. Оценить и понять это – насущная задача науки. Я движусь с бесконечностью во власти Природы, во мне огонь духа, во мне животворящая и исцеляющая сила (Риг Веда). Нельзя объять необъятного. Мир природы и антимир человечества балансируют на грани взрыва. Логика и антилогика, как и все сущее, управляются временем. Мы живем в конце многомиллиардлетней истории биосферы. Еще немного – и планета Земля станет второй звездой Солнечной системы. Уже достигнуты на Земле звездные температуры и межзвездный вакуум. Радиоволновое излучение планеты Земля стало сравнимо с излучением спокойного Солнца, открыта сверхпроводимость в широком диапазоне температур. На Земле идут уже космохимические реакции, синтез новых химических элементов и изотопов, в том числе радиоактивных [8]. Мир прямых и обратных связей должен быть понят человечеством. Действие равно противодействию, но между действием и противодействием есть маленький зазор времени – жизнь! Именно в противоречии состоит вся тайна великого управления в природе. Надо помнить, что поток времени исчезает в океане организованности. А Гармония жизни в равновесии начал (Н.К. Рерих).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бичев Г.Н. Теория триединства строения мира. – Москва, 2001. – 160 стр. 2. Макареня А.А., Филимонова И.Н. Д.И. Менделеев в воспоминаниях современников. – Москва, 1973. – 173 с. 3. Менделеев Д.И. Биографические заметки о Д.И. Менделееве. – Москва, 1906. – 164 с.

REFERENCES 1. Bichev G.N. The theory of trinity of the structure of the world. Moscow, 2001. – 160 p. 2. Makarenya A.A., Filimonova I.N. D.I. Mendeleev in the memoirs of contemporaries. Moscow, 1973. – 173 p. 3. Mendeleev D.I. Bibliographic notes about D.I. Mendeleev. – Moscow, 1906. – 164 p. 4. Mitskevich A. Thermodynamics, information//Tekhnika molodezhi. 1966. № 9. P. 7–9. 5. Plekhanov S.N. Purple lizard island. – Moscow, 1984. – 225 p. 6. Lobov V.M. Pushkin A.S. Mystery of the Queen of Spades/ Materials of the secret Donskoy archives. Rostov-na-Donu, 1966. 7. Stavitsky A.I., Nikitin N.A. In the same language with the nature. –Saint-Petersburg, 1997. – 136 p. 8. Tyuryukanov A.N., Fedorov V.M. N.V. Timofeev-Resovsky: Biosphere Thoughts. – Moscow, 1996. – 368 p.

4. Мицкевич А. Термодинамика, информация// Техника молодежи. 1966. № 9, С. 7–9. 5. Плеханов С.Н. Остров пурпурной ящерицы. – Москва, 1984. – 225 с. 6. Лобов В.М. Пушкин А.С. Тайна Пиковой дамы/ Материалы тайного Донского архива. – Ростов-на-Дону, 1996. 7. Ставицкий А.И., Никитин Н.А. На одном языке с природой. – Санкт-Петербург, 1997. – 136 с. 8. Тюрюканов А.Н., Федоров В.М. Н.В.ТимофеевРесовский: Биосферные раздумья. – Москва, 1996. – 368 с.

№ 2/2020

Пищевые производства / Процессы и аппараты УДК 663.674

Особенности производства структурированных кисломолочных десертов, обогащенных пищевыми волокнами И.А. ГУРСКИЙ, д-р техн. наук А.А. ТВОРОГОВА, antvorogova@yandex.ru МГУ пищевых производств, ВНИХИ – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН

На базе кисломолочного мороженого разработан композиционный состав десерта со сниженной массовой долей сахарозы, обогащенный пищевым волокном. Особенностью десерта является способность сохранять структуру при употреблении в размороженном состоянии. Рассмотрено влияние на структуру продукта в размороженном состоянии желатина и его композиции с продуктом переработки крахмала физической модификации. Установлено, что разработанный десерт обладает всеми полезными качествами кисломолочной продукции и структурой, устойчивой при температурных условиях холодильника в течение двух суток. Применение продукта физической модификации (ПФМ) приводит к повышению вязкости смеси для десертов, а также увеличивает способность их смесей к насыщению воздухом. Обогащение десерта пищевыми волокнами позволяет позиционировать его как продукт – источник пищевого волокна. Ключевые слова: структурированные кисломолочные десерты, стабилизаторы, размораживание, сохранение структуры, пищевые волокна.

FEATURES OF PRODUCTION OF STRUCTURED CULTURED MILK DESSERTS ENRICHED WITH FOOD FIBERS I.A. GURSKY, Dr.Sc. A.A. TVOROGOVA, antvorogova@yandex.ru Moscow State University of Food Factories – Branch of FGBNU “V.M. Gorbatov FSC for Food Systems” RAS

Based on cultured milk ice cream, a dessert composition at low sucrose content, enriched with food fibers, has been developed. The feature of the dessert consists in ability to keep its structure when using in an unfrozen state. The influence of gelatin and its composition including a processed product of the physically modified starch on the structure of the dessert in unfrozen state has been examined. It was established that the dessert developed had all useful qualities of cultured milk products and its structure was stable under temperature conditions of the refrigerator during two days. The use of the physically modified product (PMP) leads to the increase of the viscosity of the mixture for desserts, and also enhances the ability of their mixtures to be saturated with air. The enrichment of the dessert with food fibers allows positioning it as a food fiber source. Keywords: structured cultured desserts, stabilizers, unfreezing, structure keeping, food fibers. В Европе, а в последние годы и в России пользуются популярностью аэрированные замороженные десерты, потребляемые в размороженном виде. Десерты изготовляются по технологии мороженого, их особенностью является способность сохранять после размораживания структуру мусса или суфле за счет специально подобранных стабилизаторов. С учетом имеющегося опыта целесообразно распространить аналогичную технологию на производство замороженных кисломолочных десертов. При этом существует возможность создания продукта без пищевых добавок – стабилизаторов структуры, но обогащенных

отсутствующим в молочной продукции компонентом – пищевым волокном. Об актуальности такого решения свидетельствует то, что кисломолочные продукты очень популярны в наше время. По данным Росстата, производство кисломолочных продуктов в общем объеме молочных продуктов в 2018 г. заняло лидирующую позицию (более 2,7 млн т). Это обусловлено как их высокими органолептическими показателями, так и пользой для организма человека. Еще И. И. Мечниковым было установлено, что молочнокислые бактерии, попадая в кишечник, создают кислую среду, бла-

№ 2/2020

годаря чему препятствуют развитию гнилостных бактерий, которые вызывают распад белков пищи до образования индола, скатола и других веществ, являющихся ядами. Позднее установлено важное свойство молочнокислых микроорганизмов – способность образовывать антибиотические вещества. Важно и то, что кисломолочные продукты усваива-

ются организмом значительно быстрее и легче, а их регулярное употребление обеспечивает комфортную работу кишечника, нормализует деятельность печени и почек [1]. Недостатком кисломолочных продуктов в современных условиях являются непродолжительные сроки их хранения, которые обычно составляют 5–30 сут.

Увеличить срок хранения готовой продукции можно, если производить кисломолочные десерты по технологии мороженого. В замороженном виде десерт сможет дольше храниться до востребования (в отличие от других молочных продуктов).

 стимулирующие моторную функцию толстой кишки;  сорбирующие желчные кислоты, холестерин, токсины и радионуклиды;  замедляющие всасывание углеводов;  снижающие уровень глюкозы и инсулина в крови;  оказывающие антиоксидантное действие;  обладающие пребиотическими свойствами, способствующими нормализации микрофлоры кишечника [3]. В данном исследовании в качестве пищевого волокна был выбран инулин – углевод, получаемый в промышленности из цикория путем экстракции горячей водой. Помимо того, что инулин является растворимым пищевым волокном, что важно в технологии замороженных продуктов, он оказывает положительный эффект на структурные и органолептические показатели готового продукта. В продуктах инулин образует гелевую сетку, прочность которой не зависит от кислотности среды в интервале рН 4–9, что важно при производстве кисломолочного продукта. Также инулин характеризуется степенью сладости около 10 % от сладости сахарозы, что оказывает положительное влияние на вкусовые достоинства продукта. При производстве кисломолочных десертов также важно уделять внимание их структуре. Она должна быть прочной, чтобы можно было хранить новый продукт при температуре холодильника. Добиваются такой структуры с помощью правильно подобранного комплекса стабилизаторов или стабилизаторов-эмульгаторов, основным компонентом которых является желатин, не являющийся пищевой добав-

Состав разрабатываемого продукта Разработку композиционного состава кисломолочных десертов проводили на базе состава кисломолочного мороженого. При этом особое внимание было уделено обогащению продукта пищевыми волокнами и формированию структуры. Применение технологии замораживания и аэрирования, а также обогащение состава десерта пищевым волокном позволяют получить совершенно новый качественный продукт, что, в свою очередь, расширяет ассортимент выпускаемой молочной продукции. В качестве кисломолочного продукта был выбран популярный продукт – йогурт. Обогащение кисломолочного десерта пищевыми волокнами позволяет увеличить пищевую ценность готового продукта. Пищевые волокна – это съедобные части растений или аналогичные углеводы, устойчивые к перевариванию и адсорбции в тонком кишечнике человека, полностью или частично ферментируемые в толстом кишечнике. Пищевые волокна включают полисахариды, олигосахариды, лигнин и ассоциированные растительные вещества [4, 5, 6]. Пищевые волокна по основным медико-биологическим эффектам делятся на:  ускоряющие и повышающие чувство насыщения благодаря связыванию воды в желудке;  ингибирующие эвакуаторную функцию желудка;

Рис. 1. Динамическая вязкость образцов десерта с применением двух вариантов стабилизаторов: 1 – желатин; 2 – желатин + ПФМ

№ 2/2020

Рис. 2. Взбитость образцов десерта с применением двух вариантов стабилизаторов: 1 – желатин; 2 – желатин + ПФМ

Пищевые производства / Процессы и аппараты кой. Исследована также возможность применения дополнительно к желатину натурального продукта физической модификации (ПФМ). Установлено, что использование такой композиции приводит к повышению вязкости и способности смеси к насыщению воздухом (рис. 1 и 2). Результаты исследования Композиция стабилизаторов позволила сохранить воздушную фазу в размороженном продукте в течение двух суток и обеспечить высокую формоустойчивость продукта (рис. 3). При этом отмечено, что дополнительное применение ПФМ не способствовало повышению стабильности воздушной фазы.

В выработанном продукте были определены его пищевая и энергетическая ценность. Эти показатели составили: • пищевая ценность 100 г десерта – 3,3 г белка, 4,0 г жира, 17,2 г углеводов, 6,0 г инулина; • энергетическая ценность – 118 ккал (495 кДж); • содержание пищевых волокон в продукте – 5,1 г. Следовательно, при маркировке такой продукции в соответствии с ТР ТС 022 /2011 «Пищевая продукция в части ее маркировки» можно приводить дополнительную информацию о заявленной пищевой ценности продукции – «источник пищевых волокон». При органолептической оценке готового продукта отмечены характерный кисломолочный вкус, умеренная сладость, насыщенная воздухом структура, характерная для суфле.

Рис. 3. Форма порции структурированного кисломолочного десерта через 2 дня после размораживания при температуре 5 оС

Выводы По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы. Структурированный кисломолочный десерт, изготовляемый по технологии мороженого, обладает всеми полезными качествами кисломолочной продукции и устойчивой структурой в течение двух суток (при температурных условиях холодильника). Применение ПФМ приводит к повышению динамической вязкости смесей для десертов, а также увеличивает их способность к насыщению воздухом благодаря достижению синергетического эффекта композиции ПФМ с желатином по этому показателю. Обогащение десерта пищевыми волокнами позволяет позиционировать его как продукт – источник пищевого волокна.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бабурина А. Д. О пользе кисломолочных продуктов/ А.Д. Бабурина, М. И. Задера// Юный ученый. 2017. № 2. С. 122–124. 2. Ганина В.И. К вопросу о функциональных продуктах питания/ В. И. Ганина, И.И. Ионова// Молочная промышленность. 2018. № 3. С. 44–46. 3. Дудкин М.С. Пи щевые волокна/ М.С. Дудкин, Н.К. Черно, И.С. Казанская, С.Г. Вайнштейн, А. М. Масик. – Киев: Урожай, 1998. – 152 c. 4. Ипатова Л.Г. Физиологические и технологические аспекты применения пищевых волокон/ Л. Г. Ипатова, А.А. Кочеткова, О.Г. Шубина, Т.А. Духу, М.А. Левачева// Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки. 2004. № 1. С. 14. 5. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств». Принят Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 20 июля 2012 г. № 58. 6. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. № 880.

REFERENCES 1. Baburina A.D. About the benefits of cultured milk products/A.D. Baburina, M.I. Zadera// Young scientist. 2017. № 2. P. 122–124. 2. Ganina V.I. On the issue of functional foods/ V.I. Ganina, I.I. Ionova// Dairy industry. 2018. № 3. P. 44–46. 3. Dudkin M.S. Food fibers/M.S. Dudkin, N.K. Cherno, I.S. Kazanskaya, S.G. Vaynshtein, A.M. Masik. – Harvest, Kiev: 1998. – 152 p. 4. Ipatova L.G. Physiological and technological aspects of food fiber using/ L.G. Ipatova, A.A. Kochetkova, O.G. Shubina, T.A. Dukhu, M.A. Levacheva//Food ingredients. Raw materials and additives. 2004. № 1. P. 14. 5. Techn ical regulations of the Customs Union TR TS 029/2012 “Requirements to safety of food additives, flavouring agents and technologically auxiliary means”. Approved by the Resolution of the Council of the Eurasian Economic Commission of July 20, 2012 No. 58. 6. Technical regulations of the Customs Union TR TS 021/2011 “On food safety”. Approved by the Resolution of the Commission of the Customs Union of December 9, 2011, № 880.

№ 2/2020

Международные выставки / Мороженое

SIGEP 2020: LA DOLCE VITA в Римини в год юбилея Феллини Sigep и A.B.Tech Expo: ключевое мероприятие в Римини, организованное итальянской выставочной группой IEG (Italian Exhibition Group) и объединяющее две выставки, посвященные «сладкому общепиту» в мире

Шесть главных слов определяют будущее «сладкого общепита»: качество, итальянский характер, инновационность, профессионализм, дизайн и увлеченность. Отрасль постоянно развивается, и обе выставки из года в год расширяются, увеличивается число и улучшается качество экспонентов, растет число посетителей: более 200 тыс. посетителей и 33 тыс. байеров из 187 стран Европы, Азии и Америки. Самые многочисленные делегации из Испании, Германии и Франции, а также Китая и Соединенных Штатов. Таковы рекорды, установленные 41-й выставкой Sigep, Международным салоном непромышленного производства мороженого, кондитерских и хлебобулочных изделий и кофе и 6-м Салоном A.B.Tech Expo, посвященным технологиям и товарам для хлебопечения, кондитерского дела и производства сладостей. Выставки открыли новый год и стали мощным стимулом для развития отрасли, главными

характеристиками которой являются мастерство и качество, поскольку представляют самые лучшие традиции итальянского кондитерского искусства в мире. Sigep и A.B.Tech Expo стали главным и неотъемлемым событием начала года, определяющим тенденции отрасли. Это площадка, на которой встречаются бизнесмены и международные специалисты, где проходят конкурсы и курсы повышения квалификации. 1250 экспонентов из более чем 30 стран на выставочной площади 129 м2 заключили многочисленные контракты и получили важную информацию о будущем отрасли. В этом году, чтобы расширить панораму «сладкого общепита», был создан Vision Plaza: не просто площадка, а настоящий научный центр, в котором на протяжении всех пяти дней работы выставок проходили популярные ток-шоу с участием отраслевых специалистов, обсуждавших такие темы, как

№ 2/2020

изменение потребления, тенденции питания вне дома и главные инновации года. Vision Plaza стала компасом, позволяющим ориентироваться на постоянно развивающемся глобальном рынке. Sigep и A.B.Tech Expo обеспечивают поддержку компаниям-клиентам благодаря сотрудничеству с крупнейшими ассоциациями: Acomag и UIFGruppo Prodotti per Gelato, Consorzio Sipan, Italmopa, Aibi-Assitol, SCA-Specialty Coffee Association и Fipe Confcommercio. Инновационные новинки в экспозиции выставки Традиционно основу экспозиции Gelato составили стенды ведущих итальянских производителей технологического и промышленного оборудования для производства мороженого: Bravo, Carpigiani, Cattabriga, Frigigelo, Frigomat, Gel-Matic, Ifi, Innova Italia, ISA, Italproget, Technogel, Telme, TeknoIce и др. Мороженое имеет одну особенность – оно «рождается» и «живет» в холоде! На базе исследований и технологических разработок итальянские специалисты создают инновационное оборудование, специально предназначенное для шоковой заморозки и хранения мороженого, обеспечивая его вкус и качество, сохраняя его мягким, нежным и технологичным. Инновация от Carpigiani – «эспрессо-gelato», разработанное специально для гурманов нового десятилетия. Также компания продемонстрировала машины для мягкого gelato, оснащенные технологией блокчейна, ориентированной на оплату по факту использования. Это абсолютная новинка для отрасли, обеспечивающая внедрение gelato в розничную торговлю. Carpigiani также фокусирует свое внимание на Premium Soft Serve (мягкое премиум-мороженое) – новой международной тенденции, которая подразумевает использование особых ингредиентов красивых и «инстаграмных» форм и цветов. Снижение энергозатрат продемонстрировано в новинке от компании Telme: вертикальный фризер Ecogel T60-200 позволяет снизить энергопотребление более чем на 40%. Ультрамощный шкаф шоковой заморозки и хранения для кафе-мороженых, кондитерских, предприятий общественного питания показала компания Irinox. Международные дизайнерские марки были представлены в оборудовании компании ISA – производителя профессионального холодильного оборудования и мебели, для кафе-мороженых в концепции фьюжн-заведений, которые одновременно являются местом встреч, кондитерскими и бистро, предлагающими изысканную еду, коктейли и музыку с диджейскими сетами. На Sigep были представлены самые престижные итальянские и мировые бренды. Технологическое и холодильное оборудование для производства № 2/2020

Международные выставки / Мороженое ремесленного и промышленного мороженого постоянно совершенствуется с точки зрения соответствия мировым стандартам, ассортимента и уровня технологий. Наряду с основными действующими лицами в Римини – ведущими компаниями «made in Italy» – участниками выставки стали и известные европейские бренды. Технологическое оборудование и комплексные решения для производства мороженого представили компании Tetra Pak (Швейцария) и Ice Group (Польша). Торговое холодильное оборудование – морозильные лари, витрины для мягкого мороженого, бонеты – демонстрировали компании Crystal (Греция) и Freezepoint (Польша–Украина). В выставке приняла участие российская компания «Полаир», выставившая холодильное оборудование Polair и гастрономические и кондитерские витрины Carboma by Polus. Производители оборудования из Восточной Европы много лет принимают участие в Sigep, считая ее достаточно успешной для своего бизнеса. Рефрижераторный транспорт хорошо был представлен итальянскими компаниями – производителями многодверных рефрижераторов: Cofi, Framec, ColdCar. Продолжается увлечение уличной едой, что отразилось в экспозиции тележек и различного вида моторизированного транспорта для выездной торговли. Впервые был представлен новый кафетерий передвижного формата от франшизы «101 Caffee». Вопросы устойчивого развития – в центре внимания выставки Популярность кафе-мороженых существенно сокращает влияние на экологию путем уменьшения затрат на производство мороженого и расходные материалы для упаковки, но этот фактор не ста-

№ 2/2020

новится преобладающим. Мировой рынок имеет разные запросы и чувствительность. Полная замена пластиковых материалов компостируемым продуктом, полученным из кукурузы, невозможна, потому что не хватает сырья для снабжения компаний и может привести к интенсивной монокультуре, также вредной для окружающей среды. Впервые на Sigep были представлены картонные лотки с изолирующим воздушным зазором. Группа компаний Casa Optima (MEG3, Giuso Guido, Modecor и Pernigotti) представляла свою продукцию в чашках, ложках, соломинках и стаканах из компостируемого материала. BioHappy – новая экологичная упаковка от компании Alcas из кукурузного биопластика – инновационного материала, более экологичного, чем бумага, более прозрачного, чем стекло, и такого же гибкого, как пластик. * * * Прошедшая выставка еще раз подтвердила свой статус уникального мероприятия, которое первым представляет тенденции и инновации в пяти основных отраслях: сырье и ингредиенты, технологии и оборудование, интерьеры и услуги. Это шоу, где награждаются лучшие мировые достижения, представляются новые форматы, образуются международные связи, в результате чего развивается бизнес. Интерес иностранных организаций растет. В этом году выставку посетила делегация Союза мороженщиков России, поездка которой была организована Итало-Российской торговой палатой (ИРТП). В дни работы выставки, 20 января 2020 г., исполнилось 100 лет со дня рождения великого итальянского режиссера Федерико Феллини. В Римини, родном городе маэстро, открылась выставка «Феллини 100: Бессмертный гений», гостями которой стали многие участники и гости Sigep. Следующая выставка SIGEP пройдет в Римини с 16 по 20 января 2021 г. Елена СКРЯБИНА

№ 2/2020

Международные выставки / Мороженое

На Sigep едут за эмоциями и позитивным зарядом перед новым наступающим сезоном мороженого

Дмитрий ДОКИН, председатель совета директоров ТОО «ШинЛайн»

В течение календарного года проходит множество выставок по мороженому на разных континентах, и во многом все они очень похожи, но каждая при этом имеет свои особенности. На Anuga (Кёльн) едут те, кого интересует производство частных марок – там собираются самые эффективные производители продуктов питания; на Sial (Париж) едут больше именно в Париж, ибо сама выставка ничем особым не отличается от других; Ice Show в Чикаго утратило свою мощь,

которой привлекало весь мир еще 10–15 лет назад, и превратилось в местечковое собрание некоторых энтузиастов; на Ice cream Festival в Йокогаме со стороны почти невозможно попасть, но, попав на него, ты понимаешь, что никто не собирается с тобой делиться – ты чужой на этом празднике холодного лакомства: традиционалисты Японии трепетно хранят все тайны волшебства мороженого; выставка Gulfood в Дубае больше всего интересует поклонников современного Востока, а любая китайская выставка – это больше хлопот и надежд, чем реальных результатов по освоению рынка Поднебесной. На фоне всего сказанного Sigep в Римини стоит особняком. С одной стороны, это не лучшая часть Италии по сравнению с Тосканой, Амальфией, Сардинией и прочими гастрономическими и туристическими мекками – аэропорт

напоминает шумный перекресток всех немыслимых чартеров со всеми суматохой и беспорядками. Словом, в первый раз мы очень долго туда собирались и пытались себя настроить на позитивный лад: что можно увидеть в этой деревне, да еще и в январе? Но... настроение и настрой начинает разительно меняться сразу после входа на выставку. Таких больших многоэтажных стендов с террасами и антресолями, с большими интерактивными экранами, красивым оборудованием, такого немыслимого сочетания мороженого из рук множества улыбающихся моделей нет нигде в мире! В Италии даже в январе все дышит летом, праздником и ароматом веселья. Тебе с утра до вечера рассказывают о новинках ингредиентов, технологий и оборудования, и ты делаешь иногда перерывы между дегустациями мороженого, чтобы зайти в другие павильоны, но и там тебя опять «накрывают с головой» ароматы кофе, пряные вкусы шоколада и других десертов, пицца прямо из дровяной печи, великолепие сыров и бокалы вина от итальянских друзей на стендах, которые с выставки по вечерам перемещаются в прибрежные рестораны, без устали говоря вновь и вновь о продукте, новом сезоне и летнем настроении. После Римини ты возвращаешься другим – отдохнувшим, с новыми мыслями и идеями, а также с летним настроением, поэтому можно сказать, что туда едут за эмоциями и позитивным зарядом перед новым наступающим сезоном мороженого. № 2/2020

Для Италии мороженое и Gelato – это образ жизни, мысли и возможность предложить уникальные виды и сорта холодного лакомства

Олег СЕРОВ, генеральный директор ООО «Техноайс-Рус» – эксклюзивный представитель Teknoice, LAIeF, Packint в России (на фото слева)

По итогам прошедшей, 41-й выставки Sigep 2020 можно сказать, что она является одним из главных событий мирового рынка мороженого и джелато. Специалисты во всего мира приезжают, чтобы поучаствовать в фестивале Gelato, принять участие в кубке Мира Gelato. Только представьте – 12 команд с пяти континентов боролись за право быть победителем и нести это звание на протяжении года! Разнообразие видов мороженого, вкусов и всевозможных форм не укладывается в голове, потому что для Италии мороженое и Gelato – это образ жизни, мысли и возможность предложить уникальные виды и сорта холодного лакомства. № 2/2020

Группа компаний Teknoice, LAIeF, Packint на протяжении многих лет участвует в выставке Sigep, которая, по нашему мнению, имеет огромное значение с точки зрения контактов и развития деловых связей с большим числом новых и потенциальных клиентов. В том числе она дает возможность применения маркетинговых инструментов для дальнейшего развития наших компаний и презентации современного и высокотехнологичного оборудования для промышленного производства мороженого, фруктовых льдов и шоколадной глазури. Для каждого из участников выставки, ее посетителей и просто коллег по цеху на протяжении нескольких дней проходили интересные встречи с обсуждением реализованных проектов, пер-

спектив сотрудничества, в том числе поиск различных вариантов и дополнительных возможностей с точки зрения развития совместного бизнеса. В рамках выставки проходили переговоры с делегациями из многих уголков мира, но по-настоящему приятно удивила большая делегация производителей мороженого и заинтересованных лиц из России, организованная Союзом мороженщиков России. Наши коллеги – представители фабрик мороженого – смогли оценить масштабы выставки и, самое главное, смогут воплотить все новшества на своих предприятиях. Официальный представитель группы компаний TEKNOICE, LAIeF, PACKINT на российском рынке – ООО «Техноайс-Рус» www.tehnoice.ru.

Международные выставки / Мороженое

Делегация Союза мороженщиков России на выставке Sigep Новые деловые контакты в атмосфере праздника Наталья УТКИНА, заместитель генерального директора – главный технолог Союза мороженщиков России

В январе 2020 г. Союз мороженщиков России при поддержке Итало-Российской торговой палаты организовал делегацию из производителей мороженого для участия в крупнейшей Международной выставке SIGEP! Выставка охватывает все направления «сладкого общепита» – оборудование и ингредиенты для хлебопекарен, кондитерских предприятий, а также производства сладостей и мороженого. Благодаря внимательному отношению и безупречной организации встречи гостей сотрудниками Итало-Российской торговой палаты пребывание российской делегации на выставке было максимально комфортным. С первых минут присутствия на выставке окунаешься в атмосферу праздника: красиво оформленные витрины с мороженым gelato, бесконечное количество вкусов

мороженого, семифредо! Весело и креативно проходят конкурсы на лучший продукт. На разных площадках представлены мастерклассы и тренинги. Каждому члену российской делегации был выделен переводчик. В течение выставочного дня каждый участник смог провести не менее 10 запланированных встреч с экспонентами. Надеемся, результаты переговоров мы увидим

в этом году: кто-то из делегатов присматривался к оборудованию для производства мороженого на выставке, кто-то подбирал ингредиенты, кто-то вдохновлялся новыми идеями. Участники обменивались опытом с коллегами из других стран, устанавливали новые деловые контакты. После деловой программы выставки наши делегаты встречались с руководством и ведущими специалистами компании MANE, которые приехали специально на встречу из Франции, Италии, России; встречались и с руководством компании Technogel. Делегаты посетили компанию СEPI и ознакомились с ее оборудованием по бестарному хранению сырья, а также побывали в компании Leagel, где ознакомились с производством натуральных паст и наполнителей, и в школе для джелатерье продегустировали gelato. Поездка делегации на выставку была незабываема, подарила много интересных встреч, вдохновила идеями! № 2/2020

Патенты и изобретения

НОВЫЕ ПАТЕНТЫ РОССИИ по холодильной технике и тепловым насосам КАСКАДНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА Патент РФ 2563049, начало срока действия патента 25.11.2013, опубликовано 20.09.2015, бюл. № 26. Авторы: Л.М. Клячко, В.Л. Уманский, Б.А. Макаров и др. Патентообладатель: ОАО «ЦНИИ «Курс». СУТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для охлаждения объектов или поддержания их низкой температуры путем получения холода на низком температурном уровне (ниже –120 оС). В предлагаемой каскадной холодильной машине выход потока хладагента из конденсатора и вход в отделитель жидкости связаны между собой теплообменником, являющимся конденсатором-переохладителем для нижней ветви каскада и испарителем для верхней ветви каскада, представляющей собой одноступенчатую холодильную машину; также на нижней ветви каскада предусмотрена перепускная линия для сброса избыточного давления нагнетания. Благодаря данным изменениям в структуре цикла понижается давление нагнетания нижнего каскада, поэтому в нем можно использовать вещества, с помощью которых удастся получить такие низкие температуры. АНАЛОГ Из патента RU 2448308 известно о применении отделителя жидкости и перепускной линии для получения низких температур. Однако вследствие высокого давления нагнетания в этой холодильной машине нижний предел достижимой температуры ограничен, так как при работе на низких температурных уровнях значительно уменьшается удельная холодопроизводительность в принятом низкотемпературном холодильном цикле. Кроме того, перепускная линия расположена в низкотемпературной части холодильной машины и, соответственно, требует наличия теплоизоляции, чтобы сократить необратимые потери в цикле. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Каскадная холодильная машина (см. рисунок) состоит из циркуляционного контура верхней ветви каскада и циркуляционного контура нижней ветви каскада. В нижней ветви каскада установлены последовательно отделитель жидкости 4, разделяющий поток хладагента на газообразную и жидкую составляющие, предварительный рекуперативный № 2/2020

теплообменник 5, основной рекуперативный теплообменник 6, основное дросселирующее устройство 7, испаритель 8, компрессор 1 и конденсатор 2. При этом первый выход отделителя жидкости 4 соединен со входом прямого потока хладагента в предварительный рекуперативный теплообменник 5, а второй выход – со входом обратного потока в предварительный рекуперативный теплообменник 5 через предварительное дросселирующее устройство 9. Выход потока хладагента из конденсатора 2 и вход в отделитель жидкости 4 связаны между собой теплообменником 3, являющимся конденсатором-переохладителем для нижней ветви каскада и испарителем для верхней ветви каскада, представляющей собой одноступенчатую холодильную машину, в которой последовательно установлены компрессор 14, конденсатор 15, ресивер 16, дросселирующее устройство 17, испаритель 3. Холодильная машина работает следующим образом: в нижней ветви каскада хладагент сжимается в компрессоре 1, затем охлаждается до температуры окружающей среды и частично конденсируется в конденсаторе 2, после чего попадает в конденсатор-переохладитель 3, где продолжается процесс конденсации хладагента за счет отбора теплоты на кипение хладагента верхней ветви каскада. Затем хладагент нижней ветви попадает в отделитель жидкости 4, где разделяется на жидкую и газообразную фазы. Газообразный хладагент из отделителя жидкости 4 поступает сначала в предварительный рекуперативный теплообменник 5, затем в основной рекуперативный теплообменник 6, где постепенно конденсируется за счет охлаждения обратным потоком. Охлажденный хладагент проходит через основное дросселирующее устройство 7, где происходит его расширение и понижение температуры, после чего поступает в испаритель 8, где нагревается за счет тепла, отводимого от охлаждаемого объекта. Далее поток хладагента поступает в основной рекуперативный теплообменник 6, где подогревается за счет охлаждения прямого потока. Жидкий хладагент из отделителя жидкости 4 проходит через предварительное дросселирующее устройство 9, где понижаются его давление и температура, после чего смешивается с обратным потоком перед предварительным рекуперативным теплообменником 5. Далее поток хладагента еще подогревается в предварительном рекуперативном теплообменнике 5 и поступает на всасывание компрессора 1. На этом цикл работы холодильной машины замыкается.

Патенты и изобретения хладагента в верхней и нижней ветвях каскада. Благодаря подаче сдросселированного в 13 перепускного хладагента в линию всасывания компрессора 1 удается понизить температуру начала сжатия в компрессоре и тем самым понизить давление нагнетания, что также ведет к уменьшению давления конденсации. Благодаря расположению перепускной линии в нижней ветви каскада температура перепускаемого хладагента – комнатная, это ведет к уменьшению необратимых потерь в низкотемпературном цикле каскадной холодильной машины, а также к отсутствию необходимости теплоизолировать компоненты перепускной линии. Техническим результатом являются понижение достигаемой температуры охлаждения и повышение термодинамической эффективности низкотемпературного холодильного цикла при работе на низких Принципиальная схема каскадной холодильной машины: температурных уровнях. 1 – компрессор нижней ветви каскада; 2 – конденсатор нижней Данная холодильная машина будет рабоветви каскада; 3 – теплообменник (конденсатор-переохладитель тать только в случае применения в качестве нижней ветви и испаритель верхней ветви каскада); 4 – отделитель жидкости; 5 – предварительный рекуперативный теплообменник; хладагента в нижней ветви каскада много6 – основной рекуперативный теплообменник; 7 – дросселирующее компонентной смеси (не менее двух компоустройство нижней ветви каскада; 8 – испаритель нижней ветви нентов). Нормальная температура кипения каскада; 9 – предварительное дросселирующее устройство нижней ветви каскада; 10 – соленоидный вентиль; 11 – ресивер; 12 – обратный компонентов рабочей смеси должна лежать клапан; 13 – дросселирующее устройство; 14 – компрессор верхней в диапазоне от температуры окружающей ветви каскада; 15 – конденсатор верхней ветви; 16 – ресивер; среды до необходимой температуры ох17 – дросселирующее устройство верхней ветви каскада лаждения. Соленоидный вентиль 10 нормально находится в закрытом положении и открывается при помощи электрического сигнала от управляющего устройства. В случае повышения давления нагнетания выше некоторой заданной величины соленоидный вентиль открывается и перепускает часть газообразного потока хладагента в ресивер 11. Соленоидный вентиль закрывается, как только давление падает до заданного значения. Из ресивера хладагент проходит через обратный клапан 12 и дросселирующее устройство 13, где его давление падает до давления обратного потока, а температура понижается, и смешивается с обратным потоком перед компрессором 1. Обратный клапан 12 необходим для предотвращения попадания хладагента в ресивер со стороны обратного потока в случае повышения давления всасывания. Путем дополнительного переохлаждения потока хладагента нижней ветви каскада в предлагаемой каскадной холодильной машине удается повысить удельную холодопроизводительность на низких температурных уровнях и, следовательно, холодильный коэффициент. Избыточный в пусковой период низкокипящий газ в данном случае отбирается до конденсатора-переохладителя 3, за счет чего повышается эффективность теплообмена между потоками

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Каскадная холодильная машина, содержащая в нижней ветви каскада установленные последовательно отделитель жидкости, разделяющий поток хладагента на газообразную и жидкую составляющие, предварительный рекуперативный теплообменник, основной рекуперативный теплообменник, основное дросселирующее устройство, испаритель, компрессор и конденсатор, при этом первый выход отделителя жидкости соединен со входом прямого потока хладагента в предварительный рекуперативный теплообменник, а второй выход отделителя жидкости соединен через предварительное дросселирующее устройство со входом обратного потока в предварительный рекуперативный теплообменник, отличающаяся тем, что выход потока хладагента из конденсатора и вход в отделитель жидкости связаны между собой теплообменником, являющимся конденсатором-переохладителем для нижней ветви каскада и испарителем для верхней ветви каскада, представляющей собой одноступенчатую холодильную машину, в которой последовательно установлены компрессор, конденсатор, ресивер, дросселирующее устройство, испаритель. Канд. техн. наук А.М. РУКАВИШНИКОВ

№ 2/2020

Требования к научным статьям, представляемым в журнал «ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА» Статьи должны отражать приоритетные направления науки в области холодильной, криогенной техники и технологий. • Перед названием статьи слева – УДК. • После названия статьи указываются авторы: фамилия и инициалы, ученая степень и звание, место работы, e-mail. • Статья должна быть набрана на компьютере через два интервала в текстовом редакторе Word. Объем статьи – не более 12 стр. формата А4, размер шрифта 12–14. • Необходимо использовать Международную систему единиц (СИ). • Формулы и символы набираются в редакторе формул Math Type (Microsoft Equation)(в Word 10: Вставка – ОБЪЕКТ – Microsoft Equation 3 или Math Type 6.0 Equation), не использовать встроенный формульный редактор в Word и не вставлять формулы из пакетов MathCad и MathLab. • Статья сопровождается рефератом (от 150 до 200 слов), отражающим суть ее содержания и результаты исследований, с ключевыми словами или словосочетаниями (не менее 10 слов) на русском и английском языках. • Список использованных литературных источников, оформляемых по ГОСТу, должен содержать не менее 8 пристатейных ссылок на опубликованные работы. Список литературы располагается по алфавиту (в начале на русском,

затем на английском языках) с соответствующими ссылками, заключенными в квадратные скобки, в тексте статьи. Для книги указываются: фамилия, инициалы автора, название книги, место издания, издательство, год издания, страницы; для статьи: фамилия, инициалы автора, название статьи и периодического издания, год, номер, страницы. Список литературных источников должен быть на русском и английском языках. • Иллюстрации представляются в электронном виде отдельными файлами (не заверстанными в текст статьи) в следующих форматах:  растровые цветные – формат TIFF, цветовая модель CMYK (суммарное количество красок не должно превышать 300 %), разрешение 300 dpi;  черно-белые штриховые (Bitmap) – формат TIFF, разрешение 800 dpi;  векторные (шрифты должны быть переведены в кривые) – формат EPS, цветовая модель CMYK (суммарное количество красок не должно превышать 300 %). • В печатном виде статья с рефератом, иллюстрациями и списком литературы должна занимать не менее 3-х страниц.

Данные об аффилировании авторов (autor affiliation). Отдельно прилагаются следующие сведения об авторах: полные имя, отчество, фамилия, должность, контактные телефоны (рабочий, мобильный); почтовый адрес места работы для получения авторских экземпляров журнала. Статьи следует направлять по e-mail:holodteh@holodteh.ru или на диске по почтовому адресу: ИД «Холодильная техника», 107045, Москва, Уланский пер., д. 21, стр. 2, оф.1. Тел./факс: (495) 607-20-66