Характеристика ізоляційних конструкцій кузовів

Найбільша товщина ізоляції – на стелі. Пол повинен бути ізольований краще, ніж стіни, оскільки віддзеркалення теплоти від дороги приводить до значного підвищення температури зовнішньої сторони підлоги в порівнянні з температурою зовнішнього повітря.

Ізоляційні матеріали кузовів повинні мати низькі значення l, r, m, не деформуватися, не піддаватися старінню, бути стійкими до трясіння. На авто-рефрижераторах старої споруди застосовували альфоль, мипору, мінеральну вату.

Характеристики сучасних ізоляційних матеріалів кузовів

Матеріал	Коефіцієнт теплопровідності l,	Об'ємна вага r,	Коефіцієнт паро-проникності m,
Пінополістирол ПСБ-С	0,041	20...30	11 ´ 10^-6
Пінопласт заливальний ФРП-1	0,041	40...60	75 ´ 10^-6
Жорсткий пінополіуретан ППУ-3	0,032...0,035	40...50	15 ´ 10^-6

Конструкції кузовів – каркасні або з сандвич – панелей (для кузовів завдовжки до 6м). Під час руху кузови піддаються сильним механічним діям: прискоренням, перефарбовуванням, вібрації, а також термічним навантаженням (від 80°С зовні від сонця до –30°С всередині). Тому крупні і середні кузови мають каркаси із залізних або алюмінієвих профілів.

Системи охолоджування:

1. Льодом – мінімальна температура у кузові +6°С;

або льодо-соляною сумішшю – мінімальна температура у кузові -6°С.

Металеві банки з льодосоляною сумішшю встановлюють під стелею або біля бічних стін.

Недоліки:

• трудомісткість приготування льодосоляної суміші і наповнення бачків;
• корозія бачків і псування підлоги від проливання розсолу.

Застосування: дуже рідко у даний час.

1. Зероторами.

Переваги в порівнянні з попереднім способом:

• менше трудомісткість робіт;
• не забруднюється кузов.

Недоліки:

• необхідність перенесення зероторів для охолоджування в холодильні камери і назад, кріплення їх в кузові;

Застосування: рідко, в основному для невеликих охолоджуваних об'ємів.

 

1. Евтектичними акумуляторами.

Це зеротори з охолоджуючими змійовиками всередині, стаціонарно укріплені в кузові автомобіля у стелі, біля стін. Іноді вони ділять кузов на відсіки.

Є плоскими плитами з неіржавіючої сталі або дюралюмінію із змійовиком всередині для циркуляції холодильного агента або холодоносію. Усередині плити заповнені евтектиком на 90% місткості.

NaCl (r = 1,173 г/м³, t_е = -21,2°С) для t_кам = -(12..15)°С.

KCl (r =1,136 г/м³, t_е = -11,1°С) для t_кам = (+6..-4)°С.

Заморожують акумулятори на стоянці: розсільні – підключенням до охолоджуючої системи холодильника. У цьому випадку на зовнішній стіні холодильника, або в гаражі укріплюють колектори розсолів. Акумулятори із змійовиками безпосереднього випаровування (система машинної акумуляції) заморожують включенням у роботу герметичного холодильного агрегату на напругу ~380/220 В, що є на автомобілі.

Переваги:

• простота пристрою;
• простота обслуговування; не вимагають догляду в дорозі;
• надійність герметичних агрегатів і можливість дозарядження акумуляторів при розвантаженні товару в магазині.

Недоліки:

• неможливість регулювання температури в камері;
• прив'язка до стаціонарного холодильника (для акумуляторів розсолів);
• підвищена вартість і додаткова маса холодильних агрегатів, що перевозяться (їх розташовують у кабіні водія або під кузовом).

Застосування: широке для міських перевезень у малотоннажних авторефрижераторах.

 

Мал. 24. Схема евтектичного акумулятора

На змійовику насаджені рідкісні ребра, що забезпечують жорсткість конструкції і поліпшення теплопередачі.

1. Охолоджування сухим льодом.

Охолоджуючі прилади – закриті металеві контейнери, в які розміщають роздроблений сухий лід. Для перемішування повітря в кузові встановлюють вентилятор.

Повітря +СО₂ відводять з кузова по спеціальній трубці.

Часто сухий лід кладуть безпосередньо на продукти або в пакетах між продуктами.

Переваги:

• мала маса і об'єм устаткування;
• висока надійність в роботі;
• простота пристрою і обслуговування.

Недоліки:

• неможливість або обмежена можливість (вентилятором) регулювання температури повітря в кузові;
• нерівномірне температурне поле в об'ємі кузова;
• неможливість перевезення охолоджених харчових продуктів;
• висока вартість сухого льоду.

Застосування: перевезення заморожених продуктів (в основному, морозива) в ізотермічних автомобілях.

1. Машинне охолоджування

Холодильна машина – автоматизована на R12 (раніше), R22 і нових фреонах, а також на аміаку (Чехія).

Конденсатор і повітроохолоджувач – ребристотрубні з примусовим обдуванням.

Повітроохолоджувачі встановлюють звично на передній стінці вантажного відділення.

Види приводу холодильної машини:

а) Привід від двигуна автомобіля через механічну або гідравлічну передачу.

Дуже часто в поєднанні з таким приводом використовують електродвигуни змінного струму для забезпечення роботи холодильної установки під час тривалої стоянки.

Переваги: компактність і невелика маса.

Недоліки:

• трудність підтримання постійного числа оборотів компресора при русі автомобіля з різною швидкістю;
• трудність забезпечення роботи компресорів при стоянці автомобіля.

б) Привід від автономного двигуна внутрішнього згорання (карбюраторного або дизеля).

Більшість зарубіжних авто-рефрижераторів мають такий привід.

Перевага – можливість роботи холодильної установки як при русі, так і на стоянці автомобіля, що особливо важливе в міських умовах.

У крупних авто-рефрижераторах застосовують дизель – генератори, що дозволяє встановлювати беззащільникові компресори.

Ескіз авто-рефрижератора з машинним охолоджуванням показаний на прикладі напівпричепа на мал.25.

Мал. 25. Схема напівпричепа-авто-рефрижератора.

Переваги машинного охолоджування:

• точність підтримання температурного режиму;

• постійна готовність до роботи;

• рівномірне температурне поле усередині кузова.

Недоліки машинного охолоджування:

• складність обслуговування і ремонту;
• шум при роботі;

• обмежені резерви холодовидатності;

• складність конструкції і автоматики;
• висока вартість холодильної машини.

6. Охолоджування зрідженими газами

Використовують N₂, суміш пропану і бутану. При використанні N₂ в кузові можна одержати температуру –30°С. Пристрій такого рефрижератора на мал.26.

У кузові встановлений посудина Д’юара діаметром 500 мм заввишки 1500 мм, місткістю (120...170) кг рідкого N₂. При температурі –196°С прихована теплота кипіння r_N2 = 199 кДж/кг.

Мал. 25. Схема рефрижератора з азотним охолодженням.

З урахуванням підігріву газу до температури –18°С Q_0N2 = 373 кДж/кг, тобто трохи вище, ніж у водного льоду, і приблизно в 1,7 раз менше ніж у СО₂. (Дані по СО₂ викладалися раніше).

 

По сифоновій трубі через рідкий соленоїдний вентиль (СВ) рідкий N₂ потрапляє у перфоровану трубу, розташовану під стелею кузова.

Витискування відбувається під дією тепло-приливів у Д’юар. СВ керується камерним терморегулятором і блокується з дверима (закривається при їх відкритті). Є запобіжний клапан на Р = 1,5 кг/см², трубопровід системи заправки, контроль рівня N₂.

Переваги:

• хороша циркуляція N₂ в кузові;
• бактерицидне середовище в кузові;
• висока надійність в роботі;
• безшумність;
• швидке попереднє охолоджування кузова і швидке відновлення температури після відкриття дверей;
• точне регулювання температури в кузові.

Недоліки:

• неприйнятно з термодинамічної точки зору;
• необхідність створення мережі заправних станцій.

Застосування: за кордоном (США, Англія, Франція), де рідкий N₂ дешевий (відхідний продукт при отриманні О₂) і є мережа заправних станцій.

Охолоджування рідкою сумішшю пропан-бутана.

Ця суміш є паливом для двигуна і служить холодоаґентом (у відкритому циклі).

Рідина дроселює і подається в змійовики охолоджуючих приладів, розташованих на стелі або стінах кузова. Там вона кипить при низькій температурі. Пара, що утворилася, через редуктор низького тиску прямує в двигун автомобіля замість бензину.

При t_н = 20°С в кузові досягається мінімальна температура мінус 6°С.

Переваги:

• непотрібно бензину для двигуна, оскільки його повністю замінює газ;
• просте і легке устаткування;
• екологічно чисті автомобілі не забруднюють атмосферу вихлопними газами.

Недоліки:

• велика тривалість попереднього охолоджування кузова;
• неможливість отримання низьких температур в кузові.

7. Комбінована система охолоджування.

Це комбінація охолоджування машинної акумуляції і системи з рідким азотом.

Евтектичні акумулятори підтримують режим під час перевезення, а рідкий азот служить для відновлення температурного режиму після відкриття дверей.

Перевага – швидке відновлення температурного режиму після завантаження і відкриття дверей.

Недоліки:

• велика вага холодильного устаткування;
• більш висока вартість експлуатації.

Застосування: для перевезення морозива і швидко-заморожених продуктів (у Франції).

При цьому температура завантажених продуктів повинна бути не вище за температуру перевезення, інакше велика витрата рідкого азоту.

Залізничний холодотранспорт

Не плутати з ізотермічним холодотранспортом, де відсутні що охолоджуючі прилади і пристрої, але огорожі вантажного об'єму мають шар термоізоляції. До останніх відносяться вагони - цистерни для перевезення молока, вина і ін. Продукт в них завантажують заздалегідь охолодженим на стаціонарних холодильних установках, а ізоляція уповільнює підвищення температури продукту.

Класифікація залізничного холодотранспорту:

За способом охолоджування:

• вагони з без-машинним охолоджуванням (СО₂, N₂);
• вагони з машинним охолоджуванням (рефрижераторні вагони), які об'єднують у рефрижераторні секції і потяги або мають автономні холодильні і силові установки.

За способом опалювання:

• вагони з електричним опалюванням;
• вагони, що опалюються печами – тимчасовими будівлями.

Такі вагони мають у даху пічне оброблення для виходу труби від переносної печі.

У таких вагонах можна перевозити продукти в зимовий час.

За призначенням вагони діляться на універсальні і спеціальні (напр. для перевезення ендокринної сировини).

Вагони з без- машинним охолодженням використовують льодосоляне охолоджування.

За кордоном для їх охолоджування застосовують сухий лід, рідкі СО₂ і N₂.

Вагони – льодовики виконували з торцевими вертикальними відсіками, або із стельовими кишенями для льодосоляної суміші. Застосовувалося також фригаторне без-машинне охолоджування з циркуляцією розсолу за рахунок його підігріву в батареях і вакууму в концентраторі, розташованих на даху.

При t_н = 30°С у вагонах льодовиках підтримувалася температура не нижче –8°С (-12°С у фригаторних системах).

Поповнення вагонів льодосоляною сумішшю вели через 300...400км (через 12..36 год.).

Переваги:

• простий пристрій;
• не вимагають електроенергії.

Недоліки:

• недостатньо низька температура для перевезення заморожених продуктів;
• зменшення вантажного об'єму і корисної вантажопідйомності;
• необхідність організації густої мережі пунктів льодопостачання з складною і дорогою механізацією;
• трудомісткість операцій по завантаженню льоду і солі;
• стікаючий з вагонів розсіл викликає корозію металевих елементів залізничного полотна;
• корозія устаткування вагонів, псування вантажу, якщо протікають баки;
• не забезпечується швидке охолоджування плодів і овочів, прийнятих до перевезення з високою температурою;
• знижена добова швидкість пересування із-за необхідності заправки вагонів.

Виробництво вагонів-льодовиків припинено в 1965г. і зараз їх можна зустріти лише в північних районах Росії.

Вагони з машинним охолодженням – автономні, а також секції, складені з них, мають наступні переваги:

• кращі умови зберігання, нижча досяжна t_вн;
• можливість регулювання t_вн стосовно конкретних продуктів;
• можливість обігріву в зимовий час;
• збільшення швидкості руху (до 500 км./добу), оскільки усуваються стоянки для завантаження льодом і злитиму;
• усуваються непродуктивні перевезення льоду і соли;
• відпадає необхідність в льодопунктах і льодосховищах.

Недоліки:

• висока вартість холодильного устаткування;
• потреба в енергії і паливі для приводу компресорів;
• необхідна хороша ремонтна база на залізницях.

Розрізняють: рефрижераторні потяги;

рефрижераторні секції;

автономні рефрижераторні вагони.

Рефрижераторні потяги.

У СРСР вперше був 23-х вагонний потяг, призначений для перевезення великих партій швидкопсувних продуктів (до 600 т).

У нього входило 20 вагонів – камер схову і 3 допоміжних (дизель-електростанція, холодильне машинне відділення і вагон для обслуговуючого персоналу).

З 1958г. випускали 21й – вагонний потяг, у складі якого було 18 вагонів-камер (по 42 т) і 3 допоміжних вагону. Загальна вантажопідйомність потягу збільшена до 756 т. Холодильна установка – аміачна з системою розсолу охолоджування. Розсіл – СаСl₂.

У 23-х вагонному потягу використовувалися одноступінчаті компресори, у 21 вагонному – 2 АДС:

Q₀ = 87 кВт кожен при t₀ = -20°С, t_н = 49°С

або Q₀ = 130 кВт кожен при t₀ = -10°С, t_н = 52°С.

У кожен агрегат входили 3 компресори 2-СНТ і 1-СВТ.

При температурі зовнішнього повітря £ 15°С переходили на одноступінчате стиснення.

Обслуговуючий персонал – 7 чол.

У вагоні – дизель-електростанції розташовано 3 дизель-генератори потужністю (75+75+38) кВт. Вантажні вагони (камери) обладнані стельовими оребреними батареями розсолів. Є вентилятори.

Температурний режим (-10...+14)°С.

Недоліки потягів:

• велика довжина (370м – 23 ваг., 380м – 21 ваг.);
• доводиться розчіпляти їх при подачі до підприємства, при цьому втрачається розсіл і припиняється охолоджування відчеплених вагонів;
• недостатньо низька температура у вантажних вагонах;
• збільшена витрата електроенергії на вироблення холоду, оскільки застосуються розсіл.

12–вагонна рефрижераторна секція

Аналогічна потягам. Склад: 10 вантажних вагонів, службовий + дизель - електростанція і вагон - машинне відділення. Обслуговування – 5 чоловік.

Аміачна холодильна установка з охолоджуванням розсолу.

Q₀ =54 кВт ´ 2 при t₀ = -20°С, t_к = 45°С.

У режимі охолоджування овочів

Q₀ = 63,8 кВт ´ 2 при t₀ = -16°С, t_к = 45°С.

Час охолоджування плодів від 25 до 4°С – 72 години.

Температура у вагонах (-12...+14) °С. Інше – як в потягах.

У 23, 21 вагонних потягах і 12 вагонній секції конденсатори – повітряні, випарники – кожухотрубні.

Недоліки – ті ж.

Випуск потягів і 12 вагонних секцій припинений.

5-вагонні рефрижераторні секції

Є основним видом залізничного транспорту для перевезення охолоджених заморожених продуктів.

У країнах СНД експлуатуються секції виробництва Брянського машинобудівного заводу (БМЗ) і заводу у м. Дессау (Німеччина).

Найбільш поширені секції мають 4 вантажні вагони місткістю 42т ´ 4 = 168т при температурі (-20...+14)°С і 1 службовий вагон + дизель-генератори (84,5 кВт ´ 2).

У кожному вантажному вагоні встановлена холодильно-нагрівальна установка ВР-1м на R12, що включає 2 компресорно-конденсаторних агрегату з компресорами 2ФУУБС-18.

Холодовидатність кожного агрегату

Q₀ = 6,6 кВт при t₀ = -28°С, t_к = 45°С.

Повітроохолоджувач розташований поряд з машинним відсіком уздовж торцевої стіни, над ним встановлений нагрівач і система вентиляції.

Коефіцієнт теплопередачі кузова нового К = 0,3

а до заводського ремонту досягає К = (0,65...0,7) із-за зволоження ізоляції.

Мал. 27. Схема вантажного вагону 5 – вагонної секції.

Обслуговуючий персонал – 3 людини.

Нова розробка 5-вагонної секції БМЗ має холодильну установку на R22 і вантажних вагонах, виготовлених сандвич-панелей.

Марка секції: РС5.

Автономний рефрижераторний вагон (мал. 28)

Мал. 28. Схема автономного рефрижераторного вагону.

Призначений для транспортування невеликих кількостей швидкопсувних продуктів. Вантажопідйомність G = 40т.

Температура в камері (-20...+14)°С. Обслуговуючий персонал в дорозі відсутній. Обслуговують на стоянках і в рефрижераторному депо.

Вагон має 2 самостійні холодильно-опалювальні і енергетичні установки, розташовані в 2х торцевих машинних відсіках. Повітроохолоджувачі агрегатів розміщують у вантажному приміщенні вагону. Повітря з повітроохолоджувачів подається в неправдиву стелю з отворами.

Холодильна машина – моноблок Q₀ = 9,3 кВт при t₀ = -15°С, t_к = 40°С.

Холод. агент – R12. Її можна експлуатувати при t₀ = (-40...-5)°C і t_k £ 65°C.

Під холодильною машиною розташований дизель-генератор N = 13,2 кВт. Крім того, в кожному машинному відсіку є паливний бак.

Передбачена вентиляція вагону. Випуск повітря – через дефлектори.

Теплоізоляційний контур вагону виконаний із спінених заливальних ізоляційних матеріалів, що забезпечує К £ 0,32 Вт/м²К.

Робота установки, включаючи відтавання повітроохолоджувачів (гарячою парою) автоматизована.

Нові розробки БВЗ.

1) Автономний рефрижераторний вагон з обслуговуванням. Вантажний об'єм 100м³. Місткість»20т. Обслуговуючий персонал суміщає функції охорони вантажу в дорозі.

2) Двосекційний вагон 2 ´ 20т, який може експлуатуватися з автономним вагоном 1).

Можливо утворювати 3-х вагонну секцію, що складається з автономного вагону в центрі і двосекційних по краям: 2)+1)+2).

3) Вагон з охороною для перевезення великовантажних рефрижераторних контейнерів.

Схема вагону приведена на мал.29.

Мал. 29. Схема вагону для перевезення велико-грузних рефрижераторних контейнерів.

Окрім житлового відсіку у вагон поміщається 1 40-футовий або 2 20-тифутовых охолоджуваних контейнерів і 2 блоки дизель-генераторних установок.

На базі вагону можуть формуватися контейнерні секції в 2-х варіантах:

• звичайна платформа +3)+ звичайна платформа
• 5 електрифікованих платформ +3)+5 електрифікованих платформ.

Водний холодотранспорт

Призначення:

• зв'язує між собою холодильні підприємства, що знаходяться на вузлах водних шляхів усередині країни; (перевезення вантажів водним транспортом – найдешевше).
• виконує зовнішньоторговельні операції;
• виконує добувні, виробничі і транспортні операції в рибній промисловості.

Класифікація рефрижераторних судів рибної промисловості за цільовим призначенням:

• добувні або промислові, призначені для здобичі, охолоджування або заморожування здобутих морепродуктів;
• оброблювальні або виробничі, призначені для прийому від добувних судів морепродуктів, заморожування і переробки їх;
• транспортні, призначені для прийому з добувних і оброблювальних судів на промислах і з берегових підприємств заморожених і охолоджених морепродуктів і доставки їх в базові порти. Їх відносять до судів – універсальних холодильників;
• судна з суміщеними функціями, напр. виробничий транспортні, рефрижератори.

Об'єм рефрижераторних трюмів досягає:

• 3500 м³ на риболовних морозильних траулерах;
• 9000 м³ на виробничих і виробничо-транспортних судах;
• 23000 м³ на транспортних рефрижераторах і плавучих базах.

Температура повітря в трюмах (0...-30)°С.