Способы охлаждения фургонов рефрижераторов

Способы охлаждения фургонов-рефрижераторов

Источники холода для охлаждения фургонов-рефрижераторов разделяются на временные, обеспечивающие поддержание требу­емой температуры в кузове без повторного заряда батарей охлаж­дения холодом в течение ограниченного срока, и постоянные, обес­печивающие поддержание заданной температуры без периодичес­кого возобновления запаса холода.

К временным источникам холода относятся льдосоляная смесь, сухой лед, замороженные эвтектические растворы, установки с жид­ 10 ул азотом. Постоянным источником холода является машинное охлаждение.

Временные источники холода. Охлаждение льдосоляной сме­сью, представляющей собой смесь льда и поваренной соли, основа­но на поглощении смесью тепла из пространства кузова.

Эффективность охлаждения кузова зависит от количества и вместимости бачков, заполненных льдосоляной смесью, и ее со­става.

При увеличении содержания поваренной соли от 0 до 30 % тем­пература смеси снижается от 0 до —20 °С, а хладопроизводительность повышается от 33 до 193 Дж/кг.

Недостатком применения льдосоляного охлаждения является большая трудоемкость заполнения бачков размельченным льдом, большой объем, занимаемый бачками, и повышенная коррозия ку­зова. Поэтому льдосоляное охлаждение в настоящее время не нахо­дит широкого распространения.

Охлаждение сухим льдом (твердая углекислота) лишено основ­ных недостатков льдосоляного охлаждения. Оно имеет относительно высокий холодильный эффект при сравнительно небольшом за­нимаемом сухим льдом объеме.

Охлаждение с помощью сухого льда может осуществляться кон­тактным и бесконтактным способами. При контактном способе блоки сухого льда не отделяются от продукта, благодаря чему па­ры углекислоты омывают продукты. При бесконтактном способе сухой лед загружают в герметически закрываемые емкости. Основ­ным недостатком охлаждения с помощью сухого льда является вы­сокая его стоимость.

Охлаждение замороженными эвтектическими растворами, за­ключенными в герметических сосудах, основано на поглощении теп­ла из кузова при оттаивании растворов. Применяют водные раст­воры хлористого натрия NaCl (поваренная соль), хлористого ка­лия КСl и воду

Физические свойства эвтектических растворов

Состав, % по массе

Температура замерзания (криогидратная точка), о С

Температура воздуха в кузове, о С

Хлористый калий КСl

Хлористый натрий NaCl

Охлаждение вследствие оттаивания замороженных эвтектических растворов может осуществляться с помощью специальных объем­ных сосудов (зероторов) и аккумуляционным способом, когда ис­пользуют аккумуляционные батареи, периодическое заморажива­ние которых производится без снятия с автомобиля.

В настоящее время широкое распространение получает охла­ждение кузовов при помощи сжиженных газов (жидкой углекисло­ты и жидкого азота). Такой способ охлаждения применяют как для основного, так и для предварительного охлаждения.

Основные его преимущества следующие: простота конструкции и ухода; возможность поддержания необходимой температуры в ши­роком диапазоне (от +12 до —30 °С); создаваемая в кузове инерт­ная газовая среда, улучшающая условия сохранности и сокращаю­щая потери от усушки; умеренная стоимость.

Одним из методов предварительного охлаждения кузовов явля­ется впрыск жидкой углекислоты в кузов. В результате испарения углекислоты происходит быстрое и равномерное охлаждение.

Наиболее перспективным способом охлаждения кузовов-рефри­жераторов является использование жидкого азота.

Рис. Схема охлаждения кузова-рефрижератора:

1 — дверной выключатель; 2 — аварийный выключатель; 3 — трубопровод для форсунок; 4 — форсунка; 5 — термочувствительный элемент; 6 — штуцер для заправки жидкого азо­та; 7 — резервуары с жидким азотом.

Жид­кий азот, который находится в специальных резервуарах, располо­женных вне кузова, постоянно испаряется внутрь кузова и поддер­живает там заданную температуру. Резервуары имеют вакуумную термоизоляцию, предотвращающую их запотевание. В верхней ча­сти резервуаров имеется регулирующее устройство, которое при по­мощи термостата, управляемого магнитным клапаном, автоматиче­ски поддерживает заданную температуру в кузове. Жидкий азот подается в трубку, находящуюся под потолком кузова, под дейст­вием небольшого давления (110 кПа), сохраняемого в баке. При открывании задней двери срабатывает блокировка, и подача жидко­го азота в кузов прекращается.

Широкое внедрение этого способа перевозок требует создания сети заправочных станций жидкого азота.

Универсальным агентом подавления микрофлоры, торможения обменных процессов и старения свежих плодов и овощей является озон. Его можно получать на специальных установках при помощи высоковольтных разрядов непосредственно из кислорода воздуха. Установлено, что периодическая обработка свежей плодоовощной продукции воздушно-озонной смесью с концентрацией озона 10— 15 мг/м 3 сокращает потери в 1,5—1,8 раза.

Некоторые продукты в зимнее время следует перевозить при температуре выше нуля (молоко и молочные продукты, минераль­ная и фруктовая вода и т. д.).

При перевозке картофеля и овощей необходимо принимать предупредительные меры, учитывать температуру их замерзания.

Источник

Принцип работы рефрижератора

Хранители холода. Конструкции рефрижераторов

Ррефрижератор — это специальный фургон (реже контейнер), оборудованный холодильной установкой.

Типология

Автомобильные холодильные установки можно разделить на четыре типа — с прямым приводом от двигателя автомобиля, с приводом от автономного двигателя, с электродвигателем и аккумуляторами холода (эвтектикой).

Отдельный вид перевозок скоропортящихся грузов, который также нельзя обойти стороной, — работа с изотермическими кузовами без холодильных установок.

Рефрижераторы с приводом от двигателя автомобиля чаще всего устанавливаются на грузовики без прицепа с небольшим внутренним объемом фургона. Привод может быть как от самого двигателя, так и от генератора, который питает электродвигатель холодильной установки.

Среднетоннажные рефрижераторные фургоны один из самых востребованных классов техники для внутригородской дистрибуции «скоропорта»

Тягачи с изотермическими полуприцепами чаще всего комплектуют холодильными установками с собственным дизельным или бензиновым двигателями. Такая конструкция позволяет поддерживать заданную температуру в фургонах большого объема. Кроме этого, такая холодильная камера может долгое время работать автономно, без «поддержки» тягача.

Стена

На сегодняшний день существует огромное количество вариантов изготовления бескаркасных стенок, потолка и пола изотермических фургонов. Кузова такого типа собирают из так называемых «сэндвич-панелей». Они различаются количеством слоев. Каждый крупный производитель, стремясь привлечь клиента, пытается привнести в конструкцию собственные ноу-хау. Но общая суть от этого не меняется — рефрижераторная надстройка собирается из листов высокопрочного пластика, в промежуток между которыми заливают теплоизоляционную пену (пенополиуретан или экструдированный пенополистирол). Эти материалы не теряют своих свойств в течение большого количества лет. Но не стоит путать экструдированный пенополистирол (ППС) с отечественным пенопластом (ПСБ), который также иногда называют пенополистиролом.

Если не брать в расчет «специальные лаки», «технологии соединения склеиванием без заклепок» и другие фирменные «навороты», то качество изотермы зависит в первую очередь от количества слоев и толщины стенок.

Начинка блока управления современной автомобильной холодильной установки напоминает внутренности компьютера. По сути это и есть компьютер

Регистратор температурных режимов. Устройство, по смыслу напоминающее тахограф, только для транспортного холодильника.

Качество уплотнителей, запоров, дверей и дверных петель — важная составляющая любой рефрижераторной надстройки

Не менее важный элемент конструкции — напольное покрытие кузова.

Основные теплопотери рефрижератора приходятся на неправильно оборудованный пол фургона. Алюминиевое «дно» повышает стоимость конструкции, зато имеет неоспоримые преимущества в сравнении с фанерным или резиновым напольным покрытием.

В алюминии практически не образуются микротрещины, а значит, не будут скапливаться частицы перевозимых продуктов. А простой процесс уборки исключит неприятные запахи гниения.

Как это работает?

Принцип работы автомобильных холодильных установок основан на процессе поглощения или выделения тепла.

В замкнутой системе под давлением циркулирует хладагент (фреон).

При помощи компрессора газообразный фреон с низким давлением (около 2 атм.) сжимается до 15-18 атм. и через внутренний клапан направляется в конденсатор.

Под давлением температура хладагента увеличивается.

В конденсаторе фреон отдает тепло во внешнюю среду и конденсируется, то есть превращается в жидкость.

Далее жидкий фреон попадает в ресивер-влагоотделитель, который является резервуаром для жидкого хладагента.

После него фреон попадает в терморегулирующий вентиль, где за счет резкого снижения давления происходит кипение и испарение жидкости при температуре порядка -35° С.

Процесс испарения жидкого хладагента в испарителе сопровождается поглощением тепла, которое отбирается от проходящего через испаритель воздушного потока.

Воздух, находящийся в фургоне, продувается через испаритель и охлаждается.

Влага, содержащаяся в воздухе, конденсируется на испарителе, либо сливается по дренажным трубкам во внешнюю среду.

Далее газообразный хладагент опять попадает в компрессор, где снова сжимается и нагревается.

С этого момент цикл повторяется.

Виды рефрижераторов по типу охлаждения

Рефрижераторы подразделяются на классы А, В и С.

В рефрижераторах класса А поддерживается температура в диапазоне от +12 до 0°С, класса В -от +12 до — 10°С, класса С — от + 12 до — 20°С при температуре наружного воздуха + 30°С.

Температура внутреннего грузового помещения отапливаемых фургонов до +12°С при температуре наружного воздуха — 10°С для рефрижераторов класса А и — 20°С для рефрижераторов класса В.

Рефрижераторы и отапливаемые фургоны используются для дальних пе­ревозок (до 1000 км) скоропортящихся продуктов.

Термоизоляция кузова обеспечивается применением термо­изоляционных материалов, обладающих малой теплопроводностью и гигроскопичностью, отсутствием запаха, долговечностью, огне­стойкостью, пожаробезопасностью и т.д.

На отечественных фур­гонах наибольшее применение получил пенопласт, который не­гигроскопичен, достаточно прочен, хорошо приклеивается к ме­таллу и остается стабильным по своим свойствам до температуры +60 °С.

Внутреннее охлаждение кузовов-рефрижераторов осуществля­ется с помощью либо временных, либо постоянных источников холода.

Применяемые в рефрижераторах временные источники холода представляют собой устройства, использующие переход опреде­ленного вещества (сухой лед, специальные растворы солей, сжи­женные газы) из твердого и жидкого состояния в газообразное с поглощением теплоты из окружающей среды и тем самым охлаж­дающие ее.

Постоянные источники холода поддерживают необходимую температуру внутри кузова рефрижератора без периодического питания извне. Они представляют собой компрессорные холодиль­ные установки, работа которых основана на испарении сжатых компрессором хладагентов (фреонов).

Привод холодильной уста­новки осуществляется либо от двигателя автомобиля, либо от спе­циального автономного двигателя.

Холодильная установка в реф­рижераторах размещается на передней стенке кузова. Холодильно-силовая часть установки размещается вне кузова, а испаритель с вентилятором устанавливаются внутри кузова. При таком разме­щении частей холодильной установки обеспечивается полное ис­пользование внутреннего пространства кузова и лучший обдув воздухом элементов холодильной установки (компрессора, кон­денсатора) в процессе движения рефрижератора.

Компрессорная холодильная установка может быть использо­вана также для обогрева кузова рефрижератора, что бывает необ­ходимо для перевозки грузов при положительных температурах или для постепенного размораживания грузов после их перевозки в замороженном виде.

При безмашинном способе охлаждения грузовых помещений рефрижера­торов используется твердая углекислота (сухой лед), замороженные эвтекти­ческие растворы, сжиженные газы (жидкая углекислота, азот).

Сублимация сухого льда (переход из твердого состояния в газообразное) позволяет достигать низких температур кузова. Высокая плотность (1500 кг/м3) сухого льда позволяет создавать компактные охлаждаемые установки. Сухой лед помещается в бункера, расположенные под потолком грузового помещения. Бункер загружается через специальный люк без нарушения гер­метичности камеры.

Эвтектические растворы (хлористый натрий, хлористый кальций, водный раствор этиленгликоля и др.) помещаются в емкости (зероторы) и заморажи­ваются в стационарных холодильных установках или другим способом. При оттаивании эвтектических растворов за счет поглощения ими теплоты темпе­ратура в кузове может поддерживаться от — 2 до — 9°С в течение 12. 15 ч.

Использования зероторов и бункеров не позволяет регулировать темпе­ратуру. Более совершенной системой охлаждения является использование жидкой углекислоты. Необходимая температура поддерживается при управ­лении вентилем регулировки подачи углекислоты в грузовое помещение. Не­достатком такого охлаждения является специфическое воздействие углеки­слоты на многие продукты. Относительная стоимость углекислоты довольно высока. В последнее время в качестве хладагента в рефрижераторах все шире применяется жидкий азот.

Азотная система охлаждения (рис.6.8) работает следующим образом.

В кузове ус­танавливается датчик температуры, передающий сигнал на реле, настроенное на определенную температуру.

По команде реле температуры открывается или закрывается электромагнитный вентиль подачи азота в камеру. Жидкий азот из сосуда под давлением поступает в распределительный коллектор. В результате теплообмена со средой в грузовом помещении происходит испаре­ние азота. После охлаждения среды до заданной температуры реле темпера­туры дает сигнал на закрытие вентиля. Система охлаждения блокируется с работой дверей, при открытых дверях система отключается. Это вызвано тре­бованиями безопасности, а также уменьшения расхода азота.

Рис. 6.8. Принципиальная схема системы охлаждения азотом: 1 — наружный кожух сосуда с азотом; 2 — сосуд с жидким азотом; 3 -вентиль; 4 — регулятор давления; 5 — испаритель азота для поддержания постоянного избыточного давления в сосуде; б — вентиль газосброса; 7 — вен­тиль заправки; 8 — регулятор температуры; 9 — вентиль подачи жидкого азота; 10 — распылительный коллектор; 11 — датчик температуры; 12 — пре­дохранительные клапаны; 13 — манометр; 14 — указатель уровня жидкого азота.

При машинном способе охлаждения рефрижераторы снабжаются ком­прессорными холодильными установками. Привод компрессора осуществля­ется от двигателя внутреннего сгорания. Это обеспечивает полную автоном­ность работы рефрижератора, как во время движения, так и на стоянках.

В современных рефрижераторах холодильные установки обычно разме­щают вне фургона — на передней стенке, что обеспечивает полное использо­вание площади и вместимости фургона, а также улучшение обдува компрес­сора во время движения.

Изотермические фургоны, фургоны-рефрижераторы и обогреваемые фур­гоны оборудованы термоизоляцией, которая находится между наружной и внутренней облицовками. Кузов фургона выполняется с каркасом или в бес­каркасном исполнении.

Фургоны с каркасами применяются на рефрижераторах, предназначен­ных для перевозки грузов, подвешиваемых к крюкам на крыше (например, мясных туш). Клепаные каркасы современных фургонов изготавливают из алюминиевого или стального профиля. Элементы крепления внутренних и внешних панелей к каркасу расположены со стороны каркаса и закрываются внешней или внутренней обшивкой. В такой конструкции устраняются «теп­ловые мостики» — места соединения металлического каркаса с облицовкой.

Термоизоляция осуществляется несколькими способами: напылением изоляционного слоя снаружи или изнутри кузова до установки наружной или внутренней облицовок; заполнением полости между обшивками пенообразующим раствором, который при последующем вспенивании расширяется и заполняет все пустоты. Нанесение вспененной композиции до закрепления одной из обшивок позволяет исключить появление пустот в теплоизоляции.

Бескаркасные фургоны обычно изготавливают с использованием термо­изоляционных плит толщиной до 90 мм. В ка­честве теплоизолирующего материала часто используется пенополиуретан. В изоляционных панелях для повышения жесткости помещаются различные вставки из стекловолокна, фанеры и т. п., соединенные между собой специ­альными клеями.

Кузова фургонов оборудуются навесными задними двустворчатыми и боковыми навесными или сдвижными дверями. Двери изготовляются из алю­миниевых сплавов, коррозионно-стойких сталей или композитных материа­лов. Уплотнение дверей обеспечивается двумя прокладками: внешней, контактирующей с атмосферой, и внутренней — теплоизолирующей.

Холодный воздух подается вентилятором от испарителя в верхнюю часть кузова, вдоль двери и пола к вентилятору и обеспечивает равномерное охлаж­дение кузова.

Авторефрижератор представляет собой автомобиль-фургон (прицеп, полуприцеп) с изотермическим кузовом и холодильной установкой.

Большинство холодильных установок авторефрижераторов осуществляют охлаждение и обогрев и называются холодильно-обогревательными установками. Холодильные установки обеспечивают поддержание температурного режима от -25°С до +12 °С в изотермических кузовах автомобилей-фургонов, прицепов и полуприцепов объемом от 2 до 120 м2.

Холодильная установка автомобилей малой и средней грузоподъемности обычно имеет два компрессора: компрессор с приводом от двигателя автомобиля (непосредственно через клиноременную передачу или от автомобильного генератора), который называют дорожным, и стояночный компрессор с приводом от электродвигателя и питанием от внешней электросети. В автомобилях средней и большой грузоподъемности устанавливается один компрессор с приводом от автономного двигателя, обычно дизеля. Для привода компрессора и охлаждения груза на стоянках авторефрижераторы могут дополнительно комплектоваться резервным электродвигателем (напряжение 220, 380 В, мощность 3. 11 кВт) с питанием от внешней электросети.

Холодильные установки имеют два варианта управления: электромеханический и микропроцессорный.

Источник