Хладотранспорт / 504103_983EB_korolkov_b_p_efimov_v_v_hladotrans

101

Недостатком такой системы воздухораздачи является слабое проникание охлаждающего воздуха внутрь штабеля груза, несмотря на большую мощность вентиляторов-циркуляторов. В результате наиболее интенсивно охлаждаются наружные слои груза и возникает возможность их локального переохлаждения, что опасно, например, для плодоовощей. Предотвращение этого нежелательного явления достигается регулярным тщательным контролем за температурой воздуха на выходе из испарителявоздухоохладителя.

Для принудительной смены воздуха в грузовом помещении вагона с целью удаления избытка влаги, газов и неприятных запахов установлены наружный забор, соединительная труба, дефлекторы с заслонками, а также жалюзи.

Рис. 31. Компоновка оборудования 5-вагонной секции БМЗ:

ХМ - холодильная машина; И - испаритель (работает при ох-

лаждении); Э – электрическая печь (работает при отоплении); ВЦ - вентилятор-циркулятор; К - канал для тёплого и холодного

воздуха; ЗВ - вентиляция наружным воздухом; 7 - дефлектор

7.2.2. Автономный рефрижераторный вагон

Автономными называют рефрижераторные вагоны, которые имеют собственное энерго- и холодоснабжение, но по сети железных дорог перемещаются без сопровождения. АРВ снабжены двумя машинными отделениями, в каждом из них установлены дизель-генератор и холодильно-отопительный агрегат (рис. 32).

.

102

Рис. 32. Компоновка оборудования АРВ:

ДГ - дизель-генератор; ХМ - холодильная машина; И - испаритель; Э - электропечь; ВЦ - вентилятор-циркулятор; ЗВ - вентиляция наружным воздухом; ЛП - ложный потолок; ВД - дефлектор; HР - напольная решётка; К - канал

Системы охлаждения и воздухораздачи у этих вагонов такие же, как у грузовых вагонов рефрижераторных секций ZB-5.

АРВ предназначен для перевозки малых партий скоропортящихся грузов при tг =+14... -20 0С и tн =-45 ... +40 0С; предусмотрен режим охлаждения плодоовощей до требуемой температуры в течение 60 часов.

Грузоподъёмность составляет 40 т при длине вагона 19		м и 42 (44) т при
L=21 м. Температурные режимы перевозимых грузов		могут задаваться
дискретно (с помощью переключателя автоматики): -20, -12, -2, +4,			+11,
+14 0С.	Цикл хладоновой холодильной машины	ФАЛ-О56/1	-
двухступенчатый без промежуточного охлаждения.

7. 3. Специализированные изотермические вагоны

Вагон-термос. Эти вагоны предназначены для перевозки широкой номенклатуры термически подготовленных и не выделяющих биологического тепла грузов, а также грузов, не требующих вентилирования. Номенклатура СПГ, разрешённых к перевозке в вагонах-термосах, регламентирована Правилами перевозок.

103

Ограждения кузова вагона выполнены по типу сэндвич с применением пенополиуретановой изоляции толщиной 200 мм. Это позволяет при коэффициенте теплопередачи 0,24...0,27 Вт/(м2 . К) эксплуатировать вагоны-термосы в интервале наружных температур от минус 50 до 50 0С. Грузовое помещение вагона имеет длину 20240 мм, ширину 2600 мм и высоту 2300 мм. Грузоподъёмность вагона 60 т, тара 33,5 т.

Предельный срок перевозки СПГ в вагоне-термосе зависит от исходной

идопустимой конечной температуры груза, температуры наружного воздуха

иопределяется теплотехническими расчётами.

Вагон, охлаждаемый жидкими газами. В настоящее время в рабочем парке ИПС отсутствуют вагоны, охлаждаемые жидкими газами. Однако разработки таких вагонов в нашей стране проведены и имеются опытные экземпляры, которые проходят заводские и эксплуатационные испытания.

По конструкции и теплоизоляционным материалам такой вагон напоминает универсальный вагон-термос. В торцевой части он имеет отделение (рис. 33), где размещается в горизонтальном положении баллон с жидким азотом ёмкостью около 3 м3. Распыление жидкого азота осуществляется системой впрыскивания, срабатывающей от термодатчиков, расположенных на боковых стенах вагона.

1

2

3

4

7 5 6

Рис. 33. Вагон, охлаждаемый жидким азотом:

1 - дросселирующий вентиль; 2 - система распыления жидкого азота; 3 - термодатчик; 4 - дефлектор; 5 - напольные решётки; 6 - клапан для подачи в вагон свежего воздуха перед выгрузкой; 7 - баллон с жидким азотом

104

Достоинства жидкоазотной системы охлаждения ИВ: простота и надёжность конструкции; бесшумность работы, отсутствие вращающихся деталей;

быстрое понижение температуры воздуха и груза до требуемых параметров;

возможность регулирования температурного режима в пределах

1 0С;

незначительная по сравнению с машинным охлаждением естественная

убыль СПГ;
подавление развития микроорганизмов в среде азота;
экологическая безопасность.
Недостатками этой системы являются:
невозможность создания	режима	отепления		груза	или
хладокомпенсации при наружной температуре более			низкой,	чем	режим
перевозки;
отсутствие ремонтной и заправочной базы на сети дорог;
сложность заправки вагона жидким азотом;
необходимость проветривания вагона перед выгрузкой.
Цистерна-термос. Эта	цистерна (рис.	34)	предназначена для

перевозки свежего молока на небольшие расстояния между станциями, обслуживающими крупные фермерские хозяйства и молокозаводы.

1

2

3

4

5

7

6

Рис. 34. Цистерна-термос для молока:

1 - штампованное днище; 2 - крышка люка; 3 - колпак с запорными устройствами; 4 - перегородка; 5 - люк-лаз;

6 - наливная труба; 7 - сливное устройство

105

Грузоподъёмность молочной цистерны 31,2 т, тара 23 т. Котёл цистерны разбит на три секции, что позволяет организовать перевозку молока различного качества или разных отправителей.

Толщина слоя теплоизоляционного материала (300 мм) определена из расчёта отепления или охлаждения молока не более 2 0С в течение суток при начальной температуре молока 4 0С летом и 8 0С зимой и температурах наружного воздуха соответственно 30 и минус 40 0С.

Вагон-цистерна для вина и виноматериалов (рис. 35). Состоит из двух котлов ёмкостью по 14 м3 с компенсационными бачками. Внутренняя поверхность котлов, выполненных из листовой стали, покрыта кислотоустойчивой эмалью. Охлаждение вагона осуществляется водным льдом, загружаемым в четыре потолочных бака. Для отопления вагона предусмотрен водяной котёл с разводящей системой трубопроводов. В вагоне есть служебное помещение для проводника. Вагон имеет теплоизолированную ограждающую конструкцию, что полностью исключает замерзание вина.

1	2	3		4	5	3	2

6

7

6

Рис. 35. Вагон-цистерна для вина (вид сверху):

1 - котёл для вина; 2 – потолочный бак для льда; 3 – компен-

сационный бак; 4 - окно служебного помещения ; 5 - служебное

помещение; 6 - дверь грузового помещения; 7 - входная дверь

106

Автономный рефрижераторный вагон для перевозки живой

рыбы. Для перевозки живой товарной рыбы и рыбопосадочного	материала
используют живорыбные АРВ и трёхвагонные рефрижераторные	секции. В
рефрижераторный вагон (рис. 36) при плотности посадки 1:1,5	загружают
около 12 т рыбы.

Тара вагона в экипированном состоянии без воды 55 т, масса брутто

84 т. Расчётная температура	воды в	резервуарах при	наружной
температуре 30...40 0С составляет	4...6 0С.	В ограждающие	конструкции

включена теплоизоляция из пенополистирола толщиной 180...200 мм. Охлаждение рыбы в вагоне осуществляется не более чем за 48 ч;

жизнеобеспечение поддерживается системой аэрации и циркуляции воды.

Рис. 36. Живорыбный АРВ:

ХМ - холодильная машина; А - аппаратная; ВС - вентиляционная система; С - система обогащения воздуха кислородом; ОС - оросительная система; СП - служебное помещение; Р - бак для рыбы; ЦH - центробежный насос; ДГ - дизель-генератор

7. 4. Изотермические контейнеры и контрейлеры

Изотермические	контейнеры	(ИК) - эффективное средство для
доставки СПГ. Их	применение	позволяет связать производство,

подготовку, хранение, транспортировку и реализацию СПГ в единый технологический процесс с учётом использования разных видов транспорта, средств механизации и погрузочных модулей.

.

107

Эффективность применения ИК обеспечивается за счёт

-сокращения потерь продукции при перегрузках и снижения естественной убыли;

-обеспечения комплексной механизации и снижения затрат труда на перегрузочных операциях;

-снижения расходов, связанных с нахождением груза в пунктах перегрузки, распределения и реализации за счёт отсутствия промежуточной выгрузки продуктов из контейнера и хранения их в холодильнике;

-сокращения простоя транспортных средств в пунктах погрузки и выгрузки;

-возможности реализации продукции в пунктах, где нет холодильных складов.

Мировой парк ИК классифицируется

-по назначению: универсальные и специальные ИК;

- по системам охлаждения:		рефрижераторные				контейнеры,
контейнеры, охлаждаемые	жидким	азотом,	сухим		льдом,	контейнеры-
термосы;
- по грузоподъёмности: 5, 7, 10, 20, 25			и 30-тонные;
- по международному стандарту ИСО				в	порядке	возрастания
грузоподъёмности: типы 1,	1Е, 1D ,	1C (1CC),		1B,	(1BB) и	1А (1АА).

В скобках указаны контейнеры увеличенной высоты для перевозки охлаждённого мяса на крюках;

	- по Государственному стандарту Российской				Федерации: типы
СК-5-10, СК-5-20			и	СК-5-30 (СК - стандартизированый		контейнер,
5	- контейнер крупнотоннажный, последние две				цифры	означают
гр	узоподъёмность контейнера).
	Все ИК	имеют высоту и ширину 2438 мм (8 футов),			унифицированную
по	внешним	и	присоединительным параметрам с		крупнотоннажными

контейнерами общего назначения.

В соответствии с требованиями ИСО контейнеры проектируют для эксплуатации при наружных температурах минус 45...45 0C. При этом температура воздуха внутри рефрижераторного контейнера должна регулироваться в пределах от минус 20 до 16 0C.

Дизель-генераторное и холодильно-отопительное оборудование контейнера размещается в торцевом отсеке. Оно может быть встроенным или навесным. Рефрижераторные контейнеры имеют принудительную циркуляцию воздуха с нижней или верхней воздухораздачей. Некоторые

108

специальные контейнеры имеют вентиляционную систему, регулирование газовой среды и влажности воздуха.

Дверь контейнера двухстворчатая с углом поворота 270 градусов с уплотнителем и запорным устройством натяжного действия. В качестве теплоизоляции применяют пенополиуретан толщиной 70...200 мм.

Если контейнер движется по железной дороге вместе с полуприцепом, на котором он закреплён, то его называют контрейлером. Контрейлер по шоссе перемещается автотягачом и им же (или с помощью подъёмного крана) грузится на платформу. Интермодальные (комбинированные) автомобильно-железнодорожные перевозки весьма перспективны на рынке транспортных услуг на расстояниях свыше 400 км. Они ориентированы, главным образом, на ценную продукцию законченного производственного цикла, т.е. готовую к потреблению.

( λ<0,05

109

8. ТЕПЛОТЕХНИКА ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ВАГОНОВ

8. 1. Тепловая изоляция

Одна из основных задач хладотранспорта состоит в сохранении выработанного холода летом и теплоты источников обогрева зимой. Она решается с помощью применения в ограждающих конструкциях теплоизоляционных материалов.

Высококачественные теплоизоляционные материалы должны удовлетворять ряду жёстких требований:

низкое значение коэффициента теплопередачи Вт/(м . К));

малая плотность (ρ<250 кг/м3); слабые гигроскопичность (так как при поглощении влаги возрастает

коэффициент теплопроводности) и паропроницаемость; морозо- и огнестойкость, устойчивость против загнивания и распада; отсутствие запахов, дешевизна и др.

Одним из лучших теплоизоляторов является воздух ;	он отвечает
всем перечисленным требованиям ( λ=0,023 Вт/(м . К),	ρ=1,29 кг/м3).

Прослойка неподвижного воздуха встречается во многих конструкциях (например, при двойном остеклении окон вагонов). Теплоизоляционные материалы стремятся делать пористыми, что понижает их плотность и теплопроводность.

По строению теплоизоляционые материалы делятся на

-жёсткие (плиты, щиты);

-гибкие (маты, листы, шнуры, жгуты);

-рыхлые (шарики, зёрна), волокнистые (вата), порошковые. Теплоизоляционные материалы имеют, в основном, неорганическое

происхождение:

пенобетон ( λ=0,082; ρ=280) - застывшая смесь цементного молока и

мыльной пены;
минеральная вата ( λ=0,046;	ρ=150)	-	волокнистый	материал,
получаемый из силикатных расплавов;
стеклянное волокно ( λ=0,04;	ρ=100)	-	получают из	того же

материала, что и стекло; пенополистирол ( λ=0,04; ρ=25) - продукт спекания гранул бисерного

полистирола;

.

110
пенополивинилхлорид ( λ=0,035;	ρ=70);
пенополиуретан ( λ=0,025; ρ=20) и др.
Из органических теплоизоляционных материалов в хладотранспорте
широко применяется мипора ( λ=0,04;	ρ=15) - отвердевшая вспененная

масса мочевино-формальдегидной смолы.

Теплоизоляционные ограждения изотермических вагонов обычно выполняют слоистыми. Важнейшей их характеристикой является коэффициент теплопередачи k. Его значение тем больше, чем интенсивнее теплота проникает через ограждение и отводится от внутренних и наружных поверхностей. Характерное для рефрижераторных вагонов и термосов значение k=0,27...0,35 Вт/(м2 . K). Для известных конструктивных параметров и режимных условий оно определяется по законам теплопереноса. Если же пpи пpоектиpовании нового вагона задаться желаемым значением k, то можно найти δиз из соотношения для суммы термических сопротивлений на

пути потока теплоты: соответствующую					толщину тепловой изоляции
1	=	1	+ ∑	δi		+	δиз	+	1	.
k		αн		λi			λиз		αв
			i

Характерные значения коэффициентов теплоотдачи к поверхностям ограждений вагона: αн=30, αв=10, Вт/(м2 . К).

Толщина тепловой изоляции определяется в результате техникоэкономических оптимизационных расчётов. Её увеличение сокращает тепловые потери и снижает потребность в производстве холода, но при этом уменьшается объём грузового помещения. Оптимальное значение δиз получают путём поиска минимума суммарных затрат на капитальные вложения в вагон и его эксплуатацию, отнесённые к одному году. Даже в оптимальном случае общее количество изоляции составляет до половины полезного объёма рефрижераторного вагона.

8. 2. Расчёт теплопритоков

Определение количества теплоты, поступающей в грузовое помещение при работе охлаждающих устройств и теряемого при отоплении вагона,