2. Особенности холодильных контейнеров

Контейнером называется многократно оборачивающаяся тара для смешанных перевозок грузов, например, железнодорожным, водным и автомобильным транспортом и временного хранения. В контейнере груз перевозится разными видами транспорта без перегрузки, перегружается сам контейнер. Это обеспечивает вы­сокую сохранность груза, уменьшает его потери от повреждения. Использование контейнеров позволяет повысить производитель­ность труда на загрузочно-разгрузочных операциях в четыре-пять раз по сравнению с обычными перевозками, резко уменьшить прос­тои транспортных средств под загрузкой, ускоряет перевозки вслед­ствие уменьшения количества грузовых операций. В то же время контейнеризация требует больших затрат: необходимы контей­неры, контейнерные площадки (терминалы) для хранения кон­тейнеров и станции их технического обслуживания, загрузочно-разгрузочные механизмы, развитая транспортная сеть и т. д.

Контейнеризация обычно целесообразна при смешанных пе­ревозках на большие расстояния на постоянных линиях, когда имеется встречный поток грузов. Она носит международный ха­рактер, поэтому конструкция и основные характеристики кон­тейнеров должны отвечать международным стандартам ИСО.

Контейнеры имеют разную длину, но одинаковые размеры по высоте и ширине 8 футов (2438 мм). Контейнеры (типа 1АА), предназначенные для перевозки мяса в подвешенном состоянии, имеют несколько увеличенную высоту 2591 мм.

Основой контейнерного парка являются крупнотоннажные мас­сой брутто 20 т (тип 1С длиной 6055 мм) и 30 т (тип 1А длиной 12190 мм). Холодильные контейнеры могут быть: изотермически­ми, охлаждаемыми с машинным и безмашинным охлаждением и отапливаемыми. Холодильные контейнеры рассчитывают на эксп­луатацию при температурах наружного воздуха - 40...45 °С. Но­минальный режим работы контейнеров: охлаждаемых t_пм = -20 °С при t_н = 45 °С, отапливае-мых t_пм = 16 °С при t_н = - 40 °С. Холодиль­ная (и нагревательная) установка должна выполнять свои функции при t_н = 55 ... - 50 °С и атмосферном давлении 83–105 кПа. При перевозке фруктов должна быть предусмотрена вентиляция, обес­печивающая объемную подачу от 1,5 до 5,9 м³/ч.

Контейнер в общем случае состоит из теплоизолированного кузова с дверью и другими внутренними элементами и машинно­го отделения (отсека). Кузов контейнера включает несущий металлический каркас, наружную и внутреннюю обшивки, объеди­ненные вспененным пенополиуретаном. Наружную обшивку вы­полняют из гладких или гофрированных металлических (сталь­ных, алюминиевых) или пластмассовых листов, а в некоторых случаях – из фанеры, покрытой пластмассой. Наружную обшив­ку крепят к каркасу сваркой, заклепками или винтами. Для внутренней обшивки используют листы из коррозионно-стойкой стали, алюминия, стеклопластика или фанеры с пластиковым по­крытием, которые крепят к каркасу заклепками и винтами. Для обеспечения циркуляции воздуха между грузом и стенкой, а так­же для крепления груза, внутренняя обшивка имеет выступы различной конфигурации. Пенополиуретановая теплоизоляция, обычно наполненная газом, имеет плотность от 35 до 40 кг/м³, теплопроводность от 0,019 до 0,023 Вт/(м  К), толщину от 90 до 120 мм и коэффициент теплопередачи от 0,29 до 0,40 Вт/(м²К). Для теплоизоляции пола применяют пенополиуретан плотнос­тью 90 кг/м³, имеющий большую прочность на сжатие. Внутри кузов оборудован настилом пола, воздуховодом, фиксаторами для перевозки мяса в подвешенном состоянии. Настил пола выпол­няют из алюминиевого проката Т- или П-образного профиля, об­разующего продольные каналы, по которым циркулирует под гру­зом воздух. Воздуховоды (металлические, пластмассовые, ткане­вые) длиной от 0,3 до 0,7 длины кузова располагаются над гру­зом. Контейнер имеет дверной проем шириной не менее 2,2 м, закрывающийся двухстворчатыми дверьми с углом раскрытия не менее 270°. Дверной проем герметизируют двойным уплотне­нием (наружным и внутренним), выполненным из нескольких слоев резины различного профиля. Двери контейнеров имеют боль­шую (на 20–30 %) толщину изоляции и оснащаются запорными устройствами натяжного действия.

Для закрепления контейнеров на транспортных средствах при перевозке и штабелировании они снабжены восемью угловыми фитингами (деталями с тремя отверстиями определенного профи­ля). Фитинги служат и для захвата контейнеров подъемно-транс­портными средствами при перегрузочных операциях.

Развитие морских перевозок привело к созданию специализи­рованных морских контейнеров с повышенными коррозионной защитой материалов и прочностью конструкции. Продолжитель­ность морских перевозок намного больше, а условия эксплуата­ции труднее, чем наземных, поэтому использовать и транспортировать контейнеры с автономными холодильной и дизель-генераторной установками нецелесообразно. Экономичней использовать централизованную систему охлаждения. Для подключения к цен­трализованной или автономной системам охлаждения в стенке контейнера предусматривают два отверстия диаметром 0,25 м оснащенных быстродействующим затвором для герметичного со­единения с воздуховодами (всасывающим и нагнетательным).

Изотермические контейнеры. Они используются для перевозки охлажденных и замороженных пищевых продуктов на неболь­шие расстояния по так называемым кольцевым маршрутам. Их доля незначительна.

Контейнеры с безмашинным охлаждением. Эти контейнеры охлаждаются жидким азотом, диоксидом углерода и эвтектичес­ким льдом. Наиболее распространена азотная система охлажде­ния. Ее схема аналогична азотной системе охлаждения автомо­бильных транспортных средств, но она содержит два-три сосуда с азотом, соединенных параллельно. Азотную сис­тему компонуют в виде моноблока, встраиваемого в машинный отсек контейнера. Структура систем охлаждения диоксидом уг­лерода и эвтектическим льдом так же подобна тем, которые при­меняют в автотранспортных средствах.

Контейнеры с машинным охлаждением. Машинное охлажде­ние имеют приблизительно 90 % контейнеров мирового парка. В связи с разнообразием условий смешанных перевозок применя­ют различные типы контейнеров и холодильных (точнее холодиль­ных и нагревательных) установок. Так, при транспортировке кон­тейнеров наземным транспортом часто применяют встроенные установки с индивидуальным приводом от дизель-генератора. Иногда наряду с тепловым двигателем устанавливают и электро­двигатель. В случае привода от теплового двигателя электродвига­тель работает как генератор, дающий ток для привода вентилято­ров конденсатора и воздухоохладителя, что позволяет исключить ременную передачу. Блочная холодильная установка размещает­ся в торце в верхней части контейнера, а блочный дизель-генера­тор – в нижней. Объем машинного отделения составляет 11–12 % от вместимости контейнера, а глубина 0,6–0,65 м.

Есть контейнеры со встроенной холодильно-нагревательной установкой без дизель-генератора. Полезная вместимость таких контейнеров больше. Эти контейнеры используют при централи­зованном энергоснабжении на постоянных транспортных лини­ях, при непродолжительном хранении в пунктах перегрузки.

При смешанных перевозках морским и наземным транспор­том или при часто меняющихся маршрутах используют контей­неры со съемной встроенной либо навесной холодильной уста­новкой. Навесной блок выходит за габаритные размеры контей­нера на 0,5 м по длине. Эти контейнеры используют при центра­лизованной и автономной системах охлаждения.

Холодильные установки контейнеров подобны установкам на­земных транспортных средств. Но условия эксплуатации контей­нерных установок более тяжелые, поэтому их оборудование имеет исполнение, обеспечивающее повышенную коррозионную стойкость, пыле- и влагозащищенность, виброустойчивость, прочность, а так­же работоспособность при кренах до 30° и дифферентах до 6°.

Компрессоры в основном поршневые бессальниковые, обладаю­щие высокой надежностью. Конденсаторы – с воздушным охлаж­дением. Однако в установках для морских контейнеров предусмат­ривают также водяное охлаждение ресивера-конденсатора, который имеет штуцера для быстрого соединения с системой водоснабжения судна. Водяное охлаждение улучшает условия работы компрессора и уменьшает тепловыделение в трюме. Система автоматического управления выключает вентилятор воздушного конденсатора и пре­кращает подачу воды при снижении давления конденсации до пре­дельного значения. Воздухоохладители размещаются в теплоизо­лированном пространстве. Воздух подается одним или нескольки­ми осевыми вентиляторами. Для оттаивания испарителей и обогре­ва контейнеров применяют в основном трубчатые электронагрева­тели. Поддон воздухоохладителя и трубопровод дренирования та­лой воды нагреваются так же электронагревателями.

Холодильные установки контейнеров работают автоматичес­ки, с записью режима работы в течение большого промежутка времени (до 30 сут). Они могут работать без технического обслу­живания сроком до 60 сут. Процессом оттаивания управляет реле разности давлений, контролирующее разность давлений воз­духа до и после воздухоохла-дителя. Иногда работу реле разности давлений дублирует реле времени. Оттаивание прекращается по команде реле температуры, которое контролирует температуру по­верхности батареи воздухоохладителя.

В состав некоторых установок контейнеров входят не одна, а две холодильные машины. Наличие двух холодиль­ных машин позволяет рациональнее (по затрате энергии) изме­нять производительность установки, повысить надежность и гиб­кость ее функционирования. При перевозке мороженых продук­тов обычно работают две машины, а при перевозке охлажден­ных – одна. Пуск компрессоров во всех ситуациях производит­ся со сдвигом во времени. Это уменьшает нагрузку на дизель-генератор во время пуска и позволяет уменьшить его электричес­кую мощность, массу и габаритные размеры.

Возможны два варианта компоновки холодильной установки: воздухоохладитель находится в грузовом пространстве или вне его, либо сообщается с охлаждаемым пространством всасываю­щим и нагнета-тельным каналами. Преимуществом первого варианта компоновки являются простота решения и от­сутствие необходимости теплоизолировать воздухоохладитель. А к достоинствам второго варианта можно отнести некоторое уве­личение вместимости и упрощение операций технического обслу­живания воздухоохладителей.

В общем процессе контейнеризации перевозок холодильные контейнеры остаются перспективными транспортными средства­ми, так как объем перевозки в них охлажденных и мороженых продуктов увеличивается ежегодно в среднем на 7,5 %. Даль­нейшее совершенствование холодильных контейнеров связано: с повышением точности поддержания температуры и влажности воздуха путем улучшения воздухораспределения и повышения кратности воздухообмена до 120 объемов в час; с увеличением уровня надежности путем использования герметичных спираль­ных компрессоров; с уменьшением их негативного влияния на окружающую среду путем снижения уровня шума и использова­ния хладагентов R134a, R404A, R410A; с уменьшением массы и размеров блочных холодильных агрегатов; с использованием обо­рудования для поддержания модифицированной газовой среды при перевозке зеленых фруктов и овощей; с развитием микро­процессорных систем контроля, регулирования и диагностирова­ния, способных работать автономно с записью режима работы в течение 30 сут и более.

Контейнерные пункты (терминалы). Они необходимы для перегрузки и кратковременного хранения контейнеров на желез­нодорожных станциях, в портах и на предприятиях. Пункты ос­нащены загрузочно-разгрузочными механизмами, системами элек­тро- и водоснабжения, канализации, имеются мастерские для про­ведения технического обслуживания и ремонта. Они могут быть оборудованы стационарными и передвижными холодильными установками. Передвижные могут охлаждать от 2 до 72 контей­неров (в зависимости от исполнения) воздухом, подаваемым цен­тробежным вентилятором по теплоизолированным воздухово­дам. Такие холодильные установки смонтированы в контейнере, имеют комплект воздуховодов с устройствами для быстрого со­единения с охлаждаемыми контейнерами. Контейнеры со встро­енными холодильно-нагревательными установками подключают к системе централизованного электроснабжения.