Оборудование рефрижераторов

Автомобили и автопоезда-реф­рижераторы (Рис.6.7) оборудованы специальными изотермическими кузо­вами.

Рис.6.7.Автопоезд-рефрижератор

К рефрижераторам относятся изотермические фургоны с системами ма­шинного или безмашинного охлаждения. Они позволяет понижать темпера­туру внутри грузового помещения и поддерживать ее на этом необходимом уровне.

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.

Внутри сосуда поддерживается избыточное давление около 100 кПа. При увеличении давления в нем парообразный азот выходит через предохрани­тельный клапан. Избыток азота в кузове также выходит через специальный выпускной клапан, обычно размещаемый в двери. С помощью азотного охла­ждения можно обеспечивать очень низкие температуры в грузовом отсеке, однако обычно они поддерживаются в диапазоне от положительных до -20...-З0°С. Время выхода на режим (температуру - 20°С) для больших реф­рижераторов составляет 10... 15 мин (при машинном способе охлаждения 5...6 ч).

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.