Автономные вагоны с жидкоазотным способом охлаждения (АЖВ) были разработаны в НИИЖТ, но не внедрены на сети.
Охлаждение сжиженными газами основано на дросселировании этих газов находящихся в баллонах, которое сопровождается поглощением тепла из окружающей среды. Можно применять сжиженный бутан пропан, углекислый газ, азот, кислород, воздух. Из этих газов наиболее эффективен азот, температура перехода в газообразное состояние – 196 градусов при этом он увеличивается в объеме в 700 раз, заполняет все пространство грузового помещения. Происходит быстрое охлаждение и образуется равномерное температурное поле.
Рекомендуется перевозить: плодоовощи (от 0 до +10°C), молочные продукты (от 0 до +5°C), свежее мясо и свежую рыбу(от -1 до +5°C), яйцо (от 0 до +15°C).
Подача азота в грузовое помещение происходит следующим образом: при повороте вентиля испарителя азот поступает в емкость, где кипит, увеличивается в объеме в 700 раз, при этом резко возрастает давление, и азот под давлением поступает в систему раздачи. Процесс полностью автоматизирован.
Недостатки: при эксплуатации данного РПС необходимо иметь не только пункты ТО, но и экипировки. В начале процесса перевозки экипировка требуется через 12-15 часов, потом через 1, 2, 3 суток в зависимости от количества тепла поступающего в вагон (расход азота в первые сутки составляет: для плодоовощей -7 т, для мяса мороженного – 1 т).
Преимущества:
- надежность системы охлаждения;
- равномерность температурного поля в грузовом помещении;
- простота конструкции и эксплуатации;
- простота обслуживания и экипировки (требуется небольшой штат рабочих);
- отсутствие жидкого топлива и Х/М;
- отсутствие вентиляционного оборудования (кислорода 3 – 5 %);
- быстрое охлаждение грузового помещения;
- обеспечение качества СПГ.
В ИПС перевозится мороженная, охлажденная и соленая рыба и рыбопродукты.
В мороженом виде рыба и рыбопродукты предъявляются к перевозке с температурой –18ºС, затарены в деревянные ящики, картонные коробки, редко мешки. Погрузка плотным штабелем, высотой не более 2 м.
Признаки доброкачественности:
чистая поверхность, естественный окрас, жабры светлокрасного цвета, отсутствие посторонних запахов.
Для поддержания необходимой температуры в грузовом помещении вагона, необходимо, чтобы х/м работала в требуемом режиме. Это возможно при наличии приборов автоматики. Приборы автоматики позволяют обеспечить:
1) заданный температурный режим;
2) необходимое давление в холодильной установке;
3) требуемую холодопроизводительность;
4) снижение эксплуатационных расходов;
5) повышение производительности труда.
Все приборы автоматики подразделяются на группы:
1 - управления (автоматический пуск, автоматическое отключение х/м);
2 - регулирования (поддержания заданных значений);
3 - защиты (защита х/м от чрезмерных отклонений);
4 - контроля (для наблюдения и фиксирования температурных и влажностных режимов, давления);
5 - сигнализации (помощь обслуживающему персоналу).
Холодопроизводительность зависит от работы компрессора, который надо защищать от чрезвычайно высокого давления нагнетания (моноконтроллер) и чрезвычайно низкого давления всасывания (прессостат). Защиту компрессора можно осуществлять несколькими способами:
- пуск – остановка (наиболее приемлемый);
- отключение отдельных цилиндров;
- изменение частоты вращения коленчатого вала.
В необходимых случаях ВНР дает выписку из температурного журнала. Грузоперевозчик должен тщательно очистить вагоны (следит ВНР).
Необходимость промывки вагонов определяет санитарно-ветеринарная служба. При перевозке категорийных грузов промывка обязательна (прослеживает ВНР). Грузовое помещение промывается водой, а затем электропечами просушивается. Под погрузку вагоны отправляются под пломбами по пересылочной ведомости. РПС должен подаваться в первую очередь под погрузку низкотемпературных грузов. Он должен быть технически, термически исправным, заправлен дизельным топливом, смазкой и другими материалами для жизнеобеспечения бригады и секции.
При подходе к станции погрузки ВНР должен запустить всё холодильное оборудование и проверить его работу.
При отцепке вагонов от секции бригада отсоединяет электросиловые установки и автосцепку, время отцепки не должно превышать 6 часов.
Предварительное охлаждение производится:
для низкотемпературных грузов до -10ºС; для охлажденных до 0 ºС.
Х/А – это рабочее тело или вещество, совершающее в холодильной машине круговой процесс. Теоретически в качестве х/а может быть использовано любое жидкое вещество, но это вещество должно отвечать некоторым требованиям:
давление при рабочих условиях должно быть выше атмосферного, однако, во избежание утечки, оно должно быть умеренным при температуре кипения и конденсации; малый удельный объем паров; небольшая теплоемкость в жидком состоянии; высокая теплопроводность и теплоотдача; значительная теплота парообразования; высокая объемная холодопроизводительность; температура затвердевания должна быть на много ниже температуры кипения; малая вязкость; плохая растворимость в смазке (при низкой растворимости мало уносится смазки, при высокой растворимости изменяется температура кипения);
хорошая растворимость в воде; иметь низкую плотность; слабо проникать через неплотные соединения х/м, обладать свойством, позволяющим быстро обнаружить утечку; безвреден для человека; негорюч и невзрывоопасен; не разлагаться при высокой температуре; химически инертен по отношению к конструкционным материалам, т.е. некоррозионен для металлов и других материалов; дешевизна.
Ни один из существующих х/а этим требования полностью не отвечает, но наиболее полной соответствуют: аммиак, хладон-12, фрион-22. Токсичные свойства х/а характеризуется ПДК: аммиак – 20 мг/м3, хладон-12 – 300 мг/м3, фрион-22 – 1000 мг/м3.
Аммиак бесцветный газ с резким запахом, легче воздуха, обладает рядом термодинамических и технических преимуществ, большая холодопроизводительность, слабо растворяется в масле, интенсивно поглощается водой, утечка легко обнаруживается по запаху, ядовит (при содержании 1% в воздухе возможно отравление), взрывоопасен (16% в воздухе), жидкий аммиак является электроповодником, не коррозионен для стали, но в присутствии влаги разъедает цинк, медь, бронзу. Применяется в средних и крупных х/м. Температура кипения –70С°, температура конденсации 50С°.
Хладон-12 (дифтордихлрметан) – бесцветный газ со слабым специфическим (слабосладким) запахом, неощутим при концентрации менее 20%, в 4,18 раза тяжелее воздуха. Безопасен, только при содержании в воздухе более 30% (по объему) наступает удушье из-за недостатка кислорода. Хладон дороже аммиака, но его объемная холодопроизводительность несколько меньше, следовательно размеры хладоновых холодильных установок больше аммиачных. Хладон-12 имеет большой удельный вес, что вызывает значительное сопротивление при движении по трубопроводам, для обеспечения такой же скорости как и у аммиака сечения трубопроводов увеличивают в два раза. Хладон растворяет резани, при отсутствии влаги нейтрален ко всем металлам. Жидкий хладон не электропроводен. Хладон обладает высокой проницательной способностью, невзрывоопасен, при температуре выше 400С°разлагается с выделение фосгена. Хладон неограниченно растворяется в масле, и растворимость увеличивается с повышением давлением и снижением температуры. Хладон применим для поршневых компрессоров любой холодопроизводительности и позволяет легко автоматизировать работу х/м. Температура кипения -29,8С°, замерзания -155С°, температура конденсации 112С°.
Фрион-22 (дифтормонохлорметан) в 4 раза тяжелее воздуха, более ядовит, чем хладон-12, растворяет в 8 раз больше воды, чем хладон, неограниченно растворяется в масле только при высоких температурах. Фрион легко проникает через неплотности, нейтрален к металлам, обладает высокой объемной холодопроизводительностью, близкой к аммиачной, коэффициент теплоотдачи на 25-30% выше, чем у хладона. Температура кипения -40,8С°, замерзания -160С°, температура конденсации 96С°. Применяется в АРВ и 5-вагонных секциях.
Хранятся и транспортируются х/а в стальных герметически закрывающихся баллонах емкостью 5-50 л, снабженных вентилями и предохранительными клапанами.
Основные приборы автоматики: реле давления (моноконтроллер + прессостат), терморегулировочный вентиль, терморегулятор.
1-2 Сжатие в ЦНД
(Ро, to
– соответственно давление и температура
кипения (всасывания в ЦНД)).
2-3 Охлаждение в
промежуточном сосуде (Ро1,
to1
– соответственно давление и температура
в промежуточном сосуде).
3-4 Сжатий в ЦВД
(Рк, tк
– соответственно давление и температура
конденсации (сжатия в ЦНД)).
4-5 Конденсация.
5-6 Переохлаждение.
6-7 Первое
дроссельрование.
7-8 Отделение
жидкости от пара в промежуточном сосуде.
8-9 Второе
Дрсселирование.
9-1 Кипение.
Автомобильный – одно из звеньев НХЦ – служит для перевозки СПГ с распределительных холодильников и предприятий пищевой промышленности в сеть общественного питания и торговли.
АХТ делится на несколько категорий:
1)автомобили с изотермическим кузовом без приборов охлаждения (на базе ГАЗ К=0,5, Гп=3,25 т, на базе ЕрАЗ К=0,5, Гп=0,8 т)
2)автомобили – ледники, в качестве холода используют водный или сухой лед (кузов Оренбургского завода холодильного оборудования)
3)автомобили – рефрижераторы с Х/У (с обычной изоляцией К=0,7 Вт/м2К и с усиленной изоляцией 0,4 Вт/м2К)
4)автомобили с подогреваемым изотермическим кузовом.
Требование к конструкции кузова АХТ: устойчивость к динамическим нагрузкам; повышенная прочность и долговечность; незначительная масса кузова; отсутствие тепловых мостиков.
Источники холода в АХТ: машинная система охлаждения, машинно-аккумуляционная система охлаждения, охлаждение сухим или водным льдом, охлаждение сжиженными газами.
Температурный интервал от -12 до +12. Распространены фреоновые Х/У с компрессором имеющим непосредственный привод от автомобильного двигателя, на стоянках возможно подключение к электросети. В последние годы распространяются авторефрежираторы с питанием компрессоров от автономных дизель-генераторных установок.
Компоновка холодильного оборудования традиционна – Д-Г и Х/У располагаются в торце кузова автофургона.
Преимущества:
- полная автономность работы;
- неограниченная продолжительность работы;
- универсальность.
Недостатки:
- сравнительная сложность конструкции;
- необходимость высококвалифицированного обслуживания.
2) Машинно – аккумуляционное охлаждение
Оно обычно применяется в авторефрижераторах малой и средней грузоподъемности. Холодильный агрегат устанавливается обычно под кузовом или в кабине. Испарители – аккумуляторы (зироторы) представляют собой металлические плиты, заполненные эвтектическим раствором (22,4% раствор NaCl). Внутри плит располагается змеевик испарителя холодильной установки. Во время стоянки холодильную установку подключают к электросети и замораживают раствор (температура замерзания 21,2 С), который отдает холод во время движения автомобиля.
Объем плит выбирают в зависимости от величины теплопритоков и температурных режимов перевозки.
Преимущества:
- простота конструкции;
- бесшумность;
- отсутствие выхлопных газов;
- большая надежность.
Недостатки: