2. Особенности автомобильного холодильного транспорта

Автомобильный холодильный (рефрижераторный) транспорт является не только средством внутригородской связи между хо­лодильными предприятиями, но и средством для междугород­ных и даже международных перевозок пищевых продуктов.

Средствами автомобильного холодильного транспорта являются фургоны, полуприцепы, прицепы одно- и двухосные, которые мо­гут быть изотермическими и холодильными (иногда называемы­ми авторефриже-раторами) с машинным и безмашинным охлаж­дением.

Автомобильные транспортные средства в зависимости от грузо­подъемности и назначения могут быть малой грузоподъемности (0,5–1,5 т), предназначенные для внутригородских перевозок про­дуктов мелкими партиями, средней грузоподъемности (2,5–5 т), предназначенные для внутригородских и внутриобластных пере­возок, большой грузоподъем-ности (8–22 т), предназначенные для межобластных и международных перевозок продуктов.

Конструкция изотермического кузова может быть каркасной и бескаркасной. Последняя выполняется из панелей типа сэндвич с наружной обшивкой из металлических (стальных или алюмини­евых) листов и внутренней обшивкой из металлических или пласт­массовых листов. Теплоизоляция из наполненного хладагентом пенополиуретана имеет толщину 30–50 мм и 80–100 мм в зависи­мости от класса теплоизолированного кузова. Для защиты пола от повреждений его покрывают решеткой или выполняют из алюми­ниевого профиля с каналами для циркуляции воздуха. Для слива конденсата из кузова имеются дренажные отверстия, закрываю­щиеся снаружи пробками. Для ведения загрузочно-разгрузочных работ предусматривают двери в задней торцевой стене, которые выполняют двухстворчатыми на полный ее профиль. Кроме того, иногда делают дополнительную боковую дверь. Если кузов имеет несколько отсеков, то каждый отсек имеет дверь. Уплотнение двер­ных проемов делают двойным: наружное и внутреннее многослой­ное, что обеспечивает герметичность дверного проема при исполь­зовании запорного механизма.

Изотермические автомобили. Они применяются для перевозок предварительно охлажденных (или замороженных) продуктов в условиях, в которых повышение температуры за время погрузки, выгрузки и транспортирования не отразится на качестве продук­тов. Например, рыбу замороженную до - 40 °С, можно транспортиро­вать без охлаждения в течение 5–6 дней.

Автомобили с безмашинным охлаждением. Они используют­ся в основном для внутригородских перевозок пищевых продук­тов и охлаждаются диоксидом углерода, эвтектическим льдом и криогенными веществами.

Внутригородская доставка продуктов характеризуется часты­ми остановками продолжительностью 20–30 мин, во время кото­рых выгружают партии продуктов. Теплоприток через открытые двери в результате частого их открывания составляет в теплое время года основную часть тепловой нагрузки. Установлено, что расчетная тепловая нагрузка в два-три раза больше суммарного теплопритока в кузов. Поэтому система охлаждения должна быть рассчитана на работу в условиях чередующихся пиков тепловой нагрузки. Низкая температура кипения криогенных веществ и сублимации твердого диоксида углерода, а также возможность изменения массы подаваемого охлаждающего вещества в широ­ком диапазоне обеспечивают требуемую скорость охлаждения воз­духа. Кроме того, эти системы просты по структуре и в обслужи­вании, имеют небольшие размеры и массу, работают бесшумно, им не требуются энергия для работы, устройства для таяния инея и циркуляции воздуха в кузове, а высокая концентрация азота и диоксида углерода в охлаждаемом объеме способствуют сохра­нению качества продуктов.

Наряду с жидким азотом используют и жидкий воздух, имею­щий нормальную температуру кипения - 193 °С (азот - 196 °С), скрытую теплоту парообразования 205 кДж/кг (азот 199,7 кДж/кг) и более низкую цену. Кроме того, атмосфера внутри охлаждаемо­го объема не является опасной для человека. Следовательно, со­кращаются время простоя автомобиля под разгрузкой и теплоприток в охлаждаемый объем.

Недостатками системы охлаждения жидким азотом и возду­хом являются большой расход вещества, в том числе при хране­нии (до 2,5 %), и необходимость иметь сеть заправочных станций.

Системы охлаждения диоксидом углерода являются более простыми по структуре и в техническом обслуживании, надеж­ными и безопасными. Удельная холодопроизводительность при поддержании температуры воздуха - 18 °С у твердого С0₂ в 1,7 раза больше, чем у криогенных веществ, а у жидкого С0₂ она незна­чительно меньше. Газообразный С0₂ значительно тяжелее азота, поэтому продолжительность проветривания кузова меньше. Он бе­зопасней азота, так как человек ощущает его присутствие в воздухе.

Наиболее широко распространены системы охлаждения твер­дым С0₂, как более простые, надежные и безопасные. Но их рабо­ту трудно автоматизировать, и им свойствен значительный рас­ход С0₂ (в среднем 10–12 кг/ч при перевозках в городе).

Один из вариантов системы охлаждения сухим льдом вклю­чает теплоизолированный сосуд, содержащий сухой лед и имею­щий развитую теплообменную поверхность, которую омывает воз­дух, циркулирующий с помощью вентилятора между кузовом и охлаждающей поверхностью с температурой - 79 °С. Газообраз­ный С0₂, образующийся при сублимации сухого льда, отводится в окружающий воздух. Температура воздуха в кузове поддержи­вается автоматически путем включения и выключения вентиля­тора. Система охлаждения располагается вне кузова на его перед­ней стенке над кабиной водителя. Сухой лед в количестве 100 кг в виде гранул или мелких кусочков погружают в сосуд через крышку сверху. Достоинством этой системы являются возмож­ность изменить холодопроизводительность системы и наличие ат­мосферного воздуха в кузове.

Системы охлаждения жидким С0₂, как и криогенными веще­ствами, применяют тогда, когда доставка груза характеризуется частыми остановками для выгрузки, кузов имеет несколько тем­пературных отсеков. Жидкий С0₂ хранится в сосуде при давлении 2,1 МПа, температуре - 18 °С. Регулятор тем­пературы поддерживает заданный режим в кузове, периодически открывая вентиль на трубопроводе, по которому жидкий С0₂ из сосуда поступает в распылительный коллектор и кузов. В сосуде высокое давление, поэтому в системе нет газификатора.

Сжиженный природный газ (обычно смесь 80 % пропана и 20 % бутана), который служит топливом для двигателя автомобиля, ис­пользуют как охлаждающее вещество.

Известна система охлаждения с использованием жидкого ам­миака в разомкнутом цикле. Жидкий аммиак из сосуда под дав­лением, зависящим от температуры окружающего воздуха, с по­мощью регулятора температуры подается в воздухоохладитель, находящийся в кузове, кипит в нем, охлаждая воздух. Образовав­шийся пар аммиака поступает в камеру сгорания с каталитичес­кой горелкой, где разлагается на водяной пар и азот и отводится в атмосферу.

Система охлаждения эвтектическим льдом, находящимся в плитах, которые являются батареями-аккумуляторами, приме­няется при перевозке мелких партий продуктов. Плиты разме­щаются на стенах и потолке кузова и за счет таяния льда обеспе­чивают поддержание заданной температуры воздуха в кузове. За­ряжают аккумуляторы (замораживают раствор) обычно во время стоянки автомобиля в гараже, используя холодильную установку, стационарную или установленную на шасси этого автомобиля. Считается, что время замораживания эвтектической смеси не долж­но превышать 10 ч. В течение рабочего дня (принимается 14 ч) за счет таяния льда должна поддерживаться требуемая температу­ра в кузове. Система охлаждения с эвтектическим льдом наибо­лее проста по устройству и техническому обслуживанию, надеж­на. Но она обладает недостатками: имеет большую массу и ее холодопроизводительность изменяется в узком диапазоне.

Лучшими эксплуатационными свойствами обладают комби­нированные системы охлаждения, например машинное охлаж­дение с аккумуляцией холода эвтектическим льдом или азот­ное охлаждение так же с аккумуляцией холода. Наличие акку­мулятора холода позволяет использовать холодильную машину с меньшей холодопроизводи-тельностью и расходовать меньшую массу азота, например охлаждать жидким азотом только в теп­лое время года.

Автомобили с машинным охлаждением. Они наиболее рас­пространены и используются для перевозки продуктов, как в пре­делах города, так и между государствами, поскольку могут рабо­тать непрерывно, поддерживать различные температуры воздуха в кузове и обогревать кузов при необходимости.

В связи с поиском экологически чистых холодильных машин появляются автомобильные системы охлаждения, включающие воздушные (вихревые трубы) и газовые (машина Филиппе) холо­дильные машины, абсорбционно-диффузионные холодильные тру­бы. Эти системы по некоторым показателям качества прибли­жаются к традиционно применяемым с парокомпрессорными холодильными машинами.

Холодильная установка обычно включает бессальниковый ком­прессор, воздушный конденсатор, линейный ресивер, фильтр-осу­шитель, теплообменник, воздухоохладитель, терморегулирующий вентиль и регулятор давления, пульт управления с контрольно-измерительными приборами, приборами систем автоматизации (систем автоматического регулирования, управления, сигнализа­ции и защиты).

Холодильное оборудование, выполненное в облегченном вари­анте, компонуют в виде двух блоков: холодильный агрегат и тепловой двигатель для автономного привода ком­прессора располагают на передней торцевой части кузова, а воз­духоохладитель находится в охлаждаемом объеме. В зависи­мости от холодопроизводительности (и грузоподъемности авто­мобиля) применяют различные типы привода: от основного дви­гателя автомобиля посредством гидропередачи или специальной муфты; от автономного двигателя (бензинового, дизельного, газо­вого); от дизель-генератора. В автомобилях малой и средней гру­зоподъемности используют привод от основного двигателя, а в автомобилях большой грузоподъемности – от автономного дви­гателя и дизель генератора – нередко в совокупности с электро­двигателем для привода компрессора во время длительной сто­янки от стационарного источника.

Холодильная установка работает автоматически. Оттаивание воздухоохладителя осуществляется горячим паром хладагента способом «на проход». Оно начинается по команде реле разно­сти давлений, которое контролирует разность давлений воздуха до и после воздухоохладителя, на переключение трехходового со­леноидного вентиля, установленного перед конденсатором, а за­канчивается по команде реле времени. Обогрев кузова в зимний период осуществляется горячим паром хладагента. Для этого систему управления переключают на режим отопления. При этом хладагент циркулирует в системе так же, как при оттаивании, но температура воздуха в кузове поддерживается автоматически.

Системы машинного охлаждения имеют недостатки: сложность структуры, технического обслуживания и ремонта, значительное потребление дорогостоящего топлива, высокий уровень шума при работе.

Основными направлениями развития холодильного автомобиль­ного транспорта являются: создание экономичных и экологичес­ки чистых систем охлаждения; применение теплоизоляционных панелей типа сэндвич с k = 0,3 Вт/(м²К); секционирование охлаждаемого объема для возможности одновременной перевозки охлажденных и мороженных продуктов; повышение точности поддержания температуры воздуха и равномерности температурного поля в охлаждаемом объеме путем увеличения кратности воздухообмена до 100 (вместо 60) объемов в час.