4 курс / Uchebnoe_pos_Kholod_2016

Основные требования, предъявляемые к хладоносителям: низкая температура замерзания, высокая теплоемкость, коррозионная стойкость.

В практике эксплуатации холодильных установок, когда нет необходимости в температурах ниже 0°C, в качестве хладоносителя используется вода (например в установках для кондиционирования воздуха, для охлаждения молока и др.).

При отрицательных температурах в качестве хладоносителей используют водные растворы солей NaCl, MgCl2, CaCl2, концентрация которых должна соответствовать температурному режиму работы испарителя. Чем выше концентрация рассола, тем ниже его температура замерзания. Для каждого рассола существует самая низкая температура замерзания – криогидратная точка; при дальнейшем увеличении концентрации рассола температура замерзания увеличивается. Физические свойства рассолов представлены в таблице 2.13.

Таблица 2.13 – Основные физические свойства рассолов

При эксплуатации и расчете аппаратов холодильной машины необходимо учитывать характеристики соответствующих элементов машины, которые приведены в табл. 2.14, 2.15.

Таблица 2.14 – Значения коэффициентов теплопередачи и удельной тепловой нагрузки конденсаторов

Вопросы для самопроверки:

1.Способы получения искусственного холода?

2.Температура кипения жидкого азота?

3.Основные законы термодинамики и принцип работы холодильной машины?

4.Основные детали холодильной машины?

5.Что такое теоретический и действительный цикл работы холодильной машины?

6.Что характеризует холодильный коэффициент?

7.Что такое хладогент?

2.7.Холодильные сооружения. Теплоизоляционные материалы

Холодильные сооружения предназначены для охлаждения, заморозки и хранения скоропортящихся грузов. В помещения (камерах) холодильников предусмотрены постоянные, довольно низкие температуры (от +12 до -40°C при большой относительной влажности 85 – 95%). Исходные данные для проектирования холодильных установок холодильников:

-расчетные параметры наружного воздуха (температура, влажность летом и зимой);

-нормативный коэффициент теплопередачи ограждения холодильника.

Для сравнения холодильников по емкости введено понятие «условная емкость», под которым понимается емкость, заполненная мороженым мясом, из расчета 0.35 т на 1 м3 грузового объема. При хранении в данном холодильнике (камере) другого продукта его емкость может оказаться больше или меньше условной. Для определения действительной емкости камер существуют нормы загрузки различными продуктами 1 м3 грузового объема. Чтобы облегчить пересчет условной емкости в действительную для данного продукта и обратно, пользуются коэффициентом пересчета. После принятия решения о планировке определяют площадь холодильника. Порядок расчета следующий: Определяется грузовой объем:

где hгр – высота штабеля груза, м.

Минимальные отступы от безбалочных перекрытий, балок, потолочных батарей – 0,2м, от воздушных каналов 0,3м. В одноэтажных холодильниках высоту штабеля можно принимать 4,5-6,5 м, в многоэтажный – 2,5-3 м.

Определяется строительная площадь склада:

где β - коэффициент, учитывающий использование строительной площади (проходы, проезды, отступы от стен, оборудование и др.), принимается в зависимости от площади склада Fк;

При возведении холодильных сооружений наряду с обычными строительными широко применяют теплоизоляционные материалы для уменьшения теплопроводности зданий. Хорошая теплоизоляция экономит холод, удешевляет эксплуатации сооружений и способствует лучшей сохранности продуктов.

На основании основных характеристик теплоизоляционных материалов (табл. 2.17) и их стоимости принимается решение о выборе материала исходя из условия, что коэффициент теплопередачи определяется на основании температуры воздуха в камере (табл. 2,18).

34

Таблица 2.18 – Рекомендуемые теплоизоляционные свойства холодильных сооружений

Таблица 2.16 – Норма загрузки продуктов и коэффициент их перерасчета на условную вместимость

35

Таблица 2.17 – Характеристика изоляционных и строительных материалов

Толщина изоляционного слоя определяется по формуле:

где: λиз, λ1, λ2, λn – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя и строительных материалов составляющих конструкцию ограждения, Вт/м∙К, табл. 2.19-2.20;

k– требуемый коэффициент теплопередачи сооружения, Вт/м2∙К;

â , í – коэффициенты теплоотдачи наружной и внутренней поверхности, Вт/м2∙К;

δ1, δ2, δn – толщина отдельных слоев конструкции ограждения, м;

Примерные значения коэффициентов теплоотдачи при конденсации: для аммиака=7300-10800 Вт/м2∙К, для хладона =1200-2300 Вт/м2∙К, для воды =1800-5000 Вт/м2∙К, для воздуха при скорости 3-8 м/с =23-93 Вт/м2∙К.

36

Таблица 2.19 – Теплопроводность различных материалов

Таблица 2.20 – Тепловодность некоторых материалов λ, Вт/м∙°К

Вопросы для самопроверки:

1.Назовите теплоизоляционные материалы, применяемые при строительстве стационарных холодильников?

2.Отчего зависит ёмкость и площадь холодильника?

3.Назначение камер холодильника?

4. Назовите основные теплоизоляционные материалы и их коэффициенты теплопроводности?

5.Отчего зависит толщина теплоизоляции холодильника?

6.Что такое коэффициент теплопередачи?

3.ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДОСТАВКИ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ГРУЗОВ

3.1 Структура управления изотермическим подвижным составом

С 1 октября 2003 года ГУП «Рефсервис МПС» преобразован в «Рефсервис – филиал ОАО «РЖД».

На начало 2006 года приписной парк «Рефсервиса» составил 15,5 тыс. изотермических вагонов, в том числе 5500 грузовых рефрижераторных вагонов в составе секций БМЗ и ZB-5, 2000 дизельно-служебных вагонов, 6300 ИВ-термосов и 1200 вагонов-термосов. Средний возраст изотермических вагонов превысил 20 лет.

37

Таблица 3.1 – Технико-экономические показатели изотермического подвижного состава

5-вагонные секции Брянского машиностроительного завода (БМЗ выпускаются с

1965 года) предназначена для перевозки вкоропортящихся, требующих поддержания температуры в грузовом помещении от-20 до +14°С при температуре наружного воздуха от +30 до-45°С, а также для охлаждения свежих плодоовощей от +25 до +4°С в течении 60 часов. БМЗ состоит из 4 грузовых вагонов и одного служебного, расположенного в середине секции. Длина грузового вагона 21 м. Кузов грузового вагона цельнометалический, сварной конструкции с несущими гофрированными стенами. Наружная обшивка стен и крыши выполнена из стального гофрированного листа толщиной 2 мм (гофры горизонтальные), внутренняя обшивка стен грузового помещения выполнена из алюминиевых листов толщиной 2

ммс вертикальными гофрами, обшивка потолка – из древесноволокнистых плит толщиной 44 мм. Между наружней и внутренней обшивками стен и крыши находится теплоизоляция из полистерола (ранее из мипоры), снаружи теплоизоляция покрыта водонепроницаемой пленкой. Толщина теплоизоляции в продольных стенах 217 мм, в торцевых 290 мм, в крыше 234 мм. Пол грузового помещения состоит из деревянных брусьев, уложенных поперек хребтовой балки на металлический настил. Между брусьями размещена теплоизоляция толщиной 185 мм в гидроизоляционной пленке. Поверх брусьев укладывается деревянный настил толщиной 45 мм, который покрывается биологически нейтральной резиной толщиной 4 мм. На пол укладываются решетки из алюминиевого сплава, они шарнирно прикреплены к боковым стенам и могут удерживаться в вертикальном положении. В полу имеются два отверстия с гидравлическими затворами, отверстия расположены диагонально и предназначены для слива промывочной воды и конденсата. Для улучшения циркуляции воздуха в вагоне монтируется ложный потолок. Погрузочная дверь одностворчатая прислонного типа высотой 2000

мми шириной 2200 мм.

Вторце каждого грузового вагона размещено машинное отделение, в котором один над другим установлены два компрессионно-конденсационных агрегата, воздухоохладитель и электропечи. Они образуют холодильно-отопительную установку холодопризводитель-

ность которой при перевозке мороженного груза 6600 Вт, при охлаждении плодоовощей 13700 Вт. Теплопередающая поверхность воздушного конденсатора 90 м2, воздухоохладителя 175 м2. Работа холодильной установки и электропечей автоматизирована. Коэффициент теплопередачи 0,3 Вт/м2∙К, через 2 года эксплуатации - 0,35 Вт/м2∙К.

40

Таблица 3.2 – Техническая характеристика универсального рефрижераторного подвижного состава

1 Числитель – по стене, знаменатель – посередине вагона.

41

Пятивагонная секция ZB-5 выпускается с 1971 года (1 служебный и 4 грузовых вагона длиной 21 м, компоновка секции аналогична секции БМЗ) предназначена для перевозки скоропортящихся грузов с температурой перевозки от -20 до +14°С (за исключением охлажденного мяса).

Кузов цельнометаллический сварной конструкции. Наружная обшивка из металлического листа с горизонтальными гофрами: толщины в стенке – 1,5 мм; в крыше – 2,5 мм. Изоляция полистерол (толщина в крыше – 250 мм, в стенки – 200 мм, в полу – 140 м). Внутренняя обшивка оцинкованное железо с вертикальными гофрами толщиной 1,5 мм. Рабочий настил пола состоит из 45 мм деревянных досок, уложенных на деревянные брусья. Пол сверху покрыт листами биологически нейтральной резины. Уложенные на резину напольные решетки выдерживают нагрузку от колеса погрузчика (11,76 кН). Двери грузового помещения прислонного типа с высотой проема 2000 мм, шириной проема 2200 мм.

Вкаждом грузовом вагоне имеется грузовое помещение и два машинных отделения, расположенных в разных концах кузова. В каждом машинном отделении установлено по одному дизель-генераторному агрегату и одной холодильно-отопительной установки. В грузовом помещении имеется 4 водостока, также в грузовом помещении располагаются 6 датчи-

ков для измерения и контроля температуры. Коэффициент теплопроводности К=0,32 Вт/м2∙К; через два года эксплуатации К=0,39 Вт/м2∙К.

Автономный рефрижераторный вагон предназначены для завоза продуктов питания в место с потреблением в небольших размерах, а также для вывоза продуктов питания с небольших предприятий пищевой и сельскохозяйственной промышленности. Вагон рассчитан на поддержание температуры в грузовом помещении от +14 до -18°C при температуре наружного воздуха от -45 до +40°C; кроме того АРВ пригоден для охлаждения плодоовощей

с+30 до +4°C в течении 60 часов. Вагоны бывают двух типов: длиной кузова19 м (г.в. до 1968) и длина кузова 21 м (г.в. после 1968). Некоторые АРВ оборудованы крючьями для перевозки охлажденного мяса.

Ввагоне имеется грузовое помещение и два машинных отделения, расположенных в разных концах кузова. В каждом машинном отделении установлено по одному дизельгенераторному агрегату и одной холодильно-отопительной установки. Выпускались также АРВ со служебным помещением (АРВЭ) для обслуживающей бригады из двух человек.

Кузов вагона цельнометаллический, сварной конструкции. Наружная обшивка стен и круши из стального листа 1,5 мм с горизонтальными гофрами, внутренняя из стального оцинкованного железа 2 мм с вертикальными гофрами. Рабочий пол из 40-50 мм досок покрытых сверху листами биологически нейтральной резины, напольные решетки выдерживают нагрузку от колес погрузчика. Дверь одностворчатая прислонного типа, высотой 2000. шириной 2200 мм. Для отвода конденсата и промывочных вод в углах грузового помещения устроены четыре водостока с гидравлическими затворами. В качестве теплоизоляции ис-

пользован полистирол толщиной: стена – 200 мм, крыша 200-250 мм (250 в середине крыши) пол – 140 мм. Средний коэффициент теплопередачи кузова вагона 0,32 Вт/м2К.

Характеристика транспортных компрессоров представлена в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Характеристика транспортных компрессоров

42