Хладотранспорт Учебное пособие

4. Изотермический подвижной состав

Основные требования, предъявляемые к изотермическим вагонам: возможность поддержания в грузовом помещении оптимальной температуры и влажности воздуха независимо от внешних условий; обеспечение заданной скорости охлаждения плодов и овощей в процессе перевозки; обеспечение высоких скоростей движения (до 120 км/ч) с одновременным сохранением плавного хода (поэтому рефрижераторные вагоны оснащены тележками пассажирского типа); обеспечение нормальной циркуляции и вентиляции воздуха в грузовом помещении, возможность полной автоматизации работы оборудования и контроля температур, надежность оборудования и простота его обслуживания; высокая народнохозяйственная эффективность в процессе эксплуатации.

Теплотехническая характеристика подвижного состава приведена в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Техническая характеристика рефрижераторного подвижного состава

113

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ

Окончание табл. 4.1

Примечание. Числитель – вагон без тормозной площадки; знаменатель –

стормозной площадкой.

4.2.РЕФРИЖЕРАТОРНЫЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ

СРАССОЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ

Крефрижераторному подвижному составу с рассольной системой охлаждения относятся 23- и 21-вагонные поезда и 12-вагонные секции. Принципиальная конструкция энергетического, холодильного оборудования у этих вагонов одинаковая. Дольше всех, до конца 1980-х годов, эксплуатировались 12-вагонные секции.

В состав 12-вагонной секции входят 10 грузовых вагонов, вагонмашинное отделение и комбинированный вагон, в котором размещены дизель-электрическое оборудование и служебное помещение для обслуживающего персонала.

114

4. Изотермический подвижной состав

23- и 21-вагонные поезда включают в себя вагон – дизель-электро- станцию, вагон – машинное отделение, служебный вагон для обслуживающего персонала и соответственно 20 и 18 грузовых вагонов.

Вагон – машинное отделение и комбинированный вагон стоят в середине секции и соединены между собой со стороны расположения дизель-генераторов переходной площадкой с защитной гармошкой. Длина вагонов 17 м. Концевые вагоны секции имеют тормозные площадки.

Секция предназначена для перевозки всех скоропортящихся грузов, за исключением охлажденного мяса подвесом, летом (с охлаждением) при температуре наружного воздуха +30 °С, зимой (с отоплением) при температуре –40 °С. Температурный режим в грузовом помещении вагона поддерживается на уровне от –12 до –15 °С при перевозке мороженых грузов, +2 °С – охлажденных и до +12 °С – требующих отопления. Холодильное оборудование рассчитано и на возможность охлаждения плодоовощей в процессе перевозки с +25 до +4 °С в течение трех суток.

Вагоны-холодильники (рис. 4.2) цельнометаллические, сварной конструкции с несущими гофрированными стенами, подкрепленными стойками. Внутренняя обшивка стен и потолка деревянная из досок толщиной 15 мм. В качестве теплоизоляции использована мипора, плиты которой обернуты перфолем. Толщина теплоизоляции в стенах 193 мм, в крыше 286 мм и в полу (в среднем) 112 мм.

Пол выполнен из наружной металлической гофрированной обшивки, теплоизоляции, рабочего настила из 48-миллиметровых досок, покрытого оцинкованными стальными листами. Такими же листами покрыты стены на высоту 1 м. Средний коэффициент теплопередачи новых вагонов-холодильников равен 0,31 Вт/(м2·К), в период эксплуатации он повышается до 0,37–0,40 Вт/(м2·К).

Охлаждающие батареи 9 состоят из оребренных труб диаметром 31 мм, общей поверхностью около 400 м2. Каждая секция смонтирована из шести труб и занимает примерно четверть поверхности потолка вагона. Для отвода конденсата под батареями размещены металлические поддоны с наклоном к желобам, из которых влага через воронки попадает на пол вагона, откуда специальными сливными устройствами выводится наружу. Вагоны-холодильники имеют также напольные решетки 8, электрические печи 7, электрический вентилятор 5, подвагонный ящик 11, вентиляционную рукоятку 10, люки 6, воздушный канал 2 и отверстие для всасывания воздуха 1. Циркуля-

115

4. Изотермический подвижной состав

цию рассола по трубам и охлаждающим батареям вагонов обеспечивают два центробежных насоса, находящихся в вагоне – машинном отделении. Под потолком каждого вагона проходит прямой 3 и обратный 4 рассольные трубопроводы с внутренним диаметром 100 мм и толщиной стенок 4 мм, по которым холодный рассол из испарителя холодильной машины поступает в охлаждающие батареи и отводится от них в испаритель, расположенный в вагоне – машинном отделении. Давление рассола в трубопроводах поддерживается на уровне 2,4 бар. У торцевых стен вагона для отопления размещены электропечи мощностью по 1,25 кВт (в каждом вагоне по 6 штук).

Для смены воздуха вагоны-холодильники оборудованы приточновытяжной вентиляционной системой (рис. 4.3). Воздух поступает через воздухоприемные коробки 9 с заслонкой, перекрываемой вручную в зависимости от направления движения вагона. На крыше размещены дефлекторы 10, соединяющиеся с воздухоприемными коробками каналом 3 через кран 4. Вентиляционные устройства одного конца вагона соединены каналом с электропечью 1 и с охлаждающими рассольными батареями 5. Кроме того, обозначения на рис 4.3: 2 – воздушный канал; 6 – поддон; 7 – электрическая печь; 8 – напольная решетка; 11 – изоляция кузова. Устройство вентиляционной системы предусматривает возможность охлаждения наружного воздуха летом и обогрева зимой.

Рис. 4.3. Схема приточно-вытяжной вентиляции

Для принудительной циркуляции воздуха при отоплении вагоныхолодильники оборудованы двумя электровентиляторами 1 (рис. 4.4) производительностью по 1800 м3/ч.

Воздушные каналы 3 расположены между поддоном и охлаждающей батареей. Около дверей основные каналы разветвляются на боковые каналы 2. Концы ответвлений опускаются в пространство, образуемое полом и напольной решеткой. Система принудительной

117

ны оборудованы двумя ртутно-контактными термометрами, помещенными на одной из продольных стен. Кроме того, в каждом вагоне установлено по два термометра сопротивления, из которых один закреплен неподвижно около ртутно-контактных термометров, а другой – переносной, на гибком проводе, который может размещаться в грузе. После заводского ремонта на всех секциях ртутно-контактные датчики заменены полупроводниковыми для дистанционного измерения температуры. Противоположные концы проводов, присоединенные к термометрам сопротивлений, заканчиваются под вагонами в контактной коробке розеткой. Для определения температуры служит переносная термоэлектрическая станция.

Энергетическое оборудование секции смонтировано в комбинированном вагоне. Состоит оно из трех дизель-генераторных установок

сдизелем мощностью по 90 л. с. и синхронными генераторами трехфазного тока мощностью по 56 кВт. Общий запас топлива обеспечивает работу дизелей в течение 8 дней по 22 ч/сут.

Холодильное оборудование размещено в вагоне – машинном отделении и состоит из двух машин двухступенчатого сжатия. При температуре наружного воздуха до +15 °С холодильные машины работают

содноступенчатым сжатием, а при более высоких – с двухступенчатым, с полным промежуточным охлаждением.

Вкомплект каждой машины входят вертикальный аммиачный компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, маслоотделители, ресивер емкостью 90 л, промежуточный сосуд (охладитель) емкостью 45 л, кожухотрубный испаритель для охлаждения рассола, циркулирующего по грузовым вагонам, с поверхностью те-

118

4. Изотермический подвижной состав

плопередачи 35 м2, центробежный рассольный насос производительностью 35 м3/ч с электродвигателем мощностью 9,2 кВт, конденсатор с воздушным охлаждением, поверхность охлаждения 540 м2, расчетная нагрузка конденсатора 90 000 Вт. Подает воздух на конденсатор вентилятор производительностью 50 000 м3/ч с электродвигателем мощностью 14 кВт. Каждая холодильная установка имеет устройство автоматического регулирования подачи аммиака в испаритель в виде барорегулирующего вентиля, который соединен с поплавковой камерой.

4.3. ПЯТИВАГОННЫЕ РЕФРИЖЕРАТОРНЫЕ СЕКЦИИ

Опыт показал, что в рефрижераторных поездах и 12-вагонных секциях с аммиачными холодильными установками и рассольной системой охлаждения невозможно стабильно поддерживать в грузовом помещении низкую температуру. Поэтому в 5-вагонных рефрижераторных секциях в каждом вагоне установлены две одинаковые холодильные установки, работающие на хладоне-12. Энергией они снабжаются от центральной дизель-электростанции. Работа их полностью автоматизирована. Испарители (воздухоохладители) холодильных установок размещены в грузовых помещениях, а ком- прессорно-конденсаторные агрегаты – в машинных отделениях в торцах вагонов.

Непосредственное охлаждение 5-вагонной секции экономичнее рассольного, что обусловливается отсутствием промежуточных передатчиков холода (рассола) и наличием одного температурного перепада между охлаждающим воздухом в вагоне и кипящим холодильным агентом. Кроме того, нет расхода электроэнергии на работу рассольных насосов, а также дополнительной тепловой нагрузки на установку от превращения работы насоса в тепло. Однако из-за небольшой аккумуляционной способности непосредственного охлаждения требуется расход энергии на работу вентиляторов, что увеличивает тепловую нагрузку на холодильную установку, эквивалентную работе электродвигателей вентиляторов в грузовом помещении.

Обладая меньшей грузоподъемностью, чем поезда и секции с рассольной системой охлаждения, 5-вагонные секции лучше соответствуют сложившейся структуре потоков скоропортящихся грузов. Этим подвижным составом можно охватить лишь около 30 % всех перево-

119

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ

зок, перевозку остального грузопотока целесообразно осуществлять одиночными вагонами и контейнерами.

На сети железных дорог страны эксплуатируются 5-вагонные секции трех типов (рис. 4.5).

СЛ – служебное помещение; – машинное отделение (во всех вагонах по две холодильные машины)

Пятивагонные секции БМЗ (Брянского машиностроительного завода) предназначены для перевозки скоропортящихся грузов, требующих поддержания температуры в грузовом помещении от –20 до +12 °С при температуре наружного воздуха от +30 до –45 °С, а также для охлаждения свежих плодоовощей от +25 до +4 °С в течение 60 ч.

В этом диапазоне температур возможен выбор следующих режимов перевозок грузов: от –6 до –12 °С (мороженые), –18° и ниже (низкотемпературные), от 0 до –3 °С (охлажденное мясо и др.), от +11 до +13 °С (бананы), от +9 до +15 °С (виноградное вино, биопрепараты), от +2 до +5 °С (плодоовощи).

Секция состоит из четырех вагонов-холодильников и одного специального, размещенного в середине секции. Вагоны построены по габариту 1-Т. Длина грузового вагона 21 м (рис. 4.6). Вагон четырехосный, установлен на тележки ЦМВ с подшипниками качения и оборудован автоматическим тормозом (МТЗ-270) и автосцепкой (СА-3). Для предупреждения случайных расцепок на головках автосцепок установлены стопорные болты. Кузов цельнометаллический, сварной конструкции с несущими гофрированными стенами. Рама облегченной сварной конструкции, имеет хребтовую балку. Наружная обшивка стен и крыши выполнена из стального гофрированного листа толщиной 2 мм; внутренняя обшивка стен грузового помещения – из алюминиевых листов толщиной 2 мм с вертикальными гофрами, а обшивка потолка – из древесноволокнистых плит толщиной 44 мм.

120