ГЛАВА 6. ЖИДКОАЗОТНАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ГРУЗОВ (ЖАСО)

6.1.Зарубежные разработки

Вусловиях повышения требований к экономии жидкого топлива во всех областях техники специалисты уже давно изыскивают возможности безмашинных способов охлаждения перевозимых скоропортящихся грузов (СГ). В последнее время в связи с указанной тенденцией вновь проявляется интерес к одному из таких способов — охлаждению СГ жидким азотом.

Жидкоазотная система охлаждения (ЖАСО) перевозимых СГ обладает рядом достоинств: отсутствие специального энергетическогоисточника, простотаконструкции, наличиеблагоприятнойгазовой среды вокруг СГ, отсутствие экологического воздействия, уменьшение потери продуктов при перевозке и хранении.

Вместе с тем целесообразность широкого внедрения этого способа охлаждения на вагонах не является бесспорной, поскольку отсутствие системыотоплениявагоновсЖАСОснижаетвозможностьихэксплуатации в зимнее время, необходимость заправки азотом и создания по странесетиэкипировочныхпунктов, расширениямощностейпопроизводствужидкогоазотаиспециальных криогенных ёмкостей.

Система охлаждения, основанная на испарении жидкого азота, включает следующие основные элементы: сосуд для жидкого азота; пневматическийилиэлектрическийвентильуправленияподачейжидкого азота; находящегося в сосуде; распылительный коллектор форсунками для распыления азота в грузовом помещении; датчик температуры в камере для выработки сигнала для регулирования подачиазотаизсосуда; указательуровняжидкогоазотавсосуде; предохранительные клапаны для сброса повышенного давления в сосуде, вентиль заправки сосуда азотом; регулятор давления.

Принцип работы такой системы заключается в следующем. Регулятортемпературы, настроенныйназаданныйтемпературныйрежим, при повышении температуры (измеряемой датчиком в грузовой камере) заданного верхнего предела регулирования, дает сигналнаоткрытиевентиляподачижидкогоазота, который, находясь

всосуде при высоком давлении, поступает в распылительный кол-

271

лектор, где происходит нагрев азота и его интенсивное испарение; в процессе испарения азота(вколлекторе ивнеего) происходитотбор тепла от воздуха и груза в камере. После того, как температурный датчик зафиксирует достижение нижнего заданного предела регулирования температуры в камере, подается сигнал на закрытие вентиля подачи. В дальнейшем цикл регулирования температуры в грузовой камере повторяется. По такому принципу работают ЖАСО, используемые в холодильном транспорте многих стран.

ВпервыесистемаЖАСОразработанафирмой«Linde» США. Разработанная в 1961 г. система «Полярстрим» получила наибольшее распространение. Для европейских железных дорог (в частности, для вагонов «Интерфриго») и автотранспорта серийное производство системы «Полярстим» производила с 1965 г. английская фир-

ма «British Oxygen Corp».

В этой системе используется от одного до четырёх расположенных внутри кузова (у торцевых стен) криогенных сосудов с жидким азотом. Распылительныйколлекторсмонтированподпотолкомвцентре кузова. Такая система (типа «206») для железнодорожного вагонавключаетзапасазота1170 кг, находящегосяподдавлением0,08— 0,09 МПа в одном сосуде прямоугольной формы (высота сосуда — 2,140 м, ширина — 2,21 м, длина — 0,69 м), расположенного гори-

Рис. 6.1. Схема системы «Колд — Флоу»:

1 — сосуддляжидкогоазота; 2 — регулятор; 3 — клапанподачижидкогоазота; 4 — теплообменник; 5 — распылительный патрубок

272

зонтально. Вес незаполненной криогенной системы — 454 кг. Максимальные потери азота вследствие испарения из сосуда составляют 2 % в сутки. Как показывает опыт, температура по объему грузового помещения при системе «Полярстрим» распределяется заметно неравномерно. Потакомужепринципуработаютамериканскиесистемы «Колд Спрай» и «Криоград» (фирмы «Air Products»), a также французские и западногерманские системы. Согласно разработаннойсхема«КолдФлоу» (рис. 6.1), азотподаетсяизсосудавкомпактные оребрённые теплообменники (ТО), установленные вдоль стен и под крышей грузового помещения. После испарения в ТО газообразный азот далее через распылительные патрубки выходит вобъемкамеры. ПрименениеTO, хотяиудорожает, даетболееравномерное распределение температур.

В отличие от указанных выше схем, работающих по принципу непосредственноговпрыскиванияазотавгрузовойобъём,всистеме«Колд Уолл» (рис. 6.2, б) газообразныйазотраспределяетсяиздвухколлекторов2 вдольвсехповерхностейогражденийгрузовогообъёма(рис. 6.2, а) посистемеканаловдляазота, создающихохлаждающуюрубашкусдовольноравномернымраспределением температурвкамере.

Остановимся на особенностях системы «Криоград», разработаннойдляжелезнодорожныхвагонов. Здесьазотподаетсячерезнебольшие отверстия общей площадью 0,013—0, 058 см2 в распылительном

273