принцип работы и устройство : ЯрКамп
Опубликована27 июня 2020
Содержание статьи:
- Устройство рефрижератора
- Шасси
- Изотермический фургон
- Холодильная установка
- Как работает рефрижератор
- Как выбрать рефрижератор
Ключевое требование к перевозке скоропортящихся продуктов питания, медицинских препаратов и некоторых других видов грузов – поддержание оптимальных температурных условий. Для решения этой транспортной задачи используются автомобильные рефрижераторы. Они различаются грузоподъемностью, мощностью холодильных установок, температурным режимом и другими параметрами.
В этой статье мы расскажем о том, какие бывают рефрижераторы и по какому принципу функционируют. Также мы рассмотрим парокомпрессионный цикл, на котором основана работа большинства холодильных установок.
Устройство рефрижератора
Все виды рефрижераторов состоят из трех основных элементов: шасси, изотермического фургона и холодильной установки.
Шасси
Для транспортировки охлажденных и замороженных товаров на дальние расстояния чаще всего используют седельные тягачи. Некоторые типы рефрижераторов устанавливаются на универсальные грузовые шасси.
Изотермический фургон
Представляет собой герметичную теплоизолированную будку. Бескаркасные изотермические фургоны изготавливают из готовых сэндвич-панелей. Все стыки между ними герметизируются, а внутренние поверхности отделываются пластиком, влагостойкой фанерой, листовым металлом.
Каркасные модели состоят из несущих балок, наружной и внутренней обшивки, между которыми закладывается утеплитель – пенополиуретан или пенополистирол. В каркасных моделях часто используется дополнительный слой отражающей (фольгированной) изоляции. Двери фургона имеют такую же теплоизоляцию, как и стенки кузова, и снабжены эластичными уплотнениями.
Внутреннее пространство некоторых изотермических фургонов разделено перегородками на камеры с разными температурными режимами. В таких кузовах можно одновременно перевозить товары в охлажденном виде и в состоянии глубокой заморозки.
Холодильная установка
Состоит из компрессора, конденсатора, расширительного клапана, испарителя и соединительных трубок. В качестве рабочего тела используется фреон. Холодильная установка представляет собой герметичный замкнутый контур, особенности работы которого мы рассмотрим ниже. Она может быть выполнена в виде моноблока или сплит-системы.
Один из ключевых моментов в устройстве – конструкция привода холодильной установки. Для вращения вала компрессора могут использоваться:
- Механическая передача. Привод от коробки отбора мощности или непосредственно от коленчатого вала ДВС имеет существенный недостаток: мгновенная мощность холодильной установки зависит от частоты вращения двигателя.
- Электродвигатель. Он включается в электрическую сеть автомобиля, получает питание от генератора, а при заглушенном ДВС – от аккумулятора.
- Независимый дизель-генератор. Такой привод используется в мощных рефрижераторах с фургонами большого объема. Холодильная установка с независимым приводом не влияет на моторесурс ДВС шасси.
Как работает рефрижератор
Автомобильный рефрижератор по принципу работы практически не отличается от бытового холодильника. Холодильная установка отбирает низкопотенциальное тепло из изотермической камеры, преобразует в высокопотенциальное, а затем рассеивает в атмосферу.
Принцип работы рефрижератора построен на парокомпрессионном цикле:
- Газообразный фреон сжимается компрессором и переходит в жидкое состояние. При этом его температура повышается выше 100 °C.
- Жидкость поступает в конденсатор, который представляет собой теплообменник. Здесь он охлаждается за счет обдува воздухом. Обратите внимание: часто блок с конденсатором устанавливается на крышу кабины или прицепа, чтобы ничего не преграждало путь потоку воздуха во время движения транспортного средства.
- Фреон поступает в испаритель, который тоже представляет собой теплообменник. Здесь он переходит в газообразное состояние. В процессе кипения фреон поглощает большое количество тепловой энергии. Испаритель расположен внутри фургона и обдувается вентилятором.
- После испарителя газообразный фреон снова идет в компрессор.
Чтобы фреон закипел в испарителе, необходимо снизить давление на этом участке системы. Для этого используются терморегулирующий и соленоидный вентили, а также регулятор давления.
Автоматическое регулирование и контроль температуры в рефрижераторе выполняются микропроцессором. Заданные параметры поддерживаются с точностью до 0,1 ° C.
Большинство рефрижераторов умеет работать реверсивно: вырабатывать и холод, и тепло, как бытовые климатические системы. Холодильная установка работает «на тепло», когда в фургоне перевозятся грузы, требующие положительной температуры, а за бортом – мороз.
Как выбрать рефрижератор
При выборе рефрижератора нужно отталкиваться от планируемых объемов грузов, расстояний, на которые они будут перевозиться, и необходимых температурных режимов.
По грузоподъемности и объему кузова такие автомобили разделяют на следующие категории:
- Малотоннажные грузовики. Их грузоподъемность составляет до 1,5 тонн, а объем фургона – до 12 м3. Чаще всего их используют для доставки охлажденных и замороженных грузов в черте города. Компактные грузовики с хорошей маневренностью хорошо показывают себя в условиях плотной застройки и интенсивного дорожного движения.
- Среднетоннажные рефрижераторы способны перевозить до 5 тонн в кузовах до 20 м3. Их можно использовать для перевозок как в черте города, так и между соседними населенными пунктами.
- Крупнотоннажные грузовики грузоподъемностью до 15 тонн и кузовом до 60 м3 используются для междугородних перевозок.
- Полуприцепы. Крупные партии замороженных продуктов (до 40 тонн) перевозят на дальние расстояния в рефрижераторах объемом до 80 м3.
Мощность (холодопроизводительность) холодильных установок выбирают исходя из объемов груза, температурных условий его перевозки и климатических особенностей региона.
Назад к новостям
Как работает рефрижератор
Автомобильные рефрижераторы предназначаются для транспортировки продукции, нуждающейся в хранении при определенной температуре, и представляют собой полуприцепы или автомобили с изотермическим фургоном. Существует несколько разных видов установок, отличающихся принципом работы.
Принцип работы рефрижератора
Рефрижераторы типа «тепло-холод» могут эксплуатироваться в любое время года и направлены как на понижение температуры внутри кузова, так и на ее поддержание на оптимальном уровне. Необходимый микроклимат поддерживается благодаря циркуляции хладагента в замкнутой цепи. За один цикл работы рефрижератора он переходит из газообразного состояния в жидкое и обратно, преодолевая несколько основных узлов системы. Для данного процесса характерно поглощение тепла. В основе работы любого рефрижератора лежит принцип поглощения тепла из изотермического фургона и его выделения в окружающую среду. Охлаждается внутренне пространство фургона следующим образом:
- Газообразный хладагент поступает в компрессор, проходя через всасывающий клапан. Затем он поступает в конденсор через выпускной клапан, при этом подвергаясь сжатию. Для последнего этапа характерно повышение температуры газообразной смеси;
- Температура газа снижается до точки конденсации посредством конденсатора, обладающего большой рабочей поверхностью. Для процесса перехода хладагента из одного агрегатного состояния в другое характерно выделение большого количества тепла, которое транслируется в окружающую среду;
- Жидкий хладагент поступает в ресивер после конденсатора, где очищается от примесей и излишков влаги. Помимо этого, ресивер выступает в качестве хранилища хладлагента. В случае неисправности всей системы рефрижератор способен продолжать работать благодаря наличию запасов хладагента;
- После поступления хладагента в терморегулирующий клапан высокое давление, под которым осуществлялась его циркуляция, понижается. Изменение температуры кипения хладагента приводит к его превращению в газ и забору тепла из фургона рефрижератора;
- Смесь вновь проходит через соединительный клапан, после чего цикл повторяется.
Принцип работы рефрижератора довольно прост и при этом отличается высокой эффективностью. Стоит отметить, что многие подобные устройства оснащаются функцией разморозки, которая значительно снижает нагрузку на всю систему и давая возможность оборудованию работать в зимнее время года.
Подобные системы устанавливаются на автомобили в 95% случаев. Помимо описанной воздушной системы, используются криогенные и накопительные. Несмотря на их эффективность, они не получили особого распространения.
Рефрижераторы типа «тепло-холод» могут эксплуатироваться круглый год вне зависимости от температуры окружающей среды. Отличительными особенностями такой установки является разница в работе вентиляторов испарителя и конденсора. В режиме «тепло» вторые не работают, а первые включаются только спустя несколько минут после пуска всей системы.
Типы датчиков
Для каждого типа установок характерны отдельные виды датчиков давления, установка и работа которых также различается. К примеру, в оборудовании типа «тепло-холод» датчики монтируются вместе с цепью управления компрессором и отключают рефрижератор при аварийном давлении. Датчики, устанавливаемые в установки типа «холод», подключаются к блоку управления, при этом сама система отключается при достижении аварийного давления, причем ее выключение сопровождается работой аварийного знака.
Выключение зажигания двигателя автомобиля сохраняет режим «холод» рефрижератора в случае необходимости его сохранения при разгрузке кузова. Если охлаждение в дальнейшем не требуется, то установка выключается путем нажатия специальной кнопки.
Используемые в конструкции рефрижераторов технологии, а также прочные и легкие материалы позволяют снизить вес всей установки, повысив при этом ее грузоподъемность с сохранением прочности кузова и его теплоизоляционных свойств.
С целью закрепления перевозимых грузов во время транспортировки внутри рефрижератора могут устанавливаться специальные сетки и крепления.3 лучших автомобильных холодильника на ноябрь 2022 года
3 лучших автомобильных холодильника на ноябрь 2022 годаПутешествие заставляет искать решения, делающие процесс более удобным, даже если вы едете на машине. Благодаря современным технологиям даже путешествие с ребенком не проблема. Неудивительно, что специальные автомобильные холодильники получили широкое распространение. Они позволяют вам отправиться в дальнюю поездку с любой едой, которую вы хотите. Проверьте самые важные характеристики хорошего автомобильного холодильника и сколько стоит такое устройство.
➡️ Проверьте лучшие холодильники из других категорий!
Что такое автомобильный холодильник?
Автомобильный холодильник до сих пор является для некоторых пользователей странной и новой концепцией. Но можно отметить, что многие производители добавляют в свои автомобили специальные розетки. Они расположены, например. в багажниках. К ним можно подключить автомобильный холодильник.
Автомобильный холодильник — недооцененное устройство. Его истинный потенциал обычно раскрывается во время длительных поездок, но не только. Ездить по городу в жаркие дни довольно утомительно. Также есть проблема, когда вам нужно транспортировать, например. мороженое или торт. Кондиционер в машине, как правило, не лучшее решение, так как его просто недостаточно. Но автомобильный холодильник идеально подходит для этой цели.
Каковы характерные особенности современных автомобильных холодильников?
Переносные автомобильные холодильники — это совсем другая категория охлаждения. Традиционные холодильники требуют так называемого охлаждающего агента. В стандартных автомобильных холодильниках использовались специальные охлаждающие пакеты, которые нужно было замораживать заранее, но они не гарантировали идеального охлаждения в жаркие дни. Современный автомобильный холодильник — это совсем другая категория — ведь в нем нет хладагента, не нужны ни трубки, ни компрессоры. Конструкция устройства очень проста — контейнер любой формы из изоляционного материала, модуль Пельтье и вентилятор, один или несколько, в зависимости от модели.
Модуль Пельтье поддерживает нужную температуру в автомобильном холодильнике. Это полупроводник, и в зависимости от направления потока энергии он либо охлаждает, либо выделяет тепло. Переключатель между двумя режимами обычно расположен на верхней крышке устройства.
В чем преимущества автомобильного холодильника?
Автомобильный холодильник – очень удобное решение. Вы можете использовать его практически в любом автомобиле, если он соответствующим образом отрегулирован. Это удобно для тех, кто планирует дальнюю поездку. Благодаря этому вы не застрянете с упакованными ланчами или предложениями заправки. Вы можете приготовить еду дома и взять ее с собой в поездку – не переживая, что она испортится. Наличие многих моделей — большой плюс. Благодаря этому можно найти нужный автохолодильник, подходящий под свои нужды, а главное, под автомобиль.
Есть ли недостатки у автомобильного холодильника?
Несмотря на множество преимуществ автомобильного мини-холодильника, учтите, что это всего лишь временное решение. Благодаря этому вы можете уберечь транспортируемые продукты от перегрева или потери тепла зимой (если выбрать режим нагрева). Убедитесь, что вы выбрали правильный холодильник, соответствующий вашим потребностям. Если вы выберете слишком большой автомобильный холодильник для слишком маленького автомобиля, у вас возникнут проблемы. Устройство будет занимать слишком много места, потреблять слишком много энергии, и вы не сможете им правильно пользоваться.
Кому подойдет автомобильный холодильник?
Маленький автомобильный холодильник – идеальное решение для всех. Те, кто много путешествует, могут оценить это больше всего. Благодаря такому устройству можно легко перевозить продукты без риска их порчи. Лучшие холодильники этого типа совершенны, например. для походов. Это полезный гаджет для туристов, а также для профессиональных водителей. Благодаря этому они могут брать домашнюю еду в дорогу.
Где можно купить автомобильный холодильник?
Автомобильные холодильники можно купить практически в любом магазине электроники. Они доступны в супермаркетах, а также в небольших магазинах для путешественников. Интернет-магазины, однако, являются самым простым решением. Так вы сможете быстро сравнить цены и подобрать функциональную модель по низкой цене.
Сколько стоит автомобильный холодильник?
Стоимость автомобильного холодильника в большей степени зависит от его размера, а также возможностей охлаждения и обогрева. Самые простые и маленькие модели стоят около 40 долларов. Но устройства с большими возможностями и большей емкостью стоят намного дороже. Цены на лучшие автомобильные холодильники могут достигать даже более 1000 долларов. Имейте в виду, что автомобильный холодильник — это долгосрочная инвестиция, и вы будете использовать его много раз. Иногда лучше заплатить больше за более качественное оборудование.
Вагон-рефрижератор (железная дорога): изобретатель, определение, история
Последняя редакция: 10 марта 2022 г. революционный дизайн, позволивший широко отгружать скоропортящиеся продукты, такие как молочные продукты, мясо и овощи.
Самые ранние такие автомобили датируются серединой 19 века, естественно, в качестве средства охлаждения использовался лед. После развития индустрии замороженных продуктов в 19 в.В 50-х годах рефрижератор начал терять свою почти монополию на скоропортящийся бизнес в стране.
Точно так же к 1970-м годам железные дороги отказались от LCL (менее вагонной загрузки) и перевозок на короткие расстояния, что позволило автотранспортной отрасли взять на себя большую часть скоропортящихся перевозок, что продолжается и по сей день.
Тем не менее, автомобили-рефрижераторы и их драгоценное содержимое возвращаются, поскольку центры скоропортящихся продуктов становятся все более центральными, а расстояния до конечных пунктов назначения продуктов становятся все больше и больше.
Когда-то рефрижераторы были очень распространенным способом перевозки скоропортящихся грузов, когда-то господствовали железные дороги. Что изменилось?
Как упоминалось выше, конкуренция и незаинтересованность отрасли в LCL в значительной степени уничтожили такой трафик. Если бы отрасль проявляла такой же интерес, как до 1970-х, грузоотправители, скорее всего, вернулись бы. К сожалению, их вера в то, что такой бизнес навсегда «утерян», делает это маловероятным.
Рабочий упаковывает лед в холодильник Pacific Fruit Express Company (PFE) на заводе по производству льда в Сан-Бернардино, Калифорния, 19 марта.43. PFE находилась в совместной собственности Union Pacific, Southern Pacific и Western Pacific. Это была крупнейшая рефрижераторная компания в стране. На пике своего развития ему принадлежало 40 000 автомобилей, 20 заводов по производству льда и пять ремонтных мастерских. На фото Джек Делано.
Краткая история вагона-рефрижератора
Как только американское общество в первой половине XIX века осознало, что железные дороги являются самым быстрым и эффективным средством передвижения, предприятиям не потребовалось много времени, чтобы осознать, что поезда могут передвигаться где угодно вообразимый.
Сюда, конечно же, входят продукты питания. Однако это создавало проблему, поскольку продукты, естественно, скоропортящиеся, а в середине 19 века не было изобретено ни одного типа охлаждения.
Первые вагоны-рефрижераторы
К 1851 году первые вагоны-рефрижераторы проходили испытания на Северной железной дороге (позже часть железной дороги Ратленд) в штате Нью-Йорк. Эти автомобили имели некоторую изоляцию и блоки льда, чтобы содержимое не охлаждалось.
Несмотря на то, что рефрижератор был довольно успешным, необходимо было разработать более совершенные методы изоляции и охлаждения, прежде чем рефрижератор можно было использовать круглый год.
Экспериментальные вагоны-рефрижераторы становились все более распространенными в 1850-х годах. Некоторые простые решения заключались в использовании блоков льда в стандартных товарных вагонах.
Примерно в 1860 году появились первые настоящие вагоны-рефрижераторы с толстой изоляцией, люками в крыше, стоками в полу и бункерами для льда, расположенными по обеим сторонам вагона.
В этих первых автомобилях обычно использовались натуральные изоляционные материалы, такие как маты из коровьей шерсти, опилки или даже обычная грязь! В 1867 году Дж. Б. Сазерленд из Детройта, штат Мичиган, запатентовал первый рефрижератор, используя конструкцию, очень похожую на только что упомянутую.
Кроме того, Сазерленд попытался контролировать поток воздуха в машине, чтобы продукты оставались хорошо охлажденными.
Однако, несмотря на первые успехи в технологии рефрижераторов, железные дороги довольно медленно осваивали новый вагон. Традиционно железные дороги были и до сих пор в некоторой степени сопротивляются новым технологиям на основе соотношения затрат и прибыли.
Современный 57-футовый механический рефрижератор Cryo-Trans Incorporated (CRYX) в эксплуатации на CSX в Гамлете, Северная Каролина, 19 мая.96. Эти типы автомобилей хорошо изолированы и оснащены амортизирующим поглощающим аппаратом в днище. На фото Уоррен Кэллоуэй.
Это было в случае с рефрижераторами, когда железные дороги считали, что тратить большие суммы денег на парк вагонов, которые будут перевозить только один тип товара, не стоит вложений.
Кроме того, железные дороги уже вложили значительные средства в развитие и перемещение скота по своим линиям. Осознавая потребность в рефрижераторных вагонах, частные грузоотправители, в частности мясоперерабатывающие предприятия, решили создать собственный флот.
Таким образом, рефрижераторы стали одними из первых частных вагонов, использовавшихся на железных дорогах (сегодня известных как частные вагоны).
Таким образом, такие названия, как Armor в их классическом желтом цвете и Swift, стали появляться на бортах многих рефрижераторов. На протяжении 1950-х годов нередко можно было увидеть большие партии этих автомобилей, покидающих Чикаго и направляющихся на восточное побережье.
Всего к 1880-м годам рефрижераторные вагоны стали довольно продвинутыми, построенными с очень тяжелой изоляцией и стандартным размером около 36 футов в длину, поскольку загрузочные двери на упаковочных заводах были основаны на 36-футовых центрах.
Кроме того, частные грузоотправители построили большие и сложные станции обледенения, которые обычно располагались вдоль основных узлов железных дорог.
Во время реклассификации поездов, технического обслуживания двигателей и замены экипажей рефрижераторные вагоны будут переведены на эти ледяные станции для пополнения запасов льда.
Классические деревянные рефрижераторы Santa Fe хранятся в Эссексе, Калифорния, март 1943 года. Фотография Джека Делано.
В 1941 году первый ранний тип кондиционирования воздуха появился в рефрижераторах, когда компания Pacific Fruit Express Company разработала систему вентиляторов с приводом от генератора переменного тока (который приводился в действие через подвижную ось автомобиля).
Эта система пропускала воздух в больших количествах через ледяные бункеры и вентиляционные отверстия, расположенные под потолком, помогая лучше охлаждать содержимое автомобиля.
Примерно в это же время были разработаны более совершенные методы изоляции, такие как резиновые уплотнители вдоль внутренних швов автомобиля, которые помогали удерживать еще больше наружного воздуха, тем самым сохраняя скоропортящееся содержимое.
Однако именно индустрия замороженных продуктов 1950-х годов в конечном итоге положила конец доминированию рефрижераторов в перевозке скоропортящихся продуктов.
Теперь все, от овощей и мяса до нового «телевизионного ужина», можно хранить в замороженном виде и, как правило, свежим в течение нескольких недель, прежде чем их съедят. Традиционные вагоны-рефрижераторы с охлаждением льдом не могли хранить эти скоропортящиеся продукты полностью замороженными, что, очевидно, создавало большую проблему.
Виноград загружается в вагоны PFE в Гуасти, Калифорния, направляющиеся на восточные рынки, 4 июня 1923 года. Фото Филипа Бриганди.
Таким образом, механический рефрижератор был разработан для решения этой проблемы. Автомобиль был впервые успешно построен и эксплуатировался компанией Fruit Growers Express сразу после Второй мировой войны, которая перевозила в основном южные цитрусовые из Флориды на северо-восток.
Первоначальный автопарк FGE использовал бортовые бензиновые двигатели для работы холодильного оборудования.
Однако с развитием дизель-электрических локомотивов и их широким распространением, как отмечают Майк Шафер и Майк Макбрайд в своей книге « Грузовые вагоны », компания вскоре после Второй мировой войны разработала свои автомобили для использования этой технологии. .
Вместо газового двигателя небольшой дизельный двигатель на каждом автомобиле приводил в действие генератор переменного тока, который вырабатывал электричество для работы холодильного оборудования.
Развитие механизированных вагонов-рефрижераторов позволило им стать намного больше и нести больший выход продукта. Однако после Второй мировой войны использование рефрижераторов в отрасли постепенно сокращалось.
Пик всего флота пришелся на 1930 год — 183 000, но всего к 1950 году он сократился до менее 128 000.
Затем, к 1970-м годам, железные дороги начали резко сокращать или полностью отказываться от менее прибыльных LCL и ближнемагистральных перевозок, еще больше сокращая парк рефрижераторов. Что еще хуже, 19В 70-е годы также наблюдался резкий спад и ненадежность грузовых перевозок в отрасли.
Современный 57-футовый рефрижератор, принадлежащий компании Tropicana/Fruit Growers Express, виден здесь в составе знаменитого «Поезда для соков» (прекращено в 2017 году). На фото Уоррен Кэллоуэй.
Особо следует отметить систему Southern Pacific, которая доминировала на рынке скоропортящихся товаров в Калифорнии на протяжении большей части 20-го века и гордилась тем, что быстро и эффективно доставляла эти грузы на восточные рынки.
У него были небольшие ветки и ответвления, змеящиеся, чтобы обслуживать практически каждую крупную ферму в долине Сан-Хоакин.
Однако к 1970-м плохое управление привело к тому, что обслуживание стало настолько плохим, что целые поезда со скоропортящимися грузами сгнили к тому времени, когда они достигли восточного побережья.
Не выдержав таких потерь, калифорнийские производители перешли на грузовики, которые были дороже, но и надежнее.