Теплообменные режимы в грузовом помещении

Вентилирование грузов

Вентилирование применяют, когда требуется производить обновление воздуха в грузовом помещении транспортного модуля или регулирование газовой среды при перевозках отдельных видов скоропортящихся грузов. Вентилирование может быть непрерывным и периодическим. Необходимость вентилирования грузового помещения зависит от вида груза, вида его холодильной подготовки, типа и режима обслуживания модуля.

В крытых вагонах вентилирование осуществляется непрерывно во время движения через полуоткрытые или обрешеченные открытые боковые люки, а в рефрижераторных вагонах — с помощью вентиляционного оборудования.

Грузы замороженные, подмороженные, низкотемпературные, охлаждённые с биологически неживыми тканями, а также грузы в герметичной упаковке вентилирования не требуют. Такие грузы укладывают в изотермических транспортных модулях плотным штабелем, если в пути следования не требуется их дополнительная холодильная обработка.

В крытых вагонах в летний и переходный периоды до наступления заморозков непрерывно на всём пути следования вентилируют неохлаждённые плодоовощи, вяленую рыбу и яйцо птицы домашней.

В рефрижераторных вагонах Правилами регламентировано периодическое вентилирование только бананов во все периоды года и плодоовощей при отоплении (см. прил. 5). Ограничения на вентилирование плодоовощей в рефрижераторных вагонах связаны с рядом причин.

Во‑первых, влагосодержание тёплого наружного воздуха всегда выше влагосодержания более холодного воздуха внутри грузового помещения. Влага, попадая с тёплым воздухом внутрь вагона, быстро конденсируется на испарителях холодильных машин в виде так называемой снеговой шубы, что приводит к непроизводительной работе холодильного оборудования. По окончании вентилирования вагона в таких условиях необходимо включать режим оттаивания этой шубы. Сложение двух положительных теплопритоков приводит к нарушению температурного режима перевозки, отеплению внешних слоёв штабеля груза и к дополнительному расходу дизельного топлива на погашение этих теплопритоков.

Во‑вторых, при движении происходит незначительное, но непрерывное вентилирование вагонов за счёт инфильтрации воздуха через щели и неплотности конструкции. Это явление также сопровождается образованием снеговой шубы.

При назначении вентилирования штабель груза формируют воздухопроницаемым.

Теплообменный режим — это новое понятие в условиях перевозок скоропортящихся грузов, которое комплексно совмещает в себе два режимных параметра: температурный режим и режим циркуляции. Он характеризует требуемую по отношению к грузу организацию теплообменных процессов внутри грузового помещения транспортного модуля.

Так, если в процессе транспортировки груза необходимо понизить его температуру, то обязательно назначают требуемый температурный режим, а штабель формируют воздухопроницаемым способом для доступа холодного воздуха ко всей массе груза. По действующим Правилам такой теплообменный режим применяют для неохлаждённых плодоовощей.

Для термически подготовленных грузов достаточно только ограждать штабель от внешних тепло‑, холодопритоков без изменения его температурного поля. Здесь также назначают температурный режим, а штабель формируют плотным способом (кроме грузов, выделяющих биохимическую теплоту), чтобы исключить проникновение холодного или тёплого воздуха ко всей массе груза.

В том и другом случаях речь идёт о преднамеренном назначении теплообменного режима, в первом случае – для охлаждения груза, во втором – только для погашения теплопритоков.

Если груз допускает в значительных пределах колебание режимных параметров, то температурный режим и принудительную циркуляцию воздуха не назначают. В этом случае в грузовом помещении будет протекать нерегулируемый теплообменный процесс за счёт конвекции воздуха и теплопроводности груза.

При отсутствии теплового напора между наружным воздухом, воздухом внутри транспортного модуля и грузом теплообменные процессы прекращаются.

В зависимости от соотношения значений температуры наружного воздуха (t _н) и груза (t _г), назначаемых температурного режима перевозки (t _в) и режима циркуляции воздуха в грузовых помещениях транспортных модулей могут устанавливаться или быть назначены преднамеренно следующие теплообменные режимы.

Охлаждение — режим, при котором груз во время транспортировки преднамеренно подвергают холодильной обработке с понижением температуры. При погрузке штабель груза формируют воздухопроницаемым способом. Причём при положительном температурном напоре (t _н ³ t _в) должно работать холодильное оборудование (рис. 2.3).

При отрицательном температурном напоре (t _н < t _в) охлаждение груза и регулирование температурного режима происходят за счёт работы и холодильного оборудования, и холодопритоков от наружного воздуха (рис. 2.4).

Рис. 2.3. Переход режима охлаждение в режим теплокомпенсация в координатах t^о (температура), t (время):

t _в.в — верхняя граница температурного режима; t _в.н — то же, нижняя; , , — соответственно изменение температуры наружного воздуха, груза и воздуха внутри грузового помещения;

Если мощность холодопритоков от наружного воздуха соответствует мощности теплоотдачи груза, то роль холодильных машин может выполнять окружающая среда.

Если же мощность холодопритоков от наружного воздуха превышает мощность теплоотдачи груза при охлаждении, то регулирование нижней (t _в.н) и верхней (t _в.в) границ температурного режима перевозки в рефрижераторных вагонах осуществляют периодическим включением электропечей.

Отепление означает преднамеренную термическую обработку штабеля груза с повышением его температуры. Этот режим устанавливается при обеспечении воздухопроницаемости штабеля (аналогично предыдущему).

При этом, если t _н £ t _в, работают электропечи в соответствии с назначенным температурным режимом и только в рефрижераторных транспортных модулях. При t _н > t _г отепление груза возможно при отключённой системе теплоснабжения за счёт наружного воздуха. Специально режим отепление груза на практике не применяют.

По завершении термической обработки груза до требуемой температуры (t _в.н £ t _г £ t _в.в) режимы охлаждение и отепление переходят соответственно в режимы теплокомпенсация или хладокомпенсация, а при отсутствии температурного напора через ограждения кузова транспортного модуля может наступить режим, именуемый термос первого рода.

Рис. 2.4. Переход режима охлаждение в режим хладокомпенсация в координатах t^о (температура), t (время):

t _в.в — верхняя граница температурного режима; t _в.н — то же, нижняя; , , — соответственно изменение температуры наружного воздуха, груза и воздуха внутри грузового помещения;

Теплокомпенсация — это теплообменный режим, при котором за счёт работы холодильных устройств происходит преднамеренная компенсация (погашение) подводимого к грузу положительного теплового потока без изменения температурного поля штабеля (t _г» const). Иными словами, штабель груза только ограждается от внешних теплопритоков. Для этого также назначают температурный режим и режим принудительной циркуляции воздуха. Если режиму теплокомпенсация предшествует холодильная обработка груза с изменением его температуры и (или) груз требует вентилирования, а также выделяет биохимическую теплоту, то штабель груза при погрузке формируют воздухопроницаемым, если нет, то — плотным. Обычнорежим теплокомпенсация устанавливается при t _н > t _в и работе холодильного оборудования (см. рис. 2.3).

Если требуется только компенсировать (отводить) образуемую в штабеле груза биохимическую теплоту при перевозке плодоовощей, то при t _н < t _г роль холодильных машин в рефрижераторных вагонах некоторое время может выполнять наружный воздух при обязательной работе вентиляторов‑циркуляторов.

Хладокомпенсация означает преднамеренное погашение холодопритоков, внешних по отношению к грузу, без изменения температурного поля штабеля (t _г» const) при t _н < t _в и работе электропечей (см. рис 2.4). Режим хладокомпенсация возможно организовать только в рефрижераторных транспортных модулях.

Термос первого рода – это режим, при котором все теплообменные процессы в грузовом помещении транспортного модуля совершаются в пределах верхней и нижней границ требуемого температурногорежима перевозки (рис. 2.5), т.е. при t _в.н £ t _г º t _н £ t _в.в. При этом холодильные или отопительные устройства в рефрижераторном транспортном модуле отключают.

Для термически подготовленных скоропортящихся грузов режимы теплокомпенсация, хладокомпенсация или термос первого рода могут устанавливаться в начале перевозки.

Термос второго рода следует понимать как теплообменный режим, при котором груз перевозят в изотермическом транспортном модуле на всём пути следования без назначения температурного режима (холодильно-отопительные агрегаты рефрижераторных вагонов отключены или используют изотермические вагоны–термосы, где таких агрегатов нет) при следующих условиях.

Во‑первых, перевозимый груз не требует преднамеренной холодильной обработки в пути, не требует вентилирования, не выделяет биохимической теплоты. При этом груз должен быть уложен только плотным штабелем. Фактическая температура груза при погрузке должна соответствовать требованиям Правил, а возможное изменение температуры груза за время транспортировки не должно превышать границ, допускаемых технологией холодильной подготовки.

Иначе говоря, груз должен иметь по температуре некоторый запас холода или тепла, который можно израсходовать на погашение соответственно внешних тепло‑ или холодопритоков (рис. 2.6).

Рис. 2.5. Режим термос первого рода, устанавливающийся между режимами теплокомпенсация и хладокомпенсация, в координатах t^о (температура), t (время):

t _в.в — верхняя граница температурного режима; t _в.н — то же, нижняя; , , — соответственно изменение температуры наружного воздуха, груза и воздуха внутри грузового помещения;

Рис. 2.6. Использование режима термос второго рода при положительных температурах наружного воздуха в координатах t^о (температура), t (время):

t _г.н — начальная температура груза; t _г.п — то же, предельная; — изменение температуры наружного воздуха; — то же, груза; t_пр — предельно воз-

можный срок перевозки груза в режиме термос

В этом заключается реализация принципа использования вагонов-термосов, контейнеров‑термосов, а также рефрижераторных вагонов и рефрижераторных контейнеров с выключенными холодильно‑отопительными агрегатами. Например, к погрузке предъявлены замороженные мясные блоки с температурой минус 18°С. Предельно допустимая температура, при которой их можно принять к перевозке и сдать грузополучателю, согласно Правилам составляет минус 10°С (см. прил. 1). Значит, разность (–18
–(– 10) = –8°С), эквивалентную запасу холода, можно использовать на погашение внешних теплопоступлений.

Во‑вторых, груз не требует поддержания температурного режима или допускает в холодное время года неограниченное понижение температуры. Груз при этом также укладывают плотным штабелем.

В обоих случаях при наличии температурного напора через ограждения грузового помещения транспортного модуля возможна естественная циркуляция воздуха вокруг штабеля и некоторое изменение температурного поля груза за счёт непреднамеренного его отепления или охлаждения.

Таким образом, термос второго рода — это режим непреднамеренного охлаждения или отепления груза, когда тепловой поток от окружающей среды, положительный или отрицательный, погашается соответственно холодом или теплотой, которые аккумулированы грузом, при естественной циркуляции воздуха только вокруг штабеля.

Если заранее известно, что в пути следования груз не требует холодильной обработки, вентилирования и не выделяет биохимической теплоты, то при погрузке укладку мест в транспортном модуле производят всегда плотным штабелем (кроме мяса охлаждённого, подвешиваемого на крюки в разделанном на туши, продольные полутуши или четвертины виде). В этом случае организуется циркуляция воздуха только вокруг штабеля, и с самого начала перевозки в грузовом помещении транспортного модуля установится один из теплообменных режимов теплокомпенсация, хладокомпенсация или термос.

Дата добавления: 2017-02-01