КРУПНОТОННАЖНЫЙ ОХЛАЖДАЕМЫЙ КОНТЕЙНЕР Российский патент 2005 года по МПК B65D88/74 F25D17/06 

Изобретение относится к охлаждаемым контейнерам для перевозки (хранения) скоропортящихся грузов, в том числе малой стойкости, требующих поддержания температуры с высокой точностью.

Сущность изобретения: крупнотоннажный контейнер включает теплоизолированный корпус и охлаждающее устройство, оборудованное системой распределения воздуха по зонам грузового помещения. Корпус состоит из сэндвич-панелей боковых стен, пола, крыши, торцевой стены и дверей, имеющих каналы для циркуляции охлаждающего воздуха. Каналы панелей для циркуляции воздуха выполнены соединяющимися между собой посредством верхних и нижних направляющих потока воздуха. Система воздухораспределения, вмонтированная в стандартное охлаждающее устройство, включает в себя вентиляторы с электродвигателями и автоматическую систему управления и мониторинга, состоящую из блока управления и температурных датчиков.

Известна панельная система охлаждения (рассольная система с листотрубными панелями), позволяющая создавать более равномерное температурное поле и уменьшить усушку перевозимых грузов. Система панельного экранирования включает в себя панели, расположенные на некотором расстоянии от внутренних поверхностей палуб и переборок трюма. В панели встроены трубы, по которым циркулирует охлаждающая жидкость (рассол).

Эти системы особенно эффективны при низкотемпературном хранении и перевозке мороженых грузов.

При идеальном "опанеливании" (экранировании) в трюм через межтрубное ребро в той части, где температура листа панели выше температуры в трюме, проникает тепло, составляющее всего 1-3% внешних теплопритоков; основная часть внешних теплопритоков перехватывается внешней поверхностью панели. В этом случае (и отсутствии внутренних тепловыделений) внутренняя поверхность панелей воспринимает тепло от воздуха, заключенного между листами панелей и внутренними поверхностями палуб и переборок, а температурный напор между воздухом в трюме и рассолом снижается до 0,5-1,0°С. Это позволяет значительно повысить температуру кипения холодильного агента в испарителе и снизить мощность, потребляемую компрессором [1].

Известно также овощехранилище с динамической теплоизоляцией, оснащенной с целью сокращения теплопритоков, которые в ряде случаев значительно (до 2 раз) превосходят тепловыделения от продукции, системой активного вентилирования с напольным воздуховодом и воздушной прослойкой. Воздушная прослойка находится в пространстве, образованном секциями с продуктом и наружными ограждениями [2].

Наиболее близким к изобретению является большегрузный контейнер-холодильник с передней стеной, дверями, боковыми дверями, панелью Т-образного профиля и пола, образующих грузовое помещение, в котором плита пола, имеющая конструкцию типа "сэндвич", снабжена омываемыми охлаждающим воздухом каналами, выполненных из Т-образного профиля или полых профилей и расположенных на верхней обшивке плиты пола (заявка №19649871.6, Германия, кл. В 65 D 90/02, 1996) [3].

Общим недостатком известных устройств является отсутствие возможности корректировки температуры по зонам грузового помещения для выравнивания неравномерности температурных полей воздуха и внутренних поверхностей стен.

Недостатком конструкции известных устройств является также отсутствие плавного регулирования производительностью вентиляторов, что необходимо для поддержания требуемых параметров воздуха с высокой точностью и экономии электроэнергии.

Проблема понижения качества скоропортящегося груза в стандартных охлаждаемых контейнерах существует вследствие возникновения местных отклонений температуры воздуха и внутренних поверхностей стен, входящих в соприкосновение с грузом, от заданных значений. Причинами местных отклонений температуры может являться нарушение качества теплоизоляции в некоторых участках сендвич-панелей, недостаточно интенсивный отвод биологического тепла, выделяемого плодами и овощами, в зонах с малой скоростью циркулирующего воздуха, а также неправильная укладка груза. Кроме того, качество перевозимых неупакованных скоропортящихся грузов значительно понижается вследствие усушки продукта при высокой скорости циркулирующего воздуха в грузовом помещении.

Цель изобретения - совершенствование охлаждаемого контейнера для обеспечения поддержания высокой точности заданной температуры воздуха и поверхностей стен внутри грузового помещения независимо от наличия перегрева (переохлаждения) участков внутренней обшивки вследствие воздействия солнечной радиации и тепломассообмена с атмосферным воздухом окружающей среды или незначительных повреждений (ухудшения качества) теплоизоляции, снижение требований к точности выполнения схем укладки штабеля груза. Кроме того, целью изобретения является решение задач по осуществлению плавной регулировки подачей воздуха в грузовое помещение, в том числе по определенным зонам, а также обеспечение свободного доступа для проведения санитарной обработки контейнера к поверхностям и полостям грузового помещения без применения специальных приспособлений.

Поставленные цели предлагаемого изобретения достигаются путем введения в состав контейнера системы воздухораспределения, которая включает в себя автоматическую систему управления и мониторинга, состоящую из блока контроля и управления, а также температурных датчиков. Автоматическая система управления и мониторинга позволяет контролировать температуру внутренней и наружной обшивки боковых стен и дверей, температуру воздуха в грузовом помещении и осуществлять управление подачей охлаждающего воздуха в грузовое помещение для поддержания с высокой точностью заданной температуры воздуха и поверхностей стен внутри контейнера независимо от наличия воздействующих на контейнер внешних факторов. Кроме того, автоматическая система управления и мониторинга, контролирующая с помощью датчиков температуру внутренней и наружной обшивки, позволяет определять состояние теплоизоляции стен и дверей с выявлением точного местонахождения участков с недостаточной теплопроводностью (устанавливаемой нормами ИСО), а также нарушения уплотнения дверей по участкам, что дает возможность при подготовке контейнера в рейс получать документированный отчет. Результаты документированного отчета позволяют определить пригодность кузова контейнера к дальнейшей эксплуатации или необходимость устранения выявленных недостатков, что упрощает сервисное обслуживание. Введение в состав системы воздухораспределения циркуляционных каналов боковых стен, дверей и пола, оснащенных клапанами кроме возможности свободного доступа к поверхностям и полостям грузового помещения для проведения санитарной обработки контейнера и ослабления требований к точности выполнения схем погрузки позволяет уменьшить усушку груза.

На чертежах предлагаемого изобретения изображено:

Фиг.1 - корпус контейнера, фронтальный вид, продольный вертикальный разрез;

Фиг.2 - корпус контейнера, горизонтальный вид, продольный горизонтальный разрез;

Фиг.3 - корпус контейнера в зоне охлаждающего устройства, поперечный вертикальный разрез;

Фиг.4 - фрагмент верхней части корпуса контейнера, поперечный вертикальный разрез;

Фиг.5 - фрагмент нижней части корпуса контейнера, поперечный вертикальный разрез;

Фиг.6 - фрагмент верхней части корпуса контейнера в зоне дверей, продольный вертикальный разрез;

Фиг.7 - фрагмент нижней части корпуса контейнера в зоне дверей, продольный вертикальный разрез;

Фиг.8 - фрагмент нижней части корпуса контейнера в районе охлаждающего устройства, продольный горизонтальный разрез;

Фиг.9 - фрагмент верхней части корпуса контейнера в районе охлаждающего устройства, продольный вертикальный разрез;

Фиг.10 - фрагмент панели боковой стены, продольный горизонтальный разрез;

Фиг.11 - вид на нижний фитинг в зоне дверей, продольный горизонтальный разрез.

Сэндвич-панели боковых стен 4, торцевой стены 7, пола 5, крыши 6 и дверей 8 образуют корпус контейнера 1. Сэндвич-панели боковых стен 4 и дверей 8 имеют каналы для циркуляции воздуха 10, а панели пола 5 и крыши 6 - каналы 11 и 9, соответственно.

Боковые стены 4 и двери 8 в области примыкания к полу 5 оснащены нижними направляющими 12, а в области примыкания к крыше 6 - верхними направляющими 13, выполненными для соединения между собой циркуляционных каналов пола 11 с каналами боковых стен и дверей 10 и, соответственно, каналов боковых стен и дверей 10 с каналами крыши 9, исключающих перетоки воздуха в грузовое помещение 22.

Нижние и верхние направляющие воздушного потока 12 и 13 выполнены в виде панелей с трубчатыми полостями 16 оптимальной аэродинамической геометрии для уменьшения гидравлических потерь при повороте воздушной струи и более равномерного распределения воздуха по длине боковых стен 4.

Охлаждающее устройство 2, встроенное в торцевую стену 7, оборудовано системой воздухораспределения, включающую четыре вентилятора 3 с электродвигателями постоянного тока (на чертежах не показаны) и автоматическую систему управления и мониторинга (также не показанную на чертежах) соединенную с температурными датчиками 21. Введение в состав системы воздухораспределения электродвигателей постоянного тока позволяет реализовать плавное регулирование подачи воздуха и снизить энергопотребление контейнера. Грузовое помещение разделено на зоны А, В, С и D посредством организации независимой подачи охлаждающего воздуха по четырем зонам а, b, с и d каналов пола 11, соединенных с соответствующими зонами грузового помещения 22. Каждая зона контейнера А, В, С и D для контроля температуры внутренней обшивки 14 оборудована не менее чем четырьмя температурными датчиками 21, которые размещены в верхней и нижней части боковых стен 4 и дверей 8 между каналами 10 на выштамповках 25 внутренней обшивки 14, обращенной к грузовому помещению 22. Кроме того, не менее шести температурных датчиков 21, контролирующих температуру воздуха в каналах 10, а также температуру наружной обшивки контейнера 24, размещены внутри верхних и нижних направляющих 13 и 12 в зоне воздушного потока и на поверхности наружной обшивки контейнера 24, обращенной к теплоизоляции 20, образуя верхний и нижний "периметры контроля температур". Воздухоохладитель 26 охлаждающего устройства 2 разделен на четыре отсека 29 тремя тонкостенными перегородками 27, установленными в верхней и нижней части его. Каждый отсек 29, оборудованный в нижней части температурным датчиком (датчики на чертежах не показаны), предназначен для охлаждения соответствующей зоны А, В, С или D. Циркуляционные каналы пола 11 образованы Т-образным профилем 28 высотой не более 68 мм и клапанами 17, закрепленными на нижней части полочек Т-образного элемента. Каналы 10 панелей боковых стен 4 и дверей 8 образованы вертикально расположенными гофрами 18 внутренней обшивки 14, углубленными в теплоизоляцию 20 не более чем на 18 мм, и клапанами 17, закрепленными на гофрах 18. Подштамповки гофр 19 углублены в теплоизоляцию 20 не более чем на 6 мм. Канал крыши 9 образован панелью крыши 6 и клапанами 17, выполненными в виде С-образного профиля, закрепленного на обращенной к панели крыши 6 стороне сетчатого ограждения 30.

Количество циркуляционных каналов 10 на единицу длины боковых стен 4 и дверей 8 оптимально подобрано для уменьшения теплового потока, проникающего в грузовое помещение 22 сквозь теплоизоляцию 20. Клапаны 17 боковых стен 4, дверей 8 и пола 5, выполненные в виде С-образного профиля, предназначены для регулирования перетока воздуха в грузовое помещение 22. Толщина клапанов 17 пола 5, боковых стен 4 и дверей 8 в районе охлаждающего устройства 2 увеличена для исключения перетока воздушного потока по "короткому циклу" в этом районе грузового помещения 22. Клапаны 17 выполнены из двух слоев пластиков с различными коэффициентами линейного расширения. Материал слоев, геометрические размеры и расположение клапанов 17 на гофрах подобраны таким образом, чтобы при температуре свыше -5°С происходило открытие клапанов 17.

Введение внутреннего уплотнения дверей 32 в состав конструкции контейнера позволяет предотвратить местные нарушения температурного режима в районе дверей 8 и значительно уменьшить поток инфильтрационного воздуха в грузовое помещение 22 путем направления потока циркулирующего воздуха из каналов пола 11 в каналы дверей 10. Внутреннее уплотнение дверей 32 представляет собой замкнутый С-образный профиль, закрепленный по периметру каждой панели дверей 8 со стороны грузового помещения 22, который примыкает к защитной пластине Т-образного профиля 15, внутренней обшивке 14 боковых стен 4 и защитному трубчатому профилю 23 сетчатого ограждения 30 в закрытом положении дверей 8.

Устройство работает следующим образом.

Система воздухораспределения направляет охлаждающий воздух в каналы пола 11. Распределенный по каналам пола 11 поток охлаждающего воздуха перемещается в сторону боковых стен 4 и дверей 8, перетекая через отверстия 31 в вертикальных элементах Т-образного профиля 28, и направляется в каналы 10 боковых стен 4 и дверей 8 через нижние направляющие потока воздуха 12.

Клапаны 17 в каналах 11, 10 и 9 соответственно пола 5, боковых стен 4 и дверей, а также крыши 6 находятся в закрытом положении при температуре ниже -5°С в грузовом помещении 22. Охлаждающий воздух перемещается в замкнутом пространстве каналов 10 и 11, отбирая тепло от внутренней обшивки 14 грузового помещения 22, проникшее сквозь слой теплоизоляции 20, что препятствует дальнейшему проникновению тепла в грузовое помещение 22. Воздух движется в каналах крыши 9, каналах боковых стен 10 и каналах дверей 10, а также каналах пола 11, не входя в контакт с замороженным грузом, который не выделяет биологического тепла и не требует циркуляции воздуха вокруг него, что уменьшает усушку груза и образование инея на воздухоохладителе 26. Снижение инееобразования позволяет уменьшить частоту циклов оттайки воздухоохладителя 26 и повысить давление холодильного агента, что улучшает эффективность работы охлаждающего устройства и сокращает потребление электроэнергии.

При температуре перевозки выше -5°С, предназначенной для охлажденных грузов, в том числе выделяющих биологическое тепло и требующих циркуляции воздуха вокруг груза, клапаны 17 боковых стен 4, дверей 8 и пола 5 открываются, и часть потока воздуха из каналов 10 и 11 попадает в грузовое помещение 22, омывая снаружи и проникая внутрь штабеля груза (в штабеле груза для организации движения воздуха могут устраиваться как вертикальные, так и горизонтальные каналы путем различных способов укладки ящиков). Клапаны 17 канала крыши 9 также открываются, что приводит к перетоку воздуха из грузового помещения 22 в канал крыши 9. Повышение температуры охлаждающего воздуха приводит к увеличению угла открытия клапанов 17, что, в свою очередь, усиливает переток циркулирующего воздуха из каналов 10 и 11 в грузовое помещении 22.

Объем подаваемого воздуха в грузовое помещение 22 регулируется изменением давления подаваемого охлаждающего воздуха с помощью системы воздухораспределения, в зависимости от разности температур верхнего и нижнего "периметров контроля температур".

Система воздухораспределения дифференцированно осуществляет подачу воздуха по зонам грузового помещения А, В, С и D, состояние температур которых контролируется с помощью температурных датчиков 21. При возникновении отклонений температуры воздуха, а также температуры внутренней обшивки 14 боковых стен 4 и дверей 8 от заданного значения в какой-либо из зон грузового помещения А, В, С или D, система воздухораспределения путем осуществления независимой регулируемой подачи охлаждающего воздуха по зонам а, b, с и d каналов пола 11 обеспечивает поддержание с высокой точностью заданной температуры.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. МПК⁶ B 65 D 90/02. Большегрузный контейнер-холодильник/ Kothe, Horst; Graaf, Wolfgang; Graaf GmbH i. K.-/ № 19649871.6, DE; Заявл. 2.12.96, Опубл. 4.6.98.

2. В.В. Клименко, В.Н. Корниенко. Рациональное использование термической неравновесности наружного воздуха. // Холодильная техника. 1989. - № 6. - С.25-30.

3. А.В. Быков. Малые холодильные установки и холодильный транспорт. Справочник. - М.: Пищевая промышленность, 1978. - 238 с.

Охлаждаемый крупнотоннажный контейнер, корпус которого содержит боковые и торцевую стены, пол, крышу и двери, выполненные из сендвич-панелей, по циркуляционным каналам которых пропускается охлаждающий воздух, охлаждающее устройство, имеющее воздухоохладитель, систему воздухораспределения, включающую четыре вентилятора с электродвигателями постоянного тока и автоматическую систему управления и мониторинга. При этом грузовое помещение разделено на зоны А, В, С и D, которые соединены с соответствующими отсеками воздухоохладителя, разделенного тремя тонкостенными перегородками, которые установлены в верхней и нижней части воздухоохладителя. Причем циркуляционные каналы пола образованы профилем и клапанами, закрепленными на нижней части полочек Т-образных элементов, циркуляционные каналы панелей боковых стен и дверей образованы вертикально расположенными гофрами внутренней обшивки, углубленными в теплоизоляцию, и клапанами, закрепленными на гофрах, а циркуляционные каналы крыши образованы панелью крыши и клапанами, выполненными в виде С-образного профиля. Причем материал слоев, геометрические размеры и расположение клапанов боковых стен, дверей пола и крыши подобраны таким образом, чтобы при температуре свыше -5°С происходило их открытие. Предложенное устройство за счет совершенствования конструкции обеспечивает поддержание высокой точности заданной температуры воздуха внутри грузового помещения, кроме того, возможна плавная регулировка подачи воздуха в грузовое помещение, а также свободный доступ для проведения санитарной обработки контейнера без применения специальных приспособлений. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Охлаждаемый крупнотоннажный контейнер, корпус которого содержит боковые (4) и торцевую (7) стены, пол (5), крышу (6) и двери (8), выполненные из сендвич-панелей, по циркуляционным каналам которых пропускается охлаждающий воздух, охлаждающее устройство, имеющее воздухоохладитель, систему воздухораспределения, включающую четыре вентилятора (3) с электродвигателями постоянного тока и автоматическую систему управления и мониторинга, при этом грузовое помещение разделено на зоны А, В, С и D, которые соединены с соответствующими отсеками (29) воздухоохладителя (26), разделенного тремя тонкостенными перегородками (27), которые установлены в верхней и нижней частях воздухоохладителя (26), причем циркуляционные каналы пола (11) образованы профилем (28) и клапанами (17), закрепленными на нижней части полочек Т-образных элементов, циркуляционные каналы (10) панелей боковых стен (4) и дверей (8) образованы вертикально расположенными гофрами (18) внутренней обшивки (14), углубленными в теплоизоляцию (20), и клапанами (17), закрепленными на гофрах (18), а циркуляционные каналы крыши образованы панелью крыши и клапанами (17), выполненными в виде С-образного профиля, причем материал слоев, геометрические размеры и расположение клапанов боковых стен, дверей пола и крыши подобраны таким образом, чтобы при температуре свыше -5°С происходило их открытие.2. Охлаждаемый крупнотоннажный контейнер по п.1, отличающийся тем, что канал крыши (9) образован панелью крыши (6) и клапанами (17), закрепленными на обращенной к панели крыши (6) стороне сетчатого ограждения (30), причем клапаны (17) выполнены в виде С-образного профиля, включающего два слоя пластика с различными коэффициентами линейного расширения.3. Охлаждаемый крупнотоннажный контейнер по п.1, отличающийся тем, что боковая стена (4) в области примыкания к полу (5) оснащена нижними направляющими (12), а в области примыкания к крыше (6) - верхними направляющими (13), выполненными в виде панелей с трубчатыми полостями (16) оптимальной аэродинамической геометрии.4. Охлаждаемый крупнотоннажный контейнер по п.1, отличающийся тем, что внутреннее уплотнение дверей (32) выполнено в виде замкнутого С-образного профиля, закрепленного по периметру каждой створки двери (8) со стороны грузового помещения (22) и примыкающего к защитной пластине Т-образного профиля (15), обшивке боковых стен (4) и защитному трубчатому профилю (23) сетчатого ограждения (30) в закрытом положении дверей (8).