Железнодорожный холодильный транспорт

Железнодорожный холодильный транспорт предназначен для перевозки рыбы и рыбопродукции в основном на дальние расстояния.

По способу охлаждения вагоны разделяют на рефрижераторные (вагоны с машинным охлаждением) и вагоны-ледники (вагоны, охлаждаемые водным льдом или льдосоляной смесью); по способу отопления - на вагоны с электрическим отоплением и вагоны, отапливаемые печами-времянками; по назначению - на универсальные и специальные.

Рефрижераторные вагоны поставляются железным дорогам в виде рефриже-раторных поездов и секций с постоянным числом вагонов в подвижном составе и в виде автономных (одиночных) вагонов.

В зависимости от способа охлаждения парк рефрижераторного подвижного состава делится на подвижной состав с центральным и индивидуальным охлаждением. Поезда и секции с центральным охлаждением имеют аммиачные холодильные установки, смонтированные в вагоне - машинном отделении, из которого охлажденный раствор хлористого кальция подается в грузовые вагоны. Такую систему охлаждения имеют 21- и 23-вагонные поезда и 12-вагонные секции. При индивидуальном охлаждении в каждом вагоне смонтирована холодильная установка, работающая на хладоне-12 с воздухоохладителем непосредственного охлаждения. Такую систему охлаждения имеют 5-вагонные секции и автономные вагоны.

Технические характеристики рефрижераторных поездов, секций и вагонов приведены в табл. 36.

Таблица 36

^* (Часть секций выпущена без тормозных площадок.)

^** (У секций последних выпусков масса тары вагонов в экипированном состоянии снижена с 41 до 39 т и с 46 до 45 т.)

^*** (Указана грузоподъемность вагонов (№ 5 и 6) с баками.)

^**** (Приведена грузоподъемность вагонов секции выпуска 1969 г.)

Температура воздуха в грузовых помещениях рефрижераторных вагонов приведена в табл. 37.

Таблица 37

^*(В секциях первых выпусков расчетная температура составляла -12°С.)

Холодильно-отопительное оборудование, система циркуляции воздуха и конструкция ограждений позволяют поддерживать равномерную температуру в грузовом помещении вагонов с отклонением не более ±0,5°С от заданной.

Работа холодильно-отопительных установок полностью автоматизирована. Контроль за температурой в грузовых помещениях вагонов осуществляется термометрами сопротивления, показания которых снимаются в вагоне дизель-электростанции, а также в машинном отделении каждого вагона. Погрешность измерения приборов контроля температуры составляет ±0,5°С, шкала с ценой деления не более 1°С.

Грузовое помещение рефрижераторных вагонов оборудовано приборами при-нудительной приточно-вытяжной вентиляции.

Автономный рефрижераторный вагон (рис. 65) с кузовом длиной 19 м имеет грузовое помещение и два машинных отделения. В каждом машинном отделении находится по одному дизель-генератору и холодильно-отопительной установке. Вагон предназначен для перевозки грузов при температуре до -20°С.

Теплоизоляция - полистирол, толщина слоя в стенах 200 мм, в крыше - 200-250 (250 мм в середине крыши), в полу-140 мм. Средний коэффициент теплопередачи ограждения грузового помещения не превышает 0,32 Вт/(м²•К). На пол грузового помещения уложены металлические напольные решетки, шарнирно прикрепленные к продольным стенам вагона. Двери грузового помещения одностворчатые прислонные. Высота проема 2000 мм, ширина 2200 мм.

Температура испарения хладагента от -40 до -5°С при максимальной температуре наружного воздуха и конденсации соответственно 50 и 65°С.

Рис. 65. Автономный рефрижераторный вагон: 1 - щит; 2 - термостаты; 3 - дефлектор; 4 - щит для подключения к наружной сети; 5 - ящик для подключения переносной термостанции; 6 - сигнальные лампочки; 7 - ложный потолок; 8 - тяги ложного потолка; 9 - холодильно-отопительная установка; 10 - отверстие для прохода свежего воздуха; 11 - дизель-генераторный агрегат; 12 - клапан для входа воздуха; 13 - головка автосцепки; 14 - место присоединения электропневматического тормоза; 15 - фрикционный аппарат; 16 - тележка; 17 - термометр сопротивления и датчики термостатов; 18 - напольные решетки; 19 - воздухораспределитель; 20 - тормозной цилиндр; 21 - регулятор рычажной передачи; 22 - стояночный тормоз; 23 - щит управления холодильно-отопительной установкой; 24 - привод жалюзийной решетки; 25 - щит управления дизель-генератором; 26 - дизель-генератор; 27 - отопительный прибор; 28 - приспособление для подъема дизель-генератора; 29 - водосток; 30 - труба для присоединения к запасному баллону с фреоном; 31 - жалюзи; 32 - смотровое стекло; 33 - главный распределительный щит; 34 - топливный насос; 35 - топливный бак; 36 - труба для прохода теплого воздуха; 37 - топливный трубопровод; 38 - привод заслонки

5-вагонная рефрижераторная секция Брянского машиностроительного завода (рис. 66) предназначена для перевозки грузов при температуре до -20°С. Состоит из четырех грузовых вагонов с длиной кузова 21 м и одного вспомогательного вагона с дизель-электростанцией и служебным помещением.

Рис. 66. Вагон с дизель-электростанцией и служебным помещением 5-вагонной рефрижераторной секции Брянского машиностроительного завода: I - дизельное отделение; II - кабина управления; III -салон-кухня; IV - котельное помещение; V - туалет-душевая; VI - тамбур; VII - отделение для отдыха бригады; VIII - аккумуляторная; 1 - масляный бак; 2 - верстак; 3 - радиаторы первого дизеля; 4, 5 - дизель-генераторы; 6 - ручной топливный насос; 7, 17, 21 - баки для воды; 8 - баки для топлива; 9 - радиаторы второго дизеля; 10 - холодильник; 11 - топливные баки; 12 - полка; 13 - радиоприемник; 14, 25 - столы; 15 - кресла; 16 - раковина-мойка; 18 - котел отопления; 19 - насос отопления; 20 - дверь; 22, 26 - шкафы; 23 - шкаф для постельных принадлежностей; 24 - спальные диваны; 27 - раковина умывальника; 28 - унитаз; 29 - душевая лейка; 30 - плита лля приготовления пищи; 31 - подогреватель воды для душа: 32 - главный распределительный щит; 33 - топливный электронасос; 34 - коробка фильтров; 35 - вентиляторы; 36 - масляный насос; 37 - стартерные батареи

Каждый грузовой вагон секции (рис. 67) имеет грузовое помещение и машинное отделение. Теплоизоляция стен и крыши вагона выполнена из мипоры, обернутой гидроизоляционной пленкой ПК-1. Толщина слоя теплоизоляции в боковых стенах 217 мм, в торцевых - 290, в крыше - 234 мм.

Рис. 67. Грузовой вагон 5-вагонной рефри-жераторной секции Брянского машино-строительного завода: 1,3 - воздуховоды; 2, 8 - вентиляторы; 4 - отверстия для забора свежего воздуха; 5 - машинное отделение; 6 - компрессорно-конденсаторные агрегаты; 7 - воздухоохладитель; 9 - рукоятки заслонок

Погрузочные двери грузовых вагонов одностворчатые прислонные с двойным резиновым уплотнением. Размеры проема 2200 X 2000 мм.

23-вагонный рефрижераторный поезд состоит из 20 грузовых вагонов, вагона с дизель-электростанцией, вагона - машинного отделения и служебного вагона для обслуживающей бригады.

Теплоизоляция стен, потолка и пола выполнена из мипоры, обернутой в перфоль. Толщина слоя теплоизоляции стен, потолка и пола соответственно 193, 236 и 112 мм. Средний коэффициент теплопередачи грузовых помещений 0,37 Вт/(м²•К).

В вагоно-машинном отделении смонтированы аммиачные холодильные установки с конденсаторами воздушного охлаждения. Грузовые вагоны охлаждаются рассолом. Схема рассолопроводов и батарей рефрижераторного поезда показана на рис. 68.

Рис. 68. Схема рассолопроводов и батарей 23-вагонного рефрижераторного поезда: I - вагон-машинное отделение; II - вагон с дизель-электростанцией; III - служебный вагон; IV - грузовой вагон без тормозной площадки в плане; V - грузовой вагон с тормозной площадкой (хвостовой) в плане; 1 - запорные вентили; 2 - испаритель; 3 - рассольный насос; 4 - прямой рассолопровод; 5 - защитные гармоники межвагонных рассольных соединений; 6 - рассольные межвагонные рукава с соединительными головками; 7 - вентиль для выпуска воздуха и предохранительный клапан; 8 - обратный магистральный рассолопровод; 9 - рассольные батареи; 10 - запорные вентили, позволяющие регулировать подачу рассола в батареи; 11 - пробка на резьбе для выпуска рассола из батареи; 12 - питающий рассолопровод; 13 - электромагнитный вентиль; 14 - распределитель рассола

Двери грузовых вагонов размером 2200 X 2000 мм одностворчатые прислонные задвижные с двойным резиновым уплотнением.

Система нумерации вагонов, введенная для характеристики грузового парка железных дорог СССР, позволяет по номеру вагона определить его технические данные.

Номер вагона состоит из семи знаков. Первый знак номера обозначает род вагона (например, цифра 8 - изотермический). Второй знак обозначает осность вагона и техническую характеристику (например, 4 - четырехосный вагон-ледник, с пристенными карманами; 5 - четырехосный вагон-ледник с потолочными баками; 6 - четырехосный автономный рефрижераторный вагон; 7 - четырехосный вагон в составе рефрижераторного поезда или секции). Третий знак обозначает дополнительные технические данные (например, для изотермических вагонов принадлежность к рефрижераторным поездам или секциям: 0-21- и 23-вагонные поезда; 1-12- и 2-5-вагонные секции). Четвертый, пятый и шестой знаки (0-9) технической характеристики не содержат. Седьмой знак номера содержит сведения о наличии или отсутствии у вагонов ручного тормоза (например, 0-2 - со сквозной тормозной площадкой и ручным тормозом; 3 - со стояночным тормозом; 4-9 - без ручного тормоза). Номер вагона наносится на боковые стены вагона.

Вагоны рефрижераторных поездов и секций кроме семизначных номеров имеют порядковые номера, в соответствии с которыми их располагают в составе, а также инвентарный номер поезда (секции). Справа на боковых стенах всех вагонов поезда (секции), с обеих сторон, нанесен круг, разделенный пополам горизонтальной чертой. В нижней части круга нанесены цифры, характеризующие число вагонов в поезде (секции) и его инвентарный номер (например, 5-146 - пятивагонная секция номер 146), в верхней - порядковый номер грузового вагона в составе поезда (секции). Вспомогательные вагоны, размещенные в середине состава поезда (секции), вместо порядкового номера имеют буквенные обозначения: Д - дизель-электростанция; М - машинное отделение; С - служебный вагон.

Вагоны-ледники в зависимости от расположения приборов охлаждения подразделяются на вагоны с пристенными карманами и с потолочными баками для льдосоляной смеси.

Размещение приборов охлаждения обусловливает направление естественной циркуляции воздуха в грузовом помещении вагона, от которого зависит равномерность распределения температуры воздуха по всему объему вагона (рис. 69).

Пристенные карманы расположены у торцевых стен и занимают большую площадь пола вагона. Температура воздуха в грузовом помещении неравномерна по всему объему вагона из-за недостаточной естественной циркуляции воздуха. В зависимости от количества добавляемой ко льду соли разность между максимальной и минимальной температурами воздуха достигает 10-15°С, что часто приводит к оттаиванию мороженой продукции.

Минимальная средняя температура воздуха в вагоне при высокой наружной температуре воздуха (25-30°С) поддерживается на уровне не ниже -6°С, что не обеспечивает требуемых условий хранения мороженой рыбы. С 1953 г. в СССР строят вагоны-ледники только с потолочными баками.

Рис. 69. Схема циркуляции воздуха при охлаждении вагона-ледника: а - с пристенными карманами; б - с потолочными баками

Вагон-холодильник с потолочными баками показан на рис. 70. Под крышей вагона установлены шесть двойных металлических баков, попарно соединенных между собой. Общий объем всех баков составляет 10,4 м³, площадь поверхности охлаждения - 74,5 м², количество льда - 5,5 т. Баки загружают льдом и солью через шесть люков, расположенных на крыше и имеющих двойные крышки.

Рис. 70. Вагон-холодильник с потолочными льдосоляными карманами (танками): 1 - баки; 2 - люк для загрузки льда и соли; 3 - перегородки; 4 - окно для выхода холодного воздуха

Баки заполняются рассолом на ²/₃ высоты. Вентилирование грузового помещения вагонов с потолочными баками осуществляется через два специальных люка.

Размещение приборов охлаждения под потолком обеспечивает достаточно равномерное распределение температур воздуха в вагоне. Благодаря тому, что в потолочных приборах охлаждения рассол, образовавшийся от таяния льдосоляной смеси, удаляется не сразу, в вагоне отсутствуют резкие колебания температуры воздуха при уменьшении количества льда в приборах охлаждения. Это позволяет заряжать их не чаще чем через 2-3 сут. Верхнее расположение баков позволяет эффективнее использовать площадь вагона.

Минимальная температура воздуха в грузовом помещении вагона (-6°С) может поддерживаться при температуре наружного воздуха 30°С.

Эксплуатация вагонов-ледников с потолочными баками показала, что неисправность баков часто приводит к подмоканию и порче груза. Очистка баков и особенно сливных труб затруднена. Рассол вызывает коррозию металлических конструкций вагона, что сокращает срок их службы.

Контейнеры

По грузовместимости контейнеры подразделяются на крупнотоннажные массой брутто от 10 до 30 т и вместимостью от 10 до 50 м³, среднетоннажные массой брутто от 2,5 до 5 т и вместимостью от 3 до 8 м³, малотоннажные массой брутто до 1,5 т и вместимостью до 3 м³.

Контейнеры с автономной холодильной установкой, обеспечивающей поддержание заданной температуры в камере, называют рефрижераторными, а без холодильной установки с теплоизоляционным ограждением - изотермическими.

В последнее время широкое распространение получили крупнотоннажные контейнеры. Применение крупнотоннажных контейнеров экономически наиболее оправдано при перевозке грузов несколькими видами транспорта (смешанные перевозки). При этом значительно сокращаются трудоемкость и время погрузочно- разгрузочных работ.

По температурному режиму различают контейнеры изотермические, рефрижераторные и изотермические с охлаждением, а по способу охлаждения - сухоледные, азотные и машинные.

Наружные габаритные размеры контейнеров установлены стандартами ИСО - Международной организации по стандартизации (табл. 38), их технические характеристики приведены в табл. 39.

Таблица 38

В настоящее время для перевозки скоропортящихся продуктов применяются рефрижераторные крупнотоннажные (большегрузные) контейнеры массой брутто 20 и 30 т (рис. 71).

Таблица 39

Продолжительность транспортировки грузов в изотермических контейнерах зависит от теплофизических свойств и толщины изоляции, количества продукта, его начальной температуры, температуры окружающей среды и требуемой конечной температуры. Температура мороженой рыбы при перевозках в изотермических контейнерах при температуре окружающего воздуха 20°С в течение 2 сут повышается от -18 до -5°С.

В отличие от изотермического рефрижераторный контейнер имеет в торцевой части машинное отделение, предназначенное для установки холодильного и энергетического оборудования. В качестве теплоизоляционного материала используют фреононаполненный пенополиуретан объемной массой 35-40 кг/м³ и теплопроводностью 0,019-0,023 Вт/(м•К).

Двери контейнера двустворчатые, расположенные на торцевой стенке. Изоляция дверей - пенополиуретан. Как правило, толщина теплоизоляции на 20-30% больше, чем стен.

Для закрепления контейнеров на транспортных средствах при перевозках " штабелировании они снабжены восемью угловыми фитингами, которые стандартизованы ИСО. Кроме того, кузов контейнера имеет специальные пазы для вилочных подъемников и устройства для подхвата приспособлений

Рис. 71. Крупнотоннажный рефрижераторный контейнер: 1 - машинное отделение; 2 - проем для воздухоохладителя; 3 - торцевая рама; 4 - верхняя поперечная балка; 5 - нижняя поперечная балка; 6 - угловая стойка торцевой рамы; 7 - поперечная балка нижней рамы пола; 8 - стенка контейнера; 9 - крыша контейнера; 10 - пол контейнера; 11 - дверь контейнера; 12 - запорная арматура двери перегрузочных механизмов.

Крупнотоннажные рефрижераторные контейнеры выпускаются с индивидуальным (дизель-генераторная установка) и централизованным (интегральный тип) источниками энергии. Контейнер с дизель-генератором можно эксплуатировать как автономно, так и подключать к внешней электросети. Снабжение контейнера интегрального типа электроэнергией на судах и контейнерных площадках централизованное, а на автотранспорте - от дизель-генератора, размещенного на раме полуприцепа под контейнером. На железнодорожном транспорте применяют либо централизованную установку, либо индивидуальные дизель-генераторы, расположенные на каждой железнодорожной платформе.

Температура воздуха в грузовом объеме контейнера может поддерживаться от -18 до -16°С при температуре окружающего воздуха летом 40, зимой не выше -25°С.

В качестве холодильного агента используется хладон-12, холод производительность машины для контейнера массой брутто 10 т около 1800 Вт.

В последние годы получила распространение азотная система охлаждения, которая применяется обычно при дальности транспортирования грузов до 1000 км. Эту систему характеризуют высокая надежность, простота оборудования, отсутствие постоянного источника энергии, бесшумность, отсутствие выхлопных газов, минимальные потери от усушки продукта и лучшая его сохранность.

Недостатком азотной системы охлаждения является необходимость создания сети заправочных азотных станций по пути следования контейнеров, более высокая стоимость по сравнению с механическим охлаждением при дальних перевозках.

В некоторых случаях для охлаждения контейнеров используют сухой лед и жидкую углекислоту.