冷藏运输技术与设备.ppt

第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术一 冰盐制冷技术二 干冰制冷三 液氮制冷四 蓄冷技术第二节压缩式机械制冷技术一 制冷系统及工作原理二 制冷剂及载冷剂三 制冷机的主要设备部件 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车一 成组机冷车的构造和二 单节式机械冷藏车第四节冷板冷藏车一 冷板冷藏车的发展二 车辆性能结构第五节液氮冷藏车一 液氮制冷原理二 制冷装置第六节冷藏集装箱一 箱型分类二 机械式冷藏集装箱三 冷藏集装箱运用基本条件 第三章冷藏运输技术及设备 目标 1 冰盐制冷原理2 干冰制冷原理及优缺点3 液氮制冷原理及优缺点4 压缩式机械制冷技术原理 主要部件5 压缩式机械制冷技术的制冷剂和载冷剂6 成组机冷车的构造和主要性能7 单节式机冷车功能8 冷板冷藏车原理及性能结构9 液氮冷藏车原理10 冷藏集装箱箱型分类11 机械式冷藏集装箱结构 功能特点及冷气循环方式12 冷藏集装箱运用基本条件 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术一 冰盐制冷技术1 冰盐制冷原理冰的融化只能得到0 以上的温度 冰在掺盐后能得到0 以下的温度原理 可用蒸气压力和冰点的关系来说明 盐分子难以挥发 因此同一温度时盐水溶液的蒸汽压力比纯水的蒸汽压力低 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术一 冰盐制冷技术1 冰盐制冷原理冰盐混合物温度降低规律与盐水溶液冰点降低规律是一致的 冰内掺盐后盐与冰表面的水或水蒸气接触 很快溶解于水形成盐水 从而形成冰与盐水的两相体系 因这时液相蒸气压力降低 冰点也就降低到 t1 即在 t1以上冰不能以固相存在 而向液相转化 也就是说加盐以后 冰的熔点就会降低 冰盐混合物融化时同时发生两种吸热反应 一是冰融化时吸收融化热 二是盐溶解时要吸收溶解热 这两种吸热反应的综合使冰盐混合物的融化温度低于0 冰盐融化过程中不断吸收周围介质的热量 对周围环境产生了制冷效果 亦即冰盐的制冷原理 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术二 干冰制冷1 制冷基本原理在一个大气压力下 干冰 固态CO2 的升华温度低 78 9 升华吸热量大 573 5kJ kg 故将它作为车厢冷源 不仅可以获得较低温度 一般低于 20 而且可获得较大的制冷量 因此该制冷方式较适于冷冻食品 以及温度在零度以下的生物制品 加工食品 水产品等的配送与保存 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术二 干冰制冷2 制冷方法及特点利用干冰制冷有直接式和间接式方式 直接式指将干冰或内装干冰的透气容器置于所需的空间 通过干冰与所处空间热空气的直接接触吸热制冷 间接式是指干冰通过特制容器冷却与其接触的空气冷却器或载冷剂装置 再利用冷风循环系统或载冷剂循环系统将冷量送到需冷却的空间 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术二 干冰制冷2 制冷方法及特点利用干冰制冷有直接式和间接式方式 直接式指将干冰或内装干冰的透气容器置于所需的空间 通过干冰与所处空间热空气的直接接触吸热制冷 间接式是指干冰通过特制容器冷却与其接触的空气冷却器或载冷剂装置 再利用冷风循环系统或载冷剂循环系统将冷量送到需冷却的空间 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术二 干冰制冷2 制冷方法及特点干冰制冷装置简单 投资和运行费用较低 使用方便 货物不会受潮 干冰升华产生的CO2气体能抑制微生物繁殖 减缓脂肪氧化 削弱水果蔬菜的呼吸作用 目前干冰的价格较高 运用时消耗量较大 且干冰的采购和储运很不方便 购买后需很快使用 不然就会很快自然挥发掉 运营支出较大 另外 过多的CO2气体还会导致水果 蔬菜等冷藏物呼吸困难而坏死 干冰还会对环境造成较大的污染 导致温室效应的不断加剧 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术三 液氮制冷1 制冷原理液氮制冷就是利用液氮汽化吸热进行制冷 在大气压力下 液氮的沸点为 196 汽化潜热为200kJ kg 氮气的比热容为1 05kJ kg 每千克液氮汽化并升温至 20 时 所吸收的热量约为385kJ 液氮沸点低 且是制氧的副产品 因而得到了较广泛的应用 2 装置构成及制冷特点液氮制冷装置的基本组成主要有液氮容器 喷液嘴及温度控制装置 液氮容器需要有较好的隔热层结构 车内温度的调节通过恒温器自动操作电磁阀来控制喷液嘴开闭方式来实现 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术三 液氮制冷2 装置构成及制冷特点液氮制冷设备结构简单 工作可靠 无噪声和污染 液氮制冷量大 制冷迅速 适于速冻 液氮汽化不会使厢内受潮 并且氮气对食品保鲜 防止干耗均有好处 此外 液氮制冷控温精确 2 但是液氮成本较高 需经常充注 因而推广受到一定限制 同理 其他低温汽化的液态气体亦可作为制冷剂 如液态二氧化碳 第三章冷藏运输技术及设备 第一节冷源消耗式制冷和蓄冷技术四 蓄冷技术2 装置构成及制冷特点冰盐蓄冷制冷技术是将一种特殊的盐溶液 蓄冷剂或冷冻液 冷冻起来 当在运输过程中或需要使用冷量时 通过冻结冷冻液的融化将冷量释放出来 达到0摄氏度以下的制冷效应 蓄冷剂或冷冻液的专业称谓是低融共晶液 其主要特点是具有较低的冻结点或冰点 可以用于冻结货物的储藏和运输 这种制冷方式在冷板制冷中得到了很好的推广和运用 冷板制冷就是利用这种低融共晶液制成冷冻板进行蓄冷制冷的 第三章冷藏运输技术及设备 第二节压缩式机械制冷技术一 制冷系统及工作原理液体气化制冷是利用液体气化时的吸热效应来实现制冷的 液体汽化时 需要吸收热量 此热量来自被冷却对象 则使被冷却对象变冷 或者使它维持在低于环境温度的某一温度下 为使这一冷却过程连续进行 必须不断地从容器中抽走蒸气 再不断地将液体补充进去 通过一定的方法把蒸气抽走 并使它凝结成液体状态再回到容器中 就能满足这一要求 这样就可以循环使用这些工质 制冷剂 来完成持续制冷过程 第三章冷藏运输技术及设备 第二节压缩式机械制冷技术二 制冷剂及载冷剂1 制冷剂在制冷系统中循环 且不断变化相态以实现制冷的工作物质剂 也称为制冷工质 在液体蒸发式制冷系统中 制冷剂要在低温下蒸发汽化 从被冷却对象中吸取热量 再在较高的温度下液化凝结 向外界排放热量 所以 只有在工作温度范围内能够汽化和液化凝结的物质才有可能作为制冷剂使用 2 载冷剂在间接冷却的制冷装置中 被冷却物体或空间的热量通过一种中间介质传给制冷剂 这种中间介质称为载冷剂 又称 冷媒 或第二制冷剂 第三章冷藏运输技术及设备 第二节压缩式机械制冷技术三 制冷机的主要设备部件1 压缩机压缩机是制冷机的主要部件 是决定系统能力大小的关键部件 在制冷机中称为主机 它的作用是抽吸蒸发器的制冷剂蒸气 将其从低压状态压缩至高压状态后 排向冷凝器 从而创造制冷剂在蒸发器中低温下汽化制冷 在冷凝器常温液化的条件 实现制冷剂在制冷系统中的不断循环流动 因此它有制冷装置的 心脏 之称 第三章冷藏运输技术及设备 第二节压缩式机械制冷技术三 制冷机的主要设备部件2 冷凝器冷凝器是一种热交换设备 是制冷机中的重要部件 其功能是使压缩机排出的制冷剂过热蒸气冷却 并凝结为制冷剂液体 在冷凝器内 制冷剂的热量排放给冷却介质 制冷剂从蒸发器中蒸发所吸收的热量和压缩机的压缩功所转变的热量 全部在冷凝器中传递给周围介质 空气 而本身进行相态的改变 即由气态变为液态 第三章冷藏运输技术及设备 第二节压缩式机械制冷技术三 制冷机的主要设备部件4 膨胀阀膨胀阀也称为节流阀 其作用是将冷凝器或储液器中冷凝压力下的饱和液体 或过冷液体 节流后降至蒸发压力P0和蒸发温度t0 同时根据负荷的变化调节进人蒸发器的制冷剂流量 膨胀阀的形式主要有手动膨胀阀 自动膨胀阀 热力膨胀阀 毛细管 浮球调节阀等 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车以机械制冷装置为冷源的机械冷藏车是目前铁路冷藏运输的主要运输工具 机械冷藏车具有的优点是 自重系数低 有效装载容积大 隔热性能良好 同时 具有制冷能力强 温度调控范围大 精准度高 车内温度均匀性好的优点 适运的货物种类多 运输质量良好 车上装备有供电设施 在路网范围内的运输距离和区域不受限制 且无需进行补冰等途中作业 运输速度较快 但与加冰冷藏车相比 机械冷藏车又存在着车辆造价高 维修复杂 使用技术要求高 需要专业乘务人员和维修运用段的问题 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车目前铁路机械冷藏车的车型有B21 B22 B23型五节式车组和B10型单节式机冷车 制冷控温方式均为 氟利昂制冷机组直接 吹风 冷却式 成组式机车每辆货车的温度都可单独控制 车内温度调控范围为 22 14 B21 24 14 B22 B23 外界温度条件为 45 40 参看书上的技术参数 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车1 成组机冷车的构造和性能我国现有的成组机冷车均采用集中供电 分散制冷 空气冷却制冷系统 制冷机组为成套组装式 分别吊装在货车的两端上部 蒸发器 冷风机和电加热器部分伸人装货间 向车内吹送冷热风 机组车外部有外罩 外罩侧面有冷凝风机和进 排风百叶窗式通风格栅 车端部有梯子 机组高度处设有专门的工作台和防护栏杆 操作人员可在此对制冷机组进行操作和维护保养 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车1 成组机冷车的构造和性能五节式机械冷藏车组由1辆发电乘务车和4辆冷藏货物车组成 如图3 13所示 发电乘务车连挂在车组中部 两边各挂两节货物车 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车1 成组机冷车的构造和性能 1 发电乘务车下面以B22 型车为例 介绍机械冷藏车组的构造和性能参数 B22型机械冷藏车组的发电乘务车车体外长19m 车体为全钢整体承载箱型结构 辅有聚苯乙烯隔热材料 车顶和侧墙厚度为120mm 地板为140mm 车体外观如图3 14所示 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车1 成组机冷车的构造和性能 1 发电乘务车发电乘务车内分七个空间 机械间 控制中心间 过道和厨房 卫生间 采暖锅炉间 卧室 会议室 机械间内装配有2台主柴油发电机组和1台辅助柴油发电机组 每台主柴油发电机组的功率为66 9kW 电压为380V 供冷藏货物车制冷加温用电 每台主机配有冷却水散热用的风机2台 风机功率各为7 5kW 一台15kW 380V的辅助柴油发电机组 在主机停开 又无地面电源时 用以供生活照明用电 机械间内还备有4个燃料油箱 车下吊装2个燃料油箱 燃油总储量为7200L 配有燃料泵一台 此外还备有整流器 为使机械间通风换气 还备有一台0 9kW的风机 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车1 成组机冷车的构造和性能 1 发电乘务车在卧室内设有4个卧铺 供乘务人员使用 会议室内还备有桌椅 电视机 空调器 通风机 衣柜 工具柜 厨房内配有电冰箱等设备 此外 发电乘务车上还配有5个水箱 总容水量3250L 在卫生间还设有淋浴热水器 它可以用采暖锅炉的循环热水 也可用1 2kW的电热器加温 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车1 成组机冷车的构造和性能 2 冷藏货物车B22型机冷车的冷藏货物车车体长21 938m 内长18m 两端各有一个工具间 工具间上部为制冷机组 下部为总控柜和制冷机组配电柜 如图3 15所示 车体的总传热系数K为0 27W m2 K 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车2 单节式机械冷藏车基于市场需求向着小批量 多品种的方向发展 而成组式机械冷藏车对此明显不适应 因此 为满足市场需求 需增加单节式的冷藏车装备 武昌车辆工厂早在1993年便开始单节机械冷藏车Bl的研制工作 1995年7月完成各种性能实验 于1997年11月通过了铁道部的科技鉴定 这是我国首次开发的单节式机械冷藏车 制冷机组采用美国开利公司产的NDM 94A型制冷机组 可实现无人值守计算机控制 单节机械冷使用范围广 机动灵活 自动化程度高 节能降耗 降低成本 有利于提高效益和社会效益 第三章冷藏运输技术及设备 第三节机械冷藏车2 单节式机械冷藏车B10型单节机械冷藏车 自重40 5t 载重为38t 装货容积100m3 车体传热系数K 0 27W m2 K 漏气量V 40m3 h 构造速度120km h 环境温度 40 时 车内温度可在 24 14 范围内调节 可根据易腐货物对温度的要求 选择和设定工况温度 以保证货物运输质量 车的外观如图3 17所示 第三章冷藏运输技术及设备 第四节冷板冷藏车一 冷板冷藏车的发展冷板冷藏车是利用有一定蓄冷功能的冻结板进行制冷 冷冻板为有一定厚度的密闭钢板壳体 壳体内充注特殊的低溶共晶液 蓄冷剂 并设有蒸发器管 管内可通过制冷剂 将制冷机与冷冻板相连进行充冷 即将液体制冷剂压入冷冻板蒸发盘管内气化吸热 低共晶液便被冷却冻结成固体状态 形成一块储存了冷量的冷冻板 低共晶液可在冷冻板内反复冻结 融化 循环使用 第三章冷藏运输技术及设备 第四节冷板冷藏车一 冷板冷藏车的发展铁路冷板冷藏车的发展经历了20