Thermo King Super Freezer
Jednotka Thermo King Super Freezer (model CRR-40DF) představuje špičkový řešení pro přepravu a skladování hluboko zmrazených produktů s teplotami až -70°C. Tato technická analýza se zabývá detailní specifikací, konstrukčními vlastnostmi a provozními charakteristikami této pokročilé chladicí jednotky určené pro mezinárodní námořní přepravu, silniční dopravu i skladování.
1. Úvod a aplikační spektrum SuperFreezer jednotky
Thermo King SuperFreezer je speciálně navržena pro kritické aplikace vyžadující extrémně nízké teploty. Jednotka využívá kaskádovou technologii (Cascade technology), která kombinuje dva nezávislé chladicí okruhy s různými chladivami pro dosažení a udržování ultra-nízkých teplot. Tato inovativní architektura umožňuje bezpečnou ochranu nejcennějších a nejcitlivějších nákladů.
Aplikace SuperFreezer jednotky zahrnují přepravu farmaceutických produktů (včetně vakcín a API – aktivních farmaceutických látek), biologických materiálů (krevní plasma, biologické vzorky), potravinářských ingrediencí(kultury jogurtu, mořské plody), chemických enzymů, polovodičových součástek a dalších vysokoteplotně citlivých produktů. Jednotka je certifikována podle nejpřísnějších mezinárodních standardů včetně ISO 1496-2, CE, AHRI, TIR (Mezinárodní celní předpisy pro kontejnery) a USDA.
2. Základní technické specifikace a konstrukční vlastnosti
| Parametr | Specifikace | Poznámka |
|---|---|---|
| Výrobce | Thermo King Corporation | Součást Trane Technologies |
| Model | CRR-40DF | Picture frame typ jednotky |
| Šířka | 2025,5 mm | Standardní ISO kontejner |
| Výška | 2235,2 mm | Plná výška kontejneru |
| Hloubka | 420,0 mm (od zadní strany příruby) | Minimální prostorová náročnost |
| Hmotnost | 630 kg | Kompletní jednotka |
| Elektrické napětí (3-fázové) | 400-500 V (60 Hz) / 360-460 V (50 Hz) | ±2,5% tolerance |
| Maximální příkon při pull-down | 19 kW | Počáteční chladící cyklus |
| Řídící obvod | 29 V AC | Nízkonapěťový bezpečnostní obvod |
| Metoda vytápění | Elektrická rezistance | Defrostování a temperování |
| Úniky vzduchu jednotkou | < 0,5 m³/h (při 76 mm WG) | Kontrolovaná atmosféra |
| Tepelné úniky jednotkou | < 3,4 kcal/h/°C (3,95 W/°C) | Izolace polyuretanem |
| Testovací tlak (R23) | 39 bar (PED Directive 746) | Bezpečnostní norma |
| Objem tlakových nádob | 26,5 litrů | Součet všech nádob |
| Barva (RAL) | Off-white RAL 9016/85 (jednotka) / Černá (potrubí) | Polyesterový prášek |
Konstrukční materiály a ochrana: Jednotka je konstruována z hliníku řady 5000 a 6000, který je předléčen a natřen polyesterovým práškem podle ISO standardů 7253 a 2409 s klasifikací 1. Filmová tloušťka nátěru činí 100 mikrometrů. Mezi výparníkem a kondenzátorem je umístěna požáru odolná a CFC-free polyuretanová pěna (ISO 3582) s nominální hustotou 32 kg/m³ a průměrnou tloušťkou 52 mm. Všechny operační komponenty s výjimkou výparníkové cívky jsou vyměnitelné zepředu jednotky.
3. Chladicí systém – Kaskádová architektura s dvěma okruhy
Srdcem SuperFreezer jednotky je kaskádový chladicí systém, který pracuje na principu dvou nezávislých chladicích okruhů. Primární okruh (R-134a) kondicionuje chladivo sekundárního okruhu, zatímco sekundární okruh (R-23)přímo zmrazuje náklad prostřednictvím výparníkové cívky. Tento systém umožňuje dosažení extrémně nízkých teplot, které by byly nemožné s jedním chladivem.
| Komponenta | Specifikace R-134a | Specifikace R-23 |
|---|---|---|
| Kompresor | Copeland D3DSTA-075E-TFD | Copeland ZF18K4E-TFD-277 |
| Typ | 3-válcový reciproční | Rotační (scroll) |
| Zdvih/Průměr | 61,9 x 63,5 mm | N/A (scroll typ) |
| Výtlak | 60 m³/h | 20,5 m³/h |
| Otáčky (60 Hz) | 1750 ot/min | N/A |
| Nominální výkon | N/A | 6 HP |
| Chladivo (naplnění) | 3,5 kg | 3,2 kg |
| Doporučené oleje | Copeland Ultra 22CC, Mobil EAL 22CC, ICI Emkarate RL32CF | Speciální olej pro R-23 |
| Vnitřní tepelná ochrana | Automatický reset | Automatický reset |
| Vysoký tlak | 24,1 bar | 30 bar |
| Nízký tlak | 1 bar | 2-3 bar |
Výparníková cívka: Výparníková cívka je vyrobena z mědi (DIN 1787, tloušťka stěny 0,45 mm) s hliníkovými žebry (DIN 1712/A199). Rozteč žeber činí 3,17 mm, povrchová plocha je 58 m² a jednotka má 10 vstřikovacích bodů. Cívka je ošetřena hydrofílním povrchem odolným proti korozi způsobené slaným rozprašováním. Výrobci jsou Dalian, Dunan nebo ekvivalentní dodavatelé.
Kondenzátor (vzduchem chlazený): Kondenzátor je konstruován z mědi (tloušťka stěny 0,45 mm) s měděnými žebry v kruhové konfiguraci. Rozteč žeber je 2,00 mm, povrchová plocha činí 34,5 m². Jednotka obsahuje podchladicí plochu 4,6 m² pro R-134a a 2,3 m² pro R-23. Ochrana proti UV záření je zajištěna epoxidovým e-coatem s polyuretanovým vrchním nátěrem.
Výměník tepla: Výměník typu SWEP B27 s 34 deskami ze nerezové oceli má chladící kapacitu 12 kW a maximální pracovní tlak 30 bar. Tento komponent je klíčový pro efektivní přenos tepla mezi dvěma chladicími okruhy.
4. Ventilátory, motory a defrostovací systém
Výparníkové ventilátory: Jednotka je vybavena třemi propellerovými ventilátory o průměru 355 mm s osmi lopatkami z polyamidu zesíleného sklem. Ventilátory běží v nízké rychlosti (1725 ot/min při 60 Hz) a jsou připojeny přímo na hřídel motoru s roztečí lopatek 22 stupňů. Ventilátory běží kontinuálně v nízké rychlosti s výjimkou defrostovacího cyklu.
Kondenzátor a jeho pohon: Kondenzační ventilátor je propellerového typu o průměru 550 mm s jedním kusom a osmi lopatkami. Běží na 1750 ot/min (60 Hz) s roztečí lopatek 35 stupňů a produkuje průtok vzduchu 6000 m³/h. Kondenzační ventilátor je poháněn motorem 1,5 kW, zcela uzavřeným, neventilovaným typem se stěžejovými ložisky, nerezovou hřídelí a třídou F izolace.
Motory výparníkových ventilátorů: Každý z tří motorů výparníkových ventilátorů má nominální výkon 0,75 kW a je konstruován s oddělenými vinutími pro vysokou a nízkou rychlost. Motory jsou zcela uzavřené, neventilované, se stěžejovými ložisky (6205 a 6203) mazanými mazivem Mobil 28. Teplotní rozsah je -65°C až 65°C. Každé vinutí má vnitřní tepelnou ochranu s automatickým resetem.
Defrostovací systém: Jednotka je vybavena 12 defrostovacími topidly o výkonu 680 W každé, s celkovou defrostovací kapacitou 8160 W (460V/60 Hz) nebo 6000 W (380V/50 Hz). Defrostovací odtokový pan s vysokými okraji obsahuje dva odtoky a plastické hadice umístěné v blízkosti kondenzátoru a kompresoru, aby se zabránilo zmrznutí v chladném okolním prostředí.
5. Řídící systém MP3000 a dataloger – Pokročilá regulace teploty
Mozkem SuperFreezer jednotky je mikroprocesorový regulátor MP3000, vyvinutý speciálně pro regulaci a monitorování chladicích kontejnerů. Regulátor je vybaven integrovaným datalogerem s komunikačním portem pro připojení na volitelný modul přenosu přes napájecí kabel (REFCON systém).
Displeje a ovládání: MP3000 je vybaven 4řádkovým LCD displejem s 20 znaky na řádku pro zobrazení menu a datových polí. Pětisegmentový LED displej zobrazuje aktuální teplotu používanou v regulačním algoritmu. Osm LED indikátorů signalizuje různé stavy operace (chyba, normální provoz, defrost, topidlo, kompresor, vlhkostní kontrola, teplota přívodu/návratu). Klávesnice má 16 univerzálních kláves a 4 zkratkové klávesy pro snadné ovládání.
Regulace teploty – režim zmrazování: Jednotka funguje na bázi ON-OFF regulace s následujícím algoritmem: Když teplota návratu vzduchu klesne na 1°C pod nastavením, kompresor se zastaví. Minimální doba zastavení je 10 minut. Když teplota vzroste na 1°C nad nastavením, nejdříve se spustí systém R-134a, a po 30 sekundách se spustí systém R-23. Minimální doba provozu je 15 minut. Celková přesnost regulace je ±1°C.
Defrostovací cyklus: Defrost je řízen senzorem v cívce výparníku. Cyklus se aktivuje, když rozdíl teploty mezi senzorem návratu a nastavením dosáhne přednastavené hodnoty a uplynulo 6 hodin provozu kompresoru od předchozího defrostu. Defrost se automaticky ukončí, když teplota v cívce dosáhne 18°C nebo pokud teplota přesáhne 8°C déle než 35 minut (při napětí > 400 V) nebo 45 minut (při napětí < 400 V). Defrost je také omezen na maximálně 90 minut (60 Hz) nebo 120 minut (50 Hz). Dodatečná bezpečnost je zajištěna defrostovacím časovačem s počáteční 12hodinovou periodou, která se zvyšuje o 6 hodin až na maximálních 36 hodin.
Dataloger a zaznamenávání dat: Integrovaný dataloger na bázi mikroprocesoru zaznamenává teploty ve Flash paměti v přednastavených intervalech (0,5, 1, 2 nebo 4 hodiny). Zaznamenávány jsou teploty ze tří USDA senzorů, senzorů přívodu a návratu vzduchu regulátoru a nastavená teplota. S jednohodinovým intervalem jsou dostupné informace o teplotě za posledních 625 dnů. Dataloger pokračuje v zaznamenávání 120 teplotních záznamů i po odpojení kontejneru od napájení, s baterií zálohující hodiny po dobu nejméně 10 let.
6. Bezpečnostní prvky a regulační systémy
Elektrické bezpečnostní prvky: Jednotka je vybavena Klixon termostatem s přerušením na 54°C (s resetem na 32°C) pro ochranu motorů kompresoru, kondenzátoru a výparníku. Hlavní jistič má kapacitu 32 A a chránit elektrický obvod před přetížením.
Chladicí regulační prvky: Systém obsahuje Danfoss expanzní ventil (TX), sušič s indikátorem vlhkosti(zabudovaný v přijímači), přijímač R-134a (měděná konstrukce se skleněným okénkem) nebo přijímač R-23(nerezová ocel se skleněným okénkem), uzavírací ventil Superior, zpětný ventil Danfoss, solenoidy Danfoss a přetlakový ventil. Všechny komponenty včetně potrubí jsou epoxidově lakované pro ochranu proti korozi.
Bezpečnostní prvky chladicího systému: Jednotka obsahuje vysokotlaký přerušovač (R-134a: 24,1 bar ± 0,68 bar, R-23: 30 bar ± 0,68 bar) s resetem na 16,4 bar (R-134a) nebo 22 bar (R-23). Nízko-tlakový přerušovač (R-23 pouze) se resetem na 0,65 bar ± 0,68 bar zastaví oba kompresory při nízké tlaku. Bezpečnostní ventil s tlakem rtuti (34 bar ± 3,4/-1,0 bar) je zabudován v přijímači. Tlakoměry (MSI, rozsah 0-200 Psig pro nízký tlak, 0-500 Psig pro vysoký tlak) a skleněné okénko pro R-134a (verze s pájením) umožňují vizuální kontrolu stavu systému.
Bezpečnostní ventil tlakové vyrovnávání: Jednotka je vybavena ventilem pro vyrovnání tlaku (výrobce AVK Plast A/S) umístěným pod kondenzačním motorem. Ventil má otevírací tlak 1400 Pa (140 mm WG), otevírací sílu 0,4 kg (4 N) a vnitřní průměr 60 mm. Tento ventil zabraňuje nadměrnému vakuu v kontejneru.
7. Provozní kapacita a testovací výsledky
| Parametr | Hodnota | Podmínky / Poznámka |
|---|---|---|
| Testovací metoda | AHRI 1110-69 | Schválená metoda hodnocení |
| Sériové číslo jednotky | A001018172 | MSFU 856740-4 |
| Okolní teplota | 37,8°C (100°F) | Standardní testovací podmínka |
| Frekvence | 60 Hz | Severní Amerika |
| Chladící kapacita při -60°C (teplota návratu): | ||
| Výparníkový ventilátor | 550 W | Výkon ventilátoru |
| Zpětný ventilátor | 5.850 W | Chladící výkon |
| Čistý výkon | 13.200 W | Celkový chladící výkon |
| Faktor výkonu | 0,81 | Elektrická účinnost |
| Chladící kapacita při -30°C (teplota návratu): | ||
| Výparníkový ventilátor | 550 W | Výkon ventilátoru |
| Zpětný ventilátor | 8.250 W | Chladící výkon |
| Čistý výkon | 16.300 W | Celkový chladící výkon |
| Faktor výkonu | 0,84 | Elektrická účinnost |
| Tlakové parametry: | ||
| Vysoký tlak (R-23) | 30 bar | Pracovní tlak |
| Vysoký tlak (R-134a) | 24,1 bar | Pracovní tlak |
| Nízký tlak (R-23) | 2-3 bar | Rozsah pracovního tlaku |
| Nízký tlak (R-134a) | 1 bar | Pracovní tlak |
| Testovací výsledky: | ||
| Nejnižší dosažitelná teplota (pull-down test) | -71,7°C | Senzor návratu v okolním prostředí, 38°C |
| Tepelné úniky kontejneru | U = 35,23 W/°K | Měřeno na testovacím kontejneru |
| Rozsah nastavitelné teploty | -65°C až -10°C | Regulátor MP3000 |
| Přesnost regulace | ±1°C | Celoživotní přesnost |
| Pracovní rozsah okolní teploty | -30°C až 50°C | Plná funkčnost jednotky |
| Maximální hlučnost | ≤ 80 dB(A) | 250 Hz pásmo, 1,5 m vzdálenosti, 1,2 m nad zemí, 50 Hz |
8. Mezinárodní normy a certifikace
SuperFreezer jednotka je plně certifikována podle nejpřísnějších mezinárodních standardů a norem:
- ISO 1496-2: Specifikace pro chladicí jednotky v přepravních kontejnerech
- AHRI 1110-69: Testovací metoda pro hodnocení chladicího vybavení
- ATP (Accord on the International Carriage of Perishable Foodstuffs): Mezinárodní dohoda pro přepravu zkazitelných potravin
- TIR (Customs Convention on the International Transport of Goods under Cover of TIR Carnets):Mezinárodní celní předpisy pro kontejnery
- USDA (United States Department of Agriculture): Americké zemědělské požadavky na chladicí jednotky
- CE: Certifikace evropské shody s bezpečnostními a zdravotními předpisy
- Pharma GDP (Good Distribution Practice): Správná distribuční praxe pro farmaceutické produkty
- ATO (Sprenger Institute): Certifikace nezávislé testovací instituce
- American Bureau of Shipping, Lloyds, Bureau Veritas: Klasifikační společnosti pro námořní dopravu
- PED Directive 746: Směrnice o tlakových zařízeních
9. Speciální vlastnosti a doplňkové vybavení
Auto PTI (Performance Test Inspection): Jednotka obsahuje tři automatizované testy zabudované do mikroprocesoru:

- Test 1 (Funkční test): Postupně energizuje kompresor, motory ventilátorů a topné prvky, testuje spotřebu energie a srovnává ji s vypočítanou hodnotou. Testuje také regulátor, teplotní senzory a všechny kontaktory.
- Test 2 (PTI test): Automaticky testuje chladící schopnost na -60°C a operace defrostu. Testuje regulátor, kontaktory, teplotní senzory a provádí vysokotlaký test.
- Test 3 (Manuální funkční test): Umožňuje přepínání jednotlivých komponent pro kontrolu spotřeby energie a relevantního výkonu.
Další vlastnosti:
- Sklopná a snímatelná dvířka výparníku s rychloupínacími nerezovými zámky pro snadný přístup
- Sekvenční spouštění komponent pro minimalizaci špičkového proudu
- Náhodné časové zpoždění při prvním spuštění pro minimalizaci špičkového proudu
- Bezpečnostní popruhy a rukojeť integrované do dvířek přístupu k topidlu
- Energeticky úsporný systém defrostu „na požádání“ (on demand)
- Drátěné vodiče pocínované a číslované podle UL1647
- Lehké kompozitní ventilátory pro kondenzátor a výparník
- Minimální hloubka pouze 420 mm od zadní strany příruby
- Manuálně ovládaný obchodní by-pass režim pro zvláštní operace
- Rychlé konektory R-134a na sání, výtlaku a přijímači
- Baterie 12 V (1,9 A) pro zálohu při výpadku napájení
- Dva Z-profily na zadní stěně pro dodatečnou tuhost
- REFCON systém dálkového monitorování (volitelný) s přenosem přes napájecí kabel podle ISO 10368
10. Závěr: Technická excelence pro kritické aplikace
Thermo King SuperFreezer CRR-40DF představuje vrchol technologického vývoje v oblasti ultra-nízkoteplotního chladicího vybavení. Kaskádový chladicí systém s dvěma nezávislými okruhy (R-134a a R-23) umožňuje bezprecedentní schopnost dosahování a udržování teplot až -71,7°C s přesností ±1°C. Jednotka je vybavena pokročilým mikroprocesorovým regulátorem MP3000 s integrovaným datalogerem, který zaznamenává teplotní data po dobu až 625 dnů a umožňuje dálkové monitorování prostřednictvím REFCON systému.
Konstrukční řešení jednotky – včetně hliníkové konstrukce odolné vůči korozi, požáru odolné polyuretanové izolace a komplexního bezpečnostního systému – zajišťuje spolehlivost i v nejnáročnějších podmínkách námořní přepravy. Jednotka splňuje všechny relevantní mezinárodní normy (ISO 1496-2, AHRI, ATP, USDA, CE, Pharma GDP) a je certifikována uznávanými klasifikačními společnostmi (ABS, Lloyds, Bureau Veritas).
SuperFreezer je ideálním řešením pro farmaceutickou průmysl (vakcíny, API, biologické materiály), biotechnologické aplikace (krevní plasma, tkáňové kultury), potravinářský průmysl (mořské plody, potravinářské ingredience) a speciální chemické produkty, které vyžadují extrémní chlad a maximální přesnost regulace teploty. Kombinace vynikající technické specifikace, spolehlivosti a dodržování nejpřísnějších mezinárodních standardů činí SuperFreezer prvou volbou pro přepravu nejcennějších a nejcitlivějších nákladů na světě.