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Thermo King Super Freezer

Einheit Thermo King Super Freezer (Modell CRR-40DF) stellt eine hochmoderne Lösung für den Transport und die Lagerung tiefgefrorener Produkte mit Temperaturen bis -70°C dar. Diese technische Analyse befasst sich mit detaillierten Spezifikationen, Konstruktionseigenschaften und Betriebsmerkmalen dieser fortschrittlichen Kühleinheit für internationalen Seeverkehr, Straßentransport und Lagerung.

1. Einführung und Anwendungsspektrum der SuperFreezer-Einheit

Thermo King SuperFreezer ist speziell für kritische Anwendungen konzipiert, die extrem niedrige Temperaturen erfordern. Die Einheit nutzt Kaskadentechnologie (Cascade technology), die zwei unabhängige Kühlkreisläufe mit verschiedenen Kältemitteln kombiniert, um ultratiefe Temperaturen zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Diese innovative Architektur ermöglicht den sicheren Schutz der wertvollsten und empfindlichsten Frachten.

Die Anwendungen der SuperFreezer-Einheit umfassen den Transport von pharmazeutischen Produkten (einschließlich Impfstoffe und API – aktive pharmazeutische Wirkstoffe), biologischen Materialien (Blutplasma, biologische Proben), Lebensmittelzutaten (Joghurtkulturen, Meeresfrüchte), chemischen EnzymenHalbleiterbauteilen und anderen temperaturempfindlichen Produkten. Die Einheit ist nach den strengsten internationalen Standards zertifiziert, einschließlich ISO 1496-2, CE, AHRI, TIR (Internationale Zollvorschriften für Container) und USDA.

2. Grundlegende technische Spezifikationen und Konstruktionseigenschaften

ParameterSpezifikationAnmerkung
HerstellerThermo King CorporationTeil von Trane Technologies
ModellCRR-40DFPicture Frame Typ Einheit
Breite2025,5 mmStandard ISO Container
Höhe2235,2 mmVollständige Höhe des Containers
Tiefe420,0 mm (von der Rückseite des Flansches)Minimale Raumanforderung
Gewicht630 kgKomplette Einheit
Elektrische Spannung (3-phasig)400-500 V (60 Hz) / 360-460 V (50 Hz)±2,5% Toleranz
Maximale Stromaufnahme beim Pull-Down19 kWAnfänglicher Kühlzyklus
Steuerschaltung29 V ACNiederspannungs-Sicherheitsschaltung
HeizmethodeElektrischer WiderstandAbtauen und Temperaturregelung
Luftlecks durch die Einheit< 0,5 m³/h (bei 76 mm WG)Kontrollierte Atmosphäre
Wärmeverluste durch die Einheit< 3,4 kcal/h/°C (3,95 W/°C)Polyurethan-Isolierung
Testdruck (R23)39 bar (PED-Richtlinie 746)Sicherheitsnorm
Volumen der Druckbehälter26,5 LiterSumme aller Behälter
Farbe (RAL)Off-white RAL 9016/85 (Einheit) / Schwarz (Rohre)Polyesterpulver

Konstruktionsmaterialien und Schutz: Die Einheit ist aus Aluminium der Serie 5000 und 6000 konstruiert, das vorbehandelt und mit Polyesterpulver nach ISO-Standards 7253 und 2409 mit Klassifizierung 1 beschichtet ist. Die Schichtdicke beträgt 100 Mikrometer. Zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator befindet sich feuerbeständiger und FCKW-freier Polyurethanschaum (ISO 3582) mit einer Nennrohdichte von 32 kg/m³ und einer durchschnittlichen Dicke von 52 mm. Alle Betriebskomponenten mit Ausnahme der Verdampferspule sind von vorne austauschbar.

3. Kühlsystem – Kaskaden-Architektur mit zwei Kreisläufen

Das Herzstück der SuperFreezer-Einheit ist das Kaskaden-Kühlsystem, das nach dem Prinzip zweier unabhängiger Kühlkreisläufe funktioniert. Der primäre Kreislauf (R-134a) konditioniert das Kältemittel des sekundären Kreislaufs, während der sekundäre Kreislauf (R-23) die Fracht direkt durch die Verdampferspule gefriert. Dieses System ermöglicht das Erreichen extrem niedriger Temperaturen, die mit einem einzelnen Kältemittel unmöglich wären.

KomponenteSpezifikation R-134aSpezifikation R-23
KompressorCopeland D3DSTA-075E-TFDCopeland ZF18K4E-TFD-277
Typ3-Zylinder-HubkolbenRotierend (Scroll)
Hub/Durchmesser61,9 x 63,5 mmN/A (Scroll-Typ)
Hubraum60 m³/h20,5 m³/h
Drehzahl (60 Hz)1750 U/minN/A
NennleistungN/A6 PS
Kältemittel (Füllung)3,5 kg3,2 kg
Empfohlene ÖleCopeland Ultra 22CC, Mobil EAL 22CC, ICI Emkarate RL32CFSpezialöl für R-23
Interner WärmeschutzAutomatischer ResetAutomatischer Reset
Hochdruck24,1 bar30 bar
Niederdruck1 bar2-3 bar

Verdampferspule: Die Verdampferspule ist aus Kupfer (DIN 1787, Wandstärke 0,45 mm) mit Aluminiumrippen (DIN 1712/A199) gefertigt. Der Rippenabstand beträgt 3,17 mm, die Oberfläche beträgt 58 und die Einheit hat 10 Einspritzpunkte. Die Spule ist mit einer hydrophilen, korrosionsbeständigen Oberfläche gegen Salzsprüh-Korrosion behandelt. Hersteller sind Dalian, Dunan oder gleichwertige Lieferanten.

Kondensator (luftgekühlt): Der Kondensator ist aus Kupfer (Wandstärke 0,45 mm) mit Kupferrippen in kreisförmiger Anordnung konstruiert. Der Rippenabstand beträgt 2,00 mm, die Oberfläche beträgt 34,5 m². Die Einheit enthält eine Unterkühlfläche von 4,6 m² für R-134a und 2,3 m² für R-23. Der UV-Schutz wird durch einen Epoxid-E-Coat mit Polyurethan-Decklack gewährleistet.

Wärmetauscher: Der Wärmetauscher vom Typ SWEP B27 mit 34 Edelstahlplatten hat eine Kühlkapazität von 12 kW und einen maximalen Arbeitsdruck von 30 bar. Diese Komponente ist entscheidend für den effizienten Wärmeübergang zwischen den beiden Kühlkreisläufen.

4. Ventilatoren, Motoren und Abtausystem

Verdampferventilatoren: Die Einheit ist mit drei Propellerventilatoren mit einem Durchmesser von 355 mm und acht glasfaserverstärkten Polyamidblättern ausgestattet. Die Ventilatoren laufen mit niedriger Geschwindigkeit (1725 U/min bei 60 Hz) und sind direkt auf der Motorwelle mit einem Blattabstand von 22 Grad angebracht. Die Ventilatoren laufen kontinuierlich mit niedriger Geschwindigkeit, außer während des Abtauzyklus.

Kondensator und sein Antrieb: Der Kondensationslüfter ist vom Propellertyp mit einem Durchmesser von 550 mm mit einem Stück und acht Blättern. Er läuft mit 1750 U/min (60 Hz) mit einem Blattabstand von 35 Grad und erzeugt einen Luftstrom von 6000 m³/h. Der Kondensationslüfter wird von einem 1,5-kW-Motor angetrieben, vollständig geschlossen, nicht belüftet, mit Lagern, rostfreier Welle und Isolationsklasse F.

Motoren der Verdampferventilatoren: Jeder der drei Verdampferlüftermotoren hat eine Nennleistung von 0,75 kW und ist mit separaten Wicklungen für hohe und niedrige Geschwindigkeit konstruiert. Die Motoren sind vollständig geschlossen, nicht belüftet, mit Lagern (6205 und 6203), die mit Mobil 28 Schmierstoff geschmiert sind. Der Temperaturbereich liegt zwischen -65°C und 65°C. Jede Wicklung hat einen internen Wärmeschutz mit automatischem Reset.

Abtausystem: Die Einheit ist mit 12 Abtauelementen mit je 680 W Leistung ausgestattet, mit einer Gesamtabtaukapazität von 8160 W (460V/60 Hz) oder 6000 W (380V/50 Hz). Die Abtauwanne mit hohen Rändern enthält zwei Abläufe und Kunststoffschläuche in der Nähe des Kondensators und des Kompressors, um ein Einfrieren in kalter Umgebung zu verhindern.

5. Steuersystem MP3000 und Datenschreiber – Fortgeschrittene Temperaturregelung

Das Gehirn der SuperFreezer-Einheit ist der Mikroprozessor-Regler MP3000, speziell für die Regelung und Überwachung von Kühlcontainern entwickelt. Der Regler ist mit einem integrierten Datenschreiber mit Kommunikationsport für die Verbindung mit dem optionalen Übertragungsmodul über das Stromkabel (REFCON-System) ausgestattet.

Displays und Steuerung: Der MP3000 ist mit einem 4-zeiligen LCD-Display mit 20 Zeichen pro Zeile zur Anzeige von Menü und Datenfeldern ausgestattet. Ein fünfsegmentiges LED-Display zeigt die aktuelle Temperatur an, die im Regelungsalgorithmus verwendet wird. Acht LED-Indikatoren signalisieren verschiedene Betriebszustände (Fehler, Normalbetrieb, Abtauen, Heizung, Kompressor, Feuchtigkeitskontrolle, Zu-/Rücklauftemperatur). Die Tastatur hat 16 universelle Tasten und 4 Schnellzugriffstasten für einfache Bedienung.

Temperaturregelung – Gefriermodus: Die Einheit funktioniert auf Basis einer EIN-AUS-Regelung mit folgendem Algorithmus: Wenn die Rückluftemperatur auf 1°C unter der Einstellung fällt, stoppt der Kompressor. Die minimale Stoppzeit beträgt 10 Minuten. Wenn die Temperatur auf 1°C über der Einstellung ansteigt, wird zunächst das R-134a-System gestartet, und nach 30 Sekunden wird das R-23-System gestartet. Die minimale Betriebszeit beträgt 15 Minuten. Die Gesamtregelungsgenauigkeit beträgt ±1°C.

Abtauzyklus: Das Abtauen wird durch einen Sensor in der Verdampferspule gesteuert. Der Zyklus wird aktiviert, wenn der Temperaturunterschied zwischen dem Rücklaufsensor und der Einstellung einen voreingestellten Wert erreicht und 6 Stunden Kompressorbetrieb seit dem letzten Abtauen vergangen sind. Das Abtauen endet automatisch, wenn die Temperatur in der Spule 18°C erreicht oder wenn die Temperatur 8°C länger als 35 Minuten (bei Spannung > 400 V) oder 45 Minuten (bei Spannung < 400 V) überschreitet. Das Abtauen ist auch auf maximal 90 Minuten (60 Hz) oder 120 Minuten (50 Hz) begrenzt. Zusätzliche Sicherheit wird durch einen Abtau-Timer mit einer anfänglichen 12-Stunden-Periode gewährleistet, die sich um 6 Stunden bis zu maximal 36 Stunden erhöht.

Datenschreiber und Datenaufzeichnung: Der integrierte Mikroprozessor-basierte Datenschreiber zeichnet Temperaturen im Flash-Speicher in voreingestellten Intervallen (0,5, 1, 2 oder 4 Stunden) auf. Temperaturen von drei USDA-Sensoren, Zu- und Rückluftsensoren des Reglers und die eingestellte Temperatur werden aufgezeichnet. Mit einstündigen Intervallen sind Temperaturinformationen für die letzten 625 Tage verfügbar. Der Datenschreiber zeichnet weiterhin 120 Temperaturaufzeichnungen auf, auch nachdem der Container von der Stromversorgung getrennt wurde, mit einer Batterie, die die Uhr für mindestens 10 Jahre sichert.

6. Sicherheitselemente und Regelungssysteme

Elektrische Sicherheitselemente: Die Einheit ist mit einem Klixon-Thermostat mit Unterbrechung bei 54°C (mit Reset bei 32°C) zum Schutz der Kompressor-, Kondensator- und Verdampfermotoren ausgestattet. Der Hauptschutzschalter hat eine Kapazität von 32 A und schützt den Stromkreis vor Überlastung.

Kühlregelungselemente: Das System enthält ein Danfoss-Expansionsventil (TX), einen Trockner mit Feuchtigkeitsanzeige (in den Empfänger eingebaut), einen R-134a-Empfänger (Kupferkonstruktion mit Sichtfenster) oder einen R-23-Empfänger (Edelstahl mit Sichtfenster), ein Superior-Absperrventil, ein Danfoss-RückschlagventilDanfoss-Magnetventile und ein Überdruckventil. Alle Komponenten einschließlich Rohre sind epoxidlackiert zum Schutz vor Korrosion.

Sicherheitselemente des Kühlsystems: Die Einheit enthält einen Hochdruckschalter (R-134a: 24,1 bar ± 0,68 bar, R-23: 30 bar ± 0,68 bar) mit Reset bei 16,4 bar (R-134a) oder 22 bar (R-23). Ein Niederdruckschalter (nur R-23) mit Reset bei 0,65 bar ± 0,68 bar stoppt beide Kompressoren bei niedrigem Druck. Ein Sicherheitsventil mit Quecksilberdruck (34 bar ± 3,4/-1,0 bar) ist im Empfänger eingebaut. Manometer (MSI, Bereich 0-200 Psig für Niederdruck, 0-500 Psig für Hochdruck) und ein Sichtfenster für R-134a (Lötversion) ermöglichen eine visuelle Kontrolle des Systemzustands.

Druckausgleichsicherheitsventil: Die Einheit ist mit einem Druckausgleichsventil (Hersteller AVK Plast A/S) unter dem Kondensatormotor ausgestattet. Das Ventil hat einen Öffnungsdruck von 1400 Pa (140 mm WG), eine Öffnungskraft von 0,4 kg (4 N) und einen Innendurchmesser von 60 mm. Dieses Ventil verhindert übermäßiges Vakuum im Container.

7. Betriebskapazität und Testergebnisse

ParameterWertBedingungen / Anmerkung
TestmethodeAHRI 1110-69Genehmigte Bewertungsmethode
Seriennummer der EinheitA001018172MSFU 856740-4
Umgebungstemperatur37,8°C (100°F)Standard-Testbedingung
Frequenz60 HzNordamerika
Kühlkapazität bei -60°C (Rücklauftemperatur):
Verdampferlüfter550 WLüfterleistung
Rücklüfter5.850 WKühlleistung
Nettoleistung13.200 WGesamtkühlleistung
Leistungsfaktor0,81Elektrische Effizienz
Kühlkapazität bei -30°C (Rücklauftemperatur):
Verdampferlüfter550 WLüfterleistung
Rücklüfter8.250 WKühlleistung
Nettoleistung16.300 WGesamtkühlleistung
Leistungsfaktor0,84Elektrische Effizienz
Druckparameter:
Hochdruck (R-23)30 barArbeitsdruck
Hochdruck (R-134a)24,1 barArbeitsdruck
Niederdruck (R-23)2-3 barArbeitsdruckbereich
Niederdruck (R-134a)1 barArbeitsdruck
Testergebnisse:
Niedrigste erreichbare Temperatur (Pull-Down-Test)-71,7°CRücklaufsensor in Umgebung, 38°C
Wärmeverluste des ContainersU = 35,23 W/°KGemessen am Testcontainer
Einstellbarer Temperaturbereich-65°C bis -10°CRegler MP3000
Regelungsgenauigkeit±1°CLebenslange Genauigkeit
Betriebsumgebungstemperaturbereich-30°C bis 50°CVollständige Funktionalität der Einheit
Maximale Lärmbelastung≤ 80 dB(A)250-Hz-Band, 1,5 m Abstand, 1,2 m über dem Boden, 50 Hz

8. Internationale Normen und Zertifizierungen

Die SuperFreezer-Einheit ist vollständig zertifiziert nach den strengsten internationalen Standards und Normen:

  • ISO 1496-2: Spezifikation für Kühleinheiten in Transportcontainern
  • AHRI 1110-69: Testmethode zur Bewertung von Kühlgeräten
  • ATP (Accord on the International Carriage of Perishable Foodstuffs): Internationale Vereinbarung für den Transport verderblicher Lebensmittel
  • TIR (Customs Convention on the International Transport of Goods under Cover of TIR Carnets): Internationale Zollvorschriften für Container
  • USDA (United States Department of Agriculture): Amerikanische Anforderungen an Kühleinheiten
  • CE: Zertifizierung der europäischen Konformität mit Sicherheits- und Gesundheitsvorschriften
  • Pharma GDP (Good Distribution Practice): Gute Vertriebspraxis für pharmazeutische Produkte
  • ATO (Sprenger Institute): Zertifizierung des unabhängigen Testinstituts
  • American Bureau of Shipping, Lloyds, Bureau Veritas: Klassifizierungsgesellschaften für Seeverkehr
  • PED-Richtlinie 746: Richtlinie über Druckgeräte

9. Spezielle Eigenschaften und Zusatzausrüstung

Auto PTI (Performance Test Inspection): Die Einheit enthält drei automatisierte Tests, die im Mikroprozessor integriert sind:

  • Test 1 (Funktionsprüfung): Energetisiert nacheinander den Kompressor, Lüftermotoren und Heizgeräte, testet den Energieverbrauch und vergleicht ihn mit dem berechneten Wert. Testet auch den Regler, Temperatursensoren und alle Schütze.
  • Test 2 (PTI-Test): Testet automatisch die Kühlkapazität bei -60°C und Abtauvorgänge. Testet den Regler, Schütze, Temperatursensoren und führt einen Hochdrucktest durch.
  • Test 3 (Manuelle Funktionsprüfung): Ermöglicht das Umschalten einzelner Komponenten zur Überprüfung des Energieverbrauchs und der relevanten Leistung.

Weitere Eigenschaften:

  • Klappbare und abnehmbare Verdampfertüren mit schnellverriegelbaren Edelstahlschlössern für einfachen Zugang
  • Sequenzielle Komponentenstart zur Minimierung von Spitzenstrom
  • Zufällige Zeitverzögerung beim ersten Start zur Minimierung von Spitzenstrom
  • Sicherheitsgurte und Griff in die Zugangsklappen zum Heizgerät integriert
  • Energieeffizientes On-Demand-Abtausystem
  • Verzinnte und nummerierte Drähte nach UL1647
  • Leichte Verbundstoff-Ventilatoren für Kondensator und Verdampfer
  • Minimale Tiefe von nur 420 mm von der Rückseite des Flansches
  • Manuell betätigter Handels-Bypass-Modus für spezielle Operationen
  • Schnellkupplungen R-134a an Ansaugung, Druck und Empfänger
  • 12-V-Batterie (1,9 A) zur Sicherung bei Stromausfall
  • Zwei Z-Profile auf der Rückwand für zusätzliche Steifheit
  • REFCON-Fernnachverfolgungssystem (optional) mit Übertragung über das Stromkabel nach ISO 10368

10. Fazit: Technische Exzellenz für kritische Anwendungen

Der Thermo King SuperFreezer CRR-40DF stellt den Höhepunkt der technologischen Entwicklung im Bereich der Ultra-Tieftemperatur-Kühlgeräte dar. Das Kaskaden-Kühlsystem mit zwei unabhängigen Kreisläufen (R-134a und R-23) ermöglicht beispiellose Fähigkeiten zum Erreichen und Aufrechterhalten von Temperaturen bis -71,7°C mit einer Genauigkeit von ±1°C. Die Einheit ist mit dem fortschrittlichen Mikroprozessor-Regler MP3000 mit integriertem Datenschreiber ausgestattet, der Temperaturdaten für bis zu 625 Tage aufzeichnet und Fernüberwachung über das REFCON-System ermöglicht.

Die Konstruktionslösung der Einheit – einschließlich korrosionsbeständiger Aluminiumbauweise, feuerbeständiger Polyurethan-Isolierung und umfassendem Sicherheitssystem – gewährleistet Zuverlässigkeit auch unter den anspruchsvollsten Bedingungen des Seeverkehrs. Die Einheit erfüllt alle relevanten internationalen Normen (ISO 1496-2, AHRI, ATP, USDA, CE, Pharma GDP) und ist von anerkannten Klassifizierungsgesellschaften (ABS, Lloyds, Bureau Veritas) zertifiziert.

SuperFreezer ist die ideale Lösung für die pharmazeutische Industrie (Impfstoffe, API, biologische Materialien), Biotechnologie-Anwendungen (Blutplasma, Gewebekulturen), Lebensmittelindustrie (Meeresfrüchte, Lebensmittelzutaten) und spezielle Chemikalien, die extreme Kälte und maximale Temperaturregelungsgenauigkeit erfordern. Die Kombination aus hervorragenden technischen Spezifikationen, Zuverlässigkeit und Einhaltung der strengsten internationalen Standards macht SuperFreezer zur ersten Wahl für den Transport der wertvollsten und empfindlichsten Frachten der Welt.