Thermo King Super Freezer

Unità Thermo King Super Freezer (modello CRR-40DF) rappresenta una soluzione all’avanguardia per il trasporto e lo stoccaggio di prodotti surgelati profondamente a temperature fino a -70°C. Questa analisi tecnica affronta la specifica dettagliata, le proprietà costruttive e le caratteristiche operative di questa unità di raffreddamento avanzata destinata al trasporto marittimo internazionale, al trasporto stradale e allo stoccaggio.

1. Introduzione e spettro applicativo dell’unità SuperFreezer

Thermo King SuperFreezer è appositamente progettata per applicazioni critiche che richiedono temperature estremamente basse. L’unità utilizza tecnologia a cascata (Cascade technology), che combina due circuiti di raffreddamento indipendenti con diversi refrigeranti per raggiungere e mantenere temperature ultra-basse. Questa architettura innovativa consente la protezione sicura dei carichi più preziosi e sensibili.

Le applicazioni dell’unità SuperFreezer includono il trasporto di prodotti farmaceutici (inclusi vaccini e API – sostanze farmaceutiche attive), materiali biologici (plasma sanguigno, campioni biologici), ingredienti alimentari (colture di yogurt, frutti di mare), enzimi chimici, componenti semiconduttori e altri prodotti sensibili alle alte temperature. L’unità è certificata secondo gli standard internazionali più rigorosi inclusi ISO 1496-2, CE, AHRI, TIR (Regolamenti doganali internazionali per container) e USDA.

2. Specifiche tecniche di base e proprietà costruttive

Materiali costruttivi e protezione: L’unità è costruita in alluminio serie 5000 e 6000, pre-trattato e verniciato con polvere poliestere secondo gli standard ISO 7253 e 2409 con classificazione 1. Lo spessore della pellicola di vernice è di 100 micrometri. Tra l’evaporatore e il condensatore è posizionata schiuma poliuretanica resistente al fuoco e priva di CFC (ISO 3582) con densità nominale di 32 kg/m³ e spessore medio di 52 mm. Tutti i componenti operativi ad eccezione della serpentina dell’evaporatore sono intercambiabili dalla parte anteriore dell’unità.

3. Sistema di raffreddamento – Architettura a cascata con due circuiti

Il cuore dell’unità SuperFreezer è il sistema di raffreddamento a cascata, che funziona secondo il principio di due circuiti di raffreddamento indipendenti. Il circuito primario (R-134a) condiziona il refrigerante del circuito secondario, mentre il circuito secondario (R-23) congela direttamente il carico attraverso la serpentina dell’evaporatore. Questo sistema consente il raggiungimento di temperature estremamente basse che sarebbero impossibili con un singolo refrigerante.

Serpentina dell’evaporatore: La serpentina dell’evaporatore è realizzata in rame (DIN 1787, spessore parete 0,45 mm) con alette in alluminio (DIN 1712/A199). Il passo delle alette è di 3,17 mm, la superficie è di 58 m² e l’unità ha 10 punti di iniezione. La serpentina è trattata con una superficie idrofila resistente alla corrosione causata da spruzzi salini. I produttori sono Dalian, Dunan o fornitori equivalenti.

Condensatore (raffreddato ad aria): Il condensatore è costruito in rame (spessore parete 0,45 mm) con alette in rame in configurazione circolare. Il passo delle alette è di 2,00 mm, la superficie è di 34,5 m². L’unità contiene una superficie di sottoraffreddamento di 4,6 m² per R-134a e 2,3 m² per R-23. La protezione dai raggi UV è garantita da un e-coat epossidico con vernice poliuretanica superiore.

Scambiatore di calore: Lo scambiatore di tipo SWEP B27 con 34 piastre in acciaio inossidabile ha una capacità di raffreddamento di 12 kW e una pressione di lavoro massima di 30 bar. Questo componente è fondamentale per il trasferimento efficiente del calore tra i due circuiti di raffreddamento.

4. Ventilatori, motori e sistema di sbrinamento

Ventilatori dell’evaporatore: L’unità è equipaggiata con tre ventilatori a elica di diametro 355 mm con otto pale in poliammide rinforzata con vetro. I ventilatori funzionano a bassa velocità (1725 giri/min a 60 Hz) e sono collegati direttamente all’albero del motore con passo delle pale di 22 gradi. I ventilatori funzionano continuamente a bassa velocità ad eccezione del ciclo di sbrinamento.

Condensatore e suo azionamento: Il ventilatore di condensazione è di tipo elica di diametro 550 mm con un pezzo e otto pale. Funziona a 1750 giri/min (60 Hz) con passo delle pale di 35 gradi e produce una portata d’aria di 6000 m³/h. Il ventilatore di condensazione è azionato da un motore da 1,5 kW, completamente chiuso, tipo non ventilato con cuscinetti a sfere, albero in acciaio inossidabile e classe F di isolamento.

Motori dei ventilatori dell’evaporatore: Ciascuno dei tre motori dei ventilatori dell’evaporatore ha una potenza nominale di 0,75 kW ed è costruito con avvolgimenti separati per velocità alta e bassa. I motori sono completamente chiusi, non ventilati, con cuscinetti a sfere (6205 e 6203) lubrificati con grasso Mobil 28. L’intervallo di temperatura è da -65°C a 65°C. Ogni avvolgimento ha una protezione termica interna con reset automatico.

Sistema di sbrinamento: L’unità è equipaggiata con 12 elementi riscaldanti per lo sbrinamento da 680 W ciascuno, con capacità di sbrinamento totale di 8160 W (460V/60 Hz) o 6000 W (380V/50 Hz). La vaschetta di drenaggio dello sbrinamento con bordi alti contiene due scarichi e tubi in plastica posizionati vicino al condensatore e al compressore per prevenire il congelamento in ambienti freddi.

5. Sistema di controllo MP3000 e data logger – Regolazione avanzata della temperatura

Il cervello dell’unità SuperFreezer è il regolatore microprocessore MP3000, sviluppato appositamente per la regolazione e il monitoraggio dei container di raffreddamento. Il regolatore è equipaggiato con data logger integrato con porta di comunicazione per il collegamento al modulo di trasmissione opzionale tramite cavo di alimentazione (sistema REFCON).

Display e controlli: MP3000 è equipaggiato con display LCD a 4 righe con 20 caratteri per riga per la visualizzazione di menu e campi dati. Il display LED a sette segmenti mostra la temperatura attuale utilizzata nell’algoritmo di controllo. Otto indicatori LED segnalano vari stati operativi (errore, funzionamento normale, sbrinamento, riscaldamento, compressore, controllo umidità, temperatura di mandata/ritorno). La tastiera ha 16 tasti universali e 4 tasti di scelta rapida per un facile controllo.

Regolazione della temperatura – modalità congelamento: L’unità funziona sulla base di regolazione ON-OFF con il seguente algoritmo: Quando la temperatura di ritorno dell’aria scende di 1°C al di sotto dell’impostazione, il compressore si arresta. Il tempo di arresto minimo è di 10 minuti. Quando la temperatura sale di 1°C al di sopra dell’impostazione, il sistema R-134a si avvia per primo, e dopo 30 secondi si avvia il sistema R-23. Il tempo di funzionamento minimo è di 15 minuti. La precisione complessiva della regolazione è ±1°C.

Ciclo di sbrinamento: Lo sbrinamento è controllato da un sensore nella serpentina dell’evaporatore. Il ciclo si attiva quando la differenza di temperatura tra il sensore di ritorno e l’impostazione raggiunge un valore preimpostato e sono trascorse 6 ore di funzionamento del compressore dallo sbrinamento precedente. Lo sbrinamento si interrompe automaticamente quando la temperatura nella serpentina raggiunge 18°C o se la temperatura supera 8°C per più di 35 minuti (a tensione > 400 V) o 45 minuti (a tensione < 400 V). Lo sbrinamento è anche limitato a un massimo di 90 minuti (60 Hz) o 120 minuti (50 Hz). La sicurezza aggiuntiva è garantita da un timer di sbrinamento con periodo iniziale di 12 ore, che aumenta di 6 ore fino a un massimo di 36 ore.

Data logger e registrazione dei dati: Il data logger integrato basato su microprocessore registra le temperature in memoria Flash a intervalli preimpostati (0,5, 1, 2 o 4 ore). Vengono registrate le temperature da tre sensori USDA, sensori di mandata e ritorno dell’aria del regolatore e la temperatura impostata. Con intervallo di un’ora, le informazioni sulla temperatura sono disponibili per gli ultimi 625 giorni. Il data logger continua a registrare 120 record di temperatura anche dopo lo scollegamento del container dall’alimentazione, con batteria che supporta l’orologio per almeno 10 anni.

6. Elementi di sicurezza e sistemi di regolazione

Elementi di sicurezza elettrica: L’unità è equipaggiata con termostato Klixon con interruzione a 54°C (con reset a 32°C) per la protezione dei motori del compressore, del condensatore e dell’evaporatore. L’interruttore principale ha una capacità di 32 A e protegge il circuito elettrico da sovraccarichi.

Elementi di regolazione del raffreddamento: Il sistema contiene valvola di espansione Danfoss (TX), essiccatore con indicatore di umidità (integrato nel ricevitore), ricevitore R-134a (costruzione in rame con finestra in vetro) o ricevitore R-23 (acciaio inossidabile con finestra in vetro), valvola di chiusura Superior, valvola di ritegno Danfoss, solenoidi Danfoss e valvola di sovrapressione. Tutti i componenti incluse le tubazioni sono verniciati con epossidico per la protezione dalla corrosione.

Elementi di sicurezza del sistema di raffreddamento: L’unità contiene interruttore di alta pressione (R-134a: 24,1 bar ± 0,68 bar, R-23: 30 bar ± 0,68 bar) con reset a 16,4 bar (R-134a) o 22 bar (R-23). Interruttore di bassa pressione (solo R-23) con reset a 0,65 bar ± 0,68 bar arresta entrambi i compressori a bassa pressione. Valvola di sicurezza con pressione di mercurio (34 bar ± 3,4/-1,0 bar) è integrata nel ricevitore. Manometri (MSI, intervallo 0-200 Psig per bassa pressione, 0-500 Psig per alta pressione) e finestra in vetro per R-134a (versione saldata) consentono il controllo visivo dello stato del sistema.

Valvola di sicurezza di equalizzazione della pressione: L’unità è equipaggiata con valvola di equalizzazione della pressione (produttore AVK Plast A/S) posizionata sotto il motore di condensazione. La valvola ha pressione di apertura di 1400 Pa (140 mm WG), forza di apertura di 0,4 kg (4 N) e diametro interno di 60 mm. Questa valvola previene il vuoto eccessivo nel container.

7. Capacità operativa e risultati dei test

8. Norme internazionali e certificazioni

L’unità SuperFreezer è completamente certificata secondo gli standard e le norme internazionali più rigorosi:

• ISO 1496-2: Specifica per unità di raffreddamento nei container di trasporto
• AHRI 1110-69: Metodo di test per la valutazione dell’attrezzatura di raffreddamento
• ATP (Accord on the International Carriage of Perishable Foodstuffs): Accordo internazionale per il trasporto di alimenti deperibili
• TIR (Customs Convention on the International Transport of Goods under Cover of TIR Carnets): Regolamenti doganali internazionali per container
• USDA (United States Department of Agriculture): Requisiti agricoli americani per unità di raffreddamento
• CE: Certificazione di conformità europea con normative di sicurezza e salute
• Pharma GDP (Good Distribution Practice): Corretta pratica distributiva per prodotti farmaceutici
• ATO (Sprenger Institute): Certificazione dell’istituto di test indipendente
• American Bureau of Shipping, Lloyds, Bureau Veritas: Società di classificazione per il trasporto marittimo
• PED Directive 746: Direttiva sui dispositivi in pressione

9. Caratteristiche speciali e attrezzature supplementari

Auto PTI (Performance Test Inspection): L’unità contiene tre test automatizzati integrati nel microprocessore:

• Test 1 (Test funzionale): Energizza progressivamente il compressore, i motori dei ventilatori e gli elementi riscaldanti, testa il consumo di energia e lo confronta con il valore calcolato. Testa anche il regolatore, i sensori di temperatura e tutti i contattori.
• Test 2 (Test PTI): Testa automaticamente la capacità di raffreddamento a -60°C e le operazioni di sbrinamento. Testa il regolatore, i contattori, i sensori di temperatura e esegue il test di alta pressione.
• Test 3 (Test funzionale manuale): Consente il passaggio di singoli componenti per il controllo del consumo di energia e della potenza rilevante.

Altre caratteristiche:

• Sportelli dell’evaporatore pieghevoli e rimovibili con serrature a sgancio rapido in acciaio inossidabile per facile accesso
• Avvio sequenziale dei componenti per minimizzare la corrente di picco
• Ritardo temporale casuale al primo avvio per minimizzare la corrente di picco
• Cinghie di sicurezza e maniglia integrate negli sportelli di accesso al riscaldamento
• Sistema di sbrinamento a risparmio energetico “su richiesta” (on demand)
• Conduttori in filo stagnato e numerati secondo UL1647
• Ventilatori compositi leggeri per condensatore ed evaporatore
• Profondità minima di soli 420 mm dal retro della flangia
• Modalità by-pass commerciale controllata manualmente per operazioni speciali
• Connettori rapidi R-134a su aspirazione, scarico e ricevitore
• Batteria 12 V (1,9 A) per backup in caso di interruzione dell’alimentazione
• Due profili a Z sulla parete posteriore per rigidità aggiuntiva
• Sistema di monitoraggio remoto REFCON (opzionale) con trasmissione tramite cavo di alimentazione secondo ISO 10368

10. Conclusione: Eccellenza tecnica per applicazioni critiche

Thermo King SuperFreezer CRR-40DF rappresenta il culmine dello sviluppo tecnologico nel campo dell’attrezzatura di raffreddamento a temperatura ultra-bassa. Il sistema di raffreddamento a cascata con due circuiti indipendenti (R-134a e R-23) consente una capacità senza precedenti di raggiungere e mantenere temperature fino a -71,7°C con precisione ±1°C. L’unità è equipaggiata con il regolatore microprocessore avanzato MP3000 con data logger integrato, che registra i dati di temperatura per un massimo di 625 giorni e consente il monitoraggio remoto tramite il sistema REFCON.

La soluzione costruttiva dell’unità – inclusa la costruzione in alluminio resistente alla corrosione, l’isolamento in poliuretano resistente al fuoco e il complesso sistema di sicurezza – garantisce l’affidabilità anche nelle condizioni più impegnative del trasporto marittimo. L’unità soddisfa tutte le norme internazionali rilevanti (ISO 1496-2, AHRI, ATP, USDA, CE, Pharma GDP) ed è certificata da società di classificazione riconosciute (ABS, Lloyds, Bureau Veritas).

SuperFreezer è la soluzione ideale per l’industria farmaceutica (vaccini, API, materiali biologici), applicazioni biotecnologiche (plasma sanguigno, colture tissutali), industria alimentare (frutti di mare, ingredienti alimentari) e prodotti chimici speciali, che richiedono freddo estremo e massima precisione nella regolazione della temperatura. La combinazione di specifica tecnica eccellente, affidabilità e conformità agli standard internazionali più rigorosi rende SuperFreezer la scelta principale per il trasporto dei carichi più preziosi e sensibili del mondo.

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