Technické informácie > Thermo King Super Freezer

Thermo King Super Freezer

Jednotka Thermo King Super Freezer (model CRR-40DF) predstavuje špičkové riešenie pre prepravu a skladovanie hlboko zmrazených produktov s teplotami až -70°C. Táto technická analýza sa zaoberá detailnou špecifikáciou, konštrukčnými vlastnosťami a prevádzkovými charakteristikami tejto pokročilej chladiarenskej jednotky určenej pre medzinárodnú námornú prepravu, cestnú dopravu aj skladovanie.

1. Úvod a aplikačné spektrum SuperFreezer jednotky

Thermo King SuperFreezer je špeciálne navrhnutá pre kritické aplikácie vyžadujúce extrémne nízke teploty. Jednotka využíva kaskádovú technológiu (Cascade technology), ktorá kombinuje dva nezávislé chladiace okruhy s rôznymi chladivami pre dosiahnutie a udržiavanie ultra-nízkych teplôt. Táto inovatívna architektúra umožňuje bezpečnú ochranu najcennejších a najcitlivejších nákladov.

Aplikácie SuperFreezer jednotky zahŕňajú prepravu farmaceutických produktov (vrátane vakcín a API – aktívnych farmaceutických látok), biologických materiálov (krvná plazma, biologické vzorky), potravinárskych ingrediencií (kultúry jogurtu, morské plody), chemických enzýmov, polovodičových súčiastok a ďalších vysokoteplotne citlivých produktov. Jednotka je certifikovaná podľa najprísnejších medzinárodných štandardov vrátane ISO 1496-2, CE, AHRI, TIR (Medzinárodné colné predpisy pre kontajnery) a USDA.

2. Základné technické špecifikácie a konštrukčné vlastnosti

ParameterŠpecifikáciaPoznámka
VýrobcaThermo King CorporationSúčasť Trane Technologies
ModelCRR-40DFPicture frame typ jednotky
Šírka2025,5 mmŠtandardný ISO kontajner
Výška2235,2 mmPlná výška kontajnera
Hĺbka420,0 mm (od zadnej strany príruby)Minimálna priestorová náročnosť
Hmotnosť630 kgKompletná jednotka
Elektrické napätie (3-fázové)400-500 V (60 Hz) / 360-460 V (50 Hz)±2,5% tolerancia
Maximálny príkon pri pull-down19 kWPočiatočný chladiaci cyklus
Riadiaci obvod29 V ACNízkonapäťový bezpečnostný obvod
Metóda vyhrievaniaElektrický odporOdmrazovanie a temperovanie
Úniky vzduchu jednotkou< 0,5 m³/h (pri 76 mm WG)Kontrolovaná atmosféra
Tepelné úniky jednotkou< 3,4 kcal/h/°C (3,95 W/°C)Izolácia polyuretánom
Skúšobný tlak (R23)39 bar (PED Directive 746)Bezpečnostná norma
Objem tlakových nádob26,5 litraSúčet všetkých nádob
Farba (RAL)Off-white RAL 9016/85 (jednotka) / čierna (potrubie)Polyesterový prášok

Konštrukčné materiály a ochrana: Jednotka je konštruovaná z hliníka radu 5000 a 6000, ktorý je predlakovaný a natretý polyesterovým práškom podľa ISO štandardov 7253 a 2409 s klasifikáciou 1. Filmová hrúbka náteru činí 100 mikrometrov. Medzi výparníkom a kondenzátorom je umiestnená požiaru odolná a CFC-free polyuretánová pena (ISO 3582) s nominálnou hustotou 32 kg/m³ a priemernou hrúbkou 52 mm. Všetky operačné komponenty s výnimkou výparníkovej cievky sú vymeniteľné spredu jednotky.

3. Chladiaci systém – Kaskádová architektúra s dvoma okruhmi

Srdcom SuperFreezer jednotky je kaskádový chladiaci systém, ktorý pracuje na princípe dvoch nezávislých chladiacich okruhov. Primárny okruh (R-134a) kondicionuje chladivo sekundárneho okruhu, zatiaľ čo sekundárny okruh (R-23) priamo zmrazuje náklad prostredníctvom výparníkovej cievky. Tento systém umožňuje dosiahnutie extrémne nízkych teplôt, ktoré by boli nemožné s jedným chladivom.

KomponentaŠpecifikácia R-134aŠpecifikácia R-23
KompresorCopeland D3DSTA-075E-TFDCopeland ZF18K4E-TFD-277
Typ3-valcový piestovýRotačný (scroll)
Zdvih/Primer61,9 x 63,5 mmN/A (scroll typ)
Výtlak60 m³/h20,5 m³/h
Otáčky (60 Hz)1750 ot/minN/A
Nominálny výkonN/A6 HP
Chladivo (naplnenie)3,5 kg3,2 kg
Odporúčané olejeCopeland Ultra 22CC, Mobil EAL 22CC, ICI Emkarate RL32CFŠpeciálny olej pre R-23
Vnútorná tepelná ochranaAutomatický resetAutomatický reset
Vysoký tlak24,1 bar30 bar
Nízky tlak1 bar2-3 bar

Výparníková cievka: Výparníková cievka je vyrobená z medi (DIN 1787, hrúbka steny 0,45 mm) s hliníkovými rebrami (DIN 1712/A199). Rozstup rebier činí 3,17 mm, povrchová plocha je 58 m² a jednotka má 10 vstrekovacích bodov. Cievka je ošetrená hydrofílnym povrchom odolným proti korózii spôsobenej slaným rozprašovaním. Výrobcovia sú Dalian, Dunan alebo ekvivalentní dodávatelia.

Kondenzátor (vzduchom chladený): Kondenzátor je konštruovaný z medi (hrúbka steny 0,45 mm) s medenými rebrami v kruhovej konfigurácii. Rozstup rebier je 2,00 mm, povrchová plocha činí 34,5 m². Jednotka obsahuje podchladzovaciu plochu 4,6 m² pre R-134a a 2,3 m² pre R-23. Ochrana proti UV žiareniu je zaistená epoxidovým e-coatom s polyuretánovým vrchným náterom.

Výmeník tepla: Výmeník typu SWEP B27 s 34 doskami z nehrdzavejúcej ocele má chladiacu kapacitu 12 kW a maximálny pracovný tlak 30 bar. Tento komponent je kľúčový pre efektívny prenos tepla medzi dvoma chladiacimi okruhmi.

4. Ventilátory, motory a odmrazovací systém

Výparníkové ventilátory: Jednotka je vybavená tromi propelerovými ventilátormi s priemerom 355 mm s ôsmimi lopatkami z polyamidu vystuženého sklom. Ventilátory bežia v nízkej rýchlosti (1725 ot/min pri 60 Hz) a sú pripojené priamo na hriadeľ motora s rozstupom lopatiek 22 stupňov. Ventilátory bežia kontinuálne v nízkej rýchlosti s výnimkou odmrazovacieho cyklu.

Kondenzátor a jeho pohon: Kondenzačný ventilátor je propelerového typu s priemerom 550 mm s jedným kusom a ôsmimi lopatkami. Beží na 1750 ot/min (60 Hz) s rozstupom lopatiek 35 stupňov a produkuje prietok vzduchu 6000 m³/h. Kondenzačný ventilátor je poháňaný motorom 1,5 kW, úplne uzavretým, nevetraným typom s guličkovými ložiskami, nehrdzavejúcou hriadeľou a triedou F izolácie.

Motory výparníkových ventilátorov: Každý z troch motorov výparníkových ventilátorov má nominálny výkon 0,75 kW a je konštruovaný s oddelenými vinutiami pre vysokú a nízku rýchlosť. Motory sú úplne uzavreté, nevetrané, s guličkovými ložiskami (6205 a 6203) mazanými mazivom Mobil 28. Teplotný rozsah je -65°C až 65°C. Každé vinutie má vnútornú tepelnú ochranu s automatickým resetom.

Odmrazovací systém: Jednotka je vybavená 12 odmrazovacími výhrevnými telesami s výkonom 680 W každé, s celkovou odmrazovacou kapacitou 8160 W (460V/60 Hz) alebo 6000 W (380V/50 Hz). Odmrazovacia odtoková vaňa s vysokými okrajmi obsahuje dva odtoky a plastové hadice umiestnené v blízkosti kondenzátora a kompresora, aby sa zabránilo zamrznutiu v chladnom okolitom prostredí.

5. Riadiaci systém MP3000 a datalogger – Pokročilá regulácia teploty

Mozgom SuperFreezer jednotky je mikroprocesorový regulátor MP3000, vyvinutý špeciálne pre reguláciu a monitorovanie chladiarenských kontajnerov. Regulátor je vybavený integrovaným dataloggerom s komunikačným portom pre pripojenie na voliteľný modul prenosu cez napájací kábel (REFCON systém).

Displeje a ovládanie: MP3000 je vybavený 4-riadkovým LCD displejom s 20 znakmi na riadok pre zobrazenie menu a dátových polí. Päťsegmentový LED displej zobrazuje aktuálnu teplotu používanú v regulačnom algoritme. Osem LED indikátorov signalizuje rôzne stavy operácie (chyba, normálna prevádzka, odmrazovanie, výhrevné teleso, kompresor, vlhkostná kontrola, teplota prívodu/návratu). Klávesnica má 16 univerzálnych klávesov a 4 skratkové klávesy pre jednoduché ovládanie.

Regulácia teploty – režim zmrazovania: Jednotka funguje na báze ON-OFF regulácie s nasledujúcim algoritmom: Keď teplota návratu vzduchu klesne na 1°C pod nastavením, kompresor sa zastaví. Minimálna doba zastavenia je 10 minút. Keď teplota stúpne na 1°C nad nastavením, najprv sa spustí systém R-134a, a po 30 sekundách sa spustí systém R-23. Minimálna doba prevádzky je 15 minút. Celková presnosť regulácie je ±1°C.

Odmrazovací cyklus: Odmrazovanie je riadené senzorom v cievke výparníka. Cyklus sa aktivuje, keď rozdiel teploty medzi senzorom návratu a nastavením dosiahne prednastavenú hodnotu a uplynulo 6 hodín prevádzky kompresora od predchádzajúceho odmrazovania. Odmrazovanie sa automaticky ukončí, keď teplota v cievke dosiahne 18°C alebo ak teplota presiahne 8°C dlhšie ako 35 minút (pri napätí > 400 V) alebo 45 minút (pri napätí < 400 V). Odmrazovanie je tiež obmedzené na maximálne 90 minút (60 Hz) alebo 120 minút (50 Hz). Dodatočná bezpečnosť je zaistená odmrazovacím časovačom s počiatočnou 12-hodinovou periódou, ktorá sa zvyšuje o 6 hodín až na maximálnych 36 hodín.

Datalogger a zaznamenávanie dát: Integrovaný datalogger na báze mikroprocesora zaznamenáva teploty vo Flash pamäti v prednastavených intervaloch (0,5, 1, 2 alebo 4 hodiny). Zaznamenávané sú teploty z troch USDA senzorov, senzorov prívodu a návratu vzduchu regulátora a nastavená teplota. S jednohodinovým intervalom sú dostupné informácie o teplote za posledných 625 dní. Datalogger pokračuje v zaznamenávaní 120 teplotných záznamov aj po odpojení kontajnera od napájania, s batériou zálohujúcou hodiny po dobu najmenej 10 rokov.

6. Bezpečnostné prvky a regulačné systémy

Elektrické bezpečnostné prvky: Jednotka je vybavená Klixon termostatom s prerušením na 54°C (s resetom na 32°C) pre ochranu motorov kompresora, kondenzátora a výparníka. Hlavný istič má kapacitu 32 A a chráni elektrický obvod pred preťažením.

Chladiace regulačné prvky: Systém obsahuje Danfoss expanzný ventil (TX), sušič s indikátorom vlhkosti (zabudovaný v prijímači), prijímač R-134a (medená konštrukcia so skleneným okienkom) alebo prijímač R-23 (nehrdzavejúca oceľ so skleneným okienkom), uzatvárací ventil Superior, spätný ventil Danfoss, solenoidy Danfoss a pretlakový ventil. Všetky komponenty vrátane potrubia sú epoxidovo lakované pre ochranu proti korózii.

Bezpečnostné prvky chladiaceho systému: Jednotka obsahuje vysokotlakový prerušovač (R-134a: 24,1 bar ± 0,68 bar, R-23: 30 bar ± 0,68 bar) s resetom na 16,4 bar (R-134a) alebo 22 bar (R-23). Nízko-tlakový prerušovač (R-23 iba) s resetom na 0,65 bar ± 0,68 bar zastaví oba kompresory pri nízkom tlaku. Bezpečnostný ventil s tlakom ortuti (34 bar ± 3,4/-1,0 bar) je zabudovaný v prijímači. Tlakomery (MSI, rozsah 0-200 Psig pre nízky tlak, 0-500 Psig pre vysoký tlak) a sklenené okienko pre R-134a (verzia so spájkovaním) umožňujú vizuálnu kontrolu stavu systému.

Bezpečnostný ventil tlakového vyrovnávania: Jednotka je vybavená ventilom pre vyrovnanie tlaku (výrobca AVK Plast A/S) umiestneným pod kondenzačným motorom. Ventil má otvárací tlak 1400 Pa (140 mm WG), otváraciu silu 0,4 kg (4 N) a vnútorný priemer 60 mm. Tento ventil zabraňuje nadmernému vákue v kontajneri.

7. Prevádzková kapacita a testovacie výsledky

ParameterHodnotaPodmienky / Poznámka
Testovacia metódaAHRI 1110-69Schválená metóda hodnotenia
Sériové číslo jednotkyA001018172MSFU 856740-4
Okolitá teplota37,8°C (100°F)Štandardná testovacia podmienka
Frekvencia60 HzSeverná Amerika

Chladiaca kapacita pri -60°C (teplota návratu):

| Výparníkový ventilátor | 550 W | Výkon ventilátora |
| Spätný ventilátor | 5 850 W | Chladiaci výkon |
| Čistý výkon | 13 200 W | Celkový chladiaci výkon |
| Faktor výkonu | 0,81 | Elektrická účinnosť |

Chladiaca kapacita pri -30°C (teplota návratu):

| Výparníkový ventilátor | 550 W | Výkon ventilátora |
| Spätný ventilátor | 8 250 W | Chladiaci výkon |
| Čistý výkon | 16 300 W | Celkový chladiaci výkon |
| Faktor výkonu | 0,84 | Elektrická účinnosť |

Tlakové parametre:

| Vysoký tlak (R-23) | 30 bar | Pracovný tlak |
| Vysoký tlak (R-134a) | 24,1 bar | Pracovný tlak |
| Nízky tlak (R-23) | 2-3 bar | Rozsah pracovného tlaku |
| Nízky tlak (R-134a) | 1 bar | Pracovný tlak |

Testovacie výsledky:

| Najnižšia dosiahnuteľná teplota (pull-down test) | -71,7°C | Senzor návratu v okolitom prostredí, 38°C |
| Tepelné úniky kontajnera | U = 35,23 W/°K | Merané na testovacom kontajneri |
| Rozsah nastaviteľnej teploty | -65°C až -10°C | Regulátor MP3000 |
| Presnosť regulácie | ±1°C | Celoživotná presnosť |
| Pracovný rozsah okolitej teploty | -30°C až 50°C | Plná funkčnosť jednotky |
| Maximálna hlučnosť | ≤ 80 dB(A) | 250 Hz pásmo, 1,5 m vzdialenosti, 1,2 m nad zemou, 50 Hz |

8. Medzinárodné normy a certifikácie

SuperFreezer jednotka je plne certifikovaná podľa najprísnejších medzinárodných štandardov a noriem:

  • ISO 1496-2: Špecifikácia pre chladiace jednotky v prepravných kontajneroch
  • AHRI 1110-69: Testovacia metóda pre hodnotenie chladiaceho vybavenia
  • ATP (Accord on the International Carriage of Perishable Foodstuffs): Medzinárodná dohoda pre prepravu skaziteľných potravín
  • TIR (Customs Convention on the International Transport of Goods under Cover of TIR Carnets): Medzinárodné colné predpisy pre kontajnery
  • USDA (United States Department of Agriculture): Americké poľnohospodárske požiadavky na chladiace jednotky
  • CE: Certifikácia európskej zhody s bezpečnostnými a zdravotnými predpismi
  • Pharma GDP (Good Distribution Practice): Správna distribučná prax pre farmaceutické produkty
  • ATO (Sprenger Institute): Certifikácia nezávislej testovacej inštitúcie
  • American Bureau of Shipping, Lloyds, Bureau Veritas: Klasifikačné spoločnosti pre námornú dopravu
  • PED Directive 746: Smernica o tlakových zariadeniach

9. Špeciálne vlastnosti a doplnkové vybavenie

Auto PTI (Performance Test Inspection): Jednotka obsahuje tri automatizované testy zabudované do mikroprocesora:

  • Test 1 (Funkčný test): Postupne energizuje kompresor, motory ventilátorov a výhrevné prvky, testuje spotrebu energie a porovnáva ju s vypočítanou hodnotou. Testuje tiež regulátor, teplotné senzory a všetky stykače.
  • Test 2 (PTI test): Automaticky testuje chladiacu schopnosť na -60°C a operácie odmrazovania. Testuje regulátor, stykače, teplotné senzory a vykonáva vysokotlakový test.
  • Test 3 (Manuálny funkčný test): Umožňuje prepínanie jednotlivých komponentov pre kontrolu spotreby energie a relevantného výkonu.

Ďalšie vlastnosti:

  • Sklopné a snímateľné dvierka výparníka s rýchloupínacími nehrdzavejúcimi zámkami pre jednoduchý prístup
  • Sekvenčné spúšťanie komponentov pre minimalizáciu špičkového prúdu
  • Náhodné časové oneskorenie pri prvom spustení pre minimalizáciu špičkového prúdu
  • Bezpečnostné popruhy a rukoväte integrované do dvierok prístupu k výhrevnému telesu
  • Energeticky úsporný systém odmrazovania „na požiadanie“ (on demand)
  • Drôtené vodiče pocínované a číslované podľa UL1647
  • Ľahké kompozitné ventilátory pre kondenzátor a výparník
  • Minimálna hĺbka iba 420 mm od zadnej strany príruby
  • Manuálne ovládaný obchádzací režim pre zvláštne operácie
  • Rýchle konektory R-134a na saní, výtlaku a prijímači
  • Batéria 12 V (1,9 A) pre zálohu pri výpadku napájania
  • Dva Z-profily na zadnej stene pre dodatočnú tuhosť
  • REFCON systém diaľkového monitorovania (voliteľný) s prenosom cez napájací kábel podľa ISO 10368

10. Záver: Technická excelentnosť pre kritické aplikácie

Thermo King SuperFreezer CRR-40DF predstavuje vrchol technologického vývoja v oblasti ultra-nízkoteplotného chladiaceho vybavenia. Kaskádový chladiaci systém s dvoma nezávislými okruhmi (R-134a a R-23) umožňuje bezprecedentnú schopnosť dosahovania a udržiavania teplôt až -71,7°C s presnosťou ±1°C. Jednotka je vybavená pokročilým mikroprocesorovým regulátorom MP3000 s integrovaným dataloggerom, ktorý zaznamenáva teplotné dáta po dobu až 625 dní a umožňuje diaľkové monitorovanie prostredníctvom REFCON systému.

Konštrukčné riešenie jednotky – vrátane hliníkovej konštrukcie odolnej voči korózii, požiaru odolnej polyuretánovej izolácie a komplexného bezpečnostného systému – zaisťuje spoľahlivosť aj v najnáročnejších podmienkach námornej prepravy. Jednotka spĺňa všetky relevantné medzinárodné normy (ISO 1496-2, AHRI, ATP, USDA, CE, Pharma GDP) a je certifikovaná uznávanými klasifikačnými spoločnosťami (ABS, Lloyds, Bureau Veritas).

SuperFreezer je ideálnym riešením pre farmaceutický priemysel (vakcíny, API, biologické materiály), biotechnologické aplikácie (krvná plazma, tkanivové kultúry), potravinársky priemysel (morské plody, potravinárske ingrediencie) a špeciálne chemické produkty, ktoré vyžadujú extrémny chlad a maximálnu presnosť regulácie teploty. Kombinácia vynikajúcej technickej špecifikácie, spoľahlivosti a dodržiavania najprísnejších medzinárodných štandardov činí SuperFreezer prvou voľbou pre prepravu najcennejších a najcitlivejších nákladov na svete.