На рынке изотермических фургонов всегда присутствует много производителей. Каждый из них в качестве конкурентного преимущества своих изотермических фургонов представляет свою продукцию как полностью соответствующую международным требованиям СПС, в частности,  по такому важному показателю, как коэффициент теплопередачи.
          Этот коэффициент характеризует качество теплоизоляции изотермического фургона и является его важнейшим параметром. О физическом смысле этого параметра см. ниже.
         Очень часто изотермические фургоны по значениям коэффициента теплопередачи оказываются далеко от заявленных изготовителем значений.
          Для измерения коэффициента теплопередачи выпускаемых изотермических фургонов в компании "Промавто" в 2008 году был построен испытательный комплекс и организована лаборатория по теплотехническим испытаниям изотермических фургонов и автомобильного холодильного оборудования. Сердцем испытательного комплекса стала теплоизолированная камера (см. фото), спроектированная и построенная в начале 2008 года.

        Все изотермические фургоны нашего  собственного производства проходили тестирование в этой камере. Однако с января 2015 года мы начали работать в новой измерительной камере, позволяющей измерять транспортные средства длиной до 18 метров. Высота ворот на въезде в камеру 4,5 метров.
        Мы предлагаем производителям и пользователям изотермических фургонов и рефрижераторов услуги по измерению коэффициента теплопередачи фургонов.
        В случаях сомнений в тепловом режиме Ваших рефрижераторов, мы выполним измерение коэффициента теплопередачи фургона и мощности  холодильной установки.
        Габариты измерительной камеры позволяют производить испытания изотермических фургонов длиной до 8 метров.
        Измерения проводятся методом внутреннего нагревателя в соответствии с международными требованиями СПС. На основании требований СПС был разработан ГОСТ Р 50697-94.
          Методика теплотехнических испытаний изотермических фургонов и испытательный комплекс имеют свидетельство "ФГУ Нижегородский ЦСМ".
          По результатам измерений оформляется Протокол измерений, в котором отражаются время и место измерений, применяемое оборудование, режимы измерения и т.п., и, главное, на основании полученных данных расчетным путем с высокой точностью определяется коэффициент теплопередачи фургона.
          Степень теплоизоляции изотермических фургонов характеризуется параметром "К", который называется коэффициент теплопередачи изотермического фургона и измеряется в единицах Вт/м2•град.
          Физический смысл коэффициента теплопередачи – теплопередача в Ваттах через 1 кв.м конструкции фургона при разности температуры внутри и вне фургона 1 градус.
          Фургон считается высокой степени изотермичности, если его коэффициент теплопередачи не превышает 0,4 Вт/м2•град. Только такие фургоны рекомендуется применять для перевозки замороженной продукции при температуре -18 °С и ниже.
          Когда коэффициент теплопередачи превышает 0,4 Вт/м2•град, но не выше 0,7 Вт/м2•град, такой фургон считается изотермическим и рекомендуется для продуктов, требующих при их перевозке температуры всего лишь вблизи 0°С (+5 ... -5) градусов.
          Фургоны, имеющие коэффициент теплопередачи более 0,7 Вт/м2•град вообще не считаются изотермическими. На них не принято устанавливать холодильное оборудование, так как не будут обеспечены заявленные изготовителем паспортные параметры холодильного оборудования, установленного на такой фургон.
          Метод измерения коэффициента теплопередачи позволяет учесть суммарное ухудшение степени теплоизоляции фургона за счет недостаточной герметичности дверей в фургон, неграмотно выполненных стыков элементов конструкции фургона и отдельных блоков теплоизолятора, наличие сквозных металлических элементов фургона, которые играют роль тепловых мостов, повышенной влажности теплоизолятора и т.п. и поэтому иногда называется общим или даже интегральным коэффициентом теплопередачи.
          Зная общий коэффициент теплопередачи фургона К, площадь поверхности S и предполагаемую разность температур ΔT внутри и вне фургона во время работы рефрижератора легко определить мощность теплопередачи в фургон. Для этого достаточно перемножить все три цифры.
          Например, если площадь поверхности фургона 30 м2 (ГАЗ-3302), температура воздуха внутри фургона -20°С, а снаружи +30°С, т.е. разность температур ΔT=50°С, то при К=0,4 Вт/м2•град (0,4 - это очень хороший фургон) мощность теплопередачи в фургон будет составлять 0,4х30х50=600 Вт
          Натекание в КАМАЗовский фургон размером 6х2,5х2,5 м, имеющий площадь 68 м2 при тех же условиях будет составлять 0,4х68х50=1360 Вт.
          Эти цифры позволяют оценить минимально необходимую холодопроизводительность холодильной системы, которую предполагается приобрести и установить на данный изотермический фургон. Дополнительные детали расчета и еще кое-какую очень полезную для автохолодильщика информацию см. в рубрике "Как, его выбрать".
          Теоретический коэффициент теплопередачи для любого фургона не трудно сосчитать, зная тип и толщину теплоизолирующего материала, примененного для изготовления фургона. Для расчета следует применить простую формулу: К=λ/d, где λ – коэффициент теплопроводности теплоизолятора в единицах Вт/м•град, d – толщина теплоизолятора в метрах. Значение λ можно узнать у производителей теплоизолятора или из справочников.
          Этот коэффициент для пенопласта ПСБ-35 = 0,04 Вт/м•град, Для пенополиуретана ППУ-40 = 0,035.
          Существуют материалы, которые, по данным изготовителя, имеют λ = 0,028 Вт/м•град (например, теплекс). Для сравнения, коэффициент теплопроводности воздуха при 20°С = 0,022 Вт/м•град, а коэффициент теплопроводности свежевыпавшего снега = 0,08 Вт/м•град - снег не самый плохой теплоизолятор! А, например, фанера имеет коэффициент теплопроводности 0,2 Вт/м•град, это если сухая, а влажная - до 0,5 и хуже.
          Теоретический коэффициент теплопередачи для фургона, который имеет теплоизолятор из ПСБ-35 толщиной 100 мм, (т.е. 0,1 м) К=0,4/0,1 = 0,4 Вт/м2•град.
          Если бы фургон имел теплоизоляцию из ПСБ-35 толщиной 60 мм, он имел бы коэффициент теплопередачи К=0,4/0,06=0,67 Вт/м2•град.
          Казалось бы, достаточно сделать фургон из 100 мм ПСБ-35, и мы получим фургон повышенной изотермичности с К=0,4!
          На самом деле все очень сильно зависит от конструкции и технологии изготовления фургона. Реальный фургон всегда имеет одну или несколько дверей. По периметру дверей степень теплоизоляции всегда хуже, чем у сплошной стенки фургона. Ухудшенная теплоизоляция наблюдается на стыках боковых стен, пола и потолка, на стыках отдельных пластин теплоизолятора внутри стен.
          Все это хорошо, как на рентгене, видно на фотографиях, сделанных с помощью тепловизора.

         На фотографиях распашная дверь нового каркасного фургона с 60 мм пенопластом в качестве теплоизолятора. Внутри фургона в момент съемки было около +30°С, снаружи +3°С.
          Фургончик, направленный нам для измерения коэффициента теплопередачи, оказался весьма посредственным, его коэффициент теплопередачи 1,23 Вт/м²▪К  
         Очень велика утечка тепла по периметру дверей. Многочисленные тепловые мосты имеются и на других стенках фургона. Всё это привело к совершенно неприемлемому значению коэффициента теплопередачи. Фургон, заявленный изготовителем как изотермический, таковым не является! Коэффициент изотермического фургона должен быть не больше 0,7 Вт/м²▪К.
          нередко пол изотермического фургона оказывается теплоизолирован хуже, чем стены и потолок (иногда в полу вообще только фанера или доски, а теплоизолятора нет совсем, или его толщина на много меньше, чем в стенах).
          Очень сильно ухудшает теплоизолирующие свойства фургона некачественное  уплотнений дверей, как на фото выше, а также поглощение влаги теплоизолятором через негерметичную обшивку.
          Все это приводит к тому, что суммарное натекание тепла в реальный фургон  автомобильного рефрижератора оказывается существенно выше, чем теоретически рассчитанная цифра или цифра, указанная продавцом в паспорте на фургон.
          В итоге холодильная система, установленная на фургон, не  обеспечивает своих паспортных возможностей. Это, естественно, не устраивает владельца такого рефрижератора, и он  утверждает, что холодильная система работает плохо!
          В данном случае дело не в холодильной системе, а в фургоне, только убедить в этом пользователя очень трудно.
          Трудно, но можно!
          Чтобы получить возможность измерять коэффициент теплопередачи изотермических фургонов, а также мощность холодильных систем (холодопроизводительность), был построен измерительный комплекс. Первое измерение коэффициента теплопередачи фургона было выполнено 1 июня 2008 г. 

        Измерительный комплекс представляет собой термостатированную камеру с внутренним размером (ДхШхВ) 10,5х5х5,5 м. Ворота в камеру имеют высоту 3,45 м, ширину  3,5 м и уплотнены по периметру 4-х лепестковым резиновым уплотнителем.
         В камеру на тележку, перемещающуюся по рельсам, может быть установлен фургон длиной до 8 м. (Длина камеры позволяет установить даже 10 метровый фургон, но некоторые требования ГОСТ будут при этом  нарушены. (В такой ситуации возможна лишь оценка коэффициента теплопередачи, а не его точное измерение).
         Система автоматического регулирования температуры обеспечивает во время измерения точность поддержания температуры в термостатированной камере ±0,5°С.  Вентиляторы обеспечивают разброс температуры в камере не выше 1°С.
          Принцип измерения коэффициента теплопередачи регламентирован соглашением СПС и ГОСТ Р 50697-94 «Контейнеры грузовые серии 1. Технические требования и методы испытаний. Часть 2. Контейнеры изотермические».
          Согласно СПС и ГОСТ в измеряемый фургон, установленный в термостатированную измерительную камеру, помещается нагреватель. Равномерность температуры воздуха в фургоне не хуже ±0,5 °С обеспечивается вентиляторами. Тепловая мощность нагревателя совместно с вентиляторами контролируется с точностью ±1% измерителем мощности.
          Измерение температуры производится в фургоне и вне фургона в нескольких точках. Положение датчиков для измерения температуры внутри и вне фургона определено соглашением СПС: это - угловые точки фургона и центральные точки боковых стенок, пола и потолка на расстоянии 100 мм от поверхности.
          Оборудование, которое приходится устанавливать в фургон - на фотографии ниже. На ней можно увидеть нагреватель (желтый, его мощность совместно с мощностью двух вентиляторов (~ 1 кВт) измеряется с помощью измерителя мощности, а также датчики температуры, установленные в нужных точках. Провода от датчиков температуры имеют длину по 6 метров, так как предназначены для измерение очень больших фургонов (до 14 метров в длину, а также жилых комплексов).
         Наружу из фургона выходят только 2 провода - витая пара и провод, с помощью которого подается напряжение на нагреватель и вентиляторы.

         
          Все значения температуры в фургоне и вне фургона одновременно наблюдаются на цифровых табло измерителей, показанных на рисунке внизу. Видеть все значения одновременно важно для оценки степени неравномерности нагрева.
          Измерения могут проводятся в автоматическом режиме и не требуют непрерывного присутствия наблюдателя, что важно, ночью. Частота измерения задается перед началом измерительного сеанса и обычно составляет 1 отсчет (по всем каналам одновременно) в 1 минуту.

На фотографии: - внизу многоканальные измерители температуры; - регулятор температуры в измерительной камере; - измеритель мощности; - стабилизатор напряжения и автотрансформатор. - наверху электрощит, справа от него выключатели вентиляторов в камере. Ниже в белом ящике силовая автоматика поддержания температуры в камере. На белом ящике пульт управления холодильной системы, которая так же может испытываться в измерительной камере.

      Для определения разности температур ΔT вычисляются средние значение температуры внутри фургона и вне его.
          Нагреватель повышает температуру в фургоне, и, когда она достигнет предельного значения, определяется разность температуры воздуха внутри и вне фургона. Знание мощности нагревателя W, разности температуры и размеров фургона дают возможность сосчитать коэффициент теплопередачи по формуле: К=W/S•ΔT Вт/м2•град
          В этой формуле S - средняя площадь, определяемая как квадратный корень из произведения внешней и внутренней площади поверхности фургона.
          Продолжительность измерения коэффициента теплопередачи для больших массивных фургонов, установленных на шасси, может достигает 24 часов и даже более. Это связано с большой тепловой инерцией измеряемых фургонов.
          Выполненные на сегодняшний день измерения показывают, что реальный коэффициент теплопередачи может значительно (до 2 раз) превышать теоретический. Более того, имеет место значительный разброс коэффициента даже для одинаковых фургонов. В качестве иллюстрации приведена таблица с результатами некоторых измерений. (Таблица взята с сайта teplomer-nn.ru с разрешения ООО "Тепломер").
          Обратите внимание на разброс коэффициента теплопередачи для 80 мм сэндвич-фургонов, что связано со слабой воспроизводимостью технологического процесса изготовления изотермического фургона.         

           Еще одна возможность, которую предоставляет измерительный комплекс, измерение холодопроизводительности автомобильных холодильных установок.
         Для измерения холодопроизводительности холодильная система устанавливается на тестовый фургон, коэффициент теплопередачи которого при выключенной холодильной системе измеряется заранее по методике, изложенной выше. Возможно измерение мощности холодильника прямо на автомобиле.
         Для поддержания заданной температуры в термостатированной измерительной камере (+30°С) тепло от конденсаторного блока отводится системой автоматического поддержания температуры.
         После включения холодильной системы изменением мощности нагревателя, расположенного в фургоне, добиваются установления равновесной температуры в фургоне 0°С.
         Холодопроизводительность холодильной системы при 0°С (+30°С снаружи фургона) определяется как мощность нагревателя в фургоне, измеряемая ваттметром, плюс натекание тепла в фургон. Последнее легко вычисляется, так как нам известен коэффициент теплопередачи фургона и температура внутри и вне фургона.
        Затем, регулируя мощность нагревателя, добиваются равновесной температуры в фургоне - 18°С.
        Холодопроизводительность холодильной системы при -18°С (+30°С снаружи фургона) определяется как мощность нагревателя в фургоне, измеряемая ваттметром, плюс натекание тепла в фургон.
       На испытательный комплекс и методику измерения получено свидетельство, удостоверяющее, что испытательный участок соответствует требованиям ГОСТ, необходимым для выполнения измерений коэффициента теплопередачи.
      
      Наша новая измерительная лаборатория находится по адресу: Нижний Новгород, Казанское шоссе, дом 12. См. схему проезда в разделе "Контакты"Измерения фургонов выполняет ООО "Тепломер". Подробности - на сайте Тепломера teplomer-nn.ru

Тел. +7 920 293-33-53     E-mail: vitel@bk.ru

Назад в 2001 год