Wpływ warunków atmosferycznych na temperaturę wewnątrz zabudowy chłodniczej

Transkrypt

1 TYCZEWSKI Przemysław 1 Wpływ warunków atmosferycznych na temperaturę wewnątrz zabudowy chłodniczej WSTĘP Produkty spożywcze wymagają przechowywania i transportu w ściśle określonych warunkach [1]. Transport towarów jest uzależniony nie tylko od temperatury przechowywania, ale również od warunków zewnętrznych, między innymi od temperatury otoczenia. Dla zapewnienia wysokiej jakości przewożonego towaru konieczne jest stosowanie odpowiednich środków transportu. Nadmierna temperatura ładunku w nadwoziu, w którym nie zapewniono odpowiednich warunków transportu może niekorzystnie wpłynąć na jakość i wartość odżywczą produktów spożywczych. Wysoka temperatura otoczenia podczas transportu może skutkować wzrostem w pierwszej kolejności temperatury wokół towaru, a następnie temperatury wewnątrz produktu [2, 3]. W związku z powyższym postanowiono sprawdzić wpływ rzeczywistych warunków atmosferycznych na temperaturę wewnątrz rzeczywistej zabudowy chłodniczej. 1. WARUNKI BADAŃ Badania przeprowadzono przy użyciu rzeczywistego samochodu chłodniczego, skonstruowanego na bazie auta dostawczego Fiat Doblo (rys. 1). Rys. 1. Wykorzystany do badań pojazd chłodniczy wraz z ładunkiem W pojeździe zamontowano zabudowę z izolacją termiczną o globalnym współczynniku przenikania ciepła k wynoszącym 0,55 W/(m 2. K) oraz agregat chłodniczy ThermoKing B-085. Samochód posiada klasę FNA zgodnie z umową o międzynarodowych przewozach szybko psujących się artykułów żywnościowych i o specjalnych środkach transportu przeznaczonych do tych przewozów. Taka zabudowa umożliwia przewóz produktów schłodzonych do 0 o C [4]. Pojazd wyposażono w rejestrator Mikster LGDL (rys. 2a). Urządzenie to jest zgodne z obowiązującymi przepisami dotyczącymi obowiązku rejestracji temperatury w pojeździe przewożącym łatwo psujące się produkty żywnościowe [5]. Umożliwia on rejestrację temperatury: przy parowniku, ładunku oraz stan otwarcia lub zamknięcia drzwi zabudowy. Wartości temperatur rejestrowano co 5 minut. Natomiast wilgotność oraz temperaturę zewnętrzną rejestrowano za pomocą 1 Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, Poznań, przemyslaw.tyczewski@put.poznan.pl 6463

2 bezprzewodowego urządzenia ACR THR1000 co 2 minut (rys 2b.). Dodatkowo rejestrowano przebytą trasę za pomocą urządzenia Pentagram (rys. 2c). a) b) c) Rys. 2. Wykorzystywane urządzenia pomiarowe: a) rejestrator temperatur Mikster, b) bezprzewodowego rejestrator wilgotności i temperatury ACR THR1000, c) rejestrator śladu GPS Pentagram Z uwagi na małą ładowność do pojazdu załadowano tylko dwie warstwy wody w kartonach jedno litrowych od mleka całość 360l (rys. 1). Dodatkowo umieszczono warstwę pustych kartonów dla zapewnienia poprawnych warunków cyrkulacji powietrza. Pojazd wraz z ładunkiem stał 15h w hali w temperaturze 22 o C. 2. PRZEBIEG BADAŃ Pojazdem wykonano w miesiącu marcu trasę o długości 285km z Poznania do Błonia przez Konin, Koło, Kutno, Sochaczew. Następnie po upływie 110 minut odbyto trasę powrotną po tej samej drodze (rys. 3). W trakcie jazdy dokonywano włączenia i wyłączenia agregatu chłodniczego (tabela 1). Rys. 3. Ślad wykonanej trasy Tab. 1. Zdarzenia w trakcie jazdy Godz. Warunki atmosferyczne Zdarzenie Uwagi Trasa Poznań Błonie 8:30 Śnieg, zachmurzenie duże START, włączenia agregatu Temp. wew. zabudowy, według czujnika agregatu 19 o C, nastawa temperatury agregatu 4 o C 9:30 Śnieg, zachmurzenie duże AWARIA agregatu Zapalenie się kontrolki awaria 10:30 Brak opadów, zachmurzenie 12:20 Brak opadów, zachmurzenie Włączenie agregatu 12:30 Brak opadów, zachmurzenie STOP, wyłączenie agregatu Trasa Błonie Poznań 14:20 Brak opadów, zachmurzenie małe START, włączenie agregatu 14:40 Brak opadów, zachmurzenie małe STOP, wyłączenie agregatu 15:15 Brak opadów, zachmurzenie małe START, włączenie agregatu 19:15 Brak opadów, zachmurzenie małe STOP, wyłączenie agregatu Pojazd w hali, temperatura 22 o C 15:00 Odczyt danych 6464

3 3. WYNIKI BADAŃ Rejestratory temperatur Mikster oraz ACR THR1000 zostały włączone około godziny 8:00. Na rysunku 4 przedstawiono przebieg zarejestrowanych temperatur. Rys. 4. Rozkład temperatur z rejestratora Mikster LGDL Rys. 5. Temperatura i wilgotność uzyskana z rejestratora ACR THR1000 Z wykresu można zauważyć pierwszą fazę, w której nastąpiło otwarcie hali garażowej i spadek temperatury zewnętrznej. Po upływie 20 min rozpoczęto jazdę oraz włączono agregat chłodniczy. Nastąpił wówczas gwałtowny spadek temperatury wewnątrz zabudowy (temperatura na parowniku). Z wykresu 4 można odczytać, iż podczas początkowej jazdy temperatura przy parowniku (wnętrze zabudowy) przez pierwszą godzinę oscylowała między 0 o C a 4 o C. Potwierdza to prawidłowe działanie agregatu chłodniczego. Około godziny 9:30 pojawił się komunikat o awarii agregatu. 6465

4 Nastąpiło zgaśnięcie kontrolki włączenie, płynne zapalenie kontrolki sieć, a następnie płynne zapalenie kontrolki praca, po czym przez około dwie godziny świeciła kontrolka awaria. Temperatura przy parowniku (w wnętrzu) zabudowy w tym czasie wzrosła do 16 o C. Około godziny 12:20 zaobserwowano zgaśnięcie kontrolki awarii, po czym włączono agregat doprowadzając do zamierzonego spadku temperatury we wnętrzu zabudowy. O godzinie 12:30 nastąpił przyjazd do miejsca docelowego, w którym pojazd stał przez prawie dwie godziny. Temperatura wówczas wzrosła w proporcjonalnym tempie do wcześniejszej sytuacji w czasie awarii. Zatem fakt poruszania się pojazdu przy temperaturach zewnętrznych 2 o C 8 o C nie wpłyną na temperaturę wewnątrz zabudowy. Trasa od startu do około 10:30 odbywała się w opadach śniegu. Na wykresie 5 wyraźnie widać wzrost wilgotności zewnętrznej w tym okresie pomiarów. Pozostała część trasy przebiegała przy braku opadów atmosferycznych. Wartość wilgotności zmniejszyła się w godzinach od 10:30 do 15:30, następnie wzrosła do około godziny 17:00, po czym spadła do wartości ustabilizowanej w hali garażowej. Analizując wykresy 4 i 5 można przyjąć, że wilgotność zewnętrzna w postaci opadu śniegu nie wpłynęła na temperaturę wewnątrz zabudowy. Natomiast padający śnieg mógł być przyczyną awarii agregatu chłodniczego, gdyż po około dwóch godzinach jazdy w suchych warunkach agregat ponownie można było włączyć. Z rysunku 4 widać zależność wartości temperatury wewnątrz zabudowy od pracy agregatu chłodniczego. W warunkach poprawnej pracy agregatu, temperaturę wewnątrz zabudowy uzyskujemy przy pierwszym włączeniu agregatu po 20 minutach, a następnie podczas pracy agregatu w trybie star / stop agregat włącza się co 5 minut na czas 5 minut. W przypadku wyłączenia agregatu temperatura wewnątrz zabudowy wzrasta. W przypadku awarii agregatu krzywa wzrostu temperatury pokazana na rysunku 4 jest tak samo proporcjonalna jak w przypadku wyłączenia agregatu podczas jazdy oraz nie działania agregatu podczas postoju. Zatem jednoznacznie można przyjąć, że prędkość przepływu powietrza wokół pojazdu (prędkość ruchu) nie wpływa na wartości temperatur wewnątrz izolowanego środka transportu. Z powodu stosunkowo krótkiej trasy 570km oraz przewożonego ładunku wcześniej nie schłodzonego, analizie poddano zmiany temperatury wewnątrz zabudowy rejestrowane przy parowniku, a więc w najchłodniejszym miejscu zabudowy chłodniczej z mechanicznym źródłem chłodu (samochodowym agregatem chłodniczym). Rejestrowana temperatura samego ładunku (rys. 4) prawie się nie zmieniła. W początkowym odcinku trasy padał śnieg, temperatura zewnętrzna wynosiła około 2 o C. Resztę trasy przebyto bez opadów atmosferycznych, w temperaturze otoczenia około 5 o C 8 o C. Natomiast można spodziewać się, że przypadku zabudowy normalnej IN (zgodnie z międzynarodową umową ATP) w warunkach ekstremalnych bardzo niskich lub bardzo wysokich temperatur będzie można zauważyć wpływ temperatury zewnętrznej na temperaturę wewnątrz zabudowy a zatem temperaturę przewożonego ładunku. WNIOSKI Zgodnie z dobrą praktyką transportową produkty wymagające kontrolowanej temperatury podczas transportu powinny być schłodzone do określonej temperatury, środek transportu do którego ma być załadowany produkt również powinien być schłodzony. W okresie wiosennym wartość temperatury zewnętrznej nie wpływa na temperaturę wewnątrz pojazdu. Opady śniegu również nie wpływają na warunki wewnątrz zabudowy z izolacją normalną IN. W trakcie testu nie stwierdzono wpływu prędkości opływu powietrza na warunki wewnątrz auta. Jedyny wpływ na temperaturę w zabudowie ma poprawnie działający samochodowy agregat chłodniczy. Koniecznie należy powtórzyć podobny test w warunkach ekstremalnych, najlepiej w miesiącu sierpień gdzie można spodziewać się wysokich temperatur oraz dużego nasłonecznienia co dodatkowo będzie wpływało na wartości temperatur wewnątrz izolowanej zabudowy chłodniczej. 6466

5 Streszczenie W pracy przedstawiono badania wpływu warunków atmosferycznych na temperaturę wewnątrz zabudowy chłodniczej. Test przeprowadzono w rzeczywistych warunkach drogowych, rzeczywistym pojazdem chłodniczym. Do badań posłużył pojazd dostawczy wyposażony w izolowaną zabudowę oraz agregat chłodniczy. Pomiary temperatury oraz wilgotności przeprowadzono przy użyciu rejestratora Mikster oraz ACR THR1000. Badania przeprowadzono w czasie rzeczywistej jazdy w warunkach opadu śniegu jak i bez opadów atmosferycznych. Badano wpływ warunków zewnętrznych: temperaturę, wilgotność, prędkość opływu powietrza oraz działanie agregatu chłodniczego na temperaturę wewnątrz zabudowy. Analiza przebiegu temperatury wewnątrz zabudowy jednoznacznie wskazuje, iż w przypadku zabudowy normalnej (według międzynarodowej umowy ATP, klasy FNA) wiosenne warunki atmosferyczne nie wpływają na temperaturę wewnątrz zabudowy. Na mikroklimat wewnątrz pojazdu wpływa nieodpowiednio przygotowany ładunek oraz praca samochodowego agregatu chłodniczego. The influence of atmospheric conditions on the temperature inside the building cooling Abstract The paper presents a study on the impact of weather conditions on the temperature inside the building cooling. The test was conducted under real driving conditions, the real vehicle refrigeration. The study was used commercial vehicle equipped with an insulated buildings and chiller. Temperature and humidity measurements performed using the recorder and ACR THR1000 Mikster. The tests were performed at the time of actual driving conditions such as snowfall, and without precipitation. The effect of external conditions: temperature, humidity, air flow around the speed and operation of the chiller temperature inside the building. Analysis of the temperature inside the building clearly shows that in the case of building a normal (by international agreement ATP, class FNA) spring weather conditions do not affect the temperature inside the building. On the microclimate inside the vehicle affect improperly prepared and work load car chiller. BIBIOLGRAFIA 1. ASHRE Handbook, 1994, Refrigeration. Systems and applications 2. Zwierzycki W., Bieńczak K., Bieńczak M, Stachowiak A., Tyczewski P., Rochatka T., Thermal damage to the load in cold chain transport, 14th EWGT & 26th MEC & 1st RH Procedia Social and Behavioral Sciences 20 (2011) Tyczewski P., Wpływ warunków transportu na bezpieczeństwo ładunku żywnościowego w małym pojeździe chłodniczym, Logistyka 3/ Tyczewski P., Monitoring warunków transportu łatwo psujących się produktów żywnościowych, Logistyka 2/2010, s